シアトルのスタートアップ企業は、AI、コンピュータービジョン、拡張現実を活用して手術を変えることを目指している
シアトルのウォーターフロント近くにある元ボーイング製造工場で、設立6年の新興企業が、手術を変えると言われるシステムを準備している。
Proprioの技術により、外科医は重要な構造を画面上で3次元的にリアルタイムに観察できます。このシステムは、医師が切開位置を決定したり、脊椎矯正装置などのハードウェアの配置をガイドしたりするのに役立ちます。
「Proprio」という名前は、空間における自分の位置を感知する身体能力である「proprioception（固有受容）」という言葉をもじったものだと、CEO兼共同創業者のガブリエル・ジョーンズ氏は最近の同社本社見学で語った。
「外科医にとって、それは極めて重要です」と彼は言った。「解剖学的構造と生物学的反応、そしてどのように治療できるかを理解する必要があるのです。」
ジョーンズ氏によると、同社は「臨床医の能力を高めること」を目的としているという。
プロプリオは米国食品医薬品局（FDA）に販売申請を提出しており、「パラダイム」と呼ばれるこのシステムの認可は2023年初頭に得られる見込みだ。FDAが承認すれば、医療機関の複数の臨床現場で同製品の使用を開始する準備が整っており、その後、商業的に発売される予定だとジョーンズ氏は述べた。
このシステムは主に脊椎および頭蓋外科手術向けにテストされており、病院システムにとって最大の収入源であり、Proprio のターゲット市場でもあります。
パラダイムは、手術野を上空から高解像度で撮影し、術前の3Dスキャン画像と融合させます。このシステムは、ライトフィールドイメージング、コンピュータービジョン、機械学習、ロボット工学、拡張現実（AR）の最新技術を活用しています。
外科医は、目視だけでは困難または不可能な部分も含め、関連する解剖学的構造を画面上で3次元的に観察できます。生成された画像は、解剖学的構造の位置の変化にも適応し、リアルタイムで変化します。
ワシントン大学からスピンアウトした同社はデータを公開していないため、外部の研究者が製品を評価することは困難です。また、医療機器大手のメドトロニックなどの既存の競合他社も同様の機能を有しています。
しかし、他のシステムはProprioが約束するすべての機能を提供していないと、オーストラリアのクイーンズランド州にあるゴールドコースト・スパイン病院の外科医で、オーストラリア脊椎学会の元会長であるマシュー・スコット・ヤング氏は言う。
人工知能を拡張現実や仮想現実のシステムと組み合わせることで、CTスキャン、MRI、超音波、X線などの高度な画像診断法との統合が可能になると、この新興企業とは関係のないスコット・ヤング氏は述べた。
「他社はこれらの機能の一部だけを一つのプラットフォームに統合している。だからこそProprioはゲームチェンジャーになる可能性がある」とスコット＝ヤング氏は述べた。「Proprioはあらゆる良い点を一つにまとめている」
Proprioの他の共同設立者には、ハイテクスポーツヘルメットメーカーVicisの共同設立者であるシアトル小児病院の神経外科医サミュエル・ブラウン氏、ワシントン大学のセンサーシステム研究所を率いる同大学のジョシュア・スミス教授、技術幹部で投資家のケネス・デンマン氏、そしてスタートアップ企業の研究開発を率いるコンピュータービジョンの専門家ジェームズ・ヤングクイスト氏がいる。
Proprio の技術パートナーには、Intel、HTC、NVIDIA、Samsung、ワシントン大学の Paul G. Allen School of Computer Science などが含まれます。
チームのプロダクトマネージャーであるDavid Fiorella氏は、GeekWireに対し、モデル内の椎骨の位置変化が3次元画像として記録される様子を実演しました。このシステムの3Dセンシング能力により、脊椎固定術用のネジを含む外科用インプラントの正確な配置が可能になります。
パラダイムは複数の椎骨を可視化し、それらの相対的な位置を測定することも可能にします。この機能は、複数の椎骨を整列させながら脊柱ロッドを正確に配置するという困難な手術において、外科医の負担を軽減します。また、このシステムは、このような手術でしばしば必要となる繰り返しのX線撮影を最小限に抑えることにも役立ちます。
「医師は脊椎をねじり、健康な位置に戻すように操作することが求められます」とジョーンズ氏は述べた。「これはAからBへといった単純なものではなく、空間的に湾曲しているのです。」
現在、このような複雑な手術では、メドトロニック社製のものも含め、手術中に正しい位置を誘導するために一時的に体内に挿入する外部機器を必要とするシステムがしばしば用いられています。ジョーンズ氏によると、これらのシステムは動作が遅く、静的で、高価であり、外科医と患者を電離放射線にさらすという問題があります。
ジョーンズ氏によると、パラダイムは、病院や医療機関に販売され、手術の約30%で使用されているこうしたシステムに取って代わる可能性を秘めている。最終的には、パラダイムはさらに幅広い手術に役立つ可能性がある。
デューク大学脊椎外科部長であり、Proprio社の医療諮問委員会メンバーでもあるクリストファー・シャフリー氏は、GeekWireに対し、Paradigmは手術室における他のいくつかの機器の役割を担う可能性があり、自身の業務効率も向上すると語った。シャフリー氏は、Proprio社のParadigmが外科医の間で広く採用されることを期待している。
Proprioは、医療パートナーやワシントン大学メディシン、シアトル小児病院などの外科医を通じてデータを収集し、Paradigmの手術可視化技術と既存システムの比較を行っています。また、Paradigmは死体やその他の手術モデルを用いたテストも実施しています。
同社の敷地内手術室には、手術の全容を録画するための音声録音装置と天井全体に埋め込まれたカメラが設置されている。ジョーンズ氏はこれを「手術用のバットケイブ」と呼んでいる。
「データがすべてを動かしているんです」とジョーンズは言った。「手術からあらゆる情報を収集しているんです。」
Proprioの評価は、ネジなどのハードウェアを適切な位置に誘導する能力など、使いやすさ、正確性、精密性に重点を置いています。ジョーンズ氏は、未発表のデータは、この技術が精度の向上、合併症や修正の減少、放射線被曝の低減、そして手術時間の短縮につながる可能性があることを示していると述べました。
「より良く、より速く、より安全に、それが我々が重点を置く傾向にある」とジョーンズ氏は語った。
医療分野の多くの人々と同様、ジョーンズ氏も個人的な経験からこの分野に惹かれました。幼い頃、親友が脳腫瘍で亡くなり、脳神経外科医だった父親は彼を救うことができませんでした。
ジョーンズ氏は、ビル・ゲイツ氏などの顧客が新興技術を評価するのを支援していたコンサルティング会社インテンショナル・フューチャーズを退職し、2016年にプロプリオを共同設立した。
同社は4,210万ドルを調達しており、ソフトウェアおよび医療機器エンジニア、機械学習の専門家、マーケティングの専門家51人を雇用している。
同社のエンジニアリング部門のリーダーには、ロボット工学会社 Vicarious Surgical でソフトウェアエンジニアリング担当副社長を務めていた Neeraj Mainkar 氏や、SonoSite、Bayer HealthCare、シアトルの新興企業 Magnolia Medical Technologies 出身の Shannon Eubanks 氏などがいる。
ジョーンズ氏は製品に細心の注意を払っており、チームメンバーもデザインと細部にこだわりを持っています。Proprioのロゴは有名な外科手術の教科書と同じ色を使用し、Paradigmコンポーネントの曲率角度は互いに鏡面対称になっています。Proprioのフォントさえもカスタムデザインされています。
「システムの細部、つまり機能、設計、実行は、私たちのチームと顧客にとって本当に重要です」とジョーンズ氏は語った。
チームはまた、外科医によるネジ挿入指示などの視覚・音声データから手術手順をレビューし、注釈を付ける機能も構築しています。このような自動レビューシステムは、手術手順の医療コード化をサポートし、保険償還を容易にすることで、顧客にとっての付加価値を高めることも可能です。
「データの質、深さ、豊富さが手術のパフォーマンス向上につながる可能性が高い」とジョーンズ氏は述べた。
