PEMBUATAN ANTARMUKA MIKROKOMPUTER IBM PCUNTUK RADI01MMUNOASSAY

Budiono. Didi Gayani. Aliman

Pusa~ Peneli~ianTeknik Nuklir

ABSTRAK

Aplikasi sis~em pencacah sinar gamma dian~aranya adalahRadio Immunoassay (RIA). Mikrokompu~er IBM PC pada peneli­~ian ini digunakan sebagai pengolah dat..adan pengendalisis~em RIA. An~armuka mikrokompu~er yang dibuat..digunakanun~uk menghubungkan IBM PC dengan sis~em RIA. yang berfung­si sebagai pen~acah. Rangkaian an~armuka mikrokomput..er~erdiri dari IC 8253. IC 8255. IC 74LS138 dan lain-lain.Hasil cacahan dari an~armuka ~ersebut..disimpan dalam memoriRAM~ Dengan menggunakan perangka~ lunak IBM PC dalam bahasaBasic. da~a cacahan RIA diolah dengan met..odeRegresi. Hasilpengolahan da~a t..ersebu~di~ampilkan dalam bent..uk~abel dangrafik.

ABSTRACT

One of ~he applicat..ionof gamma ray coun~ing syst..emisfor Radi 0 Immunoassay (RIA). IBM PC-XT microcompu~er isused for da~a processing and con~rol ~he RIA syst..em. Int..er­face microcompu~er is used' as in~erfacing t..hemicrocomput..ert..o~he RIA. The in~erface microcomput..ercircuit..consist..sof8253 IC. 8255 IC and 74LS138 IC. Recorded dat..afrom int..er­face microcompu~er coun~ing were s~ored on RAM memory. Byusing an IBM PC sof~ware in Basic languages and regresionme~hod. ~he resul~ are displayed on ~he screen and can beprin~ed in ~ables and graph performance.

I. PENDAHULUAN

Teknik Radio Immunoassay (RIA) pada dasarnya digunakan

un~uk menen~ukan konsen~rasi za~ dalam jumlah yang sangat..

kecil (nanogram s/d pikogram). asalkan zat..t..ersebut..bersifat..

immunogen. Za~-za~ yang dapa~ dianalisa dengan RIA ant..ara

lain hormon. oba~-oba~an. vi~amin dan lain-lain.

Penggunaan radioisot..op disini hanya sebagai label

~erhadap an~igen, agar jumlah fraksi t..erika~dan fraksi

bebas an~igen dapa~ diukur dengan alat..pencacah radioakt..if.

432

433

Per~ormance assay dalam RIA di~en~ukan oleh disain dan

operasi assay. Supaya diperoleh hasil assay yang'baik~ maka

perlu digunakan ala~ pencacah dan pengolah da~a yang canggih

dan dapa~ diandalkan. Banyak perala~an yang dapa~ diguna-

kan, salah sa~unya adalah kompu~er. Man~aa~ yang dapa~ di-

peroleh dari penggunaan kompu~er an~ara lain

Wak~u yang dibu~uhkan lebih singka~.Hasil perhi~ungan dapa~ diandalkan.Dari da~a yang sama akan diperoleh hasil yang samawalaupun dilakukan oleh orang lain.

Agar kompt.1~erdapa~ digunakan dalam ~eknik pencacahan

RIA maka diperlukan perala~an ~ambahan, yai~u rangkaianan~armuka IBM PC. Dengan adanya rangkaian an~armuka ~er-

sebu~ maka kompu~er dapa~ dihubungkan dan dijalankan sebagai

sis~em pencacah sinar gamma un~uk RIA.

Da~a-da~a hasil cacahan sinar gamma ~ersebu~ kemudian

diolah oleh kompu~er dengan menggunakan me~ode regresi, dan

hasil pengolahan da~a ~ersebu~ di~ampilkan pada display

moni~or dan prin~er dalam ben~uk ~abel dan gra~ik.

II. BAHAN DAN TATA KERJA

A. Biok Diagram Sis~em

Secara blok diagram sis~em RIA yang dihubungkan dengan

mikrokompu~er IBM PC dapa~ diliha~ pada gambar 1.

I de~ek~or I ~pengkondisisinyal

pencacah8253I/O8255

disk drive

moni~or

key board

prin~er

mikrokompu~er

I BM PC

Gambar 1. Biok diagram sis~em RIA yang dihubungkan denganmikrokompu~er IBM PC.

434

Det..ekt..or ak an mener ima pancar an radi asi dar i sampl e.

Dengan det..ekt..orbesaran radiasi t..ersebut..akan diubah menjadi

pulsa list..rik yang acak dan random. Dengan rangkaian peng­

kondisi sinyal Cpre-amplifier. linear amplifier dan single

channel analyzer). maka pulsa yang acak t..ersebut.diperkuat.

sampai mendek a t..i beber apa vol t..dan di anal isa 1ebi h 1anj ut..

sehingga mempunyai t..in~J9ipulsa t..ert..ent..u.Akhirnya pulsa

t..ersebut..dibent..uk menjadi pulsa persegi yang sesuai dengan

st..andar TTL.

Rangkaian ant..armuka dengan IC 8253 dan IC 8255 diguna­

kan unt..uk menghubungkan rangkaian pengkondisi sinyal dengan

si st.em mi krokomput..er IBM PC. Rangkai an ant.armuka t..ersebut.

berfungsi sebagai pencacah. unt..uk mencacah pulsa nuklir

dalam wakt.u t..ert.ent.u.

Mikrokomput..er IBM PC yang digunakan dalam sist.em RIA

dilengkapi .dengan beberapa peralat.an. yait.u disk drive.

monit..or dan print.er.

B. Rangkaian ant.armuka IBM PC

Unt..ukmembuat.. ant..armuka IBM PC komponen yang diperlukan

adalah IC 8253 Ct..imer/count..er). IC 8255 Cparalel input../out..­

put..). IC 74LS138 Cdekoder). IC 7420 dan IC 7400.

Rangkaian ant..armuka IBM PC yang dirancang dapat. dilihat.

pada gambar 2. Unt.uk rangkaian pencacah IC 8253 menempat.i

lokasi alamat. 3AO H - 3A3 H dan unt.uk rangkaian paralel

input../out..put..IC 8255 menempat..i lokasi alamat. 3A4 H - 3A7 H.

Rangkaian ant.armuka t..ersebut..dihubungkan dengan mikro­

komput.er IBM PC melalui konekt..or peripheral (slot.) yang ada

pada IBM PC. Bent..uk pin-pin slot..yang ada pada IBM PC dapat..

dilihat.. pada gambar 4.

C. Pengolahan dat..apada sist..em RIA

Unt..ukmelaksanakan program sist.em pencacah RIA, program

dibagi menjadi 2 bagian

1. Program pencacahan st..andar dan sample.

2. Program pengolahan dat..adan penampilan hasil akhir.

435

+ 5V + 5V

A 7 ' :2 GTE2

A8 \ 4r 7 CLKO

A9:S5 4r L. 8 aUTO

10 2 D7---- D7 2 GTE1~V I? G P ~ "T~l

+.J ' "J 'vLh I13 AO 3 CLK2 -

AEN---j9 7· Al CS ~I' 12 RD WE

I I '. f IN

GND GND' I

lOR

·row

+ 5V + 5V

RDvJR

G2aYOIDG- -- DO PAG

Gl.8

A6I G2b7 .2PA7

4.5

PBD

M=iC1 D7---D75

~~: ~

3 PB?8

Y1 CSPCGAG Al

PC7I

J

J

GNDGND

Gambar 2. An~armuka mikrokompu~er IBM PC

logit, B/t,

2.001.000.00-1.00-2.00 l10

436

LOG LEVEL

100 1000logdose

Gambar 3.

Grarik radioimmunoassay

sisi B

sisi A

GKD

1-- I110 CIf CK,Il

RESET DRV

2 - -2 D 7

+ 5 V

3 - -J D G

IRQ 2

4 - -4 C 5

- 5 V

5 - -5 D 4

ORQ 2

t - -G D 3

-12 V

7 - -1 D 2

(I/OT USED)

B - -8 D I

+12 Y

9 - .9 D 0

GHD

10- -10 110 CH RDY

liE/III

II- -11 AEH

1I£I1R

12- -12 A 19

1011 13

- -13 A 18

lOR

II,- -14 A 17

DAn 3,~1

15- -IS A It

DRQ :I

16- -16 A 15

DACt: I,~I

17- -t7 A 14

DRg 1

18- -18 A 13

DACK 0, ~1 19

- -19 A,12

elK 20

20 A 11

IRQ 7 21

- -21 A 10

IRQ 6 22

- -22 A 9

1RQ 5 23

- -23 A B

IRQ 4 24

- -24 A 7

IRQ:I 25

- -25 A 6

DACK 2,11

26- -2b A 5

TIC. 21

- -21 A 4

AlE 28

- ."28 A 3

t 5 Y 29

- -29 A 2

CSC 30

- -30 A I

GHD 31

- -31 A 0

Gambar 4. Pin konektor (slot) pada IBM PC

437

Seluruh program menggunakan bahasa Basic. Pengol ahan da t.a

hasi 1 cacahan dal am sislem RI A t.ersebut. menggunakan suat.u

met.ode regresi. Met.ode regresi menunjukkan hubungan ant.ara

2 buah dat.a X dan Y, dalam bent.uk persamaan linier.

Secara empiris pengolahan dat.a pada sist.em RIA didekat.i

dengan persamaan

Y = a + bX Cl)

Sedangkan, Y= logit. CB/D = In[ ( B/TJ/ Cl00-B/DJ

X

= log dose.log konsent.rasidarist.andar,dan sampl e.

a,

b= konst.ant.a regresi

B

= cacahan sample/st.andar

T = cacahan t.ot.al

Apabila X dan Y diket.ahui besarnya. maka a dan b dapat.

dicari dengan persamaan

T"I

Eex.- X)CY.- Y)

I.I.

b =~=1

T)Eex. - X)2

I.i.=1

a = Y - b X (2)

(3)

Sedangkan T"I adalah jumlah dat.a hasil cacahan yang dire-

gresikan. Bila a. b dan Y diket.ahui harganya maka nilai

dose sample dapat. dihit.ung dengan menggunakan persamaan (1).

III. HASI L DAN PEMBAHASAN

A. Pengujian ant.armuka IBM PC

Ant.armuka IBM PC yang t.elah dibuat., digunakan unt.uk

mencacah sample yang mengandung radioakt.i~. Unt.uk menguj i

rangkaian ant.armuka t.ersebut., digunakan isot.op 1-131 dengan

akt.ivit.as ± 63 ~Ci, kemudian dibandingkan dengan hasil pen-

cacahan Ort.ec sebagai st.andar.

dapat. dit.unjukkan pada t.abel 1.

Hasil pengujian t.ers~but.

438

Tabel 1. Hasil pengujian sistem pencacah pulsa nuklir yangmenggunakan isotop I-131 dengan aktivitas ± 63 ~Ci.

WaktuHasil cacahanRata-rataSOCV%

Cdet)layar komputer

10

2090320208

200183741.8719855 19105

40

9447793235

928526310.6891903 91792

60

178719170652

16864543512.58167576 157634

Waktu HasilcacahanRata-rataSOCV%Cdet)

Pencacah ORTEC

10

2360122317

223504381.9621811 21673

40

105031101905

10149214211.4100868 98163

60

204191201749

19852030971.56198162 189978

B. Pengolahan data RIA dengan komputer

Hasil cacahan terhadap cuplikan standar dan sample

dapat diolah dengan mikrokomputer IBM PC. kemudian hasilnya

ditampilkan pada layar monitor dan printer dalam bentuk

tabel dan grarik. Sebagai hasil percobaan untuk pengolahan

data RIA konsentrasi T4. dapat dilihat pada tabel 2 dan

gambar 3.

439

Tabel 2. Hasil pengolahan da~a RIA dengan kompu~er

Background 1

:0

Background 2:0

Ra~a Background :0

To~al

1 :21155To~al

2 :21152Ra~a Total

:21153,5

KE

COUNTS BNO.YoDOSECVO/o

1

1287,0 6,12

1287,0 6,1. --1287,0

Y=6 ,1N.S.B0SO=O

3

15803,0 74,74

15878,0 75,1

15840,5

Y=74,9ST=O0,3SO=O,2

5

13351,0 63,16

13186,0 62,3

13268,5

Y=62.7ST=100,9SO=O,5

7

8103,0 38,38

7916,0 37,4

8009,5

Y=37,9ST=501,7SO=0.6

9

5204.0 24,610

5418,0 25.6

5311,0

Y=25.1ST=1002,8SO=O,7

11

4236,0 20,012

4164.0 19.7

4200,0

Y=19,9ST=1501.2$0=0.2

13

3036,0 14.414

2883.0 13.6

2959,5

Y=14.0ST=2503,7$0=0.5

440

C. Perbandingan hasil perhilungan manual dan kompuler

Tujuan pengolahan dala sislem RIA adalah mencari nilai

dose sample. Perhilungan yang dilakukan unluk mencari nilai

dose sample dapal dilakukan dengan manual Cmempergunakan

kal kul alor). Perbandingan hasil perhilungan manual dan

kompuler dapal dilihal pada label 4.

441 '

Tabel 4. Perbandingan hasil perhi~ungan cara manual dan kom­pu~er

Ni1aiDose

Cuplik-Cnanogram/ml)

an KePenyimpangan

ManualKompu~er

1

77,00 77,20,20

2

31,76 31,90,14

3

199,57 201,51,93. 4 44,25 44,60,35

5

102 ,16 102,50,34

6

113, 69 114,00,31

IV. KESI MPULAN

Dari hasil pembahasan sis~em pencacah RIA yang menggu­

nakan kompu~er IBM PC, baik un~uk perangka~ keras maupun

perangkal lunak, maka dapal diambil beberapa kesimpulan

sebagai berikul

Kompuler dapa~ digunakan unluk pencacah radioak~ir pada

sis~em RIA dengan menambahkan rangkaian anlarmuka yang

menggunak an Ie 8253, Ie 8255 dan 1ain-1ain , pad a slol

ekspansi nya.

Dengan menggunakan kompuler pad a sis~em pencacah RIA maka

pengolahan da~a hasil cacahannya akan menjadi lebih cepa~

dan lebih ~eli~i dibandingkan dengan perhi~ungan manual.

Hasil perhi~ungan un~uk cacahan s~andar dan sample di~am­

pilkan dalam benluk ~abel dan grarik {logilCB/D vs log

dose} .

Dengan ~ersedianya slo~ ekspansi pada IBM PC maka penggu­

naan kompuler dapa~ dihubungkan lebih luas baik unluk

perangka~ keras maupun perangkal lunak.

442

ACUAN

1. LEWIS C. ENGEBRECHT(1983), "Int,erf'acing t,o t,he IBM per­sonal komput,er", Horward W., Sams & Co.

2. LAPORANTAHUNAN(1988) , "Proyek Penel i t,i an Dan Pengem­bangan I ndust,r i Dan Kedokt,eran Nukl i r", Pusat, Peneli t,i anTeknik Nuklir - BATAN, Bandung.

3. PIGE K. BESCH,PhD. (1975), "Clinical Radioassay Procedu­re : A Compendium", The American Associat,ion of' ClinicalChemist,s, I nc.

4. DONALDR.BERNIER(1981), "Nuclear Medicine Technology andTechni ques", The CV. Mosby Company.

TANYA JAWAB

t. J. Kamadi

Pemakaian IC 8255 daLam sistem ini baru sebagai gate, dan

untuk pengembangan berikutnya untuk fasiLitas robotic

untuk stepper motornya sebagai timing, puLsa rate, dsb.

bagaimana ~.

JAWABAN

IC 8255 seLain sebagai gate juga saya rencanakan untuk

penggerak stepper motor. 4-bi t untuk stepper motor,

3-bit untuk seLect decoder apabiLa stepper motornya Lebih

dari f bu.ah.

2. Setyadi

a. Pada RIA ini apa fu.ngsi IC 8255 ~.

b. Bagaimana sistem ini biLa meng8Unakan muLti detektor ?JAWABAN

a. Fungsi IC 8255

- sebagai gate untuk counter

- pengembangan lengan robot untuk mengambiL sampLe.

b. BiLa digunakan sistem muLti detektor :

- sistem Lebih cepat memproses sampLe

- sistem menggunakan IC 8255 untuk menjaLankan peng-

ambiLan data.

443

3. Pambang Svpardiono

Hohon dijetaskan datam tabet 4, mengapa hasit secara

manvat tebih tetiti daripada kompvter ?

JAWABAN

Kompvter tebih tetiti karena svdah terprogram dan manvat

banyak kesatahan. Datam penvtisan pada tabet 4, kompvter

digit dibetakang ko~~ saya hapvs.

4. Svtadji

Pagaimana pengarvh

performance atat ?Letak sampte dan detektor terhadap

JAWAPAN

Detektor tetap ditempatnya. sedangkan sampte yang harvs·

di~.bi t dari tempatnya di tetak.k:an di tempat dete.k:tor

svpaya tidak dipengarvhi sampLe yang tain.