ANALISIS CARDIAC FREQUENCY PADA SINYAL PHOTOPLETHYSMOGRAPH (PPG) UNTUK MENDETEKSI KELAINAN DETAK JANTUNG MENGGUNAKAN FAST FOURIER TRANSFORM (FFT).

ANALISIS CARDIAC FREQUENCY PADA SINYAL
PHOTOPLETHYSMOGRAPH (PPG) UNTUK MENDETEKSI KELAINAN
DETAK JANTUNG MENGGUNAKAN FAST FOURIER TRANSFORM (FFT)

LAPORAN TUGAS AKHIR

MEITIZA
0910453053

JURUSAN SISTEM KOMPUTER
FAKULTAS TEKNOLOGI INFORMASI
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2014

1

ABSTRAK

ANALISIS CARDIAC FREQUENCY PADA SINYAL
PHOTOPLETHYSMOGRAPH (PPG) UNTUK MENDETETEKSI KELAINAN

DETAK JANTUNG MENGGUNAKAN FAST FOURIER TRANSFORM (FFT)

Oleh
Meitiza
0910453053
Pendeteksian detak jantung menjadi bagian terpenting dalam melakukan pemeriksaan
kondisi jantung. Sinyal photoplethysmograph digunakan untuk monitoring detak
jantung dengan melihat perubahan volume darah dalam pembuluh darah. Hasil dari
pendeteksian detak jantung diperoleh melalui analisis frekuensi detak jantung pada
sinyal photoplethysmograph dengan metode Fast Fourier Transform (FFT). Metode
FFT digunakan untuk memperoleh spektrum yang membentuk komponen frekuensi
dari sinyal photoplethysmograph sehingga dapat dilihat bentuk dari pola data detak
jantung normal dan detak jantung tidak normal. Data detak jantung berasal dari 5
orang yang tidak mengidap penyakit jantung yang dipilih secara acak dan 3 orang
yang mengidap penyakit jantung dengan pengambilan data dilakukan sebanyak 2 kali.
Berdasarkan hasil pendeteksian detak jantung, nilai frekuensi dominan untuk pola
data detak jantung normal dan detak jantung tidak normal pada range 0.6835940.927734 Hz. Sebanyak 40 % ditemukan pola data detak jantung normal yang
memiliki kemiripan dengan pola data detak jantung tidak normal. Hal tersebut karena
jenis penyakit jantung yang diderita berbeda-beda bergantung dari keluhan maupun
jenis penyakit.

Kata kunci: detak jantung, photoplethysmograph, FFT

vii

ABSTRACT

CARDIAC FREQUENCY ANALYSIS ON PHOTOPLETHYSMOGRAPH
(PPG) SIGNAL TO DETECT HEARTBEAT ABNORMALITIES USING FAST
FOURIER TRANSFORM (FFT)

By
Meitiza
0910453053
Heartbeat detection become the most important part in evaluating heart’s condition.
Photoplethysmograph signal used in monitoring heartbeat by measuring blood
volume in the blood vessels. The result of the detection heartbeat obtained through
frequency analysis of heartbeat on photoplethysmograph signal by Fast Fourier
Transform (FFT) method. FFT is used to obtain spectrum that form frequency
component of photoplethysmograph signal so, the shape of the data pattern of a
normal heartbeat and abnormal heartbeat are formed. Heartbeat data were taken two

times and randomly choosen from 5 people who do not suffer from heart disease and
3 people who suffer from heart disease. Based on the result of the heartbeat detection,
the value of the dominant frequency for the data pattern of a normal heartbeat and
abnormal heartbeat in range 0.683594-0.927734 Hz. The result show 40 % normal
heartbeat data pattern are similar to the data pattern of abnormal heartbeat, due to
different types of heart disease.
Keywords : heartbeat, photoplethysmograph, FFT

viii

BAB I
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
Sebagai salah satu organ vital bagi manusia, jantung merupakan organ yang
sangat perlu diperhatikan dan dipelihara. Salah satunya dengan cara melakukan
pemeriksaan kondisi jantung sehingga kelainan yang terjadi pada jantung dapat
ditindaklanjuti dengan segera. Istilah jantung (cardiac) berasal dari bahasi yunani
(cardia adalah jantung) yang berarti sesuatu yang berhubungan dengan jantung[1].
Jantung berfungsi untuk melakukan sirkulasi atau memompa darah ke seluruh tubuh.
Akibat dari pemompaan darah tersebut volume darah di suatu organ menjadi berubahubah. Hal tersebut mempengaruhi kondisi detak jantung.

Pendeteksian detak jantung (heart rate) menjadi bagian dari pemeriksaan
kondisi jantung seseorang dengan mengetahui tingkat kenormalan detak jantungnya.
Umumnya, pendeteksian detak jantung dilakukan pada denyut nadi yang ada di
pergelangan tangan atau menggunakan alat yang dipasang pada posisi jantung
seseorang. Alat tersebut akan memberikan sinyal listrik guna melihat pemompaan
darah secara teratur oleh jantung.
Namun pada tugas akhir ini, pendeteksian detak jantung memanfaatkan sistem
Wireless Body Network (WBN) atau yang lebih dikenal dengan jaringan sensor
nirkabel[2]. Sistem ini terdiri dari pulse sensor sebagai sensor dalam pendeteksian
detak jantung, bluetooth sebagai media transfer data dan komputer sebagai penerima
dan penampil grafik sinyal detak jantung. Pulse sensor sebagai sensor detak jantung
bekerja melalui LED yang akan memancarkan cahaya pada bagian tubuh yang
terdapat pembuluh darah kapiler. Keluaran dari pulse sensor adalah sinyal
photoplethysmograph.
Photoplethysmograph (PPG) digunakan dalam monitoring detak jantung
dengan melihat perubahan volume darah dalam pembuluh darah pada tubuh[3].

1

Melalui sinyal PPG akan dilakukan analisis cardiac frequency menggunakan metode

Fast Fourier Transform (FFT). Metode ini bekerja dengan mengubah sinyal yang
sebelumnya berada pada domain waktu menjadi domain frekuensi sehingga
dihasilkan spektrum yang membentuk komponen frekuensi. Melalui spektrum
tersebut akan terlihat bentuk dari pola data detak jantung normal dan detak jantung
tidak normal.
Berdasarkan uraian di atas, maka penulis mengajukan judul laporan tugas
akhir adalah “Analisis Cardiac Frequency pada Sinyal Photoplethysmograph (PPG)
untuk Mendeteksi Kelainan Detak Jantung Menggunakan Fast Fourier Transform
(FFT)”.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang yang telah diuraikan di atas, maka penulis akan
merumuskan masalah antara lain :
1. Bagaimana

proses

pengolahan

data

analog

menjadi

digital

oleh

mikrokontroler arduino uno dalam analisis sinyal PPG.
2. Bagaimana proses FFT untuk analisis cardiac frequency pada sinyal PPG.
3. Bagaimana mendeteksi kelainan detak jantung melalui cardiac frequency
pada sinyal PPG.
1.3 Batasan Masalah
Penulis membatasi permasalahan dalam tugas akhir ini antara lain :
1. Objek penelitian dalam deteksi kelainan detak jantung adalah orang yang
tidak mengidap penyakit jantung dan orang yang mengidap penyakit jantung.
2. Alat pemeriksaan detak jantung menggunakan pulse sensor yang dipasang
pada ujung jari.
3. Metode FFT digunakan dalam analisis cardiac frequency pada sinyal PPG.

2

1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari tugas akhir yang dilakukan adalah menganalisis frekuensi detak
jantung pada sinyal PPG untuk mengetahui tingkat kenormalan detak jantungnya.
1.5 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan yang disusun dalam tugas akhir ini antara lain:
Bab I Pendahuluan, berisi latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan
penelitian serta sistematika penulisan tugas akhir.
Bab II Landasan Teori, berisi dasar-dasar ilmu yang mendukung pembahasan
penelitian ini.
Bab III Metodologi Penelitian dan Perancangan Alat, berisi disain penelitian, alat dan
bahan yang digunakan dalam penelitian serta perancangan sistem baik hardware
maupun software.
Bab IV Hasil dan Analisa, berisi tentang hasil yang diperoleh dari pengujian dan
pembahasan dari hasil penelitian yang diperoleh.
Bab V Kesimpulan dan Saran , berisi kesimpulan berdasarkan hasil penelitian yang
dilakukan serta saran untuk pengembangannya lebih lanjut.

3