ELEKTROKARDIOGRAF (EKG) 12 LEAD TAMPIL PC (BIDANG FRONTAL)

Transkripsi

1 ELEKTROKARDIOGRAF (EKG) LEAD TAMPIL PC (BIDANG FRONTAL) Dwiky Wicaksono, Bambang Guruh Irianto, Syaifudin Lutfi ABSTRAK Tes noninvasif yang digunakan untuk mencerminkan kondisi jantung yang mendasarinya dengan mengukur aktivitas listrik jantung dapat dipelajari dengan mencari pola karakteristik pada EKG. Oleh karena itu, diperlukan alat untuk mengetahui bagian penting dari evaluasi awal pasien yang diduga memiliki masalah jantung yang terkait. Dengan jenis penelitian After Only Design, menggunakan alat ukur Osiloskop dan Elektrokardiograf pabrik. Hasil ratarata pengukuran EKG sebanyak kali menggunakan phantom pada BPM diperoleh error 0.%, pengaturan sensitifitas diperoleh error 0.% dan pengaturan kecepatan kertas diperoleh error 0%. Persentase kesalahan diperoleh dari faktor toleransi komponen dan keterbatasan program yang dipergunakan. Menurut Pedoman Pengujian dan Kalibrasi Alat Kesehatan DEPKES RI tahun 00, batas maksimal dalam toleransi kesalahan BPM dan sensitifitas adalah ±%, sedangkan untuk kecepatan kertas adalah ±%. Error pada masingmasing parameter masih diijinkan untuk digunakan karena masih kurang dari batas toleransi. Dari hasil yang diperoleh, maka alat EKG dapat dibuat dengan lead meliputi sadapan ekstremitas dan sadapan prekordial sehingga mempermudah operator untuk mendiagnosa kelainan jantung pasien. Kata Kunci : Mikrokontroler, Sinyal Jantung, Elektrokardiograf PENDAHULUAN Latar Belakang Elektrokardiograf (EKG) adalah sebuah alat medis yang digunakan sebagai alat untuk memperoleh informasi seputar kerja jantung manusia melalui prinsip kelistrikan pada jantung. Fenomena fisika tidak selalu direpresentasikan dalam masalah bendabenda mati (fisik), tetapi dapat terjadi pula pada bendabenda hidup (hayati), contohnya adalah pada peristiwa kelistrikan. Salah satu peristiwa kelistrikan yang terdapat pada sistem hayati (hidup) adalah peristiwa kelistrikan pada jantung, yang menghasilkan sebuah sinyal bioelektrik sehingga dapat mengetahui gangguan pada jantung melalui alat elektrokardiograf. Mekanisme sederhana dari alat ini adalah mengukur potensial listrik sebagai fungsi waktu yang dihasilkan oleh jantung (Sudoyo, 009). Dalam perkembangannya, EKG pernah dibuat oleh Bambang Guruh I. yaitu ECG Lead berbasis ATMEGA. Selanjutnya, dibuat oleh Rasyidi Nur Aldebaran dan Ahmad Niam Fauzi yaitu Modifikasi Treadmill dengan Pengaturan Kecepatan dan Monitoring EKG Wireless Berbasis PC dimana pengukuran hanya dibatasi pada lead II. Sedangkan, untuk melihat keadaan jantung secara lengkap, dibutuhkan sadapan inferior (lead II, III, avf), lateral (lead I, avl, V, V), septum (V dan V), anterior (V, V) dan avr (Dwi Sujadir, 00). Pada modul sebelumnya, elektrokardiograf yang sudah dibuat oleh (Bambang Guruh I., 0) belum terdapat kalibrasi mv, setting kecepatan kertas, sensitifitas dan pengambilan data Heart Rate masih belum real time. Sedangkan elektrokardiograf yang sudah dibuat oleh (Rasyidi Nur Aldebaran dan Ahmad Niam Fauzi 0), penyadapan sinyal jantung hanya dibatasi pada lead II. Dalam kondisi seperti ini, user kurang dapat menggunakannya sebagai alat diagnosa kelainan jantung secara lengkap karena tidak terdapat sadapan/ lead I, II, III, avr, avl,

2 avf, V, V, V, V, V dan V atau yang biasa disebut sistem lead. Mengacu pada latar belakang permasalahan diatas, penulis ingin mengembangkan dan menyempurnakan EKG dengan sistem yang lebih lengkap yang dikenal dengan istilah EKG lead Batasan Masalah Pada perancangan modul ini, penulis membatasi bagianbagian yang berkaitan dalam pembuatan alat. Hal tersebut dimaksudkan agar tidak terjadi pelebaran masalah. Adapun batasanbatasan tersebut meliputi:. Monitoring yang dilakukan hanya bidang frontal meliputi sadapan bipolar (Lead I, II, III) dan sadapan unipolar (avr, avl, avf). Menggunakan supply tegangan V dan V.. Menggunakan IC multiplexer CD 0 sebagai sistem switching data.. Menggunakan IC mikrokontroler untuk pengolahan datanya.. Menggunakan komunikasi serial sebagai pengirim data ke PC.. Menggunakan program Delphi untuk interface ke PC.. Menggunakan tombol kalibrasi mv.. Menggunakan pengaturan kecepatan kertas mm/s dan 0 mm/s. 9. Menggunakan pengaturan sensitifitas 0, mv ; mv ; mv.. Membuat rangkaian perangkat lunak mikrokontroler. Membuat software menggunakan Delphi untuk tampilan ke PC. Melakukan uji coba alat Manfaat Penelitian Manfaat Teoritis. Meningkatkan wawasan / pengetahuan dibidang alat diagnostik khususnya alat sinyal jantung (EKG).. Sebagai referensi penelitian selanjutnya Manfaat Praktis. Mempermudah dalam pengoperasian alat. Mempermudah pemantauan kondisi jantung METODE PENELITIAN Blok Diagram Rumusan Masalah Dapatkah dikembangkan alat EKG lead tampil PC (bidang frontal)? Tujuan Penelitian Tujuan Umum Dikembangkannya alat diagnostik EKG lead tampil PC (bidang frontal). Tujuan Khusus. Membuat rangkaian penyadap avr, avl, avf, Lead I, Lead II dan Lead III. Membuat rangkaian switching. Membuat rangkaian filter dan penguat Blok Diagram

3 Diagram Alir Diagram alir sistem HASIL PENGUKURAN DAN ANALISIS Hasil Pengukuran Test Point. Rangkaian HPF 0.0 Hz dan penguatan awal R R9 R9 k M K J CON U En CON C TL0 UF R K Rangkaian HPF Diagram Alir Sistem Diagram alir receiver Perhitungan untuk penentuan nilai Fc dan penguatan High Pass Filter (EN ) : πrc., Hz Diagram Alir Receiver Diagram Mekanik Sistem Output menurut teori perhitungan : Xc = / π F C = /.,... 0 = /,9. 0 = 9 Vout = (R /( R Xc)).Vin = (000/ (0009)).. = (9/99).. mv = 0,9., mv =. mv R9 R9 Acl set = R Acl max = 000 Acl max = 0 x Vout set = Acl x Vout = 0 X, mv = 0. V Perbandingan antara perhitungan dan pengukuran menggunakan input function generator Vpp: Diagram Mekanik Sistem

4 C Perbandingan antara pengukuran dan perhitungan High Pass Filter nf R0 k Fin Vout ukur Vout hitung Hz 0.00 Vpp 0,099Vpp 0.00Hz 0 Vpp 0, Vpp 0.0 Hz 0. Vpp Vpp Hz. Vpp.9 Vpp 0 Hz. Vpp.99Vpp En CON R k R9 k C U TL0 J CON nf f (Hz) Hasil output EN dengan input phantom 0 BPM dan setting Amplitudo mv pada phantom: Lead II A = Tinggi x Volt/Div =.x 00mV = 0mV BPM = f x 0 =. x 00 x 0 = x 0 = 0 BPM. Rangkaian LPF 00 Hz x 0 V Out Hitung Vout Ukur Tapis pelewat rendah atau tapis lolos rendah (lowpass filter) digunakan untuk meneruskan sinyal berfrekuensi rendah dan meredam sinyal berfrekuensi tinggi. Gambar. Rangkaian LPF Perhitungan untuk penentuan nilai Fc dan penguatan Low Pass Filter (J ) : πrc., x 0 0. Hz ω / ωc = fin / fc ω = / 0,. ωc = ωc ω =, x 0. 0, /R C = 0,. 0 / R C Acl = / ω R C = / (. 0,. 0 R C / R C ) = / (,. 0 ) = /, = / = Acl = Vout / Vin = Vout / V Vout = V Perbandingan antara perhitungan dan pengukuran menggunakan input function generator Vpp: Perbandingan antara pengukuran dan perhitungan Low Pass Filter Fin Vout ukur Vout hitung 0 Hz 0. Vpp Vpp 0 Hz 0. Vpp 0.9 Vpp 00 Hz 0. Vpp 0. Vpp 00 Hz 0.Vpp 0. Vpp 00 Hz 0.0 Vpp 0.0 Vpp

5 = 0. V V Out Hitung Vout Ukur Perbandingan antara pengukuran dan perhitungan Low Pass Filter Pasif Fin Vout ukur Vout hitung 0 Hz Vpp. Vpp 0 Hz Vpp. Vpp 00 Hz Vpp Vpp 00 Hz 0. Vpp 0.Vpp 00 Hz 0. Vpp 0.Vpp Hasil output J dengan input phantom 0 BPM dan setting Amplitudo mv pada phantom: Lead II V Out Hitung Vout Ukur Hasil output J 0 dengan input phantom 0 BPM dan setting Amplitudo mv pada phantom: A = Tinggi x Volt/Div =. x 00mV = 0 mv avf. Rangkaian LPF pasif 00 Hz J0 CON J0 CON R0 K C0 nf A = Tinggi x Volt/Div = 0. x V = 0. V Rangkaian LPF Pasif Output menurut teori perhitungan : Xc = / π F C0 = /., = /,. 0 = 9. Rangkaian adder dan penguatan akhir J CON R R 0K R k 0k J CON Vout = (Xc /( R0 Xc)).Vin = (9/(0009)).0, V = (9, / 0,). 0, V = 0,9. 0, V R 00K J CON 0K R 0K Rangkaian Adder U9

6 Hasil output J dengan input phantom 0 BPM dan setting Amplitudo mv pada phantom Lead II Output Osilator Sinus mv (J) A = Tinggi x Volt/Div =. x 00mV =.V. Rangkaian Osilator Sinus dan Diferensiator Output Diferensiator (J) C 0uF v v U 0 NC CAP GND CAP J CON J CON J CON V OSC LV VOUT J v Power Bank R 0k v C nf v C 0uF Rangkaian kalibrator mv Frekuensi Output menurut teori perhitungan : πr C., Hz C nf R k R 0k v v R 0k U LM J INPUT J CON C uf J CON J CON R 0k R k J9 R CON J0 R9 M CON v M J OUT U TL0 R k J OUTPUT. Rangkaian Minimum Sistem XTAL SW UP IC PB PB0 0 PA0 C0 PB PB PB0(XCK/T0) PA0(ADC0) 9 PA 0p PB SW DN PB PB(T) PA(ADC) PA Y PB PB PB PB(INT/AIN0) PA(ADC) PA PB PB PB(OC0/AIN) PA(ADC) PA M SW EN PB PB(SS) PA(ADC) PA C PB PB PB(MOSI) PA(ADC) PA 0p XTAL PB PB[MISO) PA(ADC) PA RST 9 PB[SCK) PA(ADC) AREF J 0 RESET AREF GND J PA0 GND AGND 0 PA XTAL GND A 9 PC PD0 PD PA XTAL XTAL PC(TOSC) PC PD PD0 PA R PD0 XTAL PC(TOSC) PC GND GND PA 0 PD PD0(RXD) PC PC PA PD(TXD) PC D PD PC PA PD PD(INT0) PC PC PA PD PD(INT) PC PC PL0 BLUETOOTH PD 9 PD(OCB) PC(SDA) LED PC0 PD 0 PD(OCA) PC0(SCL) PD PROGISP PD(ICP) PD(OC) J J ATMEGA GND PB J PB R PB R PD RST R9 AREF AREFF PD K PD 0 PC0 R CON PC RST J9 9 PC J J 0 PC PB0 K PC PB RESET CON C PC PB 0uF SW J PC J0 PB PD0 PC PB CON PD PD PB PD PD PB PD PD PB PD IN PD 9 PD PORTB 0 GND J J J J PD LCD GRAPHIC CON CON CON CON PORTD Rangkaian Minimum Sistem Listing Program AVR while() { PORTB.=0; PORTB.=; PORTB.= ; PORTB.= ; lcd_clear(); lcd_gotoxy(0,); lcd_puts("kalibrasi"); delay_ms(00); a=read_adc(0); printf("d%dw",a);//ecg delay_us(00); } J DATA J0 PORTA GND 0 R R0 POT

7 SENSITIFITAS (mv) 0 BPM 0 mm/s 0 BPM 0 BPM mm/s 0 BPM Listing Program Delphi procedure TForm.TerimaLEAD(Sender: TObject; const Str: String); var dataadc,e:integer; tegangan:real; begin val(str,dataadc,e); if E = 0 then begin tegangan:=(dataadc/0)*; tegangan:= (tegangan); if Chart.Visible = True then begin Chart.Series[0].AddXY(Chart.Series[0]. Count,tegangan); memo.lines.add(floattostrf(tegangan,fffi xed,,)); label.caption:= 'Lead I'; end; end; Hasil Pengujian Saat dibandingkan dengan EKG recorder Pengukuran dan Pengujian Hasil Perbandingan Pembacaan Kertas PC dengan EKG EKG Pabrik : MODUL Perbandingan Hasil dengan EKG Recorder BPM = 00 KC 0 = 00 BPM = 00 KC 0 = 00 0 BPM = 000 KC 0 = 000 BPM = X KC 0 = X. X = 0 BPM = X KC 0 = X X = 0 BPM = X KC 0 = X. X = 00 Kelemahan/kekurangan sistem. Belum dilengkapi penyimpanan untuk proses analisa sinyal EKG.. Faktor kesalahan setting sensitifitas masih besar sehingga diperlukan penyempurnaan.. Noise frekuensi dari luar masih mempengaruhi dengan sangat mudah.. Pada manusia, referensi masingmasing lead yang bermacammacam perlu penyempurnaan software sehingga pada tampilan mampu tersetting secara otomatis. BPM = 000 KC 0 = 000. BPM = X KC 0 = X. X = 00 Rasio 0. KB KB KB 0. KB KB KB Rasio PENUTUP Kesimpulan. Telah dapat dibuat Modul elektrokardiograf lead dengan display grafik sinyal EKG dan nilai Heart Rate pada PC menggunakan software Delphi.. Pengiriman data antara modul dan PC menggunakan modul PL0.

8 . Menggunakan ATmega sebagai pengolah data ADC (pembacaan data ADC dan konversi HR), Timer dan proses komunikasi serial.. Saat pasien dalam kondisi tenang sinyal EKG yang ditampilkan di PC bisa stabil, saat pasien melakukan sedikit pergerakan, ditemukan sinyal EKG yan g naik turun dari titik referensi awal.. Sinyal yang naik turun disebabkan oleh pergerakan pada subyek atau elektroda yang kurang kontak dengan kulit.. Sinyal yang naik turun menyebabkan mikro tidak bisa melakukan pengolahan data untuk menampilkan nilai HR. Saran. Pengembangan sistem penentuan referensi agar bisa didapatkan data HR pada saat amplitudo tidak stabil.. Pengolahan sinyal pada PC untuk menstabilkan sinyal yang naik turun titik referensinya.. Dilengkapi data penyimpanan untuk analisa sinyal EKG.. Penyempurnaan pembangkit gelombang kotak untuk menu kalibrasi. DAFTAR PUSTAKA []Benson, Harold J (00). Anatomy and Physiology. New York : Mc Graw Hill []Carr, Brown (9). Introduction to Biomedical Equipment Technology. Englewood Cliffs, NJ : Prentice Hall []Coughlin, Driscoll, Herman (99). Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear = (Operational Amplifiers and Linear Integrated Circuits). Jakarta : Erlangga []Goldschalger, Goldman, Dharma Aji (99). Elektrokardiografi (Electrocardiography : Essentials of Interpretation). Jakarta : Widya Medika []Guyton, Arthur C, Jhon (00). Buku Ajar Fisiologi Kedokteran Edisi. Jakarta : EKG []Sudoyo, dkk (00). Buku Ajar Penyakit Dalam Edisi Jilid. Jakarta : FKUI []Soekidjo Notoatmodjo (00). Metodologi Penelitian Kesehatan. Jakarta : Rineka Cipta []Sugiyono (00). Metode Penelitian Kuantitatif Kualitatif dan R&D. Bandung : Alfabeta [9]Sundana Krisna (00). Interpretasi EKG : Pedoman Untuk Perawat. Jakarta : EGC [0]Syaifuddin (00). Anatomi Fisiologi untuk Mahasiswa keperawatan. Jakarta : EGC []Tarwoto, Aryani Ratna, Wartonah (009). Anatomi dan Fisiologi Untuk Mahasiswa Keperawatan. Jakarta : Trans Info Media []Anonim (00). Electrocardiogram. (diakses Jum at, Agustus 0) []Anonim (0), Komunikasi Serial. (diakses Minggu, September 0) []Irfan Padoe (00). Kegunaan EKG dan Cara Merekam EKG. (diakses Minggu, Oktober 0) []Bambang Guruh (0). Perancangan ECG Berbasis ATMEGA. BIODATA PENULIS Nama : Dwiky Wicaksono NIM : P00 TTL : Sidoarjo, 9 Desember 99 Alamat : Jl. Raya Trosobo No., Sidoarjo Pendidikan : SMA Kemala Bhayangkari I Surabaya