FINGERSTIP PULSE OXYMETER TAMPIL PC (BPM) Elita Kartini, Torib Hamzah M.Pd., Moch. Prastawa Assalim T.P.,ST.M.Si. Jurusan Teknik Elektromedik POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTERIAN KESEHATAN SURABAYA ABSTRAK Pulse Oxymeter adalah alat yang digunakan untuk mengukur kadar oksigen dalam darah (SpO), tanpa harus melalui Analisa Gas Darah. Alat ini dilengkapi juga dengan pengukur detak jantung (HR= heart rate) pasien. Cara penggunaan oximeter adalah dengan cara salah satu jari tangan pasien dipasang sensor fingers yang terdapat cahaya merah dan cahaya infrarmerah yang sangat sensitif untuk mengetahui kadar oksigen dalam darah (SPO) dan dari akibat perbedaan kepekatan darah maka dapat menghasilkan denyut nadi (BPM) yang dapat dilihat pada layar monitor alat, pada modul ini adalah PC. Rancangan penelitian ini menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian After Only Design, dengan menggunakan alat ukur Osiloskop dan Patient Monitor buatan pabrik. Persentase kesalahan diperoleh dari faktor toleransi komponen dan keterbatasan program yang dipergunakan. Dalam Pedoman Pengujian dan Kalibrasi Alat Kesehatan DEPKES RI tahun 00, batas maksimal dalam toleransi kesalahan BPM adalah % dan SPO %. Error,% pada BPM dan 0,8% pada SPO masih diijinkan untuk digunakan karena masih kurang dari batas toleransi. Dari hasil yang diperoleh, maka alat fingerstip pulse oxymeter layak digunakan untuk memonitoring keadaan pasien. Kata Kunci : Kadar Oksigen, Detak Jantung, Pulse Oxymeter I. PENDAHULUAN I. Latar Belakang Masalah Keberadaan darah dalam tubuh mempunyai arti penting bagi kehidupan seseorang. Salah satu fungsi penting dari darah adalah Untuk Mengangkut Oksigen dari Paru-paru dan diedarkan keseluruh tubuh. Meningkatnya kadar oksigen dalam darah karena adanya ikatan oksigen dengan hemoglobin. Salah satu indikator yang sangat penting dalam supply oksigen didalam tubuh adalah saturasi oksigen ( SPO ). Salah satu contoh monitoring instrument adalah Oksimeter Pulsa. Oksimeter pulsa hanya menganalisis darah arteri, mengabaikan jaringan lain di sekitar darah. Darah arteri adalah satusatunya hal yang berdenyut di jari. Segala sesuatu yang lain (selain darah arteri) adalah non berdenyut. Oleh karena itu setiap "perubahan absorbansi" terjadi karena arteri darah. Di sisi lain, oksimeter pulsa tahu bahwa setiap absorbansi yang tidak berubah, disebabkan karena hal-hal non berdenyut seperti kulit dan lainnya "non arteri" jaringan (Oxygen Saturation (SpO), 0). Jadi oksimeter merupakan salah satu metode penggunaan alat untuk memonitor keadaan saturasi oksigen dalam darah (arteri) pasien yang disertakan juga monitoring denyut jantung seseorang. Untuk membantu pengkajian fisik pasien, tanpa harus melalui analisa tes darah. Jumlah denyut jantung seseorang, biasanya ditampilkan per menit yang disebut beats per minute (BPM). Denyut jantung normal orang dewasa ( tahun 0 tahun) berkisar antara 0 00 BPM (Pulse Diagnosis: A Clinical Guide, 00) dan kadar oksigen dalam darah pada tubuh seseorang dengan nilai normal saturasi oksigen hanya berkisar 8%-00%. Untuk nilai BPM, nilai diambil dari perubahan warna darah yang mengalir kemudian dikuatkan dan difilter. Untuk nilai SPO, oksigen hemoglobin menyerap cahaya lebih inframerah, sedangkan hemoglobin terdeoksigenasi menyerap cahaya lebih merah. Persentase oksigen hemoglobin dan hemoglobin terdeoksigenasi ditentukan dengan mengukur rasio inframerah dan merah cahaya terdeteksi oleh sensor dan kemudian difilter (How to Design Peripheral Oxygen Saturation (SpO) and Optical Heart Rate,0). Dari parameter heart rate maka akan dapat dilakukan diagnosa terhadap kelainan jantung bradikardia (BPM < 0) dan takikardia (BPM > 00), sedangkan untuk parameter SPO didapat diagnosa untuk penyakit Hipoksemia. Hipoksemia adalah kekurangan O di darah (arteri) (Nasional Guidline Clearinghouse. GUIDE-LINE TITLE: Oxygen therapy for adults
in the acute care facility: 00 revision and update). Pemantauan kondisi pasien ini menggunakan PC untuk proses monitoring yang selanjutnya akan dibaca oleh dokter agar dapat memberi penanganan tindak lanjut. Monitoring untuk parameter SPO dan BPM sangat penting apabila terjadi gejala - gejala penyakit seperti di atas maka harus cepat dilakukan tindakan agar kondisi pasien tidak memburuk (Elsye Souvriyanti, 00). Kondisi pasien dapat memburuk kapan saja dan di mana saja. Untuk itu diperlukan sebuah sistem yang bisa memberi notifikasi kepada dokter agar bisa melakukan tindakan jika pasien menunjukkan hasil yang kurang atau lebih dari normal. Alat monitoring ini pernah dibuat Nanang tahun 0 dengan judul Alat Ukur Saturasi Oksigen Dalam Darah Manusia Secara Non- Invasive. Pada alat tersebut belum terdapat parameter untuk BPM dan pengaplikasian dalam PC yang ditampilkan sinyal dan numerik dari BPM dan SPO. Berdasarkan hasil identifikasi masalah di atas, maka penulis akan membuat alat Fingerstip Puse Oxymeter tampil PC yang merupakan penyempurnaan dari alat yang telah dibuat sebelumnya. Penyempurnaan alat yang akan penulis buat sebagai kombinasi alat tersebut diatas yaitu dengan menggunakan parameter untuk BPM dan SPO, menggunakan fitur PC. I. Batasan Masalah Pada perancangan modul ini, penulis membatasi bagian-bagian yang berkaitan dalam pembuatan alat. Hal tersebut dimaksudkan agar tidak terjadi pelebaran masalah. Adapun batasan-batasan tersebut meliputi:.. Menggunakan Sensor Fingers.. Peletakkan Sensor hanya pada jari (diutamakan telunjuk).. Pengukuran dilakukan pada orang dewasa.. Terdapat indikator untuk nilai BPM < 0 dan > 00.. Menggunakan IC mikrokontroler untuk pengolahan datanya.. Menggunakan alat pembanding untuk pengambilan data.. Ditampilkan PC..8 Menggunakan program Delphi untuk interface ke PC..9 Hasil nilai BPM akan ditampilkan secara realtime I. Rumusan Masalah Dapatkah dikembangkan alat monitoring SPO dan BPM dengan menampilkan sinyal dan numerik pada PC? I. Tujuan Penelitian.. Tujuan Umum Dibuatnya alat monitoring SPO dan BPM dengan menampilkan sinyal dan numerik pada PC... Tujuan Khusus... Membuat rangkaian sensor fingers... Membuat rangkaian minimum system Atmega8... Membuat rangkaian filter dan penguat... Membuat software menggunakan delphi untuk tampilan ke PC... Membuat software pemrograman mikrokontroler... Melakukan uji fungsi alat. Manfaat Penelitian.. Manfaat Teoritis... Untuk menambah pengetahuan mahasiswa Teknik Elektromedik mengenai alat diagnostik terutama alat persentase oksigen dan penghitungan BPM melalui aliran darah pada jari tangan.... Sebagai referensi penelitian selanjutnya.. Manfaat Praktis... Manfaat untuk User Dengan adanya alat ini diharapkan dapat memudahkan user (perawat atau dokter) dalam memantau kondisi pasien.... Manfaat untuk Pasien Pasien tidak akan merasakan sakit saat menggunakannya.
... Manfaat untuk Teknisi Teknisi dapat mengembangkan peralatan kesehatan sejalan dengan kemajuan teknologi.. Diagram Alir Diagram alir sistem II. METODE PENELITIAN. Blok Diagram Gambar. Diagram Alir Keseluruhan III. PEMBAHASAN. Rangkaian Multiplexer Spesifikasi dari rangkaian Multiplexer yang diperlukan adalah:. Menggunakan IC CD0 Gambar. Blok Diagram. Menggunakan tegangan + VDC, - VDC dan GND. Kaki, 0, 9 dan pada IC dipergunakan untuk mengatur pengaktifan kaki output Multiplexer.. J dipergunakan untuk mengukur output Multiplexer yang terdapat pada kaki dan.. Didapatkan rangkaian keseluruhan Multiplexer seperti dibawah ini :
8 8 + - + - 8 +v. Membutuhkan tegangan input IC J Logika 0 9 U8 0 MUX/DX < > < > 0 < > M 8 - < > < > EN9 < > < > < > 9 8 < > J Out sebesar +VDC, -VDC. Rumus penguatan rangkaian : J8 IN -v Gambar.. Rangkaian Multiplexer. J untuk mengecek outputan rangkaian.. Didapatkan rangkaian seperti gambar di bawah ini: C 00nF C 00nF R K8 R 80K R K8 R 80K C C R R UA LF C C R8 R UB LF J Out BPM J8 GND Gambar.. Input Multiplexer J VCC Gambar.. Rangkaian Amplifier dengan filter J VEE Gambar.. Output Multiplexer kaki Gambar.. Output Multiplexer kaki Pada rangkaian penguat pertama, output photo diode akan dihubungkan kapasitor sebagai coupling untuk memblok tegangan DC dan hanya melewatkan sinyal dari output Multiplexer. Sinyal tersebut akan masuk ke penguat pertama. Penguat yang digunakan adalah penguat non-inverting karena tidak membutuhkan pembalik sinyal. Untuk penguatan kedua kapasitor digunakan untuk mengilangkan noise yang masih ada, kemudian sinyal tersebut masuk ke penguat kedua. Penguat yang digunakan adalah penguat non-inverting. Besar penguatan dapat dihitung dengan rumus berikut:. Rangkaian Amplifier dengan filter Spesifikasi dari rangkaian amplifier yang diperlukan adalah:. Menggunakan IC LF
8 + - Hasil penguatan sinyal sebesar 0x. Hal yang sama dilakukan pada penguatan pertama dan kedua. Langkah-langkah pengaturan/pengujian yaitu:. Mengatur time/div dan scale atau menekan tombol autoset pada osiloskop digital.. Memeriksa output J pada rangkaian amplifier menggunakan osiloskop. Berikut hasil output pada osiloskop :.. Rangkaian LPF 0,8 Hz Spesifikasi Rangkaian LPF 0,8 Hz yang diperlukan adalah :. Menggunakan IC LF sebagai Non Inverting dan buffer.. Menggunakan tegangan sebesar + VDC dan - VDC.. Nilai output :. Gambar rangkaian sebagai berikut : J IN R 0K C 0uf J VEE UA LF J Out J VCC Gambar..8Rangkaian LPF 0,8 Hz Langkah-langkah pengujian yaitu: Gambar.. Output Amplifier dari Multiplexer kaki. Mengatur time/div dan scale atau menekan tombol autoset pada osiloskop digital.. Memeriksa output J pada rangkaian LPF 0,8 Hz menggunakan osiloskop. Berikut hasil output pada osiloskop : Gambar.. Ouput Amplifier dari Multiplexer kaki Pada rangkaian amplifier, output sinyal AC RED dan AC IR masih tercampur, maka diperlukan rangkain Multiplexer. Gambar..9 Output LPF 0,8 Hz dari Multiplexer kaki
GND VCC 0 Program diatas merupakan program yang digunakan untuk mengirim data dari hasil pembacaan ADC ke PC. Gambar..0 Output LPF 0,8 Hz dari Multiplexer kaki. Rangkaian Minimum Sistem + V J + V R Listing Program Delphi SndPlaySound('E:\Tugas Akhir\New folder ()\Untuk maju\delphi\beep.wav',snd_as ync); if bpm= then begin startime:=gettickcount; end else if bpm=0 then begin SUPPLY C 00 nf K SW RESET C pf Y C pf J 8 J 8 PORT A PORT B J PROGAMMER + V U 9 RESET PC0/SCL PC/SDA XTAL PC/TCK XTAL PC/TMS 0 PC/TDO 9 PA0/ADC0 PC/TDI 8 8 PA/ADC PC/TOSC 9 PA/ADC PC/TOSC PA/ADC PA/ADC PD0/RXD PA/ADC PD/TXD PA/ADC PD/INT0 PA/ADC PD/INT 8 PD/OCB 9 PB0/T0/SCK PD/OCA 0 PB/T PD/ICP PB/AIN0/INT PD/OC PB/AIN/OC0 PB/SS PB/MOSI 0 8 PB/MISO AVCC PB/SCK AREF AGND stoptime:=gettickcount; TempHasil:=((stoptimestartime )/0)/0; TempHasil:=(TempHasil*0)*. ; if (TempHasil <= 0) AND (TempHasil >= 0) then Gambar.. Rangkaian Minimum Sistem Listing program pengiriman data ADC : while () { printf("a%db",read_adc(0)); delay_ms(); printf("c%dd",read_adc()); delay_ms(); Label.Caption:=Floattostr(int(T emphasil)); bpm:=0; end; end;. Pengukuran dan Pengujian Tabel. Hasil Pengukuran pada Responden printf("e%df",read_adc()); delay_ms(); printf("g%dh",read_adc()); delay_ms(); }}
Saran : ADC dan konversi HR), Timer dan proses komunikasi serial.. Menggunakan Delphi untuk menggrafikkan sinyal Pleth yang dikirimkan melalui mikrokontroller untuk selanjutnya ditampilkan pada monitor.. Sinyal yang naik turun disebabkan oleh pergerakan pada subyek atau sensor yang kurang pas pada jari.. Sinyal yang naik turun menyebabkan mikro menampilkan nilai HR secara acak. Berdasarkan hasil pembandingan dengan menggunakan patient monitor didapatkan hasil yang berbeda/adanya selisih nilai. Nilai error yang didapat paling besar adalah,% dan paling kecil adalah -, %. Nilai ketidakpastian diperoleh karena masih adanya faktor luar, seperti letak sensor modul dengan pembanding. Sehingga nilai ketidakpastian harus dihitung juga. Nilai terbesarnya adalah, dan terkecilnya adalah 0, IV.. Kelemahan/kekurangan sistem. Belum dilengkapi penyimpanan untuk proses analisa sinyal Pleth.. Noise frekuensi dari luar masih mempengaruhi dengan sangat mudah.. Pada manusia, referensi masing-masing kepekatan darah yang bermacam-macam perlu penyempurnaan software sehingga pada tampilan mampu tersetting secara otomatis. PENUTUP Kesimpulan : Berdasarkan hasil pembahasan dan tujuan pembuatan modul dapat disimpulkan bahwa :. Telah dapat dibuat Modul Fingerstip Pulse Oxymetri (BPM) dengan display PC menggunakan software Delphi.. Pengiriman data antara modul dan PC menggunakan komunikasi serial PL 0.. Menggunakan ATmega8 sebagai pengolah data ADC (pembacaan data. Pengembangan pada range pengukuran spo (dibawah normal).. Menggunakan sensor reflektan. DAFTAR PUSTAKA Ary, Wisnu, Adi (008). Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler ATMEGA8. Yogyakarta : UNDIP Atmel Corporation (00). ATmega 8 Datasheet. Jum at, September 0,.8 WIB https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q= &esrc=s&source=web&cd=&sqi=&ved=0 CBoQFjAAahUKEwj_wOblxpIAhVOlYgK HcDuA&url=http%A%F%Fwww.atmel.com%FImages%Fdoc0.pdf&usg=AFQj CNFBuVsizUgnVZnkUzdDrPjmQA&sig =ESxCfqtFXLfbrpQeC9OQ&bvm=bv.0,bs.,d.dGo Avada (0). How Equipment Works. Sabtu, September 0,.08 WIB http://www.howequipmentworks.com/pulsexi meter Soekidjo Notoatmodjo (00). Metodologi Penelitian Kesehatan. Jakarta : Rineka Cipta Sudoyo, dkk (00). Buku Ajar Penyakit Dalam Edisi Jilid. Jakarta : FKUI Universitas Sumatra Utara (0). Respirasi Pernafasan. Rabu September 0,.0 WIB http://repository.usu.ac.id/bitstream/ 89/08//Chapter%0II.pdf
BIODATA PENULIS Nama : Elita Kartini NIM : P8800 TTL : Sidoarjo, April 99 Alamat : Griya Bhayangkara P/, Sukodono, Sidoarjo Pendidikan : SMA WACHID HASYIM TAMAN 8