pengembangan detektor jantung janin dan kondisi ibu hamil

Nomor 20 Volume X Juli 2012: 26-35
Spectra
PENGEMBANGAN DETEKTOR JANTUNG JANIN
DAN KONDISI IBU HAMIL PRAPERSALINAN
DI DAERAH TERPENCIL
Irmalia Suryani Faradisa
Dosen Teknik Elektro FTI ITN Malang
ABSTRAKSI
Teknologi deteksi jantung janin dan kondisi ibu hamil di Indonesia,
terutama di daerah terpencil, masih sangat manual dan kurang fasilitas
untuk monitoring keselamatan ibu hamil, terutama prapersalinan. Hal
tersebut berakibat banyak ibu hamil yang berisiko terhadap persalinan,
terutama yang mengalami post birth/prenatal atau masa lahir lebih dari
yang diprediksi, sehingga monitor terhadap kondisi jantung janin
menjadi penting untuk dapat mendeteksi secara dini dalam melakukan
tindakan penyelamatan terhadap ibu hamil yang beresiko kematian.
Pengembangan teknologi detector jantung janin berbasis teknologi BAN
(body area network) dapat memberikan hasil monitoring secara realtime
dan terkoneksi dengan transmisi WSN (wireless sensor network)
melalui integrasi dengan device end user (laptop, smartphone, PDA)
yang secara desain dan implementasi dapat digunakan di daerah
pedesaan dan terpencil. Rancangan sistem monitoring ini memiliki
keunggulan mampu digunakan untuk mengirim data medis ibu hamil
dan kondisi jantung janin dengan teknik multimedia medical records
yang terkoneksi dengan pusat layanan kesehatan ibu hamil di kota
besar atau dokter kandungan. Visualisasi data secara image, sound,
grafik dan text, bahkan video, dapat digunakan sebagai alat detektor
kesehatan ibu hamil dan janin berbasis digital.
Penelitian ini langsung diujicobakan untuk memperoleh karateristik dari
ibu hamil yang berada di daerah terpencil di Kabupaten Malang dan
sekitarnya.
Kata kunci: Deteksi Jantung, Janin, Ibu Hamil
PENDAHULUAN
Latar Belakang
Angka kematian ibu merupakan salah satu masalah besar di negeri ini.
Pasalnya, angka kematian ini menunjukkan gambaran derajat kesehatan di
suatu wilayah, sebagai gambaran indeks pembangunan manusia Indonesia.
Angka kematian ibu melahirkan di Indonesia saat ini tergolong masih cukup
tinggi, yaitu mencapai 228 per 100.000 kelahiran, walaupun Indonesia telah
26
Detektor Jantung Janin di Daerah Terpencil Irmalia Suryani Faradisa
mampu melakukan penurunan dari angka 300 per 100.000 kelahiran pada
tahun 2004. Padahal berdasarkan Sasaran Pembangunan Milenium atau
Millenium Development Goals (MDGs), kematian ibu melahirkan ditetapkan
pada angka 103 per 100.000 kelahiran.
Data terakhir dari BPS adalah sebesar 262 per 100.000 kelahiran
hidup pada tahun 2005, sedangkan Laporan Pembangunan Manusia tahun
2000 menyebutkan angka kematian ibu di Malaysia jauh di bawah Indonesia
yaitu 41 per 100.000 kelahiran hidup, Singapura 6 per 100.000 kelahiran
hidup, Thailand 44 per 100.000 kelahiran hidup, dan Filipina 170 per
100.000 kelahiran hidup. Padahal, tahun 2000 itu angka kematian ibu masih
berkisar di angka 307 per 100.000 kelahiran hidup. Bahkan Indonesia kalah
dibandingkan dengan Vietnam yang memiliki angka kematian ibu 160 per
100.000 kelahiran hidup.
Menurut hasil Survei Kesehatan Rumah Tangga (SKRT) tahun 1986,
angka kematian ibu bersalin di Indonesia masih sangat tinggi, berkisar 450
per 100.000 kelahiran hidup. Bila dibandingkan dengan negara Asean
lainnya, dimana angka kematian ibu bersalin berkisar 5-60 per 100.000
kelahiran hidup, maka angka tersebut jelas sangat tinggi. Sebagian besar
kematian ibu tersebut, yaitu sekitar 67%, ternyata terjadi pada masa
kehamilan 7 bulan ke atas, masa bersalin, atau masa nifas. Faktor
penyebab kematian ibu hamil atau janin salah satunya adalah pelayanan
obstetri yang masih sangat terbatas cakupannya, sehingga belum mampu
menaggulangi ibu hamil resiko tinggi dan kasus gawat darurat pada lini
terdepan. Disamping itu transportasi yang sulit, ketidakmampuan membayar
pelayanan yang baik, dan pantangan tertentu pada wanita hamil juga ikut
berperan.
Sesuai dengan teori kesehatan, anomali jantung janin (AJJ) dapat
berupa penyakit jantung bawaan (PJB) atau malformasi jantung bawaan
(FJB). Insiden dari AJJ sekitar 8 per 1.000 kelahiran. PJB merupakan salah
satu penyebab kematian bayi. Sejak akhir tahun 1970 mulai dapat
digambarkan jantung janin dengan ultrasonografi. Sejak masa itu, deteksi
kelainan jantung janin mulai giat dikerjakan. Kekurangan terbesar dari
pemeriksaan ekokardiografi pada trimester pertama kehamilan adalah
terjadinya PJB pada masa kehidupan intrauteris. Dengan demikian,
memungkinkan pemeriksaan dan pemindaian (scanning) pada wanita hamil
berisiko tinggi. Dengan ditemukannya teknologi transjuser transvaginal yang
berfrekuensi tinggi, memungkinkan pemeriksaan kelainan jantung janin pada
trimester pertama. Selanjutnya, pemeriksaan sonografi ini harus dilanjutkan
dengan pemeriksaan DNA. Pemeriksaan transvaginal fetal ekokardiografi
sangat bermanfaat untuk deteksi dini AJJ.
Penemuan baru-baru ini, yaitu monitor detak jantung janin (janin
dopplers) memiiki manfaat yang memungkinkan wanita hamil untuk
mendengarkan jantung berdebar bayi belum lahir tanpa harus mengunjungi
dokter. Selama kehamilan, sangat umum bagi perempuan untuk sering
27
Spectra
Nomor 20 Volume X Juli 2012: 26-35
khawatir tentang perkembangan bayinya. Menggunakan monitor detak
jantung janin dapat memberikan semacam sistem deteksi awal untuk janin
stres serta masalah lain dan perkembangannya yang mungkin timbul.
Meskipun tidak berarti definitif atau jaminan, maka detak jantung abnormal
pada umumnya merupakan indikator yang kuat bahwa ada sesuatu yang
salah. Janin dopplers dan perangkat lain yang serupa adalah tidak berarti
pengganti untuk dokter, rumah sakit, atau perawatan pralahir yang tepat.
Detak jantung janin yang sangat cepat atau sekejap sangat lambat adalah
tanda pasti bahwa ibu hamil setidaknya harus mengunjungi dokter untuk
memastikan ada tidaknya masalah yang terjadi.
Daerah terpencil di beberapa wilayah Indonesia pada umumnya dan
Kabupaten Malang pada khususnya, masih minim peralatan yang dapat
mendeteksi jantung bayi dan kondisi ibu hamil prapersalinan ,sehingga tidak
sedikit proses persalinan beresiko terjadi. Selain itu, sarana komunikasi ke
pusat kesehatan dan rumah sakit yang berada di kota belum tersedia,
termasuk tenaga medis persalinan yang profesional. Pengembangan
teknologi yang dapat digunakan untuk deteksi jantung dan kondisi ibu hamil
prapersalinan dengan memanfaatkan teknologi mobile multimedia
berbantuan WS-BAN (wireless sensor body area network) perlu dirancang
untuk monitoring kesehatan janin dan ibu hamil berbasis layanan teknologi
informasi dan komunikasi yang murah dan efektif bagi masyarakat di
daerah terpencil.
Tujuan dan Sasaran
Penelitian ini bertujuan untuk perbaikan layanan kesehatan ibu hamil
yang minim fasilitas pemeriksaan kandungan, meliputi: pengembangan alat
detektor jantung janin yang terkoneksi dengan healthcare monitoring
system, monitoring kondisi ibu hamil prapersalinan yang beresiko dan
deteksi dini gejala kesulitan melahirkan, serta merancang alat detektor
jantung dengan teknologi wireless sensor body area network yang efektif
diterapkan di lokasi daerah terpencil.
Sasaran yang hendak dicapai adalah terdapatnya sistem monitoring
kondisi ibu hamil dan janinnya di pusat layanan kesehatan di daerah
terpencil melalui jaringan Mobile Mutimedia yang terkoneksi dengan dokter
ahli kandungan dan bidan profesional sebagai pilot project aplikasi teknologi
dalam layanan kesehatan dan pencegahan dini terhadap resiko ibu hamil
meninggal dan kecacatan janin dikandungan, sehingga dapat meningkatkan
derajat kesehatan ibu hamil berbasis healtcare monitoring system di daerah
terpencil.
28
Detektor Jantung Janin di Daerah Terpencil Irmalia Suryani Faradisa
TINJAUAN PUSTAKA
Kelainan Jantung
Penyakit jantung bawaan merupakan jenis penyakit yang cukup
banyak diderita. Menurut hasil penelitian, 10 dari 1.000 bayi yang dilahirkan
memiliki kemungkinan penyakit jantung bawaan. Jenis kelainan pada
penyakit jantung bawaan sangat bervariasi, ada yang hanya menyebabkan
gangguan ringan pada fungsi jantung, tetapi ada juga kelainan yang cukup
fatal hingga mengganggu fungsi kerja jantung dalam mendistribusikan darah
ke seluruh tubuh. Pada umumnya kelainan jantung bawaan dapat dideteksi
sejak lahir, namun tak jarang gejalanya baru muncul setelah bayi berumur
beberapa minggu atau beberapa bulan. Penelitian membuktikan bahwa
penyebab penyakit jantung bawaan adalah mutasi genetik, faktor
lingkungan, infeksi saat kehamilan, dan keracunan. Hal ini dapat
menyebabkan atau berperan di dalam gangguan pembentukan jantung.
Meskipun begitu, terdapat pula beberapa kelainan bawaan yang tidak
diketahui penyebabnya.
Pembentukan sistem kardiovaskular (jantung dan pembuluh darah)
dimulai pada minggu ketiga pertumbuhan janin. Sirkulasi janin akan
berkembang sehingga janin dapat tumbuh dan berkembang di dalam rahim
dengan menggunakan plasenta (ari-ari) sebagai sumber dari nutrisi,
oksigen, dan pembuangan sisa metabolisme.
Kelainan jantung bawaan pada umumnya dapat ditoleransi selama
janin masih berada di dalam rahim. Hal ini dikarenakan terdapat hubungan
aliran darah (shunting) melalui duktus arteriosus dan foramen ovale yang
merupakan bypass dari aliran darah dan membantu sirkulasi janin. Masalah
baru terjadi saat bayi dilahirkan karena pada saat lahir shunt janin tertutup
dan terjadilah gejala klinis dari kelainan jantung bawaan tersebut.
Penemuan alat monior jantung janin dan Ibu hamil, misalnya Fetal
Doppler, adalah alat dalam biomedik yang sering digunakan untuk
mengetahui detak jantung janin pada ibu hamil. Fetal doppler mempunyai
dua teknik, yaitu pertama adalah fetal doppler yang menggunakan elektroda
yang menempel pada tubuh, dan kedua adalah fetal doppler yang
mendeteksi detak jantung dengan cara mengolah sinyal suara dari detak
jantung itu sendiri. Berdasarkan jenis fetal doppler yang kedua, alat ini
dibuat untuk membedakan antara detak jantung janin dengan detak jantung
ibu berdasarkan perbedaan frekuensi dan usia kehamilannya. Referensi
frekuensi detak jantung janin berkisar antara 12-20 Hz, sedangkan ibu
berkisar antara 40-50 Hz. Suara detak jantung yang telah di-filter kemudian
diolah oleh ADC pada mikrokontroler Atmega 32 untuk kemudian dikirim ke
PC melalui komunikasi serial, kemudian diterjemahkan dalam bentuk grafik.
Pada akhirnya grafik tidak hanya ditampilkan pada PC, tapi juga pada LCD,
dimana hasil dari alat ini menunjukkan bahwa error frekuensi untuk janin
29
Spectra
Nomor 20 Volume X Juli 2012: 26-35
adalah 3,33% jika posisi janin menghalangi detak jantung ibu hamil dan
24,38% untuk detak per menitnya (dpm).
Wireless Sensor Network dan Monitoring Jantung
Aplikasi wireless sensor technology memberikan keuntungan pada
sistem monitoring prapersalinan. Riset di NICU (Neonatal Care Units)
mengembangkan alat deteksi dan monitor jantung yang dapat mentransmisi-kan data secara akurat, deteksi dan display sinyal ECG.
Solusi untuk monitoring jantung janin sangat dibutuhkan pada saat
kehamilan dan persalinan mengandung beresiko tinggi. Teknologi
monitoring ini memberikan kemudahan dalam visualisasi data, baik berupa
gambar, video maupun sinyal multimedia elektronik yang dapat memberikan
deteksi dini berupa alarm (Fleury, 2010) yang disebut birth alarm system
(BAS). Sistem ini terkoneksi dengan pusat layanan kesehatan dan selama
24 jam memberikan kemudahan dalam monitoring kondisi ibu hamil secara
multimedia data processing dengan memberikan hasil analisa data secara
online ke bagian medis yang menangani atau yang membantu pasien (ibu
hamil).
Keunggulan sistem adalah murah dengan transmisi asinkron serta
digunakan secara realtime yang juga dapat mendukung sistem dan
peralatan medical teleconference dalam aktifitas layanan monitoring
(Kyriacou, 2003).
Gambar 1.
Skema Fetal Prenatal Application
Aplikasi pada peralatan telemedicine modern dalam monitoring ibu
hamil dengan teknologi fetal prenatal apps memiliki kerja dengan
menempatkan sensor BAN (body area network) di bagian perut ibu hamil
30
Detektor Jantung Janin di Daerah Terpencil Irmalia Suryani Faradisa
(kandungan) dan menggunakan wireless sensor network secara lokal (Xiao,
2007), bluetooth (More, 2010), RFID, dan Zigbee Communication Tecnique
untuk mentransfer data kehamilan pada PAN (personal area network). PAN
terintegrasi dengan mobile medical data acquisition untuk menghantarkan
data medis kehamilan ke berbagai end user, seperti laptop, telepon selular,
PDA atau smartphone dan i-PAD yang bisa dilakukan oleh ibu hamil
prapersalinan, baik di rumah maupun di puskesmas (Alemdar, 2010; Dabire,
2009).
Gambar 2.
Arsitektur Image Communication System
Sistem komunikasi tersebut mempresentasikan BAN dan WSN
dengan transfer data medis melalui telemedicine. Secara prinsip CTG
(Cardiotocograph)/Doppler Ultrasound Data, Abdominal Data (ADS),
Fetalmagnetocardiogram (fMCG), Fetal magnetocardiograph (fMEG), dan
Fetal Phonocardiogram (fPCG), serta invasive fetal monitoring di-ekstrak ke
fHR/fECG. EHG atau Electrohysterogram dan Intrauterine Presure(IUP)
dianalisis pada uterine contraction prediction, kemudian maternal ECG
(mECG) dan maternal Blood Pressure (mBP) dievolusi secara tetap selama
masa kehamilan. Semua rekaman data pada proses kehamilan dan
prapersalinan bagi ibu hamil disimpan dalam bentuk database yang dapat
di-retrieval kembali, sewaktu-waktu dibutuhkan oleh tenaga medis atau yang
membantu persalinan.
ANALISIS DAN PEMBAHASAN
Sebagai langkah awal untuk pengambilan data ibu hamil, maka dapat
dilakukan dengan masuk kedalam aplikasi pengambilan sinyal ECG janin
atau mECG. Aplikasi untuk menganalisis sinyal ECG janin yang
diimplementasikan seperti pada Gambar 3 berikut ini.
31
Nomor 20 Volume X Juli 2012: 26-35
Spectra
Gambar 3.
Hasil Implementasi Aplikasi Analisis Sinyal ECG Janin
Setelah form di atas, maka masuk ke form pengambilan data
sebagaimana terlihat pada Gambar 4 dan 5 berikut ini.
Gambar 4.
Hasil Implementasi ECG Janin
Gambar 5.
Pengambilan Data pada mECG
Untuk menganalisis sinyal ECG janin yang telah diperoleh secara
otomatis, dapat dilakukan dengan menekan tools
, kemudian akan
tampil garis yang menghubungkan antar defleksi pertama (R sebagai
defleksi ke 1) dengan defleksi kedua (R sebagai defleksi berikutnya). Jadi,
menampilkan interval R-R dan Kompleks QRS. Gambar 6 di bawah ini
adalah tampilan ketika tools “PQRST” di-klik. Dari tampilan tersebut terihat
gambar sinyal ECG-nya beserta keterangan dari defleksi sinyal ECG janin
tersebut, sehingga dari sinyal tersebut dapat dianalisis apakah ECG janin
tersebut normal ataupun tidak.
32
Detektor Jantung Janin di Daerah Terpencil Irmalia Suryani Faradisa
Gambar 6.
Hasil Implementasi analisa interval antar defleksi
Berdasarkan perancangan pada aplikasi yang sebelumnya
direncanakan, maka hasil implementasi dari form preview form yang
digunakan untuk melihat hasil rekaman maternal ECG (mECG), Doppler
Ultrasound Data, dan maternal Blood Pressure (mBP) dievolusi secara tetap
selama masa kehamilan. Semua rekaman data pada proses kehamilan dan
prapersalinan bagi ibu hamil disimpan dalam bentuk database yang dapat
di-retrieval kembali, sewaktu-waktu dibutuhkan oleh tenaga medis atau yang
membantu persalinan. data-data ibu hamil yang telah dimasukkan
berdasarkan hasil wawancara pada setiap pertemuan adalah sebagai
berikut:
Gambar 7.
Hasil Implementasi pada Tab Gambar mECG
33
Spectra
Nomor 20 Volume X Juli 2012: 26-35
Gambar yang telah direkam dapat dilihat dengan menekan tombol
“Buka Gambar mECG”, maka akan tampil kotak dialog open, kemudian
dapat memilih hasil rekaman yang diinginkan, sebagaimana terlihat pada
Gambar 8
Gambar 8.
Kotak Dialog Open Picture
Setelah pemilihan hasil rekaman mECG pada kotak dialog open
picture terpilih, hasil rekaman medis diperlihatkan sebagaimana Gambar 9.
Gambar 9.
Hasil Implementasi Data Rekam mECG
Data yang sudah terekam tadi dapat diterintegrasikan dengan mobile
medical data acquisition untuk menghantarkan data medis kehamilan ke
berbagai end user, seperti laptop, telepon selular, PDA atau smartphone
dan i-PAD.
34
Detektor Jantung Janin di Daerah Terpencil Irmalia Suryani Faradisa
KESIMPULAN
Kesimpulan yang dapat diambil dari pengembangan aplikasi tersebut
di atas adalah data-data medis ibu hamil dapat terekam menjadi satu
kesatuan yang terdiri dari maternal ECG (mECG), Doppler Ultrasound Data,
dan maternal Blood Pressure (mBP) maupun data wawancara dalam suatu
database, sehingga dapat di-retrieval kembali, sewaktu-waktu dibutuhkan
oleh tenaga medis atau yang membantu persalinan. Karena data yang
sudah terekam tadi dapat diterintegrasikan dengan mobile medical data
acquisition untuk menghantarkan data medis kehamilan ke berbagai end
user, seperti laptop, telepon selular, PDA atau smartphone dan i-PAD yang
secara desain dan implementasi dapat digunakan di daerah pedesaan dan
terpencil. Rancangan sistem monitoring ini memiliki keunggulan mampu
digunakan untuk mengirim data medis ibu hamil dan kondisi jantung janin
dengan teknik multimedia medical records yang terkoneksi dengan pusat
layanan kesehatan ibu hamil di kota besar atau dokter kandungan.
DAFTAR PUSTAKA
Anonim. 2010. http://www.babyheartbeatmonitorguide.com
Wei Chen. 2009. Design of Wireless Sensor System for Neonatal Monitoring. Dept.
of Ind. Design Eindhoven University of Technology. Netherlands: Eindhoven.
Alemdar, H. & Ersoy, C. 2010. Wireless Sensor Networks for Healthcare: A Survey.
Computer Network. 2010. doi: 10.1016/j.comnet.2010.05.003. ISSN 13891286.
Dabiri, F. Massey, T. Et.all. 2009. A Telehealth Architecture for Networked
Embedded Systems: A Case Study in In Vivo Health Monitoring. IEEE Trans.
Information Technology Biomedical 13(3) May 2009. 351-359, ISSN 10897771.
Farley, D. & Dudley, DJ. 2009. Fetal Assessment During Pregnancy. Pediatr. Clin.
N. Am. 56 (2009) 489-504.
Fleury, A.; Vacher, M. & Noury, N. 2010. SVM-based Multimodal Classification of
Activities of Daily Living in Health Smart Homes: Sensors, Algorithms, and
First Experimental Results. IEEE Trans. Information Technology Biomedical
14(2) March 2010. 274-283. ISSN 1089-7771.
Omre, A.H. 2010. Bluetooth low energy: wireless connectivity for medical
monitoring. Journal Diabetes Science Technology. 4(2) Mar 2010. 457-63.
ISSN 1932-2968.
Xiao, Y; Li, C., & Lin J. 2007. A Portable Noncontact Heartbeat and Respiration
Monitoring System Using 5-GHz Radar. IEEE Sensors Journal. 7(7) July
2007. 1042- 1043. ISSN 1530-437X.
35