Tambalan Ultrasound Ini Ukur Tekanan Darah Jauh di Dalam Tubuh

Tambalan ultrasound melacak tekanan darah pada arteri atau vena dalam. Kredit: Chonghe Wang

Teknologi.id Tambalan ultrasound yang baru ditemukan dapat memantau tekanan darah pada arteri di bawah kulit sehingga membantu orang mendeteksi masalah kardiovaskular lebih awal dan dengan ketepatan yang lebih tinggi.

Aplikasi ini termasuk real-time atau dalam waktu sebenarnya. Pemantauan terus menerus perubahan tekanan darah dibutuhkan pada pasien dengan penyakit jantung atau paru-paru, serta pasien yang sakit kritis atau menjalani operasi. Tambalan ini menggunakan ultrasound, sehingga berpotensi digunakan untuk melacak tanda vital dan sinyal fisiologis non-invasif lainnya dari tempat-tempat jauh di dalam tubuh.

Sebuah tim peneliti yang dipimpin oleh University of California San Diego menggambarkan karya mereka dalam sebuah makalah yang diterbitkan 11 September di Nature Biomedical Engineering .

“Perangkat yang dapat dikenakan sejauh ini terbatas pada sinyal penginderaan baik di permukaan kulit atau tepat di bawahnya. Tapi ini seperti melihat hanya puncak gunung es,” kata Sheng Xu, seorang profesor nanoengineering di UC San Diego Jacobs School of Engineering dan penulis penelitian. “Dengan mengintegrasikan teknologi ultrasound ke dalam perangkat yang dapat dikenakan, kita dapat mulai menangkap banyak sinyal lain, kejadian dan aktivitas biologis yang terjadi di bawah permukaan dengan cara non-invasif.”

“Kami menambahkan dimensi ketiga ke berbagai sistem sensor elektronik yang dapat dikenakan,” kata Xu, yang juga berafiliasi dengan Pusat Sensor di UC San Diego.

Empat sentimeter di bawah kulit

Patch ultrasound baru dapat terus memantau tekanan darah sentral di arteri utama sedalam empat sentimeter (lebih dari satu inci) di bawah kulit. Dokter yang terlibat dalam penelitian itu mengatakan teknologi itu akan berguna dalam berbagai prosedur rawat inap.

“Ini memiliki potensi untuk menjadi tambahan yang bagus untuk obat kardiovaskular,” kata Dr Brady Huang, seorang penulis dan ahli radiologi di UC San Diego Health. “Di ruang operasi, terutama dalam prosedur kardiopulmonal yang kompleks, diperlukan penilaian tekanan darah sentral yang akurat secara real time. Disinilah alat ini memiliki potensi untuk menggantikan metode tradisional.”

Ketika dikenakan di leher, alat ini merekam tekanan darah sentral di arteri karotid (CA), vena jugularis internal (Int JV) dan vena jugularis eksternal (Ext JV) Kredit: Chonghe Wang

Alat ini mengukur tekanan darah sentral, berbeda dari tekanan darah yang diukur dengan manset tiup yang diikat di lengan atas, yang dikenal sebagai tekanan darah perifer. Tekanan darah sentral adalah tekanan di pembuluh darah pusat, yang mengirim darah langsung dari jantung ke organ utama lainnya di seluruh tubuh. Pakar medis menganggap tekanan darah sentral lebih akurat daripada tekanan darah perifer dan juga lebih baik dalam memprediksi penyakit jantung.

Mengukur tekanan darah sentral biasanya tidak dilakukan dalam tes rutin. Metode klinis invasif, memasukkan kateter ke dalam pembuluh darah di lengan, pangkal paha atau leher menuju ke jantung.

Mengungguli metode sebelumnya

Metode non-invasif ada, tetapi tidak dapat secara konsisten menghasilkan pembacaan yang akurat. Menggunakan alat yang disebut tonometer, pada kulit tepat di atas pembuluh darah utama. Untuk mendapatkan pembacaan yang baik, tonometer harus tetap stabil, pada sudut yang tepat dan dengan jumlah tekanan yang tepat setiap kali. Tapi ini bisa bervariasi antara tes dan teknisi yang berbeda.

“Ini sangat tergantung pada operator. Bahkan dengan teknik yang tepat, jika Anda memindahkan ujung tonometer hanya satu milimeter, data terdistorsi. Dan jika Anda menekan tonometer terlalu keras, itu akan memberi terlalu banyak tekanan pada alat, yang juga mempengaruhi data, “kata Chonghe Wang, seorang mahasiswa pascasarjana di UC San Diego. Tonometer juga mengharuskan pasien duduk diam dan tidak cukup sensitif untuk mendapatkan pembacaan yang baik melalui jaringan lemak.

Tim UC San Diego telah mengembangkan alternatif yang mudah. Menggunakan tambalan ultrasound yang lembut dan lentur yang dapat dipakai pada kulit dan memberikan pembacaan tekanan darah sentral yang akurat dan tepat. Bahkan ketika pengguna sedang bergerak, dan bisa mendapatkan pembacaan yang baik melalui jaringan lemak.

Tambalan itu diuji pada subjek pria, yang memakainya di lengan bawah, pergelangan tangan, leher dan kaki. Tes dilakukan baik saat subjek diam dan selama latihan. Rekaman yang dikumpulkan dengan tambalan lebih konsisten dan tepat daripada rekaman dari tonometer komersial.

Struktur pulau-jembatan membuat tambalan fleksibel dan elastis. Kredit: Chonghe Wang

Ultrasound yang dapat dipakai

“Sebuah kemajuan besar dari pekerjaan ini adalah mengubah teknologi ultrasound menjadi platform yang dapat dipakai. Kita dapat memantau pembuluh darah besar secara terus menerus dan non-invasif jauh di bawah kulit,” kata Dr. Wang.

Tambalan berupa lembaran tipis elastomer silikon yang bermotif dengan apa yang disebut struktur “jembatan-pulau”. Merupakan susunan bagian elektronik kecil (pulau) yang masing-masing dihubungkan oleh kawat berbentuk pegas (jembatan). Setiap pulau mengandung elektroda dan perangkat yang disebut transduser piezoelektrik, yang menghasilkan gelombang ultrasound ketika listrik melewatinya. Jembatan yang menghubungkannya terbuat dari kawat tembaga tipis seperti pegas. Struktur pulau-jembatan memungkinkan seluruh tambalan untuk menyesuaikan dengan kulit dan meregangkan, membengkokkan dan memelintir tanpa mengorbankan fungsi elektronik.

Tambalan ini menggunakan gelombang ultrasound untuk terus merekam sinyal pembuluh darah yang terletak sedalam empat sentimeter di bawah kulit. Informasi ini kemudian diterjemahkan ke dalam bentuk gelombang menggunakan perangkat lunak yang disesuaikan. Sinyal-sinyal ini memberikan banyak informasi rinci kepada dokter yang menilai kesehatan kardiovaskular pasien. Mereka dapat digunakan untuk memprediksi gagal jantung, menentukan apakah suplai darah baik-baik saja, dan lainnya.

Langkah selanjutnya

Para peneliti mencatat bahwa tambalan masih memiliki jalan panjang sebelum mencapai klinik. Perbaikan termasuk mengintegrasikan sumber daya, unit pemrosesan data dan kemampuan komunikasi nirkabel ke dalam tambalan .

“Saat ini, kemampuan ini harus dikirim melalui kabel dari perangkat eksternal. Jika kita ingin memindahkannya ke tempat tidur, kita perlu menempatkan semua komponen ini di atas perangkat,” kata Xu.

Tim ini ingin berkolaborasi dengan para ahli dalam pemrosesan data dan teknologi nirkabel untuk tahap proyek berikutnya.

(DWK)

Leave a Comment

Your email address will not be published. Required fields are marked *