Home   Gatra.com   Log out  
 
User Name Password  
[ Anggota baru | Lupa password ]
Arsip Majalah | Tentang Gobang | Ketentuan | Menu Anggota

ILMU & TEKNOLOGI

Pendeteksi Pernapasan Berserat Optik

Dosen ITS menciptakan inovasi alat deteksi pernapasan dari serat optik. Kebal terhadap interferensi medan elektromagnetik. Berencana diproduksi masal.

Serat optik lazim digunakan dalam industri telekomunikasi dan internet. Maklum, serat yang memiliki diameter 120 mikrometer, bahkan lebih halus dari sehelai rambut ini digunakan perusahaan telekomunikasi dan internet untuk mentransmisikan sinyal, mulai dari telepon, internet hingga televisi kabel. Kini, penggunaan teknologi serat optik juga merambah ke alat pendeteksi pernapasan.

Adalah Agus Muhammad Hatta, ST, Msi, Ph.D, dosen Teknik Fisika dari Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Surabaya, menciptakan inovasi berupa alat deteksi pernapasan yang sensornya menggunakan serat optik. ''Alat ini diberi nama serat optik untuk napas atau disingkat Senapas,'' kata Hatta kepada GATRA, Kamis pekan lalu.

Hatta menjelaskan, secara umum alat deteksi pernapasan berfungsi untuk melakukan pemantauan pola pernapasan pasien. Tujuannya untuk memberikan informasi tentang kondisi fisik pasien, termasuk tentang indikasi penyakit yang dideritanya. Selain itu, pemantauan pernapasan juga diperlukan pada tes pencitraan pasien dalam ruang MRI (magnetic resonance imaging), pembiusan pasien untuk kepentingan operasi, dan pasien yang menderita sleep apnea (gangguan pernapasan saat tertidur).

Di dunia medis, alat deteksi pernapasan kerap digunakan dokter untuk menganalisis berbagai penyakit yang terkait dengan pernapasan. Ada berbagai jenis alat deteksi pernapasan, seperti spirometer yang berfungsi mengukur volume udara keluar-masuk ke dalam paru-paru manusia. Juga ada kapnograph yang berfungsi mengukur konsentrasi atau tekanan parsial karbon dioksida dalam gas pernapasan.

Alat deteksi pernapasan yang ada saat ini, kata Hatta, punya kelemahan. Di antaranya, sensor yang terbuat dari perangkat elektronik atau material logam. Alat ini tidak dapat dipergunakan bersamaan saat pasien melakukan tes dengan alat MRI. ''Karena akan merusak proses pencitraan,'' kata Hatta.

Di situlah yang justru menjadi salah satu keunggulan Senapas. ''Karena material sensornya terbuat dari serat optik, alat ini kebal terhadap interferensi [gangguan] medan elektromagnetik,'' kata Hatta.

Alat ini memiliki tiga komponen utama. Pertama, laser dioda sebagai sumber cahaya. Kedua, sensor untuk memandu cahaya dari sumber cahaya dan mendeteksi perubahan pernapasan. Sensor berbasis serat optik berstruktur singlemode-multimode-singlemode (SMS) ini diletakkan pada masker oksigen. Ketiga, fotodetektor untuk menangkap sinyal yang ditransmisikan melalui serat optik.

Cara kerja alat ini, lanjut Hatta, sensor yang terbuat dari serat optik mendeteksi perubahan indeks bias udara akibat perubahan suhu, kelembaban, dan tekanan dinamik antara udara pernapasan inspirasi dan ekspirasi. Perubahan parameter tersebut mengakibatkan perubahan penjalaran cahaya di dalam serat optik yang kemudian dideteksi oleh fotodetektor. Sinyal yang ditangkap oleh fotodetektor kemudian diolah dan ditampilkan menjadi informasi pola pernapasan dan nilai jumlah pernapasan per menitnya atau respiration per minute.

Alat deteksi pernapasan ini dapat digunakan untuk pemantau pernapasan pada pasien dan atlet. Selain itu juga untuk pekerja yang memiliki risiko tinggi terhadap bahaya penyakit pernapasan, seperti pekerja tambang, penyelam dan pilot.

Alat ini bisa digunakan untuk mengukur berbagai pola pernapasan, termasuk pola pernapasan dalam kondisi batuk. Hasil pengukuran pola pernapasan dapat dianalisis untuk kepentingan medis. ''Alat ini mampu mendeteksi pola pernapasan secara akurat dengan penyajian data secara real-time,'' kata Ketua Departemen Teknik Fisika ITS ini.

Untuk memperkuat invensinya, Hatta melakukan sejumlah uji coba. Beberapa mahasiswa menjadi naracoba. ''Hasilnya cukup bagus. Ibarat satu sampai sepuluh. Alat ini sudah mencapai angka tujuh,'' katanya.

Hatta berharap, setelah dilakukan penyempurnaan, temuannya ini dapat diproduksi secara massal dengan mengandeng industri farmasi. ''Ada rencana [memproduksi massal], tapi untuk saat ini masih perlu perbaikan prototipenya,'' kata Hatta.

Ketua Komite Medis Pengurus Besar Persatuan Atletik Seluruh Indonesia (PB PASI), dokter Ermita Ilyas mengatakan, pengecekan dan pengukuran pernapasan dari atlet biasanya dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut Spirometer. Alat ini bertujuan untuk mengetahui adanya restrikasi atau obstruksi pada saluran pernapasan. ''Di saluran pernapasan dan paru-paru dapat diketahui apakah ada yang mengganggu fungsi paru,'' tutur Ermita.

Kegunaan dari Spirometer yakni mendiagnosis, memonitor, dan mengevaluasi gangguan pada organ pernapasan. Spirometer merupakan pemeriksaan yang relatif mudah. Tes spirometri pada umumnya dilakukan di rumah sakit atau tempat praktik dokter dan hanya memakan waktu sekitar 15 menit. Sekitar 24 jam sebelum melakukan spirometri, atlet tidak sedang menjalani olahraga berat atau makan dalam porsi besar.

Cara kerja Spirometer dengan meniup melalui pipa yang dihubungkan ke mulut dengan menggunakan mouth piece atau tabung isap. Tahapannya, lanjut Ermita, atlet yang melakukan tes diminta menarik napas dalam-dalam, lalu meniup sekuat-kuatnya. ''Alat ini akan mencatat dan akan didapat nilai yang menunjukkan fungsi dari organ paru-paru yang normal atau paru-paru yang memiliki gangguan,'' ucap Ermita kepada Riana Astuti dari GATRA.

Sujud Dwi Pratisto dan Abdul Hady JM (Surabaya)

= = =

Jeroan Senapas
Keunggulan :
- Probe Sensor napas berbasis serat optik,
- Ukuran sensor kecil dan ringan,
- Bebas interferensi gelombang elektromagnetik sehingga tahan di lingkungan Magnetic Resonance Imaging (MRI)
- Sensor dapat dibuat dengan mudah (kunci penemuan ini)
- Harga sensor murah, sehingga dapat digunakan untuk sekali pakai. Mengingat, proses pernafasan dapat menularkan penyakit.
- Dapat dilakukan remote monitoring
- Sistem monitoring dibuat portable berbasis mikroprosesor.

Spesifikasi :
- Masker Oksigen tipe ICE ISO
- Probe sensor yang menggunakan serat optik berstruktur singlemode-multimode-singlemode (SMS)
- Konektor serat optik
- Prosessor tipe STM32
- Baterai Lithium
- Layar LCD

Alu Kerja :
Probe Sensor Napas :
Mendeteksi perubahan indeks bias udara akibat perubahan suhu, kelembaban, dan tekanan dinamik antara udara pernapasan inspirasi dan ekspirasi.
Foto detektor Perubahan parameter tersebut akan secara langsung menyebabkan perubahan penjalaran cahaya di dalam serat optik yang kemudian diditeksi oleh fotodetektor.
Layar LCD Sinyal yang ditangkap oleh fotodetektor kemudian diolah dan ditampilkan menjadi informasi pola pernapasan dan nilai jumlah pernapasannya (respiration per minute). Tampilan data pola pernapasan ini dapat dilihat di layar LCD.

Kegunaan/Manfaat :
- Mendeteksi ragam pernapasan
- Analisis pernapasan : pasien,atlet, penyelam, pendaki gunung, pilot, dan lain-lain

Sumber : Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
ARTIKEL LAIN

Cover Majalah GATRA edisi No.24 / Tahun XXIV / 12 - 18 April 2018 (Tim Desain/Gatra)
 
RUBRIK

Apa & Siapa
Ekonomi & Bisnis
Focil
Ilmu & Teknologi
Internasional
Kesehatan
Kolom
Laporan Khusus
Laporan Utama
Multimedia
Nasional
Pariwara
Pendidikan
Perjalanan
Seni Rupa
Surat & Komentar
Teropong
Wawancara
 
Created and maintained by Gatra.com