RANCANG BANGUN DAN PENGOLAHAN SINYAL ECG MENGGUNAKAN HIGH PASS FILTER DAN NOTCH FILTER.
RANCANG BANGUN DAN PENGOLAHAN SINYAL ECG
MENGGUNAKAN HIGH PASS FILTER
DAN NOTCH FILTER
Oleh:
Yudhi Hidayat
NIM 409240038
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
i
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis persembahkan kepada Allah SWT,
karena atas rahmat dan hidayahNya masih berkenan memberikan kesehatan dan
hikmah kepada penulis sehingga penelitian skripsi ini dapat diselesaikan dengan
baik dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains.
Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah elektrokardiografi (ECG), dengan
judul skripsi adalah “Rancang Bangun dan Pengolahan Sinyal ECG Menggunakan
High Pass Filter dan Notch Filter”.
Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
kedua orang tua saya Bapak Mulyono dan Mamak Hanifah Hanum Siregar, abang
dan adikku, serta keluarga besar saya atas do’a, dukungan dan motivasi yang
diberikan selama perkuliahan hingga selesai.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah
membantu menyelesaikan skripsi ini, antara lain kepada Bapak Dr. Ridwan A.
Sani, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi, serta Bapak Drs. Usler Simarmata,
M.S selaku dosen pembimbing akademik dan penguji, Bapak Drs. Abdul Hakim
S, M.Si, Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc., Ph.D selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan saran dan masukan. Disamping itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada keluarga besar jurusan fisika FMIPA, antara
lain Bapak Alkhafi Maas Siregar, M.Si, Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si, Bang
Arman, Bang Albar Tanjung dan Kak Maya yang ikut serta dalam penelitian ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman dan adikadik seperjuangan jurusan fisika, yaitu kepada Fajar Afandi, Sonawan Fitra, Adi
Ochu PJt, Suhendra, Dedi S. Dilanga, Anna Dinna, Affan Siregar, Wina, Tian
“Zahara” serta teman-temanku ND’09.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi
ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari
pembaca untuk perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis
berharap agar skripsi ini dapat memberikan gagasan-gagasan baru bagi yang
membacanya sehingga skripsi ini memberi suatu kontribusi bagi fisika serta dapat
v
menjadi langkah awal menuju penelitian-penelitian lainnya. Semoga karya tulis
ini dapat bermanfaat dan menjadi masukan dalam perkembangan dunia
pendidikan terutama generasi penerus kajian Fisika Instrumentasi.
Medan, 03 Januari 2014
Yudhi Hidayat
NIM. 409240038
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Tabel
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Identifikasi Masalah
4
1.3. Batasan Masalah
4
1.4. Rumusan Masalah
4
1.5. Tujuan Penelitian
5
1.6. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Jantung
6
2.1.1. Fungsi dan Cara Kerja Jantung
7
2.1.2. Elektrofisiologi Sel
9
2.1.2.1. Sel Jantung
11
2.2. Elektrokardiografi
16
2.2.1. Sistem Sadapan EKG
17
2.2.2. Sensor EKG
20
2.2.3. Teknik-teknik Elektrokardiografi
20
2.2.4. Kertas EKG
21
2.2.5. Konfigurasi Gelombang EKG Normal
22
2.2.6. Aritmia
24
2.3. Penguat Instrumentasi
26
vii
2.4. Filter
28
2.4.1. High Pass Filter
28
2.4.2. Notch Filter
29
2.5. Fast Fourier Transform (FFT)
30
BAB III. METODE PENELITIAN
32
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
32
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
32
3.2.1. Alat Penelitian
32
3.2.2. Bahan Penelitian
32
3.3. Prosedur Penelitian
33
3.3.1. Perancangan Rangkaian Instrumentasi
33
3.3.1.1. Rangkaian Penguat Penyangga
34
3.3.1.2. Rangkaian Penguat Diferensial
35
3.3.2. Perancangan Rangkaian High Pass Filter
37
3.3.3. Perancangan Rangkaian Notch Filter
38
3.3.4. Port Paralel
39
3.3.5. Analog to Digital Converter (ADC)
41
3.3.5.1 Jenis Konversi ADC
43
3.3.6. Perancangan Program
44
3.4. Analisa Data
45
3.5. Diagram Alir Penelitian
46
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
48
4.1. Hasil Penelitian
48
4.2. Pembahasan
52
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
55
5.1. Kesimpulan
55
5.2. Saran
55
DAFTAR PUSTAKA
57
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Muatan Listrik Sel Otot Jantung
9
Tabel 2.2. Gelombang dan Interval pada EKG
23
Tabel 3.1. Alat Penelitian
32
Tabel 3.2. Bahan Penelitian
32
Tabel 3.3. Fungsi Pin Port Paralel
40
Tabel 3.4. Alamat Port Paralel
41
Tabel 4.1. Perbandingan Amplitudo Gelombang P – QRS – T
52
Tabel 4.2. Perbandingan Interval Waktu Gelombang P – QRS – T
53
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Jantung
6
Gambar 2.2. Ruang dan Katup Jantung
8
Gambar 2.3. (a) Satu sel telah didepolarisasi, gelombang depolarisasi
kemudian menyebar dari sel ke sel
10
(b) Semua sel terdepolarisasi
10
(c) Repolarisasi
10
(d) Mengembalikan setiap sel untuk mengistirahatkan
Polaritas
10
Gambar 2.4. Elektrofisiologi Sel Otot Jantung
10
Gambar 2.5. Sel Jantung
11
Gambar 2.6. Sel Perintis yang Didepolarisasi Spontan
11
Gambar 2.7. Tipekal Potensial aksi
12
Gambar 2.8. Pembuluh keras Jantung
13
Gambar 2.9. Sistem Konduksi Jantung
14
Gambar 2.10. (Depolarisasi menyebabkan kalsium akan dirilis
kedalam sel miokardial. Masuknya kalsium ini
memungkinkan aktin dan myosin, protein kontraktil,
untuk berinteraksi, menyebabkan sel untuk berkontraksi.
(A) Sel miokardial istirahat. (B) Terdepolarisasi,
sel miokardial berkontraksi).
15
Gambar 2.11. Elektrokardiografi Fukuda Denshi
16
Gambar 2.12. Segitiga Einthoven
19
Gambar 2.13. Sadapan Einthoven
19
Gambar 2.14. Elektroda
20
Gambar 2.15. Kertas EKG
21
Gambar 2.16. Pola Siklus EKG Normal
22
Gambar 2.17. Irama Atrial pada Atrial Flutter
(Jumlah gelombang P banyak)
Gambar 2.18. Atrial Fibrilasi
25
25
ix
Gambar 2.19. Atrial Takikardi
25
Gambar 2.20. Ekstrasistole Atrial
26
Gambar 2.21. Gambar rangkaian untuk tiga realisasi yang
berbeda dari penguat instrumentasi untuk aplikasi
biomedis.
(a). Tahap Pengikut tegangan input, (b). Perbaikan,
tahap penguatan masukan, (c). dan Versi 2 op-amp
27
Gambar 2.22. Kurva Respon HPF
29
Gambar 2.23. Rangkaian High Pass Filter
29
Gambar 2.24. Rangkaian Notch Filter
30
Gambar 2.25. Karakteristik Notch Filter
30
Gambar 3.1. Rangkaian Penguat Penyangga
34
Gambar 3.2. Rangkaian Penguat Diferensial
35
Gambar 3.3. Gabungan penguat diferensial dasar dan penguat
penyangga yang menghasilkan penguat instrumentasi
36
Gambar 3.4. Rangkaian High Pass Filter
37
Gambar 3.5. Rangkaian Notch Filter
38
Gambar 3.6. Pin dari Konektor Port Paralel DB-25
40
Gambar 3.7. Kecepatan Sampling
42
Gambar 3.8. Rangkaian ADC Tipe Successive-Approximation
44
Gambar 4.1. Pengukuran EKG Pada Sampel Pertama
49
Gambar 4.2. Pengukuran EKG Pada Sampel Kedua
50
Gambar 4.3. Pengukuran EKG Pada Sampel Ketiga
51
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Informasi Aplikasi TL071
61
Lampiran 2. Skema Rangkaian EKG dengan Filter dan
Layout Rangkaian EKG di Papan PCB
62
Lampiran 3. Card ADC 12 Bit
63
Lampiran 4. Listing Program Turbo Pascal 5
64
Lampiran 5. Dokumentasi
68
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Perkembangan teknologi yang pesat mempermudah manusia dalam
mencapai kebutuhan hidup. Hal tersebut telah merambah segala bidang termasuk
dalam bidang kedokteran. Salah satunya adalah usaha untuk mengetahui aktivitas
yang dilakukan oleh jantung sebagai organ vital dalam tubuh manusia, mengingat
sampai saat ini penyakit jantung masih menjadi penyebab terbesar kematian di
dunia (Darmawansyah, dkk., 2006).
Upaya-upaya yang telah dilakukan untuk mengurangi jumlah kematian
akibat serangan jantung mendadak, yakni melalui pemeriksaan berkala terhadap
kinerja jantung dan kondisi kesehatan penderita seperti misalnya monitoring
respirasi, suhu tubuh, sinyal jantung, tekanan darah, kadar oksigen dan biokimia
darah (Busono dan Sarodja, 2010).
Jantung adalah organ penting dalam tubuh manusia yang difungsikan
untuk memompa darah keseluruh tubuh. Proses pemompaan darah ini terjadi
karena otot jantung berkontraksi akibat mendapat rangsangan elektris atau impuls.
Rangsangan elektris berawal dari potensial aksi yang terjadi pada sel-sel otot
jantung. Potensial aksi berawal dari keadaan depolarisasi dan keadaan repolarisasi
membran sel autoritmik. Untuk mengetahui aktivitas elektris otot jantung
diperlukan pencatatan atau perekaman dari permukaan tubuh (Hindasyah, 2009).
Electrocardiography (ECG) merupakan catatan variasi dari potensi bio
elektrik berkenaan dengan waktu detak jantung manusia. Dengan digitalisasi
sinyal electrocardiography, analisa komputer dari pola ECG dilakukan untuk
mendiagnosa penyakit jantung. Banyak hasil penting mengenai hal ini telah
diperoleh untuk mendapatkan hasil yang efisien dan analisa pola ECG yang akurat
waktunya (Yani, 2012). Kelainan dari fungsi jantung seseorang dapat dilihat dari
rekaman sinyal ECG ini.
Dalam penelitian (Maisyaroh, 2012) perangkat EKG berbasis PC dengan
menggunakan sound card sebagai interface telah terealisasi. Peralatan EKG dapat
2
dibuat menggunakan IC instrumentasi sederhana dan sensor AgCl, dengan
antarmuka soundcard. Sinyal EKG yang dapat dideteksi belum dapat diolah
secara sempurna sempurna akibat keterbatasan kemampuan perangkat lunak
Visual Analyser 9.0 yang digunakan. Dari gambar hasil pengukuran yang telah
diolah dengan menggunakan Microsoft Excel, masih terdapat peredaman noise
kurang sempurna.
Dalam penelitian (Hindasyah, 2009) perangkat sistem instrumentasi EKG
dan aktivitas gerak secara wireless dibuat dalam tiga modul yaitu modul
pengkondisi sinyal, modul mikro-transmiter dan modul USB-receiver. Perangkat
lunak atau program dibuat dalam dua bagian yaitu program untuk mikrokontroler
yang dibuat dengan bahasa BASCOM AVR dan program pada komputer yang
dibuat dengan bahasa Borland Delphi 7. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa
sistem instrumentasi EKG dan aktivitas gerak secara wireless telah dapat
difungsikan. Data pengukuran EKG dalam keadaan diam dapat dicuplik dengan
kecepatan sampling 20 milidetik, 10 milidetik dan 7 milidetik. Dari hasil
pengukuran ini diperoleh gelombang QRS aktifitas jantung dengan amplitudo
maupun interval waktu parameter-parameternya yang relatif sama.
Dalam penelitian (Darmawansyah, dkk., 2006) perancangan rangkaian
elektronik elektrokardiograf menggunakan komponen teknologi mikroelektronik
hibrid dan Surface Mounting Devices (SMD). Elektrokardiograf terdiri atas
beberapa rangkaian penyusun seperti:
rangkaian instrumentasi,
penguat
penyangga, penguat differensial, low pass filter dan notch filter. Semua rangkaian
penyusun akan diukur menggunakan peralatan elektronik dan program SPICE
untuk menganalisis frekuensi respons dan kemiringan untuk filter, CMRR dan
penguatan tegangan untuk rangkaian instrumentasi, penguat penyangga dan
penguat differensial. Hasil pengukuran dan analisis dihasilkan penguatan tegangan
pada rangkaian instrumentasi sebesar 100 kali dengan CMRR sebesar 2500.
Frekuensi putus rangkaian low pass filter 98 Hz dengan kemiringan 39,17 dB,
frekuensi tengah rangkaian notch filter 48 Hz di antara daerah frekuensi yang
diijinkan 42 Hz sampai 54 Hz. Kestabilan rangkaian ECG keseluruhan
3
menggunakan komponen SMD memberikan data perekaman pengukuran bentuk
denyut jantung (elektrokardiogram) yang baik di atas peralatan cetak plotter.
Dalam penelitian (Anwar, 2009) rangkaian setiap output yang dihasilkan
oleh elektroda (sensor) harus dipasangkan dioda, yang berfungsi untuk
mengontrol atau mengamankan sinyal input positif dan sinyal input negatif yang
langsung menuju komponen analog device AD624AD. Yang mana komponen ini
berfungsi untuk memudahkan memonitor sinyal yang dihasilkan oleh jantung,
sinyal input yang ditangkap oleh komponen ini dapat diperkuat sampai 1000 kali.
Adapun faktor gangguan-gangguan yang terdapat pada rangkaian ini yaitu: sistem
pentanahan (grounding), bahan logam atau aluminium dan pengaruh medan
magnet.
Dalam penelitian (Somawirata, 2009) perancangan elektrokardiograf yang
terintegrasi dengan personal komputer direalisasikan dengan rangkaian penguat
awal dan rangkaian low pass filter. Dari hasil pengujian rangkaian penguat awal
didapat nilai persentase error rata-rata sebsar 6.752% yang berarti bahwa
rangkaian ini dapat bekerja dengan baik walaupun masih terdapat error yang
kecil. Untuk rangkaian low pass filter terdapat persentase error sebesar 9% ini
berarti bahawa rangkaian dapat bekerja dengan baik. Pada pembacaan software
masih terlihat noise pada sinyal yang dibaca. Ini disebabkan adanya noise
feedback dari power supply komputer yang digunakan. Secara umum alat ini
dapat bekerja dengan baik terkecuali pada bentuk gelombang yang ditampilkan
pada layar monitor yang dikarenakan adanya noise serta pengaruh gelombang
elektromagnetik yang ada disekitar alat sewaktu diadakan pengujian alat.
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis akan melanjutkan penelitian
mengenai pengolahan sinyal EKG dengan rangkaian High Pass Filter dan Notch
Filter untuk meredam noise. Dimana High Pass Filter berfungsi meredam
frekuensi yang berada dibawah frekuensi cut off yang direalisasikan untuk
meredam interferensi gerakan otot. Sedangkan Notch filter difungsikan untuk
meredam sinyal noise 50 Hz yang disebabkan interferensi frekuensi tegangan jalajala. Selain biopotential yang berada di dalam tubuh manusia, terdapat sinyalsinyal lain yang dapat turut terukur dan mengganggu pengukuran dan penguatan
4
instrumentasi. Sinyal gangguan yang terbesar datang dari interferensi sumber
tegangan listrik jala-jala (PLN) yang disebabkan oleh efek kapasitansi antara
tubuh manusia dengan jaringan tegangan listrik yang ada disekitar tubuh.
Untuk mengubah data input yang analog, maka digunakan ADC dengan
resolusi 12 bit yang dapat mengubah dari analog menjadi data digital sehingga
sinyal terbaca oleh komputer dengan software Turbo Pascal 5.
Dengan demikian judul penelitian ini adalah “ Rancang Bangun dan
Pengolahan Sinyal ECG Menggunakan High Pass Filter dan Notch Filter”.
1.2
Identifikasi Masalah
1. Menggunakan rangkaian penguat instrumentasi untuk mendapatkan
sinyal EKG dari elektroda.
2. Mengolah sinyal EKG dengan rangkaian high pass filter dan notch
filter untuk meredam noise.
3. Menggunakan ADC sebagai pendistribusian untuk pengolahan sinyal
input sehingga terbaca ke komputer.
1.3
Batasan Masalah
1. Rangkaian menggunakan penambahan rangkaian high pass filter dan
notch filter.
2. Perakitan desain dan komponen filter pada EKG.
1.4
Rumusan Masalah
1. Bagaimana karakteristik sinyal EKG dengan rangkaian high pass filter
dan notch filter ?
2. Bagaimana merancang penguat instrumentasi dan filter dengan ADC
sebagai konversi analog ke digital ?
5
1.5
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui karakteristik sinyal EKG dengan rangkaian high pass filter
dan notch filter.
2. Mengetahui rancangan penguat instrumentasi dan filter dengan ADC
sehingga terbaca ke komputer.
1.6
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah
1. Menampilkan sinyal EKG sederhana seperti sinyal EKG sebenarnya.
2. Membuat suatu perangkat EKG yang ekonomis.
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dari pengolahan sinyal peralatan EKG
menggunakan rangkaian high pass filter dan notch filter, maka dapat disimpulkan:
1. Pengolahan sinyal EKG dengan penambahan filter dari rangkaian high pass
filter dan notch filter membentuk sinyal defleksi positif pada deteksi listrik
depolarisasi ventrikel jantung. Sinyal positif yang dideteksi mewakili
depolarisasi otot miokardium (kontraksi ventrikel) yang disebut gelombang
R. Pada pengujian ketiga sampel juga didapatkan, yaitu sampel pertama
sebesar 0,98 mV, sampel kedua sebesar 0,74 mV dan sampel ketiga bernilai
0,98 mV.
2. Perancangan EKG yang dibuat menggunakan penguat instrumentasi untuk
menguatkan sinyal dari sensor Ag/AgCl. Rangkaian filter dari high pass filter
dan notch filter digunakan untuk mengurangi noise pada frekuensi rendah
antara 0 sampai 1 Hz yang dihasilkan oleh tubuh dan juga meredam noise
yang ditimbulkan oleh interferensi jala-jala pada frekuensi 50 Hz. Dari
rancangan rangkaian ini diteruskan ke bagian ADC dengan antarmuka port
paralel. Sinyal masukan analog dari rangkaian EKG tadi akan dikonversikan
oleh ADC menjadi sinyal digital yang dapat terbaca oleh komputer.
5.2
Saran
Peralatan EKG yang dirancang dapat bekerja dengan baik, diharapkan ada
perbaikan dan pengembangan untuk mendapatkan sinyal EKG yang lebih baik
lagi. Hal-hal tersebut adalah:
Perlu ditingkatkan pemrograman fast fourier transformation (FFT) untuk
pengolahan sinyal EKG, agar diperoleh interval gelombang dan
gelombang amplitudo P, Q, R, S dan T pada EKG secara berulang dan
simetris.
56
Penambahan rangkaian penguat yang dapat melengkapi untuk titik-titik
sadapan.
Penggunaan kabel dengan noise rendah untuk mendapatkan sinyal EKG
yang lebih baik.
Penggunaan jelly cair pada pemasangan elektroda, agar sinyal keluarannya
dapat terlihat jelas.
57
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,
R., (2012), http://bukusakudokter.wordpress.com/2012/11/14/ekgnormal/ (diakses 14 November 2012).
Agung, R., (2005), Realisasi Elektrokardiograf Berbasis Komputer Personal
Untuk Akuisisi Data Isyarat Elektris Jantung, Jurnal Teknologi elektro,
Vol.4 No.1: 14-19.
Agung, R., dan Suryawan, A., (2007), Perancangan dan Realisasi Penghitung
Frekuensi Detak Jantung Berbasis Mikrokontroler AT89S52, Jurnal
Teknologi elektro, Vol. 6 No. 2: 13-19.
AKHAL, (2012), Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis
Mikrokontroler (Perancangan dan Realisasi),
akhal.org/elektrokardiograf-dan-fotopletismograf-portabel-berbasis.mikrokontroler .
Amdanita, P., (2011), http://allaboutmedicalphysics.blogspot.com/2011/05/ekgelektrokardiogram.html (diakses 25 Mei 2011).
Anwar, S., (2009), Rancang Bangun Elektrokardiograph Berbasiskan Personal
Computer, Jurnal Elektron, Vol. 1 No. 1: 11-19.
Barong,
M.
S.,
(2011),
Interface
Port
Paralel
(DB-25),
http://mekatronikausd.blogspot.com/2011/04/interface-port-paralel-db25.html (diakses 19 April 2011).
Busono, P., dan Sarodja, N., (2010), Implementasi Standalone Patient Monitoring
System Dilengkapi Dengan Perangkat Lunak Interpretasi Untuk
Meningkatkan Kualitas Pelayanan Kesehatan di Puskesmas, Laporan
Hasil Penelitian, BPPT Serpong, Tangerang.
Darmawansyah, A., Susanto, A., Widodo, T.S., dan Abraha, K., (2006),
Pembuatan Elektrokardiograf (ECG) Teknologi Hibrid Menggunakan
Komponen Surface Mounting Device (SMD), Jurnal Teknik, Vol. 13
No. 3: 228-243.
Direktorat Bina Farmasi Komunitas dan Klinik, (2006), Pharmaceutical Care
Untuk Pasien Penyakit Jantung Koroner, Departemen Kesehatan,
Jakarta.
Elektronika Dasar, (2012), http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/bandstop-filter-bpf-rc/ (diakses 22 Mei 2012).
58
Elektronika Dasar, (2012), http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/adcanalog-to-digital-convertion/comment-page-1/ (diakses 1 Mei 2012).
Epi, S., (2012), Fisiologi Cara Kerja Jantung,
http://sikkahoder.blogspot.com/2012/04/fisiologi-cara-kerjajantung.html#.USt5cB1GJQY (diakses 16 April 2012).
Fakultas Kedokteran Universitas Andalas, (2012), Penuntun Skills Lab, FK
Universitas Andalas.
Fauzi, Y., (2012), Rancang Bangun Bandpass Filter Untuk Aplikasi Radar XBand Menggunakan Resonator Mikrostrip Hairpin Dengan
Menggunakan Open Stub dan Square Groove, Skripsi, FT, UI, Depok.
Fitriani, L., (2010), Evaluasi Kerja Electrocardiograph (ECG) RSUD Zainoel
Abidin, Laporan Penelitian, Banda Aceh.
Hadiyoso, S., Alfaruq, A., dan Rizal, A., (2011), Sistem Multiplexing Pada
Pengiriman Data Monitoring ECG, PPG, dan Suhu Tubuh Berbasis
Mikrokontroler, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2011.
Handayani, Y. K., (2011), Instrumentasi Medis Fisika UI,
http://yunitakusumahandayani.wordpress.com/2011/05/24/instrumentas
i-medis-fisika-ui-5/ (diakses 24 Mei 2011).
Hanggarsari, P. N., Fitriawan, H., dan Yuniati, Y., (2012), Simulasi Sistem
Pengacakan Sinyal Suara Secara Real Time Berbasis Fast Fourier
Transform (FFT), Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro, Vol. 6
No.3:192 – 198.
Herbert, G., (2011), Instrumentasi Akuisisi data ECG,
http://tryanythingknoweverything.blogspot.com/2011/01/instrumentasiakuisisi-data-ecg.html (diakses 18 Januari 2011).
Heru, A. S., (2008), Desain Alat Deteksi Dini dan Mandiri Aritmia, Jurnal
Teknologi dan Manajemen Informatika, Vol. 6 No. 3: 494-502.
Hindasyah, A., (2009), Rancang Bangun Sistem Instrumentasi Elektrokardiogram
dan Aktifitas Gerak Secara Wireless, Tesis, FMIPA, UI, Depok.
Ilham, (2009), ADC (Analog to Digital Converter),
http://www.oocities.org/ilham_aez/artikel/analog/ADC.html (diakses
Oktober 2009).
59
Maisyaroh, S., (2012), Rancang Bangun Instrumentasi Elektrokardiografi
Berbasis PC Menggunakan Sound Card, Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan.
Marseno, (2010), http://marsenorhudy.wordpress.com/2010/10/03/45/ (diakses 3
Oktober 2010).
Munawar, A., (2011), Elektrokardiogram (EKG),
http://arismunawarslalu.blogspot.com/2011/05/elektrokardiogramekg.html (diakses 30 Mei 2011).
Nagel, J.H., (2000), “Biopotential Amplifiers”, The Biomedical Engineering
Handbook: Second Edition, CRC Press LLC, Boca Raton.
Rudy, (2010), Analog to Digital Converter (ADC),
http://matrudian.wordpress.com/2010/12/05/analog-to-digitalconverter-adc/ (diakses 5 Desember 2010).
Sanjoyo, R., (2005), Tugas Biomedik Farmakologi, FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Saparudin dan Ramadhan, E., (2010), Identifikasi Kelainan Jantung Menggunakan
Pola Citra Digital Electrocardiogram, Jurnal Generic, Vol. 5 No.1: 2530.
Seniari, N. M., (2010), Pemodelan Matematika Aktifitas Listrik Sel Jantung
Pada Pembangkitan Sinyal Elektrocardiogram (ECG), Jurnal
Dielektrika, Vol. 1 No. 1 : 29 – 34.
Sensors, Instrumentation & Electronics, (2012),
http://instrumentasi.lecture.ub.ac.id/penguat-biopotensial/ (diakses 9
Februari 2012).
Somawirata, I. K., (2009), Pengembangan Electrocardiograph (ECG) Yang
Terintegrasi Dengan Personal Komputer, Prosiding SENTIA 2009.
Suhari,
D., (2008), Cara Kerja Jantung dan Pembuluh Darah,
http://dyansuhari.multiply.com/journal/item/14/Cara-Kerja-Jantungdan-Pembuluh-Darah?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem
(diakses 15 Desember 2008).
Sumanto, B., (2012), Penentuan Pola Power Average Pada Isyarat EKG Sebagai
Ciri Dengan Analisis Wavelet, Jurnal Amplifier, Vol. 2 No. 2: 35-38.
Thaler, M.S., (2007), The Only EKG Book You'll Ever Need, 5th Edition,
Lippincott Williams & Wilkins, Pennsylvania.
60
Wajiansyah, A., dan Subir, (2011), Desain Filter Aktif Low Pass Butterworth,
Jurnal Dielektrika, Vol. 2 No. 2: 120-126.
Wibawanto, H., (1999), Spesifikasi Peranti Konversi Data,
http://www.elektroindonesia.com/elektro/inst26.html (diakses Juni
1999).
Yani, A., (2012), Penerapan Anfis Untuk Pengenalan Sinyal EKG, Jurnal Sains
dan Komputer, Vol. 11 No. 2: 94-100.
MENGGUNAKAN HIGH PASS FILTER
DAN NOTCH FILTER
Oleh:
Yudhi Hidayat
NIM 409240038
Program Studi Fisika
SKRIPSI
Diajukan Untuk Memenuhi Syarat Memperoleh Gelar
Sarjana Sain
JURUSAN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS NEGERI MEDAN
MEDAN
2014
i
iv
KATA PENGANTAR
Alhamdulillah, Puji dan syukur penulis persembahkan kepada Allah SWT,
karena atas rahmat dan hidayahNya masih berkenan memberikan kesehatan dan
hikmah kepada penulis sehingga penelitian skripsi ini dapat diselesaikan dengan
baik dan diajukan sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana sains.
Tema yang dipilih dalam penelitian ini adalah elektrokardiografi (ECG), dengan
judul skripsi adalah “Rancang Bangun dan Pengolahan Sinyal ECG Menggunakan
High Pass Filter dan Notch Filter”.
Dalam kesempatan ini, penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada
kedua orang tua saya Bapak Mulyono dan Mamak Hanifah Hanum Siregar, abang
dan adikku, serta keluarga besar saya atas do’a, dukungan dan motivasi yang
diberikan selama perkuliahan hingga selesai.
Ucapan terima kasih penulis sampaikan kepada berbagai pihak yang telah
membantu menyelesaikan skripsi ini, antara lain kepada Bapak Dr. Ridwan A.
Sani, M.Si selaku dosen pembimbing skripsi, serta Bapak Drs. Usler Simarmata,
M.S selaku dosen pembimbing akademik dan penguji, Bapak Drs. Abdul Hakim
S, M.Si, Bapak Prof. Drs. Motlan, M.Sc., Ph.D selaku dosen penguji yang telah
banyak memberikan saran dan masukan. Disamping itu, penulis juga
mengucapkan terima kasih kepada keluarga besar jurusan fisika FMIPA, antara
lain Bapak Alkhafi Maas Siregar, M.Si, Bapak Drs. Juniar Hutahean, M.Si, Bang
Arman, Bang Albar Tanjung dan Kak Maya yang ikut serta dalam penelitian ini.
Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada teman-teman dan adikadik seperjuangan jurusan fisika, yaitu kepada Fajar Afandi, Sonawan Fitra, Adi
Ochu PJt, Suhendra, Dedi S. Dilanga, Anna Dinna, Affan Siregar, Wina, Tian
“Zahara” serta teman-temanku ND’09.
Penulis menyadari masih banyak kekurangan dalam penyusunan skripsi
ini, untuk itu penulis mengharapkan saran dan kritik yang membangun dari
pembaca untuk perbaikan dan penyempurnaan skripsi ini. Akhir kata penulis
berharap agar skripsi ini dapat memberikan gagasan-gagasan baru bagi yang
membacanya sehingga skripsi ini memberi suatu kontribusi bagi fisika serta dapat
v
menjadi langkah awal menuju penelitian-penelitian lainnya. Semoga karya tulis
ini dapat bermanfaat dan menjadi masukan dalam perkembangan dunia
pendidikan terutama generasi penerus kajian Fisika Instrumentasi.
Medan, 03 Januari 2014
Yudhi Hidayat
NIM. 409240038
vi
DAFTAR ISI
Halaman
Lembar Pengesahan
i
Riwayat Hidup
ii
Abstrak
iii
Kata Pengantar
iv
Daftar Isi
vi
Daftar Gambar
viii
Daftar Tabel
x
Daftar Lampiran
xi
BAB I. PENDAHULUAN
1
1.1. Latar Belakang Masalah
1
1.2. Identifikasi Masalah
4
1.3. Batasan Masalah
4
1.4. Rumusan Masalah
4
1.5. Tujuan Penelitian
5
1.6. Manfaat Penelitian
5
BAB II. TINJAUAN PUSTAKA
6
2.1. Jantung
6
2.1.1. Fungsi dan Cara Kerja Jantung
7
2.1.2. Elektrofisiologi Sel
9
2.1.2.1. Sel Jantung
11
2.2. Elektrokardiografi
16
2.2.1. Sistem Sadapan EKG
17
2.2.2. Sensor EKG
20
2.2.3. Teknik-teknik Elektrokardiografi
20
2.2.4. Kertas EKG
21
2.2.5. Konfigurasi Gelombang EKG Normal
22
2.2.6. Aritmia
24
2.3. Penguat Instrumentasi
26
vii
2.4. Filter
28
2.4.1. High Pass Filter
28
2.4.2. Notch Filter
29
2.5. Fast Fourier Transform (FFT)
30
BAB III. METODE PENELITIAN
32
3.1. Tempat dan Waktu Penelitian
32
3.2. Alat dan Bahan Penelitian
32
3.2.1. Alat Penelitian
32
3.2.2. Bahan Penelitian
32
3.3. Prosedur Penelitian
33
3.3.1. Perancangan Rangkaian Instrumentasi
33
3.3.1.1. Rangkaian Penguat Penyangga
34
3.3.1.2. Rangkaian Penguat Diferensial
35
3.3.2. Perancangan Rangkaian High Pass Filter
37
3.3.3. Perancangan Rangkaian Notch Filter
38
3.3.4. Port Paralel
39
3.3.5. Analog to Digital Converter (ADC)
41
3.3.5.1 Jenis Konversi ADC
43
3.3.6. Perancangan Program
44
3.4. Analisa Data
45
3.5. Diagram Alir Penelitian
46
BAB IV. HASIL DAN PEMBAHASAN
48
4.1. Hasil Penelitian
48
4.2. Pembahasan
52
BAB V. KESIMPULAN DAN SARAN
55
5.1. Kesimpulan
55
5.2. Saran
55
DAFTAR PUSTAKA
57
x
DAFTAR TABEL
Halaman
Tabel 2.1. Muatan Listrik Sel Otot Jantung
9
Tabel 2.2. Gelombang dan Interval pada EKG
23
Tabel 3.1. Alat Penelitian
32
Tabel 3.2. Bahan Penelitian
32
Tabel 3.3. Fungsi Pin Port Paralel
40
Tabel 3.4. Alamat Port Paralel
41
Tabel 4.1. Perbandingan Amplitudo Gelombang P – QRS – T
52
Tabel 4.2. Perbandingan Interval Waktu Gelombang P – QRS – T
53
viii
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Jantung
6
Gambar 2.2. Ruang dan Katup Jantung
8
Gambar 2.3. (a) Satu sel telah didepolarisasi, gelombang depolarisasi
kemudian menyebar dari sel ke sel
10
(b) Semua sel terdepolarisasi
10
(c) Repolarisasi
10
(d) Mengembalikan setiap sel untuk mengistirahatkan
Polaritas
10
Gambar 2.4. Elektrofisiologi Sel Otot Jantung
10
Gambar 2.5. Sel Jantung
11
Gambar 2.6. Sel Perintis yang Didepolarisasi Spontan
11
Gambar 2.7. Tipekal Potensial aksi
12
Gambar 2.8. Pembuluh keras Jantung
13
Gambar 2.9. Sistem Konduksi Jantung
14
Gambar 2.10. (Depolarisasi menyebabkan kalsium akan dirilis
kedalam sel miokardial. Masuknya kalsium ini
memungkinkan aktin dan myosin, protein kontraktil,
untuk berinteraksi, menyebabkan sel untuk berkontraksi.
(A) Sel miokardial istirahat. (B) Terdepolarisasi,
sel miokardial berkontraksi).
15
Gambar 2.11. Elektrokardiografi Fukuda Denshi
16
Gambar 2.12. Segitiga Einthoven
19
Gambar 2.13. Sadapan Einthoven
19
Gambar 2.14. Elektroda
20
Gambar 2.15. Kertas EKG
21
Gambar 2.16. Pola Siklus EKG Normal
22
Gambar 2.17. Irama Atrial pada Atrial Flutter
(Jumlah gelombang P banyak)
Gambar 2.18. Atrial Fibrilasi
25
25
ix
Gambar 2.19. Atrial Takikardi
25
Gambar 2.20. Ekstrasistole Atrial
26
Gambar 2.21. Gambar rangkaian untuk tiga realisasi yang
berbeda dari penguat instrumentasi untuk aplikasi
biomedis.
(a). Tahap Pengikut tegangan input, (b). Perbaikan,
tahap penguatan masukan, (c). dan Versi 2 op-amp
27
Gambar 2.22. Kurva Respon HPF
29
Gambar 2.23. Rangkaian High Pass Filter
29
Gambar 2.24. Rangkaian Notch Filter
30
Gambar 2.25. Karakteristik Notch Filter
30
Gambar 3.1. Rangkaian Penguat Penyangga
34
Gambar 3.2. Rangkaian Penguat Diferensial
35
Gambar 3.3. Gabungan penguat diferensial dasar dan penguat
penyangga yang menghasilkan penguat instrumentasi
36
Gambar 3.4. Rangkaian High Pass Filter
37
Gambar 3.5. Rangkaian Notch Filter
38
Gambar 3.6. Pin dari Konektor Port Paralel DB-25
40
Gambar 3.7. Kecepatan Sampling
42
Gambar 3.8. Rangkaian ADC Tipe Successive-Approximation
44
Gambar 4.1. Pengukuran EKG Pada Sampel Pertama
49
Gambar 4.2. Pengukuran EKG Pada Sampel Kedua
50
Gambar 4.3. Pengukuran EKG Pada Sampel Ketiga
51
xi
DAFTAR LAMPIRAN
Halaman
Lampiran 1. Informasi Aplikasi TL071
61
Lampiran 2. Skema Rangkaian EKG dengan Filter dan
Layout Rangkaian EKG di Papan PCB
62
Lampiran 3. Card ADC 12 Bit
63
Lampiran 4. Listing Program Turbo Pascal 5
64
Lampiran 5. Dokumentasi
68
1
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Perkembangan teknologi yang pesat mempermudah manusia dalam
mencapai kebutuhan hidup. Hal tersebut telah merambah segala bidang termasuk
dalam bidang kedokteran. Salah satunya adalah usaha untuk mengetahui aktivitas
yang dilakukan oleh jantung sebagai organ vital dalam tubuh manusia, mengingat
sampai saat ini penyakit jantung masih menjadi penyebab terbesar kematian di
dunia (Darmawansyah, dkk., 2006).
Upaya-upaya yang telah dilakukan untuk mengurangi jumlah kematian
akibat serangan jantung mendadak, yakni melalui pemeriksaan berkala terhadap
kinerja jantung dan kondisi kesehatan penderita seperti misalnya monitoring
respirasi, suhu tubuh, sinyal jantung, tekanan darah, kadar oksigen dan biokimia
darah (Busono dan Sarodja, 2010).
Jantung adalah organ penting dalam tubuh manusia yang difungsikan
untuk memompa darah keseluruh tubuh. Proses pemompaan darah ini terjadi
karena otot jantung berkontraksi akibat mendapat rangsangan elektris atau impuls.
Rangsangan elektris berawal dari potensial aksi yang terjadi pada sel-sel otot
jantung. Potensial aksi berawal dari keadaan depolarisasi dan keadaan repolarisasi
membran sel autoritmik. Untuk mengetahui aktivitas elektris otot jantung
diperlukan pencatatan atau perekaman dari permukaan tubuh (Hindasyah, 2009).
Electrocardiography (ECG) merupakan catatan variasi dari potensi bio
elektrik berkenaan dengan waktu detak jantung manusia. Dengan digitalisasi
sinyal electrocardiography, analisa komputer dari pola ECG dilakukan untuk
mendiagnosa penyakit jantung. Banyak hasil penting mengenai hal ini telah
diperoleh untuk mendapatkan hasil yang efisien dan analisa pola ECG yang akurat
waktunya (Yani, 2012). Kelainan dari fungsi jantung seseorang dapat dilihat dari
rekaman sinyal ECG ini.
Dalam penelitian (Maisyaroh, 2012) perangkat EKG berbasis PC dengan
menggunakan sound card sebagai interface telah terealisasi. Peralatan EKG dapat
2
dibuat menggunakan IC instrumentasi sederhana dan sensor AgCl, dengan
antarmuka soundcard. Sinyal EKG yang dapat dideteksi belum dapat diolah
secara sempurna sempurna akibat keterbatasan kemampuan perangkat lunak
Visual Analyser 9.0 yang digunakan. Dari gambar hasil pengukuran yang telah
diolah dengan menggunakan Microsoft Excel, masih terdapat peredaman noise
kurang sempurna.
Dalam penelitian (Hindasyah, 2009) perangkat sistem instrumentasi EKG
dan aktivitas gerak secara wireless dibuat dalam tiga modul yaitu modul
pengkondisi sinyal, modul mikro-transmiter dan modul USB-receiver. Perangkat
lunak atau program dibuat dalam dua bagian yaitu program untuk mikrokontroler
yang dibuat dengan bahasa BASCOM AVR dan program pada komputer yang
dibuat dengan bahasa Borland Delphi 7. Dari hasil pengujian diperoleh bahwa
sistem instrumentasi EKG dan aktivitas gerak secara wireless telah dapat
difungsikan. Data pengukuran EKG dalam keadaan diam dapat dicuplik dengan
kecepatan sampling 20 milidetik, 10 milidetik dan 7 milidetik. Dari hasil
pengukuran ini diperoleh gelombang QRS aktifitas jantung dengan amplitudo
maupun interval waktu parameter-parameternya yang relatif sama.
Dalam penelitian (Darmawansyah, dkk., 2006) perancangan rangkaian
elektronik elektrokardiograf menggunakan komponen teknologi mikroelektronik
hibrid dan Surface Mounting Devices (SMD). Elektrokardiograf terdiri atas
beberapa rangkaian penyusun seperti:
rangkaian instrumentasi,
penguat
penyangga, penguat differensial, low pass filter dan notch filter. Semua rangkaian
penyusun akan diukur menggunakan peralatan elektronik dan program SPICE
untuk menganalisis frekuensi respons dan kemiringan untuk filter, CMRR dan
penguatan tegangan untuk rangkaian instrumentasi, penguat penyangga dan
penguat differensial. Hasil pengukuran dan analisis dihasilkan penguatan tegangan
pada rangkaian instrumentasi sebesar 100 kali dengan CMRR sebesar 2500.
Frekuensi putus rangkaian low pass filter 98 Hz dengan kemiringan 39,17 dB,
frekuensi tengah rangkaian notch filter 48 Hz di antara daerah frekuensi yang
diijinkan 42 Hz sampai 54 Hz. Kestabilan rangkaian ECG keseluruhan
3
menggunakan komponen SMD memberikan data perekaman pengukuran bentuk
denyut jantung (elektrokardiogram) yang baik di atas peralatan cetak plotter.
Dalam penelitian (Anwar, 2009) rangkaian setiap output yang dihasilkan
oleh elektroda (sensor) harus dipasangkan dioda, yang berfungsi untuk
mengontrol atau mengamankan sinyal input positif dan sinyal input negatif yang
langsung menuju komponen analog device AD624AD. Yang mana komponen ini
berfungsi untuk memudahkan memonitor sinyal yang dihasilkan oleh jantung,
sinyal input yang ditangkap oleh komponen ini dapat diperkuat sampai 1000 kali.
Adapun faktor gangguan-gangguan yang terdapat pada rangkaian ini yaitu: sistem
pentanahan (grounding), bahan logam atau aluminium dan pengaruh medan
magnet.
Dalam penelitian (Somawirata, 2009) perancangan elektrokardiograf yang
terintegrasi dengan personal komputer direalisasikan dengan rangkaian penguat
awal dan rangkaian low pass filter. Dari hasil pengujian rangkaian penguat awal
didapat nilai persentase error rata-rata sebsar 6.752% yang berarti bahwa
rangkaian ini dapat bekerja dengan baik walaupun masih terdapat error yang
kecil. Untuk rangkaian low pass filter terdapat persentase error sebesar 9% ini
berarti bahawa rangkaian dapat bekerja dengan baik. Pada pembacaan software
masih terlihat noise pada sinyal yang dibaca. Ini disebabkan adanya noise
feedback dari power supply komputer yang digunakan. Secara umum alat ini
dapat bekerja dengan baik terkecuali pada bentuk gelombang yang ditampilkan
pada layar monitor yang dikarenakan adanya noise serta pengaruh gelombang
elektromagnetik yang ada disekitar alat sewaktu diadakan pengujian alat.
Berdasarkan uraian diatas, maka penulis akan melanjutkan penelitian
mengenai pengolahan sinyal EKG dengan rangkaian High Pass Filter dan Notch
Filter untuk meredam noise. Dimana High Pass Filter berfungsi meredam
frekuensi yang berada dibawah frekuensi cut off yang direalisasikan untuk
meredam interferensi gerakan otot. Sedangkan Notch filter difungsikan untuk
meredam sinyal noise 50 Hz yang disebabkan interferensi frekuensi tegangan jalajala. Selain biopotential yang berada di dalam tubuh manusia, terdapat sinyalsinyal lain yang dapat turut terukur dan mengganggu pengukuran dan penguatan
4
instrumentasi. Sinyal gangguan yang terbesar datang dari interferensi sumber
tegangan listrik jala-jala (PLN) yang disebabkan oleh efek kapasitansi antara
tubuh manusia dengan jaringan tegangan listrik yang ada disekitar tubuh.
Untuk mengubah data input yang analog, maka digunakan ADC dengan
resolusi 12 bit yang dapat mengubah dari analog menjadi data digital sehingga
sinyal terbaca oleh komputer dengan software Turbo Pascal 5.
Dengan demikian judul penelitian ini adalah “ Rancang Bangun dan
Pengolahan Sinyal ECG Menggunakan High Pass Filter dan Notch Filter”.
1.2
Identifikasi Masalah
1. Menggunakan rangkaian penguat instrumentasi untuk mendapatkan
sinyal EKG dari elektroda.
2. Mengolah sinyal EKG dengan rangkaian high pass filter dan notch
filter untuk meredam noise.
3. Menggunakan ADC sebagai pendistribusian untuk pengolahan sinyal
input sehingga terbaca ke komputer.
1.3
Batasan Masalah
1. Rangkaian menggunakan penambahan rangkaian high pass filter dan
notch filter.
2. Perakitan desain dan komponen filter pada EKG.
1.4
Rumusan Masalah
1. Bagaimana karakteristik sinyal EKG dengan rangkaian high pass filter
dan notch filter ?
2. Bagaimana merancang penguat instrumentasi dan filter dengan ADC
sebagai konversi analog ke digital ?
5
1.5
Tujuan Penelitian
1. Mengetahui karakteristik sinyal EKG dengan rangkaian high pass filter
dan notch filter.
2. Mengetahui rancangan penguat instrumentasi dan filter dengan ADC
sehingga terbaca ke komputer.
1.6
Manfaat Penelitian
Adapun manfaat penelitian ini adalah
1. Menampilkan sinyal EKG sederhana seperti sinyal EKG sebenarnya.
2. Membuat suatu perangkat EKG yang ekonomis.
55
BAB V
KESIMPULAN DAN SARAN
5.1
Kesimpulan
Berdasarkan hasil penelitian dari pengolahan sinyal peralatan EKG
menggunakan rangkaian high pass filter dan notch filter, maka dapat disimpulkan:
1. Pengolahan sinyal EKG dengan penambahan filter dari rangkaian high pass
filter dan notch filter membentuk sinyal defleksi positif pada deteksi listrik
depolarisasi ventrikel jantung. Sinyal positif yang dideteksi mewakili
depolarisasi otot miokardium (kontraksi ventrikel) yang disebut gelombang
R. Pada pengujian ketiga sampel juga didapatkan, yaitu sampel pertama
sebesar 0,98 mV, sampel kedua sebesar 0,74 mV dan sampel ketiga bernilai
0,98 mV.
2. Perancangan EKG yang dibuat menggunakan penguat instrumentasi untuk
menguatkan sinyal dari sensor Ag/AgCl. Rangkaian filter dari high pass filter
dan notch filter digunakan untuk mengurangi noise pada frekuensi rendah
antara 0 sampai 1 Hz yang dihasilkan oleh tubuh dan juga meredam noise
yang ditimbulkan oleh interferensi jala-jala pada frekuensi 50 Hz. Dari
rancangan rangkaian ini diteruskan ke bagian ADC dengan antarmuka port
paralel. Sinyal masukan analog dari rangkaian EKG tadi akan dikonversikan
oleh ADC menjadi sinyal digital yang dapat terbaca oleh komputer.
5.2
Saran
Peralatan EKG yang dirancang dapat bekerja dengan baik, diharapkan ada
perbaikan dan pengembangan untuk mendapatkan sinyal EKG yang lebih baik
lagi. Hal-hal tersebut adalah:
Perlu ditingkatkan pemrograman fast fourier transformation (FFT) untuk
pengolahan sinyal EKG, agar diperoleh interval gelombang dan
gelombang amplitudo P, Q, R, S dan T pada EKG secara berulang dan
simetris.
56
Penambahan rangkaian penguat yang dapat melengkapi untuk titik-titik
sadapan.
Penggunaan kabel dengan noise rendah untuk mendapatkan sinyal EKG
yang lebih baik.
Penggunaan jelly cair pada pemasangan elektroda, agar sinyal keluarannya
dapat terlihat jelas.
57
DAFTAR PUSTAKA
Abdullah,
R., (2012), http://bukusakudokter.wordpress.com/2012/11/14/ekgnormal/ (diakses 14 November 2012).
Agung, R., (2005), Realisasi Elektrokardiograf Berbasis Komputer Personal
Untuk Akuisisi Data Isyarat Elektris Jantung, Jurnal Teknologi elektro,
Vol.4 No.1: 14-19.
Agung, R., dan Suryawan, A., (2007), Perancangan dan Realisasi Penghitung
Frekuensi Detak Jantung Berbasis Mikrokontroler AT89S52, Jurnal
Teknologi elektro, Vol. 6 No. 2: 13-19.
AKHAL, (2012), Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis
Mikrokontroler (Perancangan dan Realisasi),
akhal.org/elektrokardiograf-dan-fotopletismograf-portabel-berbasis.mikrokontroler .
Amdanita, P., (2011), http://allaboutmedicalphysics.blogspot.com/2011/05/ekgelektrokardiogram.html (diakses 25 Mei 2011).
Anwar, S., (2009), Rancang Bangun Elektrokardiograph Berbasiskan Personal
Computer, Jurnal Elektron, Vol. 1 No. 1: 11-19.
Barong,
M.
S.,
(2011),
Interface
Port
Paralel
(DB-25),
http://mekatronikausd.blogspot.com/2011/04/interface-port-paralel-db25.html (diakses 19 April 2011).
Busono, P., dan Sarodja, N., (2010), Implementasi Standalone Patient Monitoring
System Dilengkapi Dengan Perangkat Lunak Interpretasi Untuk
Meningkatkan Kualitas Pelayanan Kesehatan di Puskesmas, Laporan
Hasil Penelitian, BPPT Serpong, Tangerang.
Darmawansyah, A., Susanto, A., Widodo, T.S., dan Abraha, K., (2006),
Pembuatan Elektrokardiograf (ECG) Teknologi Hibrid Menggunakan
Komponen Surface Mounting Device (SMD), Jurnal Teknik, Vol. 13
No. 3: 228-243.
Direktorat Bina Farmasi Komunitas dan Klinik, (2006), Pharmaceutical Care
Untuk Pasien Penyakit Jantung Koroner, Departemen Kesehatan,
Jakarta.
Elektronika Dasar, (2012), http://elektronika-dasar.com/teori-elektronika/bandstop-filter-bpf-rc/ (diakses 22 Mei 2012).
58
Elektronika Dasar, (2012), http://elektronika-dasar.web.id/teori-elektronika/adcanalog-to-digital-convertion/comment-page-1/ (diakses 1 Mei 2012).
Epi, S., (2012), Fisiologi Cara Kerja Jantung,
http://sikkahoder.blogspot.com/2012/04/fisiologi-cara-kerjajantung.html#.USt5cB1GJQY (diakses 16 April 2012).
Fakultas Kedokteran Universitas Andalas, (2012), Penuntun Skills Lab, FK
Universitas Andalas.
Fauzi, Y., (2012), Rancang Bangun Bandpass Filter Untuk Aplikasi Radar XBand Menggunakan Resonator Mikrostrip Hairpin Dengan
Menggunakan Open Stub dan Square Groove, Skripsi, FT, UI, Depok.
Fitriani, L., (2010), Evaluasi Kerja Electrocardiograph (ECG) RSUD Zainoel
Abidin, Laporan Penelitian, Banda Aceh.
Hadiyoso, S., Alfaruq, A., dan Rizal, A., (2011), Sistem Multiplexing Pada
Pengiriman Data Monitoring ECG, PPG, dan Suhu Tubuh Berbasis
Mikrokontroler, Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi 2011.
Handayani, Y. K., (2011), Instrumentasi Medis Fisika UI,
http://yunitakusumahandayani.wordpress.com/2011/05/24/instrumentas
i-medis-fisika-ui-5/ (diakses 24 Mei 2011).
Hanggarsari, P. N., Fitriawan, H., dan Yuniati, Y., (2012), Simulasi Sistem
Pengacakan Sinyal Suara Secara Real Time Berbasis Fast Fourier
Transform (FFT), Jurnal Rekayasa dan Teknologi Elektro, Vol. 6
No.3:192 – 198.
Herbert, G., (2011), Instrumentasi Akuisisi data ECG,
http://tryanythingknoweverything.blogspot.com/2011/01/instrumentasiakuisisi-data-ecg.html (diakses 18 Januari 2011).
Heru, A. S., (2008), Desain Alat Deteksi Dini dan Mandiri Aritmia, Jurnal
Teknologi dan Manajemen Informatika, Vol. 6 No. 3: 494-502.
Hindasyah, A., (2009), Rancang Bangun Sistem Instrumentasi Elektrokardiogram
dan Aktifitas Gerak Secara Wireless, Tesis, FMIPA, UI, Depok.
Ilham, (2009), ADC (Analog to Digital Converter),
http://www.oocities.org/ilham_aez/artikel/analog/ADC.html (diakses
Oktober 2009).
59
Maisyaroh, S., (2012), Rancang Bangun Instrumentasi Elektrokardiografi
Berbasis PC Menggunakan Sound Card, Skripsi, FMIPA, Unimed,
Medan.
Marseno, (2010), http://marsenorhudy.wordpress.com/2010/10/03/45/ (diakses 3
Oktober 2010).
Munawar, A., (2011), Elektrokardiogram (EKG),
http://arismunawarslalu.blogspot.com/2011/05/elektrokardiogramekg.html (diakses 30 Mei 2011).
Nagel, J.H., (2000), “Biopotential Amplifiers”, The Biomedical Engineering
Handbook: Second Edition, CRC Press LLC, Boca Raton.
Rudy, (2010), Analog to Digital Converter (ADC),
http://matrudian.wordpress.com/2010/12/05/analog-to-digitalconverter-adc/ (diakses 5 Desember 2010).
Sanjoyo, R., (2005), Tugas Biomedik Farmakologi, FMIPA, UGM, Yogyakarta.
Saparudin dan Ramadhan, E., (2010), Identifikasi Kelainan Jantung Menggunakan
Pola Citra Digital Electrocardiogram, Jurnal Generic, Vol. 5 No.1: 2530.
Seniari, N. M., (2010), Pemodelan Matematika Aktifitas Listrik Sel Jantung
Pada Pembangkitan Sinyal Elektrocardiogram (ECG), Jurnal
Dielektrika, Vol. 1 No. 1 : 29 – 34.
Sensors, Instrumentation & Electronics, (2012),
http://instrumentasi.lecture.ub.ac.id/penguat-biopotensial/ (diakses 9
Februari 2012).
Somawirata, I. K., (2009), Pengembangan Electrocardiograph (ECG) Yang
Terintegrasi Dengan Personal Komputer, Prosiding SENTIA 2009.
Suhari,
D., (2008), Cara Kerja Jantung dan Pembuluh Darah,
http://dyansuhari.multiply.com/journal/item/14/Cara-Kerja-Jantungdan-Pembuluh-Darah?&show_interstitial=1&u=%2Fjournal%2Fitem
(diakses 15 Desember 2008).
Sumanto, B., (2012), Penentuan Pola Power Average Pada Isyarat EKG Sebagai
Ciri Dengan Analisis Wavelet, Jurnal Amplifier, Vol. 2 No. 2: 35-38.
Thaler, M.S., (2007), The Only EKG Book You'll Ever Need, 5th Edition,
Lippincott Williams & Wilkins, Pennsylvania.
60
Wajiansyah, A., dan Subir, (2011), Desain Filter Aktif Low Pass Butterworth,
Jurnal Dielektrika, Vol. 2 No. 2: 120-126.
Wibawanto, H., (1999), Spesifikasi Peranti Konversi Data,
http://www.elektroindonesia.com/elektro/inst26.html (diakses Juni
1999).
Yani, A., (2012), Penerapan Anfis Untuk Pengenalan Sinyal EKG, Jurnal Sains
dan Komputer, Vol. 11 No. 2: 94-100.