Dzięki 100 milionom dolarów przedsiębiorca widzi drogę do zakłócenia obrazowania medycznego

Przedsiębiorca Jonathan Rothberg opracowuje skaner wielkości iPhone'a, który można przyłożyć do klatki piersiowej i zobaczyć żywy, ruchomy trójwymiarowy obraz tego, co jest w środku.

Jonathan Rothberg

Rothberg twierdzi, że zebrał 100 milionów dolarów na stworzenie urządzenia do obrazowania medycznego, które jest prawie tak tanie jak stetoskop i sprawi, że lekarze będą 100 razy skuteczniejsi. Technologia, która według dokumentów patentowych opiera się na nowym rodzaju chipu ultradźwiękowego, może ostatecznie doprowadzić do nowych sposobów niszczenia komórek rakowych za pomocą ciepła lub dostarczania informacji do komórek mózgowych.

Rothberg ma talent do łączenia technologii półprzewodnikowej z problemami biologii. Założył i sprzedał dwie firmy zajmujące się sekwencjonowaniem DNA, 454 i Ion Torrent Systems (patrz The 2 Million Genome and A Semiconductor DNA Sequencer), za ponad 500 milionów dolarów. Zyski pozwoliły Rothbergowi, który pojawił się na rozmowie kwalifikacyjnej ubrany w znoszone chinosy i postrzępiony pas marynarski, pływać po oceanie na 30-metrowym jachcie o nazwie Maszyna genetyczna i oddawać się hobby o wysokim poziomie koncepcji, takim jak sekwencjonowanie DNA geniuszy matematycznych .

System obrazowania jest rozwijany przez Sieć motyli , trzyletnia firma, która jest najbardziej zaawansowana z kilku przedsięwzięć, które według Rothberga wyjdą z 4Combinator, inkubatora, który stworzył, aby założyć i finansować firmy, które łączą czujniki medyczne z gałęzią sztucznej inteligencji zwaną głębokim uczeniem .

Rothberg nie powie dokładnie, jak urządzenie Butterfly będzie działać ani jak będzie wyglądać. Szczegóły wyjdą na jaw, gdy będziemy sprzedawać go na scenie. To w ciągu najbliższych 18 miesięcy, mówi. Ale Rothberg gwarantuje, że będzie mały, kosztuje kilkaset dolarów, połączy się z telefonem i będzie w stanie diagnozować raka piersi lub wizualizować płód.

Zgłoszenia patentowe Butterfly opisują jej cel jako zbudowanie kompaktowych, wszechstronnych nowych skanerów ultradźwiękowych, które mogą tworzyć obrazy 3D w czasie rzeczywistym. Przytrzymaj go do klatki piersiowej osoby, a zgodnie z dokumentami spojrzałbyś przez coś, co wydaje się być oknem do ciała.

Rysunki koncepcyjne złożone w urzędzie patentowym przez Butterfly Network przedstawiają pomysły na małe urządzenie do obrazowania ultrasonograficznego 3D.

Biorąc pod uwagę 100 milionów dolarów dostarczonych przez Rothberga i inwestorów, w tym Uniwersytet Stanforda i niemiecką Aeris Capital, Butterfly wydaje się postawić największy jak dotąd zakład w każdej firmie na rozwijającą się technologię, w której emitery ultradźwięków są wytrawiane bezpośrednio na płytce półprzewodnikowej, obok obwodów i procesory. Urządzenia te są znane jako pojemnościowe przetworniki ultradźwiękowe z mikroobróbką lub CMUT.

Większość aparatów ultradźwiękowych wykorzystuje małe kryształy piezoelektryczne lub ceramikę do generowania i odbierania fal dźwiękowych. Ale trzeba je starannie połączyć, a następnie podłączyć kablem do oddzielnej skrzynki, aby przetworzyć sygnały. Każdy, kto potrafi zintegrować elementy ultradźwiękowe bezpośrednio z chipem komputerowym, może produkować je tanio w dużych partiach i łatwiej tworzyć matryce potrzebne do tworzenia obrazów 3D.

Wizja tego produktu istnieje od wielu lat. Zobaczymy, czy komuś uda się to wprowadzić w rzeczywistość potwierdzoną przez rynek.

Ultradźwięki są używane częściej przez lekarzy niż jakikolwiek inny rodzaj badań obrazowych, w tym do oglądania dziecka w czasie ciąży, do wykrywania guzów w tkankach miękkich, takich jak wątroba, a ostatnio do leczenia raka prostaty poprzez ogrzewanie komórek falami dźwiękowymi.

Pomysł na mikroobrobione chipy ultradźwiękowe powstał w 1994 roku, kiedy Butrus Khuri-Yakub, profesor Stanford doradzający firmie Rothberga, zbudował pierwszy. Ale żaden z nich nie odniósł sukcesu komercyjnego, pomimo dziesięcioletniego zainteresowania firm, w tym General Electric i Philips. Dzieje się tak, ponieważ nie działały one niezawodnie i okazały się trudne do wyprodukowania.

Wizja tego produktu istnieje od wielu lat. Dopiero okaże się, czy komuś uda się to wprowadzić w rzeczywistość potwierdzoną przez rynek, mówi Richard Przybyla, szef projektu obwodów w Chirp Microsystems, startupie z Berkeley w Kalifornii, który opracowuje systemy ultradźwiękowe, które pozwalają komputerom rozpoznawać ludzkie gesty. Być może przez cały czas potrzebna była duża inwestycja i oddany zespół.

Rothberg mówi, że zainteresował się technologią ultradźwiękową, ponieważ jego najstarsza córka, obecnie studentka, ma stwardnienie guzowate. Jest to choroba, która powoduje napady padaczkowe i powstawanie niebezpiecznych torbieli w nerkach. W 2011 roku sfinansował wysiłki w Cincinnati mające na celu sprawdzenie, czy impulsy ultradźwiękowe o wysokiej intensywności mogą zniszczyć guzy nerki poprzez ich podgrzanie.

To, co zobaczył, doprowadziło Rothberga do wniosku, że jest miejsce na ulepszenia. Konfiguracja — aparat do rezonansu magnetycznego do oglądania guzów i sonda ultradźwiękowa do ich podgrzewania — kosztowała miliony dolarów, ale nie była szczególnie szybka, bardziej przypominała drukarkę laserową, której wydruk zajmuje osiem dni i wygląda tak, jakby moje dzieci ją narysowały. kredka, mówi. Postanowiłem stworzyć super tanią wersję tej maszyny za 6 milionów dolarów, aby była 1000 razy tańsza, 1000 razy szybsza i sto razy bardziej precyzyjna.

Rothberg twierdzi, że technologia Butterfly kryje tajemnicę, ale nie chce jej ujawnić. Ale może to mieć tyle wspólnego ze sprytnym projektem urządzeń i obwodów, co przezwyciężeniem fizycznych ograniczeń i problemów produkcyjnych, z jakimi do tej pory zmierzyła się technologia CMUT.

Jednym z powodów, aby tak sądzić, jest to, że współzałożycielka firmy, Nevada Sánchez, wcześniej pomagała kosmologom zaprojektować znacznie tańszy radioteleskop ze sztuczką przetwarzania sygnału zwaną siecią motyla, od której pochodzi nazwa startupu. Z firmą współpracuje również Greg Charvat, który dołączył do niej z Lincoln Laboratory w MIT, gdzie opracował radar, który widzi ludzkie ciała nawet przez grube kamienne ściany (patrz Widzieć jak Superman ).

Podczas wizyty w siedzibie 4Combinator, która znajduje się w marinie w Guilford, Connecticut, Charvat i Sanchez pokazali zdjęcie pensa tak szczegółowe, że można było odczytać litery i cyfry na nim. Zdjęcie zrobili tej wiosny, używając prototypowego chipa. Ultradźwięki [przemysł] są w zasadzie z powrotem w latach 70-tych. GE i Siemens budują na starych koncepcjach, mówi Charvat. Dzięki produkcji chipów i kilku nowym pomysłom z radaru, mówi, możemy obrazować szybciej, z szerszym polem widzenia i przejść z rozdzielczości milimetrowej do mikrometrowej.

Ultradźwięki działają poprzez wystrzeliwanie dźwięku, a następnie wychwytywanie echa. Może również tworzyć wiązki skoncentrowanej energii – a urządzenia oparte na chipach mogą ostatecznie doprowadzić do powstania nowych systemów zabijania komórek nowotworowych. Małe urządzenia mogą być również wykorzystywane jako sposób dostarczania informacji do mózgu (niedawno odkryto, że neurony można aktywować falami ultradźwiękowymi).

Myślę, że lepiej niż człowiek będzie mówić: „Czy ten dzieciak ma zespół Downa, czy rozszczep wargi?”.

Rothberg mówi, że jego pierwszym celem będzie wprowadzenie na rynek systemu obrazowania wystarczająco taniego, aby mógł być używany nawet w najbiedniejszych zakątkach świata. Twierdzi, że system będzie w dużej mierze zależny od oprogramowania, w tym technik opracowanych przez badaczy sztucznej inteligencji, aby przeszukiwać banki obrazów i wyodrębniać kluczowe funkcje, które zautomatyzują diagnozy.

„Chcemy, aby działała jak „panorama” na iPhonie, mówi, odnosząc się do funkcji smartfona, która steruje robiącym zdjęcie panoramą i automatycznie składa złożony obraz. Ale oprócz rozpoznawania obiektów – części ciała w przypadku badania płodu – i pomagania użytkownikowi w ich lokalizacji, Rothberg twierdzi, że system mógłby również wyciągnąć wstępne wnioski diagnostyczne na podstawie oprogramowania do wyszukiwania wzorców.

Kiedy będę miał tysiące takich obrazów, myślę, że lepiej niż człowiek powiem: „Czy ten dzieciak ma zespół Downa, czy rozszczep wargi?”. Sprawię, że technik będzie w stanie wykonać tę pracę.

Rothberg mówi, że jego inkubator założył trzy inne firmy oprócz Butterfly, a każdej z nich przekazał od 5 do 20 milionów dolarów kapitału zalążkowego. Należą do nich firma biotechnologiczna, Terapia Lam , pracując nad terapiami związanymi ze stwardnieniem guzowatym; Badania naddokładne, startup w trybie stealth, który nie powiedział, jaki rodzaj technologii rozwija; i inną firmę, która nie ma nazwy.

ukryć