MAKALAH

INSTRUMENTASI BIOMEDIS

ALAT CEK KADAR DARAH ( GLUKOMETER )

Oleh :

Rizal Yulistio Aji 115090801111002

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS BRAWIJAYA

MALANG

2014

Alat Cek Kadar Darah (Glukometer)

Alat cek gula darah ini merupakan perangkat terbaru dengan tenaga baterai yang

bisamengukur kadar gula darah serta kadar asam urat dan kadar kolesterol total

denganmengubah chipnya pengecekannya. Alat Cek gula darah ini termasuk ke dalam Alat

kesehatan dalam kategori Equipment. Alat ini dapat secara cepat memperoleh hasil

pengecekan kadar darah yang dibutuhkan hanya dalam sebuah perangkat portable (bias

dibawa kemana-mana) dalam waktu cepat. Alat Cek Gula Darah ini dapat menganalisa dari

contoh darah sebagai berikut :

• Kadar Gula Darah (Glucose)

• Kadar Kolesterol Total (Cholesterol)

• Kadar Asam Urat (Uric Acid

Fungsi utamanya adalah memberdayakan penderita Diabetes Mellitus untuk memonitor

dirinya sendiri tanpa perlu berkunjung ke dokter atau rumah sakit. Glukometer membantu

untuk mendeteksi kadar gula darah dalam tubuh pada saat tertentu, yakni pada saat darah

sampel diambil dari dalam tubuh penderita.

Jadi alat ini multifungsi bisa digunakan untuk cek gula darah, cek asam urat serta

kadar kolesterol sekaligus dalam satu alat saja. Yang diperlukan hanya mengganti chipnya

sesuai dengan yang dibutuhkan .

Glukometer merupakan suatu alat yang berfungsi untuk mengetahui kadar glukosa didalam

darah. Darah yang diperlukan pun hanya beberapa tetes saja yang akan dibantu dikeluarkan

dengan alat lancing device yang mampu meminimalisir rasa sakit ketika diambil darahnya.

Alat tes darah ini dilengkapi dengan jarum steril sekali pakai yang menjamin keamanan dan

kehigienisan proses pengecekan darah. Glukometri adalah teknik untuk mendapatkan nilai

konsentrasi glukosa dalam darah perifer atau sentral. Nilai pengukuran dinyatakan dalam

mg/dl atau mmol memiliki nilai klinis yang penting untuk mengetahui adanya gangguan

metabolisme seperti diabetes melitus,denutrisi, dan beberapa gangguan lain seperti koma

hiperosmolar, sindrommalabsorbsi, dan hipoglikemia yaitu suatukeadaan dimana kadar

glukosalebih rendah dari nilai kadar normal (King, 2010).

Profil Alat

Nama : Glukometer 

Prinsip Kerja : Biosensor 

Kalibrasi : Plasma

Rentang Pengukuran : 20-600 mg/dL

Metode Pengambilan sampel : Tetes

Waktu tes glukosa : 10 detik 

Jumlah sampel µL : ≥ 4 µ

Tipe Sampel : Darah Kapiler 

Sumber Energi : Battery 1,5 V (AAA) x 2

Blood glucose/Cholesterol/Uric Acid Multifunction Monitoring System dikemas dalam

sebuah tas kecil, di dalam kemasan terdiri dari beberapa alat seperti :

• Glukometer 

• Alat penusuk (lancet device)

• Tes strip glukosa, tes strip kolesterol dan tes strip asam urat

• Dua buah batre AAA (1,5 V)

Prinsip Kerja Glukometer

Glukometer memiliki prinsip kerja biosensor. Biosensor  pertama kali diperkenalkan oleh

Clark dan Lyson pada tahun 1962. Biosensor merupakan gabungan dari bioreseptor dan

transduser. Bioreseptor merupakan alat yang digunakan untuk menyensor kehadiran

konsentrasi elemen biologi, misalnya, enzim, antibody, sel hidup, dan jaringan lainnya.

Perangkat transduser berfungsi untuk mengubah sinyal biokimia menjadi sinyal listrik yang

kemudian akan dibaca pada layar.

Alasan mengapa termasuk sebagai salah satu benda peralatan kedokteran yangmemiliki sifat

seperti komputer, yaitu :

Input : Slot Test Strip dan Tombol Control

Proses : mengecek kadar gula darah, kolesterol, dan asam urat

Penyimpanan : penyimpanan jangka pendek pada layar 

Output : Layar

Komponen dalam Glukometer Sensor Glukosa

Bagian yang paling penting adalah strip berbentuk persegi panjang yang berfungsi

sebagai sensor untuk menempatkan darah dan mendapatkan pengukuran ditentukan dengan

konverter analog-digital / analog digital converter (ADC) dari mikrokontroler /

microcontroller unit (MCU).

Langkah pertama yang harus dilakukan untuk mengukur kadar gula dalam darah

adalah dengan mengubah konsentrasi glukosa menjadi sebuah sinyal voltase. Hal ini mungkin

terjadi dengan adanya sensor khusus dalam strip / lempengan untuk amperometry.

Gambar 1 Strip untuk Mengukur Kadar Gula pada Glukometer

Sensor ini menggunakan elektroda platinum dan perak untuk membentuk bagian dari

sirkuit listrik di mana hidrogen peroksida terelektrolisis. Hidrogen peroksida diproduksi

sebagai hasil dari oksidasi glukosa pada membran oksida glukosa. Arus yang melalui

rangkaian menyediakan hasil pengukuran konsentrasi peroksida hidrogen, sehingga

konsentrasi glukosa dapat diketahui.

Gambar 2 Reaksi pada Elektroda antara Glukosa dan Asam Glukonat

Glukosa dalam darah dioksidasi oleh enzim glukosa oksidase (yang ada dalam strip)

menjadi glukagon. Proses pemecahan glukosa menjadi glukagon menimbulkan elektron yang

kemudian dibaca oleh sensor yang terdapat pada alat. Semakin banyak  glukosa dalam darah

yang teroksidasi menjadi glukagon maka semakin banyak elektron yang dihasilkan maka

nilai yang terbaca di alat akan semakin tinggi atau besar.

Sensor yang digunakan sebagai pengukur gula darah berdasarkan pada elektroda

oksida glukosa. Oksida glukosa diamobilisasi dalam elektroda karbon aktif yang telah dilapisi

platina. Enzim pada elektroda digunakan untuk menentukan amperometry dengan

menggunakan deteksi elektrokimia dari hidrogen peroksida yang dihasilkan. Sensor ini terdiri

dari berbagai elektroda: lapisan membran oksida glukosa, film polyurethane yang permeabel

oleh glukosa, oksigen, dan hidrogen peroksida.

Amperometry

Amperometry itu sendiri merupakan sebuah alat untuk analisis kimia yang digunakan

dalam elektrofisiologi untuk mempelajari peristiwa pelepasan molekul – molekul kimia

dengan menggunakan elektroda karbon. Pengukuran elektroda berdasarkan reaksi oksidasi

molekul yang dilepaskan ke dalam medium.

Amperometry mengukur arus listrik yang berada di antara sepasang elektroda yang

memicu reaksi elektrolisis. Oksigen berdifusi melalui membran dan tegangan listrik akan

dialirkan pada elektroda platina (Pt) untuk mereduksi O2 menjadi H2.

Gambar 3 Diagram Proses Strip Tes

Elektroda reaktif adalah jenis sensor amperometry yang menggunakan desain tiga

elektroda. Pendekatan ini berguna ketika menggunakan sensor amperometry karena

keandalan pengukuran tegangan dan arus dalam reaksi kimia yang sama. Tiga model

elektroda menggunakan sebuah elektroda kerja (WE / Working Electode), elektroda referensi

(RE / Reference Electrode), dan elektroda penghitung (CE / Counter Electrode). Setelah arus

dihasilkan maka harus diubah menjadi tegangan untuk diproses oleh MCU. Tindakan ini

dilakukan oleh amplifier transimpedansi. Akhirnya, MCU akan mendeteksi dan memproses

sinyal ini dengan modul ADC.

Gambar 4 Skema Chip Metode penentuan amperometry dengan tegangan listrik konstan 0.3V digunakan

dalam meter portabel. Respon arus dari sensor bersifat linier dengan konsentrasi glukosa

dalam kisaran 5 sampai 30 mmol/L dan waktu respon yang cepat sekitar 20 detik.

Mikroprosesor

Untuk membuat sebuah Glukometer, pada dasarnya hanya membutuhkan processing unit

yang sederhana. Mulai dari 8-bit sampai 32-bit Mikroprosesor dapat digunakan dalam

komponen Glukometer. Namun Glukometer yang umum diproduksi dewasa ini menggunakan

32-bit mikroprosesor sebagai processing unit-nya.

Spesifikasi glukometer

20 – 600 mg/dl (1,7 – 30,6 mmol/L) range

Satuan Kadar Gula Darah

• mmol/L (millimol/liter)

• mg/dL (milligram/desiliter)

Satuan yang pertama adalah satuan ukuran internasional yang diakui dunia dan sangat

umum dipakai didalam jurnal - jurnal ilmiah tentang diabetes, sedangkan yang kedua adalah

sistem yang diadopsi oleh negara Amerika Serikat.

Glukometer yang umum dijual dipasaran saat ini dibuat oleh berbagai perusahaan dan

bisa saja menggunakan salah satu satuan ukuran seperti diatas, atau menggunakan keduanya.

Hasil uji darah yang dilakukan oleh laborat-laborat di Indonesia mengadopsi sistem

yang digunakan oleh Amerika Serikat, yakni menggunakan ukuran mg/dL

(milligrams/deciliter). Karena berat molekul glukosa, dengan rumus kimia C6H12O6 adalah

sekitar 180 gr/mol, untuk pengukuran glukosa, perbedaan dua buah skalanya adalah faktor

dari 18.

Berikut skala yang digunakan untuk mengkonversi satuan tersebut: 18 mg/dL = 1 mmol/dL

Untuk mengkonversikan mmol/L ke mg/dL, cukup kalikan dengan 18.

Untuk mengkonversikan mg/dL ke mmol/L, cukup bagi dengan 18 atau dikalikan dengan

0.055.

Keterangan :

1. Glukometer

2. Container : di dalamnya berisi chip dan test strip

3. Pen Lanset

4. Isi lanset ( jarum )

Cara Memakai Glikometer1. Mengkoding Glukometer

Hal pertama yang dilakukan adalah make sure kode. Maksudnya, untuk menjalankan

glucometer itu harus memakai chip. Dan chip itu mempunyai kode yang tidak

sembarangan bisa dipakai. Caranya yaitu pertama membuka tutup box dari container

accu-chek active tes strip. Di atasnya container ada chip nya (warna orange pada

gambar).

Di chipnya ada 3 digit angka (kode). Selanjutnya menyamakan kode tersebut dengan

kode yang tertera di container. Apabila sudah sama kodenya, maka chip dimasukkan

ke dalam glucometer

2. Memasang Lanset

Pen lanset dibuka tutupnya dan isi lanset ( jarum) dimasukkan kedalam ujungnya.

Kemudian menutup kembali pen lanset.

Selanjutnya di tutup pen lanset ada angka 1,2,3,4. Kita bisa mengatur sesuai dengan

kedalaman kulit pasien yang akan diperiksa. Seumpama gemuk, bisa dipakai angka 4.

Itu merupakan pertanda kedalaman dari jarum.

3. Memasang strip tes pada glukometer

Memasukkan strip test ke glucometer sesuai dengan arah panah. Apabila sudah

masuk, di glukometer akan muncul 3 digit angka (kode), sesuaikan dengan kode yang

ada di containernya tadi.

4. Membersihkan ujung jari yang akan ditusuk menggunakan kapas steril dengan alcohol

70%.

Berikut area-area jari yang bisa dipakai untuk pengambilan darah kapiler.

5. Menusukkan lanset

Menekan tombol kuning agar jarum lanset bisa menusuk ke jari.

Darah yang keluar selanjutnya ditempelkan ke strip tes yang terpasang di glukometer.

6. Membaca Glukosa darah

Jenis pemeriksaannya antara lain adalah Gula Darah Sewaktu (GDS), Gula Darah

Puasa (GDP), Gula Darah 2 Jam Pasca Pembebanan (GD2PP).

GDS atau gula darah sewaktu adalah hasil pemeriksaan gula darah yang dilakukan

kapan saja, biasanya sewaktu seseorang berkunjung ke laboratorium. Nilai normalnya

di bawah 200 mg/dl.

GDP atau gula darah puasa adalah hasil pemeriksaan gula darah dimana seseorang

diminta untuk puasa terlebih dahulu sebelum diperiksa. Lama puasa sekitar 8 jam,

tidak boleh makan apapun termasuk merokok, kecuali minum air putih. Hasil normal

adalah di bawah 126 mg/dl.

Beberapa pemeriksaan akan dipengaruhi oleh makanan yang kita konsumsi , misalnya

pemeriksaan gula darah, sehingga nilai batas normal pada pemeriksaan dibuat

berdasarkan kondisi tanpa dipengaruhi makanan dari luar ( puasa )

akibatnya jika melakukan tes gula darah tapi tanpa berpuasa terlebih dahulu. Hasil tes

tidak menggambarkan kondisi sebenarnya atau bisa false positive.

GD2PP adalah hasil pemeriksaan gula darah lanjutan dari GDP. Setelah seseorang

diambil darahnya untuk pemeriksaan Gula Darah Puasa (GDP), ia diminta

mengkonsumsi larutan gula sebanyak 75 gr. Dua jam kemudian, darahnya diambil

lagi kemudian diperiksa kadar gulanya. Hasil normalnya adalah dibawah 140 mg/dl.