Biomedika Fisik Politeknik Elektronika Negeri Surabaya ITS Bab 1. Intro 1
Mg.# Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Topik Referensi Media PT/OHP/LCD/PC 1 Mengenalkan pada mahasiswa pengertian tentang materi Biomedical Physics Ruang lingkup Biomedical Physics 1, 2, 4 LCD/PC 2 Mengerti struktur dan anatomi manusia Anatomy dan fisiologi tubuh manusia 1, 2, 4 LCD/PC 3 Mengerti asal dari biosignal Origin dari biosignal 1, 2, 3 LCD/PC 4 Memahami asal ECG signal Origin dari ECG signal 1, 2, 3 LCD/PC 5 Mengerti parameter ECG signal ECG signal parameter 1, 2, 3 LCD/PC 6 Memahami asal EEG signal Origin dari EEG signal 1, 2, 3 LCD/PC 7 Mengerti parameter EEG signal EEG signal parameter 1, 2, 3 LCD/PC 8 Mengerti Origin dari EMG signal & parameternya Origin dari EMG signal 1, 2, 3 LCD/PC 9 Mengerti system pernafasan Sistem pernafasan 1, 2, 3 LCD/PC 10 Mengerti sistem sirkulasi darah Sistem sirkulasi darah 1, 2, 3 LCD/PC 11 Mengerti sistem tekanan dan aliran darah Tekanan dan aliran darah 1, 2, 3 LCD/PC 12 Mengerti Origin dari EOG signal & Parameter dan origin EOG signal 1, 2, 3 LCD/PC parameternya 13 Review biosignal 1, 2, 3,4 LCD/PC 14 Biomedical Sensor Jenis, karakteristik dan prinsip Kerja sensor untuk Medical 2, 3, 4 LCD/PC 15 Biomedical Sensor Sama dengan atas 2, 3, 4 LCD/PC 16 Medical electrode Medical electrode 2, 3, 4 LCD/PC Bab 1. Intro 2
Medical Medical Biological Medicine Medical Welfare Health Medical and Biological (MBE) atau Biomedical (BME) adalah daerah penghubung antara Medical dan Bab 1. Intro 3
Medical mempunyai sasaran untuk menawarkan teknologi yang mendukung bidang ilmu medika Medical diagnostic, medical treatment, pathology dll Biological mengaplikasikan pengetahuan atau ilmu medika atau biologi ke dunia teknik. Bab 1. Intro 4
Sejarah pengukuran bioelectric Fenomena : Electromyogram, electrocardiogram, electroenchepalogram, medical diagnostic yang lain. Kebanyakan diperlukan pengetahuan elektronik Medical Electronic Mechanical Information engineering Chemical engineering Material Dll. Ruang lingkup lebih luas dan dalam Measuring instrument Imaging instrument Medical Information System Biological stimulation and treatment. dll Medical and Biological atau Biomedical Bab 1. Intro 5
System System Analysis And And Modelling of of Physiological Systems Medical Instrumentation Signal Signal processing Clinical Clinical Biomedical Rehabilitation Biotechnology Medical Imaging Biomedical computer Prosthetic devices devices Bab 1. Intro 6
Ruang lingkup Biomedika Aplikasi analisa sistem (modelling, simulasi). Deteksi : pengukuran dan monitoring sinyal fisik; a.l. biosensor, instrumentasi biomedika. Memberikan diagnosa dengan teknik pemrosesan sinyal dari data bioelektrik. Membuat alat untuk menggantikan atau memperbaiki fungsi tubuh (augmentasi). Menyediakan prosedur dan peralatan untuk terapi atau rehabilitasi Analisa komputer ttg data yang berhubungan dengan pasien Medical imaging Inovasi produk biologi yang baru (biotechnology dan tissue engineering) Bab 1. Intro 7
Lingkungan kerja Teknisi kesehatan di RS atau klinik (clinical engineering) Biomedical design engineer di industri Peneliti/ilmuwan Asosiasi BME American Institute for Medical and Biological (AIMBE) Institute of Electrical & Electronic Engineer (IEEE) in Medicine and Biology society International Federation for Medical and Biological (IFMBE) Bab 1. Intro 8
Dasar Sistem Instrumentasi Feedback control EEG ECG EMG Calibration Analog Processing & Digital conversion Instrument control Biosignal processing Output display Data Storage Data Transmission Jalur signal Instrument control operator Remote site Bab 1. Intro 9
Keterangan : Data pengukuran (measurand) : kuantitas, properti/luasan, kondisi yang diukur oleh sistem instrumentasi, mis : bioelectric signal yang dihasilkan otot atau otak, atau biochemical dan biomechanical yang dikonversi ke signal electric. Sensor : untuk mengkonversi besaran fisik ke output electric. Output biosensor : analog signal, continuous signal; dikirim ke blok analog processing dan digital conversion. Analog processing & digital conversion : signal dikuatkan, difilter dan dikondisikan serta dikonversi ke bentuk digital. Biosignal processing (signal conditioning) : utk kompensasi karakteristik sensor yang tidak diinginkan. Data storage : penyimpanan data digital, utk pengolahan atau pengkondisian sinyal nantinya. Output display : numeric, graphic, discrete atau continuous, permanen atau temporer. Remote site : teknologi telepon dan internet memungkinkan untk monitor dan diagnosa jarak jauh. Bab 1. Intro 10
Measurement Range Frequency, Hz Method Blood flow 1 to 300 ml/s 0 to 20 Electromagnetic or ultrasonic Blood pressure 0 to 400 mmhg 0 to 50 Cuff or strain gage Cardiac output 4 to 25 L/min 0 to 20 Fick, dye dilution Electrocardiography 0.5 to 4 mv 0.05 to 150 Skin electrodes Electroencephalography 5 to 300 μ V 0.5 to 150 Scalp electrodes Electromyography 0.1 to 5 mv 0 to 10000 Needle electrodes Electroretinography 0 to 900 μ V 0 to 50 Contact lens electrodes ph 3 to 13 ph units 0 to 1 ph electrode pco 2 40 to 100 mmhg 0 to 2 pco 2 electrode po 2 30 to 100 mmhg 0 to 2 po 2 electrode Pneumotachography 0 to 600 L/min 0 to 40 Pneumotachometer Respiratory rate 2 to 50 breaths/min 0.1 to 10 Impedance Temperature 32 to 40 C 0 to 0.1 Thermistor Data pengukuran medika Bab 1. Intro 11
2 komponen penting dalam sistem Instrumentasi Kalibrasi : memberikan signal kalibrasi ; signal dgn frekwensi dan amplitudo yang sudah diketahui, utk pengaturan / setting komponen dari sistem; shg. Output dan inputnya mempunyai hubungan/fungsi yang terukur. Divais Feedback : mengumpulkan data dan memberikan respon jika dibutuhkan, atau utk keperluan kontrol dengan tujuan mengubah / memperbaiki respon tubuh. Mis : feedback elemen : pacemakers, ventilators (alat stimulasi jantung dan paru-paru) Bab 1. Intro 12
Proses Desain Instrumentasi medika Pilihan dan disain instrumentasi dipengaruhi oleh faktor sinyal, lingkungan, medika dan faktor ekonomi. (dikutip dari buku :Transducers for Biomedical Measurements: Application and Design, by R. S. C. Cobbold. Copyright 1974, John Wiley and Sons, Inc.) Bab 1. Intro 13