Seminar Tugas Akhir Juni 2017

Transkripsi

1 Seminar Tugas Akhir Juni Alat Uji Kadr Gula Dalam Darah Secara NonInvasive (Wiwin Sulistyani, Endro Yulianto, Syaifudin ) Jurusan Teknik Elektromedik OLITEKNIK KESEHATAN KEMENTRIAN KESEHATAN SURABAYA ABSTRAK ada era teknologi modern dunia kedokteran saat ini memungkinkan membuat suatu alat yang di dalam pengendaliannya dengan menggunakakan peralatan elektronik untuk mengukur kadar gula darah pada tubuh manusia tanpa harus mengambil sample darah pada tubuh manusia. engukuran kadar gula sangat membantu bagi penderita yang takut terhadap jarum suntik atau sejenis, tanpa harus melukai pasien. Berdasarkan hal tersebut maka di kembangkan alat yang dapat mengukur kadar gula darah yang dapat di gunakan setip saat tanpa memakan waktu lama. Metode yang digunakan adalah eksperimen yaitu dengan merancang dan membangun alat ukur gula darah dengan menggunakan sensor finger. Serta melakukan observasi terhadap beberapa alat elektromedik yang berkaitan dengan penelitian untuk memperoleh datadata dari alat tersebut. Hasil pengujian dan pengukuran pada responden serta dibandingkan dengan alat pembanding merk glucodr, didapatkan hasil yang hampir mendekati sama. Total nilai error ratarata sebesar.%. Setelah melakukan proses studi literature, perencanaan, percobaan, pembuatan modul, pengujian modul, dan pendataan, secara umum dapat disimpulkan bahwa Alat Uji Kadar Gula Dalam Darah Secara NonInvasive dapat digunakan dan sesuai dengan perencanaan. Kata kunci : Gula Darah, NonInvasive, Sensor inger ENDAHULUAN Latar Belakang Alat uji gula darah merupakan alat yang digunakan untuk mengetahui kadar gula dalam darah seseorang. Alat uji gula darah ini biasanya digunakan sebagai selfmonitoring kadar gula dalam darah oleh pasien nondiabetes ataupun diabetes (Journal of Diabetes Science and Technology, ). Diabetes merupakan salah satu penyakit tertua pada manusia dan dikenal dengan kencing manis. Nama lengkapnya adalah diabetes mellitus, berasal dari kata yunani. Menurut WHO, definisi diabetes melitus didasarkan pada pengukuran kadar glukosa dalam darah. Angka kejadian penderita diabetes mellitus (DM) di Indonesia menurut perkiraan diabetes international (WHO perspective) pada tahun sekitar 8, juta (,9%) penderita DM, angka ini akan meningkat terus dimana tahun diperkirakan mencapai, juta (,8%) menderita diabetes mellitus (Ayosz.wordpress, ). engujian kadar gula dalam darah saat ini masih menggunakan teknik invasive darah pasien di ambil dengan menggunakan jarum suntik. Hal ini merupakan salah satu penyebab dari beberapa pasien enggan untuk melakukan pengecekan gula darah. Selain itu, hasil pengujian tersebut memerlukan waktu yang cukup lama (± jam). Analisa yang dilakukan pada suatu pengecakan secara dini bertujuan untuk menghindari kebutaan dan angka kematian akibat penyakit diabetes mellitus ini. (Hans Diehl, 99). Alat uji gula darah sebelumnya telah dibuat oleh Taufan Hadi, (Tahun ) dengan menggunakan metode fotometri atau spektroskopi, dimana untuk melakukan pengukuran kadar gula darah diperlukan reagen untuk pencampuran pada sampel. Alat tersebut kemudian disempurnakan oleh Robertus A. Mataufe, (Tahun 8) dengan menggunakan metode strip, dimana pengukuran kadar gula darah dilakukan dengan menggunakan strip sample (biosensor) sebagai reagen. ada alat tersebut kadar gula darah diketahui dengan cara konversi arus ke kadar gula darah melalui biosensor. enulis ingin membuat alat yang sama dengan Robertus A. Mataufe yaitu alat uji gula darah portable, tetapi menggunakan metode yang berbeda, yaitu metode spektroskopi dan menggunakan blood strip. Rancangbangun alat uji gula dalam darah dengan menggunakan metode invasive yang telah di lakukan oleh Ratna Dinar urwaningrum () dengan menggunakan sensor warna TCS, kelemahan pada alat yang dihasilkan Dinar adalah masih menggunakan metode invasive dan tingkat keakurasian kurang baik, serta tidak adanya indikator level baterai, sesuai yang dikutip dari jurnal yang berjudul Alat Uji Gula Darah ortable Berbasis Mikrokontroler

2 Seminar Tugas Akhir Juni Atmega8, sebagai berikut : Masih menggunakan metode invasive, Tingkat keakurasian kurang baik, Modul tidak dilengkapi dengan level baterai. (Dinar ) Selain itu, alat uji gula dalam darah juga di kembangkan oleh Diah Ayu itria () yang di lengkapi dengan penyimpanan data yang diletakkan pada C. Kelemahan pada alat yang dikembangkan Diah sama seperti alat yang di hasilkan Dinar yaitu masih menggunakan metode invasive, hasil pembacaan mudah berubah karena sensor warna mudah terpengaruh oleh intensitas cahaya, sesuai yang dikutip dari jurnal yang berjudul Alat Uji Gula Darah dengan Tampilan ersonal Computer, sebagai berikut : Dibuat lebih praktis lagi dan dapat di kembangkan lagi dengan metode noninvasive, Modul harus dibuat kedap cahaya, karena sensor warna sangat peka oleh cahaya, hal ini dapat mempengaruhi pembacaan sensor warna. (Diah ) Alat uji gula darah yang menggunakan metode noninvasive telah di kembangkan oleh Kemalasari, dkk. Dengan mengukur temperature pada tragus dan antihelix, kelemahan dari alat tersebut ialah nilai eror yang cukup besar yaitu %, sesuia dengan kutipan dari jurnal yang berjudul Analisa Kadar Glukosa Darah Berdasarkan erbedaan Temperatur antara Tragus dan Antihelix, sebagai berikut : rosentase eror yang di hasilkan alat ini adalah % dibandingkan dengan data glukosa darah yang di ukur di laboratorium. (Kemalasari ) Alat uji gula dalam darah yang di buat oleh Komal,dkk (). Memiliki kelemahan pada tingkat keakurasian alat, sesuai dengan kutipan dari jurnal yang berjudul Non Invasive Blood Glucometer, sebagai berikut : research will be extended to increase the accuracy of the device for making it clinically available in near future. (Lawand et al. ) Alat uji gula dalam darah noninvasive yang dikembangkan oleh Eko, dkk () di Universitas Diponegoro dengan menggunakan sensor oxymeter yang memiliki keakuratan 9%, sesuai yang dikutip pada jurnal yang berjudul Design of Noninvasive Glukometer Using Microcontroller ATMega 8, sebgai berikut : Telah berhasil dibuat prototype alat penguji gula darah non invasive dengan akurasi ~9%.(Hidayanto et al. ) ada modul ini penulis menggunakan analisi perbandingan hasil antara modul dan alat pembanding sehingga dapat diketahui nilai eror pada modul ini. Untuk itu pada Tugas Akhir akan dibuat Alat Uji Kadar Gula Dalam Darah Secara Non Invasive. Alat yang dibuat diharapkan dapat digunakan untuk mengtahui hasil kadar gula dalam darah secara noninvasive. Oleh karena itu alat ini mempunyai tingkat kepraktisan yang tinggi, lebih mudah untuk digunakan, dan dapat dibuat dari modifikasi alat oxymeter yang sebelumnya sudah ada di rumah sakit. Batasan Masalah Menggunakan sensor oxymeter. eletakan sensor pada jari tangan pada bagian telunjuk dan tidak tertutup oleh cat kuku Meggunakan Arduino untuk pengolahan datanya Menggunakan alat pembanding untuk pengukuran kadar gula dalam darah Tampilan pada LCD Rumusan Masalah Dapatkah dibuat alat uji kadar gula dalam darah secara noninvasive? Tujuan enelitian Tujuan Umum Dibuatnya alat ukur kadar gula dalam darah secara noninvasive. Tujuan Khusus Membuat rangkaian sensor fingers Membuat rangkaian minimum system Atmega 8 Membuat rangkaian filter dan penguat Membuat software pemrograman menggunakan Arduino Melakukan uji fungsi alat Manfaat enelitian Manfaat Teoritis Hasil penelitian dapat menambah wawasan ilmu pengetahuan bagi mahasiswa teknik elektromedik di bidang alat alat kesehatan khususnya alat diagnostik. Manfaat raktis Hasil penelitian ini dapat digunakan untuk masukan dalam rangka upaya mengukur kadar gula dalam darah pada manusia secara noninvasive. Dengan adanya penelitian ini

3 Seminar Tugas Akhir Juni diharapkan dapat mengahsilkan suatu alat yang bernilai jual ekonomis untuk perawat atau tenaga medis lainnya sehingga dapat dimudahkan dalam perhitungan pernapasan per menit, agar kinerja tenaga medis lebih cepat, efektif dan efisien serta meminimalkan resiko kesalahan dalam mendiagnosa suatu penyakit. KERANGKA KONSE Blok Diagram DRIV ER LAM S E N S DEMUL TILEX Gambar Blok Diagram Cara Kerja Blok Diagram Inframerah dan led merah mengirim data ke photodiode, setelah data diterima maka akan menjadi data inputan dari rangkaian akuisisi data/ rangkaian pengondisi sinyal. Di rangkaian pengondisi sinyal akan di pisah antara tegangan DC dan AC dai led merah dan inframerah. Data AC dan DC dari Led merah dan inframerah dapat dilakukan perhitungan rumus dari teori oxymetry. Setelah perhitungan, nilai yang di dapat di outputkan ke LCD. Diagram Alir S B U S B U B H B H AC RE DC R AC IR DC IR Gambar Diagram Alir M µ L C D Cara kerja Diagram Alir Saat start (mulai) alat akan memulai proses inisialisasi dan membaca ADC, pembacaan data yang diambil dari hasil penyinaran yang dilakukan oleh mikrokontroler. Diagram Alir embacaan Tegangan menjadi Glukosa Cara Kerja Blok Diagram Setelah pembacaan ADC, nilai ADC akan di bandingkan dengan alat ukur pembanding dengan satuan mg/dl, dengan demikian akan diketahui persamaan. Kemudian setelah persamaan didapatkan akan dikonversikan ke dalam mg/dl. Setelah terkonversi, maka hasil mg/dl tersebut akan ditampilkan ke dalam LCD. Blok Diagram Mekanis Gambar Diagram Mekanis HASIL ENGUKURAN DAN ANALISIS Hasil engukuran Output Sensor inger Test oint merupakan suatu titik yang digunakan untuk mengukur output sensor finger. Test point pertama di ukur dari sinyal AC dan DC pada responden. enulis menggunakan nilai tegangan V dari sinyal AC. Dengan diambil nilai tegangan V, maka dapat di ketahui nilai dari sinyal, kemudian juga diukur nilai glukosa responden. Tabel contoh output pengukuran pada salah satu responden AC IR DC IR AC RED DC RED

4 Seminar Tugas Akhir Juni Tabel tabel rasio responden RASIO GLUKOSA Grafik eksponensial dari data diatas grafik eksponensial y = 9e.9x

5 Seminar Tugas Akhir Juni Hasil engukuran Terhadap Alat embanding Tabel Hasil Analisa erhitungan Statistik Glukosa Darah Responden HASIL ERHITUNGAN Modul (mg/dl) embanding (mg/dl) RataRata 8. 8 Simpanga n.8 Error.% Table di atas merupakan salah satu perhitungan pada salah satu responding Analisa Data Analisa data pertama yang di ukur adalah sinyal AC dan DC pada responden. enulis menggunakan nilai tegangan V dari sinyal AC karena nilai tegangan V dan VRMS sama. Dengan diambil nilai tegangan V, maka dapat di ketahui nilai dari sinyal, kemudian juga diukur nilai glukosa responden. Selanjutnya di lakukan perhitungan rasio terhadap responden dengan menggunakan rumus : R = AC Red/DC Red AC IR /DC IR Setelah perhitungan rasio, selanjutnya data rasio dibuat menjadi grafik eksponensial dengan cara memasukkan data tersebut ke dalam Ms. Excel untuk mengetahui persamaan yang di gunakan untuk konversi nilai tegangan V menjadi glukosa. ersamaan untuk regresi eksponensial adalah sebagai berikut y = 9e.9x grafik eksponensial Gambar. grafik eksponensial (persamaan glukosa) Berikut salah satu perhitungan glukosa dari hasil regresi eksponensial dengan nilai rasio.98 y = 9e.9x.9 x.98 y = 9e y = 9e. y = 9x. Y = 9. mg/dl erhitungan statistik, didapatkan hasil ratarata nilai error sebesar,%. Hal ini dapat disebabkan oleh sensor finger yang kurang baik serta variablevariabel lain yang mempengaruhi konversi, seperti cahaya dari luar, penempatan sensor yang kurang tepat. Selain itu, pasien yang bergerak juga dapat empengaruhi nilai rasionya. Semakin kecil rasio semakin tinggi kadar gula dalam darah. EMBAHASAN Rangkaian Minimum Sistem C C Q MHz J CON J ROGRAMMER RESET pb pb pb C C C C C C U V SW RESET R K C (RESET) 8/B (IC) 9/B (OCA) /B (OCB) /B (MOSI) /B (MISO) /B (SCK) /B (XT) /B (XT) A/C (ADC) A/C (ADC) A/C (ADC) A/C (ADC) A/C (SDA) A/C (SCL) ATMEGA8 C u (RxD) D/ (TxD) D/ (INT) D/ (INT) D/ (T) D/ (T) D/ (AIN) D/ (AIN) D/ VCC GND AVCC ARE AGND 8 pd pd pd pd pd pd V Gambar Rangkaian Minimum Sistem untuk Arduino Tombol pada rangkaian minimum sistem, berupa tombol Start pada pin, Reset pada pin 9. Data analog dikonversikan ke data digital oleh arduino melalui IN A, A, A dan A. LCD x digunakan untuk menampilkan hasil guladarah dalam mg/dl. R K J CON V R K 9 8 D,V pd pd pd pd pd pd pb R SW START V R K V SULY J9 V J GND V R D LED C n y = 9e.9x

6 Seminar Tugas Akhir Juni Rangkaian L J J IN IR IN RED v v v v UA L UB L R ada rangkaian ini digunakan rangkaian low pass filter dengan frekuensi cut off sebesar,8 Hz untuk membuang sinyal AC dan melewatkan sinyal DC. Rangkaian Amplifier dan ilter J J IN AC IR IN AC red kaki kaki C8 uf C uf R k8 R k8 R R 8K 8K v C v v C v R 8K R8 8K n UB L n UB L ada rangkaian penguat pertama, output photodiode akan dihubungkan kapasitor sebagai coupling untuk memblok tegangan DC dan hanya melewatkan sinyal AC dari output demultiplexer. Sinyal tersebut akan masuk ke penguat pertama. enguat yang digunakan adalah penguat noninverting dengan penguatan sebesar kali. Untuk penguatan kedua digunakan rangkaian yang sama seperti pada penguatan pertama, agar filter lebih dapat menekan amplitudo pada saat melewati frekuensi cut off dan sinyal dikuatkan lagi sebesar kali. embahasan Kinerja Sistem Keseluruhan k R k R K8 C uf R9 K8 C uf R R R R R C C v v v v n 8K n R 8K UA L UA L J8 C DC IR uf J C uf DC RED J J ACir AC red Modul bekerja sesuai dengan program yang telah diberikan. Sehingga saat intensitas cahaya yang tertangkap atau dideteksi oleh photodiode setelah melalui aliran darah, photodiode akan segera memberikan output tegangan ke rangkaian demultiplexer untuk dipisahkan antara output dari infrared dan red lamp, kemudian difilter dengan filter B, Hz dan filter L,8 Hz agar menghasilkan sinyal AC dan DC dari infrared dan red lamp kemudian masuk ke ADC minimum system yang akan diolah dan ditampilkan pada LCD. Hasil pengukuran menunjukkan adanya nilai error, hal ini disebabkan banyak faktor, seperti pergerakan dari pasien saat dilakukan pengukuran yang akan berpengaruh pada hasil pembacaan. ada pengukuran kadar gula dengan pembanding terdapat nilai error yang cukup besar yaitu sebesar.8% dan nilai error terkecil sebesar.%. ada pengambilan data responden ke, didapatkan hasil error pengukuran sebesar.8%. ada pengambilan data responden ke, didapatkan hasil error pengukuran sebesar.%. ada pengambilan data responden ke, didapatkan hasil error pengukuran sebesar.8%. ada pengambilan data responden ke, didapatkan hasil error pengukuran sebesar.8%. ada pengambilan data responden ke, didapatkan hasil error pengukuran sebesar.%. Dan pada pengambilan data responden ke, didapatkan hasil error pengukuran sebesar %. ENUTU Kesimpulan Secara menyeluruh peneliti dapat menyimpulkan bahwa :. Telah dapat dibuat alat uji kadar gula darah secara Noninvasive.. Minimum system dapat menampilkan hasil konversi pada display lcd karakter x.. Ratarata nilai error pembacaan dibandingkan dengan alat pembanding yaitu sebesar.%. Saran Dari hasil penelitian, dapat dianalisa kekurangan dari alat yang penulis buat. Berikut ini adalah beberapa saran yang dapat dipertimbangkan untuk penyempurnaan penelitian lebih lanjut:

7 Seminar Tugas Akhir Juni ) Ditambahkan indikator batterai pada alat. ) eletakkan sensor harus tepat dan tidak berubahubah, karena dapat mempengaruhi nilai rasio yang didapatkan. ) Modul harus dibuat kedap cahaya, karena sensor warna sangat peka oleh cahaya, hal ini dapat mempengaruhi pembacaan sensor warna. ) Semakin banyak sampel yang digunakan maka akan semakin presisi pengukuran kadar gula darah pada modul yang dibuat. ) Ditambahkan mode penyimpanan pada modul, sehingga dapat digunakan sebagai acuan dalam melakukan self monitoring kadar gula darah. TTL : Tuban, April 99 Alamat : Tuban endidikan : SMAN SINGGAHAN DATAR USTAKA irdausi, auziah.. Rancang Bangun Alat Ukur Kadar Gula Darah Secara Non Invasive. rodi Teknobiomedik Universitas Airlangga : Surabaya itriyah, Diah.. Alat Uji Gula Darah dengan Tampilan C. rodi D Teknik Elektromedik oltekkes Kemenkes Surabaya : Surabaya. Isler, Larry W.. NonInvasive Blood Glucose Monitoring System. tml. (diakses September ) Kemalasari dan Mauridhi. 9. Analisa Kadar Glukosa Darah Berdasarkan erbedaan Temperatur Antara Tragus dan Antihelix. Teknik Elektronika ENS ITS Surabaya : Surabaya. erdana, Galang.. Rancang Bangun Sistem ortabel engukur Kadar Glukosa Darah Menggunakan Sensor Suhu Berbasis Android. rodi D Teknik Elektronika ENS ITS Surabaya : Surabaya. Sugiyarti.. erbandingan Kadar Glukosa Darah Sebelum Dan Sesudah Dilakukan Hemodialisa ada enderita Gagal Ginjal. jtptunimusgdlsugiyartigbabii.pdf. (diakses September ) BIODATA ENULIS Nama NIM : Wiwin Sulistyani : 88

8 Seminar Tugas Akhir Juni 8