tugas akhir
advertisement
IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY (PPG) UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT JANTUNG PADA MANUSIA DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT BERBASIS ANDROID TUGAS AKHIR Diajukan Untuk Memenuhi Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh: Candra Triyadi Fahmi NIM : 201010370311031 JURUSAN TEKNIK INFORMATIKA FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS MUHAMMDIYAH MALANG PEBRUARI 2014 i LEMBAR PERSETUJUAN IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY (PPG) UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT JANTUNG PADA MANUSIA DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT BERBASIS ANDROID TUGAS AKHIR Disusun Oleh : Candra Triyadi Fahmi NIM : 201010370311031 Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Menyetujui, Pembimbing I Pembimbing II Ir. Lailis Syafa’ah, MT NIP.108.9009.0189 Wahyu Andhyka Kusuma, S.Kom, M.Kom NIDN. 0720068701 ii LEMBAR PENGESAHAN IMPLEMENTASI KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY (PPG) UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT JANTUNG PADA MANUSIA DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT BERBASIS ANDROID TUGAS AKHIR Sebagai Persyaratan Guna Meraih Gelar Sarjana Strata 1 Teknik Informatika Universitas Muhammadiyah Malang Disusun Oleh : Candra Triyadi Fahmi 201010370311031 Tugas Akhir ini telah diuji dan dinyatakan lulus melalui sidang majelis penguji pada tanggal 01 April 2014 Menyetujui, Penguji I Penguji II Yuda Munarko, S.Kom., M.Sc. NIDN. 070808770 Sofyan Arifianto, S.Si., M.Kom. NIP. Mengetahui Ketua Jurusan Teknik Informatika Yuda Munarko, S.Kom, M.Sc NIP. 10806110443 iii LEMBAR PERNYATAAN Yang bertanda tangan di bawah ini : NAMA : CANDRA TRIYADI FAHMI NIM : 201010370311031 FAK./JUR. : TEKNIK/INFORMATIKA Dengan ini saya “IMPLEMENTASI menyatakan bahwa Tugas Akhir dengan KONSEP PHOTOPLETHYSMOGRAPHY judul (PPG) UNTUK MENGETAHUI RATA-RATA DENYUT JANTUNG PADA MANUSIA DAN PENGAPLIKASIANNYA PADA PERANGKAT BERBASIS ANDROID”, beserta seluruh isinya adalah karya sendiri dan bukan merupakan karya tulis orang lain, baik sebagian maupun seluruhnya, kecuali dalam bentuk kutipan yang telah disebutkan sumbernya. Demikian surat pernyataan saya buat dengan sebenar-benarnya. Apabila kemudian ditemukan adanya pelanggaran terhadap etika keilmuan dalam karya saya ini, atau ada klaim dari pihak lain terhadap keaslian karya saya ini maka saya siap menanggung segala bentuk resiko/sanksi yang berlaku. Mengetahui, Malang, 25 Pebruari 2014 Dosen pembimbing Yang membuat pernyataan, Ir. Lailis Syafa’ah, MT NIP.108.9009.0189 (Candra Triyadi Fahmi) iv ABSTRAK Kesehatan merupakan hal yang sangat penting dalam kehidupan manusia. Untuk mengetahui kesehatan tubuh, dapat dilakukan tes kesehatan secara bertahap di rumah sakit, atau memeriksa sendiri jika memiliki alat tes kesehatan. Sehat secara fisik berarti seluruh organ tubuh berada dalam kondisi yang optimal, serta dapat berfungsi normal. Salah satu organ vital yang memerlukan pemeriksaan rutin adalah jantung. Jantung adalah organ yang sangat penting yang terdapat di dalam tubuh manusia. Fungsinya adalah untuk mensirkulasikan darah ke seluruh tubuh melalui pembuluh darah. Frekuensi denyut jantung setiap manusia bisa jadi berbeda. Pada umumnya, pendeteksian denyut jantung dilakukan dengan menyentuh nadi di pergelangan tangan. Namun metode ini membutuhkan konsentrasi tinggi dan membutuhkan jam sebagai penghitung waktu. Berbagai sarana pendukung seperti tensimeter digital dan stetoskop dapat digunakan untuk mengatasi masalah tersebut. Stetoskop adalah sebuah alat medis yang digunakan untuk mengirimkan suara volume rendah seperti detak jantung ke telinga pendengar. Tetapi walaupun alat tersebut mempermudah dalam mendengarkan detak jantung, tetap saja dibutuhkan jam sebagai penghitung waktu. Selain harganya yang dapat dibilang tidak murah, alat ini juga tidak praktis digunakan. Padahal pada perkembangan teknologi saat ini dituntut suatu perangkat yang praktis, mudah dipindahkan, mampu menyelesaikan masalah dengan sistem komputasi dan harganya murah. Sebagai contoh, ponsel pintar yang mampu menyelesaikan masalah komputasi layaknya komputer dengan ukuran yang kecil sehingga memiliki portabilitas yang tinggi. Dan kemampuan tersebut seharusnya dapat dimanfaatkan untuk layanan kesehatan seperti halnya untuk mendeteksi detak jantung manusia. Kata kunci : deteksi jantung, android, kesehatan, aplikasi mobile v ABSTRACT Health is very important in human life. Health test continuously in hospital or checking by using belonging health device can show human’s healthy. Healthy physically means all parts of body are in optimum condition and normal usage. One of vital organ which needs routine checkup is heart. Heart is important organ which exist in human’s body. The function is circulating blood to all parts of body by using artery. Heart bean frequency of every people may be different. Generally, heart beat detection is done by touching hand pulse. However, this methods needs high concentration and stopwatch. Some supporting tools such as digital blood pressure device (Tensimeter) and stethoscope can be used to solve the problem. Stethoscope is medical device which is used to send low voice such as heart beat to the listener’s ear. Although this device helps to listen heart beat easier, watch is also needed as time counting. Moreover, both devices are not practical and cheap. In case of technological development nowadays demands practical device, easy moved, solving problem with computation system, and low cost. For instance, smart phone which has small size can solve computation problem and have high portability similar with computer. Thus, the capability of smart phone can be used for health service such as human heart beat detection. Key Terms: heart detection, android, health, mobile application vi KATA PENGANTAR بسم هللا الرحمن الرحيم Dengan memanjatkan puji syukur kehadirat Allah SWT. Atas limpahan rahmat dan hidayah-Nya sehingga penulis dapat menyelesaikan tugas akhir yang berjudul “Implementasi Konsep Photoplethysmography (PPG) Untuk Mengetahui Rata-Rata Denyut Jantung Pada Manusia dan Pengaplikasiannya pada Perangkat Berbabis Android ”. Tidak lupa juga penulis mengucapkan Salawat dan salam kepada nabi junjungan kita Muhammad SAW, yang telah banyak mengajarkan umat islam untuk selalu barada di jalan yang benar jalan Allah. Tujuan dari penulisan skripsi ini adalah salah satu syarat yang harus ditempuh guna memperoleh gelar Sarjana Informatika. Dalam penyusunan skripsi ini banyak hambatan dan rintangan yang penulis hadapi, tetapi pada akhirnya dapat teratasi berkat adanya bimbingn serta bantuan dari berbagai pihak baik secara moral dan sepiritual. Oleh karena itu penulis menghaturkan hormat danterima kasih kepada : 1. Kedua orang tuaku tersayang dan tercinta, yang selalu mendoakan dan selalu memberi dukungan kepada saya setiap waktu dan dalam bentuk apapun. 2. Selvia Ferdiana Kusuma, seseorang yang telah menginspirasi dan mendukung saya penuh dalam segala hal termasuk pengerjaan Tugas Akhir ini. Terima kasih banyak ^_^ 3. Kepada saudara-saudara saya tercinta, mas Dody dan ponakan saya tercinta, Farel yang selalu bikin gemes ^^. 4. JK Community yang selalu mendukung dari awal perkuliahan hingga saat ini. You’re the best guys. 5. Ibu Ir. Lailis Syafa’ah, MT selaku dosen pembimbing I serta bapak Wahyu Andhyka Kusuma, S.Kom, M.Kom selaku dosen pembimbing II yang senantisa memberikan pengarahan dan bimbingannya selama dalam masa penulisan Tugas Akhir ini. 6. Terima kasih sebesar-besarnya untuk bapak Eko Budi Cahyono,S.Kom,M.T selaku dosen wali beliau telah banyak memberi masukan-masukan yang berarti bagi saya. vii 7. Teman-teman asisten lab informatika yang mengajarkan banyak hal 8. Seluruh dosen dan staff pengajar Jurusan Teknik Informatika, Universitas Muhammadiyah Malang. 9. Seluruh teman – teman kuliah saya, maaf tidak dapat saya sebutkan semuanya. terima kasih atas doanya dan suportnya selama ini. Saya sebagai penulis menyadari sepenuhnya bahwa dalam penulisan tugas akhir ini masih banyak kekurangan dan keterbatasan didalamnya. Oleh karena itu penulis mengharapkan saran yang membangun agar tulisan ini bermanfaat bagi perkembangan ilmu pengetahuan ke depannya. Semoga Tugas Akhir ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua. Amin. Malang, 25 Pebruari 2014 (Candra Triyadi Fahmi) viii DAFTAR ISI HALAMAN JUDUL ................................................................................... LEMBAR PERSETUJUAN ......................................................................... LEMBAR PENGESAHAN .......................................................................... HALAMAN PERNYATAAN KEASLIAN ................................................. ABSTRAK .................................................................................................. ABSTRACT ................................................................................................ KATA PENGANTAR ................................................................................. DAFTAR ISI ............................................................................................... DAFTAR GAMBAR ................................................................................... DAFTAR TABEL ........................................................................................ BAB I BAB II PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang ..................................................................... 1.2 Rumusan Masalah ............................................................... 1.3 Batasan MasalahMaksud dan Tujuan .................................... 1.5 Metodologi ........................................................................... 1.5.1 Studi Literatur ............................................................ 1.5.2 Metode Perancangan Program .................................... 1.5.3 Metode Implementasi Program ................................... 1.5.4 Metode Pengujian Program ......................................... 1.5.5 Penyusunan Laporan Tugas Akhir .............................. 1.6 Sistematika Penulisan .......................................................... LANDASAN TEORI 2.1 Jantung ................................................................................ 2.1.2 Peran Jantung............................................. .................. 2.1 2 Sistem Pembuluh Darah ............................................. . 2.2 Darah. .................................................................................. 2.2.1 Sel Darah Merah.......................................... ................ 2.2.2 Hemoglobin.......................................... ....................... 2.3 Photopletysmography ......................................................... 2.3.1 Pengertian Photopletysmography............................... . 2.3.2 Penggunaan Photopletysmography............................. 2.4 Color Space.......................................................................... 2.4.1 RGB Color Space ........................................................ 2.4.2 YUV Color Space ........................................................ 2.5 Metode Perhitungan Detak Jantung Berdasarkan Perubahan Warna Pada Permukaan Kulit ............................................... 2.5.1 Prinsip Kerja ................. .............................................. ix i ii iii iv v vi vii ix xi xii 1 2 2 2 3 3 3 3 3 4 6 6 7 9 9 9 10 10 11 11 11 12 12 12 BAB III ANALISA DAN PERANCANGAN SISTEM 3.1 Perencanaan (Planning)........................................................ 3.2 Analisis (Analysis)................................................................ 3.2.1 Kebutuhan Perangkat Lunak dan Perangkat Keras ....... 3.2.1.1 Kebutuhan Perangkat Lunak ........................... 3.2.1.2 Kebutuhan Perangkat Keras ............................ 3.2.2 Kebutuhan Fungsional dan NonFungsional Sistem....... 3.2.2.1 Kebutuhan Fungsional Sistem ......................... 3.2.2.2 Kebutuhan NonFungsional Sistem................... 3.3 Perancangan (Design) ........................................................... 3.3.1 Perancangan Sistem Aplikasi ....................................... 3.3.1.1 Use Case Diagram ......................................... 3.3.1.2 Activity Diagram ............................................ 3.3.1.3 Sequence Diagram ......................................... 3.3.2 Perancangan Data .............................. .......................... 3.3.3 Perancangan Antarmuka Pengguna .............................. 3.3.3.1 Rancangan Tampilan Awal Aplikasi................ 3.3.3.2 Rancangan Hasil Perhitungan Detak Jantung ... 3.3.3.3 Rancangan Tampilan Navigasi Menu ............. 3.3.3.4 Rancangan Tampilan Riwayat ........................ 3.3.3.5 Rancangan Tampilan Fasilitas Kirim Pesan .... BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN 4.1 Implementasi ....................................................................... 4.1.1 Proses Perhitungan Detak Jantung............................... 4.1.2 Proses Penyimpanan Data.......................................... .. 4.1.3 Proses Menampilkan Riwayat..................................... . 4.1.4 Proses Mengirimkan Data Dengan Format SMS ........ 4.2 Pengujian Perangkat Lunak .................................................. 4.2.1 Pengujian Deteksi Perubahan Warna Pada Permukaan Kulit........................................................................... ... 4.2.2 Pengujian Keakurasian Perhitungan Rata – Rata Detak Jantung.............. ......................................................... 4.2.2.1 Metode Pengujian............................................. 4.2.3 Pengujian Riwayat Rekam.......................................... . 4.2.4 Pengujian Pengiriman data dengan Format SMS ........ BAB V KESIMPULAN DAN SARAN 5.1 Kesimpulan ......................................................................... 5.2 Saran .................................................................................... DAFTAR PUSTAKA x 15 16 16 16 17 17 17 17 18 18 18 18 20 21 21 22 23 23 24 25 26 26 29 30 31 31 32 34 34 35 36 38 38 DAFTAR GAMBAR 1. Gambar 2.1 Struktur Jantung ...................................................... 6 2. Gambar 2.2 Sistem Pembuluh Darah .......................................... 8 3. Gambar 2.3 Arsitek Bercabang Menjadi Pembuluh Yang Lebih Besar dan Dihubungkan dengan Vena Oleh Lintasan Bantalan Kapiler ..................................................... 9 4. Gambar 2.4 Konsep Pletysmography dengan Mode Refleksi .... 11 5. Gambar 2.5 Arsitektur Proses .................................................... 13 6. Gambar 3.1 Metode SDLC Waterfall ....................................... 14 7. Gambar 3.1.1.aPosisi Pengambilan Data ....................................... 15 8. Gambar 3.1.1.bProses Deteksi Intensitas Cahaya yang Kemudian Ditangkap oleh Photopletysmography (Kamera) .... 15 9. Gambar 3.3.1 Use Case Diagram................................................. 18 10. Gambar 3.3.2 Activity Diagram Pemrosesan Warna .................... 18 11. Gambar 3.3.3 Activity Diagram Proses Melihat Hasil Perhitungan Detak Jantung ....................................................... 20 12. Gambar 3.3.4 Sequence Diagram Pemrosesan Warna .................. 20 13. Gambar 3.3.5 Sequence Diagram Proses Melihat Hasil Perhitungan 21 14. Gambar 3.3.6 Rancangan Tampilan Awal Aplikasi .................... 15. Gambar 3.3.7 Rancangan Tampilan Hasil Pemrosesan Data 23 Real Time ............................................................. 23 16. Gambar 3.3.8 Rancangan Tampilan Navigasi Menu .................... 24 17. Gambar 3.3.9 Rancangan Tampilan Riwayat Rekam Data .......... 25 18. Gambar 3.3.10 Rancangan Tampilan Format untuk Mengirim Pesan 25 19. Gambar 4.1 Posisi Jari Pengguna............................................... 32 20. Gambar 4.2 Tampilan Awal Aplikasi ......................................... 33 21. Gambar 4.3 Tampilan Pemrosesan Data ..................................... 33 22. Gambar 4.4 Tampilan Riwayat Rekam Data ............................... 35 23. Gambar 4.5 Tampilan Antarmuka Pengiriman Data dengan Format SMS ..................................................................... .. xi 35 DAFTAR TABEL 1. Tabel 3.1 Tabel Penyimpanan Data ........................................ .. 22 2. Tabel 3.2 Tabel Class Heart Rate Operations .......................... .. 22 3. Tabel 4.1 Tabel Pengujian ...................................................... .. 35 xii DAFTAR PUSTAKA Bourke, Paul, 1995. RGB Colour Space. [Online]. Tersedia: http: / / paulbourke .net/texture_colour/colourspace/ [20 Desember 2013] Dableducational.org. (2010, February 08). Declaration of Blood Pressure Measuring Device Equivalent 2006. [Online], Tersedia: http://www.dableducational.org/pdfs/equivalence_declarations/E52%20Omron %20SEM-1%20(HEM-7051-C12)%20ESH.pdf. Diunduh pada tanggal 21 Maret 2014 Firdaus. (2013, April 26). SISTEM PEREDARAN DARAH PADA MANUSIA. Diakses pada tanggal 12 Desember, 2013, dari http://www.lengkapbiologi.org/: http://www.lengkapbiologi.org/2013/04/sistem-peredaran-darah-padamanusia.html Ganong WF. 1979. Review of Medical Physiology. Large Medical Publication. Guyton AC. 1997. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran. Ed ke-9. Irawati Setiawan. Penerjemah. Jakarta : EGC Hull A, 1993. Penyakit Jantung, Hipertensi dan Nutrisi. Penerjemah : Wendra Ali, Bumi Aksara, Jakarta. Mayur Lunawat, Aquibjaved Momin, Varun Nirantar, Abhishek Deshmukh. 2012. Heart Pulse Monitoring: The Smart Phone Way. International Journal of Engineering Research and Applications (IJERA) ISSN: 2248-9622. Pp.509515. Sugondo Hadiyoso, Achmad Rizal, Rita Magdalena, 2011. Monitoring Photoplethysmograph Digital Dengan Wireless LAN (802.11b). Konferensi Nasional Sistem dan Informatika. KN&I11-014. Tapan, D. E. (2005). Penyakit Degeneratif. (p. 5). Jakarta: PT Elex Media Komputindo. Williams FD. 1987. Blood Composibility. CRC Press Inc Boca raton, Florida. xiii
