Teknologi "GPS" di Dalam Tubuh

ReMix dapat menunjukkan lokasi implan yang dapat diserap di dalam tubuh menggunakan sinyal nirkabel daya rendah.

Sebuah sistem nirkabel di bidang medis tengah dikembangkan ilmuwan di Amerika Serikat. Nantinya, para dokter dapat menanamkan sensor untuk melacak tumor atau bahkan mengirimkan obat. Sistem yang dikembangkan ini dapat menentukan lokasi implan yang dapat diserap di dalam tubuh menggunakan sinyal nirkabel daya rendah.

Di pimpin oleh profesor Dina Katabi, para peneliti dari MIT's Computer Science and Artificial Intelligence Laboratory (CSAIL) di Amerika Serikat, saat ini tengah mengerjakan sistem yang disebut sebagai ReMix, yakni sistem yang mereka gambarkan sebagai "GPS di dalam tubuh". Secara umum GPS adalah Global Positioning System, yakni merupakan sistem navigasi untuk melacak sebuah lokasi,

ReMix dapat menunjukkan lokasi implan yang dapat diserap di dalam tubuh menggunakan sinyal nirkabel daya rendah. Dalam tes hewan, tim ini berhasil menunjukkan bahwa mereka dapat melacak implan dengan akurasi tingkat sentimeter. Para ilmuwan ini juga mengatakan bahwa satu hari nanti implan serupa dapat digunakan untuk mengirim obat ke daerah tertentu di tubuh.

Untuk menguji ReMix, kelompok Katabi pertama-tama menanamkan penanda kecil di jaringan hewan. Untuk melacak pergerakannya, mereka menggunakan perangkat nirkabel yang memantulkan sinyal radio pada pasien, dan algoritme khusus untuk menentukan lokasi penanda yang tepat.

Tim Katabi ini menggunakan teknologi nirkabel yang sebelumnya telah mereka demonstrasikan untuk mendeteksi denyut jantung, pernapasan, dan gerakan.Menariknya, penanda di dalam tubuh ini tidak perlu mengirimkan sinyal nirkabel apa pun. Ini hanya memantulkan sinyal yang ditransmisikan oleh perangkat di luar tubuh, tanpa memerlukan baterai atau sumber energi eksternal lainnya.

Tantangan utama dalam penggunaan sinyal nirkabel dengan cara ini adalah banyaknya refleksi yang saling bersaing yang memantul dari tubuh seseorang. Bahkan, sinyal yang memantulkan kulit seseorang sebenarnya 100 juta kali lebih kuat daripada sinyal penanda logam itu sendiri.

Untuk mengatasi hal ini, tim merancang sebuah pendekatan dimana pada dasarnya pendekatan ini mampu memisahkan sinyal-sinyal kulit yang mengganggu dari sinyal-sinyal yang coba mereka ukur.

Mereka melakukan ini menggunakan perangkat semikonduktor kecil yang disebut "diode" yang dapat mencampur sinyal bersama sehingga tim kemudian dapat menyaring sinyal yang berhubungan dengan kulit. Misalnya, jika kulit merefleksikan pada frekuensi F1 dan F2, dioda menciptakan kombinasi baru dari frekuensi tersebut seperti F1-F2 dan F1 + F2.

Ketika semua sinyal memantulkan kembali ke sistem, sistem hanya mengambil frekuensi gabungan, sehingga menyaring frekuensi asli yang berasal dari kulit pasien.

"Kemampuan untuk terus merasakan di dalam tubuh manusia telah menjadi impian yang jauh," kata Romit Roy Choudhury, seorang profesor teknik elektro dan ilmu komputer di University of Illinois, yang tidak terlibat dalam penelitian ini.

"Salah satu jalan penghadangnya adalah komunikasi nirkabel ke perangkat dan lokalisasi berkelanjutan. ReMix membuat lompatan ke arah ini dengan menunjukkan bahwa komponen nirkabel dari perangkat yang ditanamkan mungkin tidak lagi menjadi penghambat," kata Choudhury.

Salah satu aplikasi potensial untuk ReMix adalah terapi proton, yakni sejenis pengobatan kanker yang melibatkan pembombardiran tumor dengan berkas proton yang dikendalikan oleh magnet. Pendekatan ini memungkinkan dokter untuk meresepkan dosis radiasi yang lebih tinggi, tetapi membutuhkan tingkat presisi yang sangat tinggi.

Keberhasilannya bergantung pada sesuatu yang sebenarnya tidak dapat diandalkan, yakni tumor yang tetap berada di tempat selama proses radiasi. Jika tumor bergerak, maka area yang sehat bisa terkena radiasi.

Tetapi dengan spidol kecil seperti ReMix, dokter dapat menentukan lokasi tumor dengan lebih baik secara real-time, dan dapat menghentikan perawatan atau mengarahkan pancaran ke posisi yang tepat. Katabi mengatakan margin kesalahan akan diperkecil untuk implementasi yang sebenarnya.

Data Nirkabel

Masih banyak tantangan di depan untuk meningkatkan ReMix. Tim selanjutnya berharap untuk menggabungkan data nirkabel dengan informasi medis seperti MRI scan untuk lebih meningkatkan akurasi sistem. Selain itu, tim akan terus mengkaji ulang algoritma dan berbagai trade-off yang diperlukan untuk memperhitungkan kompleksitas tubuh orang yang berbeda.

"Kami ingin model yang secara teknis layak, sementara masih cukup rumit untuk secara akurat mewakili tubuh manusia," kata mahasiswa PhD, Deepak Vasisht, penulis utama. "Jika kita ingin menggunakan teknologi ini pada pasien kanker yang sebenarnya suatu hari nanti, itu harus berasal dari pemodelan struktur fisik seseorang yang lebih baik."

ReMix dikembangkan dengan kerjasama antara para peneliti dari Massachusetts General Hospital (MGH). Tim tersebut mengatakan bahwa sistem semacam itu dapat membantu mengaktifkan adopsi pusat terapi proton yang lebih luas. nik/berbagai sumber/E-6