rancang bangun pembangkit sinyal ecg portable

RANCANG BANGUN PEMBANGKIT SINYAL
ECG PORTABLE
Achmad Lutfianto, Mochamad Rochmad, Eru Puspita, Rika Rokhana
Jurusan Teknik Elektronika, Politeknik Elektronika Negeri Surabaya
Kampus PENS-ITS Sukolilo, Surabaya
[email protected]
[email protected]
[email protected]
[email protected]
Abstrak - Untuk mempelajari sinyal ECG yang
mempunyai parameter sinyal berupa gelombang P, Q, R, S, T,
dan U dibutuhkan suatu alat yang dapat menampilkan sinyal
ECG. Akan tetapi alat tersebut cukup mahal dan
penggunaannya cukup rumit, serta menghabiskan banyak
waktu. Untuk itu, perlu dibuat perangkat dengan biaya
terjangkau, mudah, praktis, fleksibel dan efisien dalam
penggunaannya. Dalam merealisasikan perangkat tersebut
diperlukan suatu alat pembangkit sinyal ECG portable. Proses
pembangkitan sinyal ECG dan pengaturan parameter sinyal
dilakukan oleh mikrokotroler ATmega32 dengan berupa sinyal
digital. Rumusan matematik digunakan sebagai dasar untuk
membangkitkan dan mengatur parameter sinyal ECG pada
ATmega32. Supaya dapat dilihat atau ditampilkan maka sinyal
digital ini dikonversikan menjadi sinyal analog dengan
menggunakan rangkaian DAC 0800. Setelah sinyal menjadi
sinyal analog maka sinyal dapat ditampilkan pada oscilloscope.
Akan tetapi, untuk membuat sinyal ECG seperti aslinya maka
perlu ditambahkan rangkaian peredam sebelum ditampilkan
pada oscilloscope. Untuk melihat data hasil dari pengaturan
parameter sinyal ECG maka diperlukan LCD grafik 128x64.
Dan supaya parameter sinyal ECG dapat diatur maka
diperlukan keypad 4x4 sebagai inputan pengaturan parameter
sinyal ECG. Dengan begitu, pembangkit sinyal ini dapat
menghasilkan sinyal ECG yang bervariasi dan dapat digunakan
dengan praktis.
memudahkan dalam mempelajari sinyal ECG maka
diperlukan alat yang dapat menampilkan sinyal ECG dengan
biaya yang terjangkau, mudah, praktis, fleksibel dan efisien
dalam penggunaannya. Untuk merealisasikan perangkat
tersebut diperlukan suatu alat pembangkit sinyal ECG
portable.
Dalam dunia pendidikan, alat ini sangat diperlukan
untuk mempermudah peserta didik dalam memahami tentang
sinyal ECG. Alat ini merupakan salah satu solusi dari
kebutuhan tentang informasi sinyal ECG.
II. DASAR TEORI
A. Gelombang ECG Normal
Sebuah sinyal yang didapat dari ECG normal adalah
seperti pada gambar 1. Menurut Sutopo[1], gelombang ECG
normal memiliki ciri-ciri sebagai berikut :
1. Gelombang P mempunyai amplitude kurang dari 0,3
mVolt dan periode kurang dari 0,11 detik.
2. Gelombang Q mempunyai amplitude sebesar minus 25%
dari amplitude gelombang R.
3. Gelombang R mempunyai amplitude maksimum 3 mVolt.
Kata kunci - parameter sinyal ECG, sinyal ECG, ATmega32,
rumusan matematik, DAC 0800, peredam, oscilloscope, LCD
grafik 128x64
I. PENDAHULUAN
Dalam dunia medis, sinyal ECG merupakan salah satu
obyek yang paling sering untuk dipelajari. Sinyal ini dipelajari
dalam bidang elektronika medika untuk melakukan teknik
instrumentasi medika dan melakukan pengamatan sinyal
jantung. Untuk mempelajari sinyal ECG dibutuhkan suatu alat
bantu yang dapat menggambarkan dan menampilkan sinyal
ECG.
Pada umumnya sinyal ECG yang mempunyai
parameter berupa gelombang P, Q, R, S, T, dan U dapat
diketahui dengan menggunakan alat yang cukup mahal. Hal
ini dikarenakan alat yang tersedia jumlahnya sangat terbatas
dan perbaikannya juga sangat sulit. Selain alat yang
digunakan cukup mahal, alat itu pun penggunaannya cukup
sulit dan menghabiskan banyak waktu. Supaya dapat
Gambar 1. Gelombang ECG normal[6]
4. Gelombang S merupakan defleksi negatif sesudah
gelombang R.
5. Kompleks QRS terdiri dari gelombang Q, R dan S yang
memiliki periode 0,06-0,10 detik dengan periode rata-rata
0,08 detik.
6. Gelombang T mempunyai amplitude minimum 0,1 mVolt.
B. Karakteristik
dan
Elektrokardiogram
Parameter-Parameter
dalam
infarction) atau pada normal EKG dinamakan early
repolarization. Apabila ST segmen melebihi -1mm dari
garis isoelektrik, dinamakan ST depresi. Biasanya
ditemukan pada kasus jantung iskemia.
Ada beberapa parameter untuk variabel waktu yaitu
interval, segmen, dan periode/heart rate. Untuk variabel
tegangan parameternya adalah amplitude dan polaritas.
Polaritas ini dilihat berdasarkan garis isoelektrik. Garis
isolelektrik adalah garis lurus tanpa gelombang apapun.
Polaritas positif adalah defleksi gelombang di atas garis
isoelektrik (selanjutnya disebut defleksi positif), dan polaritas
negatif adalah defleksi gelombang di bawah garis isoelektrik
(selanjutnya disebut defleksi negatif)[3].
 Gelombang Q-T interval.
Normal QT interval antara 0,36 detik sampai
dengan 0,44 detik. Biasanya QT interval pada wanita lebih
panjang dari laki-laki. QT interval memanjang biasanya
ditemukan pada kasus hipokalsemia atau obat-obatan. QT
interval memendek biasanya di temukan pada kasus
takikardia dan hiperkalsemia.
Gambar 2. Parameter Sinyal ECG[4]
 Gelombang T
Normal gelombang T, selalu mengikuti arah QRS
kompleks, selalu negatif pada lead aVR, tinggi tidak
melebihi 5 mm pada ekstermitas lead( I, II, III, aVR, aVL,
aVF) dan tidak melebihi 10 mm pada precordial lead (V1
s/d V6). Gelombang T yang tinggi biasanya sering
ditemukan pada kasus hiperkalemia. Sedangkan
gelombang T yang datar atau terbalik atau inverted
biasanya sering di temui pada kasus penyakit jantung
iskemic, dan lain-lain.
Berikut ini adalah karakteristik dari parameter sinyal
ECG :
 Gelombang P
Tinggi gelombang P melebihi 2,5 mm (P
pulmonal), mengidentifikasikan adanya pembesaran di
otot atrium kanan. Lebar melebihi 2,5 mm( P mitral),
mengidentifikasikan adanya pembesaran pada otot atrium
kiri.
 Gelombang P-R interval
Apabila PR interval melebihi 0,20 detik atau 5
kotak kecil, mengidentifikasikan adanya AV blok. Apabila
PR interval kurang dari 0,12 detik atau 3 kotak kecil,
mengidentifiksikan adanya accelerated pacemaker (seperti
kasus WPW syndrome (wolff parkinson white
syndrome)[5].
 Gelombang QRS interval
Gelombang QRS interval disebut juga Gelombang
QRS kompleks. Apabila gel Q melebihi 1/3 gel R
mengidentifikasikan adanya infark. Normal QRS
kompleks tidak boleh melebihi 0,10 detik dan mempunyai
amplitude sekitar 0,5-2,5mV, apabila melebihinya
mengidentifikasikan adanya gangguan konduksi pada
intraventrikuler ( seperti LBBB, RBBB, LAHB,LPHB).
 Gelombang U
Gelombang U adalah defleksi positif yang kecil
sesudah gelombang T. Gelombang U yang negatif selalu
berarti abnormal. Gelombang ini tidak selalu muncul,
namun dapat dijumpai pada beberapa individu,
amplitudenya kurang dari 0,15mV.
 Gelombang R-R interval
jarak antara puncak R ke puncak R berikutnya.
Biasanya digunakan untuk menghitung frekuensi jantung
dan melihat irama jantung yang mempunyai periode 0,61,2 detik.
C. DAC (Digital Analog Converter)
DAC berfungsi mengubah data digital menjadi sinyal
analog yang biasanya dipergunakan IC DAC dan Op-Amp.
DAC 0800 mempunyai lebar data 8 bit, maka format data
maksimal ialah 256/FFH. Tegangan referensi pada IC
tersebut ialah pada pin 14, sebagai acuan konversi bit/volt.
(1)
n = nilai biner masukan DAC
 Gelombang S-T segmen
Normal ST segmen tidak boleh melebihi +2 mm
dari zero line/ garis isoelektrik, tidak melebihi -1 mm dari
zero line atau garis isoelektrik. Apabila ST segmen
melebihi + 2mm dari garis isoelektrik, kemungkinan besar
dinamakan ST elevasi pada kasus MI (myocardiac
Gambar 3. Rangkaian DAC 0800[2]
Karena tegangan DAC menggunakan tegangan simetris(dari
minus hingga positif), maka keluaran pada op-amp 741 akan
berkisar antara -12V sampai +12V, sehingga apabila masukan
data DAC=00H, maka tegangan keluarannya= - 12V, jika
masukan data DAC=FFH, maka tegangan keluarannya= +12V
III. METODOLOGY
Proses pembangkitan sinyal ECG dilakukan oleh
mikrokontroler AVR (ATmega32). Parameter-parameter
sinyal ECG yang diatur adalah pengaturan amplitude untuk
gelombang P, Q, R, S, T, dan U, serta pengaturan periode
untuk gelombang P, T, U, P-R Segment, S-T Segment, Q-R-S
Interval dan periode satu sinyal ECG.
LCD Grafik
128x64
(Display)
Mikrokontroler
ATmega32
(Pembangkit sinyal
ECG)
DAC 0800
(Pengonversi
sinyal digital ke
analog)
Attenuator
(Peredam sinyal)
attenuator (peredam sinyal) dan juga melalui attenuator
(peredam sinyal).
A. Perencanaan Hardware
Perencanaan hardware ini merupakan gabungan
beberapa rangkaian yang dijadikan menjadi satu. Oleh karena
itu, supply tegangan yang digunakan adalah baterai 9Vdan
untuk board PCB-nya dijadikan satu.
Untuk menurunkan tegangan sehingga tegangan yang
dikeluaran oleh rangkaian DAC 0800 menjadi satuan milivolt
maka perlu digunakan rangkaian attenuator(peredam).
Rangkaian attenuator ini berupa rangkaian pembagi tegangan.
Karena output dari rangkaian DAC 0800 sebesar ± 5V maka
untuk menjadikan ±5mV diperlukan resistor sebesar 1KΩ dan
1Ω.
Oscilloscope
(Display)
Keypad 4x4
(Inputan pengaturan
sinyal ECG)
Gambar 5. Rangkaian Pembagi Tegangan
Gambar 4. Blok Diagram Sistem
Mikrokontroler AVR (ATmega32) merupakan otak
dalam melakukan pembangkitan sinyal ECG dan melakukan
pengaturan parameter-parameter sinyal ECG. Tahap awal
pembuatan sistem ini dimulai dari mikrokotroler AVR
(ATmega32) digunakan untuk membangkitkan sebuah sinyal
ECG normal yang mana merupakan dasar untuk menghasilkan
berbagai macam sinyal ECG. Setelah proses pembangkitan
sinyal selesai dilakukan, barulah ATmega32 digunakan untuk
melakukan pengaturan parameter sinyal ECG. Inputan untuk
melakukan pengaturan parameter sinyal ECG dilakukan oleh
keypad matriks 4x4. Pengaturan parameter sinyal ECG ini
berupa tampilan menu yang ditampilkan oleh LCD grafik.
Karena pembangkitan sinyal ECG yang dilakukan oleh
ATmega32 berupa sinyal digital maka untuk menampilkan
sinyal analog yang sama seperti sinyal ECG pada umumnya
diperlukan pengkonversi sinyal digital ke analog. Untuk
mengkonversikan sinyal ECG digital menjadi sinyal ECG
analog ini dibutuhkan rangkaian DAC (digital analog
converter) yakni, rangkaian IC DAC 0800. Selanjutnya hasil
sinyal pengkonversian sinyal ECG digital ke analog dapat
dilihat pada oscilloscope. Selain digunakan untuk
menampilkan tampilan menu pengaturan parameter sinyal
ECG, LCD grafik juga digunakan untuk menampilkan hasil
sinyal ECG. Dimana sinyal ECG yang dihasilkan LCD grafik
merupakan gambaran dasar sinyal ECG yang akan
ditampilkan pada oscilloscope. Karena hasil keluaran dari
rangkaian DAC (digital analog converter) itu besar, maka
untuk dapat menghasilkan sinyal yang sama dengan sinyal
ECG yang sesungguhnya diperlukan rangkaian attenuator
(peredam sinyal). Dari attenuator (peredam sinyal) ini
langsung dapat ditampilkan pada oscilloscope. Dalam melihat
hasil pembangkitan sinyal ECG dapat langsung tanpa melalui
VDAC = 5V, R9 = 1Ω, dan R11 = 1KΩ, maka:
(2)
B. Perencanaan Software
Untuk
membangkitkan
sinyal
ECG
dengan
menggunakan mikrokontroler ATmega32, maka perlu untuk
membagi sinyal menjadi beberapa bagian. Kali ini, sinyal
ECG dibagi menjadi 12 bagian sinyal atau 12 gelombang.
Gambar 6. Sinyal ECG
Kedua belas gelombang yang telah diidentifikasi
adalah gelombang ke-1, ke-3, ke-8, ke-10 dan ke-12
merupakan garis horizontal, gelombang ke-2, ke-9 dan ke-11
merupakan gelombang sinus setengah gelombang, gelombang
ke-4, ke-5, ke-6 dan ke-7 merupakan garis diagonal. Setelah
diketahui bentuk kedua belas gelombang tersebut barulah
dapat diketahui persamaan matematiknya. Selain berdasarkan
gambar dari sinyal ECG normal, persamaan matematiknya
diketahui dengan melihat kemungkinan terjadinya perubahan
bentuk sinyal ECG yang berdasarkan parameter sinyalnya.
start
Inisialisasi
periode
Gelombang
1(garis
horizontal)
A
Inisialisasi
periode
Gelombang
3 (garis
horizontal)
Rumus gelombang
1:
V=0
Rumus gelombang 3 :
V=0
Inisialisasi
periode dan
amplitude
Gelombang
2(gelombang
sinus setengah
gelombang)
Inisialisasi
periode dan
amplitude
Gelombang
4(garis
diagonal)
Rumus gelombang 2 :
n= 0 s/d 1/(2.f.ΔT)
V(n) = A sin (2π.n.f.ΔT)
Rumus gelombang 4 :
V=0
n = 1 s/d i
V=V-Q
A
B
Gambar 7. Flowchart Gelombang Ke-1 Sampai Ke-4 Sinyal ECG
Berdasarkan flowchart diatas, dapat diketahui bahwa
pengaturan gelombang dilakukan dengan memasukan nilai
periode dan amplitude gelombang kedalam sebuah rumusan
tertentu. Untuk gelombang ke-1 tidak perlu memasukan nilai
amplitudenya, sehingga langsung saja memasukkan nilai
periodenya. Hal ini dikarenakan gelombang ke-1 adalah garis
horizontal dan mempunyai rumusan V = 0. Untuk gelombang
ke-2 merupakan gelombang sinus yang mana tepatnya
gelombang sinus setengah gelombang, dimana rumusannya
adalah V = V(n) = A sin (2π.n.f.ΔT) dan n = 0 s/d 1/(2.f.ΔT)
untuk rumusan perulangannya. Untuk gelombang ke-3 sama
dengan gelombang ke-1. Sedangkan untuk gelombang ke-4
merupakan gelombang yang berbentuk garis diagonal dengan
rumusan V = V - Q, dengan nilai awal V = 0 dan untuk
rumusan perulangannya mempunyai adalah n = 1 s/d i. Untuk
amplitudenya tergantung nilai dari i dikalikan dengan nilai
dari Q, dimana Q adalah besarnya kenaikan atau penurunan
setiap tingkatan atau step.
B
C
Inisialisasi
periode dan
amplitude
Gelombang
5(garis
diagonal)
Inisialisasi
periode dan
amplitude
Gelombang
7(garis
diagonal)
Rumus gelombang 5 :
n = 1 s/d i
V = V + Ra
Rumus gelombang 7 :
n = 1 s/d i
V=V+S
Inisialisasi
periode dan
amplitude
Gelombang
6(garis
diagonal)
Inisialisaai
periode dan
amplitude
Gelombang
8(garis
horizontal)
Rumus gelombang 6 :
n = 1 s/d i
V = V - Rb
Rumus
gelombang 8 :
n = 1 s/d i+(V.k)
V = V + ST
C
D
Untuk gelombang ke-5 merupakan gelombang yang
sama dengan gelombang ke-4, tetapi mempunyai perbedaan
rumusannya, yakni V = V + Ra, dengan nilai awal V adalah
nilai akhir dari V gelombang ke-4. Untuk gelombang ke-6
adalah gelombang yang sama dengan gelombang ke-4, namun
mempunyai perbedaan pada variable pengatur amplitudenya,
yakni kalau gelombang ke-4 adalah Q, sedangkan untuk
gelombang ke-6 adalah Rb. Untuk nilai awal V adalah nilai
akhir dari V gelombang ke-5. Untuk gelombang ke-7
mempunyai rumusan yang sama dengan gelombang ke-5,
akan tetapi ada perbedaan pada variable pengatur
amplitudenya, yakni kalau gelombang ke-5 adalah Ra,
sedangkan untuk gelombang ke-7 adalah S. Untuk nilai awal
V adalah nilai akhir dari V gelombang ke-6. Dan untuk
gelombang ke-8 pada dasarnya sama dengan gelombang ke-1
dan ke-3, tetapi mempunyai perbedaan dengan adanya
perubahan pada amplitudenya, dimana rumusannya adalah V
= V + ST, dengan nilai awal V adalah nilai akhir dari V
gelombang ke-7 dan untuk rumusan perulangannya adalah n =
1 s/d i+(V.k).
D
E
Inisialisasi periode
dan amplitude
Gelombang
9(gelombang sinus
setengah
gelombang)
Inisialisasi periode
dan amplitude
Gelombang
11(gelombang sinus
setengah
gelombang)
Rumus gelombang 9 :
n= 0 s/d 1/(2.f.ΔT) - (V.k)
V(n) = A sin (2π.n.f.ΔT)
Rumus gelombang 11 :
n= 0 s/d 1/(2.f.ΔT)
V(n) = A sin (2π.n.f.ΔT)
Inisialisasi
periode
Gelombang
10(garis
lurus)
Inisialisasi
periode
Gelombang
12(garis
lurus)
Rumus gelombang
10 :
V=0
Rumus gelombang
12 :
V=0
E
End
Gambar 9. Flowchart Gelombang Ke-9 Sampai Ke-12 Sinyal ECG
Gambar 8. Flowchart Gelombang Ke-5 Sampai Ke-8 Sinyal ECG
Untuk gelombang ke-9 dan ke-11 mempunyai rumusan
matematik yang sama dengan gelombang ke-2, yaitu V(n) = A
sin (2π.n.f.ΔT). Tetapi mempunyai perbedaaan pada
gelombang ke-9 dimana untuk periodenya mempunyai
rumusan n= 0 s/d 1/(2.f.ΔT) - (V.k). Hal ini dikarenakan
adanya perubahan amplitude pada gelombang ke-8, sehingga
rumusan periodenya mengikuti perubahan amplitude
gelombang ke-8 tesebut. Untuk gelombang ke-11 mempunyai
rumusan periode yang sama dengan gelombang ke-2, yakni n
= 0 s/d 1/(2.f.ΔT). Dan untuk gelombang ke-10 dan ke- 12
juga mempunyai rumusan matematik yang sama dengan
gelombang ke-1, 3, dan 8.
IV. PENGUJIAN DAN ANALISA
A. Pengujian Sinyal ECG Normal Yang Sama Dengan
Aslinya
Pengujian kali ini adalah untuk mengetahui apakah
sinyal ECG yang dihasilkan oleh mikrokontroler yang sudah
melalui DAC(digital analog converter) dan melalui peredam
(attenuator) telah sama dengan yang ada pada sinyal ECG
pada umumnya. Untuk mengetahuinya dapat dilihat pada
gambar dibawah ini.
sehingga bentuk sinyal ECG mempunyai ukuran yang sama
dengan aslinya, yakni amplitudenya berada dalam satuan mV.
Pada perencanaan sistem telah dijelaskan bahwa untuk
meredam sinyal ECG sehingga amplitudenya bersatuan mV
diberikan nilai resistor sebesar 1K ohm dan 1 ohm. Dan hasil
dari peredam itu adalah peredam 1000 kali yang mana pada
oscilloscope hasil sinyal ECG-nya mempunyai noise yang
besar. Oleh karena itu, peredam dinaikan secara bertahap.
Noise yang besar ini, selain disebabkan oleh peredam
yang besar, juga disebabkan oleh adanya kemungkinan noise
pada oscilloscope yang digunakan serta adanya kemungkinan
noise pada alat. Kalau pun dilakukan pemfilteran pada sinyal
ECG ini maka terdapat kesulitan menentukan besarnya
frekuensi yang difilter.
B. Pengujian Keakuratan Pembangkitan Sinyal ECG Normal
Oleh Lcd Grafik Dan Hasilnya Pada Oscilloscope
Gambar 10. Hasil sinyal ECG dengan peredaman 20 kali
Untuk peredam 20 kali adalah dalam rangkaian
peredam berikan nilai resistor sebesar 1K ohm dan 50 ohm.
Tujuan dari pengujian ini adalah untuk mengetahui
keakuratan pembangkitan sinyal ECG normal yang nilai
parameternya ditampilkan oleh LCD grafik dan hasil keluaran
sinyalnya ditampilkan pada oscilloscope. Untuk lebih jelasnya
mengenai hasil keluaran LCD grafik dapat dilihat pada
gambar 13.
Gambar 13. Hasil Tampilan Sinyal ECG Normal pada LCD grafik
Gambar 11. Hasil sinyal ECG dengan peredaman 100 kali
Untuk peredam 100 kali adalah pada rangkaian
peredam berikan nilai resistor sebesar 1K ohm dan 10 ohm.
Gambar 12. Hasil sinyal ECG dengan peredaman 1000 kali
Untuk peredam 1000 kali ialah pada rangkaian
peredam berikan nilai resistor sebesar 1K ohm dan 1 ohm.
Analisa :
Pemberian nilai resistor dalam rangkaian peredam
dilakukan dengan cara diubah-ubah bertujuan untuk
mengetahui kemampuan peredam dalam meredam sinyal ECG
Gambar data parameter sinyal ECG pada gambar 14.
menjelaskan bahwa :
Taw-ak : nilai periode awal dan akhir sinyal ECG (Taw x
10ms ; Tak x 10ms)
P : nilai amplitude dan periode gelombang P (Ap x 40mV ; Tp
x 10ms)
T : nilai amplitude dan periode gelombang T (At x 40mV ; Tt
x 10ms)
U : nilai amplitude dan periode gelombang U (Au x 40mV ;
Tu x 10ms)
Q : nilai amplitude dan periode gelombang Q (Aq x 20mV ;
Tq x 2.8ms)
Ra : nilai amplitude dan periode gelombang Ra (Ara x 20mV ;
Tra x 4.8ms)
Rb : nilai amplitude dan periode gelombang Rb (Arb x 20mV
; Trb x 8.8ms)
S : nilai amplitude dan periode gelombang S (As x 20mV ; Ts
x 4.8ms)
ST : nilai amplitude dan periode gelombang ST (Ast x 40mV ;
Tst x 10ms)
PRTU : nilai periode PR segmen dan antara gelombang T
akhir dengan gelombang U awal (Tpr x 10ms ; Ttu x 10ms)
Gambar 17.a. adalah Gelombang Rb, dimana gambar
17.a. adalah setengah gelombang dari gelombang R sinyal
ECG normal pada bagian tengah gelombang sampai bagian
akhir gelombang. Gambar 17.b. adalah gelombang S sinyal
ECG normal.
Gambar 14. Parameter Sinyal ECG Normal pada Oscilloscope
Gambar 14.a. Gelombang Awal dan Akhir Sinyal ECG Normal
Gambar 14.b. Gelombang P Sinyal ECG Normal
Gambar 14.a. adalah Gelombang awal dan akhir sinyal
ECG normal dan gambar 14.b. adalah Gelombang P Sinyal
ECG normal.
Gambar 18. Parameter Sinyal ECG Normal pada Oscilloscope
Gambar 18.a. Gelombang ST Segmen
Gambar 18.b. PR Segmen Sinyal ECG Normal
Gambar 18.a. adalah Gelombang ST segmen sinyal
ECG normal dan Gambar 18.b. adalah Gelombang PR segmen
Sinyal ECG normal.
Gambar 15. Parameter Sinyal ECG Normal pada Oscilloscope
Gambar 15.a. Gelombang T Sinyal ECG Normal
Gambar 15.b. Gelombang U Sinyal ECG Normal
Gambar 15.a. adalah Gelombang T sinyal ECG
normal dan gambar 15.b. adalah Gelombang U Sinyal ECG
normal.
Gambar 19. Gelombang TU pada Oscilloscope
Gambar 19. adalah
Gelombang TU, dimana
gelombang TU adalah periode antara akhir gelombang T
dengan awal gelombang U sinyal ECG normal.
TABEL I
HASIL DATA PARAMETER SINYAL ECG NORMAL
Gambar 16. Parameter Sinyal ECG Normal pada Oscilloscope
Gambar 16.a. Gelombang Q Sinyal ECG Normal
Gambar 16.b. Gelombang Ra
Gambar 16.a. adalah Gelombang Q sinyal ECG
normal dan gambar 16.b. adalah Gelombang Ra, dimana
gelombang Ra adalah setengah gelombang dari gelombang R
sinyal ECG normal pada bagian awal gelombang sampai
bagian tengah gelombang.
Gambar 17. Parameter Sinyal ECG Normal pada Oscilloscope
Gambar 17.a. Gelombang Rb
Gambar 17.b. Gelombang S Sinyal ECG Normal
Parameter
sinyal ECG
P
T
U
Q
Ra
Rb
S
ST
PR
TU
Taw-ak
Amplitude
(mV)
GLCD Osc.
200
200
240
237.5
80
81.3
100
109
1100
1031
1300
1172
300
297
0
0
%
Error
0
1.04
1.62
9
6.27
9.85
1
0
Periode
(ms)
GLCD
100
180
40
14
24
44
24
130
40
30
80
Osc.
98
179
35
12.8
24
43.6
24
143
45
37
91
%
Error
0.02
0.56
0.125
8.57
0
0.9
0
10
12.5
23.3
13.75
Analisa :
Berdasarkan perhitungan error yang ada pada tabel I
parameter sinyal ECG normal mempunyai nilai rata-rata error
sebesar 5.52 % pada variable waktu dan nilai rata-rata error
sebesar 3.6 % pada variable tegangan. Untuk error pada
variable waktu disebabkan oleh pemrosesan program sebelum
delay ini dijalankan sehingga menambah lama program
dijalankan dan untuk variable tegangan dikarenakan oleh
keakuratan hasil data konversi DAC 0800. Semakin akurat
hasil data konversi DAC 0800 maka semakin sesuai amplitude
yang dihasilkan, begitu juga sebaliknya.
C. Pengujian Pembangkitan Beberapa Frekuansi Denyut
Jantung
Pada pengujian ini berguna untuk mengetahui
kemampuan pembangkit sinyal ini dalam membangkitkan
beberapa frekuensi denyut jantung. Untuk denyut jantung
normal dapat mudah dibangkitkan oleh alat ini. Denyut
jantung normal mempunyai frekuensi sebesar 60-100BPM.
Denyut jantung cepat yang dibangkitkan mempunyai
frekuensi sebesar 200BPM.
Analisa :
Dalam membangkitan kelima denyut jantung,
pembangkit sinyal ini tidak terlalu menemukan kesulitan. Hal
ini dikarenakan pengaturan hanya menyangkut seberapa lebar
periode yang ditetapkan. Dan untuk mengatur parameternya
tidak terlalu rumit dalam membuat kelima denyut jantung ini.
Kerena irama denyut jantung yang dapat dibangkitkan
pembangkit sinyal ini hanya irama regular atau tetap maka
untuk variasi lain denyut jantung yang mempunyai irama tak
tetap atau irregular tidak dapat dibangkitkan. Parameter utama
dalam membuat denyut jantung mempunyai frekuensi yang
cepat dan lambat adalah besarnya nilai parameter dari periode
awal dan akhir sinyal.
V. KESIMPULAN
Gambar 20. Denyut Jantung Normal
Gambar 20.a. Denyut Jantung Normal pada LCD Grafik
Gambar 20.b. Denyut Jantung Normal pada Oscilloscope
Pada denyut jantung yang dibangkitkan oleh
pembangkit sinyal ini mempunyai frekuensi sebesar 80BPM.
Untuk selanjutnya dapat dilihat denyut jantung lambat.
Denyut jantung lambat mempunyai frekuensi sebesar kurang
dari 60BPM.
Rumusan
matematik
yang
sesuai
untuk
membangkitkan sinyal ECG ini adalah rumusan dari
gelombang sinus, garis horizontal dan garis diagonal. Hal ini
dapat dilihat dari hasil pembangkitan sinyal ECG normal yang
parameter variabelnya berupa tegangan mempunyai error
sebesar 3.6 % dan parameter variabelnya berupa periode
mempunyai error sebesar 5.52 %.
DAFTAR PUSTAKA
[1]
[2]
[3]
Gambar 21. Denyut Jantung Lambat
Gambar 21.a. Denyut Jantung Lambat pada LCD Grafik
Gambar 21.b. Denyut Jantung Lambat pada Oscilloscope
Frekuensi denyut jantung gambar di atas adalah
sebesar 50BPM. Untuk denyut jantung cepat mempunyai
frekuensi sebesar lebih dari 100BPM.
[4]
[5]
[6]
Gambar 22. Denyut Jantung Cepat
Gambar 22.a. Denyut Jantung Cepat pada LCD Grafik
Gambar 22.b. Denyut Jantung Cepat pada Oscilloscope
Widjaja, Sutopo widjaja. 1990. ECG Praktis. Jakarta:
Binarupa Aksara.
Artikel non-personal,
, Pemrograman ADC dan DAC,
(http://www.toko-elektronika.com/tutorial/ADC.html
diakses pada tanggal 22 Agustus 2011, jam 21.15
WIB.)
Artikel non-personal, 2009, Elektrokardiogram (EKG),
(http://digilib.ittelkom.ac.id/index.php?option=com_co
ntent&view=article&id=633:elektrokardiogramekg&catid=15:pemrosesan-sinyal&Itemid=14 diakses
pada tanggal 24 Agustus 2011, jam 21.10 WIB.)
Desi77, 2010, 12 Lead EKG Explained: Part #1,
(http://desi77.wordpress.com/2010/12/page/2/ diakses
pada tanggal 16 Agustus 2011, jam 21.05 WIB.)
Nazmah, Abu, 2009, Konfigurasi Gelombang EKG,
(http://kursusekg-ii.blogspot.com/2009/02/ii3konfigurasi-gelombang-ekg_18.html diakses pada
tanggal 20 Agustus 2011, jam 21.10 WIB.)
Skuler, 2008, fenomena bioelektrik electrocardiogram
(ECG), (http://www.forumsains.com/artikel/fenomenabioelektrik-electrocardiogram-ecg/ diakses pada
tanggal 26 Agustus 2011, jam 21.10 WIB.)