Perpustakaan Digital ITB

Tubuh manusia sebagian besar tersusun atas air, dengan kandungan sekitar 70% dari total massa tubuh, yang mengalir melalui aliran darah dalam sistem kardiovaskular. Parameter kondisi aliran, seperti kecepatan aliran dan tekanan merupakan representasi dari kondisi fisiologis seseorang. Kemampuan untuk melakukan pengukuran kondisi aliran dalam pembuluh menjadi kebutuhan dalam pendekatan klinis, baik untuk evaluasi diagnostik ataupun mendukung proses pengambilan keputusan klinis. Pengukuran kondisi aliran lokal secara in situ diperlukan karena kompleksitas dinamika fluida dalam pembuluh perlu untuk dievaluasi secara langsung untuk mendapatkan informasi detail terkait hemodinamika aliran yang sebenarnya. Perangkat pengukuran aliran secara in situ yang tersedia saat ini masih memiliki berbagai keterbatasan, seperti penggunaan komponen elektronik yang diletakkan pada saluran pengukuran yang secara langsung meningkatkan resiko dan tantangan terkait biokompatibilitas. Selain itu, pengukuran dengan perangkat seperti kateter masih terbatas pada pengukuran tekanan statis, dan tidak dapat memberikan informasi profil kecepatan aliran. Pengembangan sistem dengan probe kateter berbasis mekanisme tabung Pitot, memungkinkan pengukuran kondisi aliran secara lokal tanpa menempatkan komponen elektronik di dalam saluran pengukuran. Pada penelitian ini, dilakukan pengembangan sistem pengukuran dengan probe kateter berbasis tabung Pitot untuk mengukur laju aliran lokal dan tekanan statis dalam model pembuluh sebagai saluran tertutup dengan variasi diameter sebesar 6, 7 dan 10 mm yang merepresentasi pembuluh darah arteri berukuran sedang. Sistem pengukuran menggunakan mekanisme tabung Pitot dengan sensor tekanan yang ditempatkan di luar jalur fluida, sehingga tidak memerlukan komponen elektronik di dalam jalur fluida dan kompatibel untuk aplikasi biomedis. Validasi pola aliran dan distribusi tekanan pada sekitar probe, evaluasi pengaruh diameter probe dan diameter model, serta penentuan posisi pengukuran efektif dilakukan dengan simulasi dinamika fluida komputasional. Pengukuran proof-of-concept dilakukan untuk verifikasi mekanisme dan akurasi pengukuran dari sistem yang dikembangkan. Hasil menunjukkan bahwa tekanan dinamik dan kecepatan aliran rata-rata yang terukur menggunakan sistem pengukuran sesuai dengan model teoretis tabung Pitot, dengan koefisien determinasi sebesar 87.36% pada persamaan kalibrasi untuk seluruh diameter model pembuluh. Validasi sistem pengukuran dilakukan dengan membandingkan hasil eksperimen dan simulasi untuk mengevaluasi distribusi kecepatan dan tekanan di sekitar probe tabung Pitot, dan hasil menunjukkan posisi pengukuran efektif pada jarak 1.5 mm di depan permukaan tabung Pitot dengan deviasi kurang dari 10% antara data eksperimen dan simulasi untuk seluruh diameter model. Pengaruh perbedaan ukuran diameter probe dan diameter model terhadap distribusi tekanan dan kecepatan tidak signifikan, sehingga dapat diabaikan terhadap akurasi keseluruhan pengukuran. Melalui pengukuran proof-of- concept sistem pengukuran memberikan akurasi yang baik dalam mengukur volume aliran dengan deviasi kurang dari 20% dibandingkan data referensi. Hal ini menunjukkan bahwa sistem pengukuran yang dikembangkan dalam penelitian ini mampu mengukur kondisi aliran intravaskular secara minimal invasif dengan baik serta memiliki potensi untuk diterapkan dalam aplikasi biomedik.