Se 100 miliony dolarů vidí podnikatel cestu k narušení lékařského zobrazování

Podnikatel Jonathan Rothberg vyvíjí skener o velikosti iPhonu, který byste mohli přiložit k hrudi člověka a vidět živý, pohyblivý 3D obraz toho, co je uvnitř.

Jonathan Rothberg

Rothberg říká, že získal 100 milionů dolarů na vytvoření lékařského zobrazovacího zařízení, které je téměř tak levné jako stetoskop a díky němuž budou lékaři 100krát efektivnější. Technologie, která se podle patentových dokumentů opírá o nový druh ultrazvukového čipu, by nakonec mohla vést k novým způsobům, jak ničit rakovinné buňky teplem nebo dodávat informace mozkovým buňkám.

Rothberg má talent spojovat polovodičovou technologii s problémy v biologii. Založil a prodal dvě společnosti zabývající se sekvenováním DNA, 454 a Ion Torrent Systems (viz The $2 Million Genome a A Semiconductor DNA Sequencer ), za více než 500 milionů dolarů. Zisky umožnily Rothbergovi, který se na pohovor dostavil v obnošených chinos kalhotách a potrhaném námořnickém opasku, brázdit oceán na 130stopé jachtě s názvem Gene Machine a dopřát si vysoce koncepční koníčky, jako je sekvenování DNA matematických géniů .

Zobrazovací systém vyvíjí Butterfly Network , tři roky stará společnost, která je nejpokročilejší z několika podniků, o nichž Rothberg říká, že vzejdou z 4Combinator, inkubátoru, který vytvořil za účelem zakládání a financování společností, které kombinují lékařské senzory s odvětvím umělé inteligence nazývaným hluboké učení. .

Rothberg přesně neřekne, jak bude Butterflyovo zařízení fungovat nebo jak bude vypadat. Podrobnosti se objeví, až to budeme na pódiu prodávat. To je v příštích 18 měsících, říká. Rothberg ale zaručuje, že bude malý, bude stát pár stovek dolarů, bude se připojovat k telefonu a bude schopen dělat věci, jako je diagnostika rakoviny prsu nebo vizualizace plodu.

Patentové přihlášky Butterfly popisují jeho cíl jako vytvoření kompaktních, všestranných nových ultrazvukových skenerů, které dokážou vytvářet 3D obrazy v reálném čase. Přidržte ho k hrudi člověka a podle dokumentů byste se podívali skrz něco, co vypadá jako okno do těla.

Koncepční výkresy podané patentovému úřadu společností Butterfly Network ukazují nápady na malé 3D ultrazvukové zobrazovací zařízení.

Se 100 miliony dolarů poskytnutými Rothbergem a investory, mezi něž patří Stanfordská univerzita a německý Aeris Capital, se Butterfly zdá být dosud největší sázkou ze všech společností na nově vznikající technologii, ve které jsou ultrazvukové zářiče leptány přímo na polovodičový plátek, vedle obvodů a procesory. Zařízení jsou známá jako kapacitní mikroobrobené ultrazvukové převodníky nebo CMUT.

Většina ultrazvukových strojů používá malé piezoelektrické krystaly nebo keramiku k vytváření a přijímání zvukových vln. Ty však musí být pečlivě propojeny dohromady a poté připojeny pomocí kabelů k samostatné krabici pro zpracování signálů. Každý, kdo dokáže integrovat ultrazvukové prvky přímo do počítačového čipu, by je mohl levně vyrábět ve velkých sériích a snadněji vytvořit typ polí potřebných k produkci 3D snímků.

Vize tohoto produktu existuje již mnoho let. Zda se to někomu podaří proměnit v tržně ověřenou realitu, se teprve uvidí.

Ultrazvuk používají lékaři častěji než jakýkoli jiný typ zobrazovacího testu, včetně sledování dítěte během těhotenství, hledání nádorů v měkkých tkáních, jako jsou játra, a v poslední době k léčbě rakoviny prostaty zahříváním buněk zvukovými vlnami.

Myšlenka mikroobráběných ultrazvukových čipů pochází z roku 1994, kdy Butrus Khuri-Yakub, profesor ze Stanfordu, který radí Rothbergově společnosti, postavil první čip. Žádný však nezaznamenal komerční úspěch, a to i přes desetiletí zájmu společností včetně General Electric a Philips. Je to proto, že nefungovaly spolehlivě a ukázalo se, že je obtížné je vyrobit.

Vize tohoto produktu existuje již mnoho let. Uvidíme, zda to někdo dokáže proměnit v realitu ověřenou trhem, říká Richard Przybyla, vedoucí návrhu obvodů ve společnosti Chirp Microsystems, startupu v Berkeley v Kalifornii, který vyvíjí ultrazvukové systémy, které počítačům umožňují rozpoznávat lidská gesta. Možná, že to, co bylo celou dobu potřeba, byla velká investice a oddaný tým.

Rothberg říká, že se o ultrazvukovou technologii začal zajímat, protože jeho nejstarší dcera, nyní vysokoškolská studentka, má tuberózní sklerózu. Jde o onemocnění, které způsobuje křeče a v ledvinách se množí nebezpečné cysty. V roce 2011 se zavázal v Cincinnati otestovat, zda vysoce intenzivní ultrazvukové pulsy mohou zničit nádory ledvin jejich zahřátím.

To, co viděl, vedlo Rothberga k závěru, že existuje prostor pro zlepšení. Nastavení – přístroj pro magnetickou rezonanci pro zobrazení nádorů a ultrazvuková sonda k jejich zahřátí – stálo miliony dolarů, ale nebylo nijak zvlášť rychlé, spíš jako laserová tiskárna, jejíž tisk trvá osm dní a vypadá, jako by ji nakreslily moje děti. pastelka, říká. Rozhodl jsem se vyrobit super-levnou verzi tohoto stroje za 6 milionů dolarů, aby byl 1000krát levnější, 1000krát rychlejší a stokrát přesnější.

Rothberg tvrdí, že technologie Butterfly má tajnou omáčku, ale neprozradí ji. Ale může to mít co do činění s chytrým návrhem zařízení a obvodů jako překonání fyzických limitů a výrobních problémů, kterým technologie CMUT dosud čelila.

Jedním z důvodů, proč si to myslet, je to, že spoluzakladatel společnosti Nevada Sánchez dříve pomáhal kosmologům navrhnout mnohem levnější radioteleskop s trikem na zpracování signálu zvaným motýlí síť, což je také původ názvu startupu. Se společností spolupracuje také Greg Charvat, který do ní přišel z Lincoln Laboratory na MIT, kde vyvinul radar, který může vidět lidská těla i přes silné kamenné zdi (viz Vidět jako Superman ).

Během návštěvy ústředí 4Combinator, které se nachází v přístavu v Guilfordu, Connecticut, Charvat a Sanchez předvedli obrázek penny tak podrobný, že jste na něm mohli přečíst písmena a čísla. Snímek pořídili letos na jaře pomocí prototypu čipu. Ultrazvuk [průmysl] je v podstatě zpátky v 70. letech 20. století. GE a Siemens staví na starých konceptech, říká Charvat. S výrobou čipů a několika novými nápady z radaru, říká, můžeme zobrazovat rychleji, s širším zorným polem a přejít z milimetrového na mikrometrické rozlišení.

Ultrazvuk funguje tak, že vystřelí zvuk a poté zachytí ozvěnu. Může také vytvářet paprsky soustředěné energie – a zařízení založená na čipech by nakonec mohla vést k novým systémům pro zabíjení nádorových buněk. Malá zařízení mohou být také použita jako způsob dodávání informací do mozku (nedávno bylo zjištěno, že neurony lze aktivovat ultrazvukovými vlnami).

Myslím, že to bude lepší než člověk, když řekne: ‚Má to dítě Downův syndrom nebo rozštěp rtu?‘ A když lidi tlačí čas, bude to nadlidské.

Rothberg říká, že jeho prvním cílem bude uvést na trh dostatečně levný zobrazovací systém, aby jej bylo možné používat i v nejchudších koutech světa. Říká, že systém bude do značné míry záviset na softwaru, včetně technik vyvinutých výzkumníky v oblasti umělé inteligence, aby mohl procházet bankami obrázků a extrahovat klíčové funkce, které zautomatizují diagnózy.

Chceme, aby to fungovalo jako ‚panoráma‘ na iPhonu, říká s odkazem na funkci chytrého telefonu, která nasměruje fotografa k panorámování po průhledu a automaticky sestaví složený obrázek. Ale kromě rozpoznávání objektů - částí těla v případě fetálního vyšetření - a pomoci uživateli je lokalizovat, Rothberg říká, že systém by také dosáhl předběžných diagnostických závěrů založených na softwaru pro vyhledávání vzorů.

Když budu mít tisíce těchto obrázků, myslím, že to bude lepší než člověk, když řeknu: ‚Má to dítě Downův syndrom nebo rozštěp rtu?‘ A když lidi tlačí čas, bude to nadlidské, říká Rothberg. Zajistím pro tuto práci technika.

Rothberg říká, že jeho inkubátor založil kromě Butterfly další tři společnosti a každé z nich dal počáteční kapitál mezi 5 miliony a 20 miliony dolarů. Patří mezi ně biotechnologická firma, Lamova terapeutika , práce na léčbě spojené s tuberózní sklerózou; Hyperfine Research, startup v utajeném režimu, který neuvedl, jaký typ technologie vyvíjí; a další společnost, která je nejmenovaná.

skrýt