Pengembangan dan Uji Klinis Purwarupa AlatPemantauan Kadar Glukosa Darah Non Invasif pada Orang Dewasa
View/ Open
Date
2018Author
Jenie, Renan Prasta
Damayanthi, Evy
Irzaman
Rimbawan
Metadata
Show full item recordAbstract
Pentingnya pengukuran kadar glukosa darah tidak hanya pada sebatas individu yang telah mengalami gangguan metabolisme glukosa seperti penderita diabetes, namun mencakup keseluruhan individu. Metode konvensional adalah proses yang melakukan pengambilan darah, dan proses tersebut merupakan proses yang sangat beresiko. Masalah metode konvensional tersebut dapat diatasi dengan menggunakan alat spektrofotometri yang digunakan pada metode pengukuran kadar glukosa darah non invasif. Penelitian mengenai pengukuran biomarker kesehatan secara non invasif masih cukup langka di Indonesia. Hingga saat ini, Indonesia belum menghasilkan produk alat pengukuran kadar glukosa darah non invasif. Penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan dan menguji akurasi purwarupa alat pengukuran kadar glukosa darah non invasif.
Penelitian dilaksanakan dalam 3 tahapan, meliputi Tahap 1. Pengembangan Purwarupa Alat Pengukuran Kadar Glukosa Darah Non Invasif, Tahap 2. Pengujian Purwarupa Alat menggunakan Model Larutan Glukosa In Vitro, dan Tahap 3. Uji Klinis Purwarupa Alat pada Manusia Dewasa. Setiap tahapan dikerjakan setelah tahapan sebelumnya telah memberikan kesimpulan.
Penelitian Tahap 1. Pengembangan Purwarupa Alat Pengukuran Kadar Glukosa Darah Non Invasif. Tahap ini bertujuan mengembangkan purwarupa alat pengukuran kadar glukosa darah berbasis Transformasi Fourier Diskrit. Purwarupa alat dicetak dari Raspberry Pi 3, lampu dan sensor infra merah, dan konverter analog ke digital. Selanjutnya pengembangan purwarupa alat sesuai dengan metodologi Scrum dan standard Pressman disederhanakan. Bahan yang diuji pada alat FTIR adalah bahan uji glukosa (dekstrosa anhidrat) murni, air (akuabides) murni, larutan glukosa dalam air dalam lima konsentrasi berbeda, dan darah manusia. Darah diperoleh dari subjek yang diminta berpuasa 8 - 10 jam sebelumnya, kemudian diberi minum larutan 75 g glukosa dalam 200 ml air dan 30 menit kemudian diambil darahnya (Brouns et al. 2005). Kadar glukosa darah diukur menggunakan spektrometer NIRFlex N-500. Interpretasi data dilakukan untuk mendapatkan “jendela” pendeteksi kadar glukosa darah yang dapat meminimalisasi intervensi gangguan. Hasil menunjukkan bahwa purwarupa alat dirancang secara modular, di mana setiap komponen dapat dikembangkan secara terpisah dan berkomunikasi satu sama lain menggunakan antarmuka. Dasar desain yang digunakan adalah arsitektur Von Neumann sederhana, sedangkan posisi jari yang digunakan dalam pengukuran sama seperti lumrahnya metode veni puncture dan glukometer. Penelitian juga menemukan jendela yang bagus pada panjang gelombang antara 1550 nm dan 1700 nm, di mana nilai absorbansi glukosa lebih tinggi dari pada absorbansi air. Kandidat yang baik juga ditemukan pada panjang gelombang antara 2100 nm sampai dengan 2300 nm, dimana absorbansi glukosa murni dan air murni sangat mirip. Dari hasil penelitian pada Tahap 1 disimpulkan bahwa telah dihasilkan purwarupa alat terdiri atas probe pengukuran dan modul kalkulasi, sedangkan lampu dalam rangkaian rentang 1550 nm dan 1700 nm
digunakan sebagai komponen optik untuk pengujian pengukuran kadar glukosa darah non invasif pada penelitian Tahap 2 dan 3.
Penelitian Tahap 2. Pengujian Purwarupa Alat Menggunakan Model Larutan Glukosa In Vitro. Tahap ini bertujuan mengukur akurasi purwarupa alat dalam situasi pengukuran kadar glukosa darah model in vitro. Mula – mula disiapkan larutan glukosa murni atau dekstrosa anhidrat dalam larutan air suling ganda dengan konsentrasi 70 mg/dl, 90 mg/dl, 110 mg/dl, 130 mg/dl, 150 mg/dl, 170 mg, dl, dan 190 mg/dl. Kemudian dilakukan pengukuran absorbansi larutan glukosa model dengan menggunakan purwarupa alat. Data yang diperoleh dianalisis menggunakan analisis Pearson, yaitu hubungan antara kadar glukosa dengan respon foto-dioda FDGA05 dari lima macam LED dengan tiga kali pengulangan. Selain itu, dilakukan juga perhitungan akar rerata kesalahan kuadrat, error grid analysis Clarke dan Parkes, dan analisis sensitivitas dan spesifisitas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa root means square error purwarupa alat sebesar 10.8 mg/dl, dengan means absolute relative error 7.27%, yang sedikit lebih tinggi dari SNI ISO 15197: 2016 10 mg/dl. Untuk memperoleh akurasi purwarupa alat yang lebih tinggi, maka selanjutnya dilakukan penggantian mesin inferensi. Hasil perhitungan kedua blanko kesalahan menunjukkan bahwa 100% hasil error grid analysis masuk ke dalam kelompok diagnosa aman. Sensitivitas purwarupa alat sebesar 0.83 dan spesifisitas 0.90. Dari hasil di atas disimpulkan bahwa purwarupa alat memberikan performa yang aman dan layak untuk diujicobakan pada orang dewasa pada Tahap 3.
Penelitian Tahap 3. Uji Klinis Purwarupa Alat pada Manusia Dewasa. Pada tahap ini, penelitian bertujuan menilai kelayakan klinis purwarupa alat pengukuran kadar glukosa darah non invasif pada subyek sehat. Rancangan penelitian yang digunakan adalah studi eksperimental uji klinis diagnosis. Penelitian dilakukan antara Desember 2016 hingga Januari 2017, di Klinik Konsultasi Gizi, Departemen Gizi Masyarakat, Institut Pertanian Bogor. Subjek berjumlah 118 orang,mahasiswa berusia 17 tahun ke atas, anamnesa sehat, tidak hamil, tidak merokok, tidak minum minuman keras, atau tidak dalam keadaan kelelahan. Subjek diukur kadar glukosa darah sewaktu dengan dua cara, yaitu, 1) purwarupa alat non invasif dan 2) pengambilan darah venipuncture kemudian diukur menggunakan spektrofotometer. Data yang diperoleh dianalisis untuk mengukur akurasi purwarupa alat dibandingkan dengan venipuncture spektrofotometri yaitu dengan menggunakan blanko kesalahan Clarke and Parkes, akar rerata kesalahan kuadrat, dan analisis sensitivitas dan spesifisitas. Hasil penelitian menunjukkan bahwa root means square error purwarupa alat adalah 8.49 mg/dl, dengan means absolute relative error 6.83%, yang memenuhi standard SNI ISO 15197: 2016 10 mg/dl. Hasil error grid analysis Clarke adalah 99 % aman, sedangkan Hasil error grid analysis Parkes adalah 100% aman. Sensitivitas dan spesifisitas masing-masing adalah 0.67 dan spesifisitas 0.72. Penelitian ini menyimpulkan bahwa pengukuran kadar glukosa darah optik non invasif dengan Transformasi Fourier Diskrit layak dilakukan untuk pengukuran kadar glukosa darah manusia dewasa.
Collections
- MT - Human Ecology [2190]