Perpustakaan Digital ITB

Sistem pompa simulasi aliran darah bertekanan dengan berbagai bentuk pulsasi dirancang dan diimplementasikan untuk mengatasi keterbatasan metode pelatihan medis konvensional seperti penggunaan hewan uji atau kadaver, yang memiliki kendala biaya, isu etis, dan akurasi rendah dalam mensimulasikan dinamika aliran darah manusia. Tujuan utama proyek ini adalah menyediakan alat pelatihan medis yang realistis untuk meningkatkan kemampuan dokter dan tenaga medis di bidang bedah vaskular, serta mendukung eksperimen medis. Produk ini dibatasi sebagai alat pelatihan dan eksperimen medis, dengan mempertimbangkan beberapa batasan dan konstrain. Dalam arsitektur sistem produk ini, tiga subsistem utama dikembangkan oleh penulis: subsistem penyimpanan, subsistem sirkulasi fluida, dan desain 3D hardware. Subsistem penyimpanan berfungsi untuk mengelola dan menyimpan data konfigurasi mode pulsasi yang dimasukkan pengguna. Implementasinya melibatkan Micro SD Card dan modul Micro SD Card Reader yang terhubung dengan mikrokontroler ESP32 melalui antarmuka SPI. Mikrokontroler ESP32 dipilih karena kecepatan pemrosesannya hingga 240 MHz dan dukungan SPI hingga 80 MHz, yang memastikan transfer data konfigurasi yang cepat dan andal. Modul Micro SD Card Reader memungkinkan penyimpanan data mode pulsasi dalam format file teks (.txt) pada kartu Micro SD dengan kapasitas hingga 32 GB, menggunakan format FAT16 atau FAT32. Perangkat lunak subsistem penyimpanan diimplementasikan menggunakan Arduino IDE dengan bahasa pemrograman C++. Terdapat lima mode pengelolaan data: ADD (menambah mode pulsasi baru), SAVE (mengubah data parameter pulsasi), DELETE (menghapus mode pulsasi), LOAD (membaca data parameter pulsasi), dan LOAD AVAILABLE MODE (membaca dan mengurutkan mode pulsasi yang tersimpan). Implementasi perangkat keras menunjukkan modul Micro SD Card Reader yang terpasang kartu Micro SD terhubung dengan mikrokontroler ESP32 sesuai desain. Hasil implementasi perangkat lunak menunjukkan keberhasilan fungsi-fungsi pengelolaan data. Subsistem sirkulasi fluida berfungsi sebagai media sirkulasi cairan tiruan darah untuk dialirkan ke model pengguna secara sirkuler. Subsistem ini terdiri dari tangki cairan, selang silikon sebagai pembuluh, dan cairan darah tiruan. Cairan tiruan darah diracik menggunakan campuran gliserin dan akuades. Spesifikasi viskositas cairan tiruan darah adalah 2-6 cP. Tiga konsentrasi larutan gliserin (50%, 60%, dan 70%) dirancang dan diukur viskositasnya menggunakan viskometer Ostwald. Hasil pengukuran menunjukkan viskositas 2,19 cP untuk 50% gliserin, 3,24 cP untuk 60% gliserin, dan 5,78 cP untuk 70% gliserin. Larutan gliserin konsentrasi 60% dengan viskositas 3,24 cP dipilih sebagai cairan tiruan darah karena memenuhi rentang spesifikasi. Konektor antar pembuluh dan pembuluh-komponen dirancang menggunakan AutoDesk Fusion 360 dan dicetak dengan printer 3D Formlabs menggunakan Resin Clear yang kedap air dan transparan. Hasil implementasi menunjukkan selang silikon terhubung dengan komponen pompa, sensor tekanan, dan sensor aliran, serta kompatibel dengan model medis pengguna di rentang pembuluh 1-4 mm dengan memanfaatkan konektor antar pembuluh. Desain 3D hardware untuk casing produk dirancang untuk mengintegrasikan seluruh komponen sistem, memastikan produk kompak dan ringan. Desain dibuat menggunakan software Fusion 360 dan dicetak dengan printer 3D Creality menggunakan filamen PLA+. Pengukuran dimensi produk menunjukkan panjang 19,9 mm, lebar 19,9 mm, dan tinggi 14,9 mm, serta berat 0,936 kg tanpa tangki cairan dan 0,983 kg dengan tangki cairan. Hasil ini memenuhi spesifikasi teknis maksimum 30×20×15 cm dan 3 kg. Secara keseluruhan, ketiga subsistem yang dikerjakan penulis berhasil diimplementasikan dengan baik, dan memenuhi spesifikasi teknis yang telah ditentukan yaitu: Viskometer Darah Tiruan, Diameter Dalam Selang, serta Dimensi dan Berat Produk.