Elektrokardiograf dan Fotopletismograf Portabel Berbasis Mikrokontroler (Teori)

Fotopletismograf

Volume darah dalam suatu organ akan selalu berubah-ubah akibat dari pemompaan darah oleh jantung. Pletismograf merupakan suatu teknik untuk mendeteksi / mengukur perubahan volume di dalam suatu organ. Informasi dari sinyal perubahan volume darah ini dapat digunakan untuk menghitung detak jantung permenit karena setiap puncak gelombang yang terjadi berkorelasi dengan satu detak jantung.

Fotopletismograf merupakan suatu instrumen yang digunakan untuk mengukur perubahan volume darah di dalam suatu organ atau seluruh tubuh. Biasanya merupakan hasil dari fluktuasi darah atau udara yang terkandung di dalamnya. PPG (Photoplethysmograph) merupakan instrument pletismograf yang bekerja menggunakan sensor optik.
Secara luas sensor didefinisikan sebagai suatu perangkat yang menerima dan merespon suatu sinyal atau stimulus. Sensor tersusun dari transduser. Transduser adalah suatu alat (elektik, elektronik, elektromekanik) yang dapat mengubah suatu bentuk energy menjadi bentuk energi yang lain untuk tujuan tertentu, termasuk untuk pengukuran. Dalam arti luas, transduser dapat diartikan suatu alat yang dapat mengubah suatu bentuk sinyal menjadi bentuk sinyal yang lain.

Sensor cahaya yang digunakan dalam tugas akhir ini disusun dari LED dan LDR. LED berfungsi sebagai sumber cahaya sedangkan LDR sebagai penerima cahaya yang sudah melewati / dipantulkan oleh kulit. Cahaya yang diterima LDR berubah-ubah mengikuti perubahan kandungan darah dalam kulit.

Elektrokardiograf

Elektrokardiograf (EKG) merupakan suatu gambaran yang terbentuk sebagai hasil dari aktivitas listrik jantung. EKG diambil dengan memasang elektroda pada titik tertentu tubuh pasien. Sinyal elektrokardiograf mempunyai bentuk spesifik sehingga dapat dijadikan sebagai acuan untuk menentukan kondisi kesehatan jantung oleh ahli jantung. Sinyal EKG direkam menggunakan perangkat elektrokardiograf. Urutan terjadinya sinyal Elektrokardiograf sebagai berikut:

– Vektor depolarisasi (terjadi perubahan muatan listrik ) kontraksi atrium dari sinus atrialis ke nodulus atrio ventricularis saat terjadi, menimbulkan gelombang P.
– Gelombang R tanda akhir dari kontraksi atria dan awal dari kontraksi ventrikel.
– Vektor yang timbul karena depolarisasi ventrikel membangkitkan QRS kompleks.
– Vektor menimbulkan gelombang T disebabkan repolarisasi ventrikel.
– Interval P-R adalah menandakan waktu dari permulaan kontraksi atrial sampai permulaan kontraksi ventrikel
– Interval R-T menunjukkan kontraksi otot (ventricel systole), dan interval T-R menunjukkan adanya relaksasi otot (ventricel diastole).

Transduser Elektroda

Transduser adalah suatu alat yang dapat mengubah suatu bentuk sinyal tertentu menjadi bentuk sinyal yang lain (yang diinginkan). Dalam penelitian ini tranduser digunakan untuk mengubah ion-ion yang terdapat pada permukaan tubuh manusia untuk diubah menjadi elektron sehingga dapat ditransmisikan melalui jaringan kabel. Elektron tersebut kemudian akan diolah oleh sistem pada blok selanjutnya.
– Tipe transduser elektroda yang digunakan pada elektrokardiograf mempunyai karakteristik:
– Kemampuannya untuk menangkap sinyal yang mempunyai amplitudo sangat kecil antara 0.01mV – 3mV.
– Mampu mengantisipasi impedansi yang sangat besar > 5 Mega-ohm.
– Mepunyai kebocoran arus yang sangat kecil < 1 micro-Amp.
– Frekuensi response 0.05 – 150 Hz.