Perpustakaan Digital ITB

Disfagia merupakan penyakit kesulitan menelan yang umumnya muncul pada pasien strok. Videofluoroscopy Swallow Study (VFSS) merupakan metode pengukuran yang telah menjadi standar baku dalam evaluasi disfagia. Namun, karena metode VFSS memanfaatkan radiasi sinar-x, frekuensi penggunaan metode ini perlu dibatasi untuk menghindari risiko paparan radiasi berlebih pada pasien maupun operator. Elektromyografi permukaan (surface electromyography, sEMG) dapat digunakan sebagai metode pendukung dalam evaluasi disfagia karena cara kerjanya yang tidak memanfaatkan radiasi pengion dan penggunaan energi yang relatif rendah. Walaupun begitu, elektroda konvensional berbahan Ag/AgCl yang umum digunakan oleh tenaga medis dalam metode sEMG memiliki sifat yang kaku dan ukuran perekat yang relatif besar. Hal ini menyulitkan tenaga medis untuk mengaplikasikan elektroda pada otot leher pasien disfagia yang berkontur dan bervariasi. Penggunaan gel pada elektroda konvensional juga dapat menyebabkan iritasi pada kulit pasien. Sebagai solusi dari permasalahan elektroda konvensional yang bersifat kaku, elektroda fleksibel telah berhasil disintesis dengan substrat bioplastik berbasis karagenan yang dicampur dengan nanopartikel grafit dan nanopartikel perak (grafit-AgNP). Selain memiliki sifat fleksibel, elektroda fleksibel juga memiliki ukuran yang dapat divariasikan serta dapat dioperasikan tanpa menggunakan gel. Elektroda fleksibel juga dilengkapi dengan kancing pengait yang kompatibel dengan konektor kabel yang umum digunakan dalam sistem instrumentasi sEMG yang tersedia secara komersial. Pengujian impedansi telah dilakukan menggunakan Digilent Analog Discovery 2 terhadap kedua jenis elektroda dengan rentang frekuensi sapuan 10 Hz sampai 1 kHz dan amplitudo sinyal masukan sinusoid sebesar 10 mV. Pengukuran impedansi dilakukan berulang sebanyak 30 kali. Hasilnya, kedua elektroda memiliki sifat kapasitif dan tren kurva impedansi yang sebanding. Nilai magnitudo impedansi terbesar dari kedua elektroda berada pada frekuensi 10 Hz dan meluruh sampai nilai terkecilnya pada frekuensi 1000 Hz. Elektroda fleksibel memiliki rentang nilai resistansi paralel 612,65 ± 2,06 ? sampai dengan 13578 ± 97,47 ?, sedangkan kapasitansi paralelnya memiliki rentang nilai 2,29 ± 0,00 ????F sampai dengan 0,17 ± 0,00 ????F. Di sisi lain, elektroda konvensional memiliki resistansi paralel pada rentang 129,71 ± 0,50 ? sampai dengan 1213 ± 17,61 ? dan kapasitansi paralel pada rentang 0,53 ± 0,00 ????F sampai dengan 8,10 ± 0,16 ????F. Prototipe sistem instrumentasi sEMG berhasil dikembangkan dengan mengintegra- sikan ESP-32 dengan elektroda fleksibel dan amplifier BioAmp EXG Pill dari Upside Down Labs. Sistem memiliki resolusi ADC 12-bit dengan sampling frequency sebesar 500 Hz. Proses pemfilteran sinyal dilakukan on-board dengan filter digital bandpass dan bandstop bertipe IIR orde 4. Filter bandpass memiliki passband frequency pada rentang 10 Hz sampai 248 Hz, sedangkan filter bandstop diterapkan terpusat pada nilai frekuensi 50 Hz, 100 Hz, dan 150 Hz dengan lebar stopband sebesar 4 Hz. Seluruh kode sumber yang digunakan dalam sistem ini bersifat open-source. Perangkat FlexComp Infiniti dari Thought Technology Ltd. (sampling frequency 2048 Hz, 14-bit) dengan elektroda Ag/AgCl digunakan sebagai standar baku (gold standard) dalam pengujian unjuk kerja sistem instrumentasi sEMG yang dirancang. Pengujian dilakukan dengan mengukur aktivitas otot suprahyoid ketika subjek menelan 10 ml air dalam sekali teguk dengan 30 kali perulangan untuk masing-masing sistem. Parameter yang diujikan adalah signal-to-noise ratio (SNR) dan durasi kontraksi (DUR) untuk domain temporal serta mean frequency (MNF) dan median frequency (MDF) untuk domain spektral. Pada aspek temporal, SNR berada pada nilai 20,04 0,38 dB untuk sistem yang dikembangkan dan 20,22 0,38 dB untuk standar baku. Kedua sistem memiliki nilai DUR sebesar 0,97 0,09 s untuk sistem yang dikembangkan dan 0,91 0,02 s untuk standar baku. Pada aspek spektral, nilai MNF dan MDF dari sistem yang dikembangkan adalah 89,11 1,03 Hz dan 76,89 1,18 Hz, sedangkan standar baku memiliki nilai 105,75 0,88 Hz dan 95,96 1,79 Hz. Hasil pengujian statistik menggunakan paired t-test pada domain frekuensi menunjukkan bahwa sistem yang dikembangkan memiliki kecocokan unjuk kerja pada rentang frekuensi 25–29 Hz, 42–77 Hz, 85–94 Hz, 115–124 Hz, 130–134 Hz, dan 160–164 Hz (???? > 0,05). Dari keseluruhan hasil yang didapatkan, sistem instrumentasi berbasis elektroda fleksibel memiliki potensi untuk dapat dikembangkan dalam aplikasi klinis, khu- susnya dalam proses evaluasi disfagia. Sifat sistem yang open-source dan modular menjadikan sistem ini berpotensi untuk dapat dengan mudah diintegrasikan dalam berbagai aplikasi lainnya. Kata kunci: disfagia, sEMG, elektroda fleksibel, impedansi, ESP-32.