SMART が高齢者ケアを変革するための新しいウェアラブル イメージング研究グループを立ち上げ |マサチューセッツ工科大学ニュース

超音波画像診断がもはや病院に限定されなくなったらどうなるでしょうか?高血圧や心不全などの慢性疾患を患う患者は、自宅でも移動中でもリアルタイムで継続的にモニタリングできるため、医療従事者は時折のスナップショット（ここでスキャン、あっちで検査）の代わりに継続的な臨床洞察を得ることができます。事後対応の病院ベースのケアから、予防的な地域および在宅ベースのケアへの移行により、早期発見とタイムリーな介入、そして真に個別化されたケアが可能になる可能性があります。

このビジョンを現実にするには、 シンガポールとMITの研究および技術提携 シンガポールの MIT の研究企業 (SMART) は、新しい共同研究プロジェクトを開始しました。 ウェアラブル イメージングによる高齢者ケアの変革 (ワイテック)。

WITEC は、ウェアラブル技術、医療画像処理、研究、材料科学における先駆的な取り組みを示しています。高血圧や心不全などの慢性疾患の継続的かつリアルタイムのモニタリングと診断を目的として、48時間の間欠的な心臓血管イメージングが可能な世界初のウェアラブル超音波イメージングシステムの基礎研究開発に専念する予定だ。

この数百万ドル規模の複数年にわたる研究プログラムは、シンガポール国立研究財団 (NRF) のキャンパス・フォー・リサーチ・エクセレンスおよび技術企業プログラムのもとで支援されており、MIT、南洋理工大学 (NTU シンガポール)、およびシンガポール国立大学 (NUS) からトップの研究者と専門知識が結集しています。 Tan Tock Seng Hospital (TTSH) は WITEC の臨床協力者であり、慢性心血管疾患管理のための長期心臓画像処理を検証するための患者治験を実施します。

「社会の最も差し迫った課題に対処するには、革新的で学際的な思考が必要です。研究とイノベーションのハブとしてのシンガポールにおけるSMARTの長年の遺産を基盤として、WITECはMITとシンガポールの主要機関からの学際的な専門知識を活用して、現実世界に影響を与え、シンガポール、米国、そして社会全体に利益をもたらす革新的な研究を推進します。これは、知識の境界を押し広げるだけでなく、健康の未来に何が可能かを再定義する種類の共同研究です」 SMART の CEO 兼暫定ディレクターである Bruce Tidor 氏は、生物工学、電気工学、コンピューター サイエンスの MIT 教授でもあります。

業界をリードする精密機器と機能

この研究をサポートするために、WITEC の研究室には、東南アジア初のサブマイクロメートル 3D プリンタや、シンガポール初のこの種のユニットである最新の Verasonics Vantage NXT 256 超音波イメージング システムなど、高度なツールが備えられています。

ミリメートルまたはマイクロメートルのスケールで動作する従来の 3D プリンターとは異なり、WITEC の 3D プリンターはサブマイクロメートルの解像度を達成できるため、単一細胞または組織構造のレベルでコンポーネントを製造できます。この機能により、WITEC の研究者は、生体接着材料とデバイス インターフェースのプロトタイプを前例のない精度で作成できます。これは、皮膚に安全な接着と安定した長期的な画像品質を確保するために不可欠です。

これを補完するのが、最新の Verasonics 超音波イメージング システムです。新しいトランスデューサ アダプタを装備し、既存のシステムよりも大幅に多くのプローブ制御チャネルをサポートしているため、研究者は高度にカスタマイズされたイメージング手法を自由にテストできます。これにより、より複雑なビームフォーミング、高解像度の画像キャプチャ、AI ベースの診断モデルとの統合が可能になり、標準的な病院の機器では不可能な長時間のリアルタイム心臓血管イメージングへの扉が開かれます。

これらのテクノロジーを組み合わせることで、WITEC はウェアラブル超音波イメージング システムの設計、プロトタイピング、テストを加速し、ファントムや健康な被験者に対するイメージング品質を実証できるようになります。

ウェアラブルのイノベーションによる慢性疾患ケアの変革

慢性疾患 シンガポールでは急速に増加している そして世界中で、特に高齢化人口や複数の長期疾患を抱える人々の間で顕著です。この傾向は、基本的な健康状態の追跡を超えた、効果的な在宅ケアと使いやすいモニタリング ツールの緊急の必要性を浮き彫りにしています。

スマートウォッチやフィットネス バンドなどの現在の消費者向けウェアラブルは、心拍数や歩数などの限られた生理学的データを提供します。一般的な健康には役立ちますが、慢性疾患の管理をサポートするのに必要な深みが欠けています。従来の超音波システムは、臨床的には強力ですが、かさばり、オペレーターに依存し、病院内で一時的にしか導入できず、時間内のスナップショットに制限されているため、長期間の日常使用には適していません。

WITEC は、生体接着技術を使用して最長 48 時間の中断のないイメージングを可能にするウェアラブル超音波イメージング システムでこのギャップを埋めることを目指しています。 AI を活用した診断と組み合わせたこのイノベーションは、慢性疾患の早期発見、在宅での事前診断、継続的なモニタリングをサポートすることを目的としています。

このイノベーションは、患者の転帰を改善するだけでなく、超音波検査技師、看護師、医師を解放してより複雑な治療に集中できるようにするとともに、病院のベッドとリソースの需要を削減することで、労働力不足の緩和に役立つ可能性があります。 WITECのテクノロジーはモニタリングを家庭や地域社会に移すことで、患者の自己管理とタイムリーな介入を可能にし、潜在的に医療費を削減し、高齢化に伴う経済的および人的資源のプレッシャーを軽減することができる。

学際的なコラボレーションによるイノベーションの推進

WITEC は次の共同主任研究者によって率いられています。Xuanhe Zhao 機械工学教授兼土木環境工学教授。 NTUシンガポールの健康・生命科学担当シニアバイスプレジデントであり、リー・コンチアン医学部（LKCMedicine）の学部長であるJoseph Sung氏。 Cher Heng Tan 氏、LKCMedicine 臨床研究副部長。 Chwee Teck Lim 氏、NUS 協会生体医工学教授、NUS ヘルスイノベーション・テクノロジー研究所所長。そして、NTU 材料科学工学部の著名な大学教授、Xiaodong Chen 氏です。

「私たちは、ウェアラブル超音波イメージングを現実にするコア技術を開拓するために、シンガポールと米国の優秀な研究者チームを結集することを非常に誇りに思っています。この取り組みは、材料科学、データサイエンス、AI診断、生体医工学、臨床医学の深い専門知識を組み合わせたものです。私たちの段階的なアプローチは、慢性疾患の監視、診断、管理の方法を再構築する完全なウェアラブルプラットフォームへの変換を加速します」とWITECの共同主任PIを務めるZhao氏は述べています。

ヘルスケア、科学、産業、経済に幅広い影響を与える研究ロードマップ

WITEC は、学際的な分野の第一線の専門家を結集し、ソフトマテリアル、トランスデューサー、マイクロエレクトロニクス、データサイエンスと AI 診断、臨床医学、生物医工学における基礎研究を推進します。ディープテクノロジーの研究開発グループとして、そのブレークスルーは、ヘルスケア技術と製造、診断、ウェアラブル超音波イメージング、メタマテリアル、診断、および AI を活用した健康分析におけるイノベーションを推進する可能性を秘めています。 WITEC の取り組みは、研究、エンジニアリング、臨床検証、ヘルスケア サービスにわたる高価値の仕事の成長を加速し、シンガポールや米国などで生物医学イノベーションや業界パートナーシップを促進する戦略的投資を呼び込むことも期待されています。

「慢性疾患は、患者、家族、医療システムにとって重大な課題を提示しており、シンガポールのような高齢化社会では、新たな解決策がなければ、それらの課題はさらに大きくなるでしょう。私たちのウェアラブル超音波画像システムの研究は、心血管疾患やその他の慢性疾患を抱える人々の日常ケアを変革することを目的としています。臨床医に治療を導くためのより豊富で継続的な洞察を提供すると同時に、患者が自分の健康に対するより大きな自信とコントロールを提供できるようにします。WITECの先駆的な取り組みは、一時的な病院ベースのケアから移行するための重要な一歩を示しています」コミュニティにおけるより積極的な日常管理への介入です」と、WITEC の共同主任 PI を務める Sung 氏は言います。

TTSHの上級コンサルタントであるバイオレット・フーン氏が主導する臨床試験は、慢性心血管疾患の管理における長期心臓モニタリングを検証するために今年開始される予定である。 WITEC は今後 3 年間で、生体接着性接触媒質、ナノ構造メタマテリアル、超音波トランスデューサーの革新を通じて、48 時間の断続的なイメージングが可能な完全に統合されたプラットフォームの開発を目指しています。

シンガポールの MIT の研究企業として、SMART は差し迫った世界的な課題に対処する画期的なテクノロジーの推進に取り組んでいます。 WITECは、抗微生物剤耐性、細胞療法の開発、精密農業、AI、3Dセンシング技術などの主要分野において、米国、シンガポール、および世界中の一流の研究者や学者との協力を通じて豊かなアイデアの交換を促進するSMARTの既存の研究活動に加えます。