VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF
DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI
Diajukan untuk memenuhi salah satu persyaratan dalam menyelesaikan pendidikan sarjana (S-1) pada Departemen Fisika Sub Jurusan Fisika Medik
Diajukan oleh:
NIM : 090821018
AMRULLAH
DEPARTEMEN FISIKA
FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM
UNIVERSITAS SUMATERA UTARA
MEDAN
PERSETUJUAN
Judul : VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF
DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER
PRIBADI.
Kategori : SKRIPSI
Nama : AMRULLAH
Nomor Induk Mahasiswa : 090821018
Program Studi : SARJANA (S1) FISIKA MEDIK
Departemen : FISIKA
Fakultas : MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN
ALAM
Diluluskan di Medan, 26 juli 2012
Diketahui/disetujui oleh
Departemen Fisika FMIPA USU Pembimbing I
Dr. Marhaposan Situmorang
NIP. 195510301980031003 NIP. 196602091992031003
PERNYATAAN
VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF
DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI
SKRIPSI
Saya mengakui bahwa skripsi ini adalah hasil kerja saya sendiri, kecuali beberapa kutipan dan ringkasan yang masing-masing disebutkan sumbernya.
Medan, Juli 2012
PENGHARGAAN
Bismillahirrahmanirrahim
Puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT, oleh karena karunia-Nya penulis dapat menyelesaikan tugas akhir ini tepat pada waktunya. Tugas akhir ini ananda persembahkan untuk kedua orang tua, (Ayahanda H.Syafri dan Ibunda Hj.Khadijah) tercinta yang telah memberikan bantuan moril maupun materil dan kasih sayang kepada ananda selama menimba ilmu di Universitas Sumatera Utara Medan. Semoga Allah SWT melimpahkan segala rahmat dan hidayahnya kepada Ayah dan Mama’ untuk selalu diberikan kesehatan dan kemurahan rezeki, Amin ya Allah.
Ucapan banyak terima kasih penulis ucapkan kepada Prof.Dr.Syafruddin Ilyas, M.BioMed selaku dosen pembimbing penulis, yang telah banyak memberikan bimbingan serta masukan-masukan dalam penyelesaian tugas akhir ini.
Kepada Abang dan kakak tercinta di Aceh, terima kasih sebesar-besarnya kepada kalian semua atas bantuan yang kalian berikan kepada adinda. Hanya inilah yang dapat adinda persembahkan kepada kalian semua. Semoga Allah SWT melimpahkan rahmat dan hidayah-Nya kepada kalian semua, Amin ya Allah.
VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF
DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI
ABSTRAK
Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam.
Telah dibuat alat fonokardiograf (sensor suara) yang pada prinsipnya terdiri dari mikrofon untuk mendeteksi suara jantung yang kemudian diperkuat oleh penguat operasional, setelah itu akan melewati filter kemudian diteruskan kealat pencetak atau monitor (komputer pribadi)
Hasil uji alat fonokardiograf dapat dilihat hasil perbedaan visualisasi dari detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push up sesuai yang ditentukan.
KATA PENGANTAR
Bismillahirrahmanirrahim
Puji dan syukur penulis panjatkan kehadirat Allah SWT yang telah melimpahkan karunia dan rahmat-nya, sehingga skripsi yang berjudul “Visualisasi Keluaran Fonokardiograf Dengan Menggunakan Komputer Pribadi” dapat diselesaikan.
Adapun tujuan dari pembuatan skripsi ini adalah sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar sarjana (S1) Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara Medan.
Pada kesempatan ini tak lupa pula penulis menyampaikan ucapan terima kasih kepada :
1. Bapak Dr. Sutarman, M.Sc, selaku Dekan Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
2. Bapak Dr. Marhaposan Situmorang, selaku Ketua Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 3. Bapak Prof. Dr. Syafruddin Ilyas, M.Bio Med, Selaku Pembimbing.
4. Seluruh staf dan pengajar Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara.
5. Seluruh Staf Tata Usaha dan Laboratorium Jurusan Fisika Fakultas Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Universitas Sumatera Utara. 6. Andika Siregar, Emil Salim, Sulaiman AY dan Zakaria bin Adnan (teman
7. Terima kasih sebesar-besarnya kepada seluruh pihak yang telah memberikan bantuannya, yang tidak dapat disebutkan satu persatu.
Penulis menyadari bahwa dalam pembuatan skripsi ini masih terdapat kekurangan-kekurangan, untuk itu dengan segala kerendahan hati penulis mengharapkan kritik dan saran demi perbaikan skripsi ini di masa mendatang. Dan mudah-mudahan skripsi ini dapat memberikan manfaat bagi kita semua.
Medan, 26 Juli 2012 Penulis
DAFTAR ISI
Halaman
JUDUL ... i
PERSETUJUAN ... ii
PERNYATAAN ... iii
PENGHARGAAN ... iv
ABSTRAK ... v
KATA PENGANTAR ... vi
DAFTAR ISI ... viii
DAFTAR GAMBAR ... x
DAFTAR TABEL ... xii
DAFTAR ISTILAH ... xiii
BAB I PENDAHULUAN ... 1
1.1.Latar Belakang ... 1
1.2.Perumusan Masalah ... 2
1.3.Tujuan Penelitian ... 3
1.4.Pembatasan Masalah ... 3
1.5.Manfaat Penelitian ... 3
BAB II DASAR TEORI ... 4
2.1. Fonokardiograf ... 4
2.2. Bunyi ... 5
2.3. Jantung ... 9
2.3.2 Perhitungan Jantung ... 11
2.7. Penguat Operasional (OP-AMP) ... 19
2.8. Komputer ... 22
BAB III METODE PENELITIAN ... 24
3.1. Alat dan Bahan ... 24
3.2. Diagram Blok dan Cara Kerja ... 24
3.3. Perancangan Alat Fonokardiograf ... 27
3.3.1 Perancangan Amplifier ... 27
3.3.2 Perancangan Filter ... 28
3.4. Prosedur Penelitian ... 28
BAB IV HASIL DAN PEMBAHASAN ... 30
4.1. Hasil Uji Rangkaian Penguat Operasional ... 30
4.2. Hasil Uji Rangkaian Filter ... 31
4.3. Hasil Uji Alat Fonokardiograf ... 32
BAB V KESIMPULAN DAN SARAN ... 38
5.1 Kesimpulan ... 38
5.2. Saran ... 38
DAFTAR PUSTAKA ... 40
DAFTAR GAMBAR
Halaman
Gambar 2.1. Gelombang bola ... ... 5
Gambar 2.2.Kurva tingkat intensitas dengan frekuensi untuk bunyi kenyaringan yang sama ... 8
Gambar 2.3.Posisi jantung pada tubuh manusia ... 9
Gambar 2.4.Bagian-bagian pada jantung ... 9
Gambar 2.5.Aliran darah pada jantung ... 10
Gambar 2.6.Peristiwa-peristiwa dari siklus jantung pada fungsi ventrikel menunjukkan pada perubahan-perubahan pada tekanan atrium kiri, tekanan ventrikel kiri, tekanan aorta dan volume ventrikel ... 13
Gambar 2.7. Stetoskop akustik ... 15
Gambar 2.8. Condenser mic ... 17
Gambar 2.9. Low pass filter ... 18
Gambar 2.10.High pass Filter ... 18
Gambar 2.11.Rangkaian umpan balik negatif yang tak membalik ... 20
Gambar 2.12.Rangkaian umpan balik negatif yang membalik ... 21
Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian fonokardiograf ... 24
Gambar 3.2. Perancangan Amplifier ... 27
Gambar 4.1.Visualisasi suara detak jantung anak-anak sebelum melakukan push up 20 kali ... 32 Gambar 4.2.Visualisasi suara detak jantung anak-anak sesudah melakukan
push up 20 kali ... 32 Gambar 4.3.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sebelum
melakukan push up 20 kali ... 35 Gambar 4.4.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sesudah
DAFTAR TABEL
Halaman Tabel 2.1. Memberikan tingkat intensitas dari beberapa bunyi yang lazim . 7
Tabel 4.1. Hasil uji rangkaian penguat operasional ... 28
Tabel 4.2. Hasil uji rangkaian filter ... ... 29
Tabel 4.3. Hasil uji tes detak jantung anak-anak ... 31
DAFTAR ISTILAH
Aorta adalah batang nadi yang berasal dari bilik jantung sebelah kiri. Atenuasi adalah pelemahan.
Atrium adalah bagian dari serambi jantung.
Atrioventrikuler adalah batang nadi yang berasal dari rongga serambi jantung. Auskultasi adalah cara pemeriksaan dengan mendengarkan suara jantung yang
timbul pada bagian organ-organ tubuh.
Band elimination filter adalah gabungan antara low pass filter dan high pass filter, hanya saja pada filter ini frekuensi-frekuensi yang tidak dikehendaki dapat diperlemah dalam pita stopnya.
Band pass filter adalah sebuah rangkaian yang dirancang hanya untuk melewatkan isyarat dalam suatu pita frekuensi tertentu seraya menolak semua isyarat diluar pita ini.
Brainware adalah suatu system yang diatur dan dikendalikan oleh manusia.
Dyastole adalah masa relaksasi jantung khususnya pada kedua bagian bilik jantung, pada saat darah mengalir kedalam bagian ini.
Filament kontraktil adalah serabut halus kontraktil.
Hardware adalah peralatan pada system komputer secara fisik terlihat dan dapat dijamah.
Headphone adalah speaker kecil yang berfungsi untuk mendengarkan suara, biasanya berada diatas bahagian kepala.
High pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya diperlemah sampai naik ke suatu frekuensi potong.
Input adalah merupakan proses memasukan data kedalam komputer. Impuls-impuls ritmis adalah rangsangan hantaran syaraf teratur. Inverting adalah rangkaian umpan balik negatif yang membalik.
Invasif adalah pemeriksaan yang dilakukan dengan memasukan bahagian tubuh atau alat tubuh.
Laterial superior atrium adalah bagian kiri atas serambi jantung.
Low pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari DC naik, sampai turun kesuatu frekuensi potong.
Median sternum adalah tulang dada yang terletak pada pertengahan dada. Miokrad adalah otot jantung.
Mitral adalah batang nadi yang terletak pada bagian tengah dari paru-paru.
Nodus sinus adalah gumpalan kecil yang berbentuk simpul yang terdapat pada rongga jantung.
Non inverting adalah rangkaian umpan balik yang tak membalik.
Non invasif adalah pemeriksaan yang dilakukan tanpa memasuki bahagian tubuh atau alat tubuh.
Noise adalah suara latar yang menyebabkan terganggunya hasil visualisasi dari suara detak jantung.
Offset adalah tegangan pusat pada pengukuran pertanahan.
Perifer adalah peredaran aliran darah yang menuju organ-organ yang terletak pada ujung dari rongga jantung.
Processing adalah merupakan proses pengolahan data yang sudah dimasukkan kedalam komputer.
Pulmonal adalah peredaran darah yang menuju bahagian paru-paru.
Pulmonalis adalah rongga batang nadi yang berasal dari bilik jantung kanan. Regulated power supplay adalah pengatur penambah daya DC.
Semiluner aorta adalah rongga batang nadi.
Software adalah program yang berisi perintah-perintah untuk melakukan pengolahan data.
Systole adalah kuncupan jantung yang diakibatkan oleh adanya kontraksi pada otot jantung.
Triskupid adalah rongga yang terletak pada bahagian bilik jantung sebelah kanan. Ventrikel adalah bagian bilik jantung.
VISUALISASI KELUARAN FONOKARDIOGRAF
DENGAN MENGGUNAKAN KOMPUTER PRIBADI
ABSTRAK
Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam.
Telah dibuat alat fonokardiograf (sensor suara) yang pada prinsipnya terdiri dari mikrofon untuk mendeteksi suara jantung yang kemudian diperkuat oleh penguat operasional, setelah itu akan melewati filter kemudian diteruskan kealat pencetak atau monitor (komputer pribadi)
Hasil uji alat fonokardiograf dapat dilihat hasil perbedaan visualisasi dari detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push up sesuai yang ditentukan.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1. LATAR BELAKANG
Semakin majunya teknologi dibidang medis menyebabkan banyak bermunculan peralatan-peralatan medis baru, disamping itu juga akan penyempurnaan terhadap peralatan-peralatan medis sebelumnya. Selama bertahun-tahun dan sampai hari ini peralatan yang umum secara klinis digunakan untuk mendeteksi suara jantung adalah stetoskop akustik. Penyempurnaan dari stetoskop akustik biasanya rendah. Pemecahannya adalah stetoskop elektronik terdiri dari mikrophone, penguat operasional dan head set. Stetoskop elektronik dapat memvisualisasikan suara jantung yang terlalu rendah dalam intensitas atau terlalu tinggi dalam frekuensi untuk didengar dalam peralatan akustik murni. Melalui pendengaran yang baik maka informasi yang dapat diperoleh dari suara jantung ini sehingga dapat didengar oleh fonokardiograf. Hal ini disebabkan oleh adanya getaran pada jantung dan pembuluh darah besar.
Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam (Guyton, 1996).
banyak daya dari penguat operasional ketika digunakan untuk menguatkan frekuensi tinggi.
Seperti yang telah diketahui komputer juga dapat dipakai sebagai alat untuk menampilkan sinyal atau gelombang secara visual, sehingga dengan menggabungkan rangkaian sensor suara, penguat operasional, filter dan antar muka kedalam komputer pribadi dan kemudian menggunakan program ecg yang menghubungkan alat fonokardiograf ini dengan komputer pribadi, maka masalah visualisasi suara jantung dapat diatasi.
1.2. PERUMUSAN MASALAH
Berdasarkan latar belakang maka perumusan masalah yang muncul adalah sebagai berikut:
1. Bagaimana membuat rangkaian sensor suara yang dapat digunakan untuk memvisualisasikan suara jantung meliputi mikrofon, penguat operasional dan filter.
1.3. TUJUAN PENELITIAN
Tujuan penelitian ini adalah merancang dan merealisasikan pembuatan alat visualisasi suara jantung dengan menggunakan komputer pribadi.
1.4. PEMBATASAN MASALAH
1. Mikrofon yang digunakan dalam perancangan ini dari jenis kristal mikrofon dan ditempatkan pada daerah jantung (tepatnya pada pertengahan dada), karena yang akan didengarkan hanya suara jantung saja.
2. Rancangan yang ada dibatasi hanya untuk visualisasi suara jantung, dengan memisahkan dari bentuk suara-suara yang lain. Filter inilah nantinya akan berfungsi menyaring suara tersebut.
3. Pada pembuatan alat fonokardiograf penulis memakai program yang sudah ada, yaitu dengan menggunakan program ecg sebagai penghubung alat fonokardiograf ini dengan komputer.
4. Pengujian alat fonokardiograf ini hanya dilakukan pada anak-anak dan orang dewasa saja.
1.5. MANFAAT PENELITIAN
Hasil dari penelitian ini diharapkan dapat menambah pengetahuan serta diharapkan dapat memberikan alternatif lain dalam penggunaannya dilapangan nantinya agar tidak tergantung pada satu jenis alat dalam membantu menguatkan hasil dari suatu jenis diagnosis.
BAB II
DASAR TEORI
2.1. PENGERTIAN FONOKARDIOGRAF
Fonokardiograf merupakan pencatatan grafik bunyi jantung dan bising jantung. Suatu mikrofon yang dirancang khusus ditempatkan pada dinding dada, dan getaran yang dihasilkan oleh jantung diterima, diperkuat, dan direkam.
Mikrofon mempunyai sifat pengubah bunyi atau gelombang tekanan menjadi aliran listrik dan bereaksi agar seragam pada daerah frekuensi yang dapat diterima oleh fonokardiograf. Fonokardiograf telah menjadi presis dari pada auskultasi, karena meletakkan dasar untuk pemahaman yang lebih tepat temuan auskultasi, yang sekarang terutama dipakai sebagai rujukan untuk periodisasi peristiwa yang akurat pada kasus-kasus yang membingungkan, juga untuk pengajaran, dan penelitian, dan memberikan perekaman visual, yang mungkin diperlukan untuk publikasi.
2.2. BUNYI
Gelombang bunyi merupakan gelombang longitudinal yang terjadi karena perapatan dan perenggangan dalam medium gas, cair dan padat. Gelombang dihasilkan ketika sebuah benda bergetar dan menyebabkan gangguan kerapatan medium. Gangguan dijalarkan didalam medium melalui interaksi molekul-molekulnya. Getaran molekul tersebut berlangsung sepanjang arah penjalaran arah gelombang. Dalam hal ini gelombang yang ditimbulkan oleh suara detak jantung merupakan gelombang lingkaran tiga dimensi dalam medium cair didalam katub-katub yang terdapat pada bahagian jantung. Gelombang-gelombang ditimbulkan oleh sumber titik yang bergerak naik turun dengan gerak harmonik sederhana (Gabriel, 1988). Panjang gelombang dalam hal ini adalah jarak antara puncak-puncak gelombang yang berurutan, yang merupakan lingkarang konsentrik seperti yang terlihat pada gambar 2.1.
Gambar 2.1. Gelombang bola (Tipler, 1998)
satuan luas yang dating tegak lurus terhadap arah penjalaran disebut intensitas. Intensitas dirumuskan dengan persamaan:
2
Intensitas gelombang tiga dimensi bervaeriasi berbanding terbalik dengan kuadrat jarak dari sumber titik. Ada hubungan sederhana antara intensitas gelombang dan energi persatuan volume dalam medium yang membawa gelombang. Pada gambar 2.1 volume didalam jari-jari r1 mengandung energi karena partikel-partikel dalam daerah itu berosilasi dengan gerak harmonik
sederhana. Setelah selang waktu yang singkat Δt, gelombang bergerak melewati r1
dengan jarak yang pendek Δr= vΔt. Energi total dalam medium bertambah sebesar
energi dalam kulit bola dengan luas permukaan A, maka energi tambahan dalam kulit bola dapat dirumuskan sebagai berikut :
ΔΕ = ηΔv= ηΑvΔt ……….. (2.2)
dengan η adalah energi rata-rata per satuan volume dalam kulit bola yang
sekarang mengandung energi. Jadi, daya dating rata-rata adalah:
v
Maka intensitas gelombang dapat dirumuskan kembali dengan persamaan :
v
dengan I adalah intensitas, Prata-rata adalah daya yang dipancarkan oleh sumber
suara, A adalah luas permukaan medium dan ηv adalah energi rata-rata per satuan
Intensitas sama dengan perkalian antara laju gelombang v dan energi rata-rata per satuan volume. Kenyaringan rentang intensitas yang dapat ditangkap telinga demikian luas dan karena rangsangan psikologis kenyaringan tidak berubah-ubah secara langsung terhadap intensitas, tetapi lebih mendekati logaritmik, maka suatu skala logaritmik digunakan untuk menyatakan tingkat intensitas gelombang bunyi. Tingkat intensitas yang diukur dalam (dB) didefinisikan oleh :
dengan I adalah intensitas bunyi dan I0 adalah intensitas acuan yang diambil sebagai ambang pendengaran.
Tabel 2.1 Memberikan tingkat intensitas dari beberapa bunyi yang lazim (Tipler, 1998).
Sumber I/I0 dB Keterangan
Bernapas normal Daun berdesir
Bisikan lembut (pada jarak 5 m) Perpustakaan
Kantor tenang
Percakapan biasa (pada jarak 1 m) Lalu lintas ramai
Kantor bising dengan mesin pabrik biasa Truk berat (pada jarak 15 m):
Air terjun Niagara Kereta tua
Kebisingan konstruksi Konser rock dengan amplifier
(pada jarak 2 m): jet tinggal landas (pada jarak 60 m)
Pengeling pneumalik; senapan mesin
Mesin roket besar (jarak dekat)
Kepekaan terhadap kenyaringan bergantung pada frekuensi juga pada intensitas bunyi. Gambar 2.2 merupakan kurva tingkat intensitas dengan frekuensi untuk bunyi berkenyaringan sama bagi telinga manusia. (dalam gambar ini, frekuensi digambarkan pada skala logaritma untuk menampilkan rentang frekuensi yang lebar dari 20 Hz sampai 10 KHz) (Tipler, 1998).
2.3. JANTUNG
Organ tubuh yang berfungsi memompa darah ke seluruh tubuh adalah jantung. Jantung manusia terletak dalam rongga dada agak sebelah kiri, bisa dilihat pada gambar 2.3. Berat jantung orang dewasa kurang lebih 300 gram.
Gambar 2.3 Posisi jantung pada tubuh manusia
Jantung terdiri atas empat ruang, yaitu serambi kiri, serambi kanan, bilik kiri, dan bilik kanan, dapat dilihat pada gambar 2.4. Sebagai alat pemompa darah, jantung mempunyai otot-otot yang kuat. Dinding jantung bagian bilik mempunyai otot yang lebih tebal dari pada dinding jantung bagian serambi. Otot dinding jantung bagian bilik lebih tebal karena kerja bilik lebih berat, yaitu memompa darah ke seluruh tubuh.
Diantara serambi dan bilik terdapat semacam pintu turun yang disebut katup jantung. Katup jantung yang sehat dapat menutup rapat sekali sehingga darah dari bilik tidak bercampur dengan darah dari serambi. Katup-katup itu membuka dan menutup seirama dengan denyutan jantung.
Pembuluh darah adalah saluran yang berfungsi sebagai tempat mengalirnya darah dari seluruh tubuh menuju ke jantung atau sebaliknya. Berdasarkan arah aliran darah pembuluh darah dibedakan menjadi dua macam, yaitu pembuluh nadi (arteri) dan pembuluh balik (vena).
2.3.1. Cara Kerja Jantung
Keadaan jantung saat memompa darah (kontraksi) adalah menguncup, sedangkan saat tidak memompa darah (relaksasi) adalah mengembang. Hal ini mengakibatkan darah mengalir keluar dan masuk jantung. Di bawah ini adalah gambar arah aliran darah yang keluar masuk jantung.
Gambar 2.5 Aliran darah pada jantung
Cara kerja jantung seperti pada gambar 2.5 adalah sebagai berikut :
b. Jika kedua serambi menguncup dan bilik mengembang, maka darah dari serambi masuk ke bilik
c. Jika kedua bilik menguncup, maka darah keluar dari bilik (jantung) menuju ke pembuluh aorta.
2.3.2. Perhitungan Denyut Jantung
Adapula sumber yang mengatakan bahwa denyut jantung bisa dihitung menurut umur seseorang. Denyut jantung maksimum bagi seseorang menurun bertahap untuk setiap satu tahun kehidupan. Jadi untuk menghitung perkiraan maksimum denyut jantung ini adalah kurangi angka 220 itu dengan umur seseorang (220 = denyut jantung maksimal pada saat lahir).
Begini cara hitungnya : Kurangi angka 220 itu dengan umur seseorang dan kalikan dengan 60 persen dan 80 persen. Contoh :
Jika umur anda 60, maka 220 - 60 = 160 Inilah perkiraan denyut jantung maksimum : 160 x 60% = 96
160 x 80% = 128.
2.3.3. Auskultasi jantung
Auskultasi jantung berguna untuk menemukan suara-suara yang diakibatkan oleh adanya kelainan pada struktur jantung dengan perubahan-perubahan aliran darah yang ditimbulkan selama siklus jantung.
Suara jantung diakibatkan karena adanya getaran-getaran dengan masa amat pendek. Suara yang timbul akibat dari aktifitas jantung dapat dibagi sebagai berikut:
1. Suara detak jantung 1, suara ini disebabkan adanya getaran pada saat menutupnya katub atrioventrikuler terutama katub mitral, getaran karena kontraksi otot miokard serta aliran cepat saat katub semiluner terbuka. 2. Suara detak jantung 2, suara ini disebabkan oleh getaran pada saat
menutupnya katub semiluner aorta maupun katub semiluner pulmonal. Pada saat keadaan normal akan terdengar pemisahan dari kedua komponen yang bervariasi yang sering ditemukan pada pernafasan anak-anak dan orang dewasa.
3. Suara detak jantung 3, suara ini disebabkan karena getaran yang cepat dari aliran darah pada saat pengisian yang cepat pula pada ventrikel. Suara ini hanya terdengar pada anak-anak serta pada orang dewasa muda.
4. Suara detak jantung 4, suara ini disebabkan oleh kontraksi dari atrium yang mengalirkan darah ke ventrikel. Jika atrium tidak berkontraksi dengan efisien maka detak jantung 4 tidak terdengar.
didalam nodus sinus. Nodus ini terletak pada dinding lateral superior atrium kanan dekat tempat masuk vena kapas superior, dan potensial aksi menjalar dengan cepat sekali melalui kedua atrium dan kemudian melalui berkas A-V ke ventrikel, ditemukan keterlambatan selama lebih dari 1/10 detik sewaktu implus jantung dihantarkan dari atrium ke ventrikel. Keadaan ini menyebabkan atrium akan berkontraksi mendahului ventrikel sehingga akan memompakan darah kedalam ventrikel sebelum kontraksi ventrikel yang kuat. Jadi atrium itu bekerja sebagai pompa primer bagi ventrikel dan ventrikel selanjutnya akan menyediakan sumber kekuatan yang utama untuk memompakan darah kesistem pembuluh darah.
Di gambar 2.6 menggambarkan hubungan antara suara jantung dengan system pompa jantung.
Gambar 2.6. Peristiwa-peristiwa dari siklus jantung pada fungsi ventrikel menunjukkan perubahan-perubahan pada tekanan atrium kiri, tekanan ventrikel
kiri, tekanan aorta dan volume ventrikel (Guyton, 1996)
tertutup maka daun dari katub dan cairan dari sekelilingnya akan bergetar. Hal ini dikarenakan oleh adanya perbedaan tekanan yang timbul secara tiba-tiba sehingga menghasilkan suara yang menjalar melewati dada kesemua jurusan.
Bila ventrikel berkontraksi, maka akan didengar suatu suara yang disebabkan oleh penutupan katub A-V. Getaran tersebut nadanya rendah dan berlangsung relatife lama dan dikenal sebagai suara detak jantung pertama. Sewaktu katub aorta dan katub pulmonalis menutub pada akhir sistole, maka akan dapat didengar suatu suara mengatub yang relatife cepat, dan sekelilingnya hanya bergetar untuk satu priode pada waktu yang singkat. Suara ini dikenal sebagai suara jantung kedua.
Bila atrium berdenyut, maka kadang-kadang dapat didengar suara dari atrium ini, hal ini disebabkan oleh getaran yang berhubungan dengan aliran darah
yang masuk kedalam ventrikel. Suara detak jantung yang ketiga terdiri dari sepertiga fase pertama pada fase diastole. Hal ini disebabkan oleh darah yang mengalir yang masuk kedalam ruang ventrikel (Guyton, 1996).
lebih tinggi dalam frekuensi yaitu diatas 100 Hz dengan durasi 25 sampai 50 ms. Suara ini dihasilkan oleh sedikit aliran balik dari darah sebelum katub-katub tertutub dan kemudian oleh menutupnya katub-katub ini arteri keluar dari vebtrikel. Ini artinya terjadi pada menutupnya katub aorta dan katub pulmunalis.
Jantung juga menghasilkan suara ketiga dan keempat tetapi lebih rendah dalam intensitas dan normalnya tidak dapat didengar. Suara ketiga dihasilkan oleh aliran masuk darah ke ventrikel dan suara keempat dihasilkan oleh kontraksi dari atrium. Suara-suara ini disebut dengan dyastole dan umumnya tidak terdengar pada orang dewasa normal tetapi umumnya terdengar pada anak-anak.
2.4.STETOSKOP
Stetoskop berasal dari
skopein yaitu memeriksa. Jadi stetoskop adalah sebuah alat memeriksa suara dalam tubuh. Stetoskop banyak digunakan untuk mendengar
mendengar kelainan di dalam jantung dan aliran darah dalam arteri dan vena (Anonim, 2007).
Gambar 2.7 Stetoskop akustik
2.5. MIKROFON
Mikrofon adalah alat yang mengubah tingkat tekanan suara kedalam arus listrik. Pada alat fonokardiograf ini ada dua jenis mikrofon yang dapat digunakan sebagai pengubah dari suara jantung ini, adapun jenis dari kedua mikrofon tersebut adalah :
1. Mikrofon kristal, terdiri dari lapisan material piezoelektrik berupa kristal yang dapat menghasilkan beda potensial ketika mengalami penekanan (ketika diletakkan tepat ditengah-tengah dada), dalam hal ini dikarenakan suara jantung yang akan didengar dan diubah oleh alat ini. Bentuknya lebih kecil dan sensitif tetapi frekuensinya cenderung untuk frekuensi tinggi.
2. Mikrofon dinamik, terdiri dari lilitan bergerak yang intinya berupa magnetik tetap. Kumparan lilitan ini akan bergerak seiring dengan suara jantung dan menghasilkan tegangan yang diakibatkan interaksi antara lilitan dan fluks magnetik. Mikrofon dinamik frekuensinya cenderung untuk frekunsi rendah.
Dari kedua jenis mikrofon, masing-masing mempunyai kekurangan dan kelebihan. Pada pembuatan alat sensor suara dari fonokardiograf ini digunakan mikrofon kristal.
2.5.1 Condenser Mic
Condenser mic atau mikrofon merupakan tranduser elektromekanis yang
mengubah perubahan dalam tekanan udara menjadi perubahan-perubahan yang sesuai dalam sinyal listrik.
Gambar 2.8 Condenser mic (Anonim, 2007).
Pembuatan alat sensor suara dari fonokardiograf ini tergantung pada teknik perancangan dari mikrofon tidak mengubah getaran akustik menjadi tegangan listrik yang serupa untuk semua tingkatan frekuensi, sedangkan rekaman suara jantung dihasilkan dengan mikrofon tertentu.Sebagai konsekuensinya, jenis mikrofon yang bervariasi tidak dapat digunakan karena dapat menyebabkan perubahan.
2.6.FILTER
filter-filter aktif, sebab ukurannya sangat besar dan harganya relatif mahal dan bisa memiliki komponen-komponen bertahanan dalam besar (Coughlin, 1983). Filter aktif ini dibagi menjadi empat jenis lagi:low pass filter, high pass filter, band pass filter dan band elimination filter (Coughlin,1983).
Pembuatan rangkaian sensor suara dari fonokardiograf ini di gunakan filter aktif dari jenis low pass filter. Low pass filter adalah sebuah rangkaian yang tegangan keluarannya tetap dari DC naik sampai ke suatu frekuensi potong (fc). Bersama naiknya frekuensi maka tegangan keluarannya diperlemah (turun), seperti yang ditunjukkan pada gambar 2.9.
Gambar 2.9 low pass filter (Coughlin, 1983).
Gambar 2.9 dan 2.10 memperlihatkan garis yang penuh adalah tanggapan dari frekuensi potong sebenarnya. Garis putus-putus memperlihatkan garis lurus terhadap besarnya bati tegangan simpal tertutup.
ωc didefinisikan sebagai frekuensi dari Ei. frekuensi potongnya dapat
Dengan ωc adalah frekuensi potong dalam radian perdetik, fc adalah frekuensi potong, R adalah tahanan dan C adalah kapasitor.
Untuk mencari fekuensi potongnya dapat digunakan persamaan :
Op-amp dalam salah satu pemakaiannya yang terpenting adalah membuat sebuah penguat. Pengauat adalah suatu rangkaian yang menerima sebuah isyarat yang dimasukkan dan mengeluarkan sebuah isyarat tak berubah yang lebih besar dikeluarkannya . semua rangkaian dalam hal ini mempunyai satu ciri umum, sebuah tahanan umpan balik luar dihubungkan diantara terminal keluaran dan terminal masukan negatif. Jenis rangkaian ini disebut dengan rangkaian umpan balik negatif.
Ada banyak keuntungan yang diperoleh dengan rangkaian umpan balik negatif, yang semuanya didasarkan bahwa penampilan rangkaian tidak lagi tergantung pada bati tegangan simpal terbuka dari op-amp, AOL. Dengan menambah tahanan umpan balik dapat terbentuk suatu rangkaian dari keluaran ke masukan negatif. Rangkaian yang dihasilkan mempunyai suatu bati tegangan simpal terbuka, ACL yang bebas dari AOL.
Gambar 2.11 Rangkaian umpan balik negatif yang tak membalik (Albert Paul Malvino, 2004).
Pada gambar 2.11 bati tegangan keseluruhan hampir tetap, meskipun bati tegangan diferensialnya berubah, seperti mengalami perubahan suhu, pergantian op-amp atau penyebab lainnya. Dengan demikian tegangan keluarannya akan berusaha naik, artinya semakin banyak tegangan yang diumpan kembali ke masukan, sehingga mengakibatkan meunculnya tegangan kesalahan yang secara otomatis mengkompensasi usaha perubahan tersebut.
Bati tegangan simpal tertutup, ACL, tergantung pada tahanan luar. Dengan menambah tahanan luar tidak mengubah bati tegangan simpal terbuka AOL. Juga dengan menambahkan umpan balik negatif akan memungkinkan untuk mangabaikan perubahan-perubahan dalam AOL, selama AOL itu besar, sedangkan ACL tergantung pada perbandingan dua tahanan. Bati tegangan simpal tertutup dimuskan sebagai berikut:
dengan AOL adalah bati tegangan simpal terbuka, ACL adalah bati tegangan simpal tertutup dan B adalah sebagai umpan balik.
Pada banyak penguatan umpan balik, bati simpal AOLB jauh lebih besar dari 1, maka persamaan diatas dapat disederhanakan menjadi:
B
Yang sering ditulis sebagai:
)
Pada pembuatan alat fonokardiograf ini penulis menggunakan rangkaian umpan balik negatif yang membalik (inverting). Dan juga dapat dilihat rangkaian umpan balik negatif yang membalik pada gambar 2.12.
Gambar 2.12 Rangkaian umpan balik negatif yang membalik (Albert Paul Malvino,2004).
Gambar 2.12 diatas merupakan gambar rangkaian op-amp yang penulis gunakan pada pembuatan alat fonokardiograf ini. Rangkaian ini merupakan sebuah penguat bati tegangan simpal tertutup dari Ei ke V0 ditentukan oleh Rf dan Ri, yang dapat memperkuat isyarat AC dan isyarat DC. Tegangan positif Ei diterapkan melalui tahanan masukkan Ri kemasukan (-) op-ampnya. Umpan balik negatif dibuat oleh tahanan umpan balik, Rf. tegangan antara masukan (+) dan (-)
Vo
Vi
_
+
Rf
pada dasarnya sama dengan 0 V, karenanya terminal masukan (-) juga 0 V juga potensial pentahanan yang berada pada masukan (-) nya. Untuk alasan ini, masukan (-) nya dikatakan ada pada pentahanan semu (Malvino, 2004).
2.8.KOMPUTER
Komputer adalah suatu pemroses data yang dapat melakukan perhitungan yang besar dan cepat, termasuk perhitungan matematika yang besar atau operasi logika, serta dirancang dan diorganisasikan secara otomatis menerima dan menyimpan data input, memprosesnya, dan menghasilkan output dibawah pengawasan suatu langkah-langkah instruksi program yang tersimpan dimemori. Program adalah kumpulan dari instruksi atau perintah terperinci yang sudah dipersiapkan supaya komputer dapat melakukan fungsinya dengan cara yang sudah tertentu. Data adalah kumpulan-kumpulan kejadian yang diangkat dari suatu kenyataan, data tersebut dapat berupa angka-angka, huruf-huruf, simbol-simbol khusus atau gabungan darinya. Pengolahan data adalah manipulasi dari data kedalam bentuk yang lebih berguna dan lebih berarti, berupa suatu informasi. Informasi adalah hasil dari kegiatan pengolahan data yang memberikan bentuk yang lebih berarti dari suatu kejadian.
informasi. Tujuan pokok dari sistem komputer adalah mengolah data untuk menghasilkan informasi. Supaya tujuan pokok tersebut terlaksana, maka harus ada elemen-elemen yang mendukungnya. Elemen-elemen dari sistem komputer adalah hardware, software dan brainware.
BAB III
METODE PENELITIAN
3.1. ALAT DAN BAHAN PENELITIAN
Adapun alat dan bahan yang digunakan dalam hal ini adalah sebagai berikut:
1. Alat
- Komputer
- Probe Stetoskop
- Mikrofon
- Osiloskop
2. Bahan
- Bahan rangkaian penguat
- Bahan rangkaian filter
- Papan rangkaian
- Baterai
3.2. Diagram Blok Dan Cara Kerja
1 2 3 4 6 7
5
Gambar 3.1. Diagram blok rangkaian fonokardiograf _
Keterangan gambar : 1. Jantung
2. Stetoskop / mikrofon 3. Penguat operasional 4. Filter
5. Pangkalibrasian alat menggunakan osiloskop
6. Uji tes alat pada jantung anak-anak dan orang dewasa dengan mengoperasikan program ecg
7. Komputer pribadi
Cara Kerja :
1. Stetoskop (bahasa Yunani: stethos, dada dan skopeein, memeriksa) adalah sebuah alat medis akustik untuk memeriksa suara dalam tubuh. Pada pembuatan alat fonokardiograf ini penulis hanya menggunakan bagian stetoskop yang diletakkan dibadan pasien, dimana didalam pipa stetoskop tersebut akan diletakkan sebuah mikrofon kecil yang berfungi sebagai sensor suara (Mikrofon). Stetoskop berguna sebagai pengumpul sinyal audio yang berasal dari denyut jantung pasien.
2. Setelah diteruskan menuju sensor suara (Mikrofon) yang diletakkan di tengah-tengah dada tepatnya diatas jantung. Kemudian sensor ini akan mendeteksi suara jantung, Suara jantung ini kemudian akan diteruskan pada penguat operasional.
3. Selanjutnya, pada penguat operasional ini nantinya suara jantung yang berasal dari sensor suara akan dikuatkan 100 kali penguatan, karena suara jantung mempunyai intensitas yang sangat rendah.
menuju ke filter. Pada bagian filter ini akan disaring suara yang berasal dari sensor suara yang diletakkan diatas dada. Karena akan banyak sekali jenis-jenis suara latar yang berpengaruh pada alat fonokardiograf ini. Pada pembuatan sensor suara ini dipakai low pass filter sebagai filter utama.
5. Setelah melewati filter sebagai penyaring dari suara jantung, maka alat ini akan dikalibrasi dengan menggunakan osiloskop. Pada pengkalibrasian alat fonokardiograf ini akan terlihat pada layar monitor osiloskop suara jantung yang berupa gelombang sinus. Pengkalibrasian alat fonokardiograf ini dilakukan untuk mengetahui apakah alat sensor suara jantung yang dirancang bekerja sesuai dengan harapan.
3.3. PERANCANGAN ALAT FONOKARDIOGRAF
Perancangan ini terbagi atas beberapa bagian, yaitu :
3.3.1. PERANCANGAN AMPLIFIER
Gambar 3.2. Perancangan Amplifier Bahan :
1. Kondensator 1 uF : 2 buah 2. Resistor 1 KΩ : 1 buah 3. Resistor 100 KΩ : 1 buah
4. LM 386 : 1 buah
5. Potensiometer : 1 buah
OUTPUT INPUT
LM 386
100K 100R
TL071
3K 3K
22uF
27uF
3.3.2. PERANCANGAN FILTER
Gambar 3.3. Perancangan Filter Bahan :
1. Kapasitor 1 uF, 27 uF, 22 uF : 1 buah
2. Resistor 3 KΩ : 1 buah
3. TL071 : 1 buah
3.5. PROSEDUR PENELITIAN
Prosedur penelitian dilakukan dengan dua tahapan. Tahapan pertama yaitu membuat rangkaian sensor suara yang dihubungkan dengan power supply dan penguat operasional. Pada penguat operasional ini juga digunakan dua filter, yaitu low pass filter dan high pass filter yang berfungsi sebagai penyaring dari noise
penguat operasional kemudian diteruskan ke osiloskop untuk pengujian dengan melihat bentuk gelombangnya pada saat mikrofon tersebut diletakkan pada dada tepatnya diatas jantung.
BAB IV
HASIL DAN PEMBAHASAN
Pada bab IV ini dibahas uji komponen pendukung utama visualisasi fonokardiograf dengan menggunakan komputer pribadi, yaitu uji rangkaian penguat operasional, rangkaian filter dan alat fonokardiograf yang penulis buat.
HASIL UJI RANGKAIAN PENGUAT OPERASIONAL
Uji rangkaian penguat sesuai gambar 3.2 yaitu perancangan dari rangkaian penguat operasional. Adapun hasil dari uji rangkaian penguat operasional dapat dilihat pada tabel 4.1.
Tabel 4.1. Hasil Uji Rangkaian Penguat Operasional
HASIL UJI RANGKAIAN LOW PASS FILTER
Uji rangkaian low pass filter sesuai dengan gambar 3.3. Adapun hasil dari uji rangkaian low pass filter dapat dilihat pada tabel 4.2.
Tabel 4.2. Hasil Uji Rangkaian Filter
No Frekuensi
HASIL UJI ALAT FONOKARDIOGRAF
Visualisasi alat fonokardiograf dengan menggunakan komputer dapat dilihat pada gambar 4.1 dan 4.2. hasil visualisasi ini berdasarkan atas uji alat fonokardiograf yang telah dibuat dengan mengoperasikan program ecg pada settingan waktu grafik per 6 detik sebagai penghubung antara komputer dengan alat fonokardiograf. Pengujian ini dilakukan pada jantung anak-anak dan orang dewasa sebelum dan sesudah malakukan push up 20 kali. Berikut gambar visualisasi detak jantung pada anak-anak :
Gambar 4.1. Visualisasi suara detak jantung anak-anak sebelum push up 20 kali.
Gambar tersebut merupakan visualisasi dari suara detak jantung anak-anak. Dapat terlihat hasil perbedaan visualisasi grafik detak jantung anak-anak sebelum melakukan aktifitas dan sesudah melakukan aktifitas. Perbedaannya yaitu Pada uji tes suara detak jantung anak-anak sebelum melakukan push up 20 kali, maka hasilnya sebanyak 11 detakan, kemudian pada tes uji setelah melakukan push up 20 kali terhadap anak-anak yang sama maka hasilnya sebanyak 13 detakan. Berikut tabel hasil uji tes detak jantung anak-anak.
Tabel 4.3 Uji tes detak jantung anak-anak
No Nama Usia Jumlah detakan jantung
Paired Samples Test
Paired Differences
T df
Sig.
(2-tailed) Mean
Std.
Deviat
ion
Std.
Error
Mean
95% Confidence Interval of the
Difference
Lower Upper
Sebelum –
Sesudah
-2.20000 .44721 .20000 -2.75529 -1.64471 -11.000 4 .000
Sedangkan pada hasil uji tes detak jantung orang dewasa dapat dilihat pada gambar 4.3 dan 4.4.
Gambar 4.3.Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sebelum push up 20 kali
Gambar 4.4. Visualisasi suara detak jantung orang dewasa sesudah push up 20 kali
up 20 kali. Perbedaannya yaitu Pada uji tes suara detak jantung orang dewasa sebelum melakukan push up 20 kali, maka hasilnya sebanyak 7 detakan, kemudian pada tes uji setelah melakukan push up 20 kali terhadap orang dewasa yang sama maka hasilnya sebanyak 9 detakan. Berikut tabel hasil uji tes detak jantung orang dewasa.
Tabel 4.4 Uji tes detak jantung orang dewasa
No Nama Usia Jumlah detakan jantung
Sebelum push up 20 x Sesudah push up 20 x
1 Dewasa 1 24 th 7,5 9
2 Dewasa 2 23 th 8 10
3 Dewasa 3 25 th 7 9
4 Dewasa 4 24 th 7 9
5 Dewasa 5 23 th 7 10
T-Test
[DataSet1] D:\orang dewasa.sav
Paired Samples Statistics
Mean N Std. Deviation Std. Error Mean
Pair 1 Sebelum 7.3000 5 .44721 .20000
Sesudah 9.3000 5 .44721 .20000
Paired Samples Correlations
N Correlation Sig.
Paired Samples Test
Demikian pula pada tabel 4.4, Hasil uji T diatas membuktikan bahwasannya ada perbedaan yang nyata (P < 0,05) antara sebelum dan sesudah push up 20 kali pada detak jantung orang dewasa.
BAB V
KESIMPULAN
5.1. KESIMPULAN
Setelah dilakukannya penelitian dan pembuatan alat sensor suara jantung (fonokardiograf) ini, maka penulis dapat menyimpulkan :
1. Ada perbedaan visualisasi grafik detak jantung anak-anak maupun detak jantung orang dewasa sebelum dan sesudah melakukan push sebanyak 20 kali.
2. Ada perbedaan yang nyata (P<0,05) antara sebelum dan sesudah push up 20 kali pada detak jantung anak-anak maupun orang dewasa.
3. Detak jantung anak-anak lebih cepat dibandingkan detak jantung orang dewasa.
4. Penguatan rata-rata pada uji rangkaian penguat adalah sebesar :
5. Dari hasil uji rangkaian low pass filter ini, maka didapatkan hasil frekuensi potong sebesar 1,9 KHz.
5.2.SARAN
DAFTAR PUSTAKA
Coughlin, R.F, Penguat Operasional dan Rangkaian Terpadu Linear, Jakarta, Erlangga, 1983.
Malvino, Paul, Albert, 2004, Prinsip-prinsip Elektronika, Penterjemah, Ir.Alb. Joko Santoso, MT, Salemba Teknika, Jakarta, hal. 102-123 Gabriel, J.F, dr, 1988, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta, hal. 65
Guyton, Buku Ajar Fisiologi Kedokteran, (Jakarta, EGC, 1996). Hal 7-9 Turner W.D. Richard, Gold G. Ronald, 1994, Auskultasi Jantung, buku
kedokteran EGC, Jakarta, hal. 61-63
Tipler, Fisika Untuk Sains dan Teknik, Edisi Ketiga, Erlangga, Jakarta, 1998.
Anonim, diakses 04 juli 2012, Denyut jantung,
Anonim, diakses 10 juli 2012, ISI Denyut nadi,
