1
PATIENT MONITOR TAMPIL PC (SPO2 dan BPM)
Muhammad Alimul Husni, Dr.Endro Yulianto., ST., MT. Hj Endang Dian Srtioningsih., ST., MT.,
Jurusan Teknik Elektromedik
POLITEKNIK KESEHATAN KEMENTERIAN KESEHATAN SURABAYA
ABSTRAK
Patient Monitor adalah alat yang digunakan untuk memantau kondisi berbagai kondisi sinyal tubuh pada
pasien, di dalam Patient Monitor terdapat suatu parameter yaitu SPO2 dan BPM yang digunakan untuk
mengukur saturasi oksigen dalam darah dan denyut nadi pada pasien, Rancangan ini berjenis one group
post test design menggunakan alat ukur Osiloskop dan Patient Monitor pabrik. Dalam “Pedoman
Pengujian dan Kalibrasi Alat Kesehatan” DEPKES RI tahun 2001, batas maksimal dalam toleransi kesalahan
SPO2 adalah 2% . Error 0,8% pada SPO2 masih diijinkan untuk digunakan karena masih kurang dari batas
toleransi. Faktor kesalahan diperoleh dari kualitas komponen yang dipergunakan, keterbatasan software
dan human error. Dari hasil yang diperoleh, maka alat Patient Monitor Tampil PC layak digunakan untuk
memonitoring keadaan pasien.
Kata Kunci : Kadar Oksigen, Detak Jantung, Patient Monitor
I. PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang Masalah
Bedside Monitor (BSM) adalah suatu alat yang digunakan untuk memantau vital sign pasien yang berupa detak jantung, nadi, tekanan darah, temperature, dan bentuk pulsa jantung secara terus menerus. (Jevon Ewens, 2009).
Selama ini alat Bed Side Monitor yang datang di Indonesia masih didatangkan dari luar negeri atau import. Selain itu dalam mencari suku cadang alat di indonesia masih susah. Masalah lain yang terjadi adalah pada umumnya board rangkaian bed side monitor selalu digabung dengan display yang berupa monitor, sehingga apabila terjadi kerusakan pada alat maka harus melepas semua
board dan monitornya, belum lagi waktu
pengiriman alat dari luar negeri tentu
membutuhkan waktu yang lama. Inilah yang
menjadi permasalahan yang dihadapi oleh
masyarakat saat ini.
Oleh karena itu penulis ingin membuat modul yang meskipun masih sederhana dan hanya
beberapa parameter tanpa terdapat terdapat
parameter NIBP (Non Invasive Blood Pressure), tetapi telah menggunakan komponen dalam negeri ,sehingga jika melakukan penggantian komponen akan lebih mudah dicari dan displaynya berupa Personal Computer (PC), sehingga apabila display terjadi kerusakan tidak perlu lagi membongkar seluruh board yang normal.
Pada penelitian sebelumnya alat semacam ini pernah dibuat oleh Fahmi Farisandi dan Ahmad Fatkudin yang berjudul “Patient Diagnostik
Portable dilengkapi dengan Indikator
Normal/Abnormal”. Yang mampu menganalisis tingkat perunbahan BPM, dan perubahan suhu tubuh pasien. Pada tahun 2016 dikembangkan lagi oleh Raden Duta Ikrar dan Farah Diska dengan judul “Monitoring Heart Rate, Respiration Rate Dilengkapi Dengan Sensor Suhu Ke PERSONAL COMPUTER (PC) Melalui Bluetooth”. Yang menambahkan parameter berupa respiration rate dan tampil ke PC. Namun alat ini masih belum terdapat Parameter yang akan kami buat yaitu SPO2 dan ECG.
Berdasarkan hasil identifikasi masalah di atas, maka penulis akan membuat alat yang berjudul “Patient Monitor tampil PC (Parameter SPO2 dan BPM)” 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 ECG, suhu tubuh, BPM dan SPO2 dengan hasilnya langsung ditampilkan pada PC serta terdapat indicator upnormal disetiap parameternya.
1.2 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:
1.2.1 Menggunakan sensor fingers
1.2.2 Peletakkan Sensor pada ujung jari tangan (telunjuk)
2
1.2.3Terdapat indikator untuk pengukuran
SPO2 <95%
1.2.4Menggunakan IC mikrokontroler untuk
pengolahan datanya
1.2.7 Menggunakan alat pembanding untuk pengukuran saturasi oksigen
1.2.8Ditampilkan PC
1.2.9 Menggunakan program delphi untuk interface
ke PC
1.3 Rumusan Masalah
Dapatkah dibuat alat “Patient Monitor tampil PC
(Parameter SPO2 dan BPM)”? 1.4 Tujuan Penelitian
1.4.1 Tujuan Umum
1.4.1.1Dibuatnya alat “Patient Monitor tampil PC (Parameter SPO2 dan BPM)”.
1.4.2 Tujuan Khusus
1.4.2.1 Membuat rangkaian minimum system Atmega8535.
1.4.2.2 Membuat rangkaian Pengkondisi Sinyal Analog (PSA).
1.4.2.3 Membuat software menggunakan delphi untuk ditampilkan di PC.
1.4.2.4 Membuat software pemrograman mikrokontroler.
1.5 Manfaat Penelitian 1.5.1 Manfaat Teoritis
1.5.1.1 Untuk menambah pengetahuan
mahasiswa Teknik Elektromedik
mengenai alat diagnostik terutama alat persentase oksigen dan penghitungan BPM melalui aliran darah pada jari tangan.
1.5.1.2 Sebagai referensi penelitian selanjutnya
1.5.2 Manfaat Praktis
1.5.2.1 Manfaat untuk User
Dengan adanya alat ini diharapkan dapat memudahkan user (perawat atau dokter) dalam memantau kondisi pasien.
1.5.2.2 Manfaat untuk Pasien
Pasien tidak akan merasakan sakit saat menggunakannya.
1.5.2.3 Manfaat untuk Teknisi
Teknisi dapat mengembangkan
peralatan kesehatan sejalan dengan kemajuan teknologi
.
II. METODE PENELITIAN 2.1 Blok Diagram
Gambar 2.1 Blok Diagram
2.2 Diagram Alir Diagram alir sistem
BEGIN DETEKSI SATURASI OKSIGEN PROSES ADC KIRIM DATA ADC KE PORT SERIAL TRANSFER DATA KE PC Tidak normal INDIKATOR UPNORMAL DISPLAY PC PENYIMPAN AN DATABASE END HITUNG NILAI BPM INISIALISASI DELPHI
3 J19 Out 1 2 kaki13 kaki14 +5v J18 From sensor 1 2 -5v 0 2 EN9 M MUX/DX > < < < < < < < < 1 2 3 4 5 6 7 8 9 < > > > > > > > > 1 8 -U8 4051 16 8 7 11 10 9 6 3 13 14 15 12 1 5 2 4 J21 Logika 1 2 3 4 +5v P1 C ON N EC TOR D B9 5 9 4 8 3 7 2 6 1 R 1 150R J 2 Lam p 1 2 J 3 Out s ens or 1 2 R 4 470K R 2 120K 1 2 R 3 1M III. PEMBAHASAN
3.1 Hasil Pengukuran Test Point
3.1.1 Output Sensor Fingers
Gambar 3.1 Konfigurasi pin pada sensor finger
Langkah-langkah pengecekan yaitu :
1. Pengukuran dilakukan pada konektor J3(2)
untuk mengukur output sensor.
2. Mengatur time/div pada skala 400 ms dan
scale pada skala 500mv atau menekan
tombol autoset pada osiloskop digital.
3. Melihat output dari sensor fingers pada
osiloskop.
4. Berikut hasil pengukuran dari output
sensor :
Gambar 3.2 Output sensor finger
Ini adalah hasil pengukuran pada output
photodioda dengan kondisi sensor terpasang pada
pasien. Pada output photodioda ini sinyal AC dan DC
dari RED dan IR masih tercampur.
3.1.2 Output Demultiplexer
Gambar 3.3 Rangkaian demultiplexer
Langkah-langkah pengecekan yaitu:
1. Pengukuran dilakukan pada konektor J19,
pengukuran dilakukan pada kaki IC pin 14 (RED) dan 13 (IR).
2. Mengatur time/div pada skala 400 ms dan
scale pada skala 500 mV atau menekan
tombol autoset pada osiloskop digital.
3. Melihat outputpada demultiplexer kaki 14
dan kaki 13 pada osiloskop.
4. Berikut hasil pengukuran output pada
demultiplexer :
Gambar 3.4 Output demultiplexer kaki 14
Pada gambar diatas sinyal AC dan DC dari
RED dan IR sudah terpisah tapi terdapat noise 1 KHz
yang merupakan efek dari nyala – mati RED dan IR
secara bergantian . Output demultiplexer kaki 14 adalah
hasil output photodioda dari RED.
3.1.3 Output LPF 0,8 Hz Gambar 3.5 Rangkaian LPF 0,8 Hz + -U 3B LF353 5 6 7 8 4 C 10 10uf J8 D C red 1 2 R 18 20K 1 2 +12v -12v J6 F rom dem ux 14 1 2 J7 F rom dem ux 13 1 2 -12v R 17 20K 1 2 +12v C 5 10uf + -U 4B LF353 5 6 7 8 4 J9 D C ir 1 2
4 R14 R R7 680K + -U2B LF353 5 6 7 8 4 R10 680K R6 68K +12v R5 6K8 R9 68K C2100nF +12v J5 ACir 1 2 C8 1uf -12v + -U2A LF353 3 2 1 8 4 R25 6K8 1 2 R12 6K8 -12v + -U1B LF353 5 6 7 8 4 J20 From demux 13 1 2 R11 68K +12v + -U1A LF353 3 2 1 8 4 C7100nF -12v R13 680K C3 1uf C6 1uf R16 680K J3 From demux 14 1 2 C1 1uf -12v C4100nF +12v R15 6K8 1 2 J4 ACred 1 2 C9100nF Langkah-langkah pengecekan yaitu:
1. Pengukuran dilakukan pada konektor J8
untuk mengukur DC RED dan konektor J9 untuk mengukur DC IR.
2. Mengatur time/div pada skala 400 ms dan
scale pada skala 1,00 v atau menekan
tombol autoset pada osiloskop digital.
3. Melihat output dari LPF 0,8 Hz pada
osiloskop.
4. Berikut Hasil output dari LPF0,8 Hz :
Gambar 3.6 Output LPF 0,8 Hz demultiplexer kaki 14
Output rangkaian LPF 0,8 Hz yang pertama
yang mendapat input dari demultiplexer kaki 14 untuk
menghasilkan sinyal DC RED.
3.1.4 Ouput Amplifier dan Filter (kedua)
Gambar 3.7 Rangkaian amplifier dan filter
Langkah-langkah pengecekan yaitu:
1. Pengukuran dilakukan pada kaki 7 IC U1B
dan kaki 7 IC U2B.
2. Mengatur time/div pada skala 400 ms dan
scale pada skala 500 mV atau menekan
tombol autoset pada osiloskop digital.
3. Melihat output dari amplifier dan filter
keduapada osiloskop.
4. Berikut hasil pengukuran output dari
amplifier dan filter kedua:
Gambar 3.8 Output amplifier dan filter kedua dari
demultiplexer kaki 14
Ini adalah hasil penguatan kedua dari sinyal AC RED, yang dikuatkan lagi dengan penguatan sebesar 101 X setelah penguatan pertama. Artefak noise 1 KHz terlihat lebih tipis karena digunakan filter dengan
frekuensi cut off yang sama sehingga filter menekan
dengan lebih baik.
3.2 Rangkaian Minimum Sistem
Gambar.3.9 Rangkaian Minimum Sistem
a)
Listing program
pengiriman data ADC :
while (1)
{
printf("a%db",a);
delay_ms(2);
printf("c%dd",b);
delay_ms(2);
printf("e%df",c);
+5 V J6 PROGAMMER 1 2 3 4 5 6 J4 PORT D 1 2 3 4 5 6 7 8 J1 PORT A 1 2 3 4 5 6 7 8 C3 100 nf +5 V C2 22 pf J5 SUPPLY 1 2 J2 PORT B 1 2 3 4 5 6 7 8 SW1 RESET U1 16 4 28 36 19 9 27 38 29 6 22 33 1 20 40 34 8 17 3 14 32 5 13 26 18 37 24 2 39 23 35 25 21 7 15 12 30 31 10 11 PD2/INT0 PB3/AIN1/OC0 PC6/TOSC1 PA4/ADC4 PD5/OC1A RESET PC5/TDI PA2/ADC2 PC7/TOSC2 PB5/MOSI PC0/SCL PA7/ADC7 PB0/T0/SCK PD6/ICP1 PA0/ADC0 PA6/ADC6 PB7/SCK PD3/INT1 PB2/AIN0/INT2 PD0/RXD AREF PB4/SS XTAL1 PC4/TDO PD4/OC1B PA3/ADC3 PC2/TCK PB1/T1 PA1/ADC1 PC1/SDA PA5/ADC5 PC3/TMS PD7/OC2 PB6/MISO PD1/TXD XTAL2 AVCC AGND VC C GN D +5 V Y 1 R2 1K R1 20K +5 V +5 V C1 22 pf J3 PORT C 1 2 3 4 5 6 7 85
delay_ms(2);
printf("g%dh",d);
delay_ms(5);
}}
Program diatas merupakan program yang digunakan untuk mengirim data dari hasil pembacaan ADC ke PC.
Listing Program Delphi
procedure TForm1.DapatkanSPO2(); Var
rof,spo2,bdiv:Real; begin
if data4 > 0 then begin bdiv:=(data3/data4); if bdiv > 0 then begin rof:=(data1/data2)/bdiv; end else begin
rof:=100; end;
spo2:=110-(25*rof);
if (spo2 <= 99) AND (spo2 >= 0) then label3.Caption:=floattostr(Round(spo2 ));
end else begin label3.Caption:='0'; end;
end;
3.7 Pengukuran dan Pengujian
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Responden
Berdasarkan hasil pembandingan dengan menggunakan
Pulse Oximeter didapatkan hasil yang berbeda/adanya selisih nilai. Nilai error yang didapat paling besar adalah 1,02% dan paling kecil adalah 0%.
Tabel 4.1 Hasil Pengukuran pada Responden
Berdasarkan hasil pembandingan dengan menggunakan
Pulse Oximeter didapatkan hasil yang berbeda/adanya selisih nilai. Nilai error yang didapat paling besar adalah 1,12% dan paling kecil adalah 0%.
4.6 Kelemahan/kekurangan sistem
1. Jika pasien banyak bergerak akan memperbesar
nilai error.
2. Perbedaan sensor finger berpengaruh terhadap hasil
pembacaan.
4 PENUTUP
Kesimpulan :
Berdasarkan
hasil
pembahasan
dan
tujuan
pembuatan modul dapat disimpulkan bahwa :
1.
Rangkaian minimum system Atmega
8535 dapat mengontrol system dengan
baik sehingga alat dapat bekerja sesuai
keinginan.
2.
Software delphi menggunakan setting
baud sebesar 9600.
6
3.
Software mikrokontroler menggunakan
setting
XTAL
11.059200
MHz
sehingga baud rate error menjadi 0%
dan tidak mengurangi besarnya data
ADC yang dikirim.
4.
Alat dapat bekerja dengan baik, dapat
dilihat dari hasil pendataan error
terbesar SPO2 adalah sebesar 1.02%
dan error terbesar bpm adalah 1.12%
sedangkan
error
maksimal
yang
diijinkan adalah sebesar 2%.
Saran :
1.
Menggunakan
PWM
dari
IC
mikrokontroller
sebagai
pengganti
rangkaian
astable
.
2.
Memperkecil ukuran box.
DAFTAR PUSTAKA
Ary, Wisnu, Adi (2008). Pemrograman Bahasa C
untuk
Mikrokontroler
ATMEGA8535.
Yogyakarta : UNDIP
Atmel
Corporation
(2006).
ATmega
8535
Datasheet. Jum’at, 25 September 2015, 16.18
WIB
https://www.google.co.id/url?sa=t&rct=j&q=&e
src=s&source=web&cd=1&sqi=2&ved=0CBoQ
FjAAahUKEwj_wOblxp7IAhVOlYgKHc63Du
A&url=http%3A%2F%2Fwww.atmel.com%2FI
mages%2Fdoc2502.pdf&usg=AFQjCNF2BuVsi
zUgnV3ZnkUzdDrPjm4QA&sig2=ESxCfqtFX
LfbrpQeC937OQ&bvm=bv.103627116,bs.1,d.d
Go
Avada (2012). How Equipment Works. Sabtu, 26
September
2015,
16.08
WIB
http://www.howequipmentworks.com/pulsexime
ter
Soekidjo
Notoatmodjo
(2005).
Metodologi
Penelitian Kesehatan
. Jakarta : Rineka Cipta
Sudoyo, dkk (2006)
.
Buku Ajar Penyakit Dalam
Edisi 4 Jilid 2
. Jakarta : FKUI
Universitas Sumatra Utara (2011). Respirasi
Pernafasan. Rabu September 2015, 16.05 WIB
http://repository.usu.ac.id/bitstream/12345678
9/20481/4/Chapter%20II.pdf
Yelana mallo, Pricilia. Rancang bangun alat ukur
kadar Hb dan oksigen dalam darah dengan
sensor
oximeter
secara
non-invasive,
UNSRAT
H, Andrianto. Pemrograman Mikrokontroller AVR
ATmega 8535 Menggunakan Code Vision
AVR Bandung. 2008
F.Biomedical,. User Manual Index 2XL SpO_2
Simulator. USA: Fluke Corporation. 2007.
J.Smith,; R. Roberts, Vital Signs for Nurses An
Introduction to Clinical Observations.
Wiley-Blackwell. 2011.
Santoso, Suryo (dkk.), “A Study On Heart Rate
Variability”, Engineering Project Plan Chung
Yuan Christian University. 2010.
7 BIODATA PENULIS
Nama : Muhammad Alimul Husni
NIM : P27838014019
TTL : Kediri, 15 Maret 1997
Alamat : Bhetik Ngampel Mojoroto Kediri
Pendidikan : SMAN 5 KEDIRI