如果超声成像不再局限于医院,慢性病患者如高血压和心力衰竭患者能否在家中或移动中实现实时连续监测?这将为医疗人员提供持续的临床数据,而非零星的检查和扫描。这种从被动的医院治疗转向主动的社区和家庭护理的转变,有望实现早期发现、及时干预和真正个性化的医疗服务。
为了实现这一愿景,新加坡-麻省理工学院研究联盟(SMART)启动了“可穿戴成像技术革新老年护理”(WITEC)合作研究项目。
WITEC是可穿戴技术、医学成像、材料科学等领域的开创性研究,致力于研发全球首个可穿戴超声成像系统,支持长达48小时的间歇性心血管成像,实现慢性病如高血压和心力衰竭的连续实时监测与诊断。
该项目获得新加坡国家研究基金会(NRF)校园卓越与技术企业计划的多百万美元资助,汇聚了MIT、南洋理工大学(NTU)和新加坡国立大学(NUS)的顶尖专家。谭国城医院(TTSH)作为临床合作伙伴,将开展患者试验,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:“解决社会重大挑战需要创新和跨学科思维。WITEC将整合MIT及新加坡领先机构的跨学科优势,推动具有实际影响力的变革性研究,造福新加坡、美国及全球社会。这种合作不仅拓展知识边界,更重新定义未来医疗的可能性。”
领先的精准设备与技术
WITEC实验室配备了东南亚首台亚微米级3D打印机和新加坡首台Verasonics Vantage NXT 256超声成像系统。
与传统毫米或微米级3D打印机不同,WITEC的打印机可实现亚微米分辨率,能够制造单细胞或组织结构级别的组件。这使研究人员能精准原型设计生物粘附材料和设备接口,确保皮肤安全粘附及长期稳定成像质量。
Verasonics超声系统配备新型换能器适配器,支持更多探头控制通道,允许测试高度定制的成像方法,实现更复杂的波束形成、更高分辨率图像采集,并结合AI诊断模型,开启标准医院设备无法实现的长时间实时心血管成像。
这些技术加速了可穿戴超声成像系统的设计、原型制作和测试,并在模型和健康受试者上验证成像质量。
通过可穿戴创新变革慢性病护理
慢性病在新加坡及全球迅速增长,尤其在老龄化人口和多重慢性病患者中,迫切需要有效的家庭护理和超越基础健康追踪的监测工具。

现有消费类可穿戴设备如智能手表和健身手环仅提供心率、步数等有限生理数据,难以满足慢性病管理需求。传统超声设备虽临床强大,但体积庞大、依赖操作人员、仅能在医院间歇使用,无法实现长期日常监测。
WITEC的可穿戴超声成像系统采用生物粘附技术,实现最长48小时不间断成像,结合AI增强诊断,支持早期发现、家庭预诊和持续监测慢性病。
该创新不仅提升患者治疗效果,还能缓解超声操作员、护士和医生的人力短缺,减少医院床位和资源需求。通过将监测转移至家庭和社区,WITEC技术促进患者自我管理和及时干预,有望降低医疗成本,缓解老龄化带来的财政和人力压力。
跨学科合作推动创新
WITEC由MIT机械工程及土木与环境工程教授赵宣和、南洋理工大学健康与生命科学高级副总裁兼李光前医学院院长宋泽民、李光前医学院临床研究助理院长陈哲恒、新加坡国立大学生物医学工程教授兼健康创新技术研究所所长林翠德,以及南洋理工大学材料科学与工程学院杰出教授陈晓东共同领导。
赵教授表示:“我们非常自豪汇聚新加坡和美国的顶尖团队,推动可穿戴超声成像核心技术的实现。该项目融合材料科学、数据科学、AI诊断、生物医学工程和临床医学的深厚专业知识,分阶段推进,力争打造完整的可穿戴平台,彻底改变慢性病的监测、诊断和管理方式。”
研究路线图及广泛影响
WITEC汇集软材料、换能器、微电子学、数据科学与AI诊断、临床医学和生物医学工程领域的专家,推动基础研究。作为深科技研发团队,其突破将促进医疗技术制造、诊断、可穿戴超声成像、超材料及AI健康分析等领域创新。
WITEC预计将促进研究、工程、临床验证和医疗服务等高价值岗位增长,吸引战略投资,推动新加坡、美国及全球的生物医学创新和产业合作。
宋教授指出:“慢性病给患者、家庭和医疗系统带来巨大挑战,随着新加坡等地人口老龄化,这些挑战将愈加严峻。我们的可穿戴超声成像系统研究,旨在变革心血管及其他慢性病患者的日常护理,为临床医生提供更丰富、持续的洞察,指导治疗,同时赋予患者更大信心和健康自主权。WITEC的开创性工作是从间歇性医院干预向社区主动管理转变的重要一步。”
由谭国城医院高级顾问黄慧玲领导的临床试验预计今年启动,验证长期心脏监测在慢性心血管疾病管理中的效果。未来三年,WITEC将通过生物粘附耦合剂、纳米结构超材料和超声换能器的创新,开发支持48小时间歇成像的完整平台。
作为MIT在新加坡的研究机构,SMART致力于推动突破性技术,解决全球紧迫挑战。WITEC丰富了SMART在抗菌素耐药性、细胞疗法开发、精准农业、人工智能及3D感测技术等领域的研究合作与创新。
