## PENGOLAHAN CITRA PADA SINYAL EKG
Jaenal Arifin 1) , Norma Amalia 2)
1) Program Studi S1 Teknik Elektro, 2) Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi
1) 2) Fakultas Telekomunikasi  & Elektro, Institut Teknologi Telkom Purwokerto Jl. D.I Panjaitan No.128 Purwokerto 53147 Telp 0281-641629 e-mail : Jaetoga@ittelkom-pwt.ac.id, norma@ittelkom-pwt.ac.id

## ABSTRAK
Elektrokardiografi merupakan perangkat alat yang dapat merekam aktivitas sinyal jantung manusia. Hasil keluaran aktivitas sinyal jantung ditunjukan pada lembar kertas ekg. Pengolahan citra  sinyal  jantung  manusia  dapat  dilakukan  dengan  lembar  kertas  ekg.Penelitian  ini  mengolah sinyal  ekg  dari  hasil  pengukuran  yang  telah  dilakukan.  Pada  penelitian  ini  mengolah  citra  pada sinyal  ekg.      Pengolahan  citra  pada  sinyal  ekg  ini  meliputi  beberapa  tahap.  Tahap  awal  adalah melakukan  pengukuran  oleh  subjek  atau  relawan,  tahap  selanjutnya  mengambil  citra  sinyal  ekg, tahap  scanning,  tahap  pengubahan  citra  true  color  ke  grayscale,  tahap  median  filter,  tahap penentuan  nilai  ambang  dan  tahap  morphology  citra  pada  sinyal  ekg.  Hasil  penelitian menunjukkan bahwa citra sinyal ekg yang telah diolah tetap mempertahankan fitur sinyal ekg dan mempunyai  informasi  yang  jelas  (tidak  distorsi  atau  cacat)  pada  gelombang  sinyal  ekg  tersebut. Selanjutnya  citra  sinyal  ekg  tersebut  dapatdiolah  untuk  tujuan  tertentu.  Bisa  untuk  tujuan penelitian atau tujuan analisa pola citra sinyal ekg.
Keywords: Elektrokardiografi,Sinyal ekg, Citra Sinyal ekg.

## 1.  PENDAHULUAN
Alat medis elektrokardiografi (ekg)  dapat  digunakan  untuk  merekam beda  potensial  biomedik  dipermukaan kulit  yang  dibangkitkan  jantung  dengan memasang  elektroda  rekam  (Ag/AgCl) pada  tempat  tertentu  dipermukaan  tubuh. Berikut gambar aktivitas
listrik
jantung(Ismudiarti 1996). Berikut gambar aktivitas denyut  jantung.
Gambar 1. Aktivitas denyut jantung(AlGhatrif M 2012)(JB 1878)
Sadapan dari sensor elektroda yang dipasang pada kulit tertentu menghasilkan denyutan sinyal
jantung(LI.  2000).  Berikut  gelombang
http://jurnal.unimus.ac.id
sinyal jantung yang dihasilkan dari sensor elektroda tersebut.
-  Gelombang    P  merupakan  kontraksi atrium yang dipicu oleh node SA.
-  Segmen  PQ  terjadi  saat  adanya penundaan  node  AV  untuk  memberikan waktu kontraksi atrium dan transfer darah ke  ventrikel  sebelum  kontraksi  ventrikel dimulai.
-  Gelombang  QRS  terjadi  saat  fiber purkinje meransang kontraksi ventrikel.
-  Segmen  ST  terjadi  saat  isoelektrik terhubung  stabil  dalam  gerak  potensial dari sel otot ventrikel kiri.
-  Gelombang  T  terjadi  saat  proses  akhir dari  gerak  potensial  dari  sel  otot ventrikel.
Kertas ekg merupakan kertas grafik yang  dibagi  dengan  garis-garis  vertikal dan  horisintal  dengan  jarak  vertikal  dan horizontal  sebesar  1  mm.  Berikut  garis kota-kotak yang terdapat pada kertas ekg, seperti diperlihatkan pada gambar 2 :
Gambar 2. Garis kotak pada kertas ekg.
Sumbu  horizontal  adalah  sumbu waktu,  dengan  skala  25  mm/detik, sehingga setiap 1 mm horizontal ekivalen dengan  0,04  detik.  Pada  rekaman  di  atas kertas ekg setiap 75 mm ditandai dengan segitiga  atau  garis  kecil  yang  menandai waktu 3 detik. Sedangkan sumbu vertikal adalah sumbu tegangan dengan penyekalaan 1 cm (10) garis sama dengan 1  mV.  Sehingga  setiap  1  mm  vertikal ekivalan dengan 0,1 mV(Davis 2005).
Perangkat  ekg  2000  merupakan peralatan  ekg  dengan  6  dan  12  channel untuk pengukuran dan perekaman gelombang  sinyal  ekg  (Pengoperasian 2000).  Ekg  2000  ini  dilengkapi  dengan menu-menu  data  subjek  yang  hendak diukur,  parameter  pengukuran  dan  auto analysis dari hasil pemeriksaan.
Informasi  data  subjek  yang  diukur  dapat tercetak  pada  output  report.  Untuk kenyamanan  pengguna  pengukuran  EKG dapat  dilakukan  dengan  menggunakan satu  tombol.  Berikut  bentuk  seperangkat alat  ekg  2000  yang  dipakai  pada penelitian ini.
http://jurnal.unimus.ac.id
Subjek Pengukuran EKG dengan 6 Channel Ambil Citra Sinyal EKG Scanning
Changing Image to Grayscale Median Filter Determining Threshold value Morphology Gambar 3. Perangkat ekg 2000
Berikut spesifikasi dari EKG 2000
- Input circuit : Isolated and defibrillation protected
- ECG lesds : Standard 12 leads
-  Sensitivity  selection  :  5,10,20  mm/mV ± 5 %
- Calibration voltage : 1mV ± 2 %
- Electrode offset tolerance : ≥ ± 250mV
- Resolution : 2 µV, 500 SpS
- Frequency response: 0.05 ~ 150Hz
- Common mode rejection : > 100 dB
- Input impedance : 10 MΩ
- Patient leakage : < 50 µA
-  Signal  quality  control  :  Disconnected lead detection
-  Communication  :  PC  connection  with RS-232 interface and LAN
- Display : 2x16 char LCD Display
Hasil  pengukuran  kemudian  tercetak sebagai  report  yang  berukuran  A4. Sebagai tambahan untuk power AC dapat digunakan  secara  terus-menerus  dan untuk aktivitas pengukuran yang sifatnya mobile  ekg  2000  ini  telah  dilengkapi internal battery .

## 2. METODE PENELITIAN
Gambar 4. Metode Penelitian
Berikut  penjelasan  terkait  metode penelitian yang dilakukan oleh penulis.
1.  Subjek  :  Subjek  bisa  dilakukan  oleh relawan  atau  lebih  dikenal  subjek penelitian.
2.  Pengukuran  dengan  perangkat  ekg
2000 dengan menggunakan 6 channel.
3.  Mengambil  citra  sinyal  ekg  dengan cara  scan  hasil  output  data  analog menjadi data digital.
4.  Mengubah  citra  sinyal  ekg  dari  true color menjadi grayscale.
5. Metode median filter merupakan salah satu  cara  untuk  memperbaiki  citra  sinyal ekg.  Prinsipnya  menggunakan  nilai
http://jurnal.unimus.ac.id
tengah  dari  kumpulan  nilai  didalam matrik suatu citra.(Lim 1990). Metode ini juga dapat memperhalus dan menghilangkan noise pada suatu citra(Muchtar  et  al.  2012).  Alasan menggunakan filter median karena mempunyai
kemampuan
dalam mengurangi  derau  yang  diakibatkan  oleh derau  acak,  misalnya  derau  dengan jenisn salt and pepper noise .Window citra asli  yang  digunakan  3  x  3.  Dengan identitas citra sinyal ekgnya height/tinggi 139 pixels dan width/lebar 1409.
6. Penentuan nilai ambang atau treshold.
Histogram citra merupakan diagram yang menggambarkan  frekuensi  setiap  nilai intensitas  yang  muncul  di  seluruh  piksel citra. Nilai yang besar menyatakan bahwa piksel-piksel  yang  mempunyai  intensitas yang dominan(Kadir Abdul 2013).
Metode  ini  menentukan  nilai  ambang dengan cara membedakan dua kelompok, yaitu  objek  dan  latar  belakang,  yang memiliki bagian yang saling bertumpukan,  berdasarkan  dilihat  dari histogramnya.
7. Morphology
Morhology  pada  citra  didasarkan  pada pengolahan bentuk (shape) sebagai pedoman  dalam  pengolahan  citra  (Shih 2009).  Dengan  memilih  ukuran  dan bentuk  dari  matrik  kernel  (structure
element)  yang  digunakan,  maka  dapat mengatur sensitivitas operasi morphology terhadap  bentuk  tertentu  (spesifik)  pada citra digital yang diolah.

## 3. HASIL DAN PEMBAHASAN
A. Citra Sinyal ekg hasil pengukuran
Gambar 5. Citra hasil pengukuran sinyal ekg
Berikut keterangan dari gambar 5 I      = posisi pada channel 1 II     = posisi pada channel 2 III   = posisi pada channel 3 aVR = posisi pada channel 4 aVL = posisi pada channel 5 aVF = posisi pada channel 6
Citra  hasil  pengukuran  sinyal  ekg  yang didapatkan  berupa  6  channel  dalam  1 (satu) lembar kertas ekg. Citra sinyal ekg ini  selanjutnya  dilakukan cropping . Cropping adalah memotong suatu bagian dari  citra  sehingga  diperoleh  citra  yang berukuran  lebih  kecil(Wee,  Jiar,  and Supriyanto 2009).
Operasi  ini pada dasarnya adalah operasi translasi,  yaitu  menggeser  koordinat  ke titik citra.
B.  Citra asli sinyal ekg.
Gambar 6. Citra asli sinyal ekg Citra asli sinyal ekg ini didapatkan  dari  hasil  pengukuran  yang telah  dilakukan  dengan  menggunakan perangkat  elektrokardiografi. Selanjutnya dilakukan cropping . Cropping diambil sample dari channel 1.
C.  Citra  sinyal  ekg    diubah  ke grayscale
Gambar 7. Citra sinyal ekg diubah ke grayscale.
Dari  citra  asli  sinyal  ekg  tahap berikutnya  mengubah  citra  sinyal  ekg dari  true  color  ke  grayscale.  Pengubahan citra sinyal ekg ini bertujuan mempermudah  dalam  pengolahan  citra dalam bentuk biner (0 dan 1).
D.   Median filter
Gambar 8. Citra hasil median
filter
Median  filterini  bekerja  dengan menggantikan  nilai  tengah  dari  piksel yang  dicakup  oleh  area  filter  dengan
sebuah  nilai  tengah  (median)  setelah diurutkan  terlebih  dahulu  dari  yang terkecil ke yang terbesar.
E. Penentuan Nilai Ambang/Treshold
Gambar 9. Penentuan nilai treshold Tujuan dilakukan penentuan nilai ambang  pada  citra  sinyal  ekg  adalah menentukan batas-batas dalam pemisahan objek dari latar belakangnya dan memberikan  persentase  komposisi  warna dan  tekstur  intensitas  untuk  kepentingan identifikasi citra.
F.  Morphology Citra Pada Sinyal Ekg
Gambar 10. Citra sinyal ekg dengan morphology dilation.
Morphology  yang dilakukan pada citra  sinyal  ekg  menggunakan  dilatasi. Dilatasi  adalah  proses  penambahan  pixel pada  batas  dari  suatu  objek  pada  citra digital  masukan.  Secara  rinci  dilasi merupakan  suatu  proses  menambahkan piksel  pada  batasan  dari  objek  dalam suatu citra.
Hasil  citra  sinyal  ekg  dengan morphology dilation dan dikomplement.
Gambar 11. Citra sinyal ekg dengan morphology dan dikomplement.
http://jurnal.unimus.ac.id

## 4.PENUTUP

## A. Kesimpulan
Berikut kesimpulan dari penelitian yang dilakukan antara lain : 1.  Hasil  penelitian  pada  pengolahan  citra pada sinyal ekg menunjukkan bahwa citra sinyal  ekg  yang  telah  diolah  tetap mempertahankan  fitur  sinyal  ekg  dan mempunyai  informasi  yang  jelas  (tidak distrorsi  atau  cacat)  pada  gelombang sinyal ekg tersebut.
2.  Morphology  dilation  citra  pada  sinyal ekg  sangat  penting  dilakukan,  karena mempunyai  tujuan  untuk  mendapatkan efek pelebaran terhadap piksel bernilai 1. Efek  pelebaran  ini  dapat  memberikan informasi yang jelas pada citra tersebut.

## DAFTAR PUSTAKA
AlGhatrif  M,  Lindsay  J.  2012.  “A  Brief
Review:  History  to  Understand
Fundamentals of Electrocardiography.” Journal  of Community Hospital Internal Medicine Perspectives 2:14383.
Davis, F. A. 2005. ECG Notes
(Interpretation  and  Management
Guide) .
Ismudiarti,  Lily.  1996. Buku  Ajar
Kardiologi,FKUI . Jakarta: Balai
Penerbit FKUI.
JB, P. F.Sanderson. 1878. “Experimental Results  Relating  to  the  Rhythmical and  Excitatory  Motions  of  the Ventricle  of  the  Heart  of  the  Frog, and  of  the  Electrical  Phenomena Which  Accompany  Them.” Proc Roy Soc Lond 414.
Kadir  Abdul,  Susanto  Adhi.  2013.
Pengolahan Citra (Teori Dan Aplikasi) . Yogyakarta: 1st
AndiPublisher.com.
LI., Titomir. 2000. “The Remote Past and near  Future  of  Electrocardiology: View-Point of a Biomedical Engineer.” Bratisl Lek Listy.
101(5):272–79.
Lim, J. S. 1990. Two-Dimensional Signal and  Image  Processing .  Prentice Hall.
Muchtar, Bachrudin et al. 2012. “Analisis Perbandingan  Metode  2D  Median Filter Dan Multi Level Median Filter
Pada Proses Perbaikan Citra Digital.” Jurnal Informatika 6(2):654–62. Pengoperasian, Petunjuk. 2000. “Petunjuk Pengoperasian EKG Bionet 2000.”
Shih,  F.  Y.  2009. Image  Processing  and Mathematical Morphology: Fundamentals  and  Applications .  1st
http://jurnal.unimus.ac.id
ed. Newark, USA: CRC Press.
Wee,  Lai  Khin,  Yeo  Kee  Jiar,  and  Eko
Supriyanto. 2009. “Electrocardiogram  Data  Capturing System and
Computerized
Digitization Using Image Processing Techniques.” 3(3).
Ucapan Terima Kasih.
Terima kasih kepada Direkorat Riset dan pengabdian  Masyarakat,  Direktorat Jenderal Penguatan Riset dan Pengembangan,  Kementrian  Riset, Teknologi  dan  Perguruan  Tinggi yang  telah  memberi  dukungan finansial  dalam  skema  penelitian dosen  pemula,  sehingga  penelitian ini dapat terlaksana.