RANCANG BANGUN SISTEM OPTIMASI INFUS DROP RATE
Kristio Mordhoko1, Franky Chandra Satria Arisgraha2, Pujiyanto3
Program Studi S1 Teknobiomedik Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga
Email : macdoko@yahoo.com
ABSTRACT
The used of infusion at various hospitals in Indonesia on average still using the conventional method. This method had the risk of problems such as clogging after installation. The Design of Optimization System for Drop Rate Infusion had been created, by these problems which had a display system and better accuracy than conventional methods. These systems had been monitored the number of drops per minute / infusion rate and infusion drop rate control according to the setting point is set manually. These system consisted of a sensor system consisting of a photodiode and a laser pointer, ATMega 16 microcontroller, display systems and mechanical systems was governed by a servo motor. This tool had 95,6% of minimum degree of accuracy and not consisted a segnificaly different to the result of noon or night experiment.
Abstrak
Penggunaan infus di berbagai rumah sakit di indonesia rata-rata masih menggunakan metode konvensional, dimana tetesan infus dievaluasi secara manual, yaitu dengan cara mengestimasi jumlah tetesan infus dibandingkan dengan waktu dengan menggunakan jam atau stopwatch. Metode tersebut memiliki resiko terjadinya masalah seperti terjadinya penyumbatan setelah pemasangan, dimana tekanan intravena naik secara tiba-tiba atau kehabisan cairan saat tetesan infus mulai mengecil (jumlah tetesannya sedikit) yang akan berbahaya bagi pasien jika tidak segera ditangani. Alat pengendalian drop rate infus otomatis ini berguna dalam memonitoring jumlah tetesan infus per menit/rate infus dan mengontrol laju tetesan infus sesuai dengan set point yang dikendalikan secara manual. Sistem ini disusun dengan menggunakan sistem sensor yang terdiri dari fotodioda dan laser pointer, mikrokontroler ATMEGA 16, sistem display dan sistem mekanik yang dikendalikan dengan menggunakan motor servo. Tingkat error tertinggi alat ini sebesar 4,4% dan mudah dalam pengoperasiannya.
PENDAHULUAN
Kandungan air pada tubuh seseorang adalah 70% dari berat tubuh bebas lemak. Air tubuh total dari seseorang normal terdiri dari cairan ekstraseluler dan cairan intraseluler. Perubahan konsentrasi, volume, dan susunan partikel kedua cairan ini merupakan salah satu patokan diagnosa klinis dan pengobatan beberapa penyakit yang mengganggu keseimbangan cairan tubuh (Vanatta, et al 2010). Pemberian cairan infus intravena (intravenous fluids infuson) ke dalam tubuh dengan sebuah jarum melalui pembuluh vena yang digunakan untuk mengganti cairan tubuh. Pemberian cairan infus merupakan hal yang mutlak dilakukan selama pasien tersebut menjalani perawatan. Dalam penggunaan infus secara manual untuk mengetahui jumlah tetesan yang akan diberikan kepada pasien, perawat harus menghitung tetesannya sambil melihat jam tangan selama satu menit. Metode tersebut memiliki resiko terjadinya masalah seperti terjadinya penyumbatan setelah pemasangan, dimana tekanan intravena naik secara tiba-tiba atau kehabisan cairan saat tetesan infus mulai mengecil (jumlah tetesannya sedikit) yang akan berbahaya bagi pasien jika tidak segera ditangani.
DASAR TEORI Cairan Intravena
Terapi intravena adalah tindakan yang dilakukan dengan cara memasukkan cairan, elektrolit, obat intravena dan nutrisi ke dalam tubuh melalui intravena. Tindakan ini sering merupakan tindakan life saving seperti pada kehilangan cairan yang banyak atau dehidrasi. Pemilihan pemasangan terapi intravena didasarkan pada beberapa faktor, yaitu tujuan dan lamanya terapi, diagnosa pasien, usia, riwayat kesehatan dan kondisi vena pasien. Set cairan infus terdiri dari 1 botol cairan infus lengkap dengan selang infus, klem infus, dan jarum infus.
PROSEDUR PENELITIAN
Prosedur proses ini dilakukan dengan beberapa tahapan yaitu, persiapan desain diagram blok alat, perancangan hardware, perancangan software. Diagram blok alat dijelaskan pada Gambar 1.
Gambar 1 Diagram Blok Sistem
Laser pointer dan fotodioda akan menjadi 2 elemen primer dalam pendeteksian drop rate infus. Sensor ini diletakkan pada tabung infus. Sistem sensor ini dilengkapi
dengan laser pointer sebagai masukan dan fotodioda sebagai detektor sinar dari laser
pointer.
Gambar 2 Sistem dan Rangkaian Sensor
Ketika ada cairan infus yang menetes maka pada penerima sinyal sensor akan mendeteksi adanya perubahan intensitas cahaya. Komparator berfungsi sebagai pembanding tegangan saat terjadi tetesan atau tidak dan Komparator berfungsi sebagai pemberi logika 1 dan 0 pada input mikrokontroler.
Gambar 3.Rangkaian Komparator
Perubahan sinyal tersebut akan mengakifkan counter pada mikrokontroler yang akan melakukan proses penghitungan rate infus dengan menggunakan 2 tetesan sampel
infus. Jika rate tersebut sama dengan set point masukan maka mikrokonroler tidak akan memberikan sinyal PWM ke motor, jika rate infus tidak sama dengan set point maka mikrokontroler akan memberikan sinyal PWM ke motor servo yang akan digunakan dalam memutar sistem mekanik hingga rate infus sama atau mendekati nilai setting pada
rate infus.
Gambar 3 Sistem Mekanik
Pembuatan perangkat lunak pada sistem ini berdasarkan pada diagram blok pada Gambar 4.
Sistem ini bekerja saat diberi set point awal yang merupakan nilai dari drop rate yang akan digunakan. Setelah mengatur nilai set point, mikrokontroler akan bekerja menghitung internal timer mikrokontroler hingga terjadi tetesan. Setelah terjadi tetesan, tetesan tersebut akan digunakan dalam mengaktifkan ICP1 (Input Capture Pin Timer 1) yang akan melakukan proses interupsi Input Capture Event yang bekerja pada saat perubahan logika 1 menjadi logika 0. Jika nilai drop rate melebihi nilai set point, maka motor pada sistem mekanik alat akan bergerak berlawanan jarum jam dengan tujuan melonggarkan selang infus. Sebaliknya jika nilai drop rate dibawah nilai set point maka motor pada sistem mekanik alat akan bergerak searah jarum jam dengan tujuan menekan selang. Seluruh hasil pembacaan rate akan ditampilkan di LCD dan selama itu LED sign akan bekerja memberikan status sistem.
HASIL PENELITIAN DAN PEMBAHASAN
Pada penelitian yang telah dilakukan diperoleh hasil pengujian data hasil counter internal clock mikrokontroler dengan berbagai variasi dari rate infus yang terdeteksi dapat dilihat pada Tabel 1
TABEL 1
Hasil penentuan timer internal mikrokontroler agar menghasilkan drop rate yang diinginkan
Timer mikrokontroler yang berorde mikro sekon dapat dikonversikan ke dalam
detik dan dihitung dengan persamaan : = 600000
−
Berdasarkan penelitian yang dilakukan sistem mekanik klem infus otomatis terdiri dari satu buah motor servo GWS S03N STD , sebuah penampang mekanik (tempat mekanik), dan roller menggunakan material arcylic dapat bekerja sesuai yang diharapkan yakni menjepit dan mengedurkan selang infus. Tetapi masih terdapat beberapa kesalahan
1 19,6 3081 2 26,5 2257 3 32,8 1827 4 45,6 1315 5 58,5 1024 6 64,7 927 7 71,7 836
No. Rate Infus
(Tetes/Menit)
Timer / Counter (Mikro Sekon)
fabrikasi diantaranya kurangnya diameter alat yang seharusnya 3cm, menjadi hanya 2,20 ± 0,005cm. Kesalahan-kesalahan fabrikasi dapat dilihat pada gambar 5.
Gambar 5. Mekanik klem infus hasil fabrikasi
Kesalahan fabrikasi ini menyebabkan beberapa gangguan pada sistem Karena berbeda diameter tingkap lingkar dan kurang meratanya permukaan menyebabkan perbedaan penekanan pada sisi yang kurang sehingga menyebabkan perubahan tetesan yang tidak stabil.
Pengujian alat dilakukan pada siang dan malam hari dengan 7 set point yang berbeda. Pengujian ini berlangsung selama ± 5 jam dengan 5 percobaan dengan inteval waktu percobaan yang sama yakni 1 menit dengan hasil yang diperlihatkan pada Tabel 2 dan Tabel 3.
TABEL 2 Hasil pengamatan kerja alat pada saat percobaan siang hari
TABEL 3 Hasil pengamatan kerja alat pada saat percobaan malam hari
1 30 29,5 28 2 35 36,54 35,6 3 40 41,08 41 4 45 45,6 45,6 5 50 51,06 51,8 6 55 55,48 55,8 7 60 60,28 60,4 No. Setting yang dikehendaki (Tetes/menit) rata-rata permbacaan alat (tetes/menit) rata-rata pembacaan manual (tetes/menit) 1 30 30,9 30,8 2 35 35,2 35,2 3 40 40,3 41,0 4 45 45,7 46,0 5 50 48,0 49,2 6 55 55,4 55,6 7 60 59,8 60,0 No. Setting yang dikehendaki (Tetes/menit) rata-rata pembacaan alat (tetes/menit) rata-rata pembacaan manual (tetes/menit)
Pada Tabel 2 dan 3 terlihat bahwa perbedaan antara kedua variabel antara rata-rata pembacaan alat dengan rerata-rata pengamatan langsung terhadap tetesan infus yang terjadi tidak terlalu signifikan..
Untuk pengujian perhitungan kebenaran tetes per menit yang terdeteksi sensor, dilakukan dengan mencari persen error dan standar deviasi. Tiap-tiap nilai dari berbagai
setting point diolah dan dicari nilai rata-ratanya. Sehingga pada Tabel 4 dan Tabel 5
diperlihatkan hasil pengolahan tingkat error hasil pembacaan alat dan tingkat akurasi alat ini.
TABEL 4 Hasil pengolahan data pada masing-masing setting point untuk data siang hari
TABEL 5 Hasil pengolahan data pada masing-masing setting point untuk data malam hari
Telihat pada Tabel 4 untuk data pada waktu siang hari, Rata-rata pengukuran pada 2 keadaan waktu yang berbeda menunjukkan persentase error tertinggi sebesar 4,4%. Sedangkan pada Tabel 5 untuk data pada malam hari menunjukkan presentase
error tertinggi sebesar 3,13. Terlihat bahwa Tabel 4 dan Tabel 5 memiliki nilai error
1 30 0 0,70711 1,66667 98,333 2 35 1,29538 1,14018 4,4 95,6 3 40 1,19666 0,70711 2,7 97,3 4 45 0 0,89443 1,33333 98,667 5 50 0,70569 1,78885 2,12 97,88 6 55 0,55857 0,83666 0,87273 99,127 7 60 0,93381 1,14018 0,46667 99,533 1,94 98,06 rata-rata No. Setting yang dikehendaki (Tetes/menit) STDEV alat STDEV manual error Alat akurasi 1 30 0,98387 0,83666 3,1333 96,867 2 35 0,68775 0,83666 0,6857 99,314 3 40 1,27593 0,70711 0,65 99,35 4 45 0,95394 1,58114 1,5556 98,444 5 50 0,08944 0,83666 4,08 95,92 6 55 1,35647 1,14018 0,7273 99,273 7 60 2,12791 1,58114 0,4 99,6 1,6046 98,395 rata-rata Setting yang dikehenda STDEV alat STDEV manual error alat akurasi No.
tertinggi sebesar 4,4%, sehingga alat ini dapat dikatakan lebih akurat dari sistem konvensional.
Uji lain yang dilakukan berupa uji beda-t antara keadaan pengukuran dengan
setting point. Perlakuan pertama yakni sistem diteliti pada malam hari dan Perlakuan
kedua diteliti pada siang hari dengan hasil :
Pada Uji normalitas memperlihatkan hasil segnifikansi sebesar 0,200 (>α=0,05), sehingga dapat dikatakan bahwa data terdistribusi normal. Setelah diuji normalitas hasil, dilakukan uji homogenitas data. pada Uji homogenitas didapatkan hasil segnifikansi sebesar 0,914 (>α=0,05) sehingga dapat dikatakan data sampel berasal dari populasi yang memiliki variansi yang sama
Untuk uji dua sampel, dilakukan uji Levene’s Test untuk mengetahui apakah asumsi kedua variance sama besar terpenuhi atau tidak terpenuhi. Dari hasil tersebut
didapat segnifikansi sebesar 0,917 (>α=0,05), sehingga H0 diterima. Dapat ditarik kesimpulan bahwa keadaan pengukuran siang hari menunjukkan kesamaan hasil pembacaan drop rate pada pengukuran yang dilakukan pada malam hari. Lebih lanjut dapat disimpulkan bahwa alat yang telah dirancang dan dibangun memiliki kesamaan hasil pembacaan drop rate infus yang relatif sama pada waktu dan keadaan intensitas cahaya yang berbeda.
Kesimpulan
Berdasarkan analisis data dan pembahasan yang dilakukan dalam penelitian ini dapat diperoleh kesimpulan sebagai berikut :
1. Alat yang dibuat lebih mudah penggunaannya dibanding asistem konvensional. Sistem display dan pemilihan menu pada alat ini lebih baik dan lebih mudah pengamatannya sehingga dapat dikatakan sistem ini dapat bekerja dengan baik 2. Sistem Optimasi Infus Drop Rate yang telah dibuat dan diuji coba telah
menunjukkan hasil yang akurat dengan rata-rata pengukuran menunjukkan persentase error maksimal sebesar 4,4% Sehingga alat ini dapat dikatakan lebih akurat dari sistem konvensional.
Daftar Pustaka
Cameron,John.R dkk.2006.Fisika Tubuh Manusia. EGC : Jakarta
Davidovits, Paul.2008. Physics in Biology and Medicine. Elsevier, Academic Press ;Amsterdam
Handaya,Yuda.2010.Infus Cairan Intravena (Macam-macam cairan Infus) Online]. Tersedia:http://www.docstoc .com/docs/80493963/INFUS-CAIRAN- INTRAVENA. Diakses 19 November 2011pukul ; 21.55WIB
S,Wasito.2006.Vademekum Elektronika : Edisi Kedua. Gramedia Pustaka Utama : Jakarta.
Andrianto, Heri. 2008. Pemrograman Mikrokontroler AVR ATMEGA 16 Menggunakan Bahasa C (Code Vision AVR).Informatika : Bandung.
Putra,Indra.P..2011. Sistem Kontrol dan Monitoring Infus Multi Bed. Surabaya : DIII Otomasi Sistem Instrumentasi Universitas Airlagga
Vanatta, John.C dan Fogelman, Morris.J.2010 .Buku Saku Moyer Keseimbangan Cairan dan Elektrolit. Binarupa Aksara Publisher :Tangerang.
