杰姆斯·图多尔博士，XCath的人工智能副总裁 – 采访系列

詹姆斯·图多尔博士，医学博士，负责将人工智能集成到XCath的机器人系统中。他热衷于技术和医学的融合，平衡着他作为放射科医生、贝勒医学院放射科助理教授和人工智能研究员的角色。

XCath成立于2017年，是一家专注于医疗机器人、纳米机器人和材料科学进步的初创公司。该公司开发下一代血管内机器人系统和可控导管，用于治疗脑血管疾病和其他严重的医疗条件。

图多尔博士，您最初是什么激发了您对人工智能和医学交叉领域的兴趣，特别是在放射科领域?

2016年，当我开始放射科住院医师培训时，DeepMind的AlphaGo击败了世界冠军李世石。AlphaGo能够压缩和抽象出围棋的复杂性，这是一种有更多可能的棋盘位置的游戏，吸引了我的注意力。我对人工智能能够改变放射科和整个医学的潜力感到兴奋。在住院医师培训期间，我会在晚上和周末做人工智能项目。

您能告诉我们更多关于您从医学院到成为XCath人工智能副总裁的经历吗?是什么激励您在医疗机器人中整合人工智能?

我的职业道路经历了一些意外的转折。在完成放射科住院医师培训后，我想花更多时间研究人工智能及其商业应用。我加入了一家健身机器人初创公司，由Eduardo Fonseca创立，他现在是XCath的首席执行官。这是一次宝贵的经历，但我从未预料到它会让我走向治疗急性中风的血管内遥控机器人之路。

大约十年前，急性中风治疗发生了革命。以前的标准治疗是使用一种叫做tPA的药物来溶解血栓。2015年，临床试验表明，直接从大脑动脉中移除血栓的方法（称为机械血栓切除术）比使用tPA更有效。尽管该程序对大血管中风非常有效，但美国不到40%的人口能够获得这种治疗。全球统计数据更为黯淡：不到3%的人口能够获得机械血栓切除术。

XCath的使命是通过中心-周边模型增加机械血栓切除术的可及性，专家可以从远处提供专家级中风护理，使用部署在没有获取途径的地区的血管内遥控机器人。

Eduardo问我如何使用人工智能来增强遥控系统的安全性。我对此很感兴趣，花了几周时间进行研究，讨论与介入医生，并了解遥控机器人。该使命和潜在的人道主义影响非常引人注目，我不得不响应这一号召。

作为一名学术放射科医生，您的经历如何影响您在医疗设备中整合人工智能的方法?

教放射科住院医师让我能够清晰地解释复杂的想法，这是人工智能技术和其在医疗保健中的实际应用之间的桥梁。它还让我保持与临床医生面临的挑战密切相关，这有助于我设计出临床上实用且用户友好的人工智能解决方案。

作为XCath的人工智能副总裁，您在将人工智能集成到XCath的机器人系统中面临的主要挑战是什么?您如何克服这些挑战?

将人工智能集成到外科机器人中是一个U形挑战。最大的困难在于开始（获取和管理数据）和结束（将其集成到嵌入式软件包中）。相比之下，实际训练人工智能模型相对简单。

获取医疗数据具有挑战性，但幸运的是，我们能够建立了优秀的图像共享合作伙伴关系。实施模型以进行临床使用需要协调多个团队的努力，包括人工智能、质量、软件、UI/UX和机器人工程师，同时不断地与临床团队验证解决方案的有用性和有效性。由于有这么多移动的部分，成功最终取决于拥有专注、高绩效的团队，他们能够频繁有效地沟通。

您能详细说明人工智能如何增强XCath的血管内机器人系统的功能吗?人工智能在改善患者结果方面发挥什么作用?

人工智能算法可以作为不断的老师和助手，减少认知负担，并将所有提供者提升到提供世界级护理的水平。人工智能可以提供手术期间和手术后的反馈，提高血管内机器人采用和培训的速度。我们旨在使系统如此有效和易于使用，以至于其他血管内专家（如介入性放射科医生和介入性心脏病学家）可以接受培训，使用机器人提供急性中风护理。

此外，局部嵌入式算法可以提供额外的安全保障，以防止网络故障和网络攻击，因为它们可以预测程序的预期路径，并在意外情况下提醒和暂停程序。

最终，我们不想从介入医生手中夺走控制权，而是增强他们的能力，以便每位患者都能相信自己正在接受世界级的护理。

XCath的AI驱动技术如何解决在血管内手术期间导航人体血管的复杂性?

XCath的血管内机器人系统代表了精确医学的一个重大进步，旨在以亚毫米的精度导航复杂的人体血管。我们的系统旨在最小化程序变异性，并通过直观的控制台增强对各种血管内设备的控制。

此外，XCath的ElectroSteer可控导管系统是世界上第一款电子控制的可控智能导管，具有可控导管尖端，旨在导航复杂的血管解剖结构和具有挑战性的血管角度。

人工智能将通过局部嵌入的计算机视觉和路径规划模型进一步增强导航能力。这些模型在手术期间通过实时图像分析和增强以及并行自主性提供保障，在减少介入医生认知负担方面发挥着至关重要的作用。

XCath最近实现了世界上第一个遥控机械血栓切除术演示。您能分享您对人工智能在这一开创性手术中的作用的见解吗?

我们使用了机器人的早期版本，因此人工智能在这次开创性的成就中没有发挥作用。然而，这是一个令人难以置信的里程碑，为未来将人工智能集成到遥控手术中奠定了基础。

在这次现场演示中，Vitor Pereira博士从阿布扎比对韩国的一个模拟患者进行了机械血栓切除术，仅用了几分钟就从大脑中移除了一个血栓。我们对遥控演示的结果感到兴奋，这表明阿布扎比的机器人控制器和韩国的机器人设备之间的延迟很低，连接可靠。我们预计区域遥控中风网络，但我们走得更远，以展示技术的能力。

您认为遥控外科手术在治疗急性神经血管疾病的未来会怎样? XCath如何准备在这一领域领先?

证明遥控外科手术在许多医疗场景中的必要性可能具有挑战性，特别是当外科医生随时可用或患者转院可行时。然而，在中风治疗的背景下，每一分钟都很重要，神经元正在迅速丢失，遥控干预变得至关重要。

XCath在开创遥控外科手术方面占据独特地位，最初专注于中风治疗。我们的方法解决了对快速干预的关键需求，特别是在获取专科护理机会有限的地区。一旦我们成功解决了这个挑战，我相信这将为其他时间敏感的医疗紧急情况中的遥控解决方案铺平道路。此外，考虑到机器人控制的精度，可能会使用机器人本地执行技术上具有挑战性的手术，例如动脉瘤修复。

您认为医疗保健领域的人工智能的未来会如何发展，特别是在机器人系统和微创手术方面?

人工智能具有巨大的潜力来革新医疗保健。人工智能应用的第一波主要集中在分类和提高效率方面。我们在放射科方面取得了显著的进步，特别是在标记紧急情况或自动执行测量方面。我也对自动化医疗记录文档感到兴奋。目前的一个挑战是医生经常花更多时间在电脑前记录，而不是与患者互动。我预计会开发出可以实时记录患者互动或手术的系统，从而释放宝贵的医生时间。在机器人领域，人工智能将在辅助和监护方面发挥至关重要的作用，从而提高护理的质量和一致性。

在可预见的未来，人工智能将增强但不会取代外科医生。机器人系统中平行自主性的实施将显著提高程序的安全性和效率。

作为人工智能研究的深度参与者，您认为哪些人工智能进步将在未来十年内对医疗设备开发产生最显著的影响?

在过去的几年中，我们见证了监督深度学习模型获得FDA批准并开始兑现其转变医疗保健的承诺。生成人工智能应用程序可能会在接下来的几年内占据主导地位。相比之下，代理人工智能仍处于初期阶段，但其前景更为广阔。随着人工智能的快速发展，我们很可能会看到能够实时诊断和治疗的多代理系统。这些代理系统的行为将是不透明和概率性的，因此将面临额外的监管障碍。然而，全球需求将推动采用。例如，在卢旺达，Zipline公司正在使用飞行无人机在几分钟内向全国各地的医院运送重要的医疗用品。在缺乏医疗资源的地区，风险/收益方程将大不相同，很可能会促使他们跳过发达世界，部署多代理人工智能医疗设备。

感谢您这次精彩的采访，希望您能通过访问XCath了解更多信息。