Perpustakaan Digital ITB

Ultrasonografi (USG) merupakan salah satu metode diagnosa medis yang memanfaatkan gelombang akustik dengan frekuensi tinggi. USG dapat dimanfaatkan sebagai alternatif metode pemeriksaan kondisi paru-paru, meski memiliki beberapa tantangan seperti jaringan paru-paru yang berisi dengan udara, perbedaan impedansi yang signifikan antara jaringan otot toraks dengan jaringan paru, serta tulang rusuk yang dapat mengabsorpsi hampir keseluruhan gelombang ultrasonik yang dihantarkan oleh probe USG. Untuk menghasilkan diagnosa yang akurat dalam USG paru, ketepatan analisa operator diperlukan dalam pengujian. Sebelum pengujian, operator diharuskan memahami pengetahuan dasar tentang ultrasonik, memiliki kemampuan teknis pengoperasian perangkat USG yang mumpuni, dan mengetahui fitur-fitur citra USG yang dihasilkan dalam kondisi paru-paru tertentu. Operator juga perlu mengamati beberapa kondisi tidak normal paru-paru agar memiliki kejelian pengamatan USG paru. Dalam proses pembelajaran tenaga medis, kebutuhan fantom paru untuk USG menjadi cukup signifikan. Penelitian ini dimaksudkan untuk mengembangkan sebuah fantom paru yang dapat dibuat dalam skala laboratorium dengan material yang terjangkau dan dapat disimpan dalam waktu yang lama. Fantom dirancang dengan tiga struktur modul fantom yang terhubung dengan pompa penggerak dengan referensi struktur irisan penampang toraks untuk menyimulasikan gerak respirasi paru-paru. Struktur dibuat dari material PLA+ yang dicetak dengan 3D printing yang dimaksudkan sebagai cetakan dan kerangka material peniru jaringan atau tissue mimmicking material (TMM). Material TMM untuk simulator jaringan paru-paru menggunakan material gelatin yang diproses sedemikian rupa agar material gelatin tersebut dapat mengikuti prinsip reverberasi akustik dan teknik acoustic trap sehingga dapat menghasilkan fitur-fitur USG paru dalam kondisi normal dan sakit. Dalam penelitian ini, terdapat 1 modul otot dan 3 modul paru yang disusun untuk menyimulasikan kondisi paru normal, paru edema, paru konsolidasi non-translobar, lung sliding, dan lung pulse. Selain itu, digunakan penjepit F-Clamps yang berguna untuk mengunci susunan model otot dan model paru pada saat dilakukan pengujian. Pengujian dilakukan dalam dua kondisi, yaitu kondisi statis dan kondisi dinamis. Kondisi statis adalah kondisi pada saat pompa penggerak dimatikan sedangkan kondisi dinamis adalah kondisi pompa penggerak dinyalakan. Pengujian kondisi statis dilakukan dengan menggunakan variasi parameter frekuensi dan focus point untuk menentukan parameter optimal pengamatan fitur USG pada kondisi paru- paru yang sedang disimulasikan. Pengujian kondisi dinamis dilakukan dengan menggunakan variasi time delay dari pompa penggerak dan depth dari citra USG untuk menyesuaikan fokus area paru-paru tertentu. Validasi hasil pengujian fantom dilakukan dengan inspeksi visual serta analisa fitur citra digital dari citra hasil pengujian. Analisa fitur citra digital harus sesuai dengan ciri-ciri fitur USG paru. Analisa yang dilakukan dalam penelitian ini adalah analisa tekstur dengan grey level co-occurance matrix (GLCM), analisa piksel, dan analisa frekuensi spektra dari region of interest (ROI) dari area yang berbeda. Dengan menggunakan analisa tersebut, fantom yang dikembangkan dalam penelitian ini dapat menyimulasikan kondisi paru normal, paru edema, paru konsolidasi non- translobar, lung sliding, dan lung pulse. Hasil analisa tersebut menujukkan pola peakdari plot pixel value pada citra fantom paru normal yang menunjukkan interval yang sama dari pola echo pada fenomenan reverberasi akustik dari A-line. Sedangkan pada fenomena acoustic trap pada fantom paru edema menghasilkan pola comet tails yang memiliki echo yang lebih terang dari daerha sekitar sehingga memiliki frekuensi spektra yang lebih besar dibandingkan area dengan luas dan kedalaman yang sama. Inspeksi visual menujukkan perubahan shred sign pada saat paru melakukan inspirasi dan ekspirasi. Fantom memiliki keunggulan dapat disimpan dalam beberapa bulan di dalam pendingin dengan temperatur 4-5 °C. Meskipun dalam beberapa waktu setelah dikeluarkan dari pendingin tekstur fantom menjadi lebih lunak dan mempengaruhi hasil citra simulasi, tekstur tersebut akan kembali memadat jika didinginkan kembali dalam pendingin. Hal ini menujukkan stabilitas fantom terhadap suhu. Kata Kunci: Acoustic Trap, Fantom, Gelatin, Reverberasi Akustik, Simulasi Respirasi, Ultrasonografi Paru