Pengembangan Teknologi Pendukung Rehabilitasi Medik
Teknologi Rehabilitasi Medik merupakan faktor penting dalam proses pemulihan pasien pasca-serangan penyakit tertentu seperti stroke dan kecelakaan. Dalam usaha pengembangan teknologi ini, Lab Instrumentasi Medik telah memulai kegiatan penelitian terkait rehabilitasi medik dengan tema awal terkait brain computer interface (BCI) dengan tujuan untuk membantu pasien berkebutuhan khusus. Bersamaan dengan pengembangan BCI yang juga berlangsung pesat seiring dengan penguasaan bidang pengukuran umpan balik sistem tubuh atau biofeedback yang juga dilakukan oleh lab kami. Saat ini, Lab Instrumentasi Medik juga mengembangkan beberapa teknologi rehab medis berupa teknologi robotik lunak atau soft robotic dan pemanfaatkan sistem biofeedback sebagai umpan balik perawatan untuk membantu rehabilitasi motorik pasien pasca-stroke.
Beberapa hasil penelitian yang telah dilakukan oleh Lab Instrumentasi Medik terkait bidang rehabilitasi medik diantara lain adalah:
- Pengembangan robotic wheelchair
- Pengembangan purwarupa sarung tangan robotik lunak berbasis pneumatik
Pengukuran Umpan Balik Sinyal Tubuh dengan EEG dan EMG
Penelitian terkait pengukuran, pengolahan dan analisis sinyal tubuh telah dilakukan sejak awal masa Lab Instrumentasi Medik TF ITB berdiri. Sejak tahun 2008, Lab Instrumentasi Medik telah melakukan banyak pengembangan dan penguasaan teknologi dalam pengukuran, pengolahan dan analisis sinyal tubuh dengan electroencephalogram (EEG), electrocardiogram (ECG/EKG) dan electromyogram (EMG).
Setelah lebih dari 12 tahun berkiprah dalam dunia sinyal tubuh manusia, lab instrumentasi medik telah menjalin berbagai kerjasama dengan banyak kalangan akademisi, peneliti dan praktisi dalam bidang ini. Dengan dasar bidang teknologi pengukuran, lab kami mengedepankan akurasi serta metode pengukuran, pengolahan dan analisis sinyal tubuh yang baku untuk menjamin akurasi serta ketepatan diagnosa. Rekam jejak penelitian di lab kami melingkupi berbagai sub-bidang seperti:
- Pengembangan low cost EEG dan desain elektroda
- Pengukuran respon gelombang otak manusia terhadap stimulus tertentu
- Pengkuran sinyal tubuh terkait perilaku hewan yang diberikan perlakuan tertentu
- Pengolahan dan analisis sinyal EEG, ECG, dan EMG untuk aplikasi pengukuran kondisi tubuh dalam bidang neuroscience, neuromarketing, kontrol umpan balik, psikologi, rehabilitasi medik, dan olahraga
Hingga saat ini, kami menjalin kerjasama dengan berbagai institusi seperti KK Fisiologi, Perkembangan Hewan dan Sains Biomedika SITH ITB, KK Teknik Biomedis STEI ITB, KK Manusia dan Desain Produk Industri FSRD ITB, Fakultas Psikologi UIN SGD Bandung, Teknik Elektro UNJANI.
Pencitraan Biomedika bebasis Ultrasonik dan Fotonik
Bidang pengolahan citra khususnya citra medis berbasis Xray dan cahaya tampak (kamera) dikembangkan di Lab Instrumentasi Medik dengan fokus pada peningkatan kualitas citra serta metode pengukuran berbasis citra serta pengukuran gerakan manusia. Sejak tahun 2015, Lab Instrumentasi Medik mulai mengembangkan sayap dalam perkembangan teknologi pencitraan medis berbasis ultrasonografi atau biasa dikenal sebagai USG. Dalam pengembangannya, Lab kami telah berhasil melakukan berbagai penelitian dengan berbagai pihak diantaranya:
- Pengolahan citra radiografi gigi dengan Fakultas Kedokteran Gigi, UNPAD.
- Pengolahan citra gerakan langkah manusia dalam pengembangan produk yang bekerjasama dengan Prodi Desain Produk ITB.
- Pengembangan metode peningkatan kualitas citra pada prosedur penusukan jarum yang dipandu oleh USG.
- Pengembangan model phantom dan simulasi komputasional pada alat RF ablasi untuk terapi kanker hati
- Simulasi komputasional biofluidik dalam kasus pelarutan obat, aliran darah, desain alat terapi intravaskular, serta studi biomekanika sel.
- Perancangan pencahayaan dinamis sesuai dengan siklus sirkadian tubuh
- Perancangan sistem dan purwarupa kursi roda robotik dengan mekanisme brain computer interface
- Pengembangan purwarupa ransel bersuspensi untuk mengurangi gaya beban pada punggung manusia.
Bidang pencitraan biomedika merupakan salah satu modalitas utama dalam diagnosa medis yang dapat dikembangkan dalam berbagai aplikasi teknologi lainnya seperti pengembangan simulasi hingga kecerdasan buatan. Oleh karena itu, berbagai penelitian dalam sub-bidang lainnya yang dilakukan pada lab kami juga sangat bergantung pada perkembangan dan penguasaan metode pemrosesan citra ini.
Modeling dan Simulasi Sistem Biomedis
Model dan simulasi merupakan metode rekayasa pengukuran masa kini yang dapat meningkatkan jangkauan usaha dalam berbagai pengamatan yang sulit dilakukan secara eksperimen. Pengembangan bidang ini dilakukan secara perlahan dimulai dengan pembuatan simulasi sederhana dari proses pelarutan obat serta simulasi ablasi jaringan hati sapi dalam pengembangan alat RF ablasi pada tahun 2015. Hingga saat ini, bidang modeling dan simulasi telah dilakukan lebih sering dengan cakupan topik terkait pengembangan alat terapi serta usaha peningkatan pemahaman dalam berbagai fenomena biofluidik. Sejak tahun 2018, Lab Instrumentasi Medik semakin aktif dalam melakukan riset dalam bidang modeling dan simulasi yang tentunya dibarengi dengan pengembangan sistem pengukuran secara eksperimen sebagai evaluasi. Beberapa topik yang telah dan sedang dilakukan adalah sebagai berikut:
Pengembangan bidang ini bekerjasama dengan Institute of Fluid Science, Tohoku University,Jepang.
Analisis Performa pada Interaksi Manusa dan Alat
Faktor manusia merupakan kunci penting dalam pengembangan teknologi serta alat yang biasa digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Oleh karena itu, pengukuran kinematika serta performa tubuh manusia memegang peranan penting dalam pengembangan berbagai alat serta desain produk yang akan digunakan dalam kehidupan sehari-hari. Sejak tahun 2010, Lab Instrumentasi Medik telah banyak bekerjasama dengan Lab Ergonomik, Desain Produk FSRD ITB serta Lab Fisika Bangunan, TF ITB untuk mengembangkan berbagai produk diantara lain: