Penerapan Bluetooth dalam Jantung Buatan: Kebebasan Pasien dan Stabilitas Komunikasi

Penerapan Bluetooth dalam Jantung Buatan: Kebebasan Pasien dan Stabilitas Komunikasi

Inovasi dalam teknologi medis telah menjadi salah satu pendorong utama dalam upaya meningkatkan kualitas hidup pasien dengan penyakit kronis, seperti gagal jantung. Pengembangan jantung buatan merupakan salah satu pencapaian terbesar, namun untuk memastikan keberhasilan penggunaan jangka panjang, diperlukan sistem pemantauan data yang efisien dan aman. Artikel yang ditulis oleh Tsujimura et al. (2009) berjudul "Development of Data Communication System with Ultra High Frequency Radio Wave for Implantable Artificial Hearts" menyajikan sebuah terobosan dalam hal sistem komunikasi data nirkabel untuk jantung buatan. Penelitian ini berfokus pada penggunaan teknologi Bluetooth sebagai solusi komunikasi data dari dalam tubuh pasien ke perangkat eksternal tanpa risiko infeksi. Hal ini penting, mengingat teknologi sebelumnya yang menggunakan induksi elektromagnetik sering kali menghadapi masalah stabilitas ketika unit eksternal bergerak dari posisinya.

Penggunaan Bluetooth pada frekuensi 2.4 GHz, dengan kemampuan untuk mentransmisikan data hingga jarak 10 meter dan kecepatan 20 kbps, menunjukkan potensi besar dalam mentransfer data fisiologis secara real-time. Dibandingkan dengan metode sebelumnya yang sering kali bergantung pada jarak dekat antara unit internal dan eksternal, pendekatan baru ini memungkinkan pasien lebih banyak kebebasan dalam bergerak, tanpa terganggu oleh keharusan menjaga posisi unit eksternal. Berdasarkan hasil uji coba pada daging babi, sistem ini tetap stabil bahkan ketika terdapat lapisan jaringan hingga ketebalan 3 mm. Data tersebut menjadi dasar yang meyakinkan bahwa teknologi ini dapat diterapkan secara efektif pada tubuh manusia.

****

Sistem komunikasi data nirkabel yang dikembangkan oleh Tsujimura et al. (2009) ini menggunakan teknologi Bluetooth dengan spesifikasi kelas 2, yang beroperasi pada frekuensi 2.4 GHz. Bluetooth dipilih karena memiliki kemampuan untuk menembus objek padat seperti jaringan biologis, serta konsumsi daya yang rendah. Dalam konteks jantung buatan, konsumsi daya adalah faktor kritis karena perangkat implan bergantung pada sumber daya internal, seperti baterai atau sistem transfer energi transkutan (TET). Dengan konsumsi daya internal sebesar 220 mW, di mana hanya 120 mW digunakan oleh modul Bluetooth, sistem ini terbukti efisien dalam penggunaan daya, yang sangat penting untuk memastikan operasional jangka panjang tanpa seringnya pengisian ulang.

Uji kinerja sistem ini dilakukan dengan menggunakan jaringan biologis (daging babi) untuk mensimulasikan kondisi tubuh manusia. Pada ketebalan jaringan 0 mm, 1.5 mm, dan 3 mm, kecepatan transmisi yang dihasilkan berada pada kisaran lebih dari 55 kbps hingga jarak 10 meter, ketika jalur komunikasi tidak terhalang secara langsung. Namun, pada skenario di mana jalur transmisi terganggu oleh tubuh manusia, kecepatan turun hingga sekitar 20 kbps. Walaupun terjadi penurunan kecepatan pada skenario yang lebih menantang ini, angka tersebut masih jauh di atas spesifikasi minimum yang diperlukan untuk mentransmisikan data sensor yang berjumlah enam, seperti sensor aliran, suhu, tekanan, arus, dan kecepatan pompa. Dengan kecepatan minimal yang dibutuhkan sebesar 9.6 kbps, Bluetooth tidak hanya memenuhi syarat, tetapi juga memiliki cadangan kecepatan yang cukup signifikan untuk memastikan stabilitas.

Dalam hal keamanan data, Bluetooth menawarkan enkripsi data dan otentikasi perangkat, sehingga transmisi data medis tetap terjaga. Ini sangat penting dalam konteks perangkat medis, di mana integritas dan privasi data pasien adalah prioritas utama. Selain itu, biaya produksi Bluetooth yang rendah, yakni di bawah $3 per chip, membuat sistem ini layak secara ekonomi untuk dikembangkan lebih lanjut dan diterapkan dalam skala luas pada sistem jantung buatan di masa mendatang.

Jika kita membandingkan teknologi ini dengan metode komunikasi berbasis induksi elektromagnetik atau cahaya, inovasi ini jelas lebih superior dalam hal jarak, stabilitas, dan fleksibilitas. Induksi elektromagnetik, misalnya, meskipun mampu mentransmisikan energi dalam jumlah besar, cenderung terganggu ketika unit eksternal tidak berada dalam posisi yang tepat. Sebaliknya, dengan Bluetooth, pergerakan pasien tidak akan mengganggu transmisi data secara signifikan, memberikan pasien lebih banyak kebebasan dalam aktivitas sehari-hari, seperti mandi atau bergerak tanpa batasan fisik yang ketat.

****

Penelitian yang dilakukan oleh Tsujimura et al. (2009) telah memberikan kontribusi besar dalam dunia teknologi medis, khususnya dalam pengembangan sistem komunikasi data nirkabel untuk jantung buatan. Dengan menggunakan teknologi Bluetooth, penelitian ini menunjukkan bahwa transmisi data yang stabil dan aman dapat dilakukan meskipun ada perubahan posisi dari unit eksternal. Selain itu, teknologi ini memungkinkan pasien memiliki kebebasan bergerak tanpa mengurangi keandalan transmisi data yang penting untuk pemantauan kesehatan mereka. Sistem ini juga hemat daya dan ekonomis, menjadikannya solusi yang layak untuk diimplementasikan secara luas di masa depan.

Implikasi dari penelitian ini sangat signifikan. Dengan kemampuannya untuk mentransmisikan data secara konsisten, teknologi ini dapat diterapkan pada berbagai perangkat medis lainnya, bukan hanya pada jantung buatan. Hal ini dapat membuka jalan bagi pemantauan kesehatan yang lebih real-time, non-invasif, dan aman bagi pasien dengan berbagai kondisi medis. Selain itu, dari sudut pandang praktis dan ekonomi, penggunaan teknologi yang efisien dan murah seperti Bluetooth dapat menurunkan biaya produksi dan meningkatkan aksesibilitas bagi lebih banyak pasien di seluruh dunia. Penelitian ini tidak hanya relevan bagi masa kini, tetapi juga memiliki potensi untuk mengubah wajah teknologi medis di masa depan.

Referensi

sujimura, S., Yamagishi, H., & Sankai, Y. (2009). Development of data communication system with ultra high frequency radio wave for implantable artificial hearts. 31st Annual International Conference of the IEEE Engineering in Medicine and Biology Society, 31, 4110-4115. https://doi.org/10.1109/IEMBS.2009.5333918