Hemoglobin memiliki peran yang yang penting dalam tubuh manusia, karena
menjadi indikator kondisi kesehatan. Oleh sebab itu deteksi kadar hemoglobin di
dalam darah menjadi penting untuk dilakukan. Penggunaan alat diagnosa invasif
masih mendominasi dalam penggunaan diseluruh dunia, hal ini tidak lepas dari
tingkat akurasi yang tinggi pada pengukuran. Alat diagnosa hemoglobin invasif
secara umum memiliki beberapa keterbatasan diantaranya kehati-hatian dalam
pengoperasian (pengambilan sampel darah dari tubuh), dan limbah medis yang
ditimbulkan dari bahan habis pakai. Disisi lain banyak diantaranya belum
terintegrasi dengan perangkat yang berbasis internet, yang mana telah menjadi
standar dalam terdepan dalam fleksibilitas pengukuran.
Penelitian disertasi ini dilakukan untuk menjawab permasalahan tersebut, dengan
tujuan pengembangan sensor hemoglobin non-invasif yang terintegrasi dengan
sistem perangkat internet. Adapun metode yang dilakukan untuk mengembangkan
metode non-invasif adalah melalui pendekatan magnetisasi dan deteksi pada
pembuluh darah yang berada dibawah permukaan kulit, secara khusus pada bagian
jari. Metode ini bekerja berdasarkan magnetisasi ion Fe di dalam hemoglobin yang
kemudian dideteksi menggunakan sensor magnet, secara ilmiah disebut sebagai
magnetik-pletismograf (MPG). Alat yang digunakan untuk memagnetisasi atom Fe
hemoglobin berupa magnet neodymium dengan besar medan magnet B > 1 T, dan
deteksi menggunakan sensor medan magnet berbasis resistansi magnetik raksasa
(GMR). Langkah-langkah penelitian yang dilakukan yaitu : 1) pengembangan
sensor GMR untuk deteksi hemoglobin, 2) desain dan perancangan magnetizer
darah, 3) rangkaian instrumentasi sensor, 4) integrasi sistem perangkat internet pada
sensor, 5) simulasi deteksi aliran pembuluh darah, dan 6) pengujian secara langsung
sensor hemoglobin pada permukaan jari.
Hasil penelitian didapat bahwa perancangan magnetizer darah dihasilkan dari
bahan magnet neodymium tipe silinder yang menghasilkan medan magnet B = 1,05
T, serta dua gabungan magnet permanen berbentuk blok dihasilkan medan magnet
B = 1,3 T. Sistem sensor berbasis resistansi magnetik raksasa digunakan komponen
dari NVE seri AA002-02 dengan penguat instrumentasi menggunakan INA118P,
dapat memberikan penguatan pada hasil deteksi sensor. Setelah diterapkan pada simulasi aliran pembuluh darah menggunakan alat mikrofluida dengan bahan
larutan FeCl3, magnetizer dan sensor dapat bekerja dengan baik, dengan akurasi
pengukuran yang baik. Pada pengukuran hemoglobin secara non-invasif, sensor
berfungsi dengan baik untuk pengukuran deoksihemoglobin (deoksiHb)
dibandingkan dengan oksihemoglobin (oksiHb). Berdasarkan nilai korelasi antara
invasif dan non-invasif di dapat bahwa penggunaan magnetizer 1,05 T nilai korelasi
positif deoksiHb > oksiHb, sedangkan magnetizer 1,3 T nilai korelasi positifnya
tetap konsisten deoksiHb > oksiHb. Artinya penggunaan medan magnet yang > 1
T memberikan efek magnetisasi terhadap ion Fe hemoglobin terutama pada bagian
pembuluh darah vena dibandingkan arteri. Pengukuran dan pemantauan IoT sensor
GMR non-invasif hemoglobin bekerja dengan baik pada bagian pembuluh darah
vena permukaan jari. Hasil pemantauan IoT hemoglobin di dapatkan bahwa nilai
korelasi deoksiHb > oksiHb, perbandingan 0,8920 dengan 0,6746. Adapun akurasi
pengukuran hasil konversi berada dikisaran 1 g/dL per tiap kenaikan pengukuran
invasif.
Sensor GMR memiliki kelebihan yaitu tidak menghasilkan limbah medis, sehingga
dimasa depan berpotensi dikembangkan sebagai alat diagnosa yang ramah
lingkungan. Hasil penelitian ini dapat memberikan wawasan baru tentang
pengukuran kadar hemoglobin secara non-invasif berbasis pada sifat kemagnetan
darah, dan memiliki potensi yang dapat menjadi alternatif untuk mengurangi
dampak dari limbah medis di masa depan.