Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
Monitoring Heart Rate, Respiration Rate di lengkapi Sensor Suhu ke Personal Komputer menggunakan Bluettoth (Raden Duta Ikrar Abadi1, I Gede Dewa Hari W2, Torib Hamzah3)
Jurusan Teknik Elektromedik POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTRIAN KESEHATAN SURABAYA ABSTRAK Heart rate dan suhu tubuh pasien adalah teknik pemeriksaan yang sering di lakukukan, cukup dengan menjepitkan jari telunjuk dengan fingger sensor dan meletakan sensor suhu pada bagian ketiak pasien langsung dapat terpantau kondisi tubuhnya melalui lampu indikator penyakit normal dan abnormal yang terletak pada modul, selain itu hasil grafik kondsi jantung dan ploting suhu tubuh dapat di lihat pada tampilan interface PC melalui jaringan nirkabel bluettoth. Hasil pemeriksaan tersebut dapat langsung tersimpan menggunakan database pasien. Oleh karena itu penulis ingin merancang alat dengan judul “Monitoring Heart Rate di lengkapi sensor suhu ke personal komputer menggunakan bluettoth. Dalam proses pengambilan data pada parameter Heart Rate penulis menggunakan fingger sensor yang memanfaatkan perubahan aliran pembulu darah pada jari telunjuk, sedangkan untuk parameter suhu tubuh penulis menggunakan sensor LM – 35 yang dapat memantau suhu tubuh mulai 30 – 40 ° C. Pada prosesnya mikrokontroller yang menggunakan At 8535 hanya berfungsi sebagai akusisi data ADC, dimana pengolahan data sepenuhnya terletak pada PC di aplikasi dellpi, dan pengiriman data menggunakan bluettoth HC – 05 dimana hanya mampu mengirimkan data sejauh 5 meter. ADC Bedasarkan data hasil pengukuran melalui simulasi osiloskop dan pengujian terhadap pasien sebanyak 5 x di peroleh rata rata xx % eror pada parameter Heart Rate, sedangkan untuk parameter suhu tubuh kami melakukan perbandingan dengan termometer digital yang memiliki kesalahan eror sebesar 0,23% dari 5x pengambilan data. Setelah melakukan proses pembuatan modul, studi literatur perencanaan pengujian alat, dan pendataan secara umum dapat di simpulkan bahwa alat “ Monitoring Heart Rate di lengkapi sensor suhu ke personal komputer melalui bluettoth” dapat di gunakan> Kata Kunci: Heart Rate, Suhu Tubuh,
2.3. PENDAHULUAN 2.4. Latar Belakang Monitoring BPM (Beat Per Menit) adalah salah satu teknik pengamatan yang sangat di butuhkan dalam pemeriksaan medis, karena pengamatan BPM sendiri prosesnya cukup mudah yaitu dengan cara menjepitkan jari telunjuk tangan pada sensor photodiode dan inframerah. Hasil pendeteksian pembulu darah pada jari tangan akan dapat terlihat pada pasien monitor. Heart rate sendiri merupakan detak jantung per satuan waktu yang biasanya dinyatakan dalam beats per menit (bpm) (Ahmad, 2015). Jumlah detak jantung manusia sangat di pengarui oleh suhu tubuh manusia itu sendiri, karena cepat lambatnya jantung manusia dalam memompa darah ke seluruh tubuh tergantung pada perubahan suhu manusia itu sendiri. Heart rate orang dewasa berkisar antara 60 – 100 bpm, namun Heart Rate sendiri tidak dapat di tentukan dari setiap individu manusia, hal ini tergantung dari aktifitas fisik, suhu udara sekitar, posisi tubuh ( tidur/ berdiri ), tingkat usia, emosi dan obat obatan yang sedang di konsumsi ( Muhamad, 2014 ). Sedangkan suhu tubuh manusia normal berkisar antara 32° - 34°C,
namun untuk dapat menentukan bahwa suhu tubuh manusia tersebut dalam keadaan normal atau tidak, di perlukan pemantauan secara bersamaan dengan parameter Heart Rate, Pemantauan ini harus dilakukan secara intensif sesuai dengan penyakit yang di deritanya ( Anhari, 2013 ). Pada saat penulis melakukan pengamatan di RSUD Jombang dan Sidoarjo, alat monitoring BPM, dan sensor suhu sudah di gunakan secara efektif di ruang perawatan intensif. Harapan kami dapat membuat alat yang memiliki fungsi yang sama di lokasi kami melakukan pengamatan yang di harap dapat di gunakan di instalasi kesehatan menengah kebawah, sehingga para perawat dan dokter tidak melakukan kegiatan berulang serta riwayat data pasien dapat terpantau melalui monitoring Personal Komputer Alat monitoring BPM sendiri pernah di buat oleh Saiful Huda pada tahun 2011 dengan judul “ Monitoring BPM dengan Menggunakan Wirelles Berbasis Mikrokontroller AVR ATTINY 2313”. Pada Alat tersebut belum terdapat parameter untuk suhu tubuh dan pengaplikasian belum menggunakan PC. Dan di tahun yang sama
1
Seminar Tugas Akhir
alat ini juga di kembangkan oleh Fahmi Farisandi dan Ahmad Fatkudin yang membuat alat dengan judul “Patient Diagnostik Portable Dilengkapi dengan Indikator Normal/Abnormal“ yang mampu menganalis tingkat perubahan BPM, dan perubahan suhu tubuh pasien yang di tampilkan pada display seven segment yang periodik. Sehubungan dengan hal tersebut maka penulis ingin menyempurnakan modul yang sudah ada dilengkapi dengan pengiriman data menggunakan jaringan nirkabel bluettoth dan dengan penyimpanan riwayat pasien sehingga penulis merancang sebuah modul dengan judul “Monitoring Heart Rate, Dilengkapi Dengan Sensor Suhu Ke (PC) Melalui Bluetooth ( Parameter BPM dau Suhu Tubuh )”. 1.1. Batasan Masalah Agar tidak terjadi perluasan masalah maka akan dibatasi masalah tersebut, antara lain : 1.1.1. 1.1.2.
Menggunakan finger sensor Peletakan finger sensor diletakkan hanya pada jari telunjuk 1.1.3. Pembuatan sensor tubuh menggunakan LM35 1.1.4. Peletakkan sensor suhu pada ketiak pasien 1.1.5. Pasien harus dalam keadaan tenang agar jumlah denyut jantung yang terekan stabil 1.1.6. Pengambilan data BPM dan suhu tubuh selama 60 detik 1.1.7. Monitoring BPM dan sensor suhu dikirim melalui Bluetooth dengan jarak maximal 5 meter 1.1.8. Pemantauan di lakukan selama 1 jam 1.1.9. Menggunakan batray sebagai sumber tegangan 1.1.10. Hanya di lakukan untuk satu pasien
2.5. Rumusan Masalah Dapatkah di buat alat monitoring Heart Rate dan Suhu Tubuh yang dapat menambilkan indicator normal dan abnormal 2.6. Tujuan Penelitian 1.1.1. Tujuan Umum Di buatnya alat monitoring heart rate dan suhu tubuh yang di lengkapi indicator normal dan abnormal serta mampu melakukan pengiriman data pasien ke PC menggunakan Bluettoth 1.1.2. Tujuan Khusus 1.1.2.1. Membuat rangkaian heart rate
Mei 2016
1.1.2.2. Membuat rangkaian filter pasif pada sensor suhu LM – 35 1.1.2.3. Membuat rangkaian minimum system 1.1.2.4. Membuat indicator normal dan abnormal 1.1.2.5. Membuat sistem pengendali pengiriman data 1.1.2.6. Membuat program interface menggunakan program delpi 2.7. Manfaat 1.1.3. Manfaat Teoritis a. Hasil penelitian dapat meningkatkan wawasan ilmu pengetahuan di bidang Teknik Elektromedik khususnya peralatan life support dan sebagai refrensi untuk penelitian selanjutnya 1.1.4. Manfaat Praktis Dapat memudahkan para perawat dan dokter pada instansi kesehatan dalam melakukan diagnose pasien sehingga dapat memberikan penanganan lebih cepat serta memudahkan para rekam medik dalam melakukan penyimpanan data 2. METODOLOGI 2.1. Diagram Block
Gam bar 2.1 Bloc k Diagram Keseluruhan 2.8. Ketika tombol power di tekan ketiga parameter akan langsung menyala yaitu finger sensor , LM – 35 dan Micondensor, namun perlu di perhatikan tempat pemasanganya sesuai dengan fungsi masing masing parameter, ketika proses menghembusan nafas terjadi maka akan dideteksi oleh modul sensoe suara FC-04 yang dimana outputannya adalah digital 0 dan 1 untuk menghitung jumlah nafas dalam 1 menit. Hasil dari perhitungan tersebut akan diproses oleh mikrokontroller. Kemnudian Proses selanjutnya di tandai dengan keluarnya grafik dan angka
Seminar Tugas Akhir
pada tampilan PC yang di kirimkan melalui jaringan nirkabel (bluetooth). Data dari pc akan dikirimkan ke mikrokontroller kembali dan data akan ditamilkan pada LCD karakter 2 x 16. Jika dari setiap parameter mengalami kelebihan atau kekurangan dari jumlah batas normal parameter maka lampu indicator penyakit akan menyala. Merah untuk abnormal dan hijau untuk normal.
Mei 2016
Gambar 2.2 Diagram Alir Saat alat di hidupkan sensor suhu LM 35 mulai bekerja dengan menganalisis perubahan suhu sekitar yang akan di olah pada ADC mikrokontroller. Saat proses inisialisasi selesai data ADC pada output mikrokontroler akan di kirimkan menggunakan bluettoth dengan jalur TX yang akan di terima pada PC
2.2. Diagram Alir Proses/Program 2.2.1. Diagram Alir Pengiriman BPM 2.3. Diagram Mekanis Sistem
Gambar 2.2 Diagram Alir Saat pertama alat dihidupkan atau dioperasikan, alat akan menginisialisasikan semua sistem kerja dari input dan output kontroller. Dalam selang waktu beberapa detik, alat mulai mendeteksi sinyal denyut aliran darah pada jari pasien, namun operator harus terlebih dahulu menghubungkan jalur com.port bluettoth modul ke PC. Setelah semua proses inisialisasi selesai barulah grafik perubahan sinyal BPM dapat muncul dan tersimpan pada PC 2.2.2. Diagram Alir Pengiriman Suhu
Gambar : Block mekanisme pengiriman data
2.4. Rancangan Penelitian Rancangan penelitian model alat ini menggunakan metode pre-eksperimental dengan jenis penelitian After Only Design. Pada rancangan ini, peneliti hanya melihat hasil pengukuran kebisingan tanpa mengukur keadaan sebelumnya. Tetapi disini sudah ada kelompok control, walaupun tidak dilakukan rendomisasi. Dalam hal ini yang bertindak sebagai kelompok control adalah alat sound level meter yang asli Kelemahan dari rancangan ini adalah tidak tahu keadaan awalnya, sehingga hasil yang didapat sulit disimpulkan. Desain dapat digambarkan sabagai berikut: X O Non Random (-) O X = Treatmen atau perlakuan yg diberikan (variabel Independen) 0 = Observasi (variabel dependen) ( - ) = Kelompok control Paradigma itu dapat dibaca sebagai berikut : Terdapat suatu kelompok diberi treatmen yakni detak jantung dan suhu tubuh 2.5. Variabel Penelitian 2.5.1. 2.5.2.
Variabel Bebas Detak jantung dan Suhu Tubuh Variabel Tergantung
Seminar Tugas Akhir
Mei 2016
Sebagai variable tergantung yaitu finger sensor dan lm 35 2.5.3. Variabel Terkendali Variabel terkendali terdiri yaitu IC Mikrokontroler Atmega
Variabel
Definisi Operasional Variabel
Denyut Jantung Variabel bebas
Jumlah denyut jantung pasien yang diperiksa dalam waktu 1 menit
Pasien monitor
Finger Sensor sebagai sensor yang berfungsi mendeteks i denyut jantung manusia.
Pasien Monitor
Finger Sensor dan (variabel tergantung )
Alat Ukur
Hasil ukur
Skalaukur
60100bp m = normal ; <60bp m & >100b pm = abnor mal Beat per menit
Interva
Sep
Keg iata n
yang
Jan
Fe b
Ma r
Ap r
Me i
J u n
Ju l
Persetuj uan dan Pengesa han
Rasio
3. HASIL DAN ANALISA 3.1 Pengujian dan Pengukuran Modul Perhitungan data pengukuran output penguatan dari heart rate yang memiliki eror maximal sebesar 2,3392 dan eror minimal sebesar 0,762, sedangkan untuk suhu tubuh memiliki eror maximal sebesar 0,029 dan eror minimal 0,00652 3.3. Hasil dan Analisa Data
2.6. Devinisi Operasional dan Variabel
variabel-variabel
Des
Revisi KTI
Duta
kegiatan
No v
Identifik asi Masalah Pembuat an Proposal Ujian proposal Revisi Proposal Pembuat an Modul Pengam bilan Data Pengola han Dan Analisis Data Uji Kelayak an Seminar KTI Ujian KTI
Responden
Dalam
Ok t
Putri
operasionalnya, digunakan
dalam
pembuatan modul, baik variabel tekendali, tergantung, dan bebas memiliki fungsi-fungsi
Nindya Aurelia Karina
antara lain :
2.7 Jadwal Kegiatan
4.
Alat Pembanding Modul Pembanding Modul Pembanding Modul Pembanding Modul Pembanding Modul
X1 90 88 83 83 86 87 69 72 76 77
Pengukuran X2 X3 X4 88 90 88 87 90 88 82 84 83 80 81 82 88 88 88 89 88 87 68 68 70 70 70 73 79 78 74 78 78 71
Pembahasan
Jadwal kegiatan penulis susun menurut jadwal kalender Akademik yang ada di Poleteknik Kesehatan Jurusan Teknik Elektromedik Surabaya. Tabel 2.2 Jadwal Kegiatan
Gambar 5.1. Rangkaian Keseluruhan
X5 89 89 84 83 88 86 67 65 76 74
Rata Rata 89 88,4 83,2 81,8 87,6 87,4 68,4 70 76,6 75,5
Seminar Tugas Akhir
Pada saat sensor bekerja, Infrared sebagai sumber cahaya dan Photodioda sebagai penerima. Infrared memancarkan cahaya dengan panjang gelombang 980 nm pada daun telinga, kemudian cahaya menembus daun telinga dan diterima oleh Photodioda. Cahaya yang diterima dipengaruhi oleh kepekatan darah yang dipompa oleh jantung. Resistor 100 Ohm (R1) berfungsi sebagai resistor pengaman Infrared, sedangkan resistor 750K (R2) digunakan sebagai pembagi tegangan terhadap Photodiode sehingga menghasilkan tegangan yang berubah-ubah dan membuat output dari Photodioda membentuk sinyal AC. Sinyal tersebut belum bisa dihitung frekuensi maupun amplitudonya. Sinyal tersebut masuk pada rangkaian filter pasif High Pass Filter dengan cut off 0,72379 Hz. Sinyal AC tersebut masuk pada IC LM358 yang dimana sinyal tersebut akan dikuatkan menggunakan penguatan Non Inverting dengan Gain 148,05882 x sebanyak 2 kali dan akan difilter dengan menggunakan Low Pass Filter dengan Cut Off 2,341701 Hz. Dengan 2 kali penguatan yang berjumlah 1953,6542X, maka sinyal AC High Low yang keluar dari amplifier terakhir sangat besar, tetapi karena LM358 hanya menggunakan supply 5,0V maka output sinyal yang dihasilkan maksimal 3,4V. Adanya penurunan tegangan disebabkan oleh karakteristik LM358, jika digunakan dalam rangkaian Non-Inverting Amplifier besar outputnya akan di bawah besarnya tegangan supply. 4.3. Program Pembacaan ADC
printf("d"); putchar(read_adc(0)); putchar(read_adc(1)); putchar(read_adc(2)); printf("g") 4.3. Program Pembacaan Data Delpi
Mei 2016
if bpm[menit]<60 then begin Label13.Caption:= 'Heart Rate = Bradicardia'; kelainanHR:=1; end else if bpm[menit]>100 then begin Label13.Caption:= 'Heart Rate = Tacicardia'; kelainanHR:=2; end else begin Label13.Caption:= 'Heart Rate = Normal'; kelainanHR:=3; end;
4.4. Kelemahan/Kekurangan
Sistem Dalam pembuatan modul, penulis tentu tidak luput dari kekurangan, dan penulis sangat berharap kelak kekurangan yang ada dapat diperbaiki dan dikembangkan agar menjadi lebih baik. Kekurangan dari modul ini antara lain: 1. Pasien harus benar benar dalam keadaan diam dan rileks 2. Suhu tubuh masih memiliki rentang yang agak jauh dari pembanding thermometer 5. PENUTUP 5.1. Kesimpulan Secara menyeluruh penelitian ini dapat menyimpulkan bahwa: Telah dibuat Monitoring BPM, Respiration Rate dilengkapi dengan Sendor Suhu ke Personal Komputer Melalui Bluetooth ( Heart Rate men ggunakan finger sensor dan sensor suhu menggunakan lm 35) dengan penyimpanan data pada aplikasi Delphi kondisi pasien harus dalam keadaan tenang pada saat pengukuran.
Seminar Tugas Akhir
6.2. SARAN Pengembangan penelitian ini dapat dilakukan pada: 1. Menggunakan sensor BPM reflektan dan sensor suhu selain lm 35 2. Data yang dikirim dapat ditampilkan melalui WEB
DAFTAR PUSTAKA Heryanto, M.Ary & Wisnu Adi P. 2008. Pemrograman Bahasa C untuk Mikrokontroler Atmega 8535. Yogyakarta. Penerbit Andi Machris. 2008. Perancangan Perangkat Monitoring Denyut Jantung ( Heart Beat Monitoring ) dengan Visualisasi LCD Grafik berbasis ATMEL AT89C51. Konferensi Nasional Sistem dan Informatika 2008 Widodo. 2011. Monitor Denyut Jantung Menggunakan Metode Sensor Cahaya. Teknik Elektro PENS
RS Khandpur (1997). Handbook of Biomedical Instrumentation. McGraw-hill. Soekidjo Notoatmodjo. 2010. Metodologi Penelitian Kesehatan. Jakarta. Rineka Cipta Splash Tronic. 2013. HC-05 Bluetooth To Serial Module + Level Converter. http://splashtronic.wordpress.com/tag/hc-05/ diakses tanggal 5 Oktober 2014, jam 13.07 WIB
Mei 2016
