Visusalisasi Keluaran Fonokardiograf Dengan Menggunakan Komputer Pribadi

VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF

DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI

Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Fisika Sub Jurusan Fisika Medik

Diajukan oleh:

NIM : 090821018

AMRULLAH

DEPARTEMEN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM UNIVERSITAS SUMATERA UTARA

MEDAN 2012

PERSETUJUAN

Judul : VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF

DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER

PRIBADI.

Kategori : SKRIPSI

Nama : AMRULLAH

Nomor Induk Mahasiswa : 090821018

Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA MEDIK

Departemen : FISIKA

Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN

ALAM

Diluluskan di Medan, 26 juli 2012

Diketahui/disetujui oleh

Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing I

Dr. Marhaposan Situmorang

NIP. 195510301980031003 NIP. 196602091992031003

PERNYATAAN

VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF

DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI

SKRIPSI

Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.

Medan, Juli 2012

Amrullah 090821018

PENGHARGAAN

Bismillahirrahmanirrahim

Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, oleh karena karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Tugas akhir ini ananda persembahkan untuk kedua orang tua, (Ayahanda H.Syafri dan Ibunda Hj.Khadijah) tercinta yang telah memberikan bantuan moril maupun materil dan kasih sayang kepada ananda selama menimba ilmu di Universitas Sumatera Utara Medan. Semoga Allah SWT melimpahkan segala rahmat dan hidayahnya kepada Ayah dan Mama’ untuk selalu diberikan kesehatan dan kemurahan rezeki, Amin ya Allah.

Ucapan banyak terima kasih penulis ucapkan kepada Prof.Dr.Syafruddin Ilyas, M.BioMed selaku dosen pembimbing penulis, yang telah banyak memberikan bimbingan serta masukan-masukan dalam penyelesaian tugas akhir ini.

Kepada Abang dan kakak tercinta di Aceh, terima kasih sebesar-besarnya kepada kalian semua atas bantuan yang kalian berikan kepada adinda. Hanya inilah yang dapat adinda persembahkan kepada kalian semua. Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kalian semua, Amin ya Allah.

Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penulisan dan penyusunan tugas akhir ini, oleh karena itu penulis sangat mengharapkan beserta kritik yang bersifat membangun untuk kesempurnaan tugas akhir ini. Akhir kata penulis berharap semoga tugas akhir ini dapat berguna bagi pembaca.

VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF

DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI

ABSTRAK

Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam.

Telah dibuat alat fonokardiograf (sensor suara) yang pada prinsipnya terdiri dari mikrofon untuk mendeteksi suara jantung yang kemudian diperkuat oleh penguat operasional, setelah itu akan melewati filter kemudian diteruskan kealat pencetak atau monitor (komputer pribadi)

Hasil uji alat fonokardiograf dapat dilihat hasil perbedaan visualisasi dari detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push up sesuai yang ditentukan.

Ada perbedaan yang nyata yaitu (P<0,05) antara sebelum dan sesudah melakukan aktivitas push up sebanyak 20 kali pada anak-anak ataupun orang dewasa.

KATA PENGANTAR Bismillahirrahmanirrahim

Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan karunia dan rahmat-nya, sehingga skripsi yang berjudul “Visualisasi Keluaran Fonokardiograf Dengan Menggunakan Komputer Pribadi” dapat diselesaikan.

Adapun tujuan dari pembuatan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.

Pada kesempatan ini tak lupa pula penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :

1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Bio Med, Selaku Pembimbing.

4. Seluruh staf dan pengajar Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.

5. Seluruh Staf Tata Usaha dan Laboratorium Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 6. Andika Siregar, Emil Salim, Sulaiman AY dan Zakaria bin Adnan (teman

baik), rekan-rekan mahasiswa Fisika Medik dan Fisika Instrumentasi Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara terima kasih atas semua bantuannya.

7. Terima kasih sebesar-besarnya kepada seluruh pihak yang telah memberikan bantuannya, yang tidak dapat disebutkan satu persatu.

Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan skripsi ini di masa mendatang. Dan mudah-mudahan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.

Medan, 26 Juli 2012 Penulis

NIM. 090821018 Amrullah

DAFTAR ISI

Halaman

JUDUL ... i

PERSETUJUAN ... ii

PERNYATAAN ... iii

PENGHARGAAN ... iv

ABSTRAK ... v

KATA PENGANTAR ... vi

DAFTAR ISI ... viii

DAFTAR GAMBAR ... x

DAFTAR TABEL ... xii

DAFTAR ISTILAH ... xiii

BAB I PENDAHULUAN ... 1

1.1.Latar Belakang ... 1

1.2.Perumusan Masalah ... 2

1.3.Tujuan Penelitian ... 3

1.4.Pembatasan Masalah ... 3

1.5.Manfaat Penelitian ... 3

BAB II DASAR TEORI ... 4

2.1. Fonokardiograf ... 4

2.2. Bunyi ... 5

2.3. Jantung ... 9

2.3.2 Perhitungan Jantung ... 11

2.3.3 Auskultasi Jantung ... 11

2.4. Stetoskop ... 15

2.5. Mikrofon ... 15

2.5.1 Mikrofon ... 16

2.6. Filter ... 17

2.7. Penguat Operasional (OP-AMP) ... 19

2.8. Komputer ... 22

BAB III METODE PENELITIAN ... 24

3.1. Alat dan Bahan ... 24

3.2. Diagram Blok dan Cara Kerja ... 24

3.3. Perancangan Alat Fonokardiograf ... 27

3.3.1 Perancangan Amplifier ... 27

3.3.2 Perancangan Filter ... 28

3.4. Prosedur Penelitian ... 28

BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30

4.1. Hasil Uji Rangkaian Penguat Operasional ... 30

4.2. Hasil Uji Rangkaian Filter ... 31

4.3. Hasil Uji Alat Fonokardiograf ... 32

BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 38

5.1 Kesimpulan ... 38

5.2. Saran ... 38

DAFTAR PUSTAKA ... 40

DAFTAR GAMBAR

Halaman

Gambar 2.1. Gelombang bola ... ... 5

Gambar 2.2.Kurva tingkat intensitas dengan frekuensi untuk bunyi kenyaringan yang sama ... 8

Gambar 2.3.Posisi jantung pada tubuh manusia ... 9

Gambar 2.4.Bagian-bagian pada jantung ... 9

Gambar 2.5.Aliran darah pada jantung ... 10

Gambar 2.6.Peristiwa-peristiwa dari siklus jantung pada fungsi ventrikel menunjukkan pada perubahan-perubahan pada tekanan atrium kiri, tekanan ventrikel kiri, tekanan aorta dan volume ventrikel ... 13

Gambar 2.7. Stetoskop akustik ... 15

Gambar 2.8. Condenser mic ... 17

Gambar 2.9. Low pass filter ... 18

Gambar 2.10.High pass Filter ... 18

Gambar 2.11.Rangkaian umpan balik negatif yang tak membalik ... 20

Gambar 2.12.Rangkaian umpan balik negatif yang membalik ... 21

Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian fonokardiograf ... 24

Gambar 3.2. Perancangan Amplifier ... 27

Gambar 4.1.Visualisasi suara detak jantung anak-anak sebelum melakukan push up 20 kali ... 32 Gambar 4.2.Visualisasi suara detak jantung anak-anak sesudah melakukan

push up 20 kali ... 32 Gambar 4.3.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sebelum

melakukan push up 20 kali ... 35 Gambar 4.4.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sesudah

DAFTAR TABEL

Halaman Tabel 2.1. Memberikan tingkat intensitas dari beberapa bunyi yang lazim . 7

Tabel 4.1. Hasil uji rangkaian penguat operasional ... 28

Tabel 4.2. Hasil uji rangkaian filter ... ... 29

Tabel 4.3. Hasil uji tes detak jantung anak-anak ... 31

DAFTAR ISTILAH

Aorta adalah batang nadi yang berasal dari bilik jantung sebelah kiri. Atenuasi adalah pelemahan.

Atrium adalah bagian dari serambi jantung.

Atrioventrikuler adalah batang nadi yang berasal dari rongga serambi jantung. Auskultasi adalah cara pemeriksaan dengan mendengarkan suara jantung yang

timbul pada bagian organ-organ tubuh.

Band elimination filter adalah gabungan antara low pass filter dan high pass filter, hanya saja pada filter ini frekuensi-frekuensi yang tidak dikehendaki dapat diperlemah dalam pita stopnya.

Band pass filter adalah sebuah rangkaian yang dirancang hanya untuk melewatkan isyarat dalam suatu pita frekuensi tertentu seraya menolak semua isyarat diluar pita ini.

Brainware adalah suatu system yang diatur dan dikendalikan oleh manusia.

Dyastole adalah masa relaksasi jantung khususnya pada kedua bagian bilik jantung, pada saat darah mengalir kedalam bagian ini.

Filament kontraktil adalah serabut halus kontraktil.

Hardware adalah peralatan pada system komputer secara fisik terlihat dan dapat dijamah.

Headphone adalah speaker kecil yang berfungsi untuk mendengarkan suara, biasanya berada diatas bahagian kepala.

High pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya diperlemah sampai naik ke suatu frekuensi potong.

Input adalah merupakan proses memasukan data kedalam komputer. Impuls-impuls ritmis adalah rangsangan hantaran syaraf teratur. Inverting adalah rangkaian umpan balik negatif yang membalik.

Invasif adalah pemeriksaan yang dilakukan dengan memasukan bahagian tubuh atau alat tubuh.

Laterial superior atrium adalah bagian kiri atas serambi jantung.

Low pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari DC naik, sampai turun kesuatu frekuensi potong.

Median sternum adalah tulang dada yang terletak pada pertengahan dada. Miokrad adalah otot jantung.

Mitral adalah batang nadi yang terletak pada bagian tengah dari paru-paru.

Nodus sinus adalah gumpalan kecil yang berbentuk simpul yang terdapat pada rongga jantung.

Non inverting adalah rangkaian umpan balik yang tak membalik.

Non invasif adalah pemeriksaan yang dilakukan tanpa memasuki bahagian tubuh atau alat tubuh.

Noise adalah suara latar yang menyebabkan terganggunya hasil visualisasi dari suara detak jantung.

Offset adalah tegangan pusat pada pengukuran pertanahan.

Output adalah merupakan proses yang menghasilkan keluaran dari hasil pengolahan data dari komputer.

Perifer adalah peredaran aliran darah yang menuju organ-organ yang terletak pada ujung dari rongga jantung.

Processing adalah merupakan proses pengolahan data yang sudah dimasukkan kedalam komputer.

Pulmonal adalah peredaran darah yang menuju bahagian paru-paru.

Pulmonalis adalah rongga batang nadi yang berasal dari bilik jantung kanan. Regulated power supplay adalah pengatur penambah daya DC.

Semiluner aorta adalah rongga batang nadi.

Software adalah program yang berisi perintah-perintah untuk melakukan pengolahan data.

Systole adalah kuncupan jantung yang diakibatkan oleh adanya kontraksi pada otot jantung.

Triskupid adalah rongga yang terletak pada bahagian bilik jantung sebelah kanan. Ventrikel adalah bagian bilik jantung.

VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF

DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI

ABSTRAK

Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam.

Telah dibuat alat fonokardiograf (sensor suara) yang pada prinsipnya terdiri dari mikrofon untuk mendeteksi suara jantung yang kemudian diperkuat oleh penguat operasional, setelah itu akan melewati filter kemudian diteruskan kealat pencetak atau monitor (komputer pribadi)

Hasil uji alat fonokardiograf dapat dilihat hasil perbedaan visualisasi dari detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push up sesuai yang ditentukan.

Ada perbedaan yang nyata yaitu (P<0,05) antara sebelum dan sesudah melakukan aktivitas push up sebanyak 20 kali pada anak-anak ataupun orang dewasa.

BAB I PENDAHULUAN

1.1. LATAR BELAKANG

Semakin majunya teknologi dibidang medis menyebabkan banyak bermunculan peralatan-peralatan medis baru, disamping itu juga akan penyempurnaan terhadap peralatan-peralatan medis sebelumnya. Selama bertahun-tahun dan sampai hari ini peralatan yang umum secara klinis digunakan untuk mendeteksi suara jantung adalah stetoskop akustik. Penyempurnaan dari stetoskop akustik biasanya rendah. Pemecahannya adalah stetoskop elektronik terdiri dari mikrophone, penguat operasional dan head set. Stetoskop elektronik dapat memvisualisasikan suara jantung yang terlalu rendah dalam intensitas atau terlalu tinggi dalam frekuensi untuk didengar dalam peralatan akustik murni. Melalui pendengaran yang baik maka informasi yang dapat diperoleh dari suara jantung ini sehingga dapat didengar oleh fonokardiograf. Hal ini disebabkan oleh adanya getaran pada jantung dan pembuluh darah besar.

Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam (Guyton, 1996).

Untuk mendapatkan hasil yang baik untuk semua komponen frekuensi, fonokardiograf membutuhkan system penguatan yang mampu merespon sampai 2000 Hz. Galvanometer cahaya tidak punya masalah untuk menyanggupi kebutuhan ini. Tetapi galvanometer ini harganya mahal dan membutuhkan lebih

banyak daya dari penguat operasional ketika digunakan untuk menguatkan frekuensi tinggi.

Seperti yang telah diketahui komputer juga dapat dipakai sebagai alat untuk menampilkan sinyal atau gelombang secara visual, sehingga dengan menggabungkan rangkaian sensor suara, penguat operasional, filter dan antar muka kedalam komputer pribadi dan kemudian menggunakan program ecg yang menghubungkan alat fonokardiograf ini dengan komputer pribadi, maka masalah visualisasi suara jantung dapat diatasi.

1.2. PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang maka perumusan masalah yang muncul adalah sebagai berikut:

1. Bagaimana membuat rangkaian sensor suara yang dapat digunakan untuk memvisualisasikan suara jantung meliputi mikrofon, penguat operasional dan filter.

2. Bagaimana membuat rangkaian pengkondisi sinyal, yaitu menguatkan sinyal analog keluaran sensor menjadi sinyal yang kemudian diteruskan oleh komputer pribadi dengan menggunakan program ecg, maka tampilan hasil visualisasi akan berupa bentuk gelombang dari suara jantung anak-anak dan orang dewasa yang akan tampak pada layar komputer.

1.3. TUJUAN PENELITIAN

Tujuan penelitian ini adalah merancang dan merealisasikan pembuatan alat visualisasi suara jantung dengan menggunakan komputer pribadi.

1.4. PEMBATASAN MASALAH

1. Mikrofon yang digunakan dalam perancangan ini dari jenis kristal mikrofon dan ditempatkan pada daerah jantung (tepatnya pada pertengahan dada), karena yang akan didengarkan hanya suara jantung saja.

2. Rancangan yang ada dibatasi hanya untuk visualisasi suara jantung, dengan memisahkan dari bentuk suara-suara yang lain. Filter inilah nantinya akan berfungsi menyaring suara tersebut.

3. Pada pembuatan alat fonokardiograf penulis memakai program yang sudah ada, yaitu dengan menggunakan program ecg sebagai penghubung alat fonokardiograf ini dengan komputer.

4. Pengujian alat fonokardiograf ini hanya dilakukan pada anak-anak dan orang dewasa saja.

1.5. MANFAAT PENELITIAN

Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menambah pengetahuan serta diharapkan dapat memberikan alternatif lain dalam penggunaannya dilapangan nantinya agar tidak tergantung pada satu jenis alat dalam membantu menguatkan hasil dari suatu jenis diagnosis.

BAB II DASAR TEORI

2.1. PENGERTIAN FONOKARDIOGRAF

Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam.

Mikrofon mempunyai sifat pengubah bunyi atau gelombang tekanan menjadi aliran listrik dan bereaksi agar seragam pada daerah frekuensi yang dapat diterima oleh fonokardiograf. Fonokardiograf telah menjadi presis dari pada auskultasi, karena meletakkan dasar untuk pemahaman yang lebih tepat temuan auskultasi, yang sekarang terutama dipakai sebagai rujukan untuk periodisasi peristiwa yang akurat pada kasus-kasus yang membingungkan, juga untuk pengajaran, dan penelitian, dan memberikan perekaman visual, yang mungkin diperlukan untuk publikasi.

Fonokardiograf mutu tinggi membutuhkan peralatan yang baik, bantuan teknis yang baik, dan yang paling penting perhatian secara personal seorang dokter yang mempunyai banyak waktu, dan kesabaran, dan dengan pengetahuan setiap penderita dan hal-hal yang ditentukan. Jadi suatu teknik yang sangat subyektif dan penempatan mikrofon yang tidak sesuai, pemilihan penyaring, atau penyesuaian gain secara drastic dapat mempengaruhi penafsiran fonokardiogram (Turner, 1994).

2.2. BUNYI

Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena perapatan dan perenggangan dalam medium gas, cair dan padat. Gelombang dihasilkan ketika sebuah benda bergetar dan menyebabkan gangguan kerapatan medium. Gangguan dijalarkan didalam medium melalui interaksi molekul-molekulnya. Getaran molekul tersebut berlangsung sepanjang arah penjalaran arah gelombang. Dalam hal ini gelombang yang ditimbulkan oleh suara detak jantung merupakan gelombang lingkaran tiga dimensi dalam medium cair didalam katub-katub yang terdapat pada bahagian jantung. Gelombang-gelombang ditimbulkan oleh sumber titik yang bergerak naik turun dengan gerak harmonik sederhana (Gabriel, 1988). Panjang gelombang dalam hal ini adalah jarak antara puncak-puncak gelombang yang berurutan, yang merupakan lingkarang konsentrik seperti yang terlihat pada gambar 2.1.

Gambar 2.1. Gelombang bola (Tipler, 1998)

Jika sumber titik memancarkan gelombang secara seragam ke semua arah, energi pada jarak r dari sumber akan terdistribusi secara seragam pada kulit bola berjari-jari r dan luas 4πr2. Jika P adalah daya yang dipancarkan oleh sumber, daya per satuan luas pada r dari sumber akan menjadi P/4πr2. daya rata-rata per

satuan luas yang dating tegak lurus terhadap arah penjalaran disebut intensitas. Intensitas dirumuskan dengan persamaan:

2

4 r P I rata rata

π−

= ……….. (2.1)

Intensitas gelombang tiga dimensi bervaeriasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber titik. Ada hubungan sederhana antara intensitas gelombang dan energi persatuan volume dalam medium yang membawa gelombang. Pada gambar 2.1 volume didalam jari-jari r1 mengandung energi karena partikel-partikel dalam daerah itu berosilasi dengan gerak harmonik

sederhana. Setelah selang waktu yang singkat Δt, gelombang bergerak melewati r1

dengan jarak yang pendek Δr= vΔt. Energi total dalam medium bertambah sebesar energi dalam kulit bola dengan luas permukaan A, maka energi tambahan dalam kulit bola dapat dirumuskan sebagai berikut :

ΔΕ = ηΔv= ηΑvΔt ……….. (2.2)

dengan η adalah energi rata-rata per satuan volume dalam kulit bola yang sekarang mengandung energi. Jadi, daya dating rata-rata adalah:

v t rata

rata A

E

P =η

∆ ∆ =

− ……….. (2.3)

Maka intensitas gelombang dapat dirumuskan kembali dengan persamaan :

v rata rata

A P

I = − =η ……….. (2.4)

dengan I adalah intensitas, Prata-rata adalah daya yang dipancarkan oleh sumber

suara, A adalah luas permukaan medium dan ηv adalah energi rata-rata per satuan volume dalam kulit bola. Satuan intensitas adalah watt per meter kuadrat.

Intensitas sama dengan perkalian antara laju gelombang v dan energi rata-rata per satuan volume. Kenyaringan rentang intensitas yang dapat ditangkap telinga demikian luas dan karena rangsangan psikologis kenyaringan tidak berubah-ubah secara langsung terhadap intensitas, tetapi lebih mendekati logaritmik, maka suatu skala logaritmik digunakan untuk menyatakan tingkat intensitas gelombang bunyi. Tingkat intensitas yang diukur dalam (dB) didefinisikan oleh :

0 log 20 I I =

β ……… (2.5)

dengan I adalah intensitas bunyi dan I0 adalah intensitas acuan yang diambil sebagai ambang pendengaran.

Tabel 2.1 Memberikan tingkat intensitas dari beberapa bunyi yang lazim (Tipler, 1998).

Sumber I/I0 dB Keterangan

Bernapas normal Daun berdesir

Bisikan lembut (pada jarak 5 m) Perpustakaan

Kantor tenang

Percakapan biasa (pada jarak 1 m) Lalu lintas ramai

Kantor bising dengan mesin pabrik biasa Truk berat (pada jarak 15 m):

Air terjun Niagara Kereta tua

Kebisingan konstruksi Konser rock dengan amplifier

(pada jarak 2 m): jet tinggal landas (pada jarak 60 m)

Pengeling pneumalik; senapan mesin

Mesin roket besar (jarak dekat)

100 101 102 103 104 105 106 107 108 109 1010 1011 1012 1013 1018 0 10 20 30 40 50 60 70 80 90 100 110 120 130 180 Ambang pendengaran Hampir tidak terdengar Sangat tenang

Tenang

Pemaparan konstan merusak pendengaran

Kepekaan terhadap kenyaringan bergantung pada frekuensi juga pada intensitas bunyi. Gambar 2.2 merupakan kurva tingkat intensitas dengan frekuensi untuk bunyi berkenyaringan sama bagi telinga manusia. (dalam gambar ini, frekuensi digambarkan pada skala logaritma untuk menampilkan rentang frekuensi yang lebar dari 20 Hz sampai 10 KHz) (Tipler, 1998).

Gambar 2.2 Kurva tingkat intensitas dengan frekuensi untuk bunyi yang sama (Tipler, 1998)

2.3. JANTUNG

Organ tubuh yang berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh adalah jantung. Jantung manusia terletak dalam rongga dada agak sebelah kiri, bisa dilihat pada gambar 2.3. Berat jantung orang dewasa kurang lebih 300 gram.

Gambar 2.3 Posisi jantung pada tubuh manusia

Jantung terdiri atas empat ruang, yaitu serambi kiri, serambi kanan, bilik kiri, dan bilik kanan, dapat dilihat pada gambar 2.4. Sebagai alat pemompa darah, jantung mempunyai otot-otot yang kuat. Dinding jantung bagian bilik mempunyai otot yang lebih tebal dari pada dinding jantung bagian serambi. Otot dinding jantung bagian bilik lebih tebal karena kerja bilik lebih berat, yaitu memompa darah ke seluruh tubuh.

Diantara serambi dan bilik terdapat semacam pintu turun yang disebut katup jantung. Katup jantung yang sehat dapat menutup rapat sekali sehingga darah dari bilik tidak bercampur dengan darah dari serambi. Katup-katup itu membuka dan menutup seirama dengan denyutan jantung.

Pembuluh darah adalah saluran yang berfungsi sebagai tempat mengalirnya darah dari seluruh tubuh menuju ke jantung atau sebaliknya. Berdasarkan arah aliran darah pembuluh darah dibedakan menjadi dua macam, yaitu pembuluh nadi (arteri) dan pembuluh balik (vena).

2.3.1. Cara Kerja Jantung

Keadaan jantung saat memompa darah (kontraksi) adalah menguncup, sedangkan saat tidak memompa darah (relaksasi) adalah mengembang. Hal ini mengakibatkan darah mengalir keluar dan masuk jantung. Di bawah ini adalah gambar arah aliran darah yang keluar masuk jantung.

Gambar 2.5 Aliran darah pada jantung

Cara kerja jantung seperti pada gambar 2.5 adalah sebagai berikut :

a. Jika kedua serambi jantung mengembang, maka darah dari pembuluh balik akan masuk ke serambi.

b. Jika kedua serambi menguncup dan bilik mengembang, maka darah dari serambi masuk ke bilik

c. Jika kedua bilik menguncup, maka darah keluar dari bilik (jantung) menuju ke pembuluh aorta.

2.3.2. Perhitungan Denyut Jantung

Adapula sumber yang mengatakan bahwa denyut jantung bisa dihitung menurut umur seseorang. Denyut jantung maksimum bagi seseorang menurun bertahap untuk setiap satu tahun kehidupan. Jadi untuk menghitung perkiraan maksimum denyut jantung ini adalah kurangi angka 220 itu dengan umur seseorang (220 = denyut jantung maksimal pada saat lahir).

Begini cara hitungnya : Kurangi angka 220 itu dengan umur seseorang dan kalikan dengan 60 persen dan 80 persen. Contoh :

Jika umur anda 60, maka 220 - 60 = 160 Inilah perkiraan denyut jantung maksimum : 160 x 60% = 96

160 x 80% = 128.

Intensitas yang dianjurkan untuk orang ini ialah menjaga denyut jantungnya antara 96 bpm sampai 128 bpm. Ini disebut "Target Zone" (Wilayah Sasaran). Perhitungan diatas hanya berlaku setelah selesai berolahraga. Bila denyutan berada di bawah "target zone", lain kali bergerak badanlah dengan lebih giat. Jika denyutan di atas "target zone", gerak badanlah lebih santai (Anonim,2007).

2.3.3. Auskultasi jantung

Auskultasi jantung berguna untuk menemukan suara-suara yang diakibatkan oleh adanya kelainan pada struktur jantung dengan perubahan-perubahan aliran darah yang ditimbulkan selama siklus jantung.

Suara jantung diakibatkan karena adanya getaran-getaran dengan masa amat pendek. Suara yang timbul akibat dari aktifitas jantung dapat dibagi sebagai berikut:

1. Suara detak jantung 1, suara ini disebabkan adanya getaran pada saat menutupnya katub atrioventrikuler terutama katub mitral, getaran karena kontraksi otot miokard serta aliran cepat saat katub semiluner terbuka. 2. Suara detak jantung 2, suara ini disebabkan oleh getaran pada saat

menutupnya katub semiluner aorta maupun katub semiluner pulmonal. Pada saat keadaan normal akan terdengar pemisahan dari kedua komponen yang bervariasi yang sering ditemukan pada pernafasan anak-anak dan orang dewasa.

3. Suara detak jantung 3, suara ini disebabkan karena getaran yang cepat dari aliran darah pada saat pengisian yang cepat pula pada ventrikel. Suara ini hanya terdengar pada anak-anak serta pada orang dewasa muda.

4. Suara detak jantung 4, suara ini disebabkan oleh kontraksi dari atrium yang mengalirkan darah ke ventrikel. Jika atrium tidak berkontraksi dengan efisien maka detak jantung 4 tidak terdengar.

Peristiwa yang terjadi pada jantung berawal dari permulaan sebuah denyut jantung sampai berakhirnya denyut jantung berikutnya disebut dengan siklus jantung. Setiap siklus dimulai oleh pembentukan potensial aksi yang spontan

didalam nodus sinus. Nodus ini terletak pada dinding lateral superior atrium kanan dekat tempat masuk vena kapas superior, dan potensial aksi menjalar dengan cepat sekali melalui kedua atrium dan kemudian melalui berkas A-V ke ventrikel, ditemukan keterlambatan selama lebih dari 1/10 detik sewaktu implus jantung dihantarkan dari atrium ke ventrikel. Keadaan ini menyebabkan atrium akan berkontraksi mendahului ventrikel sehingga akan memompakan darah kedalam ventrikel sebelum kontraksi ventrikel yang kuat. Jadi atrium itu bekerja sebagai pompa primer bagi ventrikel dan ventrikel selanjutnya akan menyediakan sumber kekuatan yang utama untuk memompakan darah kesistem pembuluh darah.

Di gambar 2.6 menggambarkan hubungan antara suara jantung dengan system pompa jantung.

Gambar 2.6. Peristiwa-peristiwa dari siklus jantung pada fungsi ventrikel menunjukkan perubahan-perubahan pada tekanan atrium kiri, tekanan ventrikel

kiri, tekanan aorta dan volume ventrikel (Guyton, 1996)

Sewaktu suara denyut jantung didengarkan dengan bantuan fonokardiograf maka suara denyut jantung dapat didengar, sebagai akibat dari pembukaan katub

tertutup maka daun dari katub dan cairan dari sekelilingnya akan bergetar. Hal ini dikarenakan oleh adanya perbedaan tekanan yang timbul secara tiba-tiba sehingga menghasilkan suara yang menjalar melewati dada kesemua jurusan.

Bila ventrikel berkontraksi, maka akan didengar suatu suara yang disebabkan oleh penutupan katub A-V. Getaran tersebut nadanya rendah dan berlangsung relatife lama dan dikenal sebagai suara detak jantung pertama. Sewaktu katub aorta dan katub pulmonalis menutub pada akhir sistole, maka akan dapat didengar suatu suara mengatub yang relatife cepat, dan sekelilingnya hanya bergetar untuk satu priode pada waktu yang singkat. Suara ini dikenal sebagai suara jantung kedua.

Bila atrium berdenyut, maka kadang-kadang dapat didengar suara dari atrium ini, hal ini disebabkan oleh getaran yang berhubungan dengan aliran darah yang masuk kedalam ventrikel. Suara detak jantung yang ketiga terdiri dari sepertiga fase pertama pada fase diastole. Hal ini disebabkan oleh darah yang mengalir yang masuk kedalam ruang ventrikel (Guyton, 1996).

Suara jantung dihasilkan oleh gerakan-gerakan mekanis yang terjadi selama jantung berdetak. Suara ini terjadi karena gerakan dinding jantung, menutupnya dinding dari aliran darah. Suara pertama lebih panjang durasinya, lebih rendah frekuensinya dan lebih besar dalam intensitasnya dibandingkan suara kedua. Suara pertama dihasilkan oleh menutupnya katub antara bilik atas dan bawah dari jantung yang terjadi saat berakhirnya kontraksi atrium dan pada permulaan kontraksi ventrikel. Menutupnya katub mitral dan trikuspid menyumbang sebagian besar suara pertama. Frekuensi dari suara ini jangkauannya 30 sampai 100 Hz dan durasi antara 50 sampai 100 ms. Suara kedua

lebih tinggi dalam frekuensi yaitu diatas 100 Hz dengan durasi 25 sampai 50 ms. Suara ini dihasilkan oleh sedikit aliran balik dari darah sebelum katub-katub tertutub dan kemudian oleh menutupnya katub-katub ini arteri keluar dari vebtrikel. Ini artinya terjadi pada menutupnya katub aorta dan katub pulmunalis.

Jantung juga menghasilkan suara ketiga dan keempat tetapi lebih rendah dalam intensitas dan normalnya tidak dapat didengar. Suara ketiga dihasilkan oleh aliran masuk darah ke ventrikel dan suara keempat dihasilkan oleh kontraksi dari atrium. Suara-suara ini disebut dengan dyastole dan umumnya tidak terdengar pada orang dewasa normal tetapi umumnya terdengar pada anak-anak.

2.4.STETOSKOP

Stetoskop berasal dari

skopein yaitu memeriksa. Jadi stetoskop adalah sebuah alat memeriksa suara dalam tubuh. Stetoskop banyak digunakan untuk mendengar

mendengar kelainan di dalam jantung dan aliran darah dalam arteri dan vena (Anonim, 2007).

Gambar 2.7 Stetoskop akustik

Stetoskop diatas merupakan bagian dari pembuatan alat fonokardiograf yang penulis gunakan, yang nantinya akan dimodifikasi lagi pada perancangannya.

2.5. MIKROFON

Mikrofon adalah alat yang mengubah tingkat tekanan suara kedalam arus listrik. Pada alat fonokardiograf ini ada dua jenis mikrofon yang dapat digunakan sebagai pengubah dari suara jantung ini, adapun jenis dari kedua mikrofon tersebut adalah :

1. Mikrofon kristal, terdiri dari lapisan material piezoelektrik berupa kristal yang dapat menghasilkan beda potensial ketika mengalami penekanan (ketika diletakkan tepat ditengah-tengah dada), dalam hal ini dikarenakan suara jantung yang akan didengar dan diubah oleh alat ini. Bentuknya lebih kecil dan sensitif tetapi frekuensinya cenderung untuk frekuensi tinggi.

2. Mikrofon dinamik, terdiri dari lilitan bergerak yang intinya berupa magnetik tetap. Kumparan lilitan ini akan bergerak seiring dengan suara jantung dan menghasilkan tegangan yang diakibatkan interaksi antara lilitan dan fluks magnetik. Mikrofon dinamik frekuensinya cenderung untuk frekunsi rendah.

Dari kedua jenis mikrofon, masing-masing mempunyai kekurangan dan kelebihan. Pada pembuatan alat sensor suara dari fonokardiograf ini digunakan mikrofon kristal.

Mikrofon menggetarkan lapisan kristal piezoelektrik, lebih mirip seperti headphone. Kenyataannya bila disambungkan dengan sepasang headphane kedalam masukkan mikrofon dapat juga menghasilkan suara, tidak terlalu bagus tetapi dapat juga berfungsi sebagai pengubah gelombang suara ke gelombang listrik.

2.5.1 Condenser Mic

Condenser mic atau mikrofon merupakan tranduser elektromekanis yang mengubah perubahan dalam tekanan udara menjadi perubahan-perubahan yang sesuai dalam sinyal listrik.

Gambar 2.8 Condenser mic (Anonim, 2007).

Pembuatan alat sensor suara dari fonokardiograf ini tergantung pada teknik perancangan dari mikrofon tidak mengubah getaran akustik menjadi tegangan listrik yang serupa untuk semua tingkatan frekuensi, sedangkan rekaman suara jantung dihasilkan dengan mikrofon tertentu.Sebagai konsekuensinya, jenis mikrofon yang bervariasi tidak dapat digunakan karena dapat menyebabkan perubahan.

2.6.FILTER

Filter adalah suatu rangkaian yang dirancang agar melewatkan suara pita frekuensi tertentu seraya memperlemah semua isyarat di luar pita ini. Jaringan-jaringan pada filter bisa bersifat aktif maupun pasif. Jaringan-Jaringan-jaringan yang pasif hanya berisi tahanan, induktor dan kapasitor saja, sedangkan jaringan-jaringan pada filter yang aktif, menggunakan transistor atau penguat operasional ditambah

filter-filter aktif, sebab ukurannya sangat besar dan harganya relatif mahal dan bisa memiliki komponen-komponen bertahanan dalam besar (Coughlin, 1983). Filter aktif ini dibagi menjadi empat jenis lagi:low pass filter, high pass filter, band pass filter dan band elimination filter (Coughlin,1983).

Pembuatan rangkaian sensor suara dari fonokardiograf ini di gunakan filter aktif dari jenis low pass filter. Low pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari DC naik sampai ke suatu frekuensi potong (fc). Bersama naiknya frekuensi maka tegangan keluarannya diperlemah (turun), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.9.

Gambar 2.9 low pass filter (Coughlin, 1983).

Gambar 2.9 dan 2.10 memperlihatkan garis yang penuh adalah tanggapan dari frekuensi potong sebenarnya. Garis putus-putus memperlihatkan garis lurus terhadap besarnya bati tegangan simpal tertutup.

ωc didefinisikan sebagai frekuensi dari Ei. frekuensi potongnya dapat dihitung dari :

c

c f

RC π

ω = 1 =2 ……… (2.6)

Dengan ωc adalah frekuensi potong dalam radian perdetik, fc adalah frekuensi potong, R adalah tahanan dan C adalah kapasitor.

Untuk mencari fekuensi potongnya dapat digunakan persamaan :

RC f_c π 2 1

= ………... (2.7)

2.7.PENGUAT OPERASIONAL (OP-AMP)

Op-amp dalam salah satu pemakaiannya yang terpenting adalah membuat sebuah penguat. Pengauat adalah suatu rangkaian yang menerima sebuah isyarat yang dimasukkan dan mengeluarkan sebuah isyarat tak berubah yang lebih besar dikeluarkannya . semua rangkaian dalam hal ini mempunyai satu ciri umum, sebuah tahanan umpan balik luar dihubungkan diantara terminal keluaran dan terminal masukan negatif. Jenis rangkaian ini disebut dengan rangkaian umpan balik negatif.

Ada banyak keuntungan yang diperoleh dengan rangkaian umpan balik negatif, yang semuanya didasarkan bahwa penampilan rangkaian tidak lagi tergantung pada bati tegangan simpal terbuka dari op-amp, AOL. Dengan menambah tahanan umpan balik dapat terbentuk suatu rangkaian dari keluaran ke masukan negatif. Rangkaian yang dihasilkan mempunyai suatu bati tegangan simpal terbuka, ACL yang bebas dari AOL.

Juga dapat dilihat rangkaian umpan balik negatif yang tak membalik (non inverting), seperti gambar 2.11.

Gambar 2.11 Rangkaian umpan balik negatif yang tak membalik (Albert Paul Malvino, 2004).

Pada gambar 2.11 bati tegangan keseluruhan hampir tetap, meskipun bati tegangan diferensialnya berubah, seperti mengalami perubahan suhu, pergantian op-amp atau penyebab lainnya. Dengan demikian tegangan keluarannya akan berusaha naik, artinya semakin banyak tegangan yang diumpan kembali ke masukan, sehingga mengakibatkan meunculnya tegangan kesalahan yang secara otomatis mengkompensasi usaha perubahan tersebut.

Bati tegangan simpal tertutup, ACL, tergantung pada tahanan luar. Dengan menambah tahanan luar tidak mengubah bati tegangan simpal terbuka AOL. Juga dengan menambahkan umpan balik negatif akan memungkinkan untuk mangabaikan perubahan-perubahan dalam AOL, selama AOL itu besar, sedangkan ACL tergantung pada perbandingan dua tahanan. Bati tegangan simpal tertutup dimuskan sebagai berikut:

B A A A CL OL CL + =

1 ……… (2.8)

dengan AOL adalah bati tegangan simpal terbuka, ACL adalah bati tegangan simpal tertutup dan B adalah sebagai umpan balik.

Pada banyak penguatan umpan balik, bati simpal AOLB jauh lebih besar dari 1, maka persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi:

Vo

Vi

_

+

Rf

Ri

B

A_CL = 1 ………. (2.9)

Karena B = Ri/(Rf + Ri), bentuk lainnya adalah:

Ri Ri Rf

A_CL = + ……… (2.10)

Yang sering ditulis sebagai:

) 1 ( + = Ri Rf

A_CL ……… (2.11)

Pada pembuatan alat fonokardiograf ini penulis menggunakan rangkaian umpan balik negatif yang membalik (inverting). Dan juga dapat dilihat rangkaian umpan balik negatif yang membalik pada gambar 2.12.

Gambar 2.12 Rangkaian umpan balik negatif yang membalik (Albert Paul Malvino,2004).

Gambar 2.12 diatas merupakan gambar rangkaian op-amp yang penulis gunakan pada pembuatan alat fonokardiograf ini. Rangkaian ini merupakan sebuah penguat bati tegangan simpal tertutup dari Ei ke V0 ditentukan oleh Rf dan Ri, yang dapat memperkuat isyarat AC dan isyarat DC. Tegangan positif Ei diterapkan melalui tahanan masukkan Ri kemasukan (-) op-ampnya. Umpan balik negatif dibuat oleh tahanan umpan balik, Rf. tegangan antara masukan (+) dan (-)

Vo

Vi

_{_}

+

Rf

pada dasarnya sama dengan 0 V, karenanya terminal masukan (-) juga 0 V juga potensial pentahanan yang berada pada masukan (-) nya. Untuk alasan ini, masukan (-) nya dikatakan ada pada pentahanan semu (Malvino, 2004).

2.8.KOMPUTER

Komputer adalah suatu pemroses data yang dapat melakukan perhitungan yang besar dan cepat, termasuk perhitungan matematika yang besar atau operasi logika, serta dirancang dan diorganisasikan secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memprosesnya, dan menghasilkan output dibawah pengawasan suatu langkah-langkah instruksi program yang tersimpan dimemori. Program adalah kumpulan dari instruksi atau perintah terperinci yang sudah dipersiapkan supaya komputer dapat melakukan fungsinya dengan cara yang sudah tertentu. Data adalah kumpulan-kumpulan kejadian yang diangkat dari suatu kenyataan, data tersebut dapat berupa angka-angka, huruf-huruf, simbol-simbol khusus atau gabungan darinya. Pengolahan data adalah manipulasi dari data kedalam bentuk yang lebih berguna dan lebih berarti, berupa suatu informasi. Informasi adalah hasil dari kegiatan pengolahan data yang memberikan bentuk yang lebih berarti dari suatu kejadian.

Suatu pemrosesan data terdiri dari 3 tahapan dasar yang disebut dengan siklus pengolahan data yaitu: input, processing dan output. Tiga tahapan dari siklus pengolahan data tersebut dapat dikembangkan lebih lanjut. Supaya komputer dapat digunakan untuk mengolah data, maka harus dibentuk sistem komputer. Sistem adalah jaringan dari elemen-elemen yang saling berhubungan, membentuk satu kesatuan untuk melaksanakan pengolahan data dan menghasilkan

informasi. Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi. Supaya tujuan pokok tersebut terlaksana, maka harus ada elemen-elemen yang mendukungnya. Elemen-elemen dari sistem komputer adalah hardware, software dan brainware.

Hardware adalah peralatan di sistem komputer yang secara fisik terlihat dan dapat dijamah. Software adalah program yang berisi perintah-perintah untuk melakukan pengolahan data. Brainware adalah manusia yang terlibat dalam mengoperasikan serta mengatur sistem komputer. Ketiga elemen sistem komputer tersebut harus saling berhubungan dan membentuk kesatuan.

BAB III

METODE PENELITIAN

3.1. ALAT DAN BAHAN PENELITIAN

Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam hal ini adalah sebagai berikut:

1. Alat - Komputer

- Probe Stetoskop

- Mikrofon

- Osiloskop

2. Bahan

- Bahan rangkaian penguat

- Bahan rangkaian filter

- Papan rangkaian

- Baterai

3.2. Diagram Blok Dan Cara Kerja

1 2 3 4 6 7

5

Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian fonokardiograf _

Keterangan gambar : 1. Jantung

2. Stetoskop / mikrofon 3. Penguat operasional 4. Filter

5. Pangkalibrasian alat menggunakan osiloskop

6. Uji tes alat pada jantung anak-anak dan orang dewasa dengan mengoperasikan program ecg

7. Komputer pribadi

Cara Kerja :

1. Stetoskop (bahasa Yunani: stethos, dada dan skopeein, memeriksa) adalah sebuah alat medis akustik untuk memeriksa suara dalam tubuh. Pada pembuatan alat fonokardiograf ini penulis hanya menggunakan bagian stetoskop yang diletakkan dibadan pasien, dimana didalam pipa stetoskop tersebut akan diletakkan sebuah mikrofon kecil yang berfungi sebagai sensor suara (Mikrofon). Stetoskop berguna sebagai pengumpul sinyal audio yang berasal dari denyut jantung pasien.

2. Setelah diteruskan menuju sensor suara (Mikrofon) yang diletakkan di tengah-tengah dada tepatnya diatas jantung. Kemudian sensor ini akan mendeteksi suara jantung, Suara jantung ini kemudian akan diteruskan pada penguat operasional.

3. Selanjutnya, pada penguat operasional ini nantinya suara jantung yang berasal dari sensor suara akan dikuatkan 100 kali penguatan, karena suara jantung mempunyai intensitas yang sangat rendah.

4. Setelah dilakukan penguatan pada bagian penguat operasional kemudian sensor suara ini akan meneruskan kembali suara jantung yang terdeteksi

menuju ke filter. Pada bagian filter ini akan disaring suara yang berasal dari sensor suara yang diletakkan diatas dada. Karena akan banyak sekali jenis-jenis suara latar yang berpengaruh pada alat fonokardiograf ini. Pada pembuatan sensor suara ini dipakai low pass filter sebagai filter utama. 5. Setelah melewati filter sebagai penyaring dari suara jantung, maka alat ini

akan dikalibrasi dengan menggunakan osiloskop. Pada pengkalibrasian alat fonokardiograf ini akan terlihat pada layar monitor osiloskop suara jantung yang berupa gelombang sinus. Pengkalibrasian alat fonokardiograf ini dilakukan untuk mengetahui apakah alat sensor suara jantung yang dirancang bekerja sesuai dengan harapan.

6. Pada bagian yang terakhir dari pembuatan alat fonokardiograf ini adalah dengan menghubungkan keluaran dari keseluruhan rangkaian menjadi satu kesatuan alat ke komputer pribadi yang dapat memvisualisasikan cara kerja dari alat fonokardiograf ini. Pada layar monitor komputer nantinya akan terlihat bentuk gelombang yang dihasilkan oleh setiap suara jantung anak-anak dan orang dewasa. Maka dari sinilah dapat dianalisis mengenai gelombang yang terekam pada layar monitor komputer, sehingga dapat dilihat hasil perbedaan grafiknya. Agar dapat divisualisasikan dari keluaran alat fonokardiograf yang dibuat ini maka dibutuhkan bahasa pemrograman yaitu program ecg.

3.3. PERANCANGAN ALAT FONOKARDIOGRAF

Perancangan ini terbagi atas beberapa bagian, yaitu :

3.3.1. PERANCANGAN AMPLIFIER

Gambar 3.2. Perancangan Amplifier Bahan :

1. Kondensator 1 uF : 2 buah 2. Resistor 1 KΩ : 1 buah 3. Resistor 100 KΩ : 1 buah

4. LM 386 : 1 buah

5. Potensiometer : 1 buah

OUTPUT INPUT

LM 386

100K 100R

TL071

3K 3K

22uF

27uF

3.3.2. PERANCANGAN FILTER

Gambar 3.3. Perancangan Filter Bahan :

1. Kapasitor 1 uF, 27 uF, 22 uF : 1 buah

2. Resistor 3 KΩ : 1 buah

3. TL071 : 1 buah

3.5. PROSEDUR PENELITIAN

Prosedur penelitian dilakukan dengan dua tahapan. Tahapan pertama yaitu membuat rangkaian sensor suara yang dihubungkan dengan power supply dan penguat operasional. Pada penguat operasional ini juga digunakan dua filter, yaitu low pass filter dan high pass filter yang berfungsi sebagai penyaring dari noise dan pemotong dari frekuensi rendah serta frekuensi tinggi. Sinyal keluaran dari

penguat operasional kemudian diteruskan ke osiloskop untuk pengujian dengan melihat bentuk gelombangnya pada saat mikrofon tersebut diletakkan pada dada tepatnya diatas jantung.

Tahapan kedua bertujuan untuk proses visualisasi dari rangkaian tahapan pertama. Disini dibutuhkan rangkaian antar muka dan komputer sebagai perangkat keras dan bahasa program komputer sebagai perangkat lunaknya. Proses selanjutnya dengan menilai perbandingan grafik detak jantung anak-anak dan detak jantung orang dewasa sebelum melakukan aktifitas dan sesudah melakukan aktifitas. Kemudian dari grafik yang ditampilkan akan terlihat perbedaannya.

BAB IV

HASIL DAN PEMBAHASAN

Pada bab IV ini dibahas uji komponen pendukung utama visualisasi fonokardiograf dengan menggunakan komputer pribadi, yaitu uji rangkaian penguat operasional, rangkaian filter dan alat fonokardiograf yang penulis buat.

HASIL UJI RANGKAIAN PENGUAT OPERASIONAL

Uji rangkaian penguat sesuai gambar 3.2 yaitu perancangan dari rangkaian penguat operasional. Adapun hasil dari uji rangkaian penguat operasional dapat dilihat pada tabel 4.1.

Tabel 4.1. Hasil Uji Rangkaian Penguat Operasional

No Vin

(mV)

Vout (V) AV Deviasi(δ) Kuadrat Diviasi

(δ)2

1 10 -1.1 -110 4,4 19,36

2 -10 1,1 -110 4,4 19,36

3 20 -2,1 -105 0,6 0,36

4 -20 2,1 -105 0,6 0,36

5 30 -3,2 -106 0,4 0,16

6 -30 3,2 -106 0,4 0,16

7 40 -4,2 -105 0,6 0,36

8 -40 4,2 -105 0,6 0,36

9 50 -5,1 -102 3,6 12,96

10 -50 5,1 -102 3,6 12,96

Ʃ=-1056 Ʃ=66,4

Dari tabel 4.1 dapat terlihat besarnya nilai penguatan rata-rata adalah sebagai berikut :

6 , 105 10

1056 ₌₋

− = V

HASIL UJI RANGKAIAN LOW PASS FILTER

Uji rangkaian low pass filter sesuai dengan gambar 3.3. Adapun hasil dari uji rangkaian low pass filter dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2. Hasil Uji Rangkaian Filter

No Frekuensi

(Hz)

Vin

(mV)

Vout

(mV)

Av 20 log

Av (dB)

1 10 10 10 1 0

2 50 10 10 1 0

3 100 10 10 1 0

4 500 10 10 1 0

5 1000 10 9 0,9 -0,9

6 1200 10 8 0,8 -1,9

7 1400 10 7 0,7 -3,0

8 1600 10 6 0,6 -4,4

9 1800 10 5 0,5 -6,0

10 2000 10 4 0,4 -8,0

11 2250 10 3 0,3 -10,4

12 2500 10 2 0,2 -14

13 2750 10 1,5 0,15 -16,4

14 3000 10 1 0,1 -20

Nilai frekuensi potong rangkaian low pass filter alat fonokardiograf ini 1,8 KHz, yaitu pada penurunan penguatan sebesar 2 dB. Sedangkan nilai frekuensi potong berdasarkan teori adalah 1,96 KHz. Selisih nilai frekuensi potong antara hasil pengukuran dengan teori sebesar 0,16 KHz.

HASIL UJI ALAT FONOKARDIOGRAF

Visualisasi alat fonokardiograf dengan menggunakan komputer dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2. hasil visualisasi ini berdasarkan atas uji alat fonokardiograf yang telah dibuat dengan mengoperasikan program ecg pada settingan waktu grafik per 6 detik sebagai penghubung antara komputer dengan alat fonokardiograf. Pengujian ini dilakukan pada jantung anak-anak dan orang dewasa sebelum dan sesudah malakukan push up 20 kali. Berikut gambar visualisasi detak jantung pada anak-anak :

Gambar 4.1. Visualisasi suara detak jantung anak-anak sebelum push up 20 kali.

Gambar tersebut merupakan visualisasi dari suara detak jantung anak-anak. Dapat terlihat hasil perbedaan visualisasi grafik detak jantung anak-anak sebelum melakukan aktifitas dan sesudah melakukan aktifitas. Perbedaannya yaitu Pada uji tes suara detak jantung anak-anak sebelum melakukan push up 20 kali, maka hasilnya sebanyak 11 detakan, kemudian pada tes uji setelah melakukan push up 20 kali terhadap anak-anak yang sama maka hasilnya sebanyak 13 detakan. Berikut tabel hasil uji tes detak jantung anak-anak.

Tabel 4.3 Uji tes detak jantung anak-anak

No Nama Usia Jumlah detakan jantung

Sebelum push up 20 x Sesudah push up 20 x

1 Anak 1 11 th 11 13

2 Anak 2 13 th 9 12

3 Anak 3 10 th 8 9

4 Anak 4 10 th 10 12

5 Anak 5 10 th 12 14

T-Test

Paired Samples Statistics

Mean N Std. Deviation Std. Error Mean Pair 1 Sebelum 10.0000 5 1.58114 .70711

Sesudah 12.2000 5 1.48324 .66332

Paired Samples Correlations

N Correlation Sig. Pair 1 Sebelum & Sesudah 5 .959 .010

Paired Samples Test

Paired Differences

T df

Sig. (2-tailed) Mean

Std. Deviat

ion

Std. Error Mean

95% Confidence Interval of the Difference

Lower Upper

Sebelum – Sesudah

-2.20000 .44721 .20000 -2.75529 -1.64471 -11.000 4 .000

Hasil uji T pada tabel 4.3 diatas membuktikan bahwasannya ada perbedaan nyata (p< 0,05) antara sebelum dan sesudah aktifitas push up 20 kali pada detak jantung anak-anak.

Sedangkan pada hasil uji tes detak jantung orang dewasa dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4.

Gambar 4.3.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sebelum push up 20 kali

Gambar 4.4. Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sesudah push up 20 kali

Gambar 4.3 dan 4.4 tersebut merupakan visualisasi dari suara detak jantung orang dewasa. Dapat terlihat hasil perbedaan visualisasi grafik detak

up 20 kali. Perbedaannya yaitu Pada uji tes suara detak jantung orang dewasa sebelum melakukan push up 20 kali, maka hasilnya sebanyak 7 detakan, kemudian pada tes uji setelah melakukan push up 20 kali terhadap orang dewasa yang sama maka hasilnya sebanyak 9 detakan. Berikut tabel hasil uji tes detak jantung orang dewasa.

Tabel 4.4 Uji tes detak jantung orang dewasa

No Nama Usia Jumlah detakan jantung

Sebelum push up 20 x Sesudah push up 20 x

1 Dewasa 1 24 th 7,5 9

2 Dewasa 2 23 th 8 10

3 Dewasa 3 25 th 7 9

4 Dewasa 4 24 th 7 9

5 Dewasa 5 23 th 7 10

T-Test

[DataSet1] D:\orang dewasa.sav

Paired Samples Statistics

Mean N Std. Deviation Std. Error Mean Pair 1 Sebelum 7.3000 5 .44721 .20000

Sesudah 9.3000 5 .44721 .20000

Paired Samples Correlations

N Correlation Sig. Pair 1 sebelum & sesudah 5 .688 .200

Paired Samples Test Paired Differences

T df Sig. (2-tailed) Mean Std. Deviation Std. Error Mean 95% Confidence Interval of the

Difference Lower Upper

Pair 1 sebelum – sesudah

-2.00000 .35355 .15811 -2.43899 -1.56101 -12.649 4 .000

Demikian pula pada tabel 4.4, Hasil uji T diatas membuktikan bahwasannya ada perbedaan yang nyata (P < 0,05) antara sebelum dan sesudah push up 20 kali pada detak jantung orang dewasa.

Ketika istirahat, rata-rata denyut jantung manusia dewasa sekitar 70 bpm(laki-laki) dan 75 bpm (wanita); tetapi, ini bervariasi antara orang yang satu dengan yang lain dan dapat menjadi lebih rendah pada endurance athletes. Denyut jantung bayi itu sekitar 130-150 bpm, denyut jantung anak-anak adalah 100-130 bpm, denyut jantung anak-anak yang lebih tua sekitar 90-110 bpm, dan dewasa sekitar 60-100 bpm (Anonim, 2012). Jadi, Selain perbedaan jumlah detak jantung sebelum dan sesudah baik pada anak-anak dan orang dewasa, terdapat juga perbedaan pada daya pacu jantung anak-anak dan orang dewasa yaitu daya pacu jantung anak-anak lebih cepat dibandingkan dengan daya pacu jantung orang dewasa, baik sebelum dan sesudah melakukan push up 20 kali.

BAB V KESIMPULAN

5.1. KESIMPULAN

Setelah dilakukannya penelitian dan pembuatan alat sensor suara jantung (fonokardiograf) ini, maka penulis dapat menyimpulkan :

1. Ada perbedaan visualisasi grafik detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push sebanyak 20 kali.

2. Ada perbedaan yang nyata (P<0,05) antara sebelum dan sesudah push up 20 kali pada detak jantung anak-anak maupun orang dewasa.

3. Detak jantung anak-anak lebih cepat dibandingkan detak jantung orang dewasa.

4. Penguatan rata-rata pada uji rangkaian penguat adalah sebesar :

5. Dari hasil uji rangkaian low pass filter ini, maka didapatkan hasil frekuensi potong sebesar 1,9 KHz.

5.2.SARAN

1. Pada pembuatan alat fonokardiograf ini digunakan program yang sudah ada, seharusnya untuk lebih mengoptimalkan fungsi dari alat fonokardiograf ini diharapkan dengan menggunakan program yang khusus buat alat ini.

6

,

105

10

1056

₌

₋

−

=

V

2. Untuk fungsi kerja dari alat fonokardiograf ini diharapkan tidak hanya menyediakan visualisasi perbedaan dari bentuk gelombang suara jantung saja, melainkan bentuk gelombang suara dari organ tubuh yang lain. Karena, bentuk gelombang ini secara diagnosis lebih penting dan bermakna dari suaranya sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Coughlin, R.F, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Jakarta, Erlangga, 1983.

Malvino, Paul, Albert, 2004, Prinsip-prinsip Elektronika, Penterjemah, Ir.Alb. Joko Santoso, MT, Salemba Teknika, Jakarta, hal. 102-123 Gabriel, J.F, dr, 1988, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta, hal. 65

Guyton, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, (Jakarta, EGC, 1996). Hal 7-9 Turner W.D. Richard, Gold G. Ronald, 1994, Auskultasi Jantung, buku

kedokteran EGC, Jakarta, hal. 61-63

Tipler, Fisika Untuk Sains dan Teknik, Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta, 1998.

Anonim, diakses 04 juli 2012, Denyut jantung,

Anonim, diakses 10 juli 2012, ISI Denyut nadi,

Sedangkan pada hasil uji tes detak jantung orang dewasa dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4.

Gambar 4.3.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sebelum push up 20 kali

Gambar 4.4. Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sesudah push up 20 kali

up 20 kali. Perbedaannya yaitu Pada uji tes suara detak jantung orang dewasa sebelum melakukan push up 20 kali, maka hasilnya sebanyak 7 detakan, kemudian pada tes uji setelah melakukan push up 20 kali terhadap orang dewasa yang sama maka hasilnya sebanyak 9 detakan. Berikut tabel hasil uji tes detak jantung orang dewasa.

Tabel 4.4 Uji tes detak jantung orang dewasa

No Nama Usia Jumlah detakan jantung

Sebelum push up 20 x Sesudah push up 20 x

1 Dewasa 1 24 th 7,5 9

2 Dewasa 2 23 th 8 10

3 Dewasa 3 25 th 7 9

4 Dewasa 4 24 th 7 9

5 Dewasa 5 23 th 7 10

T-Test

[DataSet1] D:\orang dewasa.sav

Paired Samples Statistics

Mean N Std. Deviation Std. Error Mean

Pair 1 Sebelum 7.3000 5 .44721 .20000

Sesudah 9.3000 5 .44721 .20000

Paired Samples Correlations

N Correlation Sig.

Pair 1 sebelum & sesudah 5 .688 .200

Paired Samples Test Paired Differences

T df Sig. (2-tailed) Mean Std. Deviation Std. Error Mean 95% Confidence Interval of the

Difference Lower Upper Pair 1 sebelum –

sesudah

-2.00000 .35355 .15811 -2.43899 -1.56101 -12.649 4 .000

Demikian pula pada tabel 4.4, Hasil uji T diatas membuktikan bahwasannya ada perbedaan yang nyata (P < 0,05) antara sebelum dan sesudah push up 20 kali pada detak jantung orang dewasa.

Ketika istirahat, rata-rata denyut jantung manusia dewasa sekitar 70 bpm(laki-laki) dan 75 bpm (wanita); tetapi, ini bervariasi antara orang yang satu dengan yang lain dan dapat menjadi lebih rendah pada endurance athletes. Denyut jantung bayi itu sekitar 130-150 bpm, denyut jantung anak-anak adalah 100-130 bpm, denyut jantung anak-anak yang lebih tua sekitar 90-110 bpm, dan dewasa sekitar 60-100 bpm (Anonim, 2012). Jadi, Selain perbedaan jumlah detak jantung sebelum dan sesudah baik pada anak-anak dan orang dewasa, terdapat juga perbedaan pada daya pacu jantung anak-anak dan orang dewasa yaitu daya pacu jantung anak-anak lebih cepat dibandingkan dengan daya pacu jantung orang dewasa, baik sebelum dan sesudah melakukan push up 20 kali.

BAB V KESIMPULAN

5.1. KESIMPULAN

Setelah dilakukannya penelitian dan pembuatan alat sensor suara jantung (fonokardiograf) ini, maka penulis dapat menyimpulkan :

1. Ada perbedaan visualisasi grafik detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push sebanyak 20 kali.

2. Ada perbedaan yang nyata (P<0,05) antara sebelum dan sesudah push up 20 kali pada detak jantung anak-anak maupun orang dewasa.

3. Detak jantung anak-anak lebih cepat dibandingkan detak jantung orang dewasa.

4. Penguatan rata-rata pada uji rangkaian penguat adalah sebesar :

5. Dari hasil uji rangkaian low pass filter ini, maka didapatkan hasil frekuensi potong sebesar 1,9 KHz.

5.2.SARAN

1. Pada pembuatan alat fonokardiograf ini digunakan program yang sudah ada, seharusnya untuk lebih mengoptimalkan fungsi dari alat fonokardiograf ini diharapkan dengan menggunakan program yang khusus buat alat ini.

6

,

105

10

1056

₌

₋

−

=

V

A

2. Untuk fungsi kerja dari alat fonokardiograf ini diharapkan tidak hanya menyediakan visualisasi perbedaan dari bentuk gelombang suara jantung saja, melainkan bentuk gelombang suara dari organ tubuh yang lain. Karena, bentuk gelombang ini secara diagnosis lebih penting dan bermakna dari suaranya sendiri.

DAFTAR PUSTAKA

Coughlin, R.F, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Jakarta, Erlangga, 1983.

Malvino, Paul, Albert, 2004, Prinsip-prinsip Elektronika, Penterjemah, Ir.Alb. Joko Santoso, MT, Salemba Teknika, Jakarta, hal. 102-123 Gabriel, J.F, dr, 1988, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta, hal. 65

Guyton, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, (Jakarta, EGC, 1996). Hal 7-9 Turner W.D. Richard, Gold G. Ronald, 1994, Auskultasi Jantung, buku

kedokteran EGC, Jakarta, hal. 61-63

Tipler, Fisika Untuk Sains dan Teknik, Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta, 1998.

Anonim, diakses 04 juli 2012, Denyut jantung,

Anonim, diakses 10 juli 2012, ISI Denyut nadi,

http://www.scribd.com/doc/23918436/ISI-denyut-nadi