Deskripsi
PERALATAN DAN METODE PENGUKURAN PERUBAHAN NILAI TEGANGAN LISTRIK ANTARA TITIK-TITIK AKUPUNKTUR TUBUH SECARA INVASIF UNTUK MENGETAHUI KELAINAN FUNGSI ORGAN TUBUH MANUSIA
Bidang Teknik Invensi Invensi ini berkaitan dengan peralatan dan metode untuk mengukur tegangan listrik tubuh. Lebih khusus peralatan sesuai invensi ini mampu melakukan pengukuran secara serentak tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh melalui elektroda akupunktur non invasif.
Latar Belakang Invensi Dalam bidang kesehatan telah banyak dikembangkan peralatan elektrodarmal (ECG, EEG, dan EMG) yang bebasis komputer, di mana secara biofisika konsepnya adalah mengambil sinyal tegangan listrik tubuh kemudian diperbesar dengan menggunakan bioamplifier. Sayangnya
peralatan tersebut tidak dapat digunakan
untuk mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh karena sifat titik akupunktur yang berbeda dengan titik disekitarnya yaitu "High voltage, low resistance" sehingga perlu peralatan khusus, disamping itu diameter titik akupunktur relatif kecil (1mm – 3mm), sedangkan elektroda yang ada saat ini memiliki diameter rata-rata 5mm, bila elektroda ini digunakan maka yang terukur selain tegangan listrik titik akupunktur juga tegangan listrik sekitarnya, ini yang tidak dikehendaki. Untuk melakukan modifikasi peralatan elektrodarmal yang sudah ada sangat mahal karena harus memodifikasi hardware dan juga softwarenya, oleh karena itu perlu dibuat peralatan yang mampu mengukur tegangan listrik serta elektroda khusus untuk titik akupunktur.
Pengukuran tegangan listrik titik akupunktur tubuh memiliki beberapa kelebihan dibandingkan dengan alat pengambil sinyal tegangan listrik tubuh yang ada (ECG, EEG, dan EMG). Pengukuran tegangan listrik melalui titik akupunktur dengan menggunakan elektroda akupunktur dapat mengetahui kondisi enam organ (sehat atau sakit) secara serentak. Umumnya pengukuran tegangan listrik tubuh hanya untuk mengetahui satu jenis kelainan organ (1 penyakit). Oleh karena itu perlu dikembangkan peralatan yang mampu
mengukur tegangan listrik yang dilengkapi dengan elektroda khusus untuk titik akupunktur. Sudah ada paten tentang metode dan alat diagnosis penyakit nomor CN1059463 dan paten
nomor US2005075579. Baik invensi ini maupun paten
tersebut menggunakan sifat kelistrikan titik akupunktur, tetapi memiliki metode yang berbeda dari invensi ini. Paten nomor CN1059463 adalah menggunakan metode invasive yang mengukur impedansi listrik titik akupunktur. Sedangkan paten nomor US2005075579 adalah metode non invasive untuk mengukur perubahan impedansi listrik jaringan karena adanya keganasan penyakit (kanker) dengan menggunakan elektroda Ne. Kedua paten tersebut mengukur impedansi listrik . Tujuan invensi ini adalah menyediakan peralatan dan metode untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh dengan elektroda akupunktur non invasif. Peralatan ini mampu mengendalikan pengukuran enam elektroda secara serentak, di mana pengambilan data melalui elektroda akupunktur dapat diamati secara langsung melalui layar monitor dalam bentuk profil tegangan listrik.
Uraian Singkat Invensi Peralatan pengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur secara non invasif sesuai invensi ini terdiri dari piranti Akupotensiograf yaitu suatu piranti yang dirancang khusus untuk mengetahui perubahan tegangan listrik di antara titik-titik akupunktur tubuh. Piranti “Akupotensiograf” ini mampu mengendalikan pengukuran dengan enam pasang elektroda secara serentak. Di Dalam pengukuran, “Akupotensiograf” dihubungkan dengan elektroda akupunktur non invasif yang berfungsi sebagai pengambil data tegangan listrik titik akupunktur tubuh, di mana semua proses pengambilan data ini dikendalikan oleh komputer. Agar hasil pengukuran memiliki nilai optimal maka perlu metode khusus yaitu dengan memeperhatikan langkah-langkah: pengambilan stratum corneum, pemasangan elektroda pada titik akupunktur, dan pengambilan/pencuplikan data dilakukan setiap 2 detik selama 100 detik, di mana pada setiap pengambilan data dapat diamati secara langsung dalam satu grafik melalui layar monitor. Keuntungan
elektroda
akupunktur pada invensi ini adalah : 1. 1.
Bahan logam tahan karat yang mudah didapat dan harganya murah
2. 2.
Mempunyai fungsi ganda yaitu :
a. Fungsi sebagai alat pengambil data tegangan listrik titik akupunktur tubuh, bila digunakan bersama “Akupotensiograf “ b. Fungsi sebagai jarum akupunktur (pada terapi), artinya elektroda sebagai penghantar arus listrik yang masuk ke dalam tubuh, bila digunakan bersama piranti stimulator.
Uraian Singkat Gambar Perwujudan invensi akan diuraikan secara terperinci dengan mengacu pada gambar-gambar yang menyertai, di mana : Gambar 1a. Diagram kotak peralatan pengukuran menurut invensi ini yang terdiri dari kotak elektroda (A) yang berisi enam elektroda A1 sampai dengan A6; piranti ”Akupotensiograf”(P) yang berisi kotak penguat (X), rangkaian multiplekser (F), dan Optocoupler/optoisolator(G); dan kotak Q yang terdiri dari rangkaian antarmuka PPI (H), dan Komputer (I). Gambar 1b. Kotak penguat (X) yang terdiri dari Filter (B) yang dihubungkan dengan rangkaian bioamplifier (C), rangkaian ADC (D), dan rangkaian buffer (E). Gambar 2a adalah gambar skematik elektroda akupunktur non invasif tampak samping sesuai invensi. Eletrode ini terdiri atas bagian kepala (1), penyangga (2), isolator (3), dan ujung (4) berdiameter (d) sesuai dengan diameter titik akupunktur. Gambar 2b adalah elektroda tampak atas sesuai invensi ini. Gambar 3 adalah ilustrasi konsep hubungan antara titik akupunktur (L), dengan organ di dalam tubuh (N) melalui jalur/saluran komunikasi yang disebut dengan meridian (M), di mana K adalah
suatu perlakuan terapi pada titik
akupunktur, sedangkan S adalah perlakuan pengukuran tegangan listrik pada titik akupunktur sesuai invensi ini. Gambar 4a adalah letak titik-titik akupunktur pada meridian VII (meridian Kandung Kemih) yang digunakan dalam invensi ini yaitu titik VII.18 (Gan shu), titik VII.21 (Wei shu), dan titik VII.23 (Shen shu). Gambar 4b. Adalah letak titik akupunktur acuan pada meridian XIV (meridian Tu), yang digunakan dalam invensi ini, yaitu titik XIV.4 (Mingmen), Gambar 5a adalah contoh hasil pengukuran tegangan listrik titik akupunktur Gambar 5b. Adalah contoh hasil analisis
data pengukuran dengan
menggunakan metode FFT (Fast Fourier Transform). Gambar
6
adalah
contoh
hasil
analisis
data
pengukuran
dengan
menggunakan metode JST (Jaringan Saraf Tiruan).
Uraian Lengkap invensi Merujuk pada gambar 1a dan 1b, peralatan untuk mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh sesuai dengan invensi ini terdiri dari
kotak piranti
”Akupotensiograf” (P), kotak Elektroda akupunktur (A), dan kotak Q yang terdiri dari rangkaian antarmuka PPI (H), dan Komputer (I). Piranti ”Akupotensiograf” (P) terdiri atas beberapa sub kotak rangkaian penguat (X) yang semuanya dihubungkan dengan rangkaian multiplekser (F), yang selanjutnya rangkaian multiplekser tersebut dihubungkan dengan rangkaian optocoupler/optoisolator (G). Penguat (X) terdiri dari 6 kanal, di mana masing-masing kanal pada rangkaian penguat X terdiri atas Filter (B) yang dihubungkan dengan rangkaian bioamplifier (C), kemudian dihubungkan dengan rangkaian ADC (D), dan terakhir dengan rangkaian buffer (E). Agar pengambilan data dapat diamati maka piranti ”Akupotensiograf” dihubungkan dengan komputer (I) oleh PPI (H). Elektroda (A1 sampai dengan A6) seperti gambar 1a, gambar 2a, dan 2b berfungsi sebagai pengambil data tegangan listrik titik akupunktur tubuh yaitu dengan cara menempelkan elektroda pada permukaan kulit (non-invasive). Pengambilan data dilakukan setiap 2 detik selama 100 detik, untuk mendeteksi adanya perubahan tegangan listrik di titik akupunktur. Karena sinyal yang terdeteksi sangat lemah maka setiap pasang elektroda (A1 sampai dengan A6) dilakukan penguatan yaitu dengan menggunakan rangkaian bioamplifier (C1 sampai dengan C6) yang menggunakan dasar penguatan non-inverting. Untuk menghilangkan noise yang besar akibat turut dikuatkan, maka sebelum sinyal masuk ke rangkaian bioamplifier (C1 sampai dengan C6) dilakukan pem-filteran terlebih dahulu. Filter (B1 sampai dengan B6) yang digunakan adalah Band Reject Filter yang biasa disebut dengan notch filter. Jenis filter (B1 sampai dengan B6) ini adalah passive notch filter (Twin-T). Digunakan filter pasif karena setelah rangkaian filter (B1 sampai dengan B6) terdapat rangkaian bioamplifier (C1 sampai dengan C6) yang berfungsi untuk menguatkan sinyal. Agar sinyal tegangan listrik yang berupa sinyal analog dapat diproses/diolah menggunakan komputer ( I ), maka sinyal tersebut perlu dikonversi terlebih dahulu
dengan menggunakan rangkaian ADC (D1 sampai dengan D6). Rangkaian ADC yang digunakan adalah ADC 8 bit. Keluaran dari ADC adalah sinyal digital dengan logika bilangan biner dimana logika 1 sama dengan nilai tegangan +5 volt sedangkan logika 0 sama dengan nilai tegangan 0 volt. Selanjutnya data bilangan biner yang merepresentasikan perubahan tegangan listrik titik akupunktur tersebut diproses menggunakan komputer ( I ) dan ditampilkan dalam bentuk grafik profil tegangan listrik fungsi waktu melalui rangkaian antarmuka PPI 8255 (H). Untuk menghindari adanya drop tegangan pada keluaran ADC maka data biner tersebut (yang sebenarnya juga berupa tegangan listrik) dilewatkan rangkaian buffer (E1 sampai dengan E6) agar tegangannya konstan +5 volt untuk logika 1 dan 0 volt untuk logika 0. Seperti dijelaskan diatas bahwa piranti ”Akupotensiograf” (P) ini memiliki 6 kanal yang dapat diambil datanya secara bergantian oleh komputer (I). Untuk itu dibutuhkan rangkaian multiplekser (F) yang berfungsi sebagai switch untuk memilih kanal yang akan diambil datanya. Rangkaian multiplekser (F) ini dikontrol oleh komputer (I) melalui PPI (H). Agar kulit terhindar dari kebocoran arus yang timbul akibat koneksi antara komputer (I) dengan ”Akupotensiograf” (P) maka sistem transfer datanya melalui optocoupler/optoisolator (G), jadi transfer datanya menggunakan cahaya bukan tegangan listrik secara langsung. Perbedaan utama dengan peralatan elektrodarmal yang ada saat ini adalah bahwa peralatan untuk mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh pada invensi ini mampu mengendalikan pengukuran enam pasang elektroda (A1 sampai dengan A6) secara serentak, sehingga tidak perlu melakukan pengukuran ulang. Lebih jelasnya peralatan ”Akupotensiograf” (P) pada invensi ini dapat mengetahui perubahan tegangan listrik pada enam pasang titik akupunktur tubuh secara serentak. Gambar 2a adalah elektroda akupunktur non invasif A (A1 sampai dengan A6) pada invensi ini yang terbuat dari logam tahan karat dan terdiri atas kepala elektroda (1) berbentuk bulat dengan diameter 5 – 10 mm agar mudah dijepit dengan lidah buaya, penyangga elektroda (2) berbentuk bundar memiliki diameter 10 – 20 mm dengan tebal 1 – 5 mm supaya mudah menempel di tubuh. Pengambilan tegangan listrik hanya melalui ujung elektroda yang berbentuk tabung dengan tinggi 2 - 3 mm, dan berdiameter (d) 1 – 2 mm. Diperlukan isolator (3) yang berfungsi sebagai pembatas/sekat antara kulit dengan elektroda. Gambar 2b adalah elektroda
akupunktur non invasif nampak dari atas, lingkaran garis-garis adalah bahan isolator, sedangkan lingkaran garis tebal adalah elektroda. Merujuk pada gambar 3, teori akupunktur menyatakan bahwa pada tubuh manusia terdapat sistem meridian yaitu jalur/saluran yang menghubungkan antara permukaan tubuh dengan organ dalam tubuh, di mana dalam satu meridian terdapat beberapa titik akupunktur yang dimanfaatkan sebagai pintu masuknya rangsangan ke dalam meridian (Mann, 1974). Invensi ini berkaitan dengan pemanfaatan titik akupunktur yang selama ini hanya digunakan sebagai titik terapi gangguan fungsi organ, pada invensi ini dapat dibuktikan bahwa titik akupunktur yang terletak pada meridian VII, dan meridian XIV dapat digunakan sebagai titik indikator (untuk mendeteksi gangguan fungsi organ). Misal titik akupunktur VII.18 adalah titik terapi untuk penderita gangguan fungsi hati, titik VII.21 untuk gangguan Gastro Intestinal, dan VII.23 untuk gangguan fungsi ginjal. Melalui penggabungan konsep Biolistrik dan konsep keseimbangan Yin Yang pada invensi ini yaitu dengan cara membandingkan keseimbangan biolistrik (tegangan listrik) titik akupunktur sisi kanan dan sisi kiri tubuh, terbukti bahwa titik-titik tersebut di atas dapat membedakan kondisi organ sehat atau sakit. Merujuk pada gambar 4, titik akupunktur sebagai titik indikator pada invensi ini dipilih titik akupunktur su-belakang yang terletak pada meridian VII (tubuh bagian belakang) yaitu : VII.13, VII.14, VII.15, VII.18, VII.19, VII.20, VII.21, VII.22, VII.23, VII.25., VII.27, VII.28, Sedangkan titik acuan dipilih titik akupunktur yang terletak di median tubuh, yaitu meridian XIV (tubuh bagian belakang). Metode pengukuran sesuai invensi ini dilakukan dengan tahapan sebagai berikut : •
- Sebelum pengukuran tegangan listrik dimulai, terlebih dahulu dipilih lokasi yang bebas penyakit kulit dan tidak mempunyai luka di sekitar titik akupunktur yang akan diukur.
-
Menentukan titik acuan (titik akupunktur sebagai ground) di median tubuh bagian belakang yaitu titik XIV.4 (Mingmen) yang mempunyai kedalaman 0,5 inci – 0,8 inci, terletak di bawah proximal spinalis L 2, setinggi lekuk pinggang.
•
- Menentukan titik indikator (titik akupunktur sebagai titik indikator): titik-titik indikator ini terletak di tubuh bagian belakang (pada meridian VII) yang disebut dengan titik-titik Su Belakang. Dari beberapa titik Su Belakang di pilih titik-titik yang berkaitan dengan organ yang ingin diketahui kondisinya
-
Agar hasil pengukuran optimal maka sebelum pengukuran terlebih dahulu dilakukan pembuangan lapisan stratum corneum kulit yaitu dengan menggunakan selotip yang ditempelkan pada kulit, kemudian dibuang. Pembuangan lapisan stratum corneum ini dilakukan sebanyak 1 - 10 kali, bergantung pada lokasi titik akupunktur.
-
Memberi jely sebagai penghantar listrik pada kulit yang sudah dibuang lapisan stratum corneumnya.
-
Memasang elektroda akupunktur pada titik-titik akupunktur yang telah ditentukan, di mana untuk setiap titik akupunktur digunakan satu pasang electrode
(satu
elektroda
sebagai
acuan).
Jadi
setiap
penyakit
dapat
menggunakan dua pasang elektroda (untuk titik akupunktur tubuh sisi kanan dan kiri), atau hanya satu pasang elektroda sesuai kebutuhan. -
Mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh secara serentak pada setiap pengukuran
yang
dilakukan
selama
100
detik
dengan
interval
pengambilan/pencuplikan data setiap 2 detik, sehingga diperoleh 50 data untuk setiap titik dalam bentuk profil tegangan listrik fungsi waktu. - Memproses data profil tegangan listrik fungsi waktu menjadi profil
tegangan
listrik fungsi frekuensi (dengan FFT = Fast Fourier Transform) untuk dianalisis, atau langsung menganalisis data profil tegangan listrik fungsi waktu dengan menggunakan Jaringan Saraf Tiruan (JST). Kemudian hasil analisis ditampilkan di peralatan dalam bentuk pernyataan sehat atau sakit sesuai hasil pengukuran. Gambar 5a adalah gambar hasil pengukuran di titik akupunktur dalam bentuk profil tegangan listrik fungsi waktu. Gambar 5b adalah hasil analisis dari pengukuran tegangan listrik dengan metode FFT (Fast Fourier Transform). Selanjutnya dari gambar 5a dan 5b menunjukkan ada 3 kondisi yang berbeda yaitu gambar (a) kondisi sehat, gambar (b) sakit kronik 1, dan gambar (c) sakit kronik 2. Gambar 6 adalah hasil analisis dari pengukuran tegangan listrik fungsi waktu dengan metode (JST Jaringan Saraf Tiruan) yang menunjukkan bahwa sehat (gambar 5a) berbeda dengan sakit kronik 1 (gambar 5b), dan kronik 2 (gambar 5c)
Klaim:
1. Suatu peralatan untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh secara invasif untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia yang terdiri dari: enam pasang elektroda (A1-A6) untuk mengambil secara serentak sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh; enam pasang penguat (X1-X6) untuk menguatkan sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh tersebut; suatu multiplekser (F) untuk mengambil secara serentak sinyal-sinyal tegangan listrik titik akupunktur dari keenam pasang elektroda tersebut; suatu optocoupler/optoisolator (G) yang dihubungkan dengan multiplekser dan berfungsi sebagai isolator sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh tersebut; suatu antarmuka PPI (Periferal Programmable Interface) (H) sebagai antarmuka ke suatu komputer; dan suatu komputer (I) untuk mengolah dan menampilkan sinyal-sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia.
2. Peralatan untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia dari klaim 1, dimana enam pasang penguat tersebut masing-masing terdiri dari: suatu filter (B) untuk membuang noise atau desah dari sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh tersebut; suatu bioamplifier (C) untuk menguatkan beda potensial (tegangan listrik) pada titik-titik akupunktur tubuh tersebut; suatu ADC (Analog to Digital Converter) (D) untuk mengubah sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh analog tersebut menjadi tegangan listrik ke dalam bentuk digital; dan Suatu penyangga (buffer) (E) untuk menyangga keluaran dari filter tersebut.
3. Peralatan untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia dari klaim 1, dimana masing-masing dari enam pasang elektroda (A1-A6) tersebut terdiri dari: suatu kepala elektroda (1) berbentuk bulat berdiameter 5 mm; suatu penyangga elektroda (2) bentuk lempeng bundar yang memiliki ketebalan 1 mm dan berdiameter 10 mm;
suatu
isolator
(3) berdiameter
10-11 mm
yang berfungsi sebagai
pembatas/sekat antara kulit dengan penyangga elektroda tersebut agar pengambilan tegangan listrik hanya melalui ujung elektroda; dan ujung elektroda (4) berdiameter 1-2 mm.
4. Suatu metode pengukuran tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh yang terdiri dari langkah- langkah :
membuang lapisan stratum corneum kulit dengan menggunakan selotip yang ditempelkan pada kulit kemudian dibuang paling banyak 10 kali. memberikan jely sebagai penghantar listrik pada kulit yang sudah dibuang lapisan stratum corneumnya; memasang
elektroda-elektroda
pada
titik akupunktur
yang
telah
ditentukan; mengambil/mencuplik data tegangan listrik di titik akupunktur dilakukan setiap 1 - 2 detik selama 60 - 300 detik.
Abstrak
PERALATAN DAN METODE PENGUKURAN PERUBAHAN NILAI TEGANGAN LISTRIK ANTARA TITIK-TITIK AKUPUNKTUR TUBUH SECARA INVASIF UNTUK MENGETAHUI KELAINAN FUNGSI ORGAN TUBUH MANUSIA
Invensi ini berkaitan dengan peralatan dan metode untuk mengukur tegangan listrik tubuh. Lebih khusus peralatan sesuai invensi ini mampu melakukan pengukuran secara serentak perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh melalui elektroda akupunktur non invasif.
Pengukuran dapat dilakukan secara serentak dengan enam elektroda untuk mengetahui tiga kondisi yang berbeda, di mana setiap pengambilan data oleh elektroda akupunktur dapat diamati secara langsung dalam satu grafik melalui layar monitor dalam bentuk profil tegangan listrik fungsi waktu.
1/5
A
P
A1
X1
A2
X2
A3
X3 F
A4
X4
A5
X5
A6
X6
Q
G
H
I
Gambar 1a
X1 B1
C1
D1
E1
F X6 B6
C6
D6
Gambar 1b
E6
2/5
1
2 3
4 d
Gambar 2a
3 1
2 d
4
Gambar 2b
K
M
N
L S
Gambar 3
3/5
Gambar 4a
Gambar 4b
4/5
(a)
(b)
(c)
Gambar 5a
Gambar 5b
5/5 100
80
60
40
20
0 1
2
3
4
5
6
7
8
-20
-40 Series1
Series2
Series3
Series4
Series5
Series6
Series7
Series8
Gambar 6a 60
40
20
Series1
0 1
2
3
4
5
6
7
Series2
8
Series3 Series4
-20
Series5 Series6 Series7
-40
Series8
-60
-80
-100
Gambar 6b 60
40
20
Series1 Series2
0 1
2
3
4
5
6
7
8
Series3 Series4 Series5 Series6
-20
Series7 Series8 -40
-60
-80
Gambar 6C
