Avec 100 millions de dollars, un entrepreneur voit la voie pour perturber l'imagerie médicale

Un scanner de la taille d'un iPhone que vous pourriez tenir contre la poitrine d'une personne et voir une image 3D vive et émouvante de ce qu'il y a à l'intérieur est en cours de développement par l'entrepreneur Jonathan Rothberg.

Jonathan Rothberg

Rothberg dit qu'il a levé 100 millions de dollars pour créer un appareil d'imagerie médicale qui est presque aussi bon marché qu'un stéthoscope et rendra les médecins 100 fois plus efficaces. La technologie, qui selon les documents de brevet repose sur un nouveau type de puce à ultrasons, pourrait éventuellement conduire à de nouvelles façons de détruire les cellules cancéreuses avec de la chaleur ou de fournir des informations aux cellules cérébrales.

Rothberg a le don de marier la technologie des semi-conducteurs aux problèmes de biologie. Il a lancé et vendu deux sociétés de séquençage d'ADN, 454 et Ion Torrent Systems (voir The $2 Million Genome and A Semiconductor DNA Sequencer ), pour plus de 500 millions de dollars. Les bénéfices ont permis à Rothberg, qui s'est présenté pour une interview vêtu d'un chino usé et d'une ceinture de marin en lambeaux, de sillonner l'océan sur un yacht de 130 pieds nommé Machine à gènes et pour s'adonner à des passe-temps de haut niveau comme séquençage de l'ADN de génies mathématiques .

Le système d'imagerie est développé par Réseau papillon , une entreprise de trois ans qui est la plus avancée de plusieurs entreprises qui, selon Rothberg, sortiront de 4Combinator, un incubateur qu'il a créé pour démarrer et financer des entreprises qui combinent des capteurs médicaux avec une branche de la science de l'intelligence artificielle appelée apprentissage en profondeur .

Rothberg ne dira pas exactement comment fonctionnera l'appareil de Butterfly, ni à quoi il ressemblera. Les détails sortiront quand nous serons sur scène pour le vendre. C'est dans les 18 prochains mois, dit-il. Mais Rothberg garantit qu'il sera petit, coûtera quelques centaines de dollars, se connectera à un téléphone et pourra faire des choses comme diagnostiquer un cancer du sein ou visualiser un fœtus.

Les demandes de brevet de Butterfly décrivent son objectif comme la construction de nouveaux scanners à ultrasons compacts et polyvalents capables de créer des images 3D en temps réel. Tenez-le contre la poitrine d'une personne et vous regarderiez à travers ce qui semble être une fenêtre sur le corps, selon les documents.

Les dessins conceptuels déposés auprès de l'office des brevets par Butterfly Network montrent des idées pour un petit appareil d'imagerie par ultrasons 3D.

Avec les 100 millions de dollars fournis par Rothberg et des investisseurs, dont l'Université de Stanford et la société allemande Aeris Capital, Butterfly semble placer le plus gros pari jamais réalisé par une entreprise sur une technologie émergente dans laquelle les émetteurs d'ultrasons sont gravés directement sur une tranche de semi-conducteur, aux côtés de circuits et processeurs. Les dispositifs sont connus sous le nom de transducteurs à ultrasons micro-usinés capacitifs, ou CMUT.

La plupart des appareils à ultrasons utilisent de petits cristaux piézoélectriques ou de la céramique pour générer et recevoir des ondes sonores. Mais ceux-ci doivent être soigneusement câblés ensemble, puis reliés via des câbles à un boîtier séparé pour traiter les signaux. Toute personne capable d'intégrer des éléments ultrasonores directement sur une puce informatique pourrait les fabriquer à moindre coût en gros lots et créer plus facilement le type de matrices nécessaires à la production d'images 3D.

La vision de ce produit existe depuis de nombreuses années. Il reste à voir si quelqu'un peut en faire une réalité validée par le marché.

L'échographie est utilisée plus souvent par les médecins que tout autre type de test d'imagerie, notamment pour voir un bébé pendant la grossesse, pour trouver des tumeurs dans les tissus mous comme le foie et, plus récemment, pour traiter le cancer de la prostate en chauffant les cellules avec des ondes sonores.

L'idée des puces à ultrasons micro-usinées remonte à 1994, lorsque Butrus Khuri-Yakub, un professeur de Stanford qui conseille la société de Rothberg, a construit la première. Mais aucun n'a été un succès commercial, malgré une décennie d'intérêt de la part d'entreprises telles que General Electric et Philips. En effet, ils n'ont pas fonctionné de manière fiable et se sont avérés difficiles à fabriquer.

La vision de ce produit existe depuis de nombreuses années. Il reste à voir si quelqu'un peut en faire une réalité validée par le marché, déclare Richard Przybyla, responsable de la conception de circuits chez Chirp Microsystems, une startup de Berkeley, en Californie, qui développe des systèmes à ultrasons permettant aux ordinateurs de reconnaître les gestes humains. Ce qui était peut-être nécessaire depuis le début, c'est un gros investissement et une équipe dévouée.

Rothberg dit qu'il s'est intéressé à la technologie des ultrasons parce que sa fille aînée, maintenant étudiante, est atteinte de sclérose tubéreuse. C'est une maladie qui provoque des convulsions et la formation de kystes dangereux dans les reins. En 2011, il a soutenu un effort à Cincinnati pour tester si des impulsions ultrasonores de haute intensité pouvaient détruire les tumeurs rénales en les chauffant.

Ce qu'il a vu a conduit Rothberg à conclure qu'il y avait place à l'amélioration. La configuration - une machine IRM pour voir les tumeurs et une sonde à ultrasons pour les chauffer - a coûté des millions de dollars, mais n'était pas particulièrement rapide, plutôt comme une imprimante laser qui prend huit jours à imprimer et qui semble avoir été dessinée par mes enfants. crayon, dit-il. J'ai décidé de créer une version à très bas prix de cette machine de 6 millions de dollars, pour la rendre 1 000 fois moins chère, 1 000 fois plus rapide et cent fois plus précise.

Rothberg prétend qu'il y a une sauce secrète à la technologie de Butterfly, mais il ne la révélera pas. Mais cela peut avoir autant à voir avec la conception intelligente des dispositifs et des circuits que de surmonter les limites physiques et les problèmes de fabrication auxquels la technologie CMUT a été confrontée jusqu'à présent.

L'une des raisons de le penser est que le cofondateur de la société, Nevada Sánchez, a précédemment aidé des cosmologistes à concevoir un radiotélescope beaucoup moins cher avec une astuce de traitement du signal appelée réseau papillon, également à l'origine du nom de la startup. Greg Charvat travaille également avec la société, qui l'a rejoint depuis le laboratoire Lincoln du MIT, où il a développé un radar qui peut voir des corps humains même à travers d'épais murs de pierre (voir Voir comme Superman).

Lors d'une visite au siège de 4Combinator, qui se trouve à l'intérieur d'une marina à Guilford, Connecticut, Charvat et Sanchez ont montré une image d'un centime si détaillée que vous pouviez lire les lettres et les chiffres dessus. Ils avaient pris l'image ce printemps à l'aide d'un prototype de puce. L'échographie [industrie] est fondamentalement de retour dans les années 1970. GE et Siemens s'appuient sur d'anciens concepts, explique Charvat. Avec la fabrication de puces et quelques nouvelles idées du radar, dit-il, nous pouvons imager plus rapidement, avec un champ de vision plus large et passer d'une résolution millimétrique à micrométrique.

L'échographie fonctionne en émettant un son puis en capturant l'écho. Il peut également créer des faisceaux d'énergie focalisée et des dispositifs basés sur des puces pourraient éventuellement conduire à de nouveaux systèmes pour tuer les cellules tumorales. De petits appareils pourraient également être utilisés pour transmettre des informations au cerveau (on a récemment découvert que les neurones peuvent être activés avec des ondes ultrasonores).

Je pense qu'il deviendra meilleur qu'un humain en disant 'Cet enfant a-t-il le syndrome de Down ou une fente labiale?' Et quand les gens seront pressés par le temps, ce sera surhumain.

Rothberg dit que son premier objectif sera de commercialiser un système d'imagerie suffisamment bon marché pour être utilisé même dans les coins les plus pauvres du monde. Il dit que le système dépendra fortement des logiciels, y compris des techniques développées par des chercheurs en intelligence artificielle, pour parcourir les banques d'images et extraire les fonctionnalités clés qui automatiseront les diagnostics.

Nous voulons que cela fonctionne comme un 'panorama' sur un iPhone, dit-il, faisant référence à une fonction de smartphone qui oriente un preneur de photos pour effectuer un panoramique sur une vue et assemble automatiquement une image composite. Mais en plus de reconnaître des objets - des parties du corps dans le cas d'un examen fœtal - et d'aider l'utilisateur à les localiser, Rothberg affirme que le système atteindrait également des conclusions de diagnostic préliminaires basées sur un logiciel de recherche de modèles.

Quand j'aurai des milliers de ces images, je pense qu'il deviendra meilleur qu'un humain pour dire 'Cet enfant a-t-il le syndrome de Down ou une fente labiale?' Et quand les gens seront pressés par le temps, ce sera surhumain, dit Rothberg. Je vais faire un technicien capable de faire ce travail.

Rothberg dit que son incubateur a lancé trois autres entreprises en plus de Butterfly, et qu'il a donné à chacune d'entre elles entre 5 et 20 millions de dollars en capital d'amorçage. Il s'agit notamment d'une entreprise de biotechnologie, Lam Thérapeutique , travaillant sur les traitements liés à la sclérose tubéreuse ; Recherche hyperfine, une startup en mode furtif qui n'a pas précisé quel type de technologie elle développe ; et une autre société sans nom.

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