Design and Build Educational Vest for Cardiopulmonary Resucitation as an Emergency Treatment for Cardiac Arrest
Agwin Fahmi Fahanani* 1 , Nabila Nur Fitriani 1 , Ika Setyo Rini 2 , Aurick Yudha Nagara 1 , Sevito Fernanda Pambudi 3 , Monifa Arini 3 , Mohammad Fahri Ferdiansyah 3
1 Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran, Univeritas Brawijaya
2 Ilmu Keperawatan, Fakultas Kedokteran, Univeritas Brawijaya
3 Teknik Elektro, Fakultas Kedokteran, Univeritas Brawijaya Jalan Veteran, Malang, 65145
Corresponding email: agwinfahmi@ub.ac.id

## Abstrak
Prevalensi  kejadian  henti  jantung  yang  tidak  tertangani  dengan  adekuat  terbilang  besar.  Menurut American  Heart  Association  (AHA),  dari  70%  kasus  henti  jantung  di  luar  rumah  sakit,  sebanyak  50%  tidak diketahui oleh masyarakat sekitar sedangkan hanya 10,8% yang dapat bertahan hidup setelah dibawa ke layanan gawat  darurat.  Hal  tersebut  diakibatkan  kurangnya  pengetahuan  masyarakat  awam  terkait  tindakan  CPR/ resusitasi  jantung  paru.  VECPRI  (Vest  with  CPR  Instruction)  merupakan  sebuah  inovasi  rompi  yang  didesain untuk orang awam melakukan CPR. Hasil pengujian yang telah dilakukan menunjukkan bahwa operasional rompi VECPRI  telah  sesuai  dan  memenuhi  untuk  dilakukannya  high  quality  CPR.  Selain  itu,  dari  hasil  uji  subsistem EKG diperoleh akurasi sebesar 86,5% karena dipengaruhi oleh beberapa faktor.
Kata kunci — Henti Jantung, Resusitasi, Rompi Edukatif

## Abstract
Prevalence of cardiac arrest cases that is not handled adequately are quite large. According to American Heart Association (AHA), there are 70% cases of out of hospital cardiac arrest where 50% isn’t known by people around the scene and only 10,8% survive after being taken to emergency service. This problem is due to the lack of people  knowledge  about  Cardio  Pulmonary  Resuscitation  (CPR).  VECPRI  (Vest  with  CPR  Instruction)  is  an innovative  vest  designed  for  non-medical  people  to  perform  CPR.  The  result  of  tests  that  have  been  carried  out shows  that  the  operation  of  VECPRI  is  appropriate  and  fulfill  for  high  quality  CPR.  In  addition,  the  EKG subsystem test obtained an accuracy of 86,5% because it is influenced by several factors.
Keywords— Cardiac Arrest, Resuscitation, Educative Vest

## 1.  PENDAHULUAN
antung  merupakan  salah  satu  organ  vital  tubuh dimana  ritmisitasnya  harus  dijaga  setiap  saat. Ketika  gerak  jantung  tersebut  mengalami  ketidak ritmisan sesaat, maka beberapa organ tubuh lain akan mengalami  gangguan  pula.  Salah  satu  permasalahan yang sering terjadi adalah kasus henti jantung. Henti jantung  ( cardiac  arrest )  adalah  ketidak  sanggupan curah jantung untuk memenuhi kebutuhan oksigen ke otak  dan  organ  vital  lainnya  secara  mendadak  dan dapat  kembali  normal  jika  dilakukan  tindakan  yang tepat,  atau  akan  menyebabkan  kematian  atau kerusakan otak menetap kalau tindakan tidak adekuat (Subagjo  dkk.,  2011).  Ketidaksanggupan  jantung dalam  memompa  mengakibatkan  berkurangnya oksigen  yang  didistribusikan  ke  seluruh  tubuh
terutama  otak  dan  jantung  itu  sendiri.  Apabila menurunnya  kadar  oksigen  atau  hipoksia  pada  otak, maka  akan  terjadi  hilangnya  kesadaran  dan  fungsi dari  otak  dimana  jika  tidak  segera  ditolong  akan menyebabkan  kematian  dari  sel  otak.  Hal  yang serupa juga akan terjadi apabila terjadi hipoksia pada jantung  sehingga  sel-sel  jantung  tidak  dapat  bekerja (IHA, 2015).
Henti  jantung  dapat  ditandai  oleh  beberapa gejala  seperti  tidak  terabanya  denyut  nadi  besar disertai sianosis, pernapasan abnormal ( gasping ) atau terhenti,  dan  ditemukannya  korban  dalam  kondisi tidak  sadar.  Apabila  digambarkan  pada  pemeriksaan elektrokardigrafi,  maka  gelombang  yang  terbentuk dapat  berupa  ventrikel  takikardi  (VT)  atau  ventrikel fibrilasi  (VF).  Gelombang  tersebut  terbentuk  akibat koordinasi  aktivitas  jantung  yang  sudah  hilang
J
(Ganthikumar,  2016).  Ventrikel  fibrilasi  merupakan gambaran  pada  tahap  praterminal  yang  hanya dijumpai pada jantung sekarat (Thaler, 2016).
Prevalensi  kejadian  henti  jantung  yang  tidak tertangani  dengan  adekuat  terbilang  besar.  Menurut American Heart Association (AHA), dari 70% kasus henti  jantung  di  luar  rumah  sakit,  sebanyak  50% tidak  diketahui  oleh  masyarakat  sekitar  sedangkan hanya  10,8%  yang  dapat  bertahan  hidup  setelah dibawa ke layanan gawat darurat. Di sisi lain, kasus henti  jantung  yang  terjadi  di  rumah  sakit,  hanya mampu  mengembalikan  kondisi  pasien  sekitar 22,3%-25,5%.
Angka  pengembalian  kondisi  setelah  henti jantung yang masih rendah tersebut, diakibatkan oleh tidak  adekuatnya  tindakan  saat  menangani  kasus. Tindakan penting yang dibutuhkan dalam kasus henti jantung  adalah  CPR.  CPR  ( Cardio  Pulmonary Resuscitation )  atau  lebih  dikenal  dengan  RJP (Resusitasi Jantung Paru) adalah upaya mengembalikan fungsi napas dan atau sirkulasi yang berhenti  oleh  berbagai  sebab  dan  boleh  membantu memulihkan  kembali  kedua  fungsi  jantung  dan  paru ke keadaan normal (Wiryana, dkk, 2010).
Fisiologi konvensional CPR untuk mengembalikan  fungsi  tubuh  terbagi  menjadi  2  fase yaitu  fase  kompresi  dan  fase  dekompresi/ recoil . Pada  fase  kompresi,  tekanan  aorta  dan  atrium  akan meningkat dimana darah akan didorong dari jantung yang  tidak  berdenyut  menuju  otak,  arteri  koroner, dan  bagian  tubuh  lain  karena  perbedaan  tekanan antara regio thoraks dan non-thoraks. Selain itu, pada fase  ini  tekanan  intrakranial  akan  meningkat  pula yang  juga  mengakibatkan  meningkatnya  resistensi terhadap  perfusi  otak.  Dapat  disimpulkan  bahwa kenaikan dan penurunan tekanan intrakranial selama CPR  merupakan  akibat  sekunder  dari  perubahan tekanan  intrathoraks  yang  ditranduksikan  melalui pleksus  epidural  dan  cairan  spinal  ke  kompartemen intrakranial.
Pada fase dekompresi, jantung akan diisi ulang setelah kosong di fase kompresi. Setiap dinding dada recoil ,  tekanan  intrakranial  akan  menurun  dengan mekanisme  yang  sama  seperti  fase  kompresi. Tekanan  intrakranial  yang  menurun  ini  akan berakibat pada peningkatan venous return ke jantung sehingga  aliran  darah  dapat  kembali  ke  jantung  dan siklus akan berulang (Lurie et al, 2016).
Namun,  permasalahan  saat  ini  ialah  tindakan resusitasi hanya dipahami oleh tenaga kesehatan saja sedangkan  masyarakat  awam  kurang  memahami  hal tersebut.  Jika  kasus  tersebut  terjadi  di  rumah  sakit, maka  masyarakat  awam  dapat  mengaktifkan code blue dan  tenaga  kesehatan  disana  akan  segera melakukan tindakan. Apabila kasus tersebut terjadi di luar rumah sakit, maka tenaga kesehatan tidak dapat mengantisipasi  dan  masyarakat  tidak  paham  CPR
akan berdiam diri saja. AHA (2020) merekomendasikan  untuk  menginisiasi  CPR  pada kasus  henti  jantung  di  luar  rumah  sakit.  Masyarakat awam  sebagai  penolong  tidak  terlatih  harus memberikan  CPR  hanya  kompresi  ( hands  only ) dengan atau tanpa panduan operator.
Di sisi lain pemerintah berusaha memperbarui fokus  utama  tindakan  CPR  karena  prihatin  akan permasalahan  di  atas.  Salah  satu  pembaharuannya adalah  menekankan  pentingnya  kompresi  dada  dan melakukan  pelatihan  resusitasi  pada  penolong  tidak terlatih  dalam  komunitas  maupun  fasilitas  umum. Pemerintah  menganjurkan  bahwa  tindakan  CPR dapat dilakukan masyarakat awam pada lokasi umum dimana  kemungkinan  pasien  serangan  jantung terlihat  relatif  tinggi  misalnya  bandara  dan  fasilitas olahraga.
Namun,  tindakan  CPR  yang  dianjurkan  untuk dilakukan  terus  menerus  hingga  kondisi  stabil  dapat menimbulkan beberapa komplikasi apabila dilakukan secara  tidak  tepat.  Sekitar  39%  korban  dapat mengalami  fraktur  costae  2,  18,2%  mengalami kerusakan  jaringan  lunak,  17,4%  mengalami  fraktur sternum,  dan  8,6%  mengalami  fraktur  costae  1 (Deliliga  et.al,  2019).  Oleh  karena  itu,  program pelatihan  CPR  dalam  komunitas  yang  kuat  untuk serangan  jantung,  beserta  protokol  sebelum  operator tiba  yang  efektif,  dapat  meningkatkan  hasil pertolongan  (AHA,  2020).  Solusi  dari  permasalahan tersebut  adalah  diciptakannya  VECPRI  ( Vest  with CPR Instruction ) yang bertujuan untuk mempermudah  pelatihan  masyarakat  awam  dalam melakukan resusitasi jantung di luar rumah sakit

## 2.  METODE
Kerangka  kerja  terbagi  menjadi  2  tahap,  secara konseptual  yaitu  studi  literatur  dan  secara  realisasi berupa  perancangan  desain,  cara  kerja  sistem,  uji coba  sistem,  serta  evaluasi  hasil.  Studi  literatur dilakukan  dengan  mengumpulkan  pustaka  terkait topik  yang  diambil  dari  jurnal, website terpercaya, Kemudian dibuat perancangan desain alat, rangkaian komponen  secara  skematik,  serta  cara  kerja  system (lihat Gambar 1).
ISSN: 1978-1520
Alat didesain berbentuk rompi yang bertujuan untuk mempermudah penolong untuk melakukan pemasangan alat pada korban.
Selain  itu,  desain  rompi  sangat  familiar  untuk masyarakat  umum.  Rompi  akan  terbuat  dari  bahan parasut ( waterproof ) sehingga menghindari komponen  elektronika  terkena  air.  Pemilihan  warna dasar rompi yaitu merah dengan tujuan memudahkan pengenalan  dan  melambangkan  alat  kegawat- daruratan.  Rompi  dibuat  dengan  ukuran all  size namun  terdapat  pengait  tambahan  yang  bertujuan untuk menyesuaikan proporsi tubuh korban sehingga rompi lebih fleksibel. Desain alat dapat dilihat seperti Gambar 2.

## Gambar 2. Desain Alat
Keterangan:
1. Penanda  lokasi  penekanan  dada,  untuk ketepatan  letak  lengan  penolong  saat melakukan kompresi dada korban.
2. Tiga  elektroda  EKG  untuk  pendeteksian sinyal jantung korban.
3. Tempat kain pengering, untuk membersihkan dada korban sebelum menempelkan elektroda EKG
4. Pengait  tambahan,  untuk  menyesuaikan dengan ukuran badan korban.
5. Layar  penampil  irama  jantung,  untuk menampilkan kondisi jantung korban.
6. Layar  penampil  instruksi,  untuk  memandu penolong  dengan  menampilkan  instruksi CPR.
7. Tombol  on/off  untuk  menghidupkan  dan mematikan perangkat.
8. Tombol  ulangi  siklus  untuk  mengulangi  alur CPR apabila korban belum ROSC.
9. Lampu  LED,  untuk  mengetahui  ketepatan kedalaman penekanan dada.
Sistem  elektronika  dibangun  menggunakan  sensor AD8232  sebagai  pendeteksi  sinyal  EKG,  GPS NEO6MV2,  Force  Sensor,  Buzzer,  dan  Layar  TFT. Mikrokontroler  yang  digunakan  adalah  ESP32. Skematik sistem dapat dilihat dalam Gambar 3.
Gambar 3. Skema Komponen
Perancangan  cara  kerja  sistem  dilakukan  dengan tujuan  untuk  mempermudah  masyarakat  memahami langkah  pertolongan  pertama  dalam  kasus  henti jantung  menggunakan  rompi.  Kompresi  dada  yang efektif  merupakan  hal  terpenting  dalam  menjaga aliran  darah  selama  CPR  berlangsung  (Berg,  dkk, 2010). Diagram alir cara kerja sistem seperti Gambar 4.
Gambar 4. Diagram Alir Cara Kerja Sistem
Sesuai dengan diagram alir yang dibuat, sistem bekerja dengan mendeteksi sinyal EKG pada korban henti  jantung.  Sinyal  akan  ditampilkan  pada  layar. berdasarkan  bentuk  sinyal,  penolong  menekan tombol  untuk  melakukan  instruksi  CPR.  Instruksi akan ditampilkan pada layar dan memandu penolong untuk melakukan CPR dengan benar. Setelah tahapan instruksi  CPR,  penolong  memeriksa  denyut  nadi korban.  Jika  tidak  terdeteksi,  maka  penolong menekan tombol untuk mengulangi siklus CPR.
Mulai Pasang Rompi ke Korban Nyalakan perangkat dan GPS terhubung ke RS terdekat Pasang elektroda pada dada korban Deteksi sinyal ECG Menampilkan sinyal ECG Butuh CPR? Instruksi kompresi dada 30x, 5 siklus Cek nadi dan napas Ada nadi? Selesai Ya Tidak Ya Tidak
Tahap  pengujian  terbagi  menjadi  beberapa bagian  yaitu  pengujian  sensor  tekanan,  pengujian pendeteksian  sinyal  EKG,  pengujian  instruksi,  dan pengujian  keseluruhan  kerja  sistem.  Pada  pengujian sensor  tekanan  dilakukan  untuk  mengetahui  sensor dapat  mendeteksi  tekanan  yang  sesuai  untuk penekanan  dada  dengan  cara  menekan  sedalam  5-6 cm  pada  manekin  lalu  mencatat  nilai  ADC  yang dihasilkan.  Pengujian  pendeteksian  sinyal  EKG dilakukan  untuk  mengetahui  ketepatan  sensor AD8232  dengan  memasang  elektroda  pada  sampel orang  sehat  dengan  posisi  tidur  terlentang  dan membandingkan  hasil  gambaran  sinyal  yang  keluar antara  peletakan  pada  dada  dan  ekstremitas. Pengujian  instruksi  dilakukan  untuk  mengetahui instruksi  yang  diberikan  dapat  bekerja  dengan melihat tulisan instruksi yang keluar pada layar mulai pemakaian  awal  hingga  pengulangan  kompresi sebanyak 3 kali.
Keseluruhan  kerja  sistem  akan  diuji  coba dengan  mempraktikkan  secara  langsung  siklus  CPR lengkap  dan  melihat  apakah  rompi  sudah  berjalan dengan baik dan mudah dipraktikkan. Evaluasi hasil uji  coba  dilakukan  setiap  kali  selesai  pengujian. Apabila  hasil  belum  sesuai  dengan  perancangan, maka akan kembali ke tahap perancangan.

## 3.  HASIL DAN PEMBAHASAN

## Pengujian Sensor Tekanan
Pengujian dilakukan untuk mengetahui kinerja alat.  Pengujian  kinerja  alat  meliputi,  pengujian penekanan  (kompresi)  dada,  pengujian  pendeteksian sinyal  EKG,  pengujian  instruksi  CPR,  pengujian lokasi,  dan  pengujian  kecepatan  pemakaian  rompi. Pengujian  penekanan  (kompresi)  dada  dilakukan untuk  mengetahui  sensor  dapat  mendeteksi  tekanan yang  sesuai  untuk  penekanan  dada  sedalam  5-6  cm. Pengujian dilakukan sebanyak 10 kali dan dibaca niai ADC dari sensor. Hasil pengujian dapat dilihat dalam Tabel 1 berikut.
Tabel 1. Hasil Pengujian Kompresi Pengujian Ke-
Kedalaman Nilai ADC 1 5 cm 3002 2 3025 3 2989 4 2996 5 3040 6 6 cm 3421 7 3329 8 3459 9 3409 10 3488
Pada  mikrontroler  ESP32  memiliki  ADC 12bit,  sehingga  memiliki  nilai  rentang  0-4095. Berdasarkan  tabel,  untuk  mendeteksi  tekanan  pada
kedalam  5-6  cm  bernilai  rata-rata  di  atas  3000. Sehingga,  pada  peracangan  logika  program  batas aktif buzzer diatur pada nilai di atas 3000.

## Pengujian Sensor EKG
Pengujian pendeteksian sinyal EKG dilakukan untuk  mengetahui  ketepatan  sensor  AD8232  untuk mendeteksi sinyal EKG. Pengujian dilakukan dengan 2  metode,  yaitu  pembacaan  sensor  tanpa  filter  dan pembacaan  sensor  dengan  filter.  Sinyal  EKG  dari sensor tanpa menggunakan filter dapat dilihat dalam Gambar 5 berikut.

## Gambar 5. Sinyal EKG dari Sensor AD8232
Berdasarkan  Gambar  7,  terlihat  bahwa  sinyal yang dideteksi masih memiliki noise yaitu noise yang dipengaruhi oleh gerak halus otot dada (Velayudhan, 2016).  Akibat  yang  ditimbulkan  oleh noise tersebut adalah  sinyal  tidak  dapat  terletak  pada  garis  lurus, sehingga  sinyal  EKG  terlihat  naik  turun.  Selain  itu terdapat noise yang  diakibat  oleh  jaringan  listrik berfrekuensi  50  Hz  yang  menyebabkan  sinyal  tidak terlihat di titik P.
Pengujian kedua dilakukan dengan menggunakan  filter High  Pass  Filter,  Low  Pass Filter,  dan  Notch  Filter .  Ketiga  filter  ini  disetel masing-masing  pada  frekuensi  cut  off  0,1  Hz,  100 Hz,  dan  50  Hz.  Hasil  pengujian  dapat  dilihat  dalam Gambar 6.
Gambar 6. Hasil Filter Sinyal EKG
Berdasarkan Gambar 11, terlihat bahwa sinyal EKG setelah difilter titik PQRST lebih terlihat. Noise akibat  jaringan  listrik  berfrekuensi  50  Hz  masih terlihat namun tidak signifikan merusak sinyal EKG. Dengan  analisis  menggunakan  software  TINA-TI diperoleh predaman noise sebesar 63,34% Sedangkan noise yang  diakibatkan  oleh  pergerakan  otot  tidak terlihat  pada  bagian  output  dengan  predaman noise sebesar 79,27%.
ISSN: 1978-1520

## Pengujian Keseluruhan Kerja
Pengujian  keseluruhan  kerja  dilakukan  untuk mengetahui  sistem  dapat  bekerja  sesuai  dengan spesifikasi yang diinginkan. Hasil peracangan sistem dapat dilihat dalam Gambar 7. Sedangkan pengujian keseluruhan kerja dapat dilihat dalam Tabel 2.
Gambar 7. Perangkat Kontrol Utama.
Tabel 2. Hasil Pengujian Kerja Sistem Subsistem  Hasil
Pengujian Foto Hasil Pengujian Kompresi Dada Kompresi dada  sesuai dengan kedalaman yang ditentukan Pembacaan Sinyal EKG Sinyal muncul pada layar Layar Instruksi Instruksi ditampilkan pada  layar dan muncul dengan urutan sesuai dengan rancangan kerja
Berdasaarkan  Tabel  2,  perangkat  yang  dibuat dapat  bekerja  sesuai  dengan  rancangan  yang  dibuat. Tingkat  keberhasilan  perangkat  bekerja  dengan mempertimbangkan kinerja tiap subsistem yang diuji pada Tabel 2 adalah 100%

## 4. SIMPULAN
Dari  hasil  perancangan  dan  pengujian  dapat diambil  kesimpulan  sebagai  berikut.  Pertama, perangkat  dapat  mendeteksi  kompresi  dada  dengan kedalaman  5-6  cm.  Rata-rata  nilai  deteksi  sensor adalah  3000  dengan  menggunakan  ADC12  bit. Kedua, Perangkat dapat mendeteksi sinyal EKG dan memfilter noise jaringan  listrik  sebesar  63,34%  dan noise oleh pergerakan otot sebesar 79,27%.

## DAFTAR RUJUKAN
American  Heart  Association.  (2020).  Guidelines update  for  cardiopulmonary  resuscitation (CPR)  and  emergency  cardiovascular  care (ECC). USA: American Heart Association. Berg,  R.  A.,  Hemphill,  R.,  Abella,  B.  S.,
Aufderheide, T. P., Cave, D. M., Hazinski, M. F., ... & Swor, R. A. (2010). Part 5: Adult basic life support: 2010 American Heart Association guidelines  for  cardiopulmonary  resuscitation and emergency cardiovascular care. Circulation, 122 (18_suppl_3), S685-S705.
Castleman,  K.  R.  (2004).  Digital  image  processing.
Prentice Hall, New Jersey.
Deliliga  A.,  Chatzinikolaou,  Koutsoukis  D.,
Chrysovergis  I.,  &  Voultsos  P.  (2019). Cardiopulmonary
Resuscitation (CPR) Complications  Encountered  in  Forensic Autopsy Cases. BMC Emergency Medicine.
Ganthikumar  K.  (2016).  Indikasi  dan  keterampilan resusitasi  jantung  dan  paru  (RJP).  Bali  : Fakultas Kedokteran Universitas Udayana. Indonesian  Heart  Association.  (2015).  Education  for patient  :  Henti  jantung.  Perhimpunan  Dokter Spesialis Kardiovaskular Indonesia (PERKI).
Lurie K., Nemergut E., Yannopoulos D., & Sweeney
M. (2016). The physiology of cardiopulmonary resuscitation. International
Anesthesia Research Society.
Subagjo  A.  (2011).  Bantuan  hidup  jantung  dasar BSCL  Indonesia,  Ed.  2011.  Jakarta  : Perhimpunan  Dokter  Spesialis  Kardiovaskular Indonesia (PERKI).
Thaler,  M.  S.  (2016).  Satu-satunya  buku  EKG  yang anda perlukan Ed 8. Jakarta : ECG.
Velayudhan  A.,  &  Peter  S.  (2016).  Noise  analysis and  different  denoising  techniques  of  ECG Signal  –  A  Survey. IOSR  Journal  of Electronics  an  Communication  Engineering, 3 (4), 1-12.
Wiryana  I.  M.,  Sujana  I.  B.  G.,  Sinardja,  K.,  & Budiarta I. G. (2010). Buku ajar ilmu anestesia dan reanimasi. Jakarta: Indeks