Kasus fraktur atau retak tulang terus meningkat setiap tahun, baik akibat kecelakaan, aktivitas fisik berat, maupun penyakit tulang. Selama ini, sinar-X menjadi metode utama untuk mendiagnosis fraktur. Namun, paparan radiasi dari sinar-X yang digunakan berulang kali berpotensi menimbulkan efek samping bagi pasien. Melihat hal ini, dikembangkan teknologi alternatif berbasis Electrical Impedance Spectroscopy (EIS) yang mampu mendeteksi perbedaan sifat listrik pada jaringan tulang tanpa menggunakan radiasi.
Penggunaan Electrical Impedance Spectroscopy
EIS bekerja dengan cara mengalirkan sinyal listrik berfrekuensi tertentu ke dalam objek, lalu mengukur respons listrik berupa konduktivitas dan impedansi. Setiap jaringan memiliki karakteristik listrik yang berbeda, sehingga perubahan kondisi tulang, seperti adanya retak atau patah, dapat terdeteksi melalui perbedaan nilai resistansi dan kapasitansi.
Dalam penelitian ini, pengujian dilakukan menggunakan alat Digilent Analog Discovery 2, perangkat multifungsi yang berperan sebagai osiloskop digital, generator sinyal, sekaligus analisis impedansi. Frekuensi pengukuran berada pada rentang 100 Hz hingga 1 MHz. Objek penelitian berupa phantom tulang攎odel tulang tiruan攜ang dibuat dengan teknologi 3D printing berbahan PolyLactic Acid (PLA) untuk menyerupai struktur tulang femur manusia. Pengukuran dilakukan pada dua kondisi, yaitu phantom tulang normal dan tulang fraktur, dengan enam variasi jarak elektroda arus dan tegangan.
Hasil Analisis dan Potensi Pengembangan
Hasil penelitian menunjukkan bahwa tulang fraktur memiliki nilai resistansi lebih tinggi dibandingkan tulang normal, sementara nilai kapasitansinya lebih rendah. Grafik Nyquist yang dihasilkan memperlihatkan perbedaan pola yang konsisten antara kedua jenis tulang. Dari berbagai variasi jarak elektroda, model B.3 (jarak elektroda arus 8 cm dan tegangan 4 cm) menunjukkan sensitivitas tertinggi sebesar 71,54 persen. Sebaliknya, model A.1 (jarak elektroda arus 12 cm dan tegangan 8 cm) mencatat sensitivitas terendah, yaitu 21,99 persen.
Meskipun uji coba baru dilakukan pada phantom tulang berbahan PLA, hasil awal ini memberikan gambaran positif bahwa teknologi EIS dapat menjadi metode pendeteksi fraktur alternatif yang cepat, aman, dan noninvasif. Penelitian lanjutan akan dilakukan dengan menambahkan material menyerupai jaringan daging untuk mendekati kondisi fisiologis tubuh manusia.
Dengan pengembangan lebih lanjut, sistem berbasis Analog Discovery 2 berpotensi digunakan di fasilitas kesehatan sebagai alat bantu diagnosis fraktur yang efisien dan aman tanpa paparan radiasi, sekaligus mempercepat proses deteksi dan penanganan cedera tulang di masa depan.
Penulis: Dr. Nuril Ukhrowiyah, S.Si., M.Si.
Informasi lebih lanjut mengenai penelitian ini dapat diakses melalui: .
