I.2 Batasan Masalah
Alat pendeteksi denyut jantung ini mengambil data dari frekuensi denyut jantung kemudian menampilkannya di LCD.Data yang dikirimkan LCD berupa data
digital yang telah diubah oleh rangkaian pengkondisi sinyal yang sebelumnya data analognya didapat dari elektrode yang berfungsi sebagai sensor frekuensi denyut
jantung.
I.3 Tujuan Penelitian
Tujuan dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut: 1.
Mengaplikasikan elektrode sebagai alat elektris pengambilan data denyut jantung manusia yang relatif lebih sering dipakai dalam alat medis kedokteran
sekarang ini. 2.
Untuk mengintegrasikan sistem akuisisi data denyut jantung pada pengukuran denyut jantung manusia sehingga dapat memaksimalkan kerja dari alat ukur
denyut jantung yang biasa dipakai dalam dunia kedokteran. 3.
Mengaplikasikan mikrokontoler AT89S51 sebagai pengontrol akuisisi data elektris denyut jantung secara sistematis
1.4 Manfaat Penelitian
Manfaat dilakukan Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut : 1.
Perancangan instrumen yang terjangkau secara biaya dan dapat diaplikasikan pada puskesmas-puskesmas di daerah-daerah yang kekurangan alat medis.
2. Pendeteksian dini penyakitkelainan jantung dapat memperbesar keberhasilan
pengobatanterapi. 3.
Meminimalkan kesalahan pembacaan denyut jantung dengan penggunaan alat ukur denyut jantung digital dibanding alat ukur konvensional .
Universitas Sumatera Utara
I.5 Sistematika Penulisan
Untuk mempermudah pembahasan dan pemahaman maka penulis membuat sistematika pembahasan bagaimana sebenarnya prinsip kerja dari alat ini sebagai
berikut:
BAB I.
PENDAHULUAN
Dalam bab ini berisikan mengenai latar belakang, tujuan penulisan, batasan masalah, serta sistematika penulisan.
BAB II. LANDASAN TEORI
Landasan teori, dalam bab ini dijelaskan tentang teori pendukung yang digunakan untuk pembahasan dan cara kerja dari rangkaian Teori
pendukung itu antara lain tentang mikrokontroler AT89S51 hardware dan software, bahasa program yang digunakan, serta cara kerja dari
bagian – bagian rangkaian , dan komponen yang lainnya.
BAB III. PERANCANGAN SISTEM
Berisi tentang tahapan-tahapan perancangan sistem, sampai diperoleh suatu diagram blok yang merupakan gambaran dari keseluruhan sistem
sehingga dapat menjalankan fungsi yang kita inginkan.
BAB IV. PENGUJIAN DAN ANALISA SISTEM
Berisi tentang pengujian dan analisis sistemrangkaian pada penelitian ini.
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
Bab ini merupakan penutup yang meliputi tentang kesimpulan dari pembahasan yang dilakukan dari tugas akhir ini serta saran apakah
rangkaian ini dapat dibuat lebih efisien dan dikembangkan perakitannya pada suatu metode lain yang mempunyai sistem kerja
yang sama.
Universitas Sumatera Utara
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1. Konsep Dasar
Jantung adalah organ muskular yang berfungsi sebagai pompa ganda sistem kardiovaskular. Sisi kanan jantung memompa darah ke paru-paru sedangkan sisi kiri
memompa darah ke seluruh tubuh. Jantung mempunyai empat ruangan, serambi kanan dan kiri, bilik kanan dan kiri. Serambi berdinding tipis sedangkan bilik berdinding
lebih tebal dengan bilik kiri berdinding paling tebal karena dia memompa darah ke seluruh tubuh.Jantung terbuat dari jaringan otot khusus yang tidak terdapat dimanapun
di seluruh tubuh. Lapisan pertama disebut endokardium yang berfungsi sebagai bagian dalam jantung. Lapisan kedua disebut miokardium yaitu otot utama jantung yang
melaksanakan pemompaan untuk mensirkulasikan darah. Epikardium adalah lapisan ketiga otot jantung, tipis merupakan membrane proteksi yang menutup sebelah luar
jantung. Pada bagian atas serambi kanan terdapat simpul sinoatrial SA.
Gambar 2.1 Sistem Konduksi Jantung yang Normal
Universitas Sumatera Utara
Simpul SA inilah yang menimbulkan rangsangan yang menyebabkan jantung terkontraksi. Simpul atrioventrikular AV terletak pada dinding yang membatasi
serambi kanan dan bilik kanan. Simpul ini berfungsi menghantarkan impuls dari serambi ke bilik. Impuls dari simpul AV kemudian diteruskan ke seluruh bilik melalui
berkas His. Pada ujung berkas His terdapat banyak cabang. Cabang-cabang ini disebut serat Purkinye. Serat-serat Purkinye bertugas meneruskan impuls dari berkas His ke
seluruh otot bilik. Bilik kemudian berkontraksi sehingga darah dipompa keluar dari bilik dan mengalir dalam sistem peredaran darah. Sistem konduksi jantung yang
normal dapat dilihat pada Gambar 2.1
Pertama kali darah dari pembuluh darah vena masuk ke Atrium Kanan, kemudian menuju ke Ventrikel Kanan, kemudian menuju ke Paru–Paru, dimana dalam
paru-paru ini terjadi pertukaran udara dari CO2 ke O2. Dari paru-paru darah menuju ke Atrium Kiri, kemudian menuju ke Ventrikel Kiri. Setelah itu darah dipompa
menuju ke seluruh tubuh dan kepaladimana melalui pembuluh darah Aorta. Pembuluh darah Aorta sendiri terdiri dari berbagai cabang dimana urutan pembuluh yang
terbesar sampai terkecil adalah: Arteri, Arteriol, dan Kapiler. Gambar dari alur tersebut dapat dilihat pada Gambar 2.2. Frekuensi kerja denyut jantung itu dasarnya
ditentukan oleh frekuensi aliran darah yang masuk dalam jantung yang berasal dari vena yang mana kondisinya berbanding lurus dan juga faktor – faktor luar. Pada aliran
darah inilah terjadi tegangan aksi yang menghasilkan perubahan tegangan pada dinding sel.
Gambar 2.2 Alur peredaran darah
Universitas Sumatera Utara
Tegangan aksi adalah perubahan tegangan dinding dari nilai normalnya. Perubahan tegangan dinding ini berlangsung sangat cepat, kemudian tegangan dinding
kembali pada nilai normalnya yaitu –90 mV. Perubahan tegangan dinding terjadi jika permeabilitas dinding terhadap Natrium dan Kalium meningkat. Perubahan
permeabilitas dinding dapat terjadi jika dinding sel tereksitasi oleh aliran arus ionis atau jika ada energi yang diberikan dari luar. Peningkatan permeabilitas dinding
terhadap Natrium menyebabkan ion-ion Na+ berdifusi ke dalam sel. Pada saat yang sama ion K+ yang konsentrasinya lebih tinggi di dalam sel selama sel dalam keadaan
istirahat, berdifusi ke luar sel. Tetapi difusi ion K+ ini tak secepat ion Na+ , akibatnya di dalam sel hanya tertimbun muatan +20 mV. Tegangan ini disebut tegangan aksi
potensial aksi. Keadaan ini dinamakan depolarisasi. Setelah ion Na+ mencapai keseimbangan yang baru dan dinding kembali tidak permeabel terhadap Na+, ion Na+
tidak dapat lagi berdifusi masuk ke dalam sel. Sebaliknya mekanisme pompa natrium memompa Na+ ke luar sel dengan cepat sehingga tegangan di dalam sel turun dan
akhirnya kembali ke nilai normalnya yaitu –90 mV, peristiwa ini dinamakan repolarisasi. Repolarisasi dipercepat oleh peningkatan permeabilitas Kalium yang
menyebabkan difusi ke luar dinding. Tegangan aksi ini akan merangsang dinding- dinding di sekitarnya dan mengakibatkan perambatan tegangan aksi.
Proses perubahan tegangan ini bisa dianalisa dengan adanya rekaman perubahan tegangan atau disebut rekaman ECG Elektrokardiograf. Dengan alat yang
dirancang ini,keadaan kesehatan tubuh dapat dipantau secara langsung dengan meniru cara kerja Elektrokardiograf EKG. Elektrokardiograf merupakan peralatan medis
yang berfungsi untuk mengukur biopotensial jantung. Elektrokardiograf normal terdiri atas gelompang P, kompleks QRS, dan gelombang T dengan tampilan grafik sesuai
dengan namanya Elektrokardiogram.
Elektrokardiograf merupakan alat yang berfungsi untuk menampilkan rekaman sinyal listrik jantung sedangkan elektrokardiogram adalah grafik hasil catatan
potensial listrik yang dihasilkan oleh aktifitas listrik otot jantung dalam bentuk grafik yang ditampilkan melalui monitor atau dicetak pada kertas. Sinyal ECG mempunyai
karakteristik dimana amplituda yang rendah 10 μV-20mV dan frekensinya yang
rendah 0,05-150 Hz sehingga dalam mentransmisikannya diperlukan kehandalan
Universitas Sumatera Utara
teknologi akuisisi data yang digunakan dalam menjamin keakuratan data pasien yang diterima. Standarisasi dalam rekaman ECG yaitu 25 mmdetik untuk kecepatan
rekaman dan 10mmmVolt untuk amplitudo. Sinyal hasil deteksi jantung yang normal oleh elektrokardiograf sebagai berikut ;
Gelombang EKG Amplitude
EKG Interval Durasi
P 0,3mV
P - R 0,12 – 0,20 dtk
R 1,6 – 3 mV
Q - T 0,35 – 0,44 dtk
Q 25 dari R
S - T 0,05 – 0,15 dtk
T 0,1 -0,5 mV
Q - R -S 0,06 – 0,10 dtk
Tabel 2.1 Sinyal Jantung oleh Elektrokardiograf Rekaman ini biasanya tampak pada kertas grafik ECG yang biasanya dipakai
pada alat kedokteran terdahulu.Untuk lebih jelasnya grafik normal jantung sebagai berikut ;
Gambar 2.3 Grafik ECG Pada dasarnya ada tiga teknik yang digunakan dalam elektrokardiografi, yaitu:
1. Standard clinical ECG.
Teknik ini menggunakan 10 elektroda 12 lead yang ditempatkan pada titik- titik tubuh tertentu. Teknik ini dipakai untuk menganalisa pasien.
2. Vectorcardiogram.
Teknik ini menggunakan 3 elektroda yang ditempatkan pada titik-titik tubuh tertentu. Teknik ini menggunakan pemodelan potensial tubuh sebagai vektor
tiga dimensi dengan menggunakan sandapan baku bipolar Einthoven. Dari sini akan dihasilkan gambar grafis dari eksistensi jantung.
Universitas Sumatera Utara
3. Monitoring ECG.
Teknik ini menggunakan 1 atau 2 elektroda yang ditempatkan pada titik-titik tubuh tertentu. Teknik ini digunakan untuk memonitor pasien dalam jangka
panjang.
Jadi yang digunakan dalam teknik perekaman dalam penulisan ini adalah teknik monitoring ECG. Monitoring denyut jantung dapat dilakukan menggunakan
teknik langsung direct ataupun tidak langsung indirect. Secara langsung dilakukan dengan mensensor pada jantung itu sendiri. Sedangkan secara tidak langsung dengan
memanfaatkan pembuluh darah, yaitu dengan melakukan sadapan atau sensor pada aliran darah tersebut. Alat ini menggunakan monitoring secara tidak langsung dengan
elektrode sebagai sensor dengan tegangan input 10 μV - 20mV. Pada tulisan ini akan
dirancang dan dibuat sistem pendeteksi dan penghitung frekuensi detak jantung berbasis mikrokontroler AT89S51 yang menggunakan 2 dua buah elektrode. Pada
sistem ini mikrokontroler AT89S51 bekerja berdasarkan masukan dari rangkaian pendeteksi detak jantung berupa sinyal potensial listrik tubuh bukan berupa grafik
seperti pada alat Elektrokardiograf. Sinyal akan dikuatkan melalui penguat dan melalui filter, penyearah setengah gelombang, detector puncak, timer 555, dan
selanjutnya ke mikrokontroler. Mikrokontroler akan menambahkan dan menampilkan angka pada layar LCD pada setiap detak jantung yang terdeteksi. Dengan dirancang
dan direalisasikannya perangkat akuisisi data frekuensi detak jantung berbasis mikrokontroler AT89S51 ini, diharapkan dapat digunakan untuk mengetahui frekuensi
detak jantung secara umum menjadi lebih cepat dan mudah dilakukan.Dalam sistem ini pengendali utama yang digunakan adalah mikrokontroler AT89S51.
Seperti kita ketahui bahwa mikrokontroler pada umumnya memiliki dua buah memori, yaitu:
1. ROM Read Only Memory, dimana isinya tidak akan berubah meskipun IC
kehilangan catu daya. Memori ini digunakan sebagai memori penyimpanan program.
2. RAM Random Acces Memory, dimana isinya akan hilang ketika IC
kehilangan catu daya. Memori ini digunakan untuk menyimpan data ketika program sedang bekerja.
Universitas Sumatera Utara
2.2. Perangkat Keras
Kategori