Perpustakaan Digital ITB

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.