Pompa Jantung (Heart Pump)

Transplantasi jantung dekade ini telah mendapat solusi dari teknologi biomedik. Teknologi ini disebut Left Ventrical Assist Device (LVAD) atau pompa jantung yang masih dikembangkan hingga saat ini. Peruasahan seperti Thoratec (Nasdaq:THOR), HeartWare (ASX:HIM – expected to list on Nasdaq in January) and Abiomed (Nasdaq:ABMD) adalah yang terbaru dalam masalah ini. Pompa jantung yang kecil dan tahan lama yang dibuat tidak hanya membua pasien bertahan hidup tetapi meningkatkan kualitas hidup beberapa tahun secara permanen. 

1.LVAD ( Left Ventricular Assist Device)

LVAD dirancang untuk membantu pasien dengan kerusakan jantung pada ventrikel (bilik) kiri, sebelum mereka mendapat donor jantung. Tanpa bantuan dari alat ini, sulitnya mencari donor yang sesuai dapat menyebaban kematian bagi pasien-pasien yang terlalu lama menunggu giliran operasi. Oleh karena itu, setelah mendapat persetujuan resmi dari pasien, tim ahli bedah akan memasang LVAD tanpa menghentikan denyut jantung, disertai pemasangan alat pompa jantung dan paru-paru. Penggunaan pompa tersebut dapat mengurangi resiko pendarahan dan stroke selama operasi. 

                      Gambar 1. Tubuh Manusia

LVAD dalam perkembangannya telah melalui beberapa perubahan dan perbaikan berikut

generasi yang telah ada sebelumnya: Jarvik 7

Alat pacu jantung dengan merk Jarvik-7 atau AbioCor, sudah ada dan sudah di implantasi kan ke dalam tubuh pasien. Jantung mekanis ini dapat memompa darah seperti layaknya jantung normal tapi mempunyai kendala di faktor waktu, biasanya alat ini menemui kegagalan fungsi setelahpemakaian rentang waktu 1 hingga 2 tahun yang berhubungan dengan fungsi pompa mekanisnya.

Karena itu alat pacu jantung ini dimaksudkan hanya untuk ‘membeli waktu’ bagi pasien sampai pada waktunya tersedia jantung donor. Jantung buatan ini juga mempunyai ukuran yang besar.
Wanita dan anak-anak masih tidak bisa menerima alat ini. Steve Parnis, salah seorang dokter dariTexas Heart Institute juga mengatakan bahwa dirinya yang mempunyai tinggi 6′1″ dan berat 200 pound tidak bisa dipasangkan jantung buatan itu.

2. Novacor LVAD

The LVAD Novacor adalah yang pertama bertenaga listrik yang dapat
diimplant-kan kedalam tubuh manusia , dan karena penggunaan pertama manusia
di Stanford University Medical Center pada tahun 1984 lebih dari 1.000 pasiendidukung oleh seluruh dunia. The Novacor LVAD memompa darah terbuat dari cpoliuretan halus ditekan oleh konverter energi berdenyut dari kumparan, yang mengaktifkan pendorong yang berbentuk pitiringan berputar. Pemasukan dan keluar katup babi mempertahankan aliran darah searah melalui rajutan, cangkokan gelatin-disegel Vascutek inflow dan outflow. Sebuah ventilasi tabung terokontrolmenghubungkan diinternalisasi pompa darah untuk kontrol elektronik dan baterai.

3.HG3B

Pada tanggal 10 Juli 1998, HG3B menjadi acuan magnetik LVAD pertama (Left ventrikel Assist Device) untuk mencapai pengujian hewan. LaunchPoint Technologies (kemudian Moments Magnet) selamanya memegang perbedaan untuk mencapai ini tonggak sejarah dalam pengembangan LVAD.Semua versi dari pompa kereta api didasarkan pada topologi linear-aliran. HG3C, desain pompa dari tahun 1999, telah direnovasi untuk mempermudah pemasangan dan pembongkaran dan menggabungkan bagian-bagian Titanium.

Alat yang dirilis pada juni 2006 disebut Levacor diproduksi oleh Oakland, (Calif.)-based WorldHeart dihargai sebesar $ 11.6 juta. Levacor telah ada 15 tahun yang lalu namun pada tahun 2005, tim Khanwilkar (seorang ahli bioengineeeing yang bergelar PHd) meneliti di bawah bendera World Heart acquired Medquest, telah menargetkan untuk membuat suatu pompa mini yang dapat sesuai dengan tubuh remaja dan tidak berhenti bekerja selama dua tahun atau berpotensi untuk penggunaan jangka panjang. Teknologi magnetic levitation, yang digunakan untuk proyek seperti turbin atau sinkanzen train yang memiliki turbin dengan daya dan kecepatan yang tinggi, menjadi alasan yang sangat kuat menjadikan teknologi ini diterapkan oleh Khanwilkar dan timnya karena tahan lama dan kuat. Termasuk untuk membuat motor yang tidak bersentuhan dengan komponen lainnya sehingga menjadikan alat ini tahan lama, tidak panas, tidak ada friksi yang berarti alat ini dapat bertahan lama.  pemakaian rentang waktu 1 hingga 2 tahun yang berhubungan dengan fungsi pompa mekanisnya.

Karena itu alat pacu jantung ini dimaksudkan hanya untuk ‘membeli waktu’ bagi pasien sampaipada waktunya tersedia jantung donor. Jantung buatan ini juga mempunyai ukuran yang besar.
Wanita dan anak-anak masih tidak bisa menerima alat ini. Steve Parnis, salah seorang dokter dariTexas Heart Institute juga mengatakan bahwa dirinya yang mempunyai tinggi 6′1″ dan berat 200
pound tidak bisa dipasangkan jantung buatan itu.

4.Novacor LVAD

The LVAD Novacor adalah yang pertama bertenaga listrik yang dapat
diimplant-kan kedalam tubuh manusia , dan karena penggunaan pertama manusiadi Stanford University Medical Center pada tahun 1984 lebih dari 1.000 pasiendidukung oleh seluruh dunia. The Novacor LVAD memompa darah terbuat darisacpoliuretan halus ditekan oleh konverter energi berdenyut dari kumparan, yangmengaktifkan pendorong yang berbentuk pitiringan berputar. Pemasukan dankeluar katup babi mempertahankan aliran darah searah melalui rajutan, cangkokangelatin-disegel Vascutek inflow dan outflow. Sebuah ventilasi tabung terokontrolmenghubungkan diinternalisasi pompa darah untuk kontrol elektronik dan baterai.

5. HG3B

Pada tanggal 10 Juli 1998, HG3B menjadi acuan magnetik LVAD pertama (Left ventrikel Assist Device) untuk mencapai pengujian hewan. LaunchPoint Technologies (kemudian Moments Magnet) selamanya memegang perbedaan untuk mencapai ini tonggak sejarah dalam pengembangan LVAD.Semua versi dari pompa kereta api didasarkan pada topologi linear-aliran. HG3C, desain pompa dari tahun 1999, telah direnovasi untuk mempermudah pemasangan dan pembongkaran dan menggabungkan bagian-bagian Titanium.

Alat yang dirilis pada juni 2006 disebut Levacor diproduksi oleh Oakland, (Calif.)-based WorldHeart dihargai sebesar $ 11.6 juta. Levacor telah ada 15 tahun yang lalu namun pada tahun 2005, tim Khanwilkar (seorang ahli bioengineeeing yang bergelar PHd) meneliti di bawah bendera World Heart acquired Medquest, telah menargetkan untuk membuat suatu pompa mini yang dapat sesuai dengan tubuh remaja dan tidak berhenti bekerja selama dua tahun atau berpotensi untuk penggunaan jangka panjang. Teknologi magnetic levitation, yang digunakan untuk proyek seperti turbin atau sinkanzen train yang memiliki turbin dengan daya dan kecepatan yang tinggi, menjadi alasan yang sangat kuat menjadikan teknologi ini diterapkan oleh Khanwilkar dan timnya karena tahan lama dan kuat. Termasuk untuk membuat motor yang tidak bersentuhan dengan komponen lainnya sehingga menjadikan alat ini tahan lama, tidak panas, tidak ada friksi yang berarti alat ini dapat bertahan lama.

Gambar 2. Bagian-bagian Pompa Jantung

Lavacor terdiri dari tiga buah saluran, ini unuk memenuhi anatomi jantung yang dialiri darah dari tiga penjuru baik yang masuk maupun yang keluar. Saluran pertama berasal dari sumber energi untuk menggerakkan rotor. Saluran kedua berasal dari paru-paru yang masuk
melalui pembuluh vena pulmonalis menuju bilikkiri dan di dorong ke aorta dengan
menggunakan mesin pompa jantung ini melalui saluran ketiga.

Untuk lebih memahami tentang anatomi jantung berikut ulasannya:

Bagian kanan :

ü  Darah memasuki jantung melalui 2 bagian pembuluh venainfer ior dansuper ior yang membawa oksigen kosong dari tubuh menuju ke bagian kananatr ium.

ü  Ketikaatr ium berkontraksi,darah mengalir dari bagian kanan atrium menuju bagian kananventr icle melalui katuptr icus pid.

ü  Ketikaventr icle penuh,maka katuptr is cupid akan menutup untuk mencegah darah mengalir kembali ke bagian atria ketikaventr icle berkontraksi.

ü  Ketikaventr icle berkontraksi,darah akan mengalir keluar melalui katuppulm onic menuju arteri dan paru-paru yang mana pada bagian ini darah akan mendapatkan oksigen.

Bagian kiri :

ü  Bagian vena pulmonary akan mengosongkan darah yang telah mengandungoksigen dari paru-paru menuju ke bagian kiriatr ium

ü  Ketikaatr ium berkontraksi, darah akan mengalir menuju bagianvenr icle sebelah kiri melalui katupm itr al.

ü  Ketikavenr icle penuh maka katupm itr al akan tertutup untuk mencegah darah menggalir

kembali keatr ium ketikaventr icle berkontraksi.

ü  Ketikaventr icle berkontraksi maka darah akan meninggalkan jantung melalui katup aortic menuju ke seluruh rubuh

 

Gambar 3. Penampilan Setelah Menggunakan Lavacor dan Sinyal Pembangkit LVAD

Metode design yang digunakan untuk membuat alat ini sama seperti yang digunakan pada pesawat BOEING 777 yaitu dengan “Computer Modeling And Optimization” dinmana tiap proses atau tahap pembutannya saling memberikan perbaiakan terhadap tahap

Gambar 4.DESIGN PROSEDUR

sebelumnya sehingga sampai pada tahap implementasinya, alat yang duihasilkan merupakan alat

yang paling optimal.

ü  Tahap pertama merupakan tahap Topology Selection, pada tahap ini ditentukan bentuk yang

ü  akan digunakan untuk menentukan dan menyesuaikan dengan anatomi tubuh.

ü  Tahap selanjutnya adalah Lumped Parameter Models,pada tahap ini semua parameter yang akan dterapkan pada alat akan dibahas secara mendalam namun tetap memberikan umpan balik terhadap tahap pertama agar mdelnya optimal, benar-benar sesuai kebutuhan manusia.

ü  Finite Element Model merupakan tahap penentuan elemen yang digunakan bahan yang

ü  digunakan, pada tahap ini tetap dilakukan optimisasi semi mencapai hasil yang maksimal.

ü  Rapid Prototype, merupakan tahap finishing dimana alat akan siap untuk diimplementasikan. Namun pada tahap ini tetap dilakukan pengecekan ulang terhadap tahap-tahap sebelumnya seperti tahap pertama dan tahap ketiga. Hal ini dilkkkukan sebab alat yang akan digunakan akan diimplementasikan ke dalam tubuh manusia dengan demikian yang dihasilkan haruslah hasil yang sesuai dengan standard.

ü  Tahap terakhir, yaitu tahap Implementable Prototype, pada tahap ini telah dilakukan
percobaan apakah alat ini sudah layak di gunakan pada tubuh pasien atau tidak. Sebelum
menanamkan pada tubuh pasien biasanya dilakaukan peercobaan dengan tubuh hewan.

Tahap-tahap tersebut dilakuakan dengan ketelitian yang tinggi. Seperti pada tahap
pertama yaitu tahap Toopology Selection diperhitungkan semua tekanan yang akan disembutkan
oleh pompa, bagaiamana mempertahankan PH dari darah ketika melewati pompa.

Pada tahap Lumped-Element Modeling and Finite-Element Analysis dilakukan analisis yang mendalam tenang :

Motor dan Aktuator yang handal, dimana pada bagian ini dilakukan anlisis reluktansi

dan correction faktor terhadap motor. PM Bearings, menggunakan formula Maxwell berikut perencanaanny sebelumnya sehingga sampai pada tahap implementasinya, alat yang duihasilkan merupakan alat yang paling optimal.

 

Gambar 4.DESIGN PROSEDUR

1.      Tahap pertama merupakan tahap Topology Selection, pada tahap ini ditentukan bentuk yang

2.      akan digunakan untuk menentukan dan menyesuaikan dengan anatomi tubuh.

3.      Tahap selanjutnya adalah Lumped Parameter Models,pada tahap ini semua parameter yang akan dterapkan pada alat akan dibahas secara mendalam namun tetap memberikan umpan balik terhadap tahap pertama agar mdelnya optimal, benar-benar sesuai kebutuhan manusia.

4.      Finite Element Model merupakan tahap penentuan elemen yang digunakan bahan yang

5.      digunakan, pada tahap ini tetap dilakukan optimisasi semi mencapai hasil yang maksimal.

6.      Rapid Prototype, merupakan tahap finishing dimana alat akan siap untuk diimplementasikan. Namun pada tahap ini tetap dilakukan pengecekan ulang terhadap tahap-tahap sebelumnya seperti tahap pertama dan tahap ketiga. Hal ini dilkkkukan sebab alat yang akan digunakan akan diimplementasikan ke dalam tubuh manusia dengan demikian yang dihasilkan haruslah hasil yang sesuai dengan standard.

7.      Tahap terakhir, yaitu tahap Implementable Prototype, pada tahap ini telah dilakukan
percobaan apakah alat ini sudah layak di gunakan pada tubuh pasien atau tidak. Sebelum
menanamkan pada tubuh pasien biasanya dilakaukan peercobaan dengan tubuh hewan.

Tahap-tahap tersebut dilakuakan dengan ketelitian yang tinggi. Seperti pada tahap
pertama yaitu tahap Toopology Selection diperhitungkan semua tekanan yang akan disembutkan oleh pompa, bagaiamana mempertahankan PH dari darah ketika melewati pompa.

 

Pada tahap Lumped-Element Modeling and Finite-Element Analysis dilakukan analisis yang mendalam tenang:

Motor dan Aktuator yang handal, dimana pada bagian ini dilakukan anlisis reluktansi dan correction faktor terhadap motor. PM Bearings, menggunakan formula Maxwell berikut perencanaanny sebelumnya sehingga sampai pada tahap implementasinya, alat yang duihasilkan merupakan alat yang paling optimal.

Note ::

Lvad telah melewati beberapa perubahan mulai dari Jarvik 7, Novacor LVAD dan HG3B sampai yang terbaru The Levacor.

The Levacor efektif untuk diimplementasikan pada tubuh manusia karena unggul dari segi dimensi, sistem, berat, dan kenyaman.

Dalam pembuatan LVAD mnegikuti prosedur pembuatan yang sama dengan prosedur pada pesawat terbang, hal ini dilakukan untuk optimalisasi sistem. 
  
by : siagian.P

   Suprijanto, Penguasaan Teknologi “Medical Imaging”. IATF-ITB.2008 

Sarwono Prawirohardjo. 2002.” Perdarahan Antepartum, Ultrasonografi dalam obstetri, Ilmu kebidanan”. Jakarta ; Yayasan Bina Pustaka Sarwono Prawirohardjo, FK-UI.

 The Book “Biomedical Engineering”

Biomedical Engineering Research at DOE National

Labs Date, March 1999

http://smallcapworld.wordpress.com/2008/12/10/he

art-transplant-vs-heart-pump-

debate-comes-to-life/

http://www.businessweek.com/innovate/content/jan2007/id2 0070116_604821.htm

http://www.chfpatients.com/implants/lvads.htm

http://www.scribd.com/doc/31755816/Mesin-Pompa-Jantung-paper-Perbaikan

http://terapijantung.com/jantung-koroner/

Mechanical Alternatives to the Human Heart: Intracorporeal Assist Systems and To