MIT超音波心律貼片與UPatch：穿戴式超音波的新紀元

近期發表的兩項穿戴式超音波裝置，將心臟與產前照護推向了全新境界。一項是麻省理工學院（MIT）研發、郵票大小的貼片，能透過聲波與基因工程無手術地調節心跳 。另一項則是由加州大學聖地牙哥分校（UC San Diego）、史丹佛大學（Stanford）與牛津大學（Oxford）共同開發的柔軟貼片 UPatch，能連續數小時監測胎兒健康，無需超音波技師操作 。兩者雖仍處早期原型階段，但已為未來醫療照護描繪了一幅更自主、更微創的藍圖。

MIT 超音波心律貼片：用聲波來「指揮」心臟跳動

MIT 於 2026 年 6 月 2 日發布的這款超音波心律貼片，可貼附於胸前，透過皮膚發射聚焦超音波脈衝來刺激心臟 。它用非侵入性的聲學途徑，取代了傳統植入式心律調節器的電極導線。

聲遺傳學＋基因療法：原理剖析

核心機制是聲遺傳學——一種利用超音波來調控經過基因「致敏」的細胞之技術 。整個過程可以分成兩階段：

• 基因療法打頭陣：一次性的注射，將遺傳物質送入心肌細胞（ cardiomyocytes ），使這些細胞的細胞膜上過度表現對機械力敏感的壓電型機械敏感離子通道 1（Piezo1）。這類通道本身就存在於多種細胞中，可被機械力活化。
• 超音波觸發反應：當穿戴式貼片將超音波脈衝打入胸腔，聲波會使目標心臟細胞的細胞膜產生形變。這個機械力變形會打開 Piezo1 通道，讓鈣離子大量湧入，進而觸發心臟細胞收縮——也就是說，這項技術可以「憑空」創造出一個心跳。

透過以超音波相位陣列動態調整聚焦區域，這個系統能選擇性地活化或抑制心肌的特定區塊，用來終止如心搏過速與顫動等心律不整 。過程中沒有任何手術切口、沒有植入的硬體、也沒有電極導線，只有一個貼片和一次性基因療法注射。

UPatch：不需要技師的連續胎兒監測

2026 年 5 月 26 日發表於《自然生物科技》（ Nature Biotechnology ）期刊的 UPatch（超音波貼片），是一種柔軟且有彈性的裝置，能貼在孕婦腹部，連續數小時即時成像胎兒與臍帶 。此計畫集結了加州大學聖地牙哥分校、史丹佛醫學院與牛津大學的研究人員。

實現無人監測的原理

傳統產前超音波需要受訓過的技師手持探頭，在產檢時捕捉短暫的影像片段。UPatch 則是徹底顛覆了這個模式，讓監測變得連續且免手持：

• 黏貼與成像：貼片直接黏貼於皮膚，發射高頻聲波進入體內，並讀取回傳的聲波，以視覺化胎兒解剖構造，並量測血流速度 。
• 即時自主追蹤：內建的即時影像分割演算法，讓貼片能自動鎖定並追蹤目標血管——包括會移動的臍帶——即使胎兒或母親變換姿勢也不會中斷 。
• 信號品質可比擬標準設備：在一項涵蓋 62 名孕婦的觀察性研究中，UPatch 的讀數與傳統手持式臨床超音波設備相當接近 。

該研究還揭示了一項具臨床重要性的發現：胎兒血流並非靜止不動的，它會隨著時間動態波動，這意味著短暫的影像掃描可能會錯過短暫的危險徵兆。在一個嚴重子癇前症的案例中，UPatch 偵測到長時間異常信號，促使醫療團隊進行緊急剖腹產，研究人員表示，那很可能挽救了嬰兒的生命 。

發展進度與局限：兩款裝置的現況

兩款裝置都還不到能常規臨床使用的階段。它們都是概念驗證原型，前方還有巨大的挑戰。

MIT 超音波心律貼片

• 當前階段：早期研究原型，在裝置與工程層面得到驗證。該系統已在活體大鼠身上成功矯正心律不整，但尚未進入人體臨床試驗 。
• 基因療法安全性：心臟領域的聲遺傳學仍處於研究階段。無論是病毒或非病毒基因載體在心臟組織的長期安全性，在人體上都尚未確立，而心臟基因療法領域在標靶遞送與表現持久度方面，本身也還面臨著挑戰 。
• 技術未知數：如何讓超音波精準地穿過胸壁、聚焦在不同體型患者的心臟特定區域，仍是一項有待解決的工程難題。此外，向美國 FDA（食品藥物管理局）或歐盟 CE 等監管單位的審核申請，也都尚未啟動。

UPatch——穿戴式胎兒超音波貼片

• 當前階段：概念驗證裝置，發表於《自然生物科技》的人體數據來自一項 62 名參與者的觀察性研究，是三款裝置中人類證據最成熟的一個 。
• 有線的限制：當前的原型需要透過纜線連接外部電腦。研究團隊已表示，開發無線版本是實現居家監測的首要目標 。
• 視野範圍與數據複雜性：相較於完整的臨床超音波機器，UPatch 能提供的影像窗口較小；而如何大規模地解讀長達數小時的連續超音波數據，也依然是一項難題 。在能向監管單位提出申請前，還需要更大規模、更多元的臨床試驗。

結論：從實驗室走向診間的最後一哩路

MIT 的超音波心律貼片，利用聲遺傳學結合穿戴式貼片，省去了手術步驟——但心臟的基因療法還需要多年的安全性驗證。而 UPatch 已經在數十位孕婦身上證明了其潛力，但必須先擺脫纜線，並通過更大規模的試驗。這兩款裝置都證明了穿戴式超音波正從大學實驗室走向真實世界的臨床問題，但它們都不會在今年出現在你的診所裡。