WITEC работает над разработкой первой носимой системы ультразвуковой диагностики для мониторинга хронических заболеваний в режиме реального времени с целью обеспечения более раннего выявления и своевременного вмешательства. 
Разработанный компанией WITEC специальный пластырь, представленный здесь в виде прототипа, изготовлен с использованием ультразвуковых преобразователей, которые прикрепляются к телу человека с помощью биоадгезивных гелевых мягких материалов. Фото предоставлено компанией SMART WITEC.
Что если ультразвуковая диагностика перестанет ограничиваться больницами? Пациенты с хроническими заболеваниями, такими как гипертония и сердечная недостаточность, могли бы непрерывно наблюдаться в режиме реального времени дома или в дороге, предоставляя медицинским работникам постоянную клиническую информацию вместо разовых обследований — сканирования здесь и осмотра там. Этот переход от реактивного, стационарного лечения к профилактическому, общественному и домашнему уходу может обеспечить более раннюю диагностику и своевременное вмешательство, а также по-настоящему персонализированную помощь.
Для воплощения этой идеи в жизнь Сингапурско-Массачусетский альянс исследований и технологий (SMART), исследовательское подразделение MIT в Сингапуре, запустил новый совместный исследовательский проект: «Носимые устройства визуализации для преобразования ухода за пожилыми людьми» (WITEC).
WITEC знаменует собой новаторский проект в области носимых технологий, медицинской визуализации, исследований и материаловедения. Он будет посвящен фундаментальным исследованиям и разработке первой в мире носимой системы ультразвуковой визуализации, способной проводить 48-часовую прерывистую визуализацию сердечно-сосудистой системы для непрерывного мониторинга и диагностики хронических заболеваний, таких как гипертония и сердечная недостаточность, в режиме реального времени.
Эта многомиллионная многолетняя исследовательская программа, поддерживаемая Национальным исследовательским фондом Сингапура (NRF) в рамках программы «Кампус передовых исследований и технологического предпринимательства», объединяет ведущих исследователей и экспертов из Массачусетского технологического института (MIT), Наньянского технологического университета (NTU Singapore) и Национального университета Сингапура (NUS). Больница Тан Ток Сенг (TTSH) является клиническим партнером WITEC и будет проводить клинические испытания для подтверждения эффективности долгосрочной визуализации сердца в лечении хронических сердечно-сосудистых заболеваний.
«Решение самых насущных проблем общества требует инновационного междисциплинарного мышления. Опираясь на многолетнюю историю SMART в Сингапуре как центра исследований и инноваций, WITEC будет использовать междисциплинарный опыт — от MIT и ведущих институтов Сингапура — для продвижения преобразующих исследований, которые оказывают реальное влияние на мир и приносят пользу Сингапуру, США и обществу во всем мире. Это тот вид совместных исследований, который не только расширяет границы знаний, но и переосмысливает возможности будущего здравоохранения», — говорит Брюс Тидор, генеральный директор и временно исполняющий обязанности директора SMART, который также является профессором биологической инженерии, электротехники и информатики в MIT.
Передовое в отрасли высокоточное оборудование и возможности.
Для поддержки этой работы лаборатория WITEC оснащена передовым оборудованием, включая первый в Юго-Восточной Азии субмикрометровый 3D-принтер и новейшую ультразвуковую систему Verasonics Vantage NXT 256, которая является первым подобным устройством в Сингапуре.
В отличие от обычных 3D-принтеров, работающих в масштабе миллиметров или микрометров, 3D-принтер WITEC способен достигать субмикрометрового разрешения, что позволяет изготавливать компоненты на уровне отдельных клеток или тканевых структур. Благодаря этой возможности исследователи WITEC могут создавать прототипы биоадгезивных материалов и интерфейсов устройств с беспрецедентной точностью — это крайне важно для обеспечения безопасной для кожи адгезии и стабильного, долговременного качества изображения.
В дополнение к этому используется новейшая система ультразвуковой визуализации Verasonics. Оснащенная новым адаптером преобразователя и поддерживающая значительно большее количество каналов управления датчиком, чем существующие системы, она предоставляет исследователям свободу тестирования высокоспециализированных методов визуализации. Это позволяет создавать более сложные схемы формирования луча, получать изображения с более высоким разрешением и интегрироваться с диагностическими моделями на основе искусственного интеллекта, открывая возможности для длительной визуализации сердечно-сосудистой системы в режиме реального времени, недоступной при использовании стандартного больничного оборудования.
В совокупности эти технологии позволяют компании WITEC ускорить проектирование, создание прототипов и тестирование своей носимой системы ультразвуковой диагностики, а также продемонстрировать качество изображения на фантомах и здоровых испытуемых.
Преобразование системы лечения хронических заболеваний с помощью инновационных носимых устройств.
Хронические заболевания В Сингапуре и во всем мире наблюдается стремительный рост числа таких случаев, особенно среди пожилого населения и людей с множественными хроническими заболеваниями. Эта тенденция подчеркивает острую необходимость в эффективном уходе на дому и простых в использовании инструментах мониторинга, выходящих за рамки простого отслеживания состояния здоровья.
Современные потребительские носимые устройства, такие как умные часы и фитнес-браслеты, предоставляют ограниченные физиологические данные, например, частоту сердечных сокращений или количество шагов. Хотя они полезны для общего состояния здоровья, им не хватает глубины, необходимой для поддержки лечения хронических заболеваний. Традиционные ультразвуковые системы, несмотря на свою клиническую эффективность, громоздки, зависят от оператора, могут использоваться только эпизодически в больницах и ограничены моментальными снимками, что делает их непригодными для длительного ежедневного использования.
Компания WITEC стремится преодолеть этот разрыв с помощью своей носимой системы ультразвуковой диагностики, использующей биоадгезивную технологию, позволяющую проводить непрерывную съемку до 48 часов. В сочетании с диагностикой, усовершенствованной с помощью искусственного интеллекта, это нововведение призвано способствовать раннему выявлению, предварительной диагностике на дому и непрерывному мониторингу хронических заболеваний.
Помимо улучшения результатов лечения пациентов, это нововведение может помочь смягчить нехватку рабочей силы, освободив операторов ультразвуковой диагностики, медсестер и врачей для сосредоточения на более сложных задачах, одновременно снижая потребность в больничных койках и ресурсах. Перенося мониторинг на дом и в сообщества, технология WITEC позволит пациентам самостоятельно управлять своим состоянием и своевременно вмешиваться, потенциально снижая затраты на здравоохранение и смягчая растущее финансовое и кадровое давление, связанное со старением населения.
Стимулирование инноваций посредством междисциплинарного сотрудничества
Проект WITEC возглавляют следующие ведущие исследователи: Сюаньхэ Чжао, профессор машиностроения и профессор гражданского и экологического инжиниринга в Массачусетском технологическом институте (MIT); Джозеф Сунг, старший вице-президент по здравоохранению и наукам о жизни в Сингапурском университете NTU и декан Медицинской школы Ли Конг Чиан (LKCMedicine); Чер Хенг Тан, заместитель декана по клиническим исследованиям в LKCMedicine; Чви Тек Лим, профессор биомедицинской инженерии в NUS и директор Института инноваций и технологий в здравоохранении в NUS; и Сяодун Чен, заслуженный профессор Университета NTU.
«Мы чрезвычайно гордимся тем, что собрали исключительную команду исследователей из Сингапура и США для разработки ключевых технологий, которые сделают носимую ультразвуковую диагностику реальностью. Это начинание объединяет глубокие знания в области материаловедения, анализа данных, диагностики с использованием искусственного интеллекта, биомедицинской инженерии и клинической медицины. Наш поэтапный подход ускорит внедрение в полностью носимую платформу, которая изменит подход к мониторингу, диагностике и лечению хронических заболеваний», — говорит Чжао, один из ведущих исследователей проекта WITEC.
План научных исследований, оказывающий широкое влияние на здравоохранение, науку, промышленность и экономику.
Объединяя ведущих экспертов из разных междисциплинарных областей, WITEC будет продвигать фундаментальные исследования в области мягких материалов, преобразователей, микроэлектроники, анализа данных и диагностики с использованием ИИ, клинической медицины и биомедицинской инженерии. Как группа, занимающаяся передовыми исследованиями и разработками в области высоких технологий, ее прорывы смогут стимулировать инновации в технологиях и производстве здравоохранения, диагностике, носимой ультразвуковой визуализации, метаматериалах, диагностике и аналитике здравоохранения на основе ИИ. Ожидается также, что работа WITEC ускорит рост числа высокооплачиваемых рабочих мест в области исследований, инженерии, клинической валидации и медицинских услуг, а также привлечет стратегические инвестиции, способствующие биомедицинским инновациям и партнерству с промышленностью в Сингапуре, США и за их пределами.
«Хронические заболевания представляют собой серьезную проблему для пациентов, их семей и систем здравоохранения, а с учетом старения населения, как в Сингапуре, эти проблемы будут только усугубляться без новых решений. Наше исследование носимой системы ультразвуковой диагностики направлено на преобразование повседневной помощи людям, страдающим сердечно-сосудистыми и другими хроническими заболеваниями, — предоставляя врачам более полную и непрерывную информацию для определения тактики лечения, а пациентам — большую уверенность и контроль над собственным здоровьем. Новаторская работа WITEC знаменует собой важный шаг на пути к переходу от эпизодических, стационарных вмешательств к более проактивному, повседневному управлению в сообществе», — говорит Сунг, один из ведущих исследователей проекта WITEC.
Под руководством старшего консультанта TTSH Вайолет Хун в этом году планируется начать клинические испытания для подтверждения эффективности долговременного мониторинга сердечной деятельности в лечении хронических сердечно-сосудистых заболеваний. В течение следующих трех лет WITEC планирует разработать полностью интегрированную платформу, способную к 48-часовой прерывистой визуализации, используя инновации в области биоадгезивных контактных сред, наноструктурированных метаматериалов и ультразвуковых преобразователей.
SMART, исследовательское подразделение MIT в Сингапуре,致力于 продвижению прорывных технологий, направленных на решение актуальных глобальных проблем. WITEC дополняет существующие исследовательские проекты SMART, способствуя активному обмену идеями посредством сотрудничества с ведущими исследователями и учеными из США, Сингапура и со всего мира в таких ключевых областях, как устойчивость к противомикробным препаратам, разработка клеточной терапии, точное земледелие, искусственный интеллект и технологии 3D-сканирования.
Источник: news.mit.edu
