ANALISA SINYAL OTOT PERGELANGAN TANGAN DALAM KONDISI FLEXI DAN DALAM KONDISI EXTENSI

SKRIPSI ANALISA SINYAL OTOT PERGELANGAN TANGAN DALAM KONDISI FLEXI DAN DALAM KONDISI EXTENSI

  ARDIKA YENI RUZALIANTO PROGRAM STUDI S1 TEKNOBIOMEDIK FAKULTAS SAINS DAN TEKNOLOGI UNIVERSITAS AIRLANGGA SURABAYA 2016

PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI

  Skripsi ini tidak dipublikasikan namun tersedia di perpustakaan dalam lingkungan Universitas Airlangga, diperkenankan untuk dipakai sebagai referensi kepustakaan, tetapi pengutipan harus seizin penulis dan harus menyebutkan sumbernya sesuai kebiasaan ilmiah. Dokumen skripsi ini merupakan hak milik Universitas Airlangga.

KATA PENGANTAR

  Puji syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa, atas rahmat dan karunia-Nya sehingga penyusun diberikan kemudahan dalam menyelesaikan naskah Skripsi berjudul “ANALISA SINYAL OTOT PERGELANGAN TANGAN

  DALAM KONDISI FLEXI DAN DALAM KONDISI EXTENSI

  ”. Naskah skripsi ini disusun sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menempuh studi S1 Teknobiomedik. Penulisan skripsi ini tidak lepas dari dukungan dan bantuan dari banyak pihak, maka pada kesempatan ini penulis menyampaikan terima kasih kepada:

  1. Kedua orang tua dan keluarga yang senantiasa memberikan doa,dukungan dan motivasi selama proses pengerjaan skripsi hingga terselesaikannya naskah ini.

  2. Bapak Dr. Moh. Yasin, M.Si selaku ketua Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

  3. Bapak Dr. Khusnul Ain, M.Si selaku Ketua Program Studi S1 Teknobiomedik, Departemen Fisika, Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

  4. Bapak Drs. Pujiyanto, MS selaku pembimbing I yang selalu memberikan masukan serta meluangkan waktu untuk konsultasi.

  5. Bapak Fadli Ama, S.T., M.T selaku pembimbing II yang selalu memberikan masukan dan arahan selama penulis mengerjakan skripsi serta memberikan ilmu dasar kepada penulis.

  6. Bapak Drs. Tri Anggono selaku penguji proposal skripsi dan penguji I yang membantu dalam revisi penulisan serta memberi masukan saat sidang berlangsung.

  7. Ibu Dr.Prihartini Widiyanti,drg.,M.Kes selaku penguji II yang membantu dalam revisi penulisan serta memberi masukan saat sidang berlangsung.

  8. dr. I Putu Alit Pawana, S.pKFR yang memberikan berbagai macam informasi tentang rehabilitasi medis serta bionic hands.

  9. Seluruh dosen Departemen Fisika khususnya dosen Teknobiomedik yang senantiasa memberikan ilmunya.

  10. Keluarga besar Teknobiomedik yang selalu memberikan canda, tawa, semangat dan doa selama empat tahun ini.

  11. Mbak Endang dan Pak Samidi yang selalu membantu dan memberikan ijin peminjaman lab serta memberikan semangat.

  Penulis menyadari bahwa naskah skripsi ini masih banyak kekurangan. Oleh karena itu, kritik dan saran yang membangun sangat diharapkan untuk perbaikan naskah skripsi ini. Penulis berharap skripsi ini dapat bermanfaat bagi masyarakat, bangsa dan negara.

  Surabaya, Februari 2016 Ardika Yeni Ruzalianto Ruzalianto,Ardika Yeni, 2016, Analisa Sinyal Otot Pergelangan Tangan Dalam

  Kondisi Flexi dan Dalam Kondisi Extensi , Skripsi ini dibawah bimbingan Drs.

  Pujiyanto, MS dan Fadli Ama, S.T., M.T, Program Studi S1 Teknobiomedik Departemen Fisika Fakultas Sains dan Teknologi, Universitas Airlangga.

  ABSTRAK Prothesa bellow elbow

  yang digunakan saat ini di RSUD dr Soetomo masih menggunakan sistem analog, sehingga perlu pengembangan prothesa secara digital untuk memenuhi kebutuhan tindakan dan pelayanan prima Rumah Sakit. Sistem

  prothesa

  secara digital memanfaatkan biosignal sebagai inputan sehingga perlu analisa sinyal otot pergelangan tangan dalam kondisi flexi dan dalam kondisi

  extensi

  . Analisa sinyal dilakukan untuk mengetahui profil range frekuensi dan hubungan korelasi antara sinyal flexi dan sinyal extensi. Metode analisa sinyal menggunakan tahapan pemfilteran sinyal dengan tipe respon Low Pass Filter (LPF) Butterworth, pengujian sinyal dengan metode Fast Fourier Transform (FFT), pengujian data statistik menggunakan metode Uji beda-t Two Sample T-

  Test

  . Penelitian ini menghasilkan adanya hubungan korelasi yang signifikan antara frekuensi sinyal flexi dan sinyal extensi dengan p-value sebesar 0,423 pada taraf signifikan5% dan menghasilkan profil sinyal flexi pada laki-laki sebesar 32,9 Hz, pada wanita 31,49 Hz. Sedangkan profil sinyal extensi pada laki-laki sebesar 29,15 Hz, pada wanita 27,10 Hz.

  Keywords : Prothesa bellow elbow, Fast Fourier Transform (FFT), Sinyal Flexi, Sinyal Extensi, Low Pass Filter (LPF) Butterworth, Uji beda-t

  Two Sample T-Test

  _Extension Ruzalianto, Ardika Yeni, 2016, Signal Analysis Wrist-Flexion and Wrist , This thesis was under guidance of Drs. Pujiyanto, MS and Fadli Ama,

  S.T,M.T, Biomedical Engineering, Physics Department, Faculty of Science and Technology, Airlangga University

  ABSTRACT Prosthesis bellow elbow

  used in RSUD dr. Soetomo still uses an analog system, so it needs the development of digital prothesis to improve the service and to be an excellent service Hospital. The digitally prosthesis system utilizing biosignal as input so that the necessary signal analyis wrist-flexion and wrist-extension. The analysis was conducted to determine the profile signal frequency range and the correlation between the signal flexion and the signal extension. The Signal analysis method using phase signal filtering with response type Low Pass Filter (LPF)

  Butterworth

  , test the signal with the method of Fast Fourier Transform (FFT), analysis of statistical data using different test-t Two Sample T-Test. This research resulted in the existence of a significant correlation between the frequency signal

  flexion

  and the signal extension with a p-value of 0.423 at the level signifikan 5% and produce the flexion signal profile in men amounted to 32.9 Hz, 31.49 Hz in females. While the extension signal profile in men amounted to 29.15 Hz, 27.10 Hz in women.

  Keywords : Prothesis Bellow Elbow, Fast Fourier Transform (FFT), Flexion Signal, Extension Signal, Low Pass Filter (LPF) Butterworth, Two Sample T-Test

  DAFTAR ISI i LEMBAR JUDUL................................................................................................. ii LEMBAR PERNYATAAN ..................................................................................

  LEMBAR PENGESAHAN................................................................................... iii

  iv LEMBAR PEDOMAN PENGGUNAAN SKRIPSI .............................................

  KATA PENGANTAR...........................................................................................v

  vii ABSTRAK ............................................................................................................

  ABSTRACT .......................................................................................................... viii DAFTAR ISI .........................................................................................................ix DAFTAR TABEL .................................................................................................xii DAFTAR GAMBAR ............................................................................................ xiii

  xv DAFTAR LAMPIRAN .........................................................................................

  Bab I PENDAHULUAN

  1.1 Latar Belakang ................................................................................................1

  1.2 Rumusan Masalah ...........................................................................................3

  1.3 Batasan Masalah .............................................................................................3

  1.4 Tujuan Penelitian.............................................................................................4

  1.5 Manfaat Penelitian ..........................................................................................4

  Bab II TINJAUAN PUSTAKA

  2.1 Electromyograph ...............................................................................................5

  2.2 Surface Electrode ..............................................................................................8

  2.3 Potensial Aksi Pada Otot ...................................................................................10

  2.4.Jaringan Otot .....................................................................................................14

  2.4.1 Struktur Otot ..............................................................................................14

  Bab III METODE PENELITIAN

  4.1 Hasil ................................................................................................................. 44

  BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN

  3.4.2 Pengolahan Data dan Analisa .................................................................40

  3.4.1 Perekaman Sinyal .....................................................................................38

  3.4 Prosedur Penelitian ...........................................................................................37

  3.3 Alat Penelitian ...................................................................................................36

  3.2 ObyekPenelitian ................................................................................................36

  3.1 Tempat dan Waktu Penelitian ...........................................................................36

  2.9 Analisa Data Uji Beda-T .................................................................................32

  2.4.2 Fungsi Sistem Muskuler/Otot ...................................................................15

  2.8 Fast Fourier Transfor ......................................................................................28

  2.7 Butterworth Low-Pass Filter ...........................................................................26

  2.6 Filter Digital ....................................................................................................24

  2.5 Matlab .............................................................................................................21

  2.5 Definisi Sehat ..................................................................................................21

  2.4.6 Kelompok Otot Extensor............................................................................19

  2.4.5 Kelompok Otot Flexor ...............................................................................18

  2.4.4 Jenis Otot ...................................................................................................15

  2.4.3 Ciri-ciri Sistem Muskuler/Otot...................................................................15

  4.1.1 Perekaman Sinyal ....................................................................................... 44

  4.1.2 Fast Fourier Transform ............................................................................... 46

  4.2 Pembahasan ...................................................................................................... 48

  4.2.1 Penyadapan Sinyal ..................................................................................48

  4.2.2 Analisis Sinyal EMG................................................................................50

  4.2.3 Analisa Data ............................................................................................55

  BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN

  5.1 Kesimpulan....................................................................................................... 58

  5.2 Saran ................................................................................................................. 58 DAFTAR PUSTAKA ............................................................................................ 59 LAMPIRAN ...........................................................................................................61

  DAFTAR TABEL Nomor Judul Tabel Halaman

  4.1 Data FFT Naracoba Laki-laki ......................................................... 47

  4.2 Data FFT Naracoba Wanita ........................................................... 48

  4.3 Bandwith Laki-laki ......................................................................... 53

  4.4 Bandwith Wanita ............................................................................ 53

  DAFTAR GAMBAR Halaman Nomor Judul Gambar

  2.1 Electromyograph ......................................................................................... 6

  2.2 Sinyal EMG ................................................................................................. 7

  2.3 Skematik Surface Electrode......................................................................... 9

  2.4 Elektroda Penyadapan Sinyal ...................................................................... 10

  2.5 Elektroda Pada Flexor dan Extensor Group ................................................ 11

  2.6 Potensial Listrik Pada Otot .......................................................................... 12

  2.7 Proses Perpindahan Ion ............................................................................... 13

  2.8 Skema Penyusun Otot Rangka .................................................................... 16

  2.9 Skema Otot Polos ........................................................................................ 17

  2.10 Perbedaan Otot Polos, Otot Lurik, Otot Jantung ........................................ 18

  2.11 Otot Flexor Group ...................................................................................... 18

  2.12 Otot Extensor Group ................................................................................... 19

  2.13 Pergerakan Otot Flexor dan Extensor ......................................................... 20

  2.14 FDA-Tool Matlab ....................................................................................... 23

  2.15 Bentuk Sinyal LPF.......................................................................................26

  2.16 Bentuk Tanggapan Gain Dari Butter LPF terhadap sumbu frekuensi ........ 26

  2.17 Bentuk Respon Frekuensi ........................................................................... 27

  2.18 Analisis dan Sintesis Formula Fourier Transform ......................................31

  3.1 Prosedur Penelitian ...................................................................................... 37

  3.2 Proses Perekaman Sinyal ............................................................................. 38

  3.3 Perangkat Unit EMG MESPEC 4000 SYSTEM dan A/D Interface Unit ... 39

  3.4 Dokter Spesialis RSUD dr Soetomo ............................................................ 40

  3.5 FDA tool Pada Matlab ................................................................................. 42

  3.6 Sptool Pada Matlab ...................................................................................... 42

  3.7 Uji Beda T ................................................................................................... 43

  4.1 Sinyal Asli Otot EMG ................................................................................. 45

  4.2 Hasil Filterisasi Sinyal EMG ....................................................................... 46

  4.3 Tampilan Spektrum Sinyal FFT ................................................................... 47

  4.4 Pemasangan Elektroda Pada Orang Coba ................................................... 49

  4.5 Pemasangan Elektroda Bipolar .................................................................... 49

  4.6 Layar Tampilan EMG .................................................................................. 50

  4.7 Diagram Batang Bandwith Laki-laki ........................................................... 54

  4.8 Diagram Batang Bandwith Wanita .............................................................. 54

  4.9 Uji Homogenitas Data Flexi dan Extensi ..................................................... 55

  4.10 Hasil Uji Two Sample T-Test (independent) ............................................. 56

  4.11 Boxplot Data Flexor dan Extensor ............................................................ 57