Pemantauan Elektrokardiogram Menggunakan Android Smartphone Trio Pambudi Utomo M0213092
Pemantauan Elektrokardiogram
Menggunakan Android Smartphone
Trio Pambudi Utomo, Nuryani, Darmanto
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret (UNS), Jl. Ir. Sutami 36A Kentingan, Surakarta 57126
[email protected]
Abstrak
Penelitian mengenai sistem monitoring elektrokardiogram (EKG) secara nirkabel berdasarkan sistem
operasi Android telah dilaksanakan. Akuisisi sinyal EKG dalam penelitian ini menggunakan modul AD8232
dan tiga buah elektroda. Bluetooth HC-05 digunakan untuk pengiriman data EKG dari Arduino ke smartphone
Android. Data yang telah diterima oleh Android diolah, ditampilkan dalam bentuk grafik, dan disimpan dalam
aplikasi di Android.
Abstact
Research about electrocardiogram wireless monitoring system based on android operation system has
been conducted. In this research, the data acquisition of the ECG signal has been using AD8232 modul and
three electrodes. Bluetooth HC-05 has been used to transmit ECG data from Arduino to Android smartphone.
The data that received by Android has been processed and displayed on the graphic area and has been saved
in Android application.
Kata Kunci: ECG, wireless, android, smartphone, arduino
1. PENDAHULUAN
Penyakit jantung
merupakan
penyebab
melalui pengenalan sinyal EKG[3]. Salah satunya
kematian nomor satu di dunia pada saat ini. Pada
penggunaan
tahun 2002 sedikitnya 6 juta kematian di dunia
EKG.
disebabkan oleh penyakit ini dan mengalami
smartphone
Dibandingkan
dalam
dengan
pemantauan
monitor
pada
kenaikan pada tahun 2012 yaitu 7,4 juta kematian
Personal Computer (PC) dan Personal Digital
atau setara dengan 13,2% kematian di dunia[1].
Assistant (PDA), smartphone lebih mudah untuk
Sehingga
dibawa dan memiliki beragam fungsi lainnya[4].
perlu
perhatian
khusus
terhadap
tingginya angka kematian akibat penyakit jantung
Penggunaan
pemantauan
ini.
EKG
smartphone
tentunya
akan
dalam
sangat
EKG merupakan alat bantu yang cukup
membantu dokter ataupun peneliti untuk mengolah
bermanfaat untuk diagnosis penyakit jantung.
dan meneliti lebih lanjut data EKG tersebut.
Menurut Rizal dan Suryani (2008) dari rekaman
Sehingga,
sinyal EKG mampu dikenali kelainan dari fungsi
Sistem
jantung
[2]
seseorang .
Seiring
perkembangan
jaman, banyak cara yang telah dikembangkan
untuk mengenal kelainan jantung secara otomatis
dilakukanlah
Monitoring
penelitian
EKG
Secara
Berdasarkan Sistem Operasi Android.
mengenai
Nirkabel
bersih. Selanjutnya, ketiga elektroda dipasang
2. METODE PENELITIAN
Sistem dibuat dalam dua unit, yaitu unit
sesuai gambar 2. Ketika data EKG diambil dari
penerima dan unit pengirim. Unit pengirim disusun
pasien, pasien diminta untuk bersantai, bernapas
atas Kit EKG AD8232 untuk merekam aktivitas
normal dan diam (tidak bicara)[5]. Pengambilan
jantung, Arduino UNO R3 untuk mengolah data
data EKG pasien dilakukan selama dua menit [6].
yang
diperoleh
dari
Kit
AD8232,
bluetooth
digunakan untuk mengirimkan data dari Arduino ke
Android, dan modul SDCard yang berfungsi untuk
menyimpan data yang dibaca oleh Arduino.
Unit penerima disusun atas Android yang
berfungsi sebagai penampil data EKG dalam
bentuk grafik yang telah dikirim melalui bluetooth.
Secara
keseluruhan
sistem
dalam
alat
Gambar 2. Konfigurasi pemasangan elektroda
ini
ditunjukan oleh gambar 1.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Uji Alat dan Software
Tampilan
GUI
aplikasi
Android
ketika
menerima data dari Arduino melalui Bluetooth
ditunjukkan oleh gambar 3. Gambar tersebut
merupakan grafik EKG salah satu pasien di
aplikasi
Android.
Data
EKG
yang
diolah
merupakan data yang diambil secara langsung dari
Gambar 1. Perancangan sistem
pasien tersebut.
Selain ditampilkan dalam bentuk grafik, data
2.1 Mikrokontroller Arduino UNO
Aktifitas jantung pasien direkam melalui Kit
yang diterima dari Arduino juga di simpan didalam
memorycard
smartphone.
Selanjutnya
hasil
EKG AD8232, kemudian diterjemahkan oleh
simpanan data tersebut dapat di load kembali di
Arduino UNO R3 dalam bentuk data analog. Data
aplikasi tersebut atau dapat diolah didalam aplikasi
analog yang telah diubah dalam bentuk nilai
komputer, Microsoft Excel misalnya. Gambar 4.
tegangan (mV) akan disimpan dalam memorycard
merupakan grafik Microsoft Excel dari data EKG
jika memorycard tersedia. Selanjutnya, data yang
pasien yang sebelumnya telah disimpan di aplikasi
telah diolah oleh Arduino UNO R3 akan dikirim ke
Android.
Android melalui Bluetooth HC-05.
2.2 Aplikasi Android
Android digunakan untuk menampilkan hasil
pembacaan EKG dari Kit EKG AD8232. Hasil
pembacaan EKG yang ditampilkan di Android
berupa grafik EKG. Aplikasi tersebut juga dapat
melakukan proses penyimpanan data dalam
bentuk text (.txt).
Gambar 3. Tampilan GUI ketika aplikasi Android
menerima data dari Arduno
2.3 Pengambilan Data Pasien
Sebelum dilakukan pengambilan data, kulit
pasien yang akan dipasangkan elektroda haruslah
Tabel 1. Lost pengiriman data dari Arduino ke
Android
Pasien
No.
Baudrate
115200
9600
115200
002
9600
115200
003
9600
115200
004
9600
115200
005
9600
Baudrate 115200
Baudrate 9600
001
Gambar 4. Grafik EKG dari data yang telah
disimpan
Dalam penelitian ini, ada dua metode dalam
pengiriman
data
dari
Arduino
ke
Jumlah
Data Rate
Data
(data/s)
29844
248.70
23838
198.65
29769
248.08
24040
200.33
28148
234.57
23973
199.78
28791
239.93
23846
198.72
28339
236.16
23660
197.17
144891 241,48 ± 2,95
119357 198,92 ± 0,54
Lost (%)
0.52
20.54
0.77
19.87
6.17
20.09
4.03
20.51
5.54
21.13
3,41 ± 1,18
20,43 ± 0,22
Android,
perbedaan dua metode ini adalah pengaturan
baudrate Bluetooth HC-05. Masing-masing metode
terdapat lost saat pengiriman data tersebut. Lost
menunjukkan banyaknya data yang hilang saat
pengiriman melalui Bluetooth atau tidak terbaca
dalam aplikasi Android. Lost untuk Metode 1
adalah (3,41 ± 1,18) % dan untuk Metode 2 adalah
(20,43 ± 0,22) %. Nilai lost untuk Metode 2 lebih
besar dibandingkan dengan Metode 1, hal ini
disebabkan oleh nilai Baudrate Bluetooth HC-05
tersebut, dimana pada saat pengiriman data
Metode 1 nilai Baudrate Bluetooth HC-05 diatur
maksimal yaitu 115200 dan untuk pengiriman data
Metode 2 nilai Baudrate Bluetooth HC-05 diatur
dalam Bluetooth tersebut adalah nilai Baudrate
minimum yaitu 9600. Lost pada saat pengiriman
data ini menyebabkan beberapa data yang
dikirimkan oleh Arduino ke Android tidak diterima.
4. KESIMPULAN
Pada penelitian ini telah dibuat sistem
pemantauan
elektrokardiogram
dan
denyut
jantung secara jarak jauh menggunakan Android.
Sistem pemantauan EKG ini disusun atas Kit EKG
AD8232 untuk merekam aktivitas jantung dari
pasien secara langsung, Arduino UNO R3 untuk
mengolah data yang diperoleh dari Kit AD8232,
Bluetooth HC-05 digunakan untuk mengirimkan
data dari Arduino ke Android, dan modul SDCard
yang berfungsi untuk menyimpan data yang dibaca
oleh Arduino. Dalam penelitian ini terdapat lost
saat pengiriman data dari Arduino ke Android.
Dimana lost untuk pengiriman data dengan
baudrate 115200 adalah (3,41 ± 1,18) % dan lost
untuk pengiriman data dengan baudrate 9600
(20,43 ± 0,22) %.
Tabel 1 menunjukkan lost pengiriman dalam
penelitian ini.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1] WHO. (2014). WHO World Health Organization
Report 2000. Genewa: WHO.
[2] Rizal, A., & Suryani, V. (2008). Pengenalan
Signal EKG Menggunakan Dekomposisi Paket
Wavelet Dan K-Means-Clustering. Seminar
Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2008
(SNATI 2008), 51-54.
[3] Walker, J. S. (1999 ). Wavelet and Their
Scientific. CRC Press.
[4] Li, H.-B., Takizawa, I, K., Ri, B. Z., & Kohno, P.
(2007).
Body
Area
Network
and
Its
Standardization at IEEE 802.15.MBAN. Mobile
and
Wireless
Communications
Summit,
2007.16th IST, 1-5.
[5] NCHS. (1991). NATIONAL HEALTH AND
NUTRITION
EXAMINATION
SURVEY
III:
Electrocardiogram. Rockville: Westat, Inc.
[6] Li-ming, T. (2013). Application of Heart Rate
Variability in Psychological Quality Assessment
Technology. World
Congress on
Medical
Physics and Biomedical Engineering, IFMBE
Proceedings, 39, 762–765.
Menggunakan Android Smartphone
Trio Pambudi Utomo, Nuryani, Darmanto
Jurusan Fisika, Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam,
Universitas Sebelas Maret (UNS), Jl. Ir. Sutami 36A Kentingan, Surakarta 57126
[email protected]
Abstrak
Penelitian mengenai sistem monitoring elektrokardiogram (EKG) secara nirkabel berdasarkan sistem
operasi Android telah dilaksanakan. Akuisisi sinyal EKG dalam penelitian ini menggunakan modul AD8232
dan tiga buah elektroda. Bluetooth HC-05 digunakan untuk pengiriman data EKG dari Arduino ke smartphone
Android. Data yang telah diterima oleh Android diolah, ditampilkan dalam bentuk grafik, dan disimpan dalam
aplikasi di Android.
Abstact
Research about electrocardiogram wireless monitoring system based on android operation system has
been conducted. In this research, the data acquisition of the ECG signal has been using AD8232 modul and
three electrodes. Bluetooth HC-05 has been used to transmit ECG data from Arduino to Android smartphone.
The data that received by Android has been processed and displayed on the graphic area and has been saved
in Android application.
Kata Kunci: ECG, wireless, android, smartphone, arduino
1. PENDAHULUAN
Penyakit jantung
merupakan
penyebab
melalui pengenalan sinyal EKG[3]. Salah satunya
kematian nomor satu di dunia pada saat ini. Pada
penggunaan
tahun 2002 sedikitnya 6 juta kematian di dunia
EKG.
disebabkan oleh penyakit ini dan mengalami
smartphone
Dibandingkan
dalam
dengan
pemantauan
monitor
pada
kenaikan pada tahun 2012 yaitu 7,4 juta kematian
Personal Computer (PC) dan Personal Digital
atau setara dengan 13,2% kematian di dunia[1].
Assistant (PDA), smartphone lebih mudah untuk
Sehingga
dibawa dan memiliki beragam fungsi lainnya[4].
perlu
perhatian
khusus
terhadap
tingginya angka kematian akibat penyakit jantung
Penggunaan
pemantauan
ini.
EKG
smartphone
tentunya
akan
dalam
sangat
EKG merupakan alat bantu yang cukup
membantu dokter ataupun peneliti untuk mengolah
bermanfaat untuk diagnosis penyakit jantung.
dan meneliti lebih lanjut data EKG tersebut.
Menurut Rizal dan Suryani (2008) dari rekaman
Sehingga,
sinyal EKG mampu dikenali kelainan dari fungsi
Sistem
jantung
[2]
seseorang .
Seiring
perkembangan
jaman, banyak cara yang telah dikembangkan
untuk mengenal kelainan jantung secara otomatis
dilakukanlah
Monitoring
penelitian
EKG
Secara
Berdasarkan Sistem Operasi Android.
mengenai
Nirkabel
bersih. Selanjutnya, ketiga elektroda dipasang
2. METODE PENELITIAN
Sistem dibuat dalam dua unit, yaitu unit
sesuai gambar 2. Ketika data EKG diambil dari
penerima dan unit pengirim. Unit pengirim disusun
pasien, pasien diminta untuk bersantai, bernapas
atas Kit EKG AD8232 untuk merekam aktivitas
normal dan diam (tidak bicara)[5]. Pengambilan
jantung, Arduino UNO R3 untuk mengolah data
data EKG pasien dilakukan selama dua menit [6].
yang
diperoleh
dari
Kit
AD8232,
bluetooth
digunakan untuk mengirimkan data dari Arduino ke
Android, dan modul SDCard yang berfungsi untuk
menyimpan data yang dibaca oleh Arduino.
Unit penerima disusun atas Android yang
berfungsi sebagai penampil data EKG dalam
bentuk grafik yang telah dikirim melalui bluetooth.
Secara
keseluruhan
sistem
dalam
alat
Gambar 2. Konfigurasi pemasangan elektroda
ini
ditunjukan oleh gambar 1.
3. HASIL DAN PEMBAHASAN
3.1. Uji Alat dan Software
Tampilan
GUI
aplikasi
Android
ketika
menerima data dari Arduino melalui Bluetooth
ditunjukkan oleh gambar 3. Gambar tersebut
merupakan grafik EKG salah satu pasien di
aplikasi
Android.
Data
EKG
yang
diolah
merupakan data yang diambil secara langsung dari
Gambar 1. Perancangan sistem
pasien tersebut.
Selain ditampilkan dalam bentuk grafik, data
2.1 Mikrokontroller Arduino UNO
Aktifitas jantung pasien direkam melalui Kit
yang diterima dari Arduino juga di simpan didalam
memorycard
smartphone.
Selanjutnya
hasil
EKG AD8232, kemudian diterjemahkan oleh
simpanan data tersebut dapat di load kembali di
Arduino UNO R3 dalam bentuk data analog. Data
aplikasi tersebut atau dapat diolah didalam aplikasi
analog yang telah diubah dalam bentuk nilai
komputer, Microsoft Excel misalnya. Gambar 4.
tegangan (mV) akan disimpan dalam memorycard
merupakan grafik Microsoft Excel dari data EKG
jika memorycard tersedia. Selanjutnya, data yang
pasien yang sebelumnya telah disimpan di aplikasi
telah diolah oleh Arduino UNO R3 akan dikirim ke
Android.
Android melalui Bluetooth HC-05.
2.2 Aplikasi Android
Android digunakan untuk menampilkan hasil
pembacaan EKG dari Kit EKG AD8232. Hasil
pembacaan EKG yang ditampilkan di Android
berupa grafik EKG. Aplikasi tersebut juga dapat
melakukan proses penyimpanan data dalam
bentuk text (.txt).
Gambar 3. Tampilan GUI ketika aplikasi Android
menerima data dari Arduno
2.3 Pengambilan Data Pasien
Sebelum dilakukan pengambilan data, kulit
pasien yang akan dipasangkan elektroda haruslah
Tabel 1. Lost pengiriman data dari Arduino ke
Android
Pasien
No.
Baudrate
115200
9600
115200
002
9600
115200
003
9600
115200
004
9600
115200
005
9600
Baudrate 115200
Baudrate 9600
001
Gambar 4. Grafik EKG dari data yang telah
disimpan
Dalam penelitian ini, ada dua metode dalam
pengiriman
data
dari
Arduino
ke
Jumlah
Data Rate
Data
(data/s)
29844
248.70
23838
198.65
29769
248.08
24040
200.33
28148
234.57
23973
199.78
28791
239.93
23846
198.72
28339
236.16
23660
197.17
144891 241,48 ± 2,95
119357 198,92 ± 0,54
Lost (%)
0.52
20.54
0.77
19.87
6.17
20.09
4.03
20.51
5.54
21.13
3,41 ± 1,18
20,43 ± 0,22
Android,
perbedaan dua metode ini adalah pengaturan
baudrate Bluetooth HC-05. Masing-masing metode
terdapat lost saat pengiriman data tersebut. Lost
menunjukkan banyaknya data yang hilang saat
pengiriman melalui Bluetooth atau tidak terbaca
dalam aplikasi Android. Lost untuk Metode 1
adalah (3,41 ± 1,18) % dan untuk Metode 2 adalah
(20,43 ± 0,22) %. Nilai lost untuk Metode 2 lebih
besar dibandingkan dengan Metode 1, hal ini
disebabkan oleh nilai Baudrate Bluetooth HC-05
tersebut, dimana pada saat pengiriman data
Metode 1 nilai Baudrate Bluetooth HC-05 diatur
maksimal yaitu 115200 dan untuk pengiriman data
Metode 2 nilai Baudrate Bluetooth HC-05 diatur
dalam Bluetooth tersebut adalah nilai Baudrate
minimum yaitu 9600. Lost pada saat pengiriman
data ini menyebabkan beberapa data yang
dikirimkan oleh Arduino ke Android tidak diterima.
4. KESIMPULAN
Pada penelitian ini telah dibuat sistem
pemantauan
elektrokardiogram
dan
denyut
jantung secara jarak jauh menggunakan Android.
Sistem pemantauan EKG ini disusun atas Kit EKG
AD8232 untuk merekam aktivitas jantung dari
pasien secara langsung, Arduino UNO R3 untuk
mengolah data yang diperoleh dari Kit AD8232,
Bluetooth HC-05 digunakan untuk mengirimkan
data dari Arduino ke Android, dan modul SDCard
yang berfungsi untuk menyimpan data yang dibaca
oleh Arduino. Dalam penelitian ini terdapat lost
saat pengiriman data dari Arduino ke Android.
Dimana lost untuk pengiriman data dengan
baudrate 115200 adalah (3,41 ± 1,18) % dan lost
untuk pengiriman data dengan baudrate 9600
(20,43 ± 0,22) %.
Tabel 1 menunjukkan lost pengiriman dalam
penelitian ini.
5. DAFTAR PUSTAKA
[1] WHO. (2014). WHO World Health Organization
Report 2000. Genewa: WHO.
[2] Rizal, A., & Suryani, V. (2008). Pengenalan
Signal EKG Menggunakan Dekomposisi Paket
Wavelet Dan K-Means-Clustering. Seminar
Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2008
(SNATI 2008), 51-54.
[3] Walker, J. S. (1999 ). Wavelet and Their
Scientific. CRC Press.
[4] Li, H.-B., Takizawa, I, K., Ri, B. Z., & Kohno, P.
(2007).
Body
Area
Network
and
Its
Standardization at IEEE 802.15.MBAN. Mobile
and
Wireless
Communications
Summit,
2007.16th IST, 1-5.
[5] NCHS. (1991). NATIONAL HEALTH AND
NUTRITION
EXAMINATION
SURVEY
III:
Electrocardiogram. Rockville: Westat, Inc.
[6] Li-ming, T. (2013). Application of Heart Rate
Variability in Psychological Quality Assessment
Technology. World
Congress on
Medical
Physics and Biomedical Engineering, IFMBE
Proceedings, 39, 762–765.