Membuat perangkat kesehatan dan penginderaan gerak lebih personal

  • Whatsapp


Toolkit tomografi impedansi listrik memungkinkan pengguna merancang dan membuat perangkat kesehatan dan penginderaan gerak.

Definisi sebelumnya tentang “kesejahteraan”, terbatas pada jalan cepat dan makan beberapa sayuran lagi, dalam banyak hal terasa seperti masa lalu yang jauh. Jam tangan mengkilap dan cincin ramping kini mengukur cara kita makan, tidur, dan bernapas, menggunakan kombinasi sensor gerak dan mikroprosesor untuk mengolah byte dan bit.

Bahkan dengan berbagai perhiasan pintar, pakaian, dan tato temporer saat ini yang terasa sama kompleks dan mudah diatur, para ilmuwan dari MIT Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) dan Massachusetts General Hospital (MGH) Center for Artificial Intelligence (CPAI) ingin membuat hal-hal yang sedikit lebih pribadi. Mereka menciptakan perangkat untuk merancang perangkat kesehatan dan sensor gerak menggunakan sesuatu yang disebut “electrical impedance tomography (EIT),” kata yang bagus untuk teknik pencitraan yang mengukur dan memvisualisasikan konduktivitas internal seseorang. (EIT biasanya digunakan untuk hal-hal seperti mengamati fungsi paru-paru atau mendeteksi kanker.)

Menggunakan “EIT-kit”, tim MIT membangun monitor otot pribadi untuk rehabilitasi fisik, dan “gelang” yang dapat mendeteksi mengemudi yang terganggu. Kredit gambar: MIT CSAIL.

Menggunakan “paket EIT,” tim membangun berbagai perangkat yang mendukung aplikasi penginderaan yang berbeda, termasuk monitor otot pribadi untuk rehabilitasi fisik, pengenal gerakan tangan yang dapat dikenakan, dan “gelang” yang dapat mendeteksi mengemudi yang terganggu.

Sementara penginderaan EIT biasanya memerlukan pengaturan perangkat keras yang mahal dan algoritma rekonstruksi gambar yang rumit, penggunaan elektronik cetak dan perpustakaan gambar EIT sumber terbuka telah menjadikannya pilihan yang menarik, berbiaya rendah, dan portabel. Tetapi merancang item EIT masih sulit, dan biasanya membutuhkan perpaduan yang tepat dari pengetahuan desain, kontak yang memadai antara perangkat dan manusia, dan pengoptimalan.

Editor 3D EIT-kit menempatkan pengguna di kursi pengemudi untuk arahan desain penuh. Setelah elektroda penginderaan (yang mengukur aktivitas manusia) diletakkan pada perangkat di editor, itu dapat diekspor ke printer 3D. Item tersebut kemudian dapat dirakit, ditempatkan ke area pengukuran target, dan dihubungkan ke motherboard penginderaan EIT-kit. Sebagai langkah terakhir, perpustakaan mikrokontroler terpasang mengotomatiskan pengukuran impedansi listrik, dan memungkinkan pengguna melihat data terukur visual, bahkan di ponsel.

Perangkat yang ada juga hanya dapat merasakan gerakan, membatasi pengguna untuk memahami hanya bagaimana mereka mengubah posisi dari waktu ke waktu — tetapi EIT-kit dapat merasakan aktivitas otot yang sebenarnya. Satu perangkat prototipe oleh tim, yang terlihat seperti dua pita sederhana, merasakan ketegangan otot dan ketegangan di paha untuk memantau pemulihan otot pasca-cedera, dan bahkan mungkin digunakan untuk mencegah cedera ulang. Monitor otot di sini menggunakan dua susunan elektroda untuk membuat gambar 3D paha, serta augmented reality untuk melihat aktivitas otot secara real-time. Dalam hal ini, hanya merasakan gerakan tidak akan berguna, karena seseorang yang melakukan latihan rehabilitasi dengan benar memerlukan penggunaan otot yang benar. Selain itu, para peneliti merasakan jaringan biologis melalui perangkat EIT yang menganalisis kelembutan daging mentah.

“Proyek EIT-kit sesuai dengan visi jangka panjang saya untuk menciptakan perangkat penginderaan kesehatan pribadi dengan teknik prototipe fungsi cepat dan teknologi penginderaan baru,” kata mahasiswa PhD MIT CSAIL Junyi Zhu, penulis utama makalah baru tentang EIT-kit. “Selama penelitian kami bersama profesional medis, kami menemukan bahwa penginderaan EIT sebagian besar bergantung pada pasien dan lokasi penginderaan, karena konfigurasi pengukuran, kalibrasi sinyal, penempatan elektroda, dan faktor terkait bioelektrik lainnya. Tantangan ini dapat diselesaikan dengan perangkat keras yang dapat disesuaikan dan algoritme otomatisasi. Di luar EIT, teknologi penginderaan kesehatan lainnya menghadapi kompleksitas yang sama dan kebutuhan yang dipersonalisasi.”

Tim saat ini bekerja sama dengan MGH untuk mengembangkan EIT-kit untuk membuat perangkat rehabilitasi jarak jauh untuk memantau berbagai bagian tubuh pasien saat penyembuhan. Karena semua perangkat EIT-kit bersifat mobile dan disesuaikan dengan bentuk tubuh pasien dan cedera tertentu, mereka dapat dengan mudah digunakan di rumah untuk memberikan gambaran yang lebih holistik kepada dokter tentang proses penyembuhan.

Ditulis oleh Rachel Gordon

Sumber: Institut Teknologi Massachusetts




Pos terkait

Tinggalkan Balasan

Alamat email Anda tidak akan dipublikasikan. Ruas yang wajib ditandai *

Situs ini menggunakan Akismet untuk mengurangi spam. Pelajari bagaimana data komentar Anda diproses.