Deskripsi

PERALATAN DAN METODE PENGUKURAN PERUBAHAN NILAI TEGANGAN LISTRIK ANTARA TITIK-TITIK AKUPUNKTUR TUBUH SECARA INVASIF UNTUK

MENGETAHUI KELAINAN FUNGSI ORGAN TUBUH MANUSIA

Bidang Teknik Invensi

Invensi ini berkaitan dengan peralatan dan metode untuk mengukur tegangan

listrik tubuh. Lebih khusus peralatan sesuai invensi ini mampu melakukan pengukuran

secara serentak tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh melalui elektroda

akupunktur non invasif.

Latar Belakang Invensi Dalam bidang kesehatan telah banyak dikembangkan peralatan elektrodarmal

(ECG, EEG, dan EMG) yang bebasis komputer, di mana secara biofisika konsepnya

adalah mengambil sinyal tegangan listrik tubuh kemudian diperbesar dengan

menggunakan bioamplifier. Sayangnya peralatan tersebut tidak dapat digunakan

untuk mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh karena sifat titik akupunktur

yang berbeda dengan titik disekitarnya yaitu "High voltage, low resistance" sehingga

perlu peralatan khusus, disamping itu diameter titik akupunktur relatif kecil (1mm –

3mm), sedangkan elektroda yang ada saat ini memiliki diameter rata-rata 5mm, bila

elektroda ini digunakan maka yang terukur selain tegangan listrik titik akupunktur juga

tegangan listrik sekitarnya, ini yang tidak dikehendaki. Untuk melakukan modifikasi

peralatan elektrodarmal yang sudah ada sangat mahal karena harus memodifikasi

hardware dan juga softwarenya, oleh karena itu perlu dibuat peralatan yang mampu

mengukur tegangan listrik serta elektroda khusus untuk titik akupunktur.

Pengukuran tegangan listrik titik akupunktur tubuh memiliki beberapa

kelebihan dibandingkan dengan alat pengambil sinyal tegangan listrik tubuh

yang ada (ECG, EEG, dan EMG). Pengukuran tegangan listrik melalui titik

akupunktur dengan menggunakan elektroda akupunktur dapat mengetahui

kondisi enam organ (sehat atau sakit) secara serentak. Umumnya pengukuran

tegangan listrik tubuh hanya untuk mengetahui satu jenis kelainan organ (1

penyakit). Oleh karena itu perlu dikembangkan peralatan yang mampu

mengukur tegangan listrik yang dilengkapi dengan elektroda khusus untuk titik

akupunktur.

Sudah ada paten tentang metode dan alat diagnosis penyakit nomor

CN1059463 dan paten nomor US2005075579. Baik invensi ini maupun paten

tersebut menggunakan sifat kelistrikan titik akupunktur, tetapi memiliki metode yang

berbeda dari invensi ini. Paten nomor CN1059463 adalah menggunakan metode

invasive yang mengukur impedansi listrik titik akupunktur. Sedangkan paten nomor

US2005075579 adalah metode non invasive untuk mengukur perubahan impedansi

listrik jaringan karena adanya keganasan penyakit (kanker) dengan menggunakan

elektroda Ne. Kedua paten tersebut mengukur impedansi listrik .

Tujuan invensi ini adalah menyediakan peralatan dan metode untuk mengukur

perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh dengan elektroda

akupunktur non invasif. Peralatan ini mampu mengendalikan pengukuran enam

elektroda secara serentak, di mana pengambilan data melalui elektroda akupunktur

dapat diamati secara langsung melalui layar monitor dalam bentuk profil tegangan

listrik.

Uraian Singkat Invensi Peralatan pengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur

secara non invasif sesuai invensi ini terdiri dari piranti Akupotensiograf yaitu suatu

piranti yang dirancang khusus untuk mengetahui perubahan tegangan listrik di antara

titik-titik akupunktur tubuh. Piranti “Akupotensiograf” ini mampu mengendalikan

pengukuran dengan enam pasang elektroda secara serentak. Di Dalam pengukuran,

“Akupotensiograf” dihubungkan dengan elektroda akupunktur non invasif yang

berfungsi sebagai pengambil data tegangan listrik titik akupunktur tubuh, di mana

semua proses pengambilan data ini dikendalikan oleh komputer. Agar hasil

pengukuran memiliki nilai optimal maka perlu metode khusus yaitu dengan

memeperhatikan langkah-langkah: pengambilan stratum corneum, pemasangan

elektroda pada titik akupunktur, dan pengambilan/pencuplikan data dilakukan setiap

2 detik selama 100 detik, di mana pada setiap pengambilan data dapat diamati

secara langsung dalam satu grafik melalui layar monitor. Keuntungan elektroda

akupunktur pada invensi ini adalah :

1. 1. Bahan logam tahan karat yang mudah didapat dan harganya murah

2. 2. Mempunyai fungsi ganda yaitu :

a. Fungsi sebagai alat pengambil data tegangan listrik titik akupunktur tubuh,

bila digunakan bersama “Akupotensiograf “

b. Fungsi sebagai jarum akupunktur (pada terapi), artinya elektroda sebagai

penghantar arus listrik yang masuk ke dalam tubuh, bila digunakan

bersama piranti stimulator.

Uraian Singkat Gambar

Perwujudan invensi akan diuraikan secara terperinci dengan mengacu pada

gambar-gambar yang menyertai, di mana :

Gambar 1a. Diagram kotak peralatan pengukuran menurut invensi ini yang

terdiri dari kotak elektroda (A) yang berisi enam elektroda A1 sampai dengan A6;

piranti ”Akupotensiograf”(P) yang berisi kotak penguat (X), rangkaian multiplekser

(F), dan Optocoupler/optoisolator(G); dan kotak Q yang terdiri dari rangkaian

antarmuka PPI (H), dan Komputer (I).

Gambar 1b. Kotak penguat (X) yang terdiri dari Filter (B) yang dihubungkan

dengan rangkaian bioamplifier (C), rangkaian ADC (D), dan rangkaian buffer (E).

Gambar 2a adalah gambar skematik elektroda akupunktur non invasif tampak

samping sesuai invensi. Eletrode ini terdiri atas bagian kepala (1), penyangga (2),

isolator (3), dan ujung (4) berdiameter (d) sesuai dengan diameter titik akupunktur.

Gambar 2b adalah elektroda tampak atas sesuai invensi ini.

Gambar 3 adalah ilustrasi konsep hubungan antara titik akupunktur (L),

dengan organ di dalam tubuh (N) melalui jalur/saluran komunikasi yang disebut

dengan meridian (M), di mana K adalah suatu perlakuan terapi pada titik

akupunktur, sedangkan S adalah perlakuan pengukuran tegangan listrik pada titik

akupunktur sesuai invensi ini.

Gambar 4a adalah letak titik-titik akupunktur pada meridian VII (meridian

Kandung Kemih) yang digunakan dalam invensi ini yaitu titik VII.18 (Gan shu), titik

VII.21 (Wei shu), dan titik VII.23 (Shen shu).

Gambar 4b. Adalah letak titik akupunktur acuan pada meridian XIV (meridian

Tu), yang digunakan dalam invensi ini, yaitu titik XIV.4 (Mingmen),

Gambar 5a adalah contoh hasil pengukuran tegangan listrik titik akupunktur

Gambar 5b. Adalah contoh hasil analisis data pengukuran dengan

menggunakan metode FFT (Fast Fourier Transform).

Gambar 6 adalah contoh hasil analisis data pengukuran dengan

menggunakan metode JST (Jaringan Saraf Tiruan).

Uraian Lengkap invensi Merujuk pada gambar 1a dan 1b, peralatan untuk mengukur tegangan listrik

titik akupunktur tubuh sesuai dengan invensi ini terdiri dari kotak piranti

”Akupotensiograf” (P), kotak Elektroda akupunktur (A), dan kotak Q yang terdiri dari

rangkaian antarmuka PPI (H), dan Komputer (I). Piranti ”Akupotensiograf” (P) terdiri

atas beberapa sub kotak rangkaian penguat (X) yang semuanya dihubungkan

dengan rangkaian multiplekser (F), yang selanjutnya rangkaian multiplekser tersebut

dihubungkan dengan rangkaian optocoupler/optoisolator (G). Penguat (X) terdiri dari

6 kanal, di mana masing-masing kanal pada rangkaian penguat X terdiri atas Filter

(B) yang dihubungkan dengan rangkaian bioamplifier (C), kemudian dihubungkan

dengan rangkaian ADC (D), dan terakhir dengan rangkaian buffer (E). Agar

pengambilan data dapat diamati maka piranti ”Akupotensiograf” dihubungkan dengan

komputer (I) oleh PPI (H).

Elektroda (A1 sampai dengan A6) seperti gambar 1a, gambar 2a, dan 2b

berfungsi sebagai pengambil data tegangan listrik titik akupunktur tubuh yaitu dengan

cara menempelkan elektroda pada permukaan kulit (non-invasive). Pengambilan data

dilakukan setiap 2 detik selama 100 detik, untuk mendeteksi adanya perubahan

tegangan listrik di titik akupunktur. Karena sinyal yang terdeteksi sangat lemah maka

setiap pasang elektroda (A1 sampai dengan A6) dilakukan penguatan yaitu dengan

menggunakan rangkaian bioamplifier (C1 sampai dengan C6) yang menggunakan

dasar penguatan non-inverting. Untuk menghilangkan noise yang besar akibat turut

dikuatkan, maka sebelum sinyal masuk ke rangkaian bioamplifier (C1 sampai dengan

C6) dilakukan pem-filteran terlebih dahulu. Filter (B1 sampai dengan B6) yang

digunakan adalah Band Reject Filter yang biasa disebut dengan notch filter. Jenis

filter (B1 sampai dengan B6) ini adalah passive notch filter (Twin-T). Digunakan filter

pasif karena setelah rangkaian filter (B1 sampai dengan B6) terdapat rangkaian

bioamplifier (C1 sampai dengan C6) yang berfungsi untuk menguatkan sinyal.

Agar sinyal tegangan listrik yang berupa sinyal analog dapat diproses/diolah

menggunakan komputer ( I ), maka sinyal tersebut perlu dikonversi terlebih dahulu

dengan menggunakan rangkaian ADC (D1 sampai dengan D6). Rangkaian ADC yang

digunakan adalah ADC 8 bit. Keluaran dari ADC adalah sinyal digital dengan logika

bilangan biner dimana logika 1 sama dengan nilai tegangan +5 volt sedangkan logika

0 sama dengan nilai tegangan 0 volt. Selanjutnya data bilangan biner yang

merepresentasikan perubahan tegangan listrik titik akupunktur tersebut diproses

menggunakan komputer ( I ) dan ditampilkan dalam bentuk grafik profil tegangan

listrik fungsi waktu melalui rangkaian antarmuka PPI 8255 (H). Untuk menghindari

adanya drop tegangan pada keluaran ADC maka data biner tersebut (yang

sebenarnya juga berupa tegangan listrik) dilewatkan rangkaian buffer (E1 sampai

dengan E6) agar tegangannya konstan +5 volt untuk logika 1 dan 0 volt untuk logika

0.

Seperti dijelaskan diatas bahwa piranti ”Akupotensiograf” (P) ini memiliki 6

kanal yang dapat diambil datanya secara bergantian oleh komputer (I). Untuk itu

dibutuhkan rangkaian multiplekser (F) yang berfungsi sebagai switch untuk memilih

kanal yang akan diambil datanya. Rangkaian multiplekser (F) ini dikontrol oleh

komputer (I) melalui PPI (H). Agar kulit terhindar dari kebocoran arus yang timbul

akibat koneksi antara komputer (I) dengan ”Akupotensiograf” (P) maka sistem

transfer datanya melalui optocoupler/optoisolator (G), jadi transfer datanya

menggunakan cahaya bukan tegangan listrik secara langsung.

Perbedaan utama dengan peralatan elektrodarmal yang ada saat ini adalah

bahwa peralatan untuk mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh pada invensi

ini mampu mengendalikan pengukuran enam pasang elektroda (A1 sampai dengan

A6) secara serentak, sehingga tidak perlu melakukan pengukuran ulang. Lebih

jelasnya peralatan ”Akupotensiograf” (P) pada invensi ini dapat mengetahui

perubahan tegangan listrik pada enam pasang titik akupunktur tubuh secara

serentak.

Gambar 2a adalah elektroda akupunktur non invasif A (A1 sampai dengan A6)

pada invensi ini yang terbuat dari logam tahan karat dan terdiri atas kepala elektroda

(1) berbentuk bulat dengan diameter 5 – 10 mm agar mudah dijepit dengan lidah

buaya, penyangga elektroda (2) berbentuk bundar memiliki diameter 10 – 20 mm

dengan tebal 1 – 5 mm supaya mudah menempel di tubuh. Pengambilan tegangan

listrik hanya melalui ujung elektroda yang berbentuk tabung dengan tinggi 2 - 3 mm,

dan berdiameter (d) 1 – 2 mm. Diperlukan isolator (3) yang berfungsi sebagai

pembatas/sekat antara kulit dengan elektroda. Gambar 2b adalah elektroda

akupunktur non invasif nampak dari atas, lingkaran garis-garis adalah bahan

isolator, sedangkan lingkaran garis tebal adalah elektroda.

Merujuk pada gambar 3, teori akupunktur menyatakan bahwa pada tubuh

manusia terdapat sistem meridian yaitu jalur/saluran yang menghubungkan antara

permukaan tubuh dengan organ dalam tubuh, di mana dalam satu meridian terdapat

beberapa titik akupunktur yang dimanfaatkan sebagai pintu masuknya rangsangan

ke dalam meridian (Mann, 1974).

Invensi ini berkaitan dengan pemanfaatan titik akupunktur yang selama ini

hanya digunakan sebagai titik terapi gangguan fungsi organ, pada invensi ini dapat

dibuktikan bahwa titik akupunktur yang terletak pada meridian VII, dan meridian XIV

dapat digunakan sebagai titik indikator (untuk mendeteksi gangguan fungsi organ).

Misal titik akupunktur VII.18 adalah titik terapi untuk penderita gangguan fungsi hati,

titik VII.21 untuk gangguan Gastro Intestinal, dan VII.23 untuk gangguan fungsi ginjal.

Melalui penggabungan konsep Biolistrik dan konsep keseimbangan Yin Yang pada

invensi ini yaitu dengan cara membandingkan keseimbangan biolistrik (tegangan

listrik) titik akupunktur sisi kanan dan sisi kiri tubuh, terbukti bahwa titik-titik tersebut

di atas dapat membedakan kondisi organ sehat atau sakit.

Merujuk pada gambar 4, titik akupunktur sebagai titik indikator pada invensi ini

dipilih titik akupunktur su-belakang yang terletak pada meridian VII (tubuh bagian

belakang) yaitu : VII.13, VII.14, VII.15, VII.18, VII.19, VII.20, VII.21, VII.22, VII.23,

VII.25., VII.27, VII.28, Sedangkan titik acuan dipilih titik akupunktur yang terletak di

median tubuh, yaitu meridian XIV (tubuh bagian belakang).

Metode pengukuran sesuai invensi ini dilakukan dengan tahapan sebagai

berikut :

• - Sebelum pengukuran tegangan listrik dimulai, terlebih dahulu dipilih lokasi

yang bebas penyakit kulit dan tidak mempunyai luka di sekitar titik akupunktur

yang akan diukur.

- Menentukan titik acuan (titik akupunktur sebagai ground) di median tubuh

bagian belakang yaitu titik XIV.4 (Mingmen) yang mempunyai kedalaman 0,5 inci

– 0,8 inci, terletak di bawah proximal spinalis L 2, setinggi lekuk pinggang.

• - Menentukan titik indikator (titik akupunktur sebagai titik indikator): titik-titik

indikator ini terletak di tubuh bagian belakang (pada meridian VII) yang disebut

dengan titik-titik Su Belakang. Dari beberapa titik Su Belakang di pilih titik-titik

yang berkaitan dengan organ yang ingin diketahui kondisinya

- Agar hasil pengukuran optimal maka sebelum pengukuran terlebih dahulu

dilakukan pembuangan lapisan stratum corneum kulit yaitu dengan

menggunakan selotip yang ditempelkan pada kulit, kemudian dibuang.

Pembuangan lapisan stratum corneum ini dilakukan sebanyak 1 - 10 kali,

bergantung pada lokasi titik akupunktur.

- Memberi jely sebagai penghantar listrik pada kulit yang sudah dibuang

lapisan stratum corneumnya.

- Memasang elektroda akupunktur pada titik-titik akupunktur yang telah

ditentukan, di mana untuk setiap titik akupunktur digunakan satu pasang

electrode (satu elektroda sebagai acuan). Jadi setiap penyakit dapat

menggunakan dua pasang elektroda (untuk titik akupunktur tubuh sisi kanan dan

kiri), atau hanya satu pasang elektroda sesuai kebutuhan.

- Mengukur tegangan listrik titik akupunktur tubuh secara serentak pada setiap

pengukuran yang dilakukan selama 100 detik dengan interval

pengambilan/pencuplikan data setiap 2 detik, sehingga diperoleh 50 data untuk

setiap titik dalam bentuk profil tegangan listrik fungsi waktu.

- Memproses data profil tegangan listrik fungsi waktu menjadi profil tegangan

listrik fungsi frekuensi (dengan FFT = Fast Fourier Transform) untuk dianalisis,

atau langsung menganalisis data profil tegangan listrik fungsi waktu dengan

menggunakan Jaringan Saraf Tiruan (JST). Kemudian hasil analisis ditampilkan di

peralatan dalam bentuk pernyataan sehat atau sakit sesuai hasil pengukuran.

Gambar 5a adalah gambar hasil pengukuran di titik akupunktur dalam

bentuk profil tegangan listrik fungsi waktu. Gambar 5b adalah hasil analisis dari

pengukuran tegangan listrik dengan metode FFT (Fast Fourier Transform).

Selanjutnya dari gambar 5a dan 5b menunjukkan ada 3 kondisi yang berbeda

yaitu gambar (a) kondisi sehat, gambar (b) sakit kronik 1, dan gambar (c) sakit

kronik 2.

Gambar 6 adalah hasil analisis dari pengukuran tegangan listrik fungsi

waktu dengan metode (JST Jaringan Saraf Tiruan) yang menunjukkan bahwa

sehat (gambar 5a) berbeda dengan sakit kronik 1 (gambar 5b), dan kronik 2

(gambar 5c)

Klaim:

1. Suatu peralatan untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik

akupunktur tubuh secara invasif untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh

manusia yang terdiri dari:

enam pasang elektroda (A1-A6) untuk mengambil secara serentak sinyal

tegangan listrik titik akupunktur tubuh;

enam pasang penguat (X1-X6) untuk menguatkan sinyal tegangan listrik titik

akupunktur tubuh tersebut;

suatu multiplekser (F) untuk mengambil secara serentak sinyal-sinyal tegangan

listrik titik akupunktur dari keenam pasang elektroda tersebut;

suatu optocoupler/optoisolator (G) yang dihubungkan dengan multiplekser dan

berfungsi sebagai isolator sinyal tegangan listrik titik akupunktur tubuh tersebut;

suatu antarmuka PPI (Periferal Programmable Interface) (H) sebagai

antarmuka ke suatu komputer; dan

suatu komputer (I) untuk mengolah dan menampilkan sinyal-sinyal tegangan

listrik titik akupunktur tubuh untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia.

2. Peralatan untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik

akupunktur tubuh untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia dari klaim

1, dimana enam pasang penguat tersebut masing-masing terdiri dari:

suatu filter (B) untuk membuang noise atau desah dari sinyal tegangan listrik

titik akupunktur tubuh tersebut;

suatu bioamplifier (C) untuk menguatkan beda potensial (tegangan listrik) pada

titik-titik akupunktur tubuh tersebut;

suatu ADC (Analog to Digital Converter) (D) untuk mengubah sinyal tegangan

listrik titik akupunktur tubuh analog tersebut menjadi tegangan listrik ke dalam bentuk

digital; dan

Suatu penyangga (buffer) (E) untuk menyangga keluaran dari filter tersebut.

3. Peralatan untuk mengukur perubahan tegangan listrik antara titik-titik

akupunktur tubuh untuk mengetahui kelainan fungsi organ tubuh manusia dari klaim

1, dimana masing-masing dari enam pasang elektroda (A1-A6) tersebut terdiri dari:

suatu kepala elektroda (1) berbentuk bulat berdiameter 5 mm;

suatu penyangga elektroda (2) bentuk lempeng bundar yang memiliki

ketebalan 1 mm dan berdiameter 10 mm;

suatu isolator (3) berdiameter 10-11 mm yang berfungsi sebagai

pembatas/sekat antara kulit dengan penyangga elektroda tersebut agar pengambilan

tegangan listrik hanya melalui ujung elektroda; dan

ujung elektroda (4) berdiameter 1-2 mm.

4. Suatu metode pengukuran tegangan listrik antara titik-titik akupunktur tubuh

yang terdiri dari langkah- langkah :

membuang lapisan stratum corneum kulit dengan menggunakan selotip

yang ditempelkan pada kulit kemudian dibuang paling banyak 10 kali.

memberikan jely sebagai penghantar listrik pada kulit yang sudah

dibuang lapisan stratum corneumnya;

memasang elektroda-elektroda pada titik akupunktur yang telah

ditentukan;

mengambil/mencuplik data tegangan listrik di titik akupunktur dilakukan

setiap 1 - 2 detik selama 60 - 300 detik.

Abstrak

PERALATAN DAN METODE PENGUKURAN PERUBAHAN NILAI TEGANGAN LISTRIK ANTARA TITIK-TITIK AKUPUNKTUR TUBUH SECARA INVASIF UNTUK

MENGETAHUI KELAINAN FUNGSI ORGAN TUBUH MANUSIA

Invensi ini berkaitan dengan peralatan dan metode untuk mengukur

tegangan listrik tubuh. Lebih khusus peralatan sesuai invensi ini mampu melakukan

pengukuran secara serentak perubahan tegangan listrik antara titik-titik akupunktur

tubuh melalui elektroda akupunktur non invasif.

Pengukuran dapat dilakukan secara serentak dengan enam elektroda

untuk mengetahui tiga kondisi yang berbeda, di mana setiap pengambilan data

oleh elektroda akupunktur dapat diamati secara langsung dalam satu grafik melalui

layar monitor dalam bentuk profil tegangan listrik fungsi waktu.

1/5

A P Q

Gambar 1a

Gambar 1b

B1 C1 D1 E1

B6 C6 D6 E6

X1

X6

F

X2

X3

X4

X5

X6

X1

F

G

H

I

A2

A3

A4

A5

A6

A1

2/5

1

2 3 4 d

Gambar 2a 3 1 2 d

4

Gambar 2b

K M

N

L

S Gambar 3

3/5

Gambar 4a

Gambar 4b

4/5

(a)

(b)

(c)

Gambar 5a Gambar 5b

5/5

-40

-20

0

20

40

60

80

100

1 2 3 4 5 6 7 8

Series1 Series2 Series3 Series4 Series5 Series6 Series7 Series8 Gambar 6a

-100

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

1 2 3 4 5 6 7 8Series1Series2Series3Series4Series5Series6Series7Series8

Gambar 6b

-80

-60

-40

-20

0

20

40

60

1 2 3 4 5 6 7 8

Series1Series2Series3Series4Series5Series6Series7Series8

Gambar 6C