• +6221 4288 5430
  • +62 8118 242 558 (BIC-JKT)
  • +62 8118 242 462 (BIC-INA)
  • info@bic.web.id

Napas Lega Kantong Terjaga

Respirometer Berbasis Sensor Serat Optik

Deskripsi Singkat


Kami telah melakukan pengembangan respirometer ini melalui tahapan sebagai berikut:
1. Respirometer berbasis sensor serat optik plastik 
Sistem ini berhasil mendeteksi ragam pernafasan menggunakan sensor serat optik plastik. Sensor serat optik plastik dikupas bagian claddingnya sehingga sensitif terhadap perubahan pola pernafasan. Kelemahannya adalah sensor serat optik plastik memiliki geometri yang cukup besar (2,2 mm), rugi daya yang tinggi sehingga tidak dapat digunakan pada jarak yang jauh.
2. Respirometer menggunakan sensor serat optik singlemode-multimodesinglemode (SMS)
Baru-baru ini, kami berhasil mengembangan sistem monitoring pernafasan menggunakan sensor serat optik SMS. Konfirguasi sensor ini telah dapat memonitor ragam pernafasan. Sensor ini memiliki kelebihan yaitu berukuran kecil (lebih kecil dari serat optik polimer) sehingga sangat portable, dan memiliki rugi daya yang sangat rendah sehingga dapat beroperasi pada jarak yang jauh. 

Sasaran dari kegiatan ini adalah respirometer berbasis sensor serat optik dengan keterbaharuan dan inovasi yang unik. Respirometer ini dapat digunakan untuk memonitor ragam pernapasan. Kelebihan sensor serat optik adalah kebal terhadap interferensi medan elektromagnetik, sehingga respirometer ini dapat digunakan dalam ruang MRI (magnetic resonance imaging), dimana pada ruang ini tidak diperkenankan sensor konvensional logam/kabel tembaga.

Pada saat ini, produk komersial respirometer adalah produk import dan sangat mahal. Dengan adanya produk ini maka substitusi produk import dapat dilakukan.

Terdapat tiga luaran yang merupakan bagian dari alat respirometer ini, yaitu:

  1. Sensor pernapasan berbasis serat optik struktur SMS. Serat optik berstruktur singlemode-multimode-singlemode (SMS) telah dirancang dan dibuat untuk dapat berfungsi sebagai sensor pernapasan. Serat optik ini dibuat dengan menyambungkan bagian serat optik multimode jenis coreless dengan panjang 22 mm dengan dua buah serat optik singlemode pada kedua ujungnya.
  2. Probe sensor terintegrasi dalam masker oksigen. Sensor pernapasan berbasis serat optik struktur SMS diletakkan pada masker oksigen untuk dapat mendeteksi pernapasan melalui proses respirasi manusia. Serat optik SMS diletakkan pada probe yang telah dirancang dan dibuat sehingga mempunyai kekuatan penyangga dan nyaman bagi pengguna.
  3. Sistem monitoring pernapasan. Sistem monitoring pernapasan terdiri dari sumber cahaya laser, fotodetektor, driver, amplifier, pemroses sinyal dan layar. Sistem monitoring telah dirancang dan dibuat untuk dapat memonitor perubahan pola pernapasan yang dideteksi oleh probe sensor.

Breathe Sigh of Relieve

 

Short Description


-


Perspektif

-


Keunggulan Inovasi:

Dalam bidang medis telah banyak dilakukan monitoring tingkat pernapasan pada manusia, seperti menggunakan alat repiR8, belt dan kapnograph yang dapat memberikan informasi tingkat pernapasan yang cukup baik. Namun pada aplikasi tertentu seperti pemantauan kondisi pasien pada MRI ( Magnetic Resonance Imaging) alat yang menggunakan sensor berjenis perangkat elektronik/logam tidak diperkenankan, karena akan merusak proses pencitraan yang dilakukan. Ada juga metoda konvensional yang menggunakan perhitungan manual menggunakan jam tangan untuk mengukur tingkat pernapasan, sehingga bisa disimpulkan metode ini kurang praktis dan rentan akan kesalahan perhitungan.

Serat optik telah banyak dikembangkan sebagai sensor dalam berbagai bidang, dalam bidang industri serat optik telah dikembangkan untuk menggantikan sensor tradisional seperti sensor pengukuran rotasi, percepatan, elektrik dan medan magnet, suhu, tekanan, akustik, vibrasi, dan lainnya. Tentunya penggunaan sensor serat optik ini memiliki kelebihan dari pada sensor tradisional, yaitu sensor serat optik berukuran kecil, sensivitas tinggi dan tahan terhadap interferensi medan listrik dan medan magnet, dan konsumsi daya yang rendah.

Penelusuran terhadap paten-paten internasional menunjukkan beberapa metoda terkait monitoring pernapsan, seperti pada paten Amerika nomor US8506480B2 "Device for determining respiratory rate and other vital signs". Pada paten tersebut dijelaskan penggunaan sensor akustik yang dikombinasikan dengan ECG untuk memantau pernapasan ekspirasi dan inspirasi yang ditempatkan pada dada. ECG merupakan komponen yang berbahan dasar logam akan menimbulkan distorsi pencitraan pada proses MRI, adapun penempatan sensor-sensor pada metode tersebut kurang praktis.

Invensi ini menawarkan metoda monitoring pernapasan menggunakan serat optik berstruktur SMS. Serat optik memiliki kelebihan antara lain kebal terhadap interferensi medan eletromagnetik, ringan dan berukuran kecil. Penggunaan invensi ini dapat membuat proses monitoring pernapasan lebih sederhana karena hanya menggunakan masker yang telah dipasang sensor SMS, serta cepat, akurat, dan aman.

Fitur keunggulan produk :
• Probe sensor berbasis serat optik, sehingga memiliki keunggulan ukuran sensor kecil ringan, bebas interferensi gelombang elektromagnetik, dapat dilakukan remote monitoring
• Probe sensor dapat dibuat dengan mudah, membutuhkan 2 buah jenis serat optik (singlemode dan multimode) dan dapat dibuat dengan cara penyambungan standar serat optik.
• Sensor ini sangat murah, sehingga bisa digunakan sebagai disposable sensor atau sensor sekali pakai. Mengingat, proses pernafasan dapat menularkan penyakit.
• Sistem monitoring dibuat portable berbasis mikroprosesor.


Potensi Aplikasi:

Kebutuhan alat respirometer ini sangatlah tinggi mengingat jumlah rumah sakit dan klinik kesehatan di Indonesia yang sangat banyak. Selain itu, dengan adanya usulan ini dapat didirikannya perusahaan di bidang teknologi medis yang dapat digunakan oleh mahasiswa dan dosen untuk menerapkan ilmu dan teknologi. Tidak hanya itu, produk ini dapat meningkatkan daya saing terhadap kualitas pelayanan di rumah sakit. Sehingga, kualitas kesehatan masyarakat dapat terjamin.

Uraian dampak yang dihasilkan dari pengembangan inovasi teknologi dari aspek sosial, ekonomi, sebagai contoh: jumlah tenaga kerja yang dipekerjakan dari lingkungan sekitar, membantu kaum difabel, mengurangi limbah lingkungan atau dampak positif lainnya.

  1. Kegiatan ini melibatkan dosen dan mahasiswa dalam pengembangan produk inovasi respirometer. Peneliti dosen dan mahasiswa merancang dan membuat tiga luaran produk yang berupa: sensor pernapasan, probe sensor terintegrasi dengan masker oksigen, dan sistem monitoring. Dalam pembuatan probe sensor, tim melibatkan pihak eksternal untuk mendesain dan memfabrikasi probe dengan berbagai konfigurasi. Fabrikasi probe menggunakan fasilitas 3D printer yang didukung oleh penyedia di daerah Surabaya. Pengadaan komponen dan bahan habis disediakan oleh penyedia di daerah Surabaya.
  2. Produk respirometer ini telah dipresentasikan dalam beberapa kegiatan pameran. Selama kegiatan pameran ini, produk telah dipresentasikan dan diuji cobakan kepada para pengunjung. Produk ini menawarkan inovasi teknologi terbaru, yaitu menggunakan teknologi serat optik terkini. Pengunjung dan masyarakat mengetahui bahwa respirometer dengan teknologi terkini ini telah berhasil dikembangkan dan dikuasai.

Innovator:

Tim Inovasi

Agus Muhamad Hatta, Prof. Dr. Ir. Sekartedjo, Ir. Apriani Kusumawardhani, M.Sc, Achmadi

Institusi

Institut Teknologi Sepuluh Nopember

Alamat

Kampus ITS, Sukolilo, Kota SBY, Jawa Timur 60111

Status Paten

Belum Didaftarkan

Kesiapan Inovasi

* Prototype

Kerjasama bisnis

* Terbatas

Peringkat Inovasi

* Prospektif


File

Tidak ada


Video

Tidak ada


Perkembangan Inovasi