Bagaimana jika pencitraan USG tidak lagi terbatas pada rumah sakit? Pasien dengan kondisi kronis, seperti hipertensi dan gagal jantung, dapat dipantau terus-menerus secara real-time di rumah atau saat bepergian, sehingga memberikan wawasan klinis berkelanjutan kepada praktisi layanan kesehatan, bukan hanya sesekali — pemindaian di sini dan pemeriksaan di sana. Pergeseran dari perawatan reaktif berbasis rumah sakit ke perawatan preventif, komunitas dan berbasis rumah dapat memungkinkan deteksi dini dan intervensi tepat waktu, serta perawatan yang benar-benar dipersonalisasi.
Untuk mewujudkan visi ini, Aliansi Riset dan Teknologi Singapura-MIT (SMART), perusahaan riset MIT di Singapura, telah meluncurkan proyek penelitian kolaboratif baru: Wearable Imaging for Transforming Elderly Care (WITEC).
WITEC menandai upaya perintis dalam teknologi yang dapat dikenakan, pencitraan medis, penelitian, dan ilmu material. Ini akan didedikasikan untuk penelitian dasar dan pengembangan sistem pencitraan ultrasound pertama di dunia yang dapat dipakai dan mampu melakukan pencitraan kardiovaskular intermiten selama 48 jam untuk pemantauan dan diagnosis kondisi kronis seperti hipertensi dan gagal jantung secara terus menerus dan real-time.
Program penelitian multi-tahun bernilai jutaan dolar ini, didukung oleh National Research Foundation (NRF) Singapura di bawah program Campus for Research Excellence and Technological Enterprise, menyatukan para peneliti dan pakar terkemuka dari MIT, Nanyang Technological University (NTU Singapura), dan National University of Singapore (NUS). Rumah Sakit Tan Tock Seng (TTSH) adalah kolaborator klinis WITEC dan akan melakukan uji coba pasien untuk memvalidasi pencitraan jantung jangka panjang untuk pengelolaan penyakit kardiovaskular kronis.
“Mengatasi tantangan masyarakat yang paling mendesak memerlukan pemikiran inovatif dan interdisipliner. Berdasarkan warisan panjang SMART di Singapura sebagai pusat penelitian dan inovasi, WITEC akan memanfaatkan keahlian interdisipliner — dari MIT dan lembaga-lembaga terkemuka di Singapura — untuk memajukan penelitian transformatif yang menciptakan dampak dunia nyata dan bermanfaat bagi Singapura, Amerika Serikat, dan masyarakat di seluruh dunia. Penelitian kolaboratif ini tidak hanya mendorong batas-batas pengetahuan, namun juga mendefinisikan ulang apa yang mungkin terjadi di masa depan layanan kesehatan,” kata Bruce Tidor, CEO dan direktur sementara SMART, yang juga seorang profesor teknik biologi, teknik elektro, dan ilmu komputer di MIT.
Peralatan dan kemampuan presisi terdepan di industri
Untuk mendukung pekerjaan ini, laboratorium WITEC dilengkapi dengan peralatan canggih, termasuk printer 3D sub-mikrometer pertama di Asia Tenggara dan sistem pencitraan ultrasonik terbaru Verasonics Vantage NXT 256, yang merupakan unit pertama dari jenisnya di Singapura.
Tidak seperti printer 3D konvensional yang beroperasi pada skala milimeter atau mikrometer, printer 3D WITEC dapat mencapai resolusi sub‑mikrometer, sehingga komponen dapat dibuat pada tingkat sel tunggal atau struktur jaringan. Dengan kemampuan ini, para peneliti WITEC dapat membuat prototipe bahan bioadhesif dan antarmuka perangkat dengan akurasi yang belum pernah ada sebelumnya — penting untuk memastikan daya rekat yang aman bagi kulit dan kualitas gambar jangka panjang yang stabil.
Melengkapi ini adalah sistem pencitraan ultrasonik Verasonics terbaru. Dilengkapi dengan adaptor transduser baru dan mendukung saluran kontrol probe dalam jumlah yang jauh lebih besar dibandingkan sistem yang ada, sistem ini memberikan kebebasan kepada peneliti untuk menguji metode pencitraan yang sangat disesuaikan. Hal ini memungkinkan beamforming yang lebih kompleks, pengambilan gambar beresolusi lebih tinggi, dan integrasi dengan model diagnostik berbasis AI — membuka pintu bagi pencitraan kardiovaskular real-time dan berdurasi lama yang tidak mungkin dilakukan dengan peralatan standar rumah sakit.
Bersama-sama, teknologi ini memungkinkan WITEC untuk mempercepat desain, pembuatan prototipe, dan pengujian sistem pencitraan ultrasound yang dapat dipakai, dan untuk menunjukkan kualitas pencitraan pada hantu dan subjek sehat.
Mengubah perawatan penyakit kronis melalui inovasi yang dapat dikenakan
Penyakit kronis meningkat pesat di Singapura dan secara global, terutama di kalangan populasi lanjut usia dan individu dengan berbagai penyakit jangka panjang. Tren ini menyoroti kebutuhan mendesak akan perawatan berbasis rumah yang efektif dan alat pemantauan yang mudah digunakan, lebih dari sekadar pelacakan kesehatan dasar.
Perangkat yang dapat dikenakan konsumen saat ini, seperti jam tangan pintar dan gelang kebugaran, menawarkan data fisiologis terbatas seperti detak jantung atau jumlah langkah. Meskipun bermanfaat bagi kesehatan secara umum, namun pengetahuan tersebut kurang memadai untuk mendukung pengelolaan penyakit kronis. Sistem USG tradisional, meskipun kuat secara klinis, berukuran besar, bergantung pada operator, hanya dapat diterapkan secara episodik di rumah sakit, dan terbatas pada waktu pengambilan gambar, sehingga tidak cocok untuk penggunaan sehari-hari dalam jangka panjang.
WITEC bertujuan untuk menjembatani kesenjangan ini dengan sistem pencitraan ultrasound yang dapat dipakai yang menggunakan teknologi bioadhesif untuk memungkinkan pencitraan tanpa gangguan hingga 48 jam. Dikombinasikan dengan diagnostik yang disempurnakan dengan AI, inovasi ini bertujuan untuk mendukung deteksi dini, pra-diagnosis di rumah, dan pemantauan penyakit kronis secara berkelanjutan.
Selain meningkatkan hasil pasien, inovasi ini juga dapat membantu mengurangi kekurangan tenaga kerja dengan memberikan kebebasan bagi operator USG, perawat, dan dokter untuk fokus pada perawatan yang lebih kompleks, sekaligus mengurangi permintaan akan tempat tidur dan sumber daya rumah sakit. Dengan mengalihkan pemantauan ke rumah-rumah dan komunitas, teknologi WITEC akan memungkinkan manajemen mandiri pasien dan intervensi tepat waktu, sehingga berpotensi menurunkan biaya layanan kesehatan dan mengurangi tekanan finansial dan tenaga kerja yang semakin meningkat akibat populasi yang menua.
Mendorong inovasi melalui kolaborasi interdisipliner
WITEC dipimpin oleh peneliti utama berikut ini: Xuanhe Zhao, profesor teknik mesin dan profesor teknik sipil dan lingkungan di MIT; Joseph Sung, wakil presiden senior ilmu kesehatan dan kehidupan di NTU Singapura dan dekan Fakultas Kedokteran Lee Kong Chian (LKCMedicine); Cher Heng Tan, asisten dekan penelitian klinis di LKCMedicine; Chwee Teck Lim, Profesor Teknik Biomedis NUS Society di NUS dan direktur Institut Inovasi dan Teknologi Kesehatan di NUS; dan Xiaodong Chen, profesor universitas terkemuka di Sekolah Sains dan Teknik Material di NTU.
“Kami sangat bangga bisa menyatukan tim peneliti luar biasa dari Singapura dan AS untuk memelopori teknologi inti yang akan mewujudkan pencitraan ultrasound yang dapat dikenakan. Upaya ini menggabungkan keahlian mendalam dalam ilmu material, ilmu data, diagnostik AI, teknik biomedis, dan kedokteran klinis. Pendekatan bertahap kami akan mempercepat penerjemahan ke dalam platform yang dapat dikenakan sepenuhnya yang membentuk kembali cara penyakit kronis dipantau, didiagnosis, dan dikelola,” kata Zhao, yang menjabat sebagai co-lead PI di WITEC.
Peta jalan penelitian dengan dampak luas di bidang layanan kesehatan, sains, industri, dan ekonomi
Menyatukan para ahli terkemuka di berbagai bidang interdisipliner, WITEC akan memajukan pekerjaan dasar di bidang bahan lunak, transduser, mikroelektronika, ilmu data dan diagnostik AI, kedokteran klinis, dan teknik biomedis. Sebagai grup penelitian dan pengembangan teknologi mendalam, terobosan-terobosan yang dilakukannya akan berpotensi mendorong inovasi dalam teknologi dan manufaktur layanan kesehatan, diagnostik, pencitraan ultrasonik yang dapat dipakai, metamaterial, diagnostik, dan analisis kesehatan yang didukung AI. Upaya WITEC juga diharapkan dapat mempercepat pertumbuhan lapangan kerja bernilai tinggi di bidang penelitian, teknik, validasi klinis, dan layanan kesehatan, serta menarik investasi strategis yang mendorong inovasi biomedis dan kemitraan industri di Singapura, Amerika Serikat, dan negara-negara lain.
“Penyakit kronis menghadirkan tantangan yang signifikan bagi pasien, keluarga, dan sistem layanan kesehatan, dan dengan populasi yang menua seperti Singapura, tantangan tersebut hanya akan bertambah tanpa solusi baru. Penelitian kami terhadap sistem pencitraan ultrasound yang dapat dipakai bertujuan untuk mengubah perawatan sehari-hari bagi mereka yang hidup dengan penyakit kardiovaskular dan kondisi kronis lainnya – memberikan para dokter wawasan yang lebih kaya dan berkelanjutan untuk memandu pengobatan, sekaligus memberikan pasien kepercayaan diri dan kendali yang lebih besar terhadap kesehatan mereka sendiri. Karya perintis WITEC menandai langkah penting menuju peralihan perawatan dari intervensi episodik berbasis rumah sakit ke intervensi yang lebih proaktif, manajemen sehari-hari di masyarakat,” kata Sung, yang menjabat sebagai co-lead PI WITEC.
Dipimpin oleh Violet Hoon, konsultan senior di TTSH, uji klinis diharapkan dimulai tahun ini untuk memvalidasi pemantauan jantung jangka panjang dalam pengelolaan penyakit kardiovaskular kronis. Selama tiga tahun ke depan, WITEC bertujuan untuk mengembangkan platform terintegrasi penuh yang mampu melakukan pencitraan intermiten selama 48 jam melalui inovasi dalam couplant bioadhesif, metamaterial berstruktur nano, dan transduser ultrasonik.
Sebagai perusahaan riset MIT di Singapura, SMART berkomitmen untuk memajukan teknologi terobosan yang mengatasi tantangan global yang mendesak. WITEC menambah upaya penelitian SMART yang mendorong pertukaran ide melalui kolaborasi dengan peneliti dan akademisi terkemuka dari Amerika Serikat, Singapura, dan seluruh dunia dalam bidang-bidang utama seperti resistensi antimikroba, pengembangan terapi sel, pertanian presisi, AI, dan teknologi penginderaan 3D.
