Sebuah tim mahasiswa di Universitas Rice telah menggunakan hati cetak 3D untuk mengembangkan demonstrasi untuk alat pacu jantung generasi berikutnya. Mengikuti jejak dari banyak perangkat pacu jantung terbaru yang dapat beroperasi secara nirkabel, alat pacu jantung mereka menampilkan serangkaian chip sensor kecil yang menciptakan jaringan tertanam di dalam jantung, yang melepaskan energi saat masalah terdeteksi. Tim, yang dikenal sebagai “Love and Pace” dan terdiri dari senior teknik elektro dan komputer, dianugerahi Excellence in Capstone Engineering Design Award dan hadiah $ 1.000 pada tahunan George R. Brown Engineering Design Showcase untuk upayanya.

3d-printed-heart-helps-rice-students-develop-cutting-edge-wireless-pacemaker-1

Alat pacu jantung tradisional ditenagai oleh generator denyut yang terletak di dada pasien, dan terhubung ke jantung melalui hingga tiga dorongan kabel dan sadapan penginderaan. Perangkat nirkabel baru-baru ini telah menggunakan pemanenan energi frekuensi radio sebagai gantinya, untuk memberikan sentakan yang diperlukan untuk menjaga jantung tetap berjalan dengan cara yang benar. Tahun lalu, seorang mantan anggota fakultas Rice, Aydin Babakhani, dan rekannya di Texas Medical Center, memperkenalkan konsep untuk versi yang lebih canggih dari alat pacu jantung nirkabel ini yang dapat ditanamkan di hati. Tim Love and Pace, yang terdiri dari Yoseph Maguire, Chris Chivetta, Yixin Chen, Cody Tapscott, Ricky Chen dan June Chen, mengembangkan ide ini lebih lanjut.

3d-printed-heart-helps-rice-students-develop-cutting-edge-wireless-pacemaker-2

Desain mereka untuk alat pacu jantung memiliki stasiun pangkalan yang terletak di bawah kulit, yang membebani frekuensi radio dan berkomunikasi dengan jaringan chip sangat kecil, masing-masing seukuran beras. Ketika stasiun pangkalan merasakan masalah dengan irama jantung, itu dapat secara otomatis memicu chip yang tertanam untuk melepaskan sentakan energi yang waktunya untuk menetapkan kembali ritme normal jantung.

“Ini jaringan master-budak,” kata Maguire. “Setelah Anda memiliki chip ini diposisikan di dalam hati dan ditutupi oleh jaringan parut, mereka akan berkomunikasi dengan agregator – papan yang lebih besar yang memiliki pembaca RFID, mengambil semua data, memprosesnya dan relay kembali ke chip.”

Pencetakan 3D digunakan untuk mengumpulkan demonstrasi awal untuk perangkat, dan kami telah melaporkan sebelumnya tentang cara bidang medis berubah dengan bantuan perangkat medis cetak 3D baru yang inovatif. Jantung cetakan 3D adalah bagian dari sistem mereka yang menggunakan jejak cahaya, dipicu oleh anomali terprogram, dan chip sensor-simulator yang mendeteksi anomali ini dan mengirim data ke stasiun pangkalan melalui frekuensi radio. Stasiun kemudian memerintahkan stimulator untuk melepaskan sentakan waktu untuk menyesuaikan irama hati. Ini menyimulasikan cara sistem yang sebenarnya bekerja, memberikan 25 nanojoule biaya ketika mendeteksi masalah, untuk merangsang otot jantung.

3d-printed-heart-helps-rice-students-develop-cutting-edge-wireless-pacemaker-3

Jaringan chip dan sensor dioperasikan menggunakan program pembelajaran mesin untuk memproses data real-time yang sedang dikumpulkan. Behnaam Aazhang, seorang profesor teknik elektro dan komputer, dan Yingyan Lin, seorang Texas Instruments yang mengunjungi asisten profesor teknik elektro dan komputer, berkontribusi pada bagian proyek ini. Tim Love and Pace juga meminta bantuan penasihat fakultas Joseph Cavallaro, seorang profesor teknik elektro dan komputer, dan Gary Woods, seorang profesor dalam praktik teknologi komputer dan teknik listrik dan komputer, bersama dengan ahli jantung Texas Heart Institute, Dr. Mehdi. Razavi dan Dr. Brian Greet.

 

Bukti-konsep ini hanyalah tahap pertama dalam perjalanan panjang untuk akhirnya mengembangkan prototipe kerja alat pacu jantung generasi mendatang ini. Proyek ini akan menjadi bagian dari program Proyek Terpadu Vertikal Padi, dan para calon siswa akan melanjutkan pekerjaan yang telah dimulai oleh tim Cinta dan Pace.

Facebook Comments

Leave a Reply