Penggunaan teknologi radar mampu mengungkap kondisi jantung pasien yang lokasinya jauh dari tempat tim medis. Teknologi ini memperkuat Electrocardiogram (ECG) konvensional.
Penulis/editor: Rayendra L Toruan
mmINDUSTRI.co.id – Fraunhofer IZM (sumber): Dengan teknnologi radar, tim medis dapat memantau dan mengdiagnosis pasien yang berada di lokasi yang jauh dari tempat tim medis.
Teknologi radar digunakan tanpa kontak langsung—inilah keistimewaannya dibanding sistem Electrocardiogram (ECG) konvensional. Tim medis memeriksa pasien dengan sistem ECG di lokasi yang sama, dan sebaliknya dengan teknologi radar, pasien dapat diperiksa dari jarak jauh.
“Thank you for visiting mmindustri.co.id. Subscribe for the latest news and insight. Enter your email (Your email address will not be published)
Kesulitan perawatan pasien yang berada di desa terpencil bukan hanya terjadi di Indonesia. Di Jerman pun masalah yang sama dihadapi oleh tim medis dan masih bergantung pada penggunaan ECG.
Banyak daerah dan pedesaan yang masih kekurangan alat dan sistem perawatan medis—khususnya yang akut dan berkaitan dengan diagnostik berkualitas tinggi.
Oleh sebab itu, para peneliti di Fraunhofer Institute for Reliability and Microintegration IZM sedang mengembangkan teknologi radar untuk membantu mengatasi masalah perawatan pasien dari jarak jauh.
Para ahli bekerja sama dengan para mitra untuk pengembangan sistem sensor radar berdaya rendah menjadi daya tinggi dan berfungsi sebagai pemantau pasien tanpa kontak secara fisik.
Para dokter dapat menerima rincian tanda-tanda vital pasien seperti detak jantung dan pernapasan, tanpa pasien harus mengenakan alat sensor yang ditempelkan pada tubuh.
Para ahli menggunakan sistem sensor radar dengan frekuensi tinggi untuk menggantikan ECG yang sudah usang dan klasik dalam penerepan aplikasi konvensional.
Dalam sistem ECG tradisional, denyut nadi diukur dengan menggunakan elektroda yang dipasang ke tubuh pasien dan dihubungkan ke monitor dengan kabel.
Akan tetapi, untuk beberapa kelompok pasien, seperti mereka yang mengalami luka bakar atau luka parah, alergi kulit tertentu, penyakit menular seperti COVID-19 maka penggunaan ECG masih dilakukan.
Bagagaimana penanganan gangguan kondisi mental tertentu, mungkin sulit untuk memasang elektroda dan kabel ke tubuh pasien dengan menggunakan ECG tradisional untuk mengukur tanda atau organ vital pasien?
Di masa mendatang, pemeriksaan semacam ini dapat dilakukan tanpa kontak dengan menggunakan sistem sensor radar dengan frekuensi tinggi.
Teknologi pengukuran non-invasif ini memungkinkan para profesional kesehatan untuk memantau tanda-tanda vital pasien secara terus-menerus, dan tanpa kontak dari jarak jauh serta mengambil tindakan cepat jika terjadi kelainan atau ketidaksesuaian.
Metode baru untuk mengukur tanda-tanda vital ini memudahkan pekerjaan staf perawat. Pasien mendapatkan manfaat dari peningkatan kenyamanan, karena tidak perlu memasang elektroda dan kabel ke tubuh, dan tidak perlu mengenakan perangkat elektronik tambahan.
Para peneliti di Fraunhofer IZM di Cottbus dan Berlin mengembangkan sistem sensor radar frekuensi tinggi yang inovatif itu. Mitra kerja sama para peneliti adalah dari Brandenburg University of Technology Cottbus-Senftenberg, dan Ferdinand-Braun-Institut.
Selanjutnya, Leibniz-Institut für Höchstfrequenztechnik, Leibniz Institute for High Performance Microelectronics, dan Thiem-Research GmbH. Para peneliti bertujuan untuk mengatasi tantangan dalam perawatan kesehatan, terutama di daerah pedesaan. Mereka menggunakan metode pemeriksaan tanapa kontak.
Kementerian Federal Jerman untuk Pendidikan dan Penelitian mendanai proyek ini sebagai bagian dari Innovation Campus Electronics and Microsensors Cottbus (iCampus).
Tanda-tanda vital diukur melalui kasur
Sensor radar baru ini dapat mengukur tanda-tanda vital seperti detak jantung dan pernapasan pasien melalui pakaian, selimut, dan bahkan melalui kasur, serta mengirimkan informasi tersebut ke perangkat pemantauan.
“Sistem sensor radar menggunakan chip radar dan antena untuk menghasilkan gelombang elektromagnetik yang dipantulkan oleh tubuh. Gelombang yang dipantulkan dimodulasi oleh gerakan ritmis dinding dada akibat aktivitas pernapasan dan jantung,” tutur Prof. Ivan Ndip, kepala departemen RF & Smart Sensor Systems di Fraunhofer IZM.
Prof. Ivan Ndip menjelaskan cara kerja sistem sensor radar frekuensi tinggi yang inovatif. Hal itu dapat diukur dan dianalisis dengan menggunakan sistem sensor radar untuk mengekstrak tanda-tanda vital.
Berdasarkan sistem sensor ini, maka aspek medis dari sistem pernapasan dan kardiovaskular pasien, seperti faktor stres atau aritmia jantung tertentu, dapat diidentifikasi.
Dengan demikian, banyak penyakit dan kondisi yang terkait dengan anomali sistem dapat dideteksi pada tahap awal. Setelah terpasang, radar medis mendeteksi gerakan terkecil pada permukaan tubuh, yang disebabkan oleh pernapasan dan detak jantung pasien.
Tersedia beram aplikasi prospektif dari sistem sensor radar medis, mulai dari pemantauan bayi, korban luka bakar, dan orang dengan gangguan tidur, hingga pasien di panti jompo. Bahkan untuk memantau pengemudi dan penumpang di kendaraan, terutama anak-anak—dapat dilakukan.
Untuk melakukan uji klinis, sistem sensor radar diintegrasikan ke dalam wadah plastik dan dipasang di bawah ranjang rumah sakit.
Selama pengembangan sistem sensor radar, para peneliti Fraunhofer IZM mempertimbangkan efek wadah plastik dan lingkungan dunia nyata tempat sistem akan digunakan, untuk mencegah malfungsi selama pengoperasian.
Terutama, dampak wadah plastik dan ranjang rumah sakit terhadap kinerja antena diselidiki secara menyeluruh selama fase desain.
Dengan mengadaptasi desain papan ujung depan frekuensi tinggi dan antena, jangkauan sistem sensor radar dapat diperluas, sehingga dapat diposisikan secara fleksibel di ruangan di masa mendatang, dan juga dapat dipasang di dinding dan langit-langit.
“Tujuannya adalah untuk memungkinkan pengukuran pada jarak yang lebih jauh dari pasien dan pemantauan simultan terhadap beberapa pasien di masa mendatang,” cerita Uwe Maaß, seorang kolega dari tim Prof. Ivan Ndip.
Pengembangan dan pengoptimalan antena dan papan ujung depan radar secara sistematis memungkinkan fungsionalitas sistem sensor radar medis yang andal
Pengukuran tanda-tanda vital nirkontak yang andal menggunakan radar, merupakan tantangan besar, terutama karena sinyal yang dipantulkan oleh gerakan mikro dinding dada sangat lemah.
Lebih jauh lagi, sinyal yang dipantulkan dari orang atau benda di sekitar pasien, kebisingan sistem, dan gerakan bagian tubuh pasien lainnya juga membuat pengukuran tanda-tanda vital menjadi tantangan yang andal.
Untuk mengatasi tantangan ini diperlukan solusi desain perangkat keras yang inovatif untuk memastikan rasio sinyal terhadap kebisingan (SNR) yang tinggi, bersama dengan algoritma pemrosesan sinyal yang canggih.
Para peneliti di Fraunhofer IZM mengembangkan dan mengoptimalkan antena radar 61 GHz dan papan front-end radar untuk integrasi chip radar, antena, dan komponen sistem lainnya guna memastikan SNR yang tinggi.
Lebih jauh, efek toleransi manufaktur pada kinerja sistem dipertimbangkan dan dianalisis secara sistematis selama pengembangan antena dan papan front-end guna memastikan fungsionalitas sistem sensor radar medis yang andal dan tangguh.
Desain antena khusus memungkinkan para ahli untuk memfokuskan gelombang elektromagnetik pada jalur sempit tertentu di sepanjang dada pasien.
Prototipe sistem radar medis telah digunakan dalam uji klinis oleh Thiem-Research GmbH, anak perusahaan Universitas Kedokteran Lusatia (Medizinische Hochschule Lausitz)—Carl Thiem di Cottbus, sejak September 2023.
Selama investigasi klinis ini, mitra proyek menguji seberapa andal sistem mengukur tanda-tanda vital dan bagaimana pengukuran berkorelasi dengan ECG referensi.
“Pengukuran awal subjek uji yang berbaring dalam posisi terlentang, miring, atau tengkurap berjalan dengan sukses,” lanjut Prof. Ivan Ndip.
Pada tahap kedua proyek BMBF, para ahli berhasil memperluas desain ke sistem sensor radar medis multi-saluran yang berpotensi mengukur tanda-tanda vital beberapa individu secara bersamaan, semuanya tanpa kontak.
This type of article is favored by our readers. Would your company willing to sponsor it? Kindly email us: business@mmindustri.co.id or fill this form
