Orasi ilmiah Guru Besar Institut Teknologi Bandung: Pendekatan Multi-fisis dalam Peningkatan Fungsionalitas Instrumentasi Pencitraan Medis

Penulis: Prof. Suprijanto
Reviewer: Prof. Dr. Ir. Deddy Kurniadi, M.Eng.
Penerbit: ITB Press
ISBN: 978-623-297-321-3

Sinopsis

Instrumentasi medis memainkan peran penting dalam bidang kedokteran dan perawatan kesehatan dengan lingkup yang sangat luas dan terus berkembang hingga saat ini. Secara umum peran dari instrumentasi medis adalah untuk mendiagnosis, monitoring dan mendukung terapi dalam proses penyembuhan pasien selama menjalani tindakan medis.

Instrumentasi medis yang digunakan pada rumah sakit dan klinik di Indonesia umumnya sangat beragam. Berbagai instrumentasi medis tersebut merupakan kumpulan dari berbagai hasil penemuan yang dimulai sejak abad-18, misalkan stetoskop dan tensimeter air raksa, hingga teknologi yang paling mutakhir seperti magnetic resonance imaging (MRI) dengan kekuatan medan magnet tiga Tesla hingga high speed computerized tomography(CT) scan.

Informasi yang diperolah dari pengukuran data fisiologis pada tubuh manusia, misalkan informasi dari sinyal jantung (elektrocardiogram-ECG), sinyal otak (electroencephalogram-EEG), dan sinyal perubahan konduktansi kulit, saat ini juga dimanfaatkan untuk aplikasi diluar medis. Sebagai contohnya adalah aplikasi pada brain computer interface, biofeedback untuk ergonomik kognitif dan neuromarketing.  Hal ini berperan sebagai pendorong percepatan inovasi bidang instrumentasi medis sejalan dengan kebutuhan khususnya untuk pengukuran dan kuantifikasi terkait aspek dinamika dari interaksi manusia dan sistem fisis untuk bidang medis serta non medis.  

Perkembangan penelitian pada bidang Instrumentasi medis sering kali memerlukan penelitian panjang guna meningkatkan fungsionalitas instrumentasi medis. Sebagai contoh, untuk mendukung keberhasilan prosedur intervensi medis  penusukan jarum spinal dengan dimensi panjang 9-17 cm, tenaga medis memerlukan umpan balik visual selama proses penusukan berlangsung. Salah satu pencitraan medis yang aman untuk digunakan keperluan pemandu penusukan jarum spinal adalah dari perangkat pencitraan ultrasonik yang dikenal dengan ultrasonografi (USG). Akan tetapi, konsistensi dari visibilitas jarum pada citra USG masih menjadi satu tantangan sampai dengan saat ini.

Dalam buku ini, diberikan contoh  kasus terkait penelitan untuk peningkatan fungsionalitas pencitraan ultrasonografi sebagai pemandu penusukan jarum spinal. Pendekatan multi-fisis melalui eksperimental, analitikal dan komputasional dibutuhkan untuk memberikan ruang solusi  yang komprehensif pada masalah visibilitas jarum spinal .  Pendekatan solusi untuk masalah tersebut dilakukan dengan  perbaikan protokol pencitraan jarum spinal dari perangkat USG, peningkatan kemampuan pengolahan citra untuk meningkatkan visibilitas sampai dengan pendekatan aspek sains pencitraan ultrasonik terkait mekanisme interaksi gelombang ultrasonik dengan jarum spinal. 

Hal lain yang disampaikan dalam buku ini adalah terkait pengembangan instrumentasi medis untuk mendukung pengembangan pada teknologi kognitif (cognitive technology), khususnya terkait dengan kebutuhan pencitraan otak (brain imaging). Sampai dengan 1990-an, analisa dari rekaman sinyal EEG hanyalah berdasarkan informasi yang terukur dipermukaan kepala sebagai dasar untuk menganalisa pola rekaman EEG. Dengan hadirnya digital EEG, berkembang bidang quantititive EEG (QEEG) yang mengalisa rekaman langsung sinyal EEG dengan pendekatan pengolahan sinyal digital dan statistik.  Perkembangan lanjut pada QEEG adalah usaha untuk mendapatkan visualisasi tiga dimensi (3D) terkait aktivitas otak pada area tertentu.  Computational imaging dikenalkan untuk mendapatkan estimasi pencitraan otak dalam 3D dari rekaman EEG. Untuk  geometri dari otak, dalam pencitraan otak berbasis EEG digunakan informasi citra 3D dari pemindai MRI.  Contoh kasus yang disampaikan pada buku ini adalah pendekatan multi-fisis pada peningkatan fungsionalitas pencitraan otak berbasis EEG untuk aktivitas motorik pada tangan. Dalam kasus ini terlihat contoh nyata rangkaian analisis dan proses rekayasa yang menunjukkan keindahan keilmuan fisika terkait fenomena elektromagnetika, pengolahan sinyal, boundary finite element (BEM), hingga masalah komputasi inverse problem dan eksperimen terkait neurofeedback. Dengan berbagai contoh kasus penelitian dan kasus nyata yang disajikan dalam naskah ini, penulis berharap harmonisasi berbagai metode pendekatan multi-fisis ini dapat mengajak mahasiswa dan rekan-rekan peneliti untuk ikut “bertamasya” dalam ruang pengembangan sains dan teknologi pencitraan medis serta pencitraan otak berbasis EEG, yang sedang berkembang di dunia pada saat ini.

UkuranB5
Halaman75
CoverDoff
Detail

Untuk pemesanan hubungi nomor:

  • (022) 2512532 (FGB ITB)
  • +62-877-8806-6848 (WhatsApp ITBPress)
Leave a Reply

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