Ohio State Meluncurkan Sensor Pertama yang Dapat Dipakai untuk Pemantauan Atrofi Otot Secara Real-Time
Universitas Negeri Ohio, Columbus, OH
Sensor yang diusulkan bertujuan untuk membantu pasien yang menderita atrofi otot memantau perubahan kesehatan mereka dengan cara yang lebih nyaman. (Gambar:Getty Images)
Para peneliti di Ohio State University telah membuat sensor pertama yang dapat dipakai yang dirancang untuk mendeteksi dan memantau atrofi otot.
Suatu kondisi yang menyebabkan hilangnya massa dan kekuatan otot rangka, atrofi otot dapat terjadi karena berbagai alasan, namun biasanya merupakan efek samping dari penyakit degeneratif, penuaan, atau tidak digunakannya otot.
Meskipun dokter saat ini mengandalkan MRI untuk menilai apakah ukuran dan volume otot pasien telah memburuk, pengujian yang sering dilakukan dapat memakan waktu dan biaya.
Namun studi ini baru dipublikasikan di jurnal IEEE Transactions on Biomedical Engineering menyarankan bahwa sensor elektromagnetik yang terbuat dari “benang elektronik” konduktif dapat digunakan sebagai alternatif pemantauan rutin menggunakan MRI.
Untuk memvalidasi pekerjaan mereka, para peneliti membuat cetakan anggota badan yang dicetak 3D dan mengisinya dengan daging giling untuk mensimulasikan jaringan betis subjek manusia berukuran rata-rata. Temuan mereka menunjukkan bahwa mereka mampu menunjukkan bahwa sensor tersebut dapat mengukur perubahan volume skala kecil pada ukuran anggota tubuh secara keseluruhan dan memantau hilangnya otot hingga 51 persen.
“Idealnya, sensor yang kami usulkan dapat digunakan oleh penyedia layanan kesehatan untuk menerapkan rencana perawatan pasien secara lebih personal dan mengurangi beban pasien itu sendiri,” kata Allyanna Rice, penulis utama studi ini dan lulusan teknik elektro dan komputer di The Ohio State University.
Pendekatan pertama yang diketahui untuk memantau atrofi otot menggunakan perangkat yang dapat dikenakan, penelitian ini didasarkan pada pekerjaan Rice sebelumnya dalam menciptakan sensor kesehatan untuk NASA. Badan antariksa tertarik untuk memantau kesehatan astronot dengan berbagai cara, karena menghabiskan banyak waktu di luar angkasa seringkali dapat berdampak buruk pada tubuh manusia.
Para peneliti telah menghabiskan waktu puluhan tahun untuk mencoba memahami dan memerangi dampak ini, dan penelitian ini terinspirasi oleh tujuan menemukan solusi terhadap masalah kesehatan yang dihadapi astronot.
Misalnya saja, meskipun para ilmuwan mengetahui bahwa awak pesawat yang melakukan penerbangan luar angkasa jarak pendek pun dapat mengalami kehilangan massa otot dan kepadatan tulang hingga 20 persen, namun tidak banyak data mengenai dampak tinggal di luar angkasa dalam misi yang lebih lama terhadap tubuh mereka, kata Rice.
“Sensor kami adalah sesuatu yang dapat digunakan oleh astronot dalam misi panjang atau pasien di rumah untuk memantau kesehatan mereka tanpa bantuan profesional medis,” katanya.
Namun menciptakan perangkat yang dapat dipakai dan mampu mengukur perubahan otot dalam tubuh manusia secara akurat lebih mudah diucapkan daripada dilakukan. Rice dan rekan penulisnya Asimina Kiourti, seorang Profesor teknik elektro dan komputer di Ohio State, merancang perangkat tersebut untuk bekerja dengan menggunakan dua kumparan, satu kumparan pemancar dan kumparan penerima, serta konduktor yang terbuat dari benang elektronik yang membentang di sepanjang kain dalam pola zig-zag yang berbeda.
Meskipun produk akhirnya menyerupai manset tekanan darah, Rice mengatakan pada awalnya merupakan sebuah tantangan untuk menemukan pola yang memungkinkan berbagai perubahan pada ukuran loop sensor sehingga dapat memenuhi sebagian besar populasi pasien.
“Saat kami pertama kali mengusulkan sensor ini, kami tidak menyadari bahwa kami memerlukan bahan yang dapat diregangkan sampai kami menyadari bahwa anggota tubuh orang tersebut akan berubah,” katanya. “Kita memerlukan sensor yang dapat berubah dan fleksibel, namun juga harus konformal.”
Setelah beberapa kali percobaan dan kesalahan, mereka menemukan bahwa meskipun menjahit dalam garis lurus akan membatasi elastisitas selongsong, pola zigzag ideal untuk memperkuatnya. Pola baru yang sama inilah yang menjadi alasan mengapa sensor dapat diskalakan di beberapa bagian tubuh yang berbeda atau bahkan beberapa lokasi pada anggota tubuh yang sama.
Meskipun perangkat wearable ini masih perlu waktu beberapa tahun lagi untuk diimplementasikan, penelitian ini mencatat bahwa lompatan besar berikutnya kemungkinan besar adalah menghubungkan perangkat ke aplikasi seluler, yang dapat digunakan untuk mencatat dan menyampaikan informasi kesehatan langsung ke penyedia layanan kesehatan.
Dan untuk meningkatkan kehidupan pasien di masa depan baik di Bumi maupun di luar angkasa, Rice berharap dapat menggabungkan sensor ini dengan jenis perangkat lain untuk mendeteksi dan memantau masalah kesehatan, seperti alat untuk mendeteksi pengeroposan tulang.
“Di masa depan, kami ingin mengintegrasikan lebih banyak sensor dan lebih banyak kemampuan pada perangkat wearable kami,” kata Rice. Pekerjaan ini didukung oleh NASA.
Untuk informasi lebih lanjut, hubungi Tatyana Woodall di Alamat email ini dilindungi dari robot spam. Anda perlu mengaktifkan JavaScript untuk melihatnya..
