Saat ini peralatan pelayanan kesehatan telah berkembang pesat. Penerapan konsep fisika dalam bidang kedokteran. Aplikasi peralatan telah menghasilkan berbagai terobosan baik dalam peralatan terapeutik dan diagnostik yang memanfaatkan berbagai modalitas, termasuk fotonik], listrik, magnetik, dan biosensor. Photoplethysmography adalah teknik optik non-invasif untuk mengukur perubahan volume darah berdasarkan variasi intensitas cahaya yang lewat atau dipantulkan oleh jaringan kulit.
Informasi dari sinyal perubahan volume darah ini dapat digunakan untuk menghitung detak per menit (BPM) karena setiap puncak gelombang yang terjadi berkorelasi dengan satu detak jantung. Photoplethysmography menggunakan sumber cahaya dan fotodetektor untuk mendeteksi perubahan volume darah pada pembuluh darah. Cahaya dapat ditransmisikan melalui lapisan kapiler. Sebagai pulsasi arteri mengisi lapisan kapiler, perubahan volume pembuluh darah mengubah penyerapan, refleksi, dan hamburan.
Ada dua tipe dasar sensor: transmitansi dan reflektansi. Dalam sensor transmitansi, fotodetektor dihadapkan pada sumber cahaya sehingga cahaya melewati jaringan dan dideteksi langsung oleh detektor. Dalam sebuah reflektansi mode, sumber cahaya dan fotodetektor ditempatkan berdampingan sehingga detektor hanya terkena cahaya pantulan.
Transmisi memberikan sinyal yang relatif baik, namun membatasi kemungkinan area lokasi sensor. Metode transmitansi ditandai ketika inframerah dan fotodioda berhadapansatu sama lain, sedangkan pada reflektansi, inframerah dan fotodioda ditempatkan secara paralel. Data sinyal dari jari metode transmitansi sensor dan metode reflektansi diproses dengan pengkondisian sinyal analog menggunakan bandpass filter frekuensi 2.3Hz-2.5Hz yang dikirim ke mikrokontroler untuk menghasilkan nilai BPM dan ditampilkan pada Delphi.
Kondisi detak jantung mempengaruhi hasil fotodioda. Bila ada denyut nadi, darah akan mengalir ke ujung jari sehingga darah menjadi tingkat kekeruhan menjadi terkonsentrasi dan menghalangi cahaya inframerah memasuki fotodioda, menyebabkan resistensi fotodioda menjadi besar sehingga terjadi beda tegangan yang menyebabkan pulsa tinggi, meskipun demikian perlu diperkuat karena masih minimal.
Jika tidak ada pulsa, cahaya infra merah memancar seluruhnya ke fotodioda, menyebabkan resistansi rendah, mengakibatkan denyut nadi menjadi rendah. Mikrokontroler kemudian menghitung denyut nadi untuk menentukan detak jantung, menampilkannya di komputer.
Berdasarkan tinjauan literatur mengenai “Monitor detak jantung optik real-time”, setelah pengumpulan data dilakukan lima kali pada pasien yang berbeda, sekitar 5% dikoreksi. Dapat disimpulkan bahwa alat pemantau sinyal PPG ujung jari memanfaatkan transmitansi. Metode ini memerlukan sensitivitas kurang dari ±5%.
Hasil penelitian menunjukkan bahwa mode transmitansi lebih sensitif terhadap denyut darah karena transmitansinya amplitudo lebih tinggi daripada mode reflektansi. Metode Transmisi memiliki sensitivitas dan spesifisitas sebesar 96%, sedangkan Metode Reflektansi mempunyai sensitivitas dan spesifisitas sebesar 92%. Pada pengumpulan data sebanyak 20 responden dapat diketahui perbedaannya pada plethysmograph. Sinyal pada transmitansi dan reflektansi mempunyai amplitudo atau SA yang berbeda sehingga mempengaruhi perhitungan BPM. Sensor dengan metode transmitansi mempunyai nilai amplitudo yang lebih tinggi dibandingkan sensor dengan metode reflektansi.
Hasil kalibrasi modul Heart Rate dengan sensor metode transmitansi mempunyai hasil yang paling signifikan nilai error yaitu -0.17 pada setting 180 BPM, dan mempunyai error minor sebesar 0.00 pada setting 120 BPM dan 60BPM. Sedangkan modul Heart Rate dengan sensor Reflectance memiliki error paling signifikan yaitu -0,83 pada 60 pengaturan, dan kesalahan kecilnya adalah 0,17 pada pengaturan 180 BPM. Batas toleransi detak jantung adalah 5% BPM, begitu juga dengan Denyut Jantung modul dinyatakan sesuai tujuan dan baik digunakan.
Penulis : Suryani Dyah Astuti dan Rochiatun Nasichah
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
