filter eecis ecg pcg

6
The 6 th – Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia B18-1 Abstrak–Pada paper ini telah dikembangkan sistem analisa aktivitas jantung berdasarkan sinyal suara jantung (PCG) dan sinyal jantung (ECG) yang ditampilkan secara simultan dan di analisa menggunakan CWT. Sinyal suara jantung yang diambil pada empat titik jantung (Left Ventricle (LV), Right Ventricle (LV), Pulmonary Artery (PA), dan Aortic (AO)) secara simultan dengan sinyal jantung menghasilkan informasi suara jantung frekuensi dominannya banyak berada pada bunyi suara jantung pertama (S1) dan pada sinyal jantung frekuensi dominannya berada pada area glombang QRS kompleks. Ditinjau dari waktu kejadian, frekuensi suara S1 ada pada range 188 Hz - 229 Hz dengan range waktu 0,2 detik - 0,32 detik; suara jantung S2 pada 197 Hz - 535 Hz dengan range waktu 0,52 detik - 0,69 detik; suara jantung S3 ada pada 141 Hz - 212 Hz dengan waktu 0,8 detik; suara jantung S4 ada pada 169 Hz - 273 Hz pada waktu ke 0,16 detik. Sinyal QRS kompleks frekuensinya ada pada 94 Hz - 134 Hz dengan range waktu ke 1,2 detik - 1,3 detik. Ini menunjukkan bahwa suara S1 terjadi hampir bersamaan dengan timbulnya QRS kompleks. Penelitian selanjutnya akan dikembangkan lagi pada Multimodal Cardiac Analysis. Kata KunciElectrocardiography, Phonocardiography, continuous wavelet transform I. PENDAHULUAN ENYAKIT jantung merupakan penyakit yang sangat membahayakan. Bahkan saat ini di Indonesia penyakit jantung menempati urutan pertama sebagai penyebab kematian. Salah satu metode untuk pendeteksian awal dari penyakit jantung yang berkaitan dengan ketidaknormalan katup-katup jantung dapat dilakukan dengan teknik auskultasi. Klasifikasi suara jantung dan sinyal jantung merupakan hal yang penting dilakukan dalam mengetahui penyakit jantung yang di sebabkan tidak normalnya pembukaan dan penutupan katup-katup jantung yang tidak sempurna. Pentingnya klasifikasi suara jantung dan sinyal jantung didukung oleh banyaknya penelitian yang sudah dilakukan. Salah satunya klasifikasi dan analisa dengan metode CSCW (cardiac sound characteristic waveform) dengan bantuan grafik kurva sederhana terhadap suara jantung normal dan tidak normal. Namun hasil penelitian menyebutkan, untuk 20 hasil analisa sinyal suara jantung tidak normal terjadi satu kesalahan penggolongan dalam mengklasifikasikan jantung normal dan tidak normal. Sinyal suara jantung tidak normal diakui sebagai insufisiensi aorta pada pemeriksaan klinis, tetapi hal tersebut dibedakan sebagai suara jantung normal [1]. Penelitian penyakit jantung berikutnya melalui diagnosa kelainan suara jantung dengan auskultasi menggunakan stetoskop, tetapi dalam mendapatkan diagnosa suara jantung normal dan tidak normal yang akurat merupakan suatu keterampilan yang sulit dan ketepatan hasil analisanya sangat bergantung pada kepekaan telinga dan tingkat pengalaman seorang ahli untuk membedakan satu kelainan dengan kelainan yang lain. Dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk memperoleh dan memfilter suara yang didengar melalui stetoskop[2]. Selain suara jantung, sinyal ECG juga dapat memberikan informasi terkait aktivitas mekanik jantung, tetapi tidak sepenuhnya bisa menggambarkan proses yg terjadi pada karakter jantung sehingga ada keriteria kelainan jantung yang sebelumnya terjadi (kerusakan pada jantung yang menyebabkan terjadinya murmur) tidak bisa di klasifikasikan secara spesifik dari sinyal ECG, karena membuka dan menutupnya katup jantung menimbulkan getaran yang menyebabkan terjadinya suara jantung. Kondisi tersebut memberikan informasi bahwa aktivitas mekanik jantung yang berhubungan dengan ketidaknormalan suara jantung tidak cukup di jelaskan hanya dengan menggunakan satu variabel (suara jantung). Dengan memanfaatkan karakteristik yang sinkron antara suara jantung dan ECG, serta persamaan utama ECG orde dua yang dikembangkan oleh Burke, hubungan prinsip utama komponen suara jantung terhadap waktu, dapat di ilustrasikan dalam tampilan sinyal suara jantung dan sinyal jantung secara simultan untuk mengklasifikasikan dan menjelaskan aktivitas mekanik jantung [3]. Pada penelitian ini, kami mengusulkan dua variabel dalam dinamika jantung yaitu suara jantung dan sinyal jantung yang ditampilkan secara simultan untuk mendapatkan informasi tentang terjadinya suara jantung pertama (S1) terhadap siklus yang terjadi pada sinyal jantung dengan menggunakan continuous wavelet Analisa Sinyal Electrocardiography dan Phonocardiography Secara Simultan Menggunakan Continuous Wavelet Transform Eko Agus Suprayitno*, Rimuljo Hendradi, Achmad Arifin Bidang Keahlian Teknik Elektronika, Program Pascasarjana Teknik Elektro Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya *email: [email protected] P

Upload: trunggana-abdul-w

Post on 02-Oct-2015

41 views

Category:

Documents


4 download

DESCRIPTION

computer electronic system

TRANSCRIPT

  • The 6th Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

    B18-1

    AbstrakPada paper ini telah dikembangkan sistem analisa aktivitas jantung berdasarkan sinyal suara jantung (PCG) dan sinyal jantung (ECG) yang ditampilkan secara simultan dan di analisa menggunakan CWT. Sinyal suara jantung yang diambil pada empat titik jantung (Left Ventricle (LV), Right Ventricle (LV), Pulmonary Artery (PA), dan Aortic (AO)) secara simultan dengan sinyal jantung menghasilkan informasi suara jantung frekuensi dominannya banyak berada pada bunyi suara jantung pertama (S1) dan pada sinyal jantung frekuensi dominannya berada pada area glombang QRS kompleks. Ditinjau dari waktu kejadian, frekuensi suara S1 ada pada range 188 Hz - 229 Hz dengan range waktu 0,2 detik - 0,32 detik; suara jantung S2 pada 197 Hz - 535 Hz dengan range waktu 0,52 detik - 0,69 detik; suara jantung S3 ada pada 141 Hz - 212 Hz dengan waktu 0,8 detik; suara jantung S4 ada pada 169 Hz - 273 Hz pada waktu ke 0,16 detik. Sinyal QRS kompleks frekuensinya ada pada 94 Hz - 134 Hz dengan range waktu ke 1,2 detik - 1,3 detik. Ini menunjukkan bahwa suara S1 terjadi hampir bersamaan dengan timbulnya QRS kompleks. Penelitian selanjutnya akan dikembangkan lagi pada Multimodal Cardiac Analysis.

    Kata Kunci Electrocardiography, Phonocardiography,

    continuous wavelet transform

    I. PENDAHULUAN

    ENYAKIT jantung merupakan penyakit yang sangat membahayakan. Bahkan saat ini di Indonesia

    penyakit jantung menempati urutan pertama sebagai penyebab kematian. Salah satu metode untuk pendeteksian awal dari penyakit jantung yang berkaitan dengan ketidaknormalan katup-katup jantung dapat dilakukan dengan teknik auskultasi. Klasifikasi suara jantung dan sinyal jantung merupakan hal yang penting dilakukan dalam mengetahui penyakit jantung yang di sebabkan tidak normalnya pembukaan dan penutupan katup-katup jantung yang tidak sempurna.

    Pentingnya klasifikasi suara jantung dan sinyal jantung didukung oleh banyaknya penelitian yang sudah dilakukan. Salah satunya klasifikasi dan analisa dengan metode CSCW (cardiac sound characteristic waveform) dengan bantuan grafik kurva sederhana terhadap suara jantung normal dan tidak normal. Namun hasil penelitian menyebutkan, untuk 20 hasil analisa

    sinyal suara jantung tidak normal terjadi satu kesalahan penggolongan dalam mengklasifikasikan jantung normal dan tidak normal. Sinyal suara jantung tidak normal diakui sebagai insufisiensi aorta pada pemeriksaan klinis, tetapi hal tersebut dibedakan sebagai suara jantung normal [1]. Penelitian penyakit jantung berikutnya melalui diagnosa kelainan suara jantung dengan auskultasi menggunakan stetoskop, tetapi dalam mendapatkan diagnosa suara jantung normal dan tidak normal yang akurat merupakan suatu keterampilan yang sulit dan ketepatan hasil analisanya sangat bergantung pada kepekaan telinga dan tingkat pengalaman seorang ahli untuk membedakan satu kelainan dengan kelainan yang lain. Dibutuhkan waktu bertahun-tahun untuk memperoleh dan memfilter suara yang didengar melalui stetoskop[2]. Selain suara jantung, sinyal ECG juga dapat memberikan informasi terkait aktivitas mekanik jantung, tetapi tidak sepenuhnya bisa menggambarkan proses yg terjadi pada karakter jantung sehingga ada keriteria kelainan jantung yang sebelumnya terjadi (kerusakan pada jantung yang menyebabkan terjadinya murmur) tidak bisa di klasifikasikan secara spesifik dari sinyal ECG, karena membuka dan menutupnya katup jantung menimbulkan getaran yang menyebabkan terjadinya suara jantung. Kondisi tersebut memberikan informasi bahwa aktivitas mekanik jantung yang berhubungan dengan ketidaknormalan suara jantung tidak cukup di jelaskan hanya dengan menggunakan satu variabel (suara jantung). Dengan memanfaatkan karakteristik yang sinkron antara suara jantung dan ECG, serta persamaan utama ECG orde dua yang dikembangkan oleh Burke, hubungan prinsip utama komponen suara jantung terhadap waktu, dapat di ilustrasikan dalam tampilan sinyal suara jantung dan sinyal jantung secara simultan untuk mengklasifikasikan dan menjelaskan aktivitas mekanik jantung [3].

    Pada penelitian ini, kami mengusulkan dua variabel dalam dinamika jantung yaitu suara jantung dan sinyal jantung yang ditampilkan secara simultan untuk mendapatkan informasi tentang terjadinya suara jantung pertama (S1) terhadap siklus yang terjadi pada sinyal jantung dengan menggunakan continuous wavelet

    Analisa Sinyal Electrocardiography dan Phonocardiography Secara Simultan

    Menggunakan Continuous Wavelet Transform

    Eko Agus Suprayitno*, Rimuljo Hendradi, Achmad Arifin Bidang Keahlian Teknik Elektronika, Program Pascasarjana Teknik Elektro

    Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya *email: [email protected]

    P

  • The 6th Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

    B18-2

    transform (CWT). Sinyal suara jantung hasil dari rangkaian instrumentasi PCG dan sinyal jantung hasil rangkaian instrumentasi ECG yang ditampilkan secara simultan akan diolah menggunakan continuous wavelet transform (CWT) untuk memberikan informasi tentang frekuensi dominan dan waktu terjadinya frekuensi tersebut pada siklus suara jantung maupun sinyal jantung.

    II.SUARA JANTUNG

    Jantung merupakan organ fital tubuh yang terdiri dari empat compartment yaitu atrium kanan, atrium kiri, ventrikel kanan dan ventrikel kiri. Jantung mempunyai empat buah katup yang bekerja secara bergantian, diantaranya Katup Tricuspid, Katup Mitral, katup Pulmonary dan katup Aortic. Membuka dan menutupnya katup jantung terjadi akibat perbedaan tekanan diruang-ruang jantung sewaktu kontraksi dan relaksasi atrium dan ventrikel. Empat Peristiwa mekanik yang terjadi pada jantung antara lain Cardiac cycle yang terjadi selama 0,8 detik mengacu pada semua kejadian yang berhubungan dengan aliran darah melalui jantung; Systole (Kontraksi otot jantung), Diastole (relaksasi otot jantung), dan Heart beats yang terjadi 75 kali per menit. Suara jantung adalah sinyal audio frekuensi rendah yang terjadi karena membuka dan menutupnya katup yang ada pada jantung, sehingga menimbulkan vibrasi yang bersamaan dengan vibrasi darah yang ada di sekitarnya. Suara jantung terbagi menjadi empat bagian yaitu suara suara jantung pertama (S1) merupakan bunyi yang menyertai penutupan katup atrioventrikular yaitu katup mitral dan katup trikuspidal, Suara jantung kedua (S2) terjadi karena penutupan katup semilunar (yaitu katup aorta dan katub pulmonal) secara tiba-tiba. Suara jantung ketiga merupakan bunyi ventrikel kiri dan terbaik didengar di apeks jantung dan suara jantung ke empat merupakan suatu bunyi dengan nada rendah, dengan frekuensi berkisar antara 5070 Hz.

    Gambar. 1. Posisi perekaman suara jantung

    Posisi perekaman suara jantung pada tubuh (Gambar.1.) dapat dilakukan di empat posisi yaitu Left Ventricle (LV), Right Ventricle (LV), Pulmonary Artery(PA), dan Aortic (AO).

    III. SINYAL JANTUNG

    Jantung adalah otot yang bekerja terus menerus seperti pompa. Setiap denyut jantung dibentuk oleh gerakan impuls listrik dari dalam otot jantung. Sel-sel pacemaker merupakan sumber bioelektrik jantung. Ada tiga sumber utama pacemaker, yaitu SA Node, AV Node dan serabut punkinje / otot ventricle.

    Electrocardiograph (ECG) merupakan metoda yang umum dipakai untuk mengukur kinerja jantung manusia melalui aktivitas elektrik jantung. Sinyal jantung (ECG) merupakan sinyal biomedik yang bersifat nonstationer, dimana sinyal ini mempunyai frekuensi yang berubah terhadap waktu sesuai dengan kejadian fisiologi jantung. Informasi seputar kerja jantung dapat diperoleh melalui prinsip kelistrikan pada jantung. ECG memiliki peran penting dalam proses pemantauan dan mencegah serangan jantung. Sinyal ECG terdiri dari tiga gelombang dasar P (depolarisasi atrium), kompleks QRS (depolarisasi ventrikel) dan gelombang T (repolarisasi ventrikel) [4]. Gelombang P pada umumnya berukuran kecil dan merupakan hasil depolarisasi otot atrium, Gelombang kompleks QRS ialah suatu kelompok gelombang yang merupakan hasil depolarisasi otot ventrikel, dan Gelombang T menggambarkan repolarisasi otot ventrikel.

    Gambar.3. Diagram Sistem pada Penelitian Analisa Sinyal Electrocardiograph dan Phonocardiography secara simultan menggunakan Continuous Wavelet Transform

  • The 6th Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

    B18-3

    IV. METODE

    A. Perekaman Sinyal Suara Jantung (PCG) dan Sinyal Jantung (ECG).

    Sinyal suara jantung dan sinyal jantung yang dianalisa direkam secara langsung dan simultan pada pasien dengan usia 24 tahun, berat badan 54 kg, tingginya 168 cm dan berjenis kelamin laki-laki. Posisi perekaman suara jantung dilakukan pada daerah Left Ventricle (LV), daerah Right Ventricle (LV), daerah Pulmonary Artery (PA) dan daerah Aortic(AO) sedangkan sinyal jantung direkam dengan bantuan elektroda yang terpasang pada tiga titik tubuh, yaitu Right Arm (RA), Left Arm (LA), dan Left Leg (LL) sesuai aturan segitiga Einthoven. Perekaman suara jantung dilakukan secara langsung pada pasien menggunakan stetoskop Riester yang terhubung Pre Amplifier dan pengkondisian sinyal berupa Low Pass Filter Analog orde 4 dengan frekuensi cutoff 500 Hz dan High Pass filter analog orde 4 dengan frekuensi cutoff20 Hz. Perekaman sinyal jantung dilakukan dengan rangkaian instrumentasi ECG yang didalamnya terdiri dari beberapa rangkaian instrumentasi seperti Difenensial Amplifier dengan penguatan 88x, Buffer, Low Pas Filter analog orde 4 dengan frekuensi cutoff400Hz, penguat Non Inverting dengan penguatan 1x untuk membawa posisi sinyal pada posisi baseline, Penguat Non Inverting dengan penguatan 2x, Notch Filter untuk menghilangkan noise jala-jala 50 Hz pada alat ukur, dan Low Pass filter Analog orde 2 dengan frekuensi cutoff 20 Hz.

    B. Analisa Sinyal Suara Jantung (PCG) dan Sinyal Jantung (ECG) dengan CWT.

    Sinyal suara jantung (PCG) dan Sinyal jantung (ECG)yang diperoleh dari hasil perekaman di tampilkan pada osiloskop Agilent tipe 54621A ( frekuensi maksimum 60 MHz dan kemampuan ADC maksimum 200 MSa/s ), datanya disimpan dalam bentuk BMP dan CSV. Data yang didapat kemudian dirubah dalam bentuk TXT untuk di analisa menggunakan Continuous Wavelet Transform (CWT) untuk didapatkan informasi frekuensi sinyal dan waktu terjadinya frekuensi tersebut. Untuk memastikan sinyal yang diolah dengan CWT berada pada rentang frekuensi sinyal suara jantung dan sinyal jantung maka dilakukan Discrete Fourier Transform(DFT). Pengolahan sinyal dengan CWT dan DFT dilakukan dengan program Delphi 7 pada PC. Untuk diagram system penelitian ini disajikan pada Gambar 3.

    Sinyal suara jantung dan sinyal jantung yang perekamannya dilakukan secara simultan kemudian dianalisa lebih lanjut untuk mengetahui hubungan kedua sinyal tersebut dan makna fisiologis pada kerja jantung yang dihasilkan dari hubungan kedua sinyal tersebut.

    C.Continuous Wavelet Transform (CWT)

    Continuous Wavelet Transform (CWT) merupakan proses konvolusi sinyal x(t) dengan sebuah fungsi window, fungsi window dapat berubah disetiap waktu

    dan skala yang berubah-rubah.

    Gambar.2. Resolusi waktu dan frekuensi CWT [5].

    Fungsi window merupakan mother wavelet yang menjadi fungsi dasar dari wavelet. Secara matematis CWT dari suatu signal x(t) dapat di selesaikan dengan persamaan (1) berikut.

    ( ) ( ) ( ) dts

    ttx

    sssCWT xx

    ==

    1,,(1)

    dimana s menunjukkan skala dengan nilainya berbanding terbalik dengan frekuensi, adalah time shift yang menunjukkan pergeseran atau translasi

    mother wavelet dan

    s

    t menunjukkan mother

    wavelet. Penggambaran CWT terhadap perubahan dari pelebaran dan penyempitan fungsi window untuk frekuensi rendah dan tinggi di setiap waktu dapat di ilustrasikan seperti Gambar 2.

    Pada Gambar 2 dapat dilihat bahwa perubahan skala

    dari 1s pada lokasi ( 1 , 1s ) ke 2s pada lokasi ( 2 , 2s ) mengurangi resolusi waktu (karena lebar time-windowmembesar) tetapi meningkatkan resolusi frekuensi (karena lebar frequency-window mengecil). Karena perubahan skala s dan time-shift pada fungsi mother wavelet, maka dengan CWT dimungkinkan untuk mendapatkan komponen utama dalam time-series pada seluruh spektrum dengan menggunakan skala yang kecil untuk memperoleh komponen frekuensi tinggi dan menggunakan skala yang besar untuk analisa frekuensi rendah.

    Mother wavelet yang digunakan memiliki dua kondisi yang menjadi syarat sebagai mother wavelet, kondisi tersebut terdapat pada Persamaan (2) dan (3) berikut [6].

    ( ) 0=

    dtt (2)

    ( )

  • The 6th Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

    B18-4

    Dengan

    ( )tjte tj 00 sincos0 = dan

    =

    s

    tt

    .

    Untuk mengubah parameter skala menjadi frekuensi, maka digunakan persamaan (5) sebagai berikut

    s

    ff c= (5)

    dimana cf adalah center frequency pada setiap skala

    s, nilai cf = 0f = 0.849.

    V. HASIL EKSPERIMEN

    Hasil perekaman suara jantung (PCG) pada posisi Left Ventricle (LV) beserta sinyal jantung (ECG) secara simultan ditampilkan pada osiloskop Agilent tipe 54621A dan menghasilkan file BMP (Gambar 4) dan berupa file CSV. Ada empat data file BMP dan CSV yang dihasilkan, masing-masing didapat dari hasil perekaman suara jantung di posisi Left Ventricle (LV), Right Ventricle (LV), Pulmonary Artery (PA), dan Aortic (AO). Perekaman pada posisi tersebut melibatkan perekaman sinyal jantung sehingga bisa dihasilkan file BMP dan CSV berupa tampilan sinyal secara simultan.

    VI. PEMBAHASAN

    A. Analisa Sinyal Suara Jantung (PCG) dan Sinyal Jantung (ECG) dengan CWT.

    Data CSV sinyal suara jantung untuk posisi Left Ventricle dan sinyal jantung secara simultan dirubah ke TXT dengan notepat. Untuk mendapatkan beberapa informasi frekuensi dominan dan waktu terjadinya frekuensi tersebut dilakukan CWT pada sinyal suara jantung (Gambar 5) dan sinyal jantung (Gambar 6) dengan frekuensi sampling 8000 Hz dan rata-rata jumlah datanya 1999 (data yang diperoleh merupakan besarnya amplitude terhadap waktu). Beberapa frekuensi yang dominan pada kedua sinyal diberi tanda huruf A, B, C dan D untuk memudahkan dalam analisa. Untuk memastikan beberapa informasi frekuensi dominan yang dihasilkan masih berada rentang frekuensi suara jantung (20 Hz sampai 500 Hz) dan sinyal jantung (dibawah 20 Hz) maka dilakukan proses DFT pada sinyal suara jantung (Gambar 7) dan sinyal jantung (Gambar 8). Informasi waktu yang didapatkan dari hasil CWT digunakan untuk mengetahui beberapa posisi frekuensi dominan yang dihasilkan pada sinyal suara jantung dan sinyal jantung. Pada suara jantung, frekuensi dominan banyak berada pada bunyi suara jantung pertama (S1) (Gambar 9), sedangkan pada sinyal jantung frekuensi dominannya berada pada area glombang QRS kompleks (Gambbar 10).

    Gambar.4. Sinyal suara jantung (sinyal pertama) dan sinyal jantung (sinyal ke dua).

    Gambar.5. Kontur sinyal suara jantung (PCG) hasil CWT. Pada Gambar 5 nampak bahwa gambar tengah

    merupakan gambar utama keseluruhan kontur sinyal suara jantung hasil CWT, sedangkan perbesaran titik A beserta keterangan konversi skala ke frekuensi dan waktu terjadi frekuensinya ada di bagian gambar kiri atas dari gambar utama, sedangkan perbesaran titik B ada di gambar kanan atas, titik C ada pada gambar kiri bawah, dan perbesaran titik D ada pada gambar kanan bawah. Pada gambar 6 nampak bahwa perbesaran titik A beserta keterangan konversi skala ke frekuensi dan waktu terjadi frekuensinya tersebut ada di bagian gambar kiri atas keseluruhan kontur sinyal jantung, sedangkan perbesaran titik B ada di gambar kanan atas.

    Pada Gambar 7 nampak bahwa perbesaran titik A, B, C, dan D beserta keterangan frekuensinya berada di atas gambar utama keseluruhan tampilan hasil DFT sinyal Suara Jantung posisi Left Ventricle. Untuk Gambar 8 nampak bahwa perbesaran titik A dan B beserta keterangan frekuensinya berada di atas gambar utama keseluruhan tampilan hasil DFT sinyal Suara Jantung.

    Gambar.6. Kontur sinyal jantung (ECG) hasil CWT.

  • The 6th Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

    B18-5

    Gambar.7. DFT Sinyal suara jantung posisi Left Ventricle (LV).

    Gambar.8. DFT Sinyal jantung

    Tabel.1.Hasil analisa CWT sinya suara jantung

    !"# frekuensi (Hz) waktu kejadian (s) $ Left Ventricle 8000 1999 A 188 188 0,3 Suara Jantung Pertama (S1) B 197 197 0,658 Suara Jantung Kedua (S2)

    C 141 141 0,89 Suara Jantung Ketiga (S3) D 169 169 1,16 Suara Jantung Keempat (S4)

    % Right Ventricle 8000 1999 A 212 212 0,32 Suara Jantung Pertama (S1) B 535 535 0,6 Suara Jantung Kedua (S2) C 229 229 0,74 tidak terkenali D 212 212 1 Suara Jantung Ketiga (S3)

    & Pulmonary Artery 8000 1999 A 273 273 0,16 Suara Jantung Keempat (S4) B 202 202 0,41 Suara Jantung Pertama (S1) C 229 229 0,697 Suara Jantung Kedua (S2)

    ' Aortic 8000 1999 A 229 229 0,2 Suara Jantung Pertama (S1) B 176 176 0,524 Suara Jantung Kedua (S2) C 229 229 1,14 Suara Jantung Pertama (S1) D 160 160 1,45 Suara Jantung Kedua (S2) E 154 154 1,9 Suara Jantung Ketiga (S3)

    Hasil analisa sinyal suara jantung (PCG), kode A merupakan suara jantung pertama dengan frekuensi dominan 188 Hz di posisi 0,3 detik; kode B merupakan suara S2 dengan frekuensi 197 Hz di posisi 0,65 detik; kode C merupakan suara S3 dengan frekuensi 141 di posisi 0,89 detik dan kode D merupakan suara S4 dengan frekuensi 169 Hz di posisi 1,16 detik. Hasil analisa sinyal jantung (ECG), kode A merupakan area sinyal R-S dengan area frekuensi dominannya di 130 Hz sampai 154 Hz yang terjadi di antara 0,32 detik sampai 0,324 detik; kode B merupakan area sinyal QRS kompleks dengan area frekuensi dominannya di 94 Hz sampai 134 Hz yang terjadi di antara 1,2 detik sampai 1,3 detik.

    B. Analisa hasil CWT Terhadap Keterkaitan PCG dan ECG.

    Ditinjau dari informasi waktu yang diperoleh dengan CWT pada suara jantung (PCG) dan sinyal jantung (ECG) yang direkam secara simultan memberikan informasi bahwa pada detik ke 0,3 terjadi suara jantung S1 serta terbentuk sinyal R; pada detik ke 0,658 terjadi suara jantung S2 serta sinyal T yang merupakan repolarisasi otot ventrikel; pada detik 0,89 terjadi suara jantung S3 serta fase setelah sinyal T dan pada detik ke 1,16 terjadi suara jantung S4 serta akan terjadi sinyal Q atau segmen PR yang merupakan garis isoelektrik yang menghubungka sinyal P dengan QRS kompleks (Gambar 11).

    Untuk hasil analisa data rekaman suara jantung dan sinyal jantung di titik perekaman lainya di tampilkan pada table 1 dan 2. Berdasarkan data yang diperoleh pada table 1, menunjukkan bahwa posisi perekaman

    suara jantung pada empat titik yang berbeda mempengaruhi hasil adanya informasi S1, S2, S3, dan S4 suara jantung. Ini ditunjukkan pada posisi perekaman Right Ventricle yang menginformasikan tidak terdeteksinya suara jantung S4 dan pada bagian perekaman di Pulmonary Artery informasi sinyal suara jantung S3 juga tidak terdeteksi. Untuk range frekuensi dominan suara jantung berdasarkan hasil perekaman pada keempat titik dihasilkan frekuensi suara S1 ada pada range 188 Hz sampai 229 Hz; suara jantung S2 pada 197 Hz sampai 535 Hz; suara jantung S3 ada pada 141 Hz sampai 212 Hz; suara jantung S4 ada pada 169 Hz sampai 273 Hz. Berdasarkan data yang diperoleh pada Table 2, sinyal QRS kompleks pada sinyal jantung frekuensinya ada pada range 94 Hz sampai 134 Hz.

    Setelah mendapatkan informasi frekuensi dan waktu pada suara jantung dan sinyal jantung beserta keterkaitannya, penelitian akan dilanjutkan pada Multimodal Cardiac Analysis untuk mendapatkan informasi utama yang berhubungan dengan anatomi dan fisiologi jantung. Selain itu, akan dilakukan pembuatan komunikasi serial yang menghubungkan instrumentasi PCG dan ECG ke PC.

    Gambar.9. Sinyal suara jantung posisi Left Ventricle (LV)

  • The 6th Electrical Power, Elctronics, Communications, Controls, and Informatics Seminar 2012 30-31 Mei, Universitas Brawijaya, Malang, Indonesia

    B18-6

    Gambar.10. Sinyal jantung posisi

    Gambar.11. Hubungan suara jantung terhadap sinyal jantung

    secara simultan.

    Tabel.2.Hasil analisa CWT sinya jantung

    (

    !"# frekuensi

    (Hz) waktu terjadinya (s)

    $ Left Ventricle 8000 1999 A 130 sampai 154 154 0,32 Antara sinyal R & S 130 0,324 B 94 sampai 134

    134 1,2 Sinyal QRS Kompleks 94 1,3

    % Right Ventricle 8000 1999 A 113 sampai 130 130 0,24 Sinyal QR 113 0,26 B 99 sampai 130

    130 1,22 Sinyal QRS Kompleks 99 1,26

    & Pulmonary Artery 8000 1999 A 113 sampai 130 130 0,3 Sinyal RS 113 0,32 B 99 sampai 130

    99 1,4 Sinyal RS

    130 1,42

    ' Aortic 8000 1999 A 106 sampai 130 130 0,144 Sinyal R 106 0,158 B 113 sampai 130

    130 1,09 Sinyal R

    113 1,104

    VII. KESIMPULAN

    Analisa sinyal suara jantung (PCG) dan sinyal jantung (ECG) secara simultan dengan menggunakan CWT memberikan informasi bahwa pada suara jantung, frekuensi dominan banyak berada pada bunyi suara jantung pertama (S1) sedangkan pada sinyal jantung frekuensi dominannya berada pada area glombang QRS kompleks. Untuk range frekuensi dominan suara jantung berdasarkan hasil perekaman pada keempat titik dihasilkan frekuensi suara S1 ada pada range 188 Hz sampai 229 Hz pada waktu 0,2 detik sampai 0,32 detik; suara jantung S2 pada 197 Hz sampai 535 Hz pada waktu 0,52 detik sampai 0,69 detik; suara jantung S3 ada pada 141 Hz sampai 212 Hz pada waktu 0,8 detik; suara jantung S4 ada pada 169 Hz sampai 273 Hz pada waktu 0,16 detik. Berdasarkan data yang diperoleh pada Table 2, untuk sinyal jantung sinyal QRS kompleks frekuensinya ada pada range 94 Hz sampai 134 Hz pada waktu 1,2 detik sampai 1,3 detik pada siklus kedua.Pengembangan penelitian ini selanjutnya adalah pembuatan komunikasi serial yang menghubungkan instrumentasi PCG dan ECG ke PC beserta pemrosesan

    sinyal digital. Selain itu penelitian ini juga akan dikembangkan pada Multimodal Cardiac Analysis.

    DAFTAR PUSTAKA

    [1] H. Wang, J. Chen, and Y. Hu, Zhongwei, and Samjin, Heart Sound Measurement and Analysis System with Digital Stethoscope, IEEE 978-1-4244-4134-1/09. 2009

    [2] Z. Syed, D. Leeds, D. Curtis, F. Nesta, R.A. Levine, and J. Guttag, A Framework for the Analysis of Acoustical Cardiac Signals, IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 54, pp. 651-662, 2007

    [3] J.P. de Vos, and M.M. Blanckenberg, 2007, Automated Pediatric Cardiac Auscultation, IEEE Trans. Biomed. Eng., vol. 54, pp. 244-252.

    [4] Hampton, The ECG Made Easy, Churchill Livingstone, 6th

    edition. 2003 [5] R. Yan and R. X. Gao, Tutorial 21 Wavelet Transform : A

    Mathematical Tool for on-Stationary Signal Processing in Measurement Science Part2 in a Series of Tutorials in Instrumentation and Measurement, IEEE Instrumentation & Measurement Magazine, Oktober 2009.

    [6] Blanco, S. Quiroga, R. Q. Rosso, O. A. Kohen, Time-Frequency Analysis of Electroencephalogram Series, Physical Review E., vol. 51, no. 3, March 1995, pp. 2624-2631.

    [7] X. Li, X. Yao, J. R. G. Jefferys, J. Fox, Computational Neuronal Oscillations Using Morlet Wavelet Transform, IEEE Engineering In Medicine and Biology 27th Annual Conference., September 1-4, 2005. pp. 2009-2012.