RANCANG BANGUN POMPA LIMFEDEMA SEBAGAI ALAT TERAPI PENDERITA LIMFEDEMA BERBASIS MIKROKONTROLER Repository - UNAIR REPOSITORY

RANCANG BANGUN POMPA LIMFEDEMA SEBAGAI ALAT TERAPI PENDERITA LIMFEDEMA BERBASIS MIKROKONTROLER SKRIPSI

  RANCANG BANGUN POMPA LIMFEDEMA SEBAGAI ALAT TERAPI PENDERITA LIMFEDEMA BERBASIS MIKROKONTROLER SKRIPSI Sebagai Salah Satu Syarat Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik Bidang Teknobiomedik pada Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga NITA ZELFIA DINIANTI LUZI MULYAWATI 080917005 Telah dinyatakan lulus ujian skripsi pada tanggal : 29 Juli 2013 Disetujui oleh : Pembimbing I Pembimbing II Ir Welina Ratnayanti Kawitana Delima Ayu Saraswati, S.T, M.T

NIP. 195006271979012001 NIK. 139080807

  ii iii LEMBAR PENGESAHAN NASKAH SKRIPSI

  

Judul : Rancang Bangun Pompa Limfedema sebagai Alat

Terapi Penderita Limfedema Berbasis Mikrokontroler Penyusun : Nita Zelfia Dinianti Luzi Mulyawati NIM : 080917005 Pembimbing I : Ir Welina Ratnayanti Kawitana Pembimbing II : Delima Ayu Saraswati, S.T, M.T Tanggal seminar : 29 Juli 2013 Disetujui oleh : Mengetahui, Ketua Program Studi Teknobiomedik Ketua Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi Fakultas Sains dan Teknologi Universitas Airlangga Universitas Airlangga Dr. Retna Apsari, M.Si Drs. Siswanto, M.Si NIP. 19680626 199303 2 003 NIP. 19640305 198903 1 003 Pembimbing I Ir Welina Ratnayanti Kawitana NIP. 195006271979012001 Pembimbing II Delima Ayu Saraswati, S.T, M.T NIK. 139080807

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

  Skripsi ini tidak dipublikasikan, namun tersedia diperpustakaan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penyusun dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen merupakan hak milik Universitas Airlangga.

  iv

KATA PENGANTAR

  Dengan memanjatkan rasa puji syukur kehadirat Tuhan Yang Maha Esa atas segala rahmat serta hidayah-Nya, maka penulis dapat menyelesaikan naskah skripsi yang berjudul

  “Rancang Bangun Pompa Limfedema sebagai Alat Terapi Penderita Limfedema Berbasis Mikrokontroler”. Perlu kiranya dengan

  ini penulis menjelaskan bahwa naskah skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menempuh studi S1 Teknobiomedik. Penulisan skripsi ini tidak lepas dari bimbingan, dorongan serta bantuan dari banyak pihak. Oleh karena itu, sudah sepantasnya penulis mengucapkan terima kasih sebesar-besarnya kepada yang terhormat:

  1. Ir Welina Ratnayanti Kawitana selaku pembimbing I yang telah memberikan masukan, dukungan dan motivasi untuk menyusun naskah skripsi serta sudah meluangkan waktunya untuk konsultasi.

  2. Delima Ayu Saraswati, S.T, M.T selaku pembimbing II yang telah memberikan masukan dan meluangkan waktu bagi penyusun untuk berkonsultasi.

  3. Yhosep Gita, S.Si selaku penguji I yang telah memberikan kritik dan saran yang membangun.

  4. Imam Sapuan, S.Si, M.Si selaku penguji II dan dosen wali yang telah memberikan pengarahan dan saran-saran.

  5. Dr. Retna Apsari, M.Si selaku Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik yang telah memberikan dorongan pada mahasiswa agar menyelesaikan naskah skripsi.

  6. Ketua Departemen Fisika, Drs. Siswanto, M.Si, yang telah memberikan informasi dan pengarahan selama penyusunan naskah skripsi.

  7. Dena Arianti, Widia Aulia, Osmalina, Zecha Anugrah, Ima Kurniastuti, Muhammad Nuzul NM, Dyah Wulan Putri, dan Fendy Purwanda yang telah membantu menyusun dan memberi dukungan dalam menyelesaikan naskah skripsi.

  8. Keluarga yang selalu memberikan dukungan dan motivasi selama proses penyusunan naskah skripsi.

  v

  9. Seluruh dosen dan teman-teman angkatan 2009 Program Studi S1 Teknobiomedik Universitas Airlangga serta semua pihak yang telah membantu penyusun selama proses penyusunan naskah skripsi.

  Penyusun menyadari bahwa naskah skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk perbaikan naskah skripsi ini. Penyusun berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat dan bangsa.

  Surabaya, Juli 2013 Penyusun,

  Nita Zelfia Dinianti Luzi M

  vi Nita Zelfia, 2013, Rancang Bangun Pompa Limfedema Sebagai Alat Terapi

  Penderita Limfedema Berbasis Mikrokontroler. Skripsi ini dibawah bimbingan

  Ir Welina Ratnayanti Kawitana dan Delima Ayu Saraswati, S.T, M.T, Program Studi S1 Teknobiomedik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

  ABSTRAK Limfedema adalah pembengkakan pada lengan atau kaki karena gangguan pada sistem limfa. Limfedema dapat disebabkan oleh pembedahan kanker payudara disertai pengangkatan nodus limfa, terapi radiasi, infeksi atau peradangan, limfedema bawaan, limfedema prekoks, dan limfedema tarda. Pompa limfedema merupakan salah satu alat terapi untuk penderita limfedema. Pompa limfedema yang dibuat yang memiliki prinsip kerja yang sama dengan pompa limfedema dipasaran. Pompa limfedema yang dibuat dapat dipakai pada lengan dengan handcuff 3 chamber. Pompa limfedema yang dibuat dapat memijat penderita limfedema dengan mengembangkan dan mengempiskan handcuff. Penelitian ini menggunakan sensor MPX5050DP untuk membaca tekanan pada

  handcuff dan diolah menggunakan mikrokontroler. Tekanan yang disediakan pada 20mmHg-30mmHg, 30mmHg-40mmHg, 40mmHg-

  alat ini ada 4 macam, yaitu

  60mmHg, dan 50mmHg-80mmHg. Pompa limfedema yang dibuat memiliki keakuratan sebesar 98,875%. Kata kunci : pompa limfedema, limfedema vii

  Zelfia, Nita, 2013, Design of Lymphedema Pump for Therapy Based on

  Microcontroller. This thesis was under guidance of Ir Welina Ratnayanti

  Kawitana dan Delima Ayu Saraswati, S.T, M.T, Biomedical Engineering, Physics Departement, Faculty of Science of Technology, Airlangga University.

  ABSTRACT Lymphedema is a swelling of the extremities due to interference with the lymph system. Lymphedema occurs because breast cancer surgery with lymph node removal, radiation therapy, infection or inflammation, congenital lymphedema, lymphedema preacox, and lymphedema tarda. Lymphedema pump is one of therapy for patients with lymphedema. Lymphedema pumps are made that have same working principle with lymphedema pump at market. Lymphedema pump that can be worn on sleeves made with handcuff 3 chamber. Lymphedema pump can massage arm of lymphedema patient by removing and adding air in handcuff. The pressure on the handcuff can be read by pressure sensor MPX5050DP and processed using a microcontroller. There are four kind pressure can be selected, ie 20mmHg-30mmHg, 30mmHg-40mmHg, 40mmHg- 60mmHg, and 50mmHg-80mmHg. Accuracy of this device is 98,875%.

  Keywords : lymphedema pump, lymphedema viii

  ix

  2.2 Limfedema .......................................................................................... 7

  2.8 Selenoid Valve…………………............................................................ 18

  2.7 Sensor MPX5050DP .............................................................................. 14

  2.6 Pompa Udara.......................................................................................... 13

  2.5 Perawatan dan Pengobatan Limfedema ................................................. 11

  2.4 Penyebab Limfedema Primer ................................................................. 10

  2.3 Penyebab Limfedema Sekunder............................................................. 9

  2.1 Sistem Limfatik...................................................................................... 5

  DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL............................................................................................. i LEMBAR PERNYATAAN .................................................................................. ii LEMBAR PENGESAHAN .................................................................................. iii PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI .............................................................. iv KATA PENGANTAR .......................................................................................... v ABSTRAK ............................................................................................................ vii ABSTRACT........................................................................................................ viii DAFTAR ISI......................................................................................................... .ix DAFTAR GAMBAR.............................................................................................xii DAFTAR TABEL.................................................................................................xv DAFTAR LAMPIRAN .......................................................................................xvii

  BAB II TINJAUAN PUSTAKA........................................................................... 5

  1.5 Manfaat penelitian.................................................................................. 4

  1.4 Tujuan penelitian.................................................................................... 4

  1.3 Batasan masalah......................................................................................4

  1.2 Rumusan masalah................................................................................... 4

  1.1 Latar belakang permasalahan ................................................................. 1

  BAB I PENDAHULUAN ..................................................................................... 1

  2.9 Mikrokontroler………. .......................................................................... 20

  x

  3.3.2.4 Rangkaian Push Button ..................................................... 43

  4.1.2 Perangkat Lunak (Software).......................................................... 52

  4.1.1.5 Rangkaian LCD................................................................. 51

  4.1.1.4 Rangkaian Push Button ..................................................... 50

  4.1.1.3 Rangkaian Transisitor On Off ........................................... 49

  4.1.1.2 Rangkaian Sensor MPX5050DP ....................................... 48

  4.1.1.1 Arduino UNO.................................................................... 47

  4.1.1 Perangkat Keras (Hardware) ........................................................ 47

  4.1 Hasil Pembuatan Alat............................................................................. 47

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN .............................................................. 47

  3.3.5 Tahap Pengujian dan Analisis Data .............................................. 46

  3.3.4 Perancangan Hancuff .................................................................... 46

  3.3.3 Perancangan Software ................................................................... 44

  3.3.2.3 Rangkaian Transisitor On Off ........................................... 43

  2.9.1 Arduino UNO……….......................................................................... 23

  3.3.2.2 Rangkaian LCD................................................................. 42

  3.3.2.1 Rangkaian MPX5050DP................................................... 41

  3.3.2 Perancangan Hardware................................................................. 41

  3.3.1 Tahap Persiapan ............................................................................ 39

  3.3 Prosedur penelitian................................................................................. 38

  3.2.2 Bahan penelitian............................................................................ 37

  3.2.1 Peralatan penelitian ....................................................................... 37

  3.2 Peralatan dan bahan penelitian............................................................... 37

  3.1 Tempat dan waktu penelitian ................................................................. 37

  BAB III METODE PENELITIAN........................................................................ 37

  2.11 Transisitor ........................................................................................... 31

  2.10 LCD (Liquid Crystal Display) ............................................................. 26

  4.1.2.1 Program Pembacaan Nilai Tekanan .................................. 52

  4.1.3 Handcuff........................................................................................ 53

  4.1.4 Uji Alat dan Analisis Data ............................................................ 54

  4.1.4.1 Uji Kinerja Sensor MPX5050DP ...................................... 54

  4.1.4.2 Kalibrasi Tekanan ............................................................. 56

  4.1.4.3 Hasil Uji Tekanan ............................................................. 57

  4.1.4.4 Hasil Uji Waktu................................................................. 76

  BAB V KESIMPULAN DAN SARAN................................................................ 79

  5.1 Kesimpulan ......................................................................................... 79

  5.2 Saran………........................................................................................... 79 DAFTAR PUSTAKA ........................................................................................... 81

  xi

  DAFTAR GAMBAR

  Nomor Judul Gambar Halaman

  2.1 Sistem limfa ................................................................................................. 5

  2.2 Nodus Limfa ................................................................................................ 6

  2.3 Limfedema ................................................................................................... 7

  2.4 Pembebat tangan .......................................................................................... 11

  2.5 Pijat .............................................................................................................. 12

  2.6 Pompa limfedema......................................................................................... 13

  2.7 Pompa udara................................................................................................. 14

  2.8 Bentuk fisik sensor MPX5050 ..................................................................... 15

  2.9 Jembatan Wheatstone ................................................................................... 16

  2.10 Grafik antara tegangan (V) terhadap differential pressure (kPa)................. 18

  2.11 Struktur solenoid valve secara umum .......................................................... 19

  2.12 Solenoid valve ksv05b.................................................................................. 20

  2.13 Architecture ATmega 328............................................................................. 22

  2.14 Pin-pin ATMega 328 .................................................................................... 23

  2.15 Arduino UNO............................................................................................... 23

  2.16 Penampakan kursor pada LCD .................................................................... 30

  2.17 Bentuk fisik LCD ......................................................................................... 31

  2.18 Transisitor NPN dan PNP ............................................................................ 32

  2.19 Kurva karakteristik transisitor...................................................................... 33

  2.20 Transistor pada titik jenuh............................................................................ 34

  2.21 Transistor pada titik cut off ........................................................................... 35

  3.1 Diagram alir penelitian................................................................................. 39

  3.2 Blok Diagram Hardware alat terapi limfedema .......................................... 40

  3.3 Rangkaian sensor MPX5050DP................................................................... 42

  3.4 Rangkaian LCD............................................................................................ 42

  3.5 Rangkaian transistor on off .......................................................................... 43

  3.6 Rangkaian push button................................................................................. 44

  3.7 Flowchart software alat terapi limfedema ................................................... 45

  xii

  xiii DAFTAR GAMBAR

  4.13 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada pompa limfedema......................................................................................... 57

  4.19 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 2 dengan input tekanan 20-30mmHg pada pompa limfedema...... 65

  4.18 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 1 dengan input tekanan 50-80mmHg pada pompa limfedema...... 63

  4.17 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 1 dengan input tekanan 40-60mmHg pada pompa limfedema...... 62

  4.16 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 1 dengan input tekanan 30-40mmHg pada pompa limfedema...... 60

  4.15 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 1 dengan input tekanan 20-30mmHg pada pompa limfedema...... 59

  4.14 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  4.12 Diagram blok kalibrasi tekanan ................................................................... 56

  Nomor Judul Gambar Halaman

  4.11 Hubungan linearitas tegangan keluaran MPX5050DP dengan nilai tekanan pada pompa limfedema. ............................................................................... 55

  4.10 Hasil hancuff ................................................................................................ 54

  4.9 Hasil rangkaian LCD.................................................................................... 52

  4.8 Skematik rangkaian LCD ............................................................................. 51

  4.7 Hasil rangkaain push button......................................................................... 50

  4.6 Skematik rangkaain push button .................................................................. 50

  4.5 Hasil rangkaian transistor on off .................................................................. 49

  4.4 Skematik rangkaian transistor on off............................................................ 49

  4.3 Hasil rangkaian sensor MPX5050DP .......................................................... 48

  4.2 Skematik rangkaian sensor MPX5050DP.................................................... 48

  4.1 Hasil rangkaian arduino UNO...................................................................... 47

  3.8 Desain Handcuff........................................................................................... 46

  chamber 2 dengan input tekanan 30-40mmHg pada pompa limfedema...... 66

  xiv DAFTAR GAMBAR

  Nomor Judul Gambar Halaman

  4.20 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 2 dengan input tekanan 40-60mmHg pada pompa limfedema...... 68

  4.21 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 2 dengan input tekanan 50-80mmHg pada pompa limfedema...... 69

  4.22 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 3 dengan input tekanan 20-30mmHg pada pompa limfedema...... 71

  4.23 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 3 dengan input tekanan 30-40mmHg pada pompa limfedema...... 72

  4.24 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 3 dengan input tekanan 40-60mmHg pada pompa limfedema...... 74

  4.25 Hubungan linearitas tekanan pada manometer dengan nilai tekanan pada

  chamber 3 dengan input tekanan 50-80mmHg pada pompa limfedema...... 75

  4.26 Hubungan antara waktu (detik) dengan tekanan maksimal (mmHg) dan tekanan minimal (mmHg). ........................................................................... 78

  DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Tabel Halaman

  2.1 Spesifikasi pompa udara ................................................................................. 14

  2.2 Konfigurasi pin sensor MPX5050DP ............................................................. 17

  2.3 Fungsi pin pada LCD ...................................................................................... 27

  2.4 Penunjukan LCD ............................................................................................. 31

  4.1 Perbandingan nilai tekanan yang terukur pada manometer dan MPX5050DP untuk menentukan error .................................................................................. 53

  4.2 Kinerja sensor MPX5050DP........................................................................... 54

  4.3 Kalibrasi tekanan pada pompa limfedema ...................................................... 56

  4.4 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg ......................................................................................... 58

  4.5 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 30mmHg-40mmHg ......................................................................................... 59

  4.6 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg ......................................................................................... 61

  4.7 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 50mmHg-80mmHg ......................................................................................... 62

  4.8 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg ......................................................................................... 64

  4.9 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 30mmHg-40mmHg ......................................................................................... 65

  4.10 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg........................................................................................ 67

  4.11 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 50mmHg-80mmHg........................................................................................ 68

  4.12 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg........................................................................................ 70

  4.13 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 30mmHg-40mmHg........................................................................................ 71

  xv

  DAFTAR TABEL

  Nomor Judul Tabel Halaman

  4.14 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg........................................................................................ 73

  4.15 Hasil uji tekanan pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 50mmHg-80mmHg........................................................................................ 74

  4.16 Hasil uji keakuratan tekanan pada pompa limfedema................................... 76

  4.17 Hasil uji waktu .............................................................................................. 77

  xvi

DAFTAR LAMPIRAN

  Nomor Judul Lampiran

  1. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg

  2. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 30mmHg-40mmHg

  3. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg

  4. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 1 dengan tekanan 50mmHg-80mmHg

  5. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg

  6. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 30mmHg-40mmHg

  7. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg

  8. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 2 dengan tekanan 50mmHg-80mmHg

  9. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg

  10. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 30mmHg-40mmHg

  11. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg

  12. Perhitungan standart deviasi dan akurasi pompa limfedema pada chamber 3 dengan tekanan 50mmHg-80mmHg

  13. Program Pompa Limfedema

  14. Datasheet MPX5050DP

  15. Datasheet solenoid valve

  16. Datasheet Arduino UNO

  xvii

  17. Skematik Arduino UNO

  xviii

BAB I PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Permasalahan

  Sistem limfa adalah bagian pelengkap sistem imunitas yang berperan dalam mempertahankan tubuh dari penyakit. Sistem limfa berfungsi membawa protein dan partikel besar. Hampir semua jaringan tubuh memiliki saluran limfa yang mengalirkan kelebihan cairan secara langsung dari ruang interstisial, kecuali permukaan kulit, sistem saraf pusat, endomisium otot, dan tulang. Kembalinya protein ke darah dari ruang interstisial adalah fungsi yang penting, tanpa hal tersebut manusia akan mati dalam waktu sekitar 24 jam (Guyton, 2006).

  Fungsi utama sistem limfa adalah berpartisipasi dalam pertukaran kontinyu cairan interstisial (Sjamsuhidajat R,2003). Fungsi lainnya adalah untuk mengembalikan makromolekul dari ruang intertisial ke vascular sebagai filtrasi dan perlindungan imunologi (Sabiston,1994).

  Limfedema adalah pembengkakan pada bagian lengan atau kaki yang disebabkan oleh terganggunya aliran limfa. Limfedema menyebabkan ketidaknyamanan untuk beraktifitas saat lengan dan kaki mengalami pembengkakan, hilangnya fungsi lengan atau kaki, dan morbiditas akibat gangguan limfa ( Damstra et al, 2009). Limfedema terjadi sebagai akibat dari adanya masalah pada pembuluh limfa yang disebabkan salah satunya pengobatan pada penderita kanker. Kanker yang sering memicu terjadinya limfedema adalah kanker payudara yang mencapai 5-10% (Tim penanggulangan & Pelayanan

  1

  2 Kanker Payudara Terpadu Paripurna R.S. Kanker Dharmais, 2003). Penyebab lain dari limfedema antara lain bedah, terapi radiasi, infeksi atau peradangan, limfedema bawaan, limfedema prekoks, dan limfedema tarda (Grace, 2006).

  Penderita limfedema yang mengalami pembengkakan biasanya baru menyadari menderita penyakit ini setelah terjadi pembengkakan yang memperlihatkan ekstremitas kanan dan kiri besarnya berbeda. Dokter melakukan pemeriksaan dengan melakukan pitting. Pitting adalah pemeriksaan dengan cara menekan bagian ekstremitas dekat tulang yang mengalami pembengkakan (Zuther, 2009). Pitting menghasilkan cekungan dan ketika cekungan tidak kembali secara langsung dengan cepat maka pasien kemungkinan besar menderita limfedema. Diagnosa lanjutan menggunakan Lymphoscintigraphy (LAS) dilakukan pada pasien limfedema untuk melihat sistem limfa pada pasien limfedema (Macdonald et al, 2003).

  Limfedema dapat diatasi dengan suatu alat yang disebut pompa limfedema. Alat tersebut dapat memperkecil volume pembengkakan dengan cara memberi tekanan atau menekan bagian yang bengkak (Lee et al, 2011). Ketersediaan alat terapi sangat terbatas, terutama di Indonesia. Terlebih lagi harga dari alat tersebut mahal (The Medcom Group, 2012). Hanya sedikit rumah sakit memiliki alat tersebut, sedangkan penderita limfedema semakin banyak. Hal tersebut sangat tidak seimbang sehingga banyak penderita limfedema tidak tertangani secara baik.

  Pompa limfedema menggunakan prinsip udara yang dimampatkan dalam tabung yang nantinya dikeluarkan sedikit demi sedikit kedalam pembebat.

  3 Pembebat akan menekan bagian tubuh yang menderita limfedema. Tekanan yang digunakan dalam British Standart 20 mmHg sampai 60 mmHg (Parstch, 2011).

  Pompa limfedema yang akan dibuat mempunyai sistem kerjanya hampir sama dengan pompa limfedema yang telah beredar dipasaran. Alat ini memberikan tekanan pada pasien dengan memberikan udara pada alat pembebat pasien, sehingga bagian tubuh pasien yang menderita limfedema mendapatkan tekanan pada bagian tersebut. Alat ini tidak hanya menekan tetapi udara juga secara terus menerus dimasukkan lalu dikeluarkan kembali dan dimasukkan kembali sehingga seperti memijat pasien.

  Penelitian ini bertujuan untuk membantu terapi penderita limfedema untuk mengurangi pembengkakan pada ekstremitas. Menggunakan alat terapi yang dapat memberikan tekanan pada ekstremitas pada penderita limfedema merupakan salah satu tindakan yang dilakukan agar pembengkakan berkurang serta dapat melancarkan kembali aliran limfa.

  Alat terapi pompa limfedema ini akan terdapat setting tekanan agar pasien dapat memilih tekanan yang digunakan untuk terapi. Serta terdapat LCD yang akan menampilkan keluaran berupa tekanan yang diberikan. Terdapat pilihan tekanan untuk penderita limfedema dengan menggunakan button, yaitu button 1 dengan tekanan 20mmHg-30mmHg, button 2 dengan tekanan 30mmHg- 40mmHg, dan button 3 dengan tekanan 40mmHg-60mmHg. Ditambahkan pula tekanan pilihan untuk bukan penderita limfedema sebesar 50mmHg-80mmHg pada button 4.

  4

  1.2. Rumusan Masalah

  Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan, rumusan masalah dari penelitian ini adalah dapatkah dibuat pompa limfedema berbasis mikrokontroler sebagai alat terapi limfedema?

  1.3. Batasan Masalah

  Adapun batasan masalah dalam penyusunan tugas akhir ini adalah: Pompa limfedema dibuat hanya digunakan pada lengan orang dewasa.

1. Pompa limfedema yang dibuat memiliki range tekanan 20mmHg- 2.

  80mmHg.

  1.4. Tujuan Penelitian

  Berdasarkan latar belakang dan rumusan masalah, tujuan penelitian ini adalah menghasilkan pompa limfedema yang dapat digunakan untuk terapi limfedema.

  1.5. Manfaat Penelitian

  Manfaat dari penelitian ini adalah pompa limfedema yang dihasilkan pada penelitian ini dapat dimanfaatkan penderita dengan harga yang lebih murah.

  8 Fungsi normal limfatik adalah untuk mengembalikan protein, lemak, dan air dari interstisium ke ruang intravaskuler. Tekanan hidrostatik yang tinggi pada kapiler arterial menekan cairan berprotein ke interstisium, menyebabkan peningkatan tekanan onkotik interstisial yang mengimbangi pertambahan cairan (Sjamsuhidajat R,2003).

  Cairan interstisial dalam keadaan normal berkontribusi terhadap makanan jaringan. Sekitar 90% cairan kembali ke sirkulasi melalui jalan masuk kapiler vena. Sisa 10% terdiri dari protein berat molekul tinggi dan airnya yang berhubungan secara onkotik, terlalu besar untuk melewati dinding kapiler vena.

  Hal itu mengakibatkan sisa tersebut mengalir ke kapiler limfa yang tekanannya di bawah tekanan atmosfer dan dapat menampung protein ukuran besar dan air yang menyertainya. Protein kemudian berjalan sebagai limfa melalui berbagai nodus limfa sebelum bergabung dengan sirkulasi vena.

  Keadaan patologis sistem limfa akan terjadi penimbunan cairan interstisial dengan peningkatan konsentrasi protein, karena peningkatan tekanan onkotik cairan interstisial menarik lebih banyak cairan ke dalam ruangan ekstrasel. Limfedema yang dibiarkan dalam waktu yang lama akan menyebabkan cairan yang kaya protein akan bereaksi dan menimbulkan fibrosis jaringan subkutis (Sabiston, 1994).

  Kulit pada limfedema lama-kelamaan menjadi menebal dan menampilkan

  peau d'orange (kulit oranye), khas penampilan limfatik dermis padat. Epidermis

  akan bersisik tebal dan dapat menampilkan verrucosis berkutil. Retakan tipis pada epidermis akan menampung bakteri dan menyebabkan bakteri berkembang

  9 sehingga dapat menyebabkan kebocoran getah bening ke permukaan kulit (Revis, 2009).

  Limfedema dapat dibedakan menjadi primer dan sekunder. Limpedema sekunder lebih sering terjadi. Limfedema primer tampak pada tahun pertama kehidupan. Limfedema dapat diturunkan disebut Milroy’s disease atau Meige’s

  disease . Limfedema sekunder terjadi karena obstruksi yang disebabkan filariasis,

  malignansi, tindakan pembedahan dengan pengambilan kelenjar limfa, radiasi, infeksi kronis, dan trauma (Damstra, 2009).

2.3 Penyebab Limfedema Sekunder

  Limfedema disebabkan oleh kondisi atau prosedur yang merusak kelenjar atau pembuluh getah bening, seperti kanker, bedah pada kelenjar limfa, terapi radiasi, dan infeksi atau peradangan (Grace, 2006). Penyebab limfedema sekunder dijelaskan sebagai berikut:

  1. Bedah Limfedema dapat berkembang jika kelenjar limfa dan pembuluh limfa diangkat, contohnya untuk operasi kanker payudara terjadi pengangkatan satu atau lebih kelenjar limfa di ketiak untuk mencari bukti bahwa kanker telah menyebar. Pengangkatan satu atau lebih kelenjar limfa dapat mengakibatkan limfedema.

  2. Radiasi pengobatan kanker Pengobatan kanker dengan radiasi dapat menyebabkan jaringan parut dan peradangan dari kelenjar atau pembuluh limfa sehingga membatasi aliran cairan limfa.

  10

  2. Kanker Sel kanker memblokir pembuluh limfa sehingga menyebabkan limfedema karena penyumbatan pembuluh limfa.

  3. Infeksi Infeksi pada nodus limfa dapat membatasi aliran cairan limfa dan menyebabkan limfedema. Parasit dapat memblokir pembuluh limfa dan menyebabkan penyumbatan pembuluh limfa.

2.4 Penyebab Limfedema Primer

  Limfedema primer kejadiannya lebih langka dan biasanya disebabkan oleh gangguan perkembangan pembuluh limfa dalam tubuh. Limfedema sekunder meliputi limfedema bawaan, prekoks, dan tarda (Grace, 2006). Penyebab limfedema primer meliputi:

  1. Penyakit milroy (limfedema bawaan).

  Kelainan bawaan yang dimulai pada masa bayi dan menyebabkan nodus limfa tidak terbentuk secara normal sehingga menyebabkan limfedema (Sabiston, 1994).

  2. Penyakit meige (limfedema prekoks).

  Limfedema prekoks menyebabkan gangguan pada anak usia sekitar puberitas, namun dapat terjadi juga pada usia 20 atau awal 30. Hal ini menyebabkan pembuluh getah bening membentuk tanpa katup (Sabiston, 1994).

  3. Limfedema tarda.

  Limfedema tarda digunakan untuk menyebut limfedema yang tidak muncul sampai setelah usia 25 sampai 30 tahun (Sabiston, 1994).

  No Sistem Spesifikasi

  1 Udara keluaran 2 lpm

  2 Tekanan pompa 70 kPa

  3 Tegangan masukan 6-12 volt DC

  4 Desain pompa Digerakkan oleh motor DC

  5 Badan Pompa Plastik

  6 Level suara 45 dB

  7 Berat 0,07 kg

  8 Aplikasi Aplikasi dalam bidamg medis untuk menghasilkan udara

  = ( × × ) ±

  17 Sensor MPX5050DP memiliki total 6 pin dengan fungsi yang tersaji pada

Tabel 2.2. Pin 1 merupakan pin Vout, pin 2 merupakan pin GND dan pin 3 adalah pin Vs. Pin 4, 5, dan 6 tidak digunakan untuk external circuit, tetapi digunakan

  untuk internal device connections.

Tabel 2.2 Konfigurasi pin sensor MPX5050DP (Freescale, 2010)

  Nomor Pin

  1 Vout

  2 Gnd

  3 Vs

  4 N/C

  5 N/C

  6 N/C Catatan: a. Pin 1 adalah notched pin

  b. Pin 4, 5, dan 6 adalah internal device connectins Data keluaran dari sensor MPX5050DP masih berupa tegangan (data analog), sehingga dibutuhkan ADC untuk merubah data analog menjadi digital.

  Untuk merubah data digital menjadi nilai tekanan digunakan persamaan transfer function MPX5050DP yang terjasi pada persamaan 2.2.

  = ∗ (0.018 + 0.04) ± ………………………………………(2.2) . = ± ………………………………………………………..(2.3) .

  .

  = ∗ 7.5 ± ………………………………………………….(2.4) . Keterangan: Vout = nilai yang terukur dari ADC

  Vs = 5 V Pa = nilai tekanan yang terukur oleh sensor (kPa)

  21 cepat dari pada arsitektur CISC (Completed Instruction Set Computer). Mikrokontroller ini memiliki beberapa fitur antara lain :

  1. 130 macam instruksi yang hampir semuanya dieksekusi dalam satu siklus clock .

  2. 32 x 8-bit register serba guna.

  3. Kecepatan mencapai 16 MIPS dengan clock 16 MHz. 4. 32 KB Flash memory dan pada arduino memiliki bootloader yang menggunakan 2 KB dari flash memori sebagai bootloader.

  5. Memiliki EEPROM (Electrically Erasable Programmable Read Only

  Memory ) sebesar 1KB sebagai tempat penyimpanan data semi permanent

  karena EEPROM tetap dapat menyimpan data meskipun catu daya dimatikan.

  6. Memiliki SRAM (Static Random Access Memory) sebesar 2KB.

  7. Memiliki pin I/O digital sebanyak 14 pin 6 diantaranya PWM (Pulse Width Modulation ) output.

  8. Master / Slave SPI Serial interface.

  Instruksi – instruksi dalam memori program dieksekusi dalam satu alur tunggal, dimana pada saat satu instruksi dikerjakan instruksi berikutnya sudah diambil dari memori program. Konsep inilah yang memungkinkan instruksi – instruksi dapat dieksekusi dalam setiap satu siklus clock. 32 x 8-bit register serba guna digunakan untuk mendukung operasi pada ALU ( Arithmatic Logic unit ) yang dapat dilakukan dalam satu siklus. 6 dari register serbaguna ini dapat

  24 Mikrokontroler ATmega328 Tegangan Operasi

  5V Tegangan Masukan (rekomendasi) 7-12V Tegangan Masukan (batas) 6-20V Pin Digital I/O 14 (6 dapat digunakan untuk PWM output) Analog Input Pin

  6 Arus DC t per I/O Pin 40 mA Arus DC untuk 3.3V Pin 50 mA

  Flash Memory

  32 KB (ATmega328) dimana 0.5 KB digunakan bootloader SRAM

  2 KB (ATmega328) EEPROM

  1 KB (ATmega328) Kecepatan Clock

  16 MHz Arduino UNO dapat digunakan menggunakan koneksi USB atau dengan menggunakan power supply eksternal serta dapat menggunakan AC-DC adaptor atau menggunakan baterai. Adaptor dapat dikoneksikan dengan 2,1mm sentral positif plug ke power jack pada board. Masukan menggunakan baterai dapat dimasukkan pada Gnd dan Vin pin headers dari power konektor.

  Arduino UNO dapat dioperasikan dengan menggunakan eksternal supply 6-10 volt. Jika diberi tegangan masukan kurang dari 7 volt, pin 5 volt akan memberi tegangan kurang dari 5 volt dan kemungkinan board tidak stabil. Jika diberi tegangan masukan lebih dari 12 volt, tegangan regulator mungkin akan

  25

  overheat dan merusak board. Tegangan masukan yang direkomendasikan 7-12 volt.

  ATmega328 memiliki 32kb (dengan 0,5kb digunakan untuk bootloader) flash memory. ATmega328 juga memiliki 2kb SRAM dan 1kb EEPROM.

  Empat belas digital pin pada arduino uno masing-masing dapat digunkan sebagai input atau output menggunakan fungsi pinMode(), digitalWrite(), dan digitalRead(). Pin-pin ini beroperasi pada tegangan 5 volt. Setiap pin dapat menerima atau memberikan arus sebera 40mA dan memiliki resistor pull-up internal 20-50kOhm. Selain pin tersebut diatas, beberapa pin memiliki fungsi khusus.

  Serial: 0 (RX) dan 1 (TX) digunakan menerima (RX) dan mengirimkan (TX) TTL data serial. Pin ini terhubung dengan pin yang sesuai dari FTDU USB- ke-TTL serial chip.

  External interrups : 2 dan 3. Pin ini dapat dikonfigurasi untuk memicu

  interupsi pada nilai yang rendah atau perubahan nilai menggunkan fungsi attachInterrupt().

  PWM: 3,5,6,9,10, dan 11. 8-bit PWM output disediakan dengan fungsi analogWrite().

  SPI: 10(SS), 11(MOSI), 12(MISO), 13(SCK). Pin-pin ini mendukung komunikasi SPI dengan menggunakan SPI library.

  LED: 13. Terdapat built-in LED yang terhubung dengan pin 13. Ketika pin bernilai HIGH maka LED akan menyala dan ketika pin bernilai LOW maka LED akan mati.

  26 Arduino uno memiliki 6 pin analog input, yang masing-masing memiiki resolusi 10 bit.

  Reset adalah pin untuk me-reset mikrokontroler. Uno Arduino memiliki sejumlah fasilitas untuk berkomunikasi dengan komputer, Arduino lain, atau mikrokontroler lain. ATmega328 ini menyediakan

  UART TTL (5V) komunikasi serial, yang tersedia pada pin digital 0 (RX) dan 1 (TX). Sebuah ATmega16U2 pada saluran board ini komunikasi serial melalui USB dan muncul sebagai com port virtual untuk perangkat lunak pada komputer.

  Firmware '16U2 menggunakan USB driver standar COM, dan tidak ada driver eksternal yang dibutuhkan. Namun, pada Windows, file. Inf diperlukan. Perangkat lunak Arduino termasuk monitor serial yang memungkinkan data tekstual sederhana yang akan dikirim ke dan dari papan Arduino. RX dan TX LED di papan akan berkedip ketika data sedang dikirim melalui chip USB-to-serial dan koneksi USB ke komputer (tetapi tidak untuk komunikasi serial pada pin 0 dan 1).

  Sebuah perpustakaan SoftwareSerial memungkinkan untuk komunikasi serial pada setiap pin digital Uno itu. ATmega328 ini juga mendukung komunikasi I2C (TWI) dan SPI. Perangkat lunak Arduino termasuk perpustakaan Kawat untuk menyederhanakan penggunaan dari bus I2C, lihat dokumentasi untuk rincian.

  Untuk komunikasi SPI, menggunakan perpustakaan SPI.

2.10 LCD (Liquid Crystal Display)

  LCD adalah sebuah display dot matrix yang difungsikan untuk menampilkan tulisan berupa angka atau huruf sesuai dengan yang diinginkan (sesuai dengan program yang digunakan untuk mengontrolnya). Pada tugas akhir

  27 ini penulis menggunakan LCD dot matrix dengan kharakter 2 x 16, sehingga kaki- kakinya berjumlah 16 pin.

  LCD ini hanya memerlukan daya yang sangat kecil, tegangan yang dibutuhkan juga sangat rendah yaitu +5 VDC. Panel TN LCD untuk pengaturan kekontrasan cahaya pada display dan CMOS LCD drive sudah terdapat di dalamnya. Semua fungsi display dapat dikontrol dengan memberikan instruksi dan dapat dengan mudah dipisahkan oleh MPU. Ini membuat LCD berguna untuk