Telemonitoring Elektrokardiografi Portabel. Portable Electrocardiograph Telemonitoring

Telemonitoring Elektrokardiografi Portabel

Portable Electrocardiograph Telemonitoring

Uriep Suriepto, Jana Utama

Universitas Komputer Indonesia Jl. Dipati ukur No 112, Bandung Email : riepshean@yahoo.com

Abstrak

Penelitian ini kami melakukan perancangan sebuah sistem perangkat monitoring Elektrokardiografi (EKG), berfungsi untuk dapat melihat atau monitoring dan menganalisis kondisi keadaan jantung seseorang baik dalam masa perawatan atau saat dibutuhkan untuk pengecekan jantung secara berkala. Perangkat monitoring EKG ini bersifat portabel dan nirkabel sehingga dapat memudahkan untuk pemakaian monitoring dibeda ruangan atau kamar perawatan, memanfaatkan perangakat komputer dan smartphone Android sebagai tempat media aplikasi visualisasi hasil rekaman EKG. Selain itu sistem perangkat monitoring EKG ini mempunyai harga yang terjangkau murah dibandingkan dengan perangakat monitoring EKG yang dijual dipasaran, cocok digunakan untuk pemakaian secara mandiri dirumah atau dimanapun tempat pada saat kita butuhkan untuk monitoring jantung seseorang dalam keadaan sakit atau dalam masa perawatan kesehatan, karena penggunaan alat monitoring EKG ini yang mudah dibawa dan mudah digunakan serta mempunyai harga yang relatif murah sehingga dapat dimiliki bagi setiap orang yang membutuhkan untuk melakukan monitoring jantung secara mandiri.

Kata kunci: Telemonitoring EKG, Bluetooth , Visualisasi interface PC dan Android

Abstract

In this research, we designed of a Electrocardiograph (ECG) monitoring device, function to be able to see or monitoring and analyzing the state of a person's heart condition is being treated or when needed for heart checks periodically. The ECG monitoring device is portable and wireless so it can be easier to use monitoring in different room or treatment room, utilize computers and Android smartphones as a media visualization applications ECG recordings. In addition, ECG monitoring device system has a low affordable price compared to ECG monitoring devices are sold in the market, suitable for use independently at home or any place when we need to monitor a person's heart in sickness or in health care time, due to the use of ECG monitoring equipment is portable and easy to use and has a relatively low cost so it can be held for everyone who need to monitor their own heart.

Keywords: ECG Telemonitoring, Bluetooth, PC and Android Visualization interfaces

I.

PENDAHULUAN

Perkembangan teknologi dan ilmu pengetahuan saat ini telah mengalami kemajuan yang pesat, salah satunya adalah perkembangan teknologi dalam bidang biomedis. Dalam bidang biomedis perkembangan teknologi yang dapat kita temukan seperti USG, CT-SCAN, MRI, ECG dan sebagainya. Pentingnya penerapan teknologi dalam bidang biomedis sangat berpengaruh besar untuk mendukung kinerja dokter atau ahli medis, salah satunya adalah teknologi Electrocardiograph (ECG) atau alat rekam jantung. Dengan bantuan alat EKG ini akan mempermudah kerja dokter untuk menganalisa dan memonitoring jantung seseorang akibat

adanya kelainan atau perubahan yang tidak normal.

Namun selain penggunaan alat EKG di rumah sakit atau instansi medis kebutuhan akan alat EKG ini juga diperlukan untuk pemakaian di rumah atau di daerah yang jauh dari rumah sakit. Sebagai pencegahan dini terhadap kondisi jantung seseorang, sangat penting untuk selalu memonitoring kesehatan jantung secara berkala dengan cara pemeriksaan berdasarkan rekaman EKG secara mandiri. Maka dari itu dibutuhkan alat EKG yang portabel dan praktis (mudah dibawa dan mudah digunakan), dan salah satunya dengan menambahkan sistem monitoring yang nirkabel dan memanfaatkan PC atau Android sebagai visualisasi rekaman EKG sehingga dapat

mempermudah monitoring dimanapun ruangannya tanpa harus melihat rekaman EKG tersebut pada ruang atau kamar perawatan.

II.

DASAR TEORI

A. Elektrokardiografi (EKG)

Elektrokardiografi (EKG) atau Electrocardiograph (ECG) merupakan suatu alat yang dapat merekam sinyal biologi yang terbentuk sebagai hasil dari aktivitas listrik jantung. Penemuan ini ditemukan oleh Dr. Willem Einthoven pada tahun 1901. ECG diambil dengan memasang elektroda pada titik tertentu tubuh pasien. Sinyal ECG mempunyai tegangan sampai 3 mV dan rentang frekuensi 0.03 - 100 Hz. Sinyal EKG mempunyai bentuk spesifik sehingga dapat dijadikan sebagai acuan untuk menentukan kondisi kesehatan jantung seseorang oleh dokter atau ahli jantung. Sinyal ECG direkam menggunakan perangkat elektrokardiograf.

B. Gambaran Sinyal EKG

Pada dasarnya EKG terdiri dari banyak gelombang, yang tiap gelombang mewakilkan satu denyut jantung (satu kali aktifitas listrik jantung).

Gambar 1. Gelombang Sinyal ECG

Dalam satu gelombang EKG terdiri dari beberapa titik gelombang ada yang disebut interval dan segmen. Titik terdiri dari titik P, Q, R, S, T dan U (kadang sebagian referensi tidak menampilkan titik U) sedangkan Interval terdiri dari PR interval, QRS interval dan QT interval dan Segmen terdiri dari PR segmen, dan ST segmen.

Gambar 2. Komponen Sinyal EKG

Penjelasan gambar :

 Titik P mempunyai arti bahwa terjadinya denyutan/kontraksi pada atrium jantung (dextra & sinistra)

 Titik Q, R dan S mempunyai arti bahwa terjadinya denyutan/kontraksi (listrik) pada ventrikel jantung (dextra & sinistra)

 Sedangkan titik T berarti relaksasi pada ventikel jantung.

C. Sensor EKG

Fungsi dasar dari elektroda adalah mendeteksi sinyal kelistrikan jantung. Fungsi dari transduser adalah untuk mengkonversi informasi biologis menjadi sinyal elektrik yang dapat diukur. Transduser ini dipakai dengan menggunakan interface jelly electrode-electrolyte. Dengan menggunakan elektroda Ag/AgCl mengurangi noise dengan frekuensi rendah pada sinyal EKG yang terjadi karena pergerakan. Gambar 3 memperlihatkan contoh sensor EKG.

Gambar 3. Sensor EKG

D. Penguat Instrumentasi

Penguatan sinyal yang sangat direkomendasikan untuk penguatan biopotensial adalah dengan menggunakan rangkaian instrumentasi amplifier. Hal ini disebabkan karena biopotensial mempunyai amplitudo sinyal yang sangat lemah dengan impedansi sumber yang tinggi sehingga dibutuhkan impedansi input yang cukup tinggi yang dapat dipenuhi dengan menggunakan rangkaian instrumentasi amplifier. Selain itu, rangkaian instrumentasi amplifier juga

mempunyai Common Mode Rejection Ratio (CMRR) yang cukup tinggi untuk meminimalkan common noise yang terjadi dari perbedaan penguatan kedua sinyal. Rangkaian instrumentasi yang digunakan ini dipilih yang sudah dalam bentuk satu paket IC yaitu AD620 instrumentasi amplifier. AD620 instrumentasi amplifier ini selain harganya yang cukup murah juga mempunyai tingkat akurasi tinggi sampai 40 ppm ketidaklinearan, daya yang rendah sekitar 1.3 mA arus maksimum, impedansi input yang cukup tinggi dan CMRR sampai 100 dB.

E. Noise Sinyal EKG

Pada pengukuran dan pembacaan sinyal Electrokardiografi (EKG) terdapat gangguan atau noise yang termasuk kedalam sinyal asli EKG. Secara garis besar, gangguan sinyal EKG dapat diklasifikasikan ke dalam kategori berikut.

1. Power Line Interference 2. Electrode contact noise 3. Motion Artifacts 4. EMG noise

5. Instrumentation noise

Noise ini sangat mempengaruhi segmen ST, menurunkan kualitas sinyal, resolusi frekuensi, menghasilkan sinyal amplitudo besar di EKG yang dapat meyerupai metode PQRST bentuk gelombang dan masker fitur kecil yang penting untuk pemantauan klinis dan diagnosis.

F. Mikrokontroler

Mikrokontroler adalah sebuah chip yang berfungsi sebagai pengontrol rangkaian elektronik dan umunya dapat menyimpan program didalamnya. Mikrokontroler umumnya terdiri dari CPU (Central Processing Unit), memori, I/O tertentu dan unit pendukung seperti Analog-to-Digital Converter (ADC) yang sudah terintegrasi di dalamnya.

G. ADC

ADC berfungsi untuk mengubah sinyal analog EKG menjadi sinyal yang ekivalen dalam bentuk digital. Resolusi suatu konverter dinyatakan dalam bit. Resolusi menyatakan tingkat ketelitian suatu konverter ADC, semakin tinggi tingkat ketelitiannya, semakin peka ADC terhadap perubahan masukan analognya. Pada ADC terjadi proses digitalisasi yaitu pencuplikan, kuantisasi dan pengkodean

III.

PERANCANGAN SISTEM

Perancangan sistem EKG ini dimulai dengan perancangan blok diagram sistem. Blok diagram sistem dapat dilihat pada gambar 4 di bawah ini. Perangkat keras menggunakan sensor EKG, rangkaian penguat, rangkaian filter, rangkaian clamper, mikrokontroler (ADC terintegrasi), komunikasi serial Bluetooth atau serial USB , visual Interface pada PC atau Android.

Gambar 4. Blok Diagram

Prinsip kerja sistem:

Perubahan denyut jantung akan diterima oleh sensor elektroda (1). Kemudian akan diteruskan ke rangkaian penguat awal (2), dimana rangkaian penguat bertujuan untuk memberikan penguatan tingkat pertama, dan rangkaian bandpass filter (3) untuk menghilangkan noise yang didapat oleh sinyal denyut jantung tersebut, digunakan gabungan rangkaian low pass filter dan high pass filter. Setelah proses penguatan awal dan filter maka sinyal akan dikuatkan kembali pada penguatan tahap kedua yaitu pada rangkaian penguat akhir (4). Setelah melalui semua penguatan dan filter maka sinyal EKG yang telah terbaca pada osiloskop akan digeser agar semua sinyal bernilai positif menggunakan rangkaian clamper (5), dan diteruskan ke port ADC pada mikrokontroler (6) untuk diubah kedalam bentuk digital dan diproses agar dapat dikirim dengan media komunikasi modul Bluetooth atau serial USB (7). Setelah itu data akan diterima dan diproses melalui sebuah personal computer (PC) atau Android (8) untuk menampilkan kembali sinyal asli EKG yang telah didigitalisasi.

A. Perancanagan

Rangkaian

Penguat

Awal

Gambar 5. Rangkaian Penguat Awal

Rangkaian penguat sinyal EKG tahap pertama ini mempunyai komponen utama adalah penguat Intrumentasi menggunakan IC AD620N yang dapat mengguatkan 1 – 10.000 kali penguatan. Dengan mengatur resistor R4 maka penguatan dapat diatur untuk menyesuaikan penguatan sinyal yang diharapkan. Pada pengutan sinyal EKG ini akan ditetapkan penguatan sebesar 412 kali, bertujuan untuk mendapatkan amplitudo sinyal EKG yang bernilai di atas 1 Volt agar amplitudo dapat diolah oleh ADC mikrokontroler.

B. Perancangan

Rangkaian

Penguat

Akhir

Gambar 6. Rangkaian Penguat Akhir

Selain penguat intrumentasi digunakan penguatan operasional untuk menguatkan sinyal tahap kedua dengan menggunakan IC LF353. Sinyal EKG harus mempuyai penguatan bertahap untuk menguatkan kembali sinyal yang telah difilter setelah rangkaian penguat awal (pre-amp) agar informasi yang telah dikuatkan tidak hilang. Penguatan pada tahap kedua ditentukan sebesar 2.5 kali, dengan menggunakan nilai resistansi RV2 sebagai variabel resistor feedback atau resistor yang dapat diatur nilainya untuk

mendapatkan penguatan melalui IC op-amp ke ground.

C. Perancangan Rangkaian Filter

Untuk meloloskan frekuensi sinyal EKG perlu digunakan filter yang digabungkan antara penguat awal dan penguat akhir. Untuk kebutuhan monitoring informasi sinyal EKG maka frekuensi yang dibutuhkan harus tepat agar tidak terjadi kehilangan sinyal informasi yang sebenarnya. Frekeunsi yang dibutuhkan untuk sinyal EKG mempunyai rentang bandwidth sekitar 0.03 – 100 Hz. Dengan menggabungkan antara sebuah rangkaian low pass filter dan rangkaian high pass filter maka didapatkan sebuah rangkaian band pass filter yang digunakan untuk meloloskan rentang bandwidth frekuensi sinyal EKG.

Gambar 7. Rangkaian Highpass Filter

0.03 Hz

Gambar 8. Rangkaian Lowpass Filter

106 Hz

D. Perancangan Rangkaian Clamper

Sinyal EKG mempunyai tegangan terukur negatif, hal ini mengakibatkan ADC tidak dapat mengolah sinyal EKG di luar rentangan tegangan 0 - 5 volt. Oleh karena itu rangkaian clamper dibutuhkan untuk menggeser baseline sinyal ECG agar seluruh sinyal EKG dapat diolah ADC. Rangkaian clamper terdiri dari rangkaian summer amplifier dengan masukan non-inverting.

Rangkaian summer amplifier akan menjumlah sinyal tegangan keluaran dari rangkaian penguat akhir dan rangkaian tegangan pembagi (divider voltage).

Gambar 9. Rangkaian Clamper

E. Perancangan Transmiter Data Via

Bluetooth

Gambar 10. Rangkaian Transmiter Bluetooth

Modul Bluetooth HC-05 digunakan untuk mengirim data secara serial yang akan diterima oleh PC dan melakukan proses plotting / rekaman sinyal EKG digital. Mikrokontroler ATmega8535 bertugas memproses data analog menjadi data digital dan melakukan eksekusi proses pengiriman data per bit ke modul Bluetoth HC-05. Modul Bluetooth HC-05 menggunakan tegangan supply 5 VDC yang diambil dari modul mikrokontroler ATmega8535.

F. Perancangan Filter Digital (Software)

Dalam pengolahan sinyal EKG dibutuhkan berbagai filter untuk meredam sinyal yang tidak diinginkan atau noise baik filter analog maupun digital. Pada rangkaian analog noise dapat dikurangi dengan menggunakan rangkaian filter yang terdiri dari kapasitor dan resistor, namun untuk pengolahan sinyal EKG yang telah

didigitalisasi, pembacaan ADC sangat rentan terkontaminasi noise yang sangat kecil sekalipun dari rangkaian analog, walaupun telah di filter pada rangkaian analog tersebut, maka diperlukan suatu fungsi transfer dari filter digital untuk meredam data yang termasuk interferensi frekuensi lain atau noise pada aplikasi EKG ini yaitu EMG, jala-jala listrik 50 Hz, baseline wander, dan frekuensi gelombang P T. Digunakan sebuah band pass filter dengan frekuensi 5 – 11 Hz. Band pass filter terdiri dari sebuah low pass filter orde ke-2 dengan frekuensi 11 Hz dan high pass filter dengan frekuensi 5 Hz.

1. Low Pass Filter 11 Hz

Fungsi transfer dari filter low pass orde ke-2, ditunjukan pada persamaan (1)

H(z) =

………….. (1)

Dari persamaan (1), persamaan beda bisa tunjukan pada persamaan (2)

y(n) = 2y(n-1) - y(n-2) + x(n) - 2x(n-6) + x(n-12) …… (2)

dengan x(n) adalah hasil masukan berupa sinyal rekaman asli EKG yang telah di digitalisasi dan y(n) adalah hasil keluaran filter low pass. Frekuensi cut-off yang didapatkan sekitar 11 Hz dengan delay sebanyak 6 sampel dan penguatan sebesar 36 kali. Persamaan (1) merupakan persamaan yang direalisasikan dalam sistem. 2. High Pass Filter 5 Hz

Filter high pass diimplementasikan dengan mengurangi filter low pass orde ke-1 dari filter all pass dengan delay. Filter high pass ditunjukan pada persamaan (3).

H(Hpf) =

….... (3)

Dari persamaan (3), persamaan beda bisa tunjukan pada persamaan (4)

y(n) = y(n-1) - x(n) / 32 + x(n-16) - x(n-17) + x(n-32) / 32 …… (4)

Dengan x(n) adalah hasil masukan berupa sinyal hasil filter low pass dan y(n) adalah hasil keluaran filter high pass. Frekuensi cut off didapatkan sekitar 5 Hz dengan delay sebanyak 16 sampel dan penguatan sebesar 1 kali. Persamaan

(4) merupakan persamaan yang direalisasikan dalam sistem.

G. Metode Perhitungan Heart Rate (HR)

Untuk dapat menghitung Heart Rate atau detak jantung seseorang berdasarkan sinyal EKG yang direkam maka digunakan interval suatu gelombang sinyal EKG yaitu gelombang R atau puncak gelombang paling tertinggi dari gelombang PQRST sinyal EKG. Dengan menghitung interval jarak antara gelombang puncak R-R maka kita bisa daptkan detak jantung seseorang dengan menggunakan rumus, HR = 60 / Interval R-R (S) (bpm).

Gambar 11. Gelombang Interval R-R

H. Perancangan

Perangkat

Lunak

(Software)

Gambar 12. Tampilan Aplikasi EKG Gambar 12 diatas adalah tampilan aplikasi

rekaman EKG pada penelitian ini. Terdiri dari beberapa menu yaitu.

1. Menu Inisialisasi komunikasi serial (COM) Untuk menentukan komunikasi data berada pada COM berapa.

2. Menu Inisialisasi baudrate

Untuk menyesuaikan baudrate yang telah diatur sesuai dengan baudrate mikrokontroler.

3. Menu Filter

Untuk melakukan proses filter digital dengan mencentang check box menu filter.

4. Menu Variabel Prioda Dan Amplitudo Untuk mengatur prioda dan amplitude sinyal EKG.

5. BPM

Untuk menampilkan hasil perhitungan detak jantung / Heart beat.

6. Menu Save Data

Untuk menyimpan hasil rekaman ECG yang dilakukan.

7. Menu Test Data

Untuk melihat rekaman data EKG yang telah disimpan dengan format data desimal.

IV.

PENGUJIAN DAN ANALISIS

A. Pengujian Rangkaian Penguat Awal

412 kali

Penguatan sebesar 412 kali pada rangkaian intrumentasi ini bertujuan untuk menaikan tegangan yang masih bersatuan mili volt (mV) pada tubuh hingga mendapatkan tegangan dengan nilai diatas 1 Volt, untuk melakuakan proses pengolahan data analog pada ADC pada mikrokontroler maka dibutuhkan tegangan yang dapat menjangkau tegangan kerja pada mikrokontroler tersebut sebesar yaitu 0 – 5 Volt. Berikut merupakan data hasil pengamatan sinyal yang telah melalui rangkaian penguat 412 kali.

Tabel 1. Hasil Pengujian Penguat Intrumentasi

Percobaan Amplitudo Maks

Jantung (Vp-p)

Amplitudo Keluaran

(Vp-p)

1 Jantung Objek 1 1.20 Volt 2 Jantung Objek 2 1.24 Volt 3 Jantung Objek 3 1.60 Volt 4 Jantung Objek 4 1.20 Volt 5 Jantung Objek 5 1.60 Volt

Dengan menggunakan acuan parameter sinyal EKG yaitu untuk gelombang R atau tegangan maksimum jantung saat berdetak maka dengan penguatan 412 kali seharusnya didapatkan tegangan, 412 x 3 mV = 1.20 Volt.

Dari perbandingan hasil penguatan yang terjadi kita bisa simpulkan bahwa dengan penguatan 412 kali dapat terjadi penguatan berlebih atau berkurang karena banyak faktor, dalam faktor rangkaian hal tersebut terjadi akibat nilai toleransi resistor yang tidak murni 1% seperti yang seharusnya, dan faktor tubuh karena kondisi tubuh yang berbeda-beda maka terjadi penurunan atau kenaikan tegangan acuan yaitu gelomabang R puncak atau tegangan maksimum jantung.

Namun hasil beda penguatan yang didapatkan dalam percobaan ini mempunyai nilai perubahan tidak lebih dari 0.5 Volt.

B. Pengujian Rangkaian Bandpass Filter

Gambar 13. (a) Sinyal EKG tanpa filter,

(b) Sinyal EKG dengan Bandpass Filter Seperti terlihat pada gambar 13 di atas fungsi dari band pass filter dalam rangkaian EKG ini adalah untuk mengurangi noise yang terjadi akibat interferensi frekuensi lain yang dapat merubah tampilan karakteristik asli sinyal EKG, walaupun masih terdapat gangguan seperti pegerakan pada saat perekaman EKG atau gangguan dari komponen elektronika yang kurang stabil. Pada hakikatnya noise atau gangguan pada suatu sistem memang tidak dapat dihilangkan namun noise atau gangguan tersebut dapat dikurangi atau diminimalisir.

C. Pengujian Rangkaian Penguat Akhir

2.5 kali

Rangkaian op-amp dengan penguatan 2.5 kali ini digunakan untuk menguatkan kembali sinyal EKG yang telah diproses pada rangkaian penguat instrumentasi dan rangkaian filter.

Tabel 2. Hasil Pengujian Penguat Op-amp 2.5

Percobaan Amplitudo Masukan Penguat Instrumentasi (Vp-p) Amplitudo Keluaran (Vp-p) 1 1.20 Volt 3.03 Volt 2 1.24 Volt 2.96 Volt 3 1.60 Volt 2.98 Volt 4 1.20 Volt 3.03 Volt 5 1.60 Volt 2.98 Volt

Dengan penguatan 2.5 kali dirasa cukup agar pada rangakaian clamper tidak akan mengalami kelebihan tegangan dari tegangan kerja mikrokontroler 0 – 5 Volt untuk proses ADC. Penguatan tegangan yang seharusnya didapatkan pada rangkaian op-amp ini adalah 1.20 Volt

(Tegangan acuan penguat instrumentasi) x 2.5 = 3 Volt.

Dari perbandingan hasil penguatan yang terjadi kita bisa simpulkan bahwa dengan penguatan 2.5 kali dapat terjadi penguatan berlebih atau berkurang karena faktor yang sama seperti rangakaian penguat instrumentasi, karena masukan tegangan rangkaian op-amp ini berasal dari rangkaian penguat instrumentasi. Namun hasil beda penguatan yang didapatkan tidak lebih dari 0.5 Volt yang berarti masih dalam toleransi normal agar tidak terjadi kelebihan tegangan untuk dapat diproses ADC pada mikrokontroler.

D. Pengujian Rangkaian Clamper

Pengujian rangkaian clamper ini dilakukan dengan cara memberi sinyal masukan terhadap rangkaian clamper yaitu rangkaian op-amp kemudian mengukur nilai pergeseran dan penguatan yang terjadi agar dapat menganalisis bentuk sinyal keluaran dari rangkaian tersebut sehingga seharusnya bentuk sinyal keluaran adalah sama dengan sinyal masukannya hanya saja offset tegangannya yang berubah.

Gambar 14. (a) Sinyal Masukan Rangkaian

Op-amp, (b) Hasil Penguatan 1.4 kali Rangkaian Clamper, (c) Hasil Pergeseran Sinyal Dari Titik

Nol Rangkaian Clamper

Dari gambar hasil percobaan 14 di atas terlihat bahwa rangkaian clamper dapat bekerja sesuai dengan fungsinya yaitu menggeser sinyal yang berada dari titik nol sejauh dengan nilai offset yang diinginkan dan tidak merubah sinyal hasil keluaran rangkaian. Pada hasil percobaan rangkaian clamper ini juga terjadi penguatan sebesar 1.4 kali, karena untuk proses pergeseran

(a) (b)

nilai offset sinyal menggunakan IC op-amp LF353 hasil keluaran akan terjadi penguatan sesuai dengan resistor yang diatur pada rangkaian tersebut.

E. Pengujian Aplikasi Rekaman dan

Filter Digital

Pengujian filter digital ini dilakukan untuk melihat respon transformasi yang digunakan dalam proses filter sinyal digital pada sinyal EKG dapat diolah dengan baik sebagai hasil rekaman EKG, digunakan 2 buah filter yaitu lowpass filter dan highpass filter yang dikombinasikan untuk mendapatakan bandpass filter, filter ini berfungsi untuk mendapatkan sinyal EKG yang lebih baik dan bersih dari interferensi frekuensi lain atau gangguan noise rangkaian analog yang dapat merusak karakteristik sinyal EKG pada saat sinyal EKG telah didigitalisasi melalui ADC. Berikut data sinyal EKG sebelum dan sesudah melalui proses filter.

Gambar 15. (a) Hasil Rekaman EKG tanpa filter,

(b) Hasil rekaman EKG dengan lowpass filter, (c) Hasil rekaman EKG dengan highpass filter

Seperti yang terlihat pada gambar 15 diatas penggunaan filter dalam aplikasi rekaman sinyal EKG ini harus dilakukan untuk mendapatkan

rekaman sinyal EKG yang baik serta menggurangi gangguan atau interferensi frekuensi lain yang terbaca pada rangkaian analog EKG (hardware). Untuk aplikasi rekaman EKG ini dapat dipilih mode filter yang ingin digunakan karena berdasarkan pengujian yang dilakukan baik low pass atau band pass yang terdiri dari gabungan low pass filter dan high pass filter mempunyai hasil rekaman yang sama baik dan stabil.

F. Pengujian Heart Beat (Bpm)

Pengujian detak jantung atau heart beat pada aplikasi EKG ini dilakukan untuk melihat hasil respon dari perhitungan detak jantung seseorang (Bpm) (beat per minute) pada aplikasi EKG yang telah dibuat ini berdasarkan hasil rekaman sinyal EKG dan perbandingan dengan data asli jantung. Berikut hasil metode perhitungan detak jantung (Bpm) dan tabel hasil perbandingan detak jantung atau heart beat (bpm) dari pengujian yang dilakukan.

Gambar 16. Proses Perhitungan Detak Jantung

(Bpm

Seperti yang terlihat pada gambar 16 di atas, proses perhitungan detak jantung (Bpm) dilakuakan dengan mengambil sampel berdasarkan interval gelombang R-R dalam waktu 5 detik, didapatkan interval berdasarkan garfik sebesar 71.0 – 66.1 = 4.9 detik, dengan nilai rata-rata interval gelombang R-R yang didapatkan dalam 5 detik adalah 4.9 / 5 = 0.98 detik, berarti jantung berdetak setiap interval 0.98 detik. Dengan menggunakan perhitungan detak jantung (Bpm) berdasarkan rumus metode yang digunakan yaitu, 60 / interval R-R (S), maka didapatkan, 60 / 0.98 detik = 61.2 Bpm. Untuk hasil detak jantung (Bpm) yang terbaca pada aplikasi mempunyai nilai sebesar 61.6 Bpm. Proses pehitungan detak jantung yang terbaca pada aplikasi dan perhitungan manual berdasarkan metode yang digunakan mempunyai nilai yang mendekati yaitu sekitar 61 Bpm.

(a)

(b)

V.

KESIMPULAN DAN SARAN

A. Kesimpulan

Berdasarkan hasil perancangan dan pengujian serta analisis data dari sistem aplikasi “Telemonitoring EKG Poratbel” yang dibahas pada penelitian ini, dapat diambil beberapa kesimpulan yang berkaitan dengan hasil analisis data yang mengacu kepada tujuan perancangan dan pembuatan sistem aplikasi Telemonitoring EKG ini.

1. Pada setiap bagian hardware rangkaian EKG ini diantaranya rangakaian penguat awal, rangkaian penguat akhir, rangkaian filter, rangkaian DC konverter dan rangkaian clamper sudah bekerja sesuai fungsinya dengan cukup baik seperti yang diharapkan dalam perancangan alat.

2. Pada setiap bagian software pada aplikasi EKG ini diantaranya, aplikasi rekaman EKG sudah dapat menampilkan hasil rekaman sinyal EKG dari alat EKG dengan cukup baik. Untuk proses filter digital telah berjalan sesuai dengan yang diharapkan seperti dalam perancangan alat, mengurangi noise atau gangguan interferensi frekuensi lain agar dapat memunculkan rekaman lebih baik dan stabil dan dapat memfokuskan frekuensi pada gelombang sinyal QRS untuk melakukan proses perhitungan detak jantung, dan untuk proses perhitungan detak jantung atau heart beat (bpm) aplikasi EKG sudah dapat menghitung berdasarkan meotde yang digunakan yaitu interval antara gelombang R-R jantung dan memunculkan hasilnya pada tampilan aplikasi EKG ini.

3. Dari perancangan alat monitoring EKG yang telah dibuat ini mempunyai ukuran dimensi alat kecil yang mudah dibawa dan digunakan, selain menggunakan koneksi kabel serial untuk monitoring, alat monitoring EKG ini juga memanfaatkan sistem monitoring nirkabel dengan koneksi melalui media Bluetooth sehingga monitoring dapat dilakukan dibeda ruangan, dengan batasan jarak berdasarkan kemampuan modul Bluetooth yang digunakan, serta memanfaatkan personal computer (PC) atau Smartphone sebagai media hasil rekaman EKG sehingga dapat memudahkan dan praktis untuk pemakaian secara mandiri. 4. Hasil analisis harga yang dilakukan pun

menunjukan bahwa untuk mempunyai alat

monitoring EKG secara pribadi dan pemakaian mandiri tidak perlu membeli alat monitoring EKG dengan harga belasan juta yang dijual dipasaran, dengan alat monitoring EKG yang telah dibuat pada penelitian ini dapat menekan biaya harga alat monitoring EKG sehingga dapat terjangkau untuk siapa pun yang ingin mempunyai alat monitoring EKG sendiri dirumah dengan harga yang relatif murah, dengan syarat sudah memiliki PC atau Smartphone sendiri karena sistem monitoring EKG ini memanfaatkan media PC atau Smartphone untuk melihat hasil rekaman EKG tersebut.

5. Terdapat kekurangan dari alat monitoring EKG yang telah dirancang ini, yaitu kemampuan kecepatan transfer menggunakan modul Bluetooth kurang stabil dan terbatas jarak karena dipengaruhi oleh kemampuan dan spesifikasi modul Bluetooth itu sendiri, selain itu pembacaan detak jantung atau heart beat (Bpm) kurang stabil, selain faktor kondisi tubuh objek, heart beat juga dapat terpengaruhi banyak faktor eksternal seperti sadapan lead EKG tidak pas, pergerakan sensor elektroda atau pergerakan objek pada saat proses perekaman. Untuk mendapatkan sinyal EKG berdasarkan metode monitoring sadapan bipolar ini membutuhkan referensi ground dengan cara menempelkan kedua kaki ke ground / lantai agar sinyal EKG dapat keluar terbaca pada osiloskop. Selain kekurangan yang dijabarkan sebelumnya di atas kekurangan aplikasi rekaman sinyal EKG pada android hanya dapat menampilkan perubahan sinyal denyut jantung yang terjadi yang dikirim dari alat EKG tanpa bisa memunculkan karakter sinyal EKG dan menghitung detak jantung (Bpm) seperti aplikasi yang telah dibuat untuk PC.

B. Saran

Untuk pengembangan dan peningkatan lebih lanjut dari alat Telemonitoring EKG portabel ini ada beberapa poin yang perlu diperhatikan dalam perancangannya.

1. Untuk dapat melakukan monitoring EKG dengan jarak yang lebih jauh sebaiknya digunakan media komunikasi WIFI atau bahkan dengan jaringan internet dengan tetap memanfaatkan PC atau smartphone Android sebagai pengolah data rekaman EKG.

2. Untuk monitoring jantung menggunakan metode sadapan vektor bipolar atau unipolar yang membutuhkan referensi ground sebaiknya ditambahkan alat grounding pada objek agar monitoring dapat dilakukan pada keadaan apapun tanpa harus menempelkan kedua kaki objek agar mendapatkan hasil rekaman sinyal EKG.

3. Agar dapat menambahkan perhitungan detak jantung atau heart beat (Bpm) pada aplikasi EKG Android.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Tompskin, W. J, (1993). “Biomedical Signal Processing”, Prentice Hall, New Jersey

[2] Webster, J. G, (1998). “Medical Instrumentation Application and Design”, John Wiley & Son,Inc, New York

[3] Webster, J. G, (2004). “Bioinstrumentation”, John Wiley & Son,Inc, Singapore

[4] Jiapu Pan And Willis J. Tompkins, (1985). A Real Time QRS Detection Algorithm”.