## DESAIN ALAT UKUR KADAR ASAM URAT NON- INVASIVE DENGAN SENSOR NEAR INFRARED
Usman Umar 1 , Hasmah 2 , Risnawaty Alyah 3 Anita Nur Syam 4 1, 2, 4 Teknologi Elektro Medis, Politeknik Kesehatan Muhammadiyah Makassar 3 Teknik Elektro, Universitas Sawerigading Makassar Email: usmanmr4@gmail.com

## Artikel info
Artikel history: Received; 03-09-2021 Revised: 22-10-2021 Accepted; 24-11-2021
Keyword: Uric Acid, non-invasive, LED, Photodiode.
Kata Kunci: Asam Urat, non-invasif, LED, fotodioda
Abstract. Gout  disease  or  commonly  known  as  gout  arthritis  is  a disease caused by the accumulation of  monosodium urate crystals in the  body.  Monitoring  blood  uric  acid  levels  is  currently  still  using invasive techniques by taking blood samples to be included in the test strip,  this  invasive  technique  measurement  requires  money  and  time to  come  to  health  clinics  so  that  many  people  cannot  monitor  blood uric  acid  levels  on  a  regular  basis.  This  study  aims  to  develop  a measuring  instrument  for  monitoring  blood  uric  acid  levels  using sensors by utilizing the absorption and reflectance of infrared rays so that gout sufferers and other individuals can monitor blood uric acid levels  regularly  and  are  easy  to  use.  The  method of developing  non- invasive  techniques  focuses  on  monitoring  blood  uric  acid  levels using a NIR sensor with an IR LED with a wavelength of 940 nm as a transmitter  and  a  photodiode  as  a  detector  at  a  wavelength  of  700- 1300 nm and a microcontroller as a minimum system for control. The first  stage  is  measuring  uric  acid  levels  with  invasive  techniques  on participants  and  at  the  same  time  measuring  voltages  with  sensors, the results with invasive techniques are correlated with sensor output voltages  to  obtain  non-linear  equations  in  polynomial  form,  for conversion  programs  on  the  microcontroller.  The  second  stage  is measuring  uric  acid  levels  with  invasive  techniques  and  invasive measurements  on  participants  at  the  same  time.  Both  monitoring results were analyzed by simple ANOVA statistics and calculated SEP and RMSE to determine the accuracy of the prediction equation and its accuracy value.
Abstrak. Penyakit asam urat atau biasa dikenal sebagai gout arthritis merupakan  suatu  penyakit  yang  diakibatkan  karena  penimbunan kristal monosodium urat di dalam tubuh. Pemantuan kadar asam urat darah saat ini masih menggunakan teknik invasive dengan mengambil sampel darah untuk masukkan dalam strip alat test, pengukuran teknik invasive  ini  membutuhkan  biaya  dan  waktu  untuk  datang  ke  klinik kesehatan  sehingga  banyak  masyarakat  tidak  dapat  melakukan pemantauan  kadar  asam  urat  darah  secara  rutin.  Penelitian  ini bertujuan  mengembangkan  alat  ukur    monitoring    kadar  asam  urat darah  menggunakan  sensor  dengan  memanfaatkan    serapan  dan reflektansi  sinar  infra  red,  agar  penderita  penyakit  asam  urat  dan individu lainnya dapat melakukan  pemantauan kadar asam urat darah

## Lontara

## Journal of Health Science and Technology
http://jurnal.poltekkesmu.online/lontarariset Vol 2,  No. 2, Desember 2021, pp 69-81 p-ISSN:0000-0000 dan e-ISSN: 2721-6179 DOI: https://doi.org/10.53861/lontarariset.v2i2
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.2 No.2 2021 e-ISSN 2721-6179 70
secara  rutin  dan  mudah  digunakan.  Metode  pengembangan  teknik non-invasive  berfokus  pada  pemantauan  kadar  asam  urat  darah menggunakan sensor NIR dengan LED IR  panjang gelombang  940 nm sebagai transmitter dan photodioda sebagai detector pada panjang gelombang kisaran 700-1300 nm dan mikrokontroller sebagai system minimum untuk pengontrolan. Tahap pertama melakukan pengukuran kadar  asam  urat  dengan  teknik  invasive  pada  partisipan  dan  pada waktu  yang  sama  dilakukan  pengukuran  tegangan  dengan  sensor, hasil  dengan  teknik  invasive  dikorelasikan  dengan  tegangan  output sensor  untuk  memperoleh  persamaan  non  linear  bentuk  polynomial, untuk  program  konversi  pada  mikrokontroller.  Tahap  kedua melakukan  pengukuran  kadar  asam  urat  dengan  teknik  invasive  dan pengukuran  invasive  pada  partisipan  dengan  waktu  yang  bersamaan. Kedua  hasil  pemantauan  dianalisa  statistic  sederhana  anova  dan menghitung SEP dan RMSE untuk menentukan ketepatan persamaan prediksi dan nilai akurasinya.
Coresponden author:
Email: usmanmr4@gmail.com
artikel dengan akses terbuka dibawah lisensi CC BY -4.0

## PENDAHULUAN
Asam urat atau yang dikenal sebagai gout arthritis adalah penyakit yang sangat menyakitkan disebabkan  adanya  penumpukan  kristal  pada  persendian,  karena  tingginya  kadar  asam  urat  di  dalam tubuh.  Sendi-sendi  yang  diserang  pada  umumnya  bagian  jari-jari  kaki,  dengkul,  tumit,  pergelangan tangan,  jari  tangan  dan  siku  dengan  rasa  nyeri.  Selan  itu  asam  urat  juga  dapat  membuat  persendian membengkak, meradang,  panas  dan  kaku  sehingga  penderita tidak  dapat melakukan  aktivitas  seperti biasanya dan penderita tidak dapat berobat dikarenakan ekonomi yang kurang. (Kesmas et al., 2018)
Bahan  pangan  yang  tinggi  kandungan  purinnya  dapat  meningkatkan  kadar  urat  dalam  darah antara 0,5 – 0,75 g/ml purin yang dikonsumsi. Konsumsi lemak atau minyak tinggi seperti makanan yang  digoreng,  santan,  margarin  atau  mentega  dan  buah-buahan  yang  mengandung  lemak  tinggi seperti  durian  dan  alpukat  juga  berpengaruh  terhadap  pengeluaran  asam  urat.  Penderita  artritis  gout mengalami  peningkatan  jumlahnya  setiap  tahun  dan  merupakan  salah  satu  permasalahan  kesehatan bagi usia lanjut di Indonesia maupun seluruh dunia. Dibutuhkan pengelolaan artritis gout harus dengan cermat supaya tidak menimbulkan gangguan kesehatan yang kritis. (Widyanto, Sakit, & Blitar, 2009)
Hiperurisemia merupakan suatu kondisi kadar asam urat darah diatas konsentrasi kritis untuk mengkristal, yaitu pada konsentrasi 6,8 mg/dl. Konsentrasi asam urat darah di atas konsentrasi kritis, sangat berhubungan dengan terjadinya gout arthritis dan terbentuknya batu ginjal. (Boleu et al., 2018)
Data  Riskesdas  2013,  menunjukkan  bahwa  prevalensi  penyakit  sendi  sekitar  11,9%  sesuai dengan  hasil  diagnosis  tenaga  kesehatan  di  Indonesia,  24,7%  diagnosis  gejala.  Prevalensi  penyakit sendi terjadi pada umur ≥75 tahun sekitar 33% yang didiagnosis tenaga kesehatan. (Nofiani, 2015)
Pemeriksaan  kadar  asam  urat  darah  digunakan  serum  pasien  sebagai  sampel,  serum  adalah
Desain Alat Ukur Kadar Asam Urat Non- Invasive Dengan Sensor Near Infrared (Usman Umar, Hasmah, Risnawaty Alyah, dan Anita Nur Syam)
bagian  darah  yang  tersisa  setelah  darah  membeku  yang  sudah  tidak  terdapat  fibrinogen,  protrombin, faktor  VIII,  V  dan  XIII  serum  dipilih  sebagai  penganti  plasma  karena  mencegah  pencemaran antikoagulan terhadap specimen yang akan diperiksa. (Laboratorium, 2016)(Kemenkes R.I, 2010)
Kadar asam urat dapat diketahui melalui hasil pemeriksaan darah dan urin. Nilai rujukan kadar darah asam urat normal pada laki-laki yaitu 3.6 - 8.2 mg/dl sedangkan pada perempuan yaitu 2.3 - 6.1 mg/dl. (Darmawan, Kaligis, & Assa, 2016)
Pengukuran  asam  urat  sampai  saat ini masih menggunakan  teknik  invasive  yang  mengambil darah dengan menusuk jarum pada ujung jari, kemudian darah diletakkan pada strip alat ukur nirkabel. Pengukuran  dengan  teknik  invasive  menyakitkan  saat  pengmbilan  sampel  darah  dan  membutuhkan baiay  pengadaan  strip  testAsam  urat  adalah  produk  akhir  metabolisme  purin  di  manusia,  tetapi merupakan produk perantara dalam kebanyakan mamalia lain. Hal ini dihasilkan terutama dalam hati dengan aksi xantin oksidase, suatu enzim logam molibdenum yang dapat dihambat oleh farmakologi obat-obatan  seperti  allopurinol  dan  febuxostat.  Asam  urat  merupakan  asam  lemah  dengan  pKa  5,75 dan  10,3.  Urat  terbentuk  dari  ionisasi  asam  urat  yang  berada  dalam  plasma,  cairan  eksrtaseluler  dan cairan  sinovial  dengan  perkiraan  98%  berbentuk  urat  monosodium  pada  pH  7,4.  Monosodium  urat mudah  diultrafiltrasi  dan  didialisis  dari  plasma.  Pengikatan  urat  dengan  ke  protein  plasma  memiliki sedikit kemaknaan fisioligik. Plasma menjadi jenuh dengan konsentrasi urat monosodium 415 µmol/L (6,8  mg/dL)  pada  suhu  370  C.  Pada  konsentrasi  lebih  tinggi,  plasma  menjadi  sangat  jenuh  dengan asam urat dan mungkin menyebabkan presipitasi kristal urat. Namun presipitasi tidak terjadi sekalipun konsentrasi urat plasma sebesar 80 mg/dL (Laboratorium, 2016)
Penelitian yang dilakukan oleh Pibi.s at al, (2016) bahwa peningkatan kadar asam urat dalam darah  (hiperurisemia)  disebabkan  oleh  dua  keadaan  yang  mengganggu  keseimbangan  kadar  purin dalam  tubuh  manusia,  yaitu  peningkatan  produksi  purin  dan  penurunan  ekskresi  asam  urat. Peningkatan produksi purin dapat disebabkan oleh karena konsumsi makanan tinggi purin sedangkan penurunan  eksresi  asam  urat  dapat  terjadi  akibat  gangguan  fungsi  ginjal.2  Pada  penurunan  eksresi asam  urat  akibat  gangguan  fungsi  ginjal,  resistensi  insulin  dapat  menjadi  salah  satu  penyebab. Resistensi insulin mengakibatkan peningkatan reabsorpsi asam urat melalui perangsangan urate-anion exchanger  urate  transporter  (URAT1)  atau  melalui  sodiumdependent  anion  cotransporter  pada membran  brush  border  tubulus  proksimal  ginjal.  Pada  ginjal  manusia  urat  diangkut  melalui  URAT1 melewati  membran  apical  dari  tubulus  proksimal.  URAT1  diatur  oleh  suatu  sistem  melalui  proses fosforilasi. Pada resistensi insulin, gangguan fosforilasi oksidatif mungkin meningkatkan konsentrasi adenosin  sistemik  melalui  peningkatan  kadar  ester  koenzim  A  dari  asam  lemak  rantai  panjang intaseluler.  Peningkatan  adenosine  berakibat  pada  resistensi  natrium,  urat  dan  air.  Resistensi  insulin pada beberapa keadaan erat kaitannya dengan kurangnya aktivitas fisik. (Darmawan et al., 2016)
Kadar  rata-rata  asam  urat  di  dalam  darah  dan  serum  tergantung  usia  dan  jenis  kelamin. Sebagian besar anak memiliki kadar asam urat serum sebesar 180 sampai 240µmol/L (3,0 sampai 4,0
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.2 No.2 2021 e-ISSN 2721-6179 72
mg/dL).  Kadar  ini  mulai  naik  selama  pubertas  pada  laki-laki  tetapi  rendah  pada  perempuan  sampai monopause.  Meskipun  penyebab  variasi  jenis  kelamin  ini  belum  dipahami  seluruhnya,  sebagian disebabkan oleh ekskresi fungsional asam urat yang lebih tinggi pada perempuan dan disebabkan oleh pengaruh  hormonal.  Nilai  asam  urat  serum  rata-rata  untuk  laki-laki  dewasa  dan  perempuan pramonopouse adalah 415 dan 360 µmol/L (6,8 dan 6,0 mg/dL). Pada perempuan dewasa dibawah 6,0 mg/dL.  Konsentrasi  pada  dewasa  stabil  naik  menurut  waktu  dan  bervariasi  menurut  tinggi.  (“No Title,” 2018)(Pertiwi, 2016)(Putri, 2017)(Firgiansyah, 2016)(Baker et al., 2020)(Nichols, 2006).
Penelitian  yang  mengembangkan  alat  ukur  asam  urat  non-invasive  masih  sangat  kurang bahkan  hamper  tidak  ada  yang  secara  khusus  membahas  tentang  alat  ukur  asam  urat  dengan  teknik non–invasive. Hal ini menjadi peluang bagi pengembangan ilmu pengetahuan untuk mengaplikasikan pengukuran  komponen  darah  non-invasive  dengan  pemanfaatan  sensor  NIR,  laser  maupun potoacoustik dan sensor lainnya yang sesuai dengan jaringan tubuh.

## BAHAN DAN METODE
Pengembangan alat ukur kadar asam urat non-invasive menggunakan sensor optikal NIR yang memanfaatkan  reflektif  cahaya,  sensor  NIR  didesain  dengan  menggunakan  LED  IR  940nm  sebagai emitter dan photodioda sebagai receiver dengan panjang gelombang 400  -1400 nm. Sensor dipasang pada  gelang  yang  dlilitkan  pada  pergelangan  tangan.  Untuk  menguatkan  sinyal  output  sensor  NIR digunakan OP AM dengan LM 358 N yang berfungsi untuk menaikkan tegangan daei sensor sebelum ke mikrokontroller. Sinyal output sensor yang berupa tegangan dikuatkan oelh OP AM masuk ke ADC mikrokontroller Arduino umo sebagai mini computer yang berfungsi untuk mengelolah sinyal analog menjadi digital kemudian dikonversi menjadi nilai kadar asam urat. Dan menampilkan pada LCD 16 x 4 karakter.
Desain alat non Invasive.
Gambar 1. Blok diagram alat ukur asam urat
Proses pembuatan alat dalam bentuk purwa rupa yang digunakan untuk melakukan simulasi system  kerja  alat  dengan  level  pengujian  komponen  alat  pada  laboratorium  untuk  memperoleh  nilai keberhasilan  fungsi  alat.  Rancangan  alat  tersebut  dibuat  dalam  bentuk  sederhana  yang  terdiri  dari beberapa  komponen  pada  rangkaian  circuit  antara  lain  sensor  yang  terdiri  dari  IR  sebagai  emmiter,
Desain Alat Ukur Kadar Asam Urat Non- Invasive Dengan Sensor Near Infrared (Usman Umar, Hasmah, Risnawaty Alyah, dan Anita Nur Syam)
photodiode  sebagai transmitter,  rangkaian  penguat tegangan  dan  mikrokontroller  sebagai  proses  data analog  ke  digital.  Desain  rangkaian  harus  diperiksa  dengan  mensimulasikan  kerja  dari  sirkuit elektronik. PROTEUS Versi 7.7 yang digunakan sebagai alat simulasi
Gambar 2. Schematic waering diagram sensor alat ukur kadar asam urat
Output dari sensor dikuatkan dengan IC LM358N, karena tegangan di hasilkan  sensor kecil, output dari rangkaian penguat non filtering di masukkan pada input Ao di arduinoa untuk mengubah analog  ke  digital  untuk  menentukan  kadar  asam  urat  darah,  untuk  menampilkan  hasil  pengukuran kirim ke LCD  dan data dapat disimpan di smart phone melalui Bluetooth. Rancangan alat ukur kadar asam urat non invasive sebagai berikut
Gambar 3. Alat Ukur kadar asam urat non invasive
Statistic Analisis

## Non linear regresion
Penentuan kadar sam urat dalam darah untuk desain yang diajukan dimulai dengan tahap awal dengan  mengkorelasikan  hasil  pengukuran  invasive  dengan  hasil  tegangan  output  sensor  dengan menggunakan regresi non linear. Dimana nilai total kadar asam urat darah sebagai variabel terikat dan tegangan  keluaran  sensor  sebagai  variabel  bebas.  Analisis  regresi  non  linear  jenis  polynomial kuadratik  ini  digunakan  untuk  menentukan  persamaan  matematis  seperti  yang  ditunjukkan  pada persamaan berikut:
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.2 No.2 2021
di  mana  YC  dan  YG  adalah  nilai  kolesterol  dan  glukosa  darah  non-invasif;  aO,  a1  dan  a2  adalah parameter,  X  adalah  nilai  tegangan  keluaran  sensor  dan  ε  adalah  nilai  residual  atau  error.    Korelasi antara hasil pengukuran invasive (y) dan nilai pengukuran tegangan sensor (x) yang terbaik jika nilai Standar Error prediksi (SEP) yang kecil dan nilai koesfisien regreri square (R2) mendekati niali 1. SEP adalah  nilai  antara  prediksi  glukosa  dan  kolesterol  darah  (Yp)  dan  glukosa  dan  kolesterol  darah referensi (Yref) yang dapat diketahui dengan persamaan berikut:

## Analisis Varian (ANOVA)
Untuk  mengidentifikasi  nilai  error  dari  instrumen  ini  digunakan  analisis  ANOVA  untuk mengetahui  hasil  analisis.  Hasil  uji  ANOVA  diperoleh  nilai  P  dan  F  yang  dapat  digunakan  untuk mengetahui data sangat signifikan secara statistik dan data sangat diskriminatif. Hipotesis diterima jika p-value  lebih  besar  dari  tingkat  signifikansi  yang  ditentukan  (α  =  5%)  dan  hipotesis  ditolak  jika  p- value lebih kecil dari tingkat signifikan. Root Mean Square Error (RMSE) salah satu parameter untuk menentukan akurasi hasil pengukuran non invasive.

## HASIL
Pengujian  alat  dilakukan  dengan  dua  tahapan  yaitu  tahapan  pertama  dengan  melakukan percobaan  pada  alat  yang  telah  dibuat  dengan  melakukan  pengukuran  output  sensor  NIR  dan bersamaan  melakukan  pengukuran  kadar  asam  urat  darah  dengan  teknik  invasive.  Sensor  NIR dipasang pada ujung jari dan pada saat yang sama juga diambil sampel darah untuk mengukur kadar asam urat dengan alat ukur invasive Autocheck. Tegangan output sensor yang dipantau melalui layar monitor laptop, dan hasil pengukuran kadar asam urat invasive dicatat sesuai dengan tegangan output sensor  yang terbaca.  Pengujian  alat  dengan mengambil sampel  sebanyak  20  orang  dengan usia  yang berbeda antara 20  – 70 tahun dengan partisipan laki laki dan perempuan. Metode pengumpulan data dengan  mengukur  tegangan  keluaran  sensor  yaitu  tiga  kali  dan  pengukuran  kadar  asam  urat  darah invasif satu kali. Stabilitas tegangan output sensor, selama sensor berada di jari selama sekitar 10-20 detik.  Data  kedua  data  tersebut  dianalisis  dengan  menentukan  korelasi  antara  tegangan  output  dan kadar  asam  urat  darah  dengan  menggunakan  analisa  regresi  diolah  sehingga  diperoleh  korelasi sederhana dari nilai kadar asam urat invasive dan tegangan output sensor dengan membuat persmaan matematik  denga  menggunakan  metode  regersi  non  linear  menggunakan  regersi  polynomial  ordo  2 dengan  menggunakan  metode  matriks.  Regresi  non  linear  polynomial  orde  2  dapat  dihitung  dengan menentukan jumlah kuadrat nilai tegangan (x) dan menjumlahkan nilai total kadar asam urat.
Data  hasil  pengukuran  setelah  dilakukan  pengolahan  data  diketahui  sebagai  berikut:  Jumlah sampel  (n)  =  20,  Jumlah  X1  =  4.9,  Jumlah  Y1  =  152.9  ,  Jumlah  X12  =  1.2202,  Jumlah    X13  = 0.309142, Jumlah  X14 = 0.079737, Jumlah X1.Y1 = 38.892, Jumlah X12.Y1 = 10.0577
Desain Alat Ukur Kadar Asam Urat Non- Invasive Dengan Sensor Near Infrared
(Usman Umar, Hasmah, Risnawaty Alyah, dan Anita Nur Syam)
Tabel 1. Data Pengukuran tegangan output sensor
Partisipan Sensor (volt) Asam Urat Invasive (mg/dl) 1 0.24 8 2 0.25 9.2 3 0.22 7 4 0.23 7.3 5 0.21 4.1 6 0.22 6.3 7 0.21 4 8 0.23 7.2 9 0.22 5.8 10 0.21 3.7 11 0.27 10 12 0.26 9 13 0.23 7.5 14 0.3 11 15 0.28 11 16 0.29 10.5 17 0.25 7.5 18 0.22 4 19 0.24 7.8 20 0.32 12
Sehingga  dapat  diselesaikan  dengan  persamaan  matematika  dengan  metode  matriks  untuk mendapatkan persamaan y = a0 + a1x + a2x2. Dengan menggunakan metode matriks maka   diperoleh persamaan matematik non linear quadratic (polynomial) y = -49.9446 + 385.7337 - 605.068x2, dengan koefisien korelasi regresi R2 = 0,9223, persamaan ini digunakan dalam menyusun program algoritma untuk menentukan kadar asam urat dalam darah.
Tegangan  output  sensor  NIR  belum  linier  terhadap  nilai  kadar  asam  urat  darah  yang  diukur dengan  teknik  invasif,  yang  disebabkan  oleh  beberapa  faktor  seperti  pemasangan  sensor  yang  tidak konsisten,  kemungkinan  cahaya  lain  yang  diterima  oleh  fotodioda  sehingga  pantulan  cahaya  tidak murni dan Ketebalan kulit mempengaruhi penyerapan cahaya pada jaringan jari
Pengujian  selanjutnya  dengan  melakukan  pengukuran  untuk  membandingkan  data  alat pengukur kadar asam urat invasif dengan alat pengukur non-invasif yang telah didesain. Data dari alat pengukur kadar asam urat darah teknik invasif sangat akurat karena menggunakan sampel darah, tetapi data  dari  alat  pengukur  kadar  glukosa  dara  teknik  non-invasif  tergantung  pada  deteksi  sensor  NIR. Beberapa  sampel  pengujian  yang  telah  diambil  untuk  menguji  konsep tersebut. Pengujian  alat  untuk melakukan  validasi  dengan  metode,  mengukur  kadar  asam  urat  darah  dua  kali  dengan  teknik  non- invasive sebelum mengambil sample darah untuk teknik invasive, dan diukur kembali dua kali dengan teknik non invasive. Sistem sensor NIR yang dirancang untuk alat ukur asam urat non-invasive diuji dengan melakukan pengukuran kadar asam urat terhadap 20 relawan dalam rentang usia (20- 60).
Hasil pengukuran menunjukkan bahwa terdapat perbedaan hasil pengukuran antara alat ukur invasive dengan non-invasive yang menggunakan sensor NIR yang dipasang pada ujung jari tangan.
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.2 No.2 2021 e-ISSN 2721-6179 76
Untuk  menentukan  keakuratan  hasil  pengukuran  klinis.  Dalam  penelitian  ini,  metode  analisis  yang digunakan  untuk  menganalisa  korelasi  dan  keakuratan  dengan  menentukan  penyimpanan  dan  error yang terjadi dengan menghitung nilai square error prediction (SEP), root mean square error (RMSE) dan varian data dengan menggunakan Anova single factor.
Tabel 2. Data pengukuran tegangan dan kadar asam urat untuk regresi non linear
n X1 Y1 X12 X13 X14 X1.Y1 X12. Y1 1 0.24 8 0.0576 0.013824 0.003318 1.92 0.4608 2 0.25 9.2 0.0625 0.015625 0.003906 2.3 0.575 3 0.22 7 0.0484 0.010648 0.002343 1.54 0.3388 4 0.23 7.3 0.0529 0.012167 0.002798 1.679 0.38617 5 0.21 4.1 0.0441 0.009261 0.001945 0.861 0.18081 6 0.22 6.3 0.0484 0.010648 0.002343 1.386 0.30492 7 0.21 4 0.0441 0.009261 0.001945 0.84 0.1764 8 0.23 7.2 0.0529 0.012167 0.002798 1.656 0.38088 9 0.22 5.8 0.0484 0.010648 0.002343 1.276 0.28072 10 0.21 3.7 0.0441 0.009261 0.001945 0.777 0.16317 11 0.27 10 0.0729 0.019683 0.005314 2.7 0.729 12 0.26 9 0.0676 0.017576 0.00457 2.34 0.6084 13 0.23 7.5 0.0529 0.012167 0.002798 1.725 0.39675 14 0.3 11 0.09 0.027 0.0081 3.3 0.99 15 0.28 11 0.0784 0.021952 0.006147 3.08 0.8624 16 0.29 10.5 0.0841 0.024389 0.007073 3.045 0.88305 17 0.25 7.5 0.0625 0.015625 0.003906 1.875 0.46875 18 0.22 4 0.0484 0.010648 0.002343 0.88 0.1936 19 0.24 7.8 0.0576 0.013824 0.003318 1.872 0.44928 20 0.32 12 0.1024 0.032768 0.010486 3.84 1.2288 SUM 4.9 152.9 1.2202 0.309142 0.079737 38.892 10.0577
Suatu  data  pengujian  dengan  dua  variable  atau  lebih  untuk  mengetahui  kolesrasi  dari  kedua data  pengujian  dapat  digunakan  perhitungan  dengan  menggunakan  statistic  sederhana  untuk mecarai koefisien  korelasi  (R)  antara  hasil  pengukuran  teknik  invasive  dan  non  invasif.  Metode  yang digunakan  untuk  menentukan  koefisen  korealasi  dengan  menggunakan  korelasi  product  moment. Untuk menentukan interpertasi  dan nilai koefisien korelasi menurut Sutrisno Hadi (2001: 275), bahwa nilai korelasi tinggi jika berada pada range 0.8 – 1,0 cukup 0.6 -0,8, agak rendah 0,4 – 0,6 , rendah 0,2 – 0,4 dan y tidak korelasi jika berada pada 0,0 – 0,2. Dari hasil  perhitungan di atas diperoleh koefisien korelasi  (r)  Sebesar  0.960,  berada    antara  0.8  <  r  <  1,  pada  nilai  referensi  koefisien  korelasi  dengan interprestasi  tinggi  yang  berarti  korelasi  antara  hasil  pengukuran  kadar  asam  urat  dengan  teknik invasive dan non ivasive  memiliki korelasi yang tinggi yang berarti memiliki nilai hasil pengukuran yang hampir sama.
SEP digunakan untuk mengetahui ketepata persamman regresi non linear, besarnya nilai SEP menentukan  ketepatan  peramaan  prediksi  (Yp)  untuk  menjelaskan  nilai  varibel  tidak  beban  yang sebenarnya.  Semakin  kecil  nilai  SEP  nenandakan  bahwa  makin  tinggi  ketepatan  persamaan  prediksi (Yp) sehinggan nilai variable bebas adalah yang sesunggunya, sebalikanya jika nilai SEP besar maka
Desain Alat Ukur Kadar Asam Urat Non- Invasive Dengan Sensor Near Infrared (Usman Umar, Hasmah, Risnawaty Alyah, dan Anita Nur Syam)
ketepatan  persamaan  prediksi  rendah  yang  berarti  nilai  variable  bebas  tidak  sesuai.  Dari  hasil perhitungan untuk mendapatkan Nilai SEP untuk persamaan prediksi diperoleh 0.68, yang berarti nilai SEP kecil yang menunjukkan bahwa ketepatan persamaan prediksi tinggi sehingga nilai variable tidak bebas adalah sesungguhnya.
Tabel 3. Hasil pengukuran kadar asam urat dengan teknik Invasive dan Noninvasive
Partisipan Kadar asam urat  (mg/dl) Invasif Noninvasif 1 8 7.8 2 9.2 8.7 3 7 5.6 4 7.3 6.8 5 4.1 4.4 6 6.3 5.6 7 4 4.4 8 7.2 6.8 9 5.8 5.6 10 3.7 4.4 11 10 10.1 12 9 9.4 13 7.5 6.8 14 11 11.3 15 11 10.6 16 10.5 11.0 17 7.5 8.7 18 4 5.6 19 7.8 7.8 20 12 11.5
Root Mean Square Error (RMSE) merupakan cara untuk mengukur perbedaan nilai Estimasi atau  prediksi  dari  sebuah  intstrument  atas  nilai  yang  diobservasi  atau  referens.  Nilai  RMSE menunjukkan  keakuratan  pengukuran  error  estimasi  atau  prediksi  dari  model  instrument,  jika  nilai RMSE kecil menandakan bahwa estimasi atau prediksi pengukuran akurat. Metode Root Mean Square Error  (RMSE)  digunakan  untuk  melakukan  evaluasi  model  persamaan  non  linear  yang  digunakan untuk  mengukur  nilai  tingkat  akurasi  hasil  prediksi  pengukuran  kadar  asam  urat  dalam  darah  yang menggunakan alat ukur non invasive. Dari hasil perhitungan RMSE data pengukuran kadar asam urat non  invasive  diperoleh  hasil  0.683,  yang  berarti  nilai  RMSE  kecil,  menandakan  bahwa  hasil pengukuran estimasi atau prdiksi kadar asam urat non invasive akurat, jika dibandingakan dengan nilai kadar asam urat invasive tidak terjadi perbedaan yang signifikan.
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.2 No.2 2021 e-ISSN 2721-6179 78
Tabel  4.  Analisa  data  pengukuran  kadar  asam  urat  invasive  (Yi)  dan  non  invasive  (Yn)  untuk menentukan korelasi, SEP dan RMSE
Partisipan  Yi Yn Yir Yir2 Ynr Ynr2 Yir.Ynr 1 8 7.8 0.4 0.126 0.135 0.018 0.0478 2 9.2 8.7 1.6 2.418 1.027 1.055 1.5972 3 7 5.6 -0.6 0.416 -2.013 4.054 1.2987 4 7.3 6.8 -0.3 0.119 -0.879 0.772 0.3032 5 4.1 4.4 -3.5 12.567 -3.269 10.686 11.5884 6 6.3 5.6 -1.3 1.809 -2.013 4.054 2.7080 7 4 4.4 -3.6 13.286 -3.269 10.686 11.9153 8 7.2 6.8 -0.4 0.198 -0.879 0.772 0.3911 9 5.8 5.6 -1.8 3.404 -2.013 4.054 3.7148 10 3.7 4.4 -3.9 15.563 -3.269 10.686 12.8960 11 10 10.1 2.4 5.546 2.449 5.998 5.7676 12 9 9.4 1.4 1.836 1.799 3.235 2.4371 13 7.5 6.8 -0.1 0.021 -0.879 0.772 0.1274 14 11 11.3 3.4 11.256 3.674 13.501 12.3276 15 11 10.6 3.4 11.256 2.979 8.872 9.9929 16 10.5 11.0 2.9 8.151 3.387 11.472 9.6698 17 7.5 8.7 -0.1 0.021 1.027 1.055 -0.1489 18 4 5.6 -3.6 13.286 -2.013 4.054 7.3389 19 7.8 7.8 0.2 0.024 0.135 0.018 0.0209 20 12 11.5 4.4 18.966 3.886 15.103 16.9244 Sum 152.9 152.90 0.00 120.27 0.000000 110.92 110.92 Rata rata 7.645 7.64 0.00 6.01 0.00 5.55 5.55
Untuk  mengidentifikasi  nilai  error  dari  instrumen  ini  digunakan  analisis  ANOVA  untuk mengetahui  hasil  analisis.  Hasil  uji  ANOVA  diperoleh  nilai  P  dan  F  yang  dapat  digunakan  untuk mengetahui data sangat signifikan secara statistik dan data sangat diskriminatif. Hipotesis diterima jika p-value  lebih  besar  dari  tingkat  signifikansi  yang  ditentukan  (α  =  5%)  dan  hipotesis  ditolak  jika  p- value  lebih  kecil  dari  tingkat  signifikan.  Dari  hasil  analisa  data  pengukuran  kadar  asam  urat  darah invasive  dan  non  invasive  menggunakan  metode  Analisis  Varian  (ANOVA)  dengan  single  factor dengan hasil bahwa nilai P-value 0,999 yang berarti  lebih besar dari nilai α (0.05),  (P-value > α) yang berarti hipetesa dapat diterima, dan nilai F- hitung  7.5059E-08 lebih kecil dari nilai F-critical (F-tabel) 4.098172, yang berarti bahwa hasil hipotesa dapat diterima bahwa tidak ada perbedaan yang signifikan antara pengukuran kadar asam urat non  invasive dan invasive.
Desain Alat Ukur Kadar Asam Urat Non- Invasive Dengan Sensor Near Infrared (Usman Umar, Hasmah, Risnawaty Alyah, dan Anita Nur Syam)
Gambar 4. Grafik persamaan non linear Polynomial

## PEMBAHASAN
Penelitian  ini  mengembangkan  alat  ukur  kadar  asma  urat  non  invasi  yang  menggunakan sensor optik dengan memanfaatkan cahaya sebagai media sensor, sensor didesain menggunalan LED IR  940  nm  dan  Phototransistor    dengn  jenis  sensor  near  infrared  (NIR)  dan  hasil  deteksi  sensor diproses  oleh  mikrokontroller  yang  dilengkapi  dengan  program  algoritma  untuk  mengkonversi  nilai output  sensor  menjadi  nilai  kadar  asam  dalam  darah,  sebagai  nilai  estimasi  atau  prediksi.  Hasil penguluran  tegangan  output  sensor  dan  pengukuran  kadar  asam  urat  darah  invasive  dikorelasikan dengan menggunakan regresi non linear bentuk polynomial sehingga diperoleh persmaan matematika sebgai  formula  untuk  mengkonversi  nilai  tegangan  menjadi  nilain  estimasi  kadar  asam  urat. Persamaan  non  linear  polynomial  dengan  kosefisien  R2.0.9223,  menunjukkan  bahwa  tingkat interpretasi  tinggi.  Persamaan  matematik  (Yn)  yang diperoleh  dimasukkan  dalam  program  algoritma sebagai formula untuk mengkonversi nilai tegangan analog menjadi nilai kadar asam urat dalam darah.
Pengujian  alat  dan  program  algoritma  yang  dimasukkan  dalam  mikrokontroller  sebagai perangkat mini computer untuk memproses hasil identifikasi sensor NIR, hasil pembacaan pengukuran kadar  asam  urat  non-invasive  dibandingkan  dengan  hasil  pengukuran  asam  urat  invasive,  dengan menggunakan  analisi  statistic  sederhana.  Hasil  analisis    data  pengukuran  menggunakan  metode ANOVA  single  factor  nilai  P-Value  >  0.05,  dan  nilai  F  –hitung  <  F  tabel,  analisa  ini  membuktikan bahwa  hypotesa  dapat  diterima  karena  tidak  ada  perbedaan  hasil  pengukuran  asam  urat  onoinvasive dan  hasil  pengukuran  asam  urat  invasive,  untuk  mengetahui  korelasi  kedua  pengukuran  tersebut diAnalisis  dengan  menggunakan  metode  korelasi  untuk  menentukan  nilai  koefisien  korelasi  r  ;  0,96 membuktikan  bahwa  korelasi  antara  hasil  pengukuran  kadar  asam  urat  non  invasive  menggunakan sensor  dengan  pengukuran  invasive  menggunakan  strip  sample  darah  memiliki  tingkat  interpretasi tinggi,  berarti    hasil  kedua  pengukuran  tidak  ada  perbedaan  yang  signifikan,  selanjutnya  dengan
Lontara: Journal of Health Science & Technology, Vol.2 No.2 2021 e-ISSN 2721-6179 80
analisis  standar  error  prediksi  (SEP)  diperoleh  nilai  0.68,  nilai  ini  sangat  kecil  menjelaskan  bahwa persamaan Yn untuk memprediksi nilai kadar asam urat invasive memiliki ketepatan yang sangat baik, yang berarti niali prediksi kadar asam urat non-invasive tidak telalu berbeda dengan hasil pengukuran asam urat invasive. Untuk membuktikan akurasi pengukuran kadar asam urat non invasive dengan alat menggunakan  sensor  NIR  yang  dipasang  pada  ujung  jari  atau  pada  pergelangan  tangan  dengan menghitung nilai root mean square error (RMSE), dari perhitungan nilai RMSE yang diperoleh 0, 683. Nilai ini juga kecil yang berarti tinggkat keakuratan pengukuran asam urat non invasive baik, sehingga dapat digunakan.

## KESIMPULAN DAN SARAN
Pada  penelitian  ini  dirancang  alat  ukur  untuk  mendeteksi  kadar  asam  urat  dengan menggunakan sensor NIR yang dapat digunakan setiap saat dan mudah penggunaannya kerana tidak oerlu  mengambil  sampel  darah,  sensor  dipasang  paja  ujung  jari  dan  dalam  waktu  10-15  detik  hasil pengukuran dapat dilihat pada layar monitor alat tersebut secara real time. Pengujian alat ukur dengan menggunakan  sensor  NIR  dengan  menvalidasi  menggunakan  alat  ukur  pembanding  yang  mamakai sampel darah (invasive) hasil pengukran dianalisis dengan satatistik sederhana menggunakan ANOVA single  factor,  analisis  korelasi,  menentukan  standar  error  prediksi  (SEP)  dan  root  mean  square  error (RMSE)  dari  hasil  anilisis  ke  empat  metode  terebut  menjelaskan  bahwa  alat  yang  didesain  untuk mengukur kadar asam urat non invasive dengan sensor NIR dapat digunakan. Alat yang telah didesain pada  dasarnya  dapat  digunakan  namun  masih  ada  kekurangan  dalam  pengembangan  alat  ini,  yang perlu  diperhatikan  untuk  melanjutkan  pengembangan  alat  ini  selanjutnya  terutama  dalam  hal pengambilan  sampel  yang  masih  kurang  terwakilkan  pengguna,  pemasangan  sensor  harus  tepat sehingga dibutuhkan alat untuk menempatkan sensor dengan baik

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penelitian  ini  terlakasana  atas  Hibah  Penelitian  dan  Pengabdian  Masyarakat  Politeknik Kesehatan  Muhammadiyah  Makassar  tahun  2021.  Terima  kasih  kepada  Lembagan  Penelitian  dan Pengabdian Masyarakat dan Direktorat Potekkesmu Makassar yang telah memberikan dukungan dana hibah  penelitian  dosen  untuk  mengembangkan  alat  ini  sehingga  dapat  kami  laksanakan  dengan menghasilkan  purwa rupa alat pemantau kadar asam urat  darah  non-invasive.

## DAFTAR PUSTAKA
Baker, A. N., Richards, S.-J., Guy, C. S., Congdon, T. R., Hasan, M., Zwetsloot, A. J., … Gibson, M. I. (2020). The SARS-COV-2 Spike Protein Binds Sialic Acids and Enables Rapid Detection in a Lateral Flow Point of Care Diagnostic Device. ACS Central Science. https://doi.org/10.1021/acscentsci.0c00855
Desain Alat Ukur Kadar Asam Urat Non- Invasive Dengan Sensor Near Infrared
(Usman Umar, Hasmah, Risnawaty Alyah, dan Anita Nur Syam)
Boleu,  F.  I.,  Mangimbulude,  J.  C.,  &  Karwur,  F.  F.  (2018).  Hyperurisemia  dan  Hubungan  Antara Asam  Urat  Darah  dengan  Gula  Darah  Sewaktu  dan  IMT  pada  Komunitas  Etnik  Asli  di Halmahera Utara. Jurnal Ilmu Kesehatan Masyarakat, 9(2), 96-106.
Circuit, S., Outputs, P., Differential, T., Stage, I., Input, L., Currents, B., … Operation, S. S. (2003). Single Supply Dual Operational Amplifiers. Order A Journal On The Theory Of Ordered Sets And Its Applications, 1–14.
Darmawan,  P.  S.,  Kaligis,  S.  H.  M.,  &  Assa,  Y.  A.  (2016).  Gambaran  kadar  asam  urat  darah  pada pekerja kantor. Jurnal e-Biomedik, 4(2). https://doi.org/10.35790/ebm.4.2.2016.14615
Firgiansyah,  A.  (2016).  Perbandingan  kadar  glukosa  darah  menggunakan  spektrofotometer  dan glukometer.  Fakultas  Ilmu  Keperawatan  Dan  Kesehatan  Universitas  Muhammadiyah Semarang, 13(1).
Jufri, S. (2018). Rancang Bangun Alat Pendeteksi Golongan Darah serta Pengukur Kandungan Gula Darah,  Kolestrol  dan  Asam  Urat  Berbasis  Arduino  (Doctoral  dissertation,  Universitas  Islam Negeri Alauddin Makassar).
Junaidi, J. (2018). Project Sistem Kendali Elektronik Berbasis Arduino.
Martsiningsih, M. A., & Otnel, D. (2016). Gambaran Kadar Asam Urat Darah Metode Basah (Uricase- PAP) Pada Sampel Serum dan Plasma EDTA. Jurnal Teknologi Laboratorium, 5(1), 20-26.
Nichols, J. H. (2006). Laboratory Medicine Practice Guidelines. Evidence-based practice for Point of care  testing.  Laboratory  Medicine  Practice  Guidelines,  National  Academy  of  Clinical Biochemistry (NACB)., 11, 13–17.
Nofiani, S. (2015). Faktor-Faktor Yang Berhubungan Dengan Kejadian Asam Urat Pada Pasien Rawat Jalan  Di  Rumah  Sakit  Stroke  Nasional  Bukittinggi  Tahun  2015  Abstrak  Penyakit  asam  urat atau dalam dunia medis disebut penyakit pirai atau penyakit gout (arthritis gout) adalah pe. 1– 13.
Palu, S. W. N. (2018). Hubungan Pola Makan Dengan Terjadinya Penyakit Gout (Asam Urat) Di Desa Limran Kelurahan Pantoloan Boya Kecamatan Taweli. Jurnal KESMAS, 7(6).
Pertiwi,  N.  I.  (2016).  Perbedaan  kadar  Asam  Urat  Menggunakan  alat  Spektrofotometer  dengan  Alat Point of Care Testing (Poct). Skripsi, (UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH SEMARANG), 22–23.
Putri, L. E. (2017). Penentuan Konsentrasi Senyawa Berwarna KMnO4 dengan Metoda Spektroskopi UV Visible. Natural Science Journal, 3(1), 391–398. Diambil dari https://ejournal.uinib.ac.id
Suhardi,  D.  (2014).  Prototipe  controller  lampu  penerangan  LED  (light  emitting  diode)  independent bertenaga surya. Jurnal Gamma, 10(1).
Widyanto, F. W. (2014). Artritis gout dan perkembangannya. Saintika Medika, 10(2), 145-152.