A empresa de dispositivos médicos Invenio Imaging está desenvolvendo uma tecnologia que permite aos cirurgiões avaliar biópsias de tecido na sala de cirurgia, imediatamente após a coleta de amostras, fornecendo em apenas três minutos, insights acelerados por IA que, de outra forma, levariam semanas para serem obtidos em um laboratório de patologia.
Em uma biópsia cirúrgica, um profissional médico remove amostras de células ou tecidos que os patologistas analisam para doenças como câncer. Ao fornecer esses recursos por meio de um sistema de imagem compacto e impulsionado por IA dentro da sala de tratamento, a Invenio visa apoiar a tomada rápida de decisões clínicas.
“Essa tecnologia ajudará os cirurgiões a tomar decisões intraoperatórias ao realizar uma biópsia ou cirurgia”, disse Chris Freudiger, diretor de tecnologia da Invenio, com sede no Vale do Silício. “Eles serão capazes de avaliar rapidamente se a amostra de tecido contém células cancerígenas, decidir se precisam coletar outra amostra de tecido e, com os modelos de IA que a Invenio está desenvolvendo, potencialmente fazer um diagnóstico molecular para tratamento médico personalizado em minutos.”
Um diagnóstico mais rápido permite um tratamento mais rápido. É especialmente crítico para tipos agressivos de câncer que podem crescer ou se espalhar significativamente nas semanas necessárias para que os resultados da biópsia retornem de um laboratório de patologia dedicado.
A Invenio é membro do NVIDIA Inception, um programa que fornece às startups de ponta suporte tecnológico e orientação de plataforma de IA. A empresa acelera o treinamento e a inferência de IA usando GPUs e bibliotecas de software da NVIDIA.
Foco do Laser no Tratamento do Câncer
O Sistema de Imagens a LAser NIO da Invenio é uma ferramenta de patologia digital que acelera a imagem de biópsias de tecido fresco. Ele já foi usado em milhares de procedimentos nos EUA e na Europa. Em 2021, recebeu a marca CE de aprovação regulatória na Europa.
A empresa planeja adotar a série NVIDIA Jetson Orin de módulos de IA no edge para seu sistema de imagem de próxima geração, que contará com inferência de IA quase em tempo real acelerada pelo SDK NVIDIA TensorRT.
“Estamos construindo uma camada de modelos de IA em cima de nossos recursos de imagem para fornecer aos médicos não apenas a imagem diagnóstica, mas também uma análise do que eles estão vendo”, disse Freudiger. “Com o desempenho de IA fornecido pelo NVIDIA Jetson no edge, eles serão capazes de determinar rapidamente quais tipos de células cancerosas estão presentes em uma imagem de biópsia.”
A Invenio usa um cluster de GPUs NVIDIA RTX A6000 para treinar redes neurais com dezenas de milhões de parâmetros em imagens anotadas por patologistas. Os modelos foram desenvolvidos utilizando o framework de deep learning TensorFlow e treinados em imagens adquiridas com sistemas de imagem NIO.
“A capacidade mais poderosa para nós é a VRAM expandida nas GPUs RTX A6000, que nos permite carregar grandes lotes de imagens e capturar a variabilidade de recursos”, disse Freudiger. “Isso faz uma grande diferença para o treinamento de IA.”
No Caminho para a Implantação Clínica
Um dos produtos de IA da Invenio, o NIO Glioma Reveal, é aprovado para uso clínico na Europa e está disponível para uso em pesquisa nos EUA para ajudar a identificar áreas de células cancerígenas no tecido cerebral.
Uma equipe de colaboradores da Invenio da Universidade de Michigan, Universidade de Nova York, Universidade da Califórnia em São Francisco, Universidade de Medicina de Viena e Hospital Universitário de Colônia desenvolveu recentemente um modelo de deep learning que pode encontrar biomarcadores de tumores cancerígenos com 93% de precisão em 90 segundos.
Com essa capacidade de analisar diferentes subtipos moleculares de câncer dentro de uma amostra de tecido, os médicos podem prever quão bem um paciente responderá à quimioterapia ou determinar se um tumor foi removido com sucesso durante a cirurgia.
Além de seu trabalho na análise do tecido cerebral, a Invenio anunciou este ano uma colaboração de pesquisa clínica com a Johnson & Johnson’s Lung Cancer Initiative para desenvolver e validar uma solução de IA que pode ajudar a avaliar biópsias pulmonares. O modelo de IA ajudará os médicos a determinar rapidamente se as amostras de tecido coletadas contêm câncer.
O câncer de pulmão é a forma de câncer mais mortal do mundo e, somente nos EUA, nódulos pulmonares são encontrados em mais de 1,5 milhão de pacientes a cada ano. Uma vez aprovada para uso clínico, a ferramenta NIO Lung Cancer Reveal da Invenio visa encurtar o tempo necessário para analisar biópsias de tecido para esses pacientes.
Como parte desta iniciativa, a Invenio executará um estudo clínico antes de submeter a solução de IA impulsionada pelo NVIDIA Jetson para aprovação da FDA.