Le MIT et Singapour créent un centre pour l’imagerie ultrasons portable et continue

Et si l’imagerie par ultrasons n’était plus confinée aux hôpitaux ? Les patients atteints de maladies chroniques, comme l’hypertension ou l’insuffisance cardiaque, pourraient être surveillés en continu et en temps réel à domicile ou en déplacement, offrant ainsi aux praticiens des informations cliniques continues au lieu de simples instantanés – une échographie ici, un contrôle là. Ce passage d’une prise en charge réactive et hospitalière à des soins préventifs, communautaires et à domicile pourrait permettre une détection plus précoce, une intervention rapide et des soins véritablement personnalisés.

Pour concrétiser cette vision, la Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART), l’entité de recherche du Massachusetts Institute of Technology (MIT) à Singapour, a lancé un nouveau projet de recherche collaboratif – Wearable Imaging for Transforming Elderly Care (WITEC).

WITEC représente un effort pionnier dans les domaines de la technologie portable, de l’imagerie médicale, de la recherche et de la science des matériaux. Il s’agit du premier centre à Singapour dédié à la recherche fondamentale et au développement du premier système d’imagerie par ultrasons portable au monde, capable d’une imagerie cardiovasculaire intermittente de 48 heures pour la surveillance et le diagnostic continus et en temps réel de maladies chroniques comme l’hypertension et l’insuffisance cardiaque.

Cette initiative pluriannuelle de plusieurs millions de dollars, soutenue par la National Research Foundation (NRF) de Singapour dans le cadre de son programme Campus for Research Excellence and Technological Enterprise (CREATE), rassemble des chercheurs et des expertises de premier plan du MIT, de l’Université technologique de Nanyang (NTU Singapour) et de l’Université nationale de Singapour (NUS). L’hôpital Tan Tock Seng (TTSH) est le collaborateur clinique de WITEC et mènera des essais sur des patients pour valider l’imagerie cardiaque à long terme dans la gestion des maladies cardiovasculaires chroniques.

« Répondre aux défis les plus pressants de la société nécessite une réflexion innovante et interdisciplinaire. En s’appuyant sur le long héritage de SMART à Singapour en tant que plaque tournante de la recherche et de l’innovation, WITEC mobilisera une expertise interdisciplinaire – du MIT et des principales institutions de Singapour – pour faire progresser une recherche transformatrice ayant un impact concret et bénéfique pour Singapour, les États-Unis et les sociétés du monde entier. C’est le type de recherche collaborative qui non seulement repousse les frontières de la connaissance, mais redéfinit aussi ce qui est possible pour l’avenir des soins de santé », a déclaré Bruce Tidor, Directeur général et Directeur (intérimaire) de SMART. 

Équipements et capacités de précision de premier plan

Pour soutenir ces travaux, le laboratoire de WITEC est équipé d’outils avancés, notamment la première imprimante 3D sub-micrométrique Nanoscribe Quantum X d’Asie du Sud-Est et le dernier système d’imagerie ultrasonique Verasonics Vantage NXT 256, qui est la première unité de ce type à Singapour.

Contrairement aux imprimantes 3D conventionnelles qui opèrent à des échelles millimétriques ou micrométriques, l’imprimante 3D de WITEC peut atteindre une résolution sub-micrométrique, permettant la fabrication de composants au niveau de cellules individuelles ou de structures tissulaires. Grâce à cette capacité, les chercheurs de WITEC peuvent prototyper des matériaux bioadhésifs et des interfaces de dispositifs avec une précision inédite – essentielle pour garantir une adhésion sûre pour la peau et une qualité d’imagerie stable et à long terme.

Le dernier système d’imagerie ultrasonique Verasonics vient compléter cet équipement. Équipé d’un nouvel adaptateur de transducteur et supportant un nombre de canaux de contrôle de sonde bien plus important que les systèmes existants, il offre aux chercheurs la liberté de tester des méthodes d’imagerie hautement personnalisées. Cela permet une formation de faisceau plus complexe, une capture d’image à plus haute résolution et une intégration avec des modèles de diagnostic basés sur l’IA – ouvrant la porte à une imagerie cardiovasculaire en temps réel et de longue durée impossible avec l’équipement hospitalier standard.

Ensemble, ces technologies permettent à WITEC d’accélérer la conception, le prototypage et les tests de son système d’imagerie par ultrasons portable, et de démontrer la qualité d’imagerie sur des fantômes et des sujets sains.

Transformer la prise en charge des maladies chroniques par l’innovation portable

Les maladies chroniques augmentent rapidement à Singapour et dans le monde, en particulier parmi la population vieillissante et les individus souffrant de multiples affections de longue durée. Cette tendance souligne le besoin urgent de soins à domicile efficaces et d’outils de surveillance faciles à utiliser qui vont au-delà du suivi basique du bien-être.

Les dispositifs portables grand public actuels, comme les montres connectées et les bracelets d’activité, offrent des données physiologiques limitées telles que la fréquence cardiaque ou le nombre de pas. Bien qu’utiles pour la santé générale, ils manquent de la profondeur nécessaire pour soutenir la gestion des maladies chroniques. Les systèmes d’échographie traditionnels, bien que cliniquement puissants, sont encombrants, dépendants de l’opérateur, ne peuvent être déployés que de manière épisodique dans les hôpitaux et se limitent à des instantanés dans le temps – ce qui les rend inadaptés à une utilisation quotidienne et à long terme.

WITEC vise à combler cette lacune avec son système d’imagerie par ultrasons portable qui utilise une technologie bioadhésive pour permettre jusqu’à 48 heures d’imagerie ininterrompue. Combinée à des diagnostics améliorés par l’IA, cette innovation vise à soutenir la détection précoce, le pré-diagnostic à domicile et la surveillance continue des maladies chroniques.

Au-delà de l’amélioration des résultats pour les patients, cette innovation pourrait aider à atténuer les pénuries de main-d’œuvre en libérant les opérateurs d’échographie, les infirmières et les médecins pour qu’ils se concentrent sur des soins plus complexes, tout en réduisant la demande en lits d’hôpital et en ressources. En déplaçant la surveillance vers les domiciles et les communautés, la technologie de WITEC permettra l’autogestion par le patient et une intervention rapide, réduisant potentiellement les coûts des soins de santé et allégeant les pressions financières et de main-d’œuvre croissantes d’une population vieillissante.

Stimuler l’innovation par la collaboration interdisciplinaire

WITEC est dirigé par les chercheurs principaux co-responsables suivants :

• Prof Xuanhe Zhao, Professeur de génie mécanique et Professeur de génie civil et environnemental, MIT
• Prof Joseph Sung, Vice-président principal (Santé & Sciences de la vie), NTU Singapour, et Doyen, Lee Kong Chian School of Medicine (LKCMedicine)
• Prof Cher Heng Tan, Doyen adjoint, Recherche clinique, LKCMedicine
• Prof Chwee Teck Lim, Professeur de la Société NUS en génie biomédical, NUS, et Directeur, Institute for Health Innovation and Technology, NUS
• Prof Xiaodong Chen, Professeur universitaire distingué, School of Materials Science & Engineering, NTU

« Nous sommes extrêmement fiers de réunir une équipe exceptionnelle de chercheurs de Singapour et des États-Unis pour développer les technologies fondamentales qui feront de l’imagerie par ultrasons portable une réalité. Cette entreprise combine une expertise approfondie en science des matériaux, science des données, diagnostics par IA, génie biomédical et médecine clinique. Notre approche par phases accélérera la traduction en une plateforme entièrement portable qui remodelera la façon dont les maladies chroniques sont surveillées, diagnostiquées et gérées », a expliqué le Prof Xuanhe Zhao, Chercheur principal co-responsable de WITEC.

Feuille de route de recherche avec un impact large sur la santé, la science, l’industrie et l’économie

En rassemblant des experts de premier plan dans des domaines interdisciplinaires, WITEC fera progresser les travaux fondamentaux sur les matériaux souples, les transducteurs, la microélectronique, la science des données et les diagnostics par IA, la médecine clinique et le génie biomédical. En tant que R&D de technologie de rupture, ses percées auront le potentiel de stimuler l’innovation dans la technologie et la fabrication des soins de santé, les diagnostics, l’imagerie ultrasonique portable, les métamatériaux et l’analyse de santé alimentée par l’IA. Les travaux de WITEC devraient également accélérer la croissance des emplois à haute valeur ajoutée dans la recherche, l’ingénierie, la validation clinique et les services de santé, et attirer des investissements stratégiques qui favorisent l’innovation biomédicale et les partenariats industriels à Singapour, aux États-Unis et au-delà.

« Les maladies chroniques présentent des défis importants pour les patients, les familles et les systèmes de santé, et avec des populations vieillissantes comme celle de Singapour, ces défis ne feront que croître sans nouvelles solutions. Notre recherche sur un système d’imagerie par ultrasons portable vise à transformer les soins quotidiens des personnes vivant avec des maladies cardiovasculaires et d’autres affections chroniques – en fournissant aux cliniciens des informations plus riches et continues pour guider le traitement, tout en donnant aux patients une plus grande confiance et un meilleur contrôle sur leur propre santé. Le travail pionnier de WITEC marque une étape importante vers le passage de soins épisodiques et hospitaliers à une gestion plus proactive et quotidienne dans la communauté », a souligné le Prof Joseph Sung, Chercheur principal co-responsable de WITEC.  

Dirigés par le Dr Violet Hoon, Consultante principale au TTSH, les essais cliniques devraient commencer début 2026 pour valider la surveillance cardiaque à long terme dans la gestion des maladies cardiovasculaires chroniques. Grâce à des innovations dans les couplants bioadhésifs, les métamatériaux nanostructurés et les transducteurs ultrasoniques, WITEC vise, au cours des trois prochaines années, à développer un système d’échographie bioadhésive (BAUS) sur chariot capable d’une surveillance continue en temps réel et d’un diagnostic personnalisé des affections médicales. Dans les étapes futures, WITEC vise à développer une plateforme BAUS portable entièrement intégrée capable d’une imagerie intermittente de 48 heures.

En tant qu’entité de recherche du MIT à Singapour, SMART s’engage à faire progresser les technologies de rupture qui répondent aux défis mondiaux pressants. WITEC s’ajoute aux efforts de recherche existants de SMART qui favorisent un riche échange d’idées grâce à la collaboration avec des chercheurs et des universitaires de premier plan des États-Unis, de Singapour et du monde entier dans des domaines clés tels que la résistance aux antimicrobiens, le développement de thérapies cellulaires, l’agriculture de précision, l’IA et les technologies de détection 3D.

Source : Singapore-MIT Alliance for Research and Technology (SMART)