想象一个超声成像不再局限于医院的世界；患有高血压和心力衰竭等慢性疾病的患者可以在家中或移动中得到实时连续监测，为医疗从业者提供持续的临床洞察，而非偶尔的快照——这里一次扫描，那里一次检查。这种从反应式的医院护理向预防性的社区和家庭护理的转变，可以实现更早的疾病发现和及时干预，以及真正个性化的护理。
为实现这一愿景，麻省理工学院(MIT)在新加坡的研究机构——新加坡-麻省理工学院研究与技术联盟(SMART)已启动一个新的合作研究项目——可穿戴成像技术转型老年护理中心(WITEC)。
WITEC标志着在可穿戴技术、医学成像、研究和材料科学领域的开创性努力。它是新加坡首个致力于基础研究和开发全球首个可穿戴超声成像系统的中心，该系统能够进行48小时间歇性心血管成像，用于对高血压和心力衰竭等慢性疾病的持续实时监测和诊断。
这个由新加坡国家研究基金会(NRF)通过其"研究卓越与技术企业校园"(CREATE)计划支持的数百万美元、多年期项目，汇集了来自麻省理工学院、南洋理工大学(NTU Singapore)和新加坡国立大学(NUS)的顶尖研究人员和专家。谭瑞麟医院(TTSH)作为WITEC的临床合作伙伴，将开展患者试验以验证长期心脏成像在慢性心血管疾病管理中的应用。
SMART首席执行官兼临时主任Bruce Tidor表示："解决社会最紧迫的挑战需要创新的跨学科思维。基于SMART在新加坡作为研究和创新中心的长期遗产，WITEC将汇集麻省理工学院和新加坡领先机构的跨学科专业知识，推进能产生实际影响并惠及新加坡、美国及全球社会的变革性研究。这种合作研究不仅推动知识边界，还重新定义医疗未来的可能性。"
行业领先的精密设备与能力
为支持这项工作，WITEC实验室配备了先进工具，包括东南亚首台Nanoscribe Quantum X亚微米3D打印机和最新的Verasonics Vantage NXT 256超声成像系统，后者是新加坡首台此类设备。
与在毫米或微米尺度上运行的传统3D打印机不同，WITEC的3D打印机可实现亚微米分辨率，使组件能够在单个细胞或组织结构级别进行制造。凭借这一能力，WITEC研究人员可以以前所未有的精度制作生物粘合材料和设备接口——这对确保皮肤安全粘附和稳定、长期的成像质量至关重要。
与之相辅相成的是最新的Verasonics超声成像系统。该系统配备新型换能器适配器，支持比现有系统多得多的探头控制通道，使研究人员能够测试高度定制化的成像方法。这使得更复杂的波束形成、更高分辨率的图像捕捉以及与基于人工智能的诊断模型集成成为可能——为长时间、实时心血管成像打开大门，而这是标准医院设备无法实现的。
这些技术共同使WITEC能够加速其可穿戴超声成像系统的设计、原型制作和测试，并在模拟体和健康受试者上展示成像质量。
通过可穿戴创新转型慢性病护理
新加坡和全球慢性疾病正在迅速上升，尤其是在老龄化人口和患有多重长期病症的个体中。这一趋势凸显了对有效家庭护理和易于使用的监测工具的迫切需求，这些工具必须超越基本健康追踪。
当前的消费类可穿戴设备，如智能手表和健身手环，仅提供有限的生理数据，如心率或步数。虽然对一般健康有用，但它们缺乏支持慢性病管理所需的深度。传统超声系统虽具有临床功效，但体积庞大、依赖操作者、只能在医院内间歇性部署，并且仅限于时间快照——使其不适合长期日常使用。
WITEC旨在通过其使用生物粘合技术的可穿戴超声成像系统弥合这一差距，该系统可实现长达48小时的不间断成像。结合人工智能增强诊断，该创新旨在支持慢性疾病的早期发现、家庭预诊断和持续监测。
除了改善患者预后外，这一创新还可通过释放超声操作员、护士和医生来专注于更复杂的护理，从而帮助缓解劳动力短缺，同时减少对医院床位和资源的需求。通过将监测转移到家庭和社区，WITEC的技术将实现患者自我管理和及时干预，可能降低医疗成本并缓解老龄化人口带来的日益增长的财务和人力压力。
通过跨学科合作推动创新
WITEC由以下联合首席研究员领导：
- Xuanhe Zhao教授，麻省理工学院机械工程与土木与环境工程教授
- Joseph Sung教授，南洋理工大学健康与生命科学高级副总裁及李光前医学院院长
- Cher Heng Tan教授，李光前医学院临床研究助理院长
- Chwee Teck Lim教授，新加坡国立大学生物医学工程社会教授及健康创新与技术研究所所长
- Xiaodong Chen教授，南洋理工大学材料科学与工程学院杰出大学教授
WITEC联合首席研究员Xuanhe Zhao教授表示："我们非常自豪能汇集来自新加坡和美国的杰出研究团队，共同开创核心技术，使可穿戴超声成像成为现实。这一努力结合了材料科学、数据科学、人工智能诊断、生物医学工程和临床医学的深厚专业知识。我们的分阶段方法将加速转化为完全可穿戴平台，重塑慢性疾病的监测、诊断和管理方式。"
具有广泛医疗、科学、产业和经济影响的研究路线图
WITEC汇集了跨学科领域的顶尖专家，将在软材料、换能器、微电子、数据科学和人工智能诊断、临床医学和生物医学工程方面推进基础工作。作为深度科技研发，其突破有望推动医疗技术、制造业、诊断、可穿戴超声成像、超材料和人工智能健康分析领域的创新。WITEC的工作预计还将加速研究、工程、临床验证和医疗服务等高价值岗位的增长，并吸引战略投资，促进新加坡、美国及更广泛地区的生物医学创新和产业合作。
WITEC联合首席研究员Joseph Sung教授表示："慢性疾病对患者、家庭和医疗系统构成重大挑战，随着新加坡等老龄化人口的增长，如果没有新解决方案，这些挑战只会加剧。我们对可穿戴超声成像系统的研究旨在转型心血管疾病和其他慢性病患者的生活护理——为临床医生提供更丰富、连续的洞察以指导治疗，同时让患者对自己的健康有更大的信心和控制权。WITEC的开创性工作标志着从间歇性医院干预向社区中更主动的日常管理转变的重要一步。"
在谭瑞麟医院高级顾问Violet Hoon博士的领导下，临床试验预计将于2026年初开始，以验证长期心脏监测在慢性心血管疾病管理中的应用。通过在生物粘合耦合剂、纳米结构超材料和超声换能器方面的创新，在未来三年内，WITEC旨在开发一种基于推车的生物粘合超声(BAUS)系统，能够对医疗状况进行连续实时监测和个性化诊断。在后续阶段，WITEC计划开发一种完全集成的便携式BAUS平台，能够实现48小时间歇性成像。
作为麻省理工学院在新加坡的研究机构，SMART致力于推进突破性技术，以应对紧迫的全球挑战。WITEC丰富了SMART现有的研究努力，这些努力通过与来自美国、新加坡及世界各地的顶尖研究人员和学者在抗菌素耐药性、细胞疗法开发、精准农业、人工智能和3D传感技术等关键领域的合作，促进思想的丰富交流。
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