Abstrak —  Satu  dari  sepuluh  kematian  di  dunia  disebabkan oleh  penyakit  jantung.  Hal  ini  menjadikan  serangan  jantung peringkat  pertama  penyebab  kematian  di  dunia  tiap  tahunnya. Aktivitas  fisik  yang  berat  dan  kondisi  jantung  yang  tidak dipantau menyebabkan jantung mengalami kekurangan oksigen, sehingga  akhirnya  memicu  serangan  jantung.  Terlebih,  tanda tanda  serangan  jantung  harus  dikenali  dan  ditangani  dengan segera,  atau  dapat dipastikan  akan terjadi  kerusakan  permanen pada  otot  jantung  yang  bila  berlangsung  lama  dipastikan  akan berujung pada kematian. Peran pemantauan kondisi jantung ini dapat dilakukan dengan memantau sinyal jantung menggunakan elektrokardiogram
Oleh  karena  itu  dibutuhkan  adanya  sistem monitoring elektrokadiografi
berbasis android . Alat ini berupa elektrokardiogram portabel  yang  terintegrasi  dengan  perangkat smartphone .  Alat  ini  bekerja  dengan  menangkap  sinyal  jantung melalui  elektroda,  kemudian  diamplifikasi  dan  difilter,  dan diolah  di mikrokontroler untuk  memperoleh  parameter  irama jantung  sebagai  tanda  kelelahan  jantung.  Sinyal  tersebut  lalu dikirimkan  melalui  komunikasi bluetooth ke  perangkat android . Dari sana dapat diperoleh detak jantung dan zona detak jantung secara  spesifik.  Dari  data  tersebut,  ketika  terdeteksi  kelelahan dari  irama  jantung  akan  muncul  peringatan  pada  aplikasi perangkat pengguna.
Teknik Pan-Tompkins digunakan  untuk  deteksi  segmen QRS  dan  interval  RR  untuk  detak  jantung,  Pada  aplikasi android , apabila detak jantung melebihi 80% dari  detak jantung maksimal  maka  akan  timbul  peringatan  dengan  harapan penggunanya  dapat  beristirahat  sejenak  agar  terhindar  dari risiko  serangan  jantung.  Tujuan  jangka  panjang  dari  alat  ini adalah  dapat  meningkatkan  kewaspadaan  penggunanya  akan kesehatan  jantung  dan  menurunkan  tingkat  mortalitas  yang disebabkan oleh penyakit jantung.
Kata  Kunci — android , bluetooth, EKG, elektrokardiografi , jantung, mikrokontroler, irama jantung

## I. PENDAHULUAN
EKNOLOGI  di  bidang  teknik  biomedik  pada  era  ini sudah  berkembang  pesat.  Teknologi  kesehatan  baru  yang bersifat  kuratif  banyak  bermunculan.  Sayangnya,  teknologi yang  bersifat  preventif  masih  kurang  diperhatikan.  Hal  ini terlihat  pada  kasus  penyakit  jantung.  Menurut World  Health Organization, pada tahun 2012 saja, 7,4 juta orang di seluruh dunia  meninggal  karena  penyakit  jantung  [1].  Salah  satu penyebabnya  adalah  beratnya  aktivitas  yang  dilakukan sehingga  menyebabkan  jantung  mengalami  kelelahan  dan kekurangan  oksigen.  Terlebih  lagi,  pada  aktivitas  tersebut
kondisi  jantung  seringkali  tidak  terpantau,  sehingga  kasus serangan jantung tidak dapat tertangani dengan cepat.
Di dalam dunia medis sendiri terdapat teorema waktu kritis yang  lebih  dikenal  dengan “Golden  Period” .  Istilah  tersebut menandakan  waktu  kritis  maksimal  penanganan  pasien sebelum terjadi kerusakan permanen dan kematian. Berdasarkan  teori  ini,  kemungkinan  penderita  selamat  dari serangan  jantung  mendekati  nol  bila  ditangani  setelah  10 menit sejak serangan jantung pertama terjadi [2].
Pemeriksaan  kondisi  jantung  sebenarnya  sudah  dapat dilakukan  dengan  menggunakan  metode elektrokardiografi . Elektrokardiograf atau  EKG  dapat  digunakan  untuk memonitor  sinyal  biopotensial  yang  ditimbulkan  jantung  [3]. Sayangnya, elektrokardiograf umumnya  hanya  tersedia  di rumah  sakit  karena  biayanya  yang  tergolong  mahal.  Karena ketersediaannya  juga  terbatas,  pasien  diharuskan  menyewa alat  ini,  dan  harus  konsultasi  ke  dokter  secara  berkala.  Tarif yang  tinggi  dan  proses  yang  rumit  ini  menyebabkan  pasien enggan  memeriksakan  kondisi  jantungnya  apabila  tidak merasakan  keluhan berarti. Padahal indikasi  serangan jantung seringkali tidak disadari atau diabaikan.
Oleh  karena  itu,  diperlukan  adanya elektrokardiograf portabel  yang  terintegrasi  dengan  perangkat  komunikasi cerdas  dapat  memantau  secara  kontinu  agar  aktivitas  jantung dapat  dipantau.  Alat  ini  harus  dapat  menjadi  alat  pengawas irama  jantung  secara  otomatis  dan  kontinu,  sehingga diharapkan mampu menghindarkan penggunanya dari kematian,  dan  mempersingkat  waktu  respons  terhadap serangan  jantung,  sehingga  dalam  jangka  panjang  alat  ini dapat meningkatkan kewaspadaan akan kesehatan jantung dan menurunkan tingkat mortalitas yang disebabkan oleh penyakit jantung.

## II. METODE PENELITIAN

## A. Aktivitas dan Kelelahan Fisik
Aktivitas  fisik  dapat  diklasifikasikan  menjadi  dua,  yaitu aerobik  dan  anaerobik.  Aktivitas  aerobik  adalah  kegiatan dengan  intensitas  rendah,  yang  dapat  dilakukan  untuk  jangka waktu  lama.  Sumber  energinya  diperoleh  dari  nutrisi  dan oksigen. Di lain  sisi,  aktifitas anaerobik  menggunakan tenaga besar untuk jangka waktu pendek dengan membakar glikogen yang tersimpan dalam otot. Membakar glikogen tanpa oksigen melepaskan  asam  laktat  yang  menyebabkan  kelelahan  fisik. Aktivitas  ini  tidak  dapat  dilakukan  untuk  jangka  waktu  lama, dan harus ada jeda untuk pemulihan. Kemungkinan terjadinya

## Sistem Monitoring Elektrokardiografi Berbasis Aplikasi Android
Theo Wiranadi Hendrata, Achmad Arifin, dan Nada Fitrieyatul Hikmah Jurusan Teknik Elektro, Fakultas Teknologi Industri, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS) Jl. Arief Rahman Hakim, Surabaya 60111
E-mail : arifin@ee.its.ac.id
T
serangan  jantung  jauh  lebih  tinggi  saat  beraktivitas  berat daripada  saat  beristirahat,  dan  terlebih  lagi,  penelitian membuktikan  bahwa  serangan  jantung  merupakan  penyebab utama kematian saat berolah raga.
Oleh  karena  itu,  aktivitas  anaerobik  tidak  dapat  dilakukan untuk jangka waktu lama; dan harus ada jeda pemulihan setiap beberapa saat. Aktivitas statis seperti angkat besi atau aktivitas intensitas tinggi seperti mendaki, berlari sprint , adalah contoh latihan  anaerobik.  Pasien  dengan  risiko  jantung  tidak  boleh melakukan  latihan  ini  karena  dapat  memicu  terjadinya serangan jantung.
Irama  jantung  manusia  dewasa  saat  beristirahat    antara berkisar  60-100  bpm.    Irama  jantung  yang  cepat  disebut dengan takikardia ,  terjadi  bila  detak  jantungnya  di  atas  100 bpm  saat  istirahat. Bradikardia adalah  irama  jantung  yang lambat,  di  bawah  60  bpm  saat  istirahat.  Selama  tidur  jantung berdetak lebih lambat dengan irama sekitar 40-50 bpm.
Irama  jantung  saat  beraktivitas  dibagi  menjadi  beberapa zona  yang  dapat  dilihat  pada  Gambar  1.  Detak  jantung maksimal  sendiri  dapat  dikalkulasi  dengan  rumus Karvonen .  Zona  pertama  apabila  detak  jantung berada  di  bawah  50%  dari  detak  jantung  maksimum,  maka kondisi  dapat  dikategorikan  sebagai  istirahat,  dengan  risiko serangan  jantung  normal  atau  sangat  kecil  pada  orang  sehat.
Zona  kedua  pada  50%-60%  detak  jantung  maksimal,  maka aktivitas  dikategorikan  sebagai  aktivitas  ringan  sehari  hari. Zona  ketiga  pada  60%-70%,  maka  aktivitas  dikategorikan sebagai aktivitas pemulihan, atau pembakaran lemak.
Pada  zona  ini  ketahanan  fisik  terbentuk,  sehingga  baik untuk  kesehatan.  Pada  zona  70%-80%  adalah  zona  aerobik. Zona ini cocok sebagai target irama jantung  saat berolahraga, karena  pada  zona  ini  peredaran  darah  lancar  dan  tubuh beraktivitas secara  maksimal. Pada zona 80%-90% dari detak jantung  maksimal,  tubuh  mulai  memasuki  zona  anaerobik. Pada zona ini aktivitas yang terjadi akan menggunakan energi yang  tersimpan  pada  otot,  bukan  dari  lemak.  Zona  ini berbahaya  bila  dilakukan  dengan  jangka  lama  karena  dapat menyebabkan  kelelahan  otot  dan  menaikkan  risiko  serangan jantung.  Pada  zona  90%-100%  dari  detak  jantung  maksimal, semua  sumber  energi  tubuh  akan  terkuras,  dan  terjadi kelelahan  yang  ekstrim.  Zona  ini  disebut  juga  dengan  zona garis  merah  atau  zona  intensitas  tinggi  karena  menggunakan oksigen  maksimal  dalam  tubuh.  Hal  ini  berbahaya  karena dapat memicu serangan jantung iskemik secara langsung. Atlet yang berpengalaman sekalipun hanya boleh berada di zona ini untuk waktu yang sangat singkat [4],[5],[6].

## B. Pemrosesan Sinyal Analog
Sinyal  kelistrikan  yang  dikeluarkan  oleh  jantung  dapat dibaca  dengan  metode elektrokardiografi .  Prinsip  kerja elektrokardiograf atau  EKG  dapat  dilihat  pada  Gambar  2, sedangkan skematik lengkapnya pada Gambar 3.
Pada  rangkaian  EKG  tujuan  utama  rangkaian  adalah merubah  sinyal  dari  sinyal  jantung  yang  memiliki  amplitudo kecil  dan  memiliki  banyak noise menjadi  sinyal  jantung analog  yang  bersih  dari noise dan  memiliki  amplitudo  yang cukup besar dengan tegangan minimum di atas nol agar dapat dimasukkan  dan  dibaca  dengan  benar  oleh  mikrokontroler. Pertama-tama  sinyal  dari  tubuh  ditangkap  oleh  tiga  buah
Gambar 1.  Zona Aktifitas Fisik terhadap Irama Jantung

## Gambar 2. Diagram Blok Rangkaian Elektrokardiogram
Gambar 6. Diagram Blok Rangkaian Elektrokardiograf
Gambar 3. Skematik rangkaian analog, tediri dari penguat instrumentasi AD620 dengan buffer CA3240 dan drive right leg , 1 stage high pass filter, 3 stage low pass filter, 3 stage band pass filter, dan rangkaian penjumlah tak membalik dengan buffer tegangan referensi .
elektroda  yang  dipasang  berdasarkan  teorema Einthoven 3 lead,  Left Arm, Right Arm, dan Left  Leg. Ketiga elektroda itu mewakili  elektroda  ekstermitas  yang  diletakkan  di  dada penggunanya.
Sinyal  dilanjutkan  ke  penguat  instrumentasi  untuk membesarkan sinyal yang awalnya hanya memiliki amplitudo orde milivolt hingga menjadi sinyal dengan orde volt. Setelah melewati  penguatan, noise dihilangkan  dengan  menggunakan rangkaian  filter  dengan  menggunakan  topologi Sallen-Key dengan  orde  2 . Rangkaian High  Pass  Filter digunakan  untuk meredam interferensi sinyal listrik otot dan tegangan DC drift, didesain  dengan  frekuensi cut-off 0,05  Hz.  Setelah  itu digunakan Low  Pass  Filter untuk  meredam noise dari interferensi  RF  dan anti  aliasing ketika  disampling,  didesain dengan  menggunakan  3  tahapan  agar  dapat  meredam  dengan sempurna.  Frekuensi cut-off LPF  ditetapkan  pada  100  Hz. Untuk  meredam  interferensi  sinyal  jala-jala  digunakan Band Stop  Filter dengan  frekuensi cut-off 50Hz  sebanyak  3 tahapan.  Sinyal  EKG  memiliki  rentang  tegangan  hingga polaritas negatif, yang tidak dapat dibaca oleh mikrokontroler. Rangkaian Non  Inverting  Adder digunakan  untuk  menaikkan sinyal  hingga  nilai  minimumnya  di  atas  nol.  Untuk penjumlahan  sinyal  digunakan  sumber  dari  pembagian tegangan dengan resistor variabel [7],[8].

## C. Pemrosesan Sinyal Digital
Pemrosesan  sinyal  digital  dapat  dilihat  pada  Gambar  4. Pertama  tama  sinyal  jantung  yang  berbentuk  analog  dari rangkaian  EKG  dikonversi  menjadi  sinyal  digital  dengan Analog  to  Digital  Converter. Fitur  ADC  yang  digunakan menggunakan sistem 8 bit sehingga resolusinya dapat dihitung pada Persamaan (1).
(1)
Setelah  disampel,  rangkaian  dilewatkan  pada band  pass filter dengan  mode Infinite  Impulse  Response . Filter  ini berfungsi  untuk  melewatkan  segmen  sinyal  yang  memiliki bandwidth tertentu, yaitu segmen kompleks QRS dan segmen ST.  Digunakan  parameter  panjangnya    dan  besarnya  sudut teta atau   yang dapat dirumuskan pada Persamaan (2).
(2)
Setelah  dilewatkan band  pass  filter maka  sinyal  dapat dideteksi  dan  disegmentasi.  Deteksi  sinyal  dilakukan menggunakan  modifikasi  dari  algoritma Pan-Tompkins. Algoritma  yang  digunakan  adalah squaring,  moving  window, dan thresholding. Pada  tahapan squaring semua  sinyal dikuadratkan dengan tujuan mendapatkan keluaran yang tinggi dan positif dengan rumus Persamaan (3).
(3)
Tahapan moving  window  integral atau moving  average filter .  digunakan  untuk  memperhalus  sinyal, dapat  dituliskan dengan rumus Persamaan (4)
(4)
Tahap thresholding digunakan sebagai deteksi segmen. Jika sinyal  lebih  besar  dari threshold maka  segmen  terdeteksi. Sehingga dapat ditulis sebagai Persamaan (5)
(5)
Untuk  mendeteksi  tepi  naik  dicari  nilai  kenaikan  dimana nilai  masukkan  sebelumnya  lebih  kecil  dari  ambang  batas threshold atau dapat dituliskan pada Persamaan (6)
(6)
Untuk  segementasi  kompleks  QRS  dihitung  jarak R-R interval dapat  dihitung  dengan  menghitung  jarak  tepi  naik tersebut.  Setelah  jarak  diketahui,  jarak  yang  masih  memiliki satuan sampel tersebut diubah menjadi nilai heart rate dengan rumus Persamaan (7)
Gambar 4. Diagram Blok Piranti Lunak
Gambar 5. Algoritma antarmuka dan peringatan
Tabel 1. Kondisi jantung berdasarkan detak jantung Persentase dari HR maskimal Zona Kondisi Jantung < 50% Aman Istirahat 50% - 60% Aman Aktivitas 60% - 70% Siaga Olahraga 70% - 80% Waspada Aerobik >80% Bahaya Anerobik
(7)
Nilai detak jantung dikirimkan  menuju smartphone dengan komunikasi  serial.  Sistem  transmisi  data  dilakukan  dengan nirkabel  menggunakan  perangkat Bluetooth dengan  modul HC05. Setelah  ditransmisikan,  pada smartphone pengguna dibuat  aplikasi  dengan  fungsi  sebagai interface utama  dan sistem  peringatan.  Pertama  tama  data  diterima  melalui komunikasi serial. Data kemudian dipisah untuk dikomputasi.
Maximal heart rate dihitung dengan rumus .  Setelah  itu  dianalisa  zona  detak jantung  yang  dapat  dilihat  pada  Tabel  1.  Keadaan  jantung akan  dimonitor  secara  kontinyu  dari  aplikasi.  Apabila  salah satu  kondisi  mengalami  indikasi  bahaya  maka  akan  keluar peringatan  pada smartphone pengguna  diagram  sistem peringatan dapat dilihat pada Gambar 5 [8],[9],[10],[11].

## III. HASIL DAN DISKUSI

## A. Pengujian Perangkat Elektrokardiograf
Pengujian  dan  analisa  perangkat elektrokardiograf dibagi menjadi beberapa bagian, yaitu pengujian penguat instrumentasi, Low  Pass  Filter,  High  Pass  Filter,  Band  Stop Filter, rangkaian penjumlah.
(a) (b) (c)
Pengujian penguat instrumentasi dilakukan dengan memasukkan  sinyal  masukan  sinusoidal  dengan  amplitudo kecil,  kemudian  sinyal  dikuatkan  dengan    rangkaian instrumentasi  sehingga  diperoleh  besar  penguatan  rangkaian. Pengujian  filter  dilakukan  dengan  memberi  sinyal  masukkan sinyal  sinus  dengan  amplitudo  yang  sama  pada  frekuensi berbeda  beda.  Pengujian  rangkaian  penjumlah  dilakukan dengan memberikan masukkan berbagai macam sinyal dengan berbagai  macam  tegangan  dan  frekuensi  dan  dilihat  kenaikan tegangannya.  Dari  hasil  pengujian  dapat  diperoleh  penguatan total  mendekati  1000  kali  dengan  kenaikan  tegangan  1  volt. Pada  pengujian  filter  dapat  dilihat  bahwa  bentuk  filter menyerupai teori, namun terdapat pergeseran frekuensi cutoff. Hasil  pengujian  filter  dapat  dilihat  pada  Gambar  7  dan  Tabel 2.

## B. Pengujian Pemrosesan Sinyal
Pengujian segmentasi dilakukan dengan menggunakan band pass  filter dengan  tipe infinite  impulse  response  (IIR) dengan orde  2.  Pada  filter  ini  digunakan  frekuensi cutoff 3  Hz  dan bandwidth frekuensi  1  Hz.  Pemilihan  frekuensi  tersebut didasarkan dari transformasi sinyal jantung dari domain waktu ke  domain  frekuensi.  Pengujian  komputasi  data  dilakukan untuk  mendeteksi  kompleks  QRS.  Pengujian  dilakukan dengan  merekam  sinyal  jantung  dari elektrokardiograf dan ditransmisikan  ke  komputer.  Sinyal  digital  ini  kemudian direkonstruksi  kembali  agar  dapat  melihat  bentuk  sinyal  dan menghitung  ketepatan  sinyal.  Hasilnya  dapat  dilihat  pada Gambar 8.
Dari  gambar  ini  dapat  dilihat  bahwa  sinyal  keluaran rangkaian  sesuai  dengan  fungsi  tiap  proses  sinyal,  yakni derivative, squaring, moving window integral, dan thresholding. Pada  proses derivative sinyal  diturunkan sehingga  menjadi  gradien.  Setelah  itu  pada squaring sinyal dikuadratkan  sehingga  menjadi  positif.  Pada moving  window integral sinyal  dirata-rata  sehingga  menjadi  lebih  halus.  Pada thresholding sinyal  diberi  ambang  batas  sehingga  hanya terdeteksi  ketika  titik  R.  Pengujian  juga  dilakukan  untuk memeriksa  apakah  detak  jantung  yang  terukur  sesuai  dengan detak jantung sebenarnya. Oleh karena itu sinyal jantung yang telah  diproses  secara  analog  dimasukkan  ke  dalam  osiloskop untuk  dihitung  secara  manual  dan  dibandingkan.  Hasilnya terlihat pada Tabel 3 dengan kesalahan rata rata 2%.
Gambar 7. Grafik Hasil Pengujian Filter (a) High Pass Filter (b) Low Pass Filter (c) Band Stop Filter
Tabel 2. Hasil Pengujian Filter Filter HPF LPF BSF cutoff ideal (Hz) 0.1 100 50 cutoff real (Hz) 0.05 80 51.9 Pergeseran (Hz) 0.05 20 1.9 penguatan passband 1 1 0.995
Algoritma  peringatan  diujikan  dengan  menghubungkan perangkat android dengan  alat.  Pengujian  pertama  dilakukan dengan  memasukkan  data  pengguna,  dan  mengirimkan  data serial untuk menguji algoritma yang ada. Dari hasil pengujian dapat  dianalisa  bahwa  sistem  algoritma  dan  antarmuka aplikasi  berjalan  dengan  baik.  Apabila  detak  jantung  lebih besar  dari  80%  dari  detak  jantung  maksimal  maka  muncul peringatan  pada smartphone pengguna.  Pengujian  algoritma peringatan  dilakukan  dengan  memberi  distorsi  sinyal  pada elektroda  sehingga  keluaran  sinyalnya  terdistorsi  dan memberikan false  positive. Dari  perangkat  pengguna  dapat dilihat  bahwa  ada  peringatan  yang  muncul.  Dari  hasil monitoring  dapat  disimpulkan  bahwa  sistem  dapat  berjalan dengan baik.

## C. Pengujian Sistem Keseluruhan
Pengujian  sistem  keseluruhan  dimulai  dari  perangkat elektrokardiograf ,  pemrosesan  sinyal  digital,  transmisi  data,
dan  algoritma  peringatan.  Pengujian  dilakukan  dengan memasang  elektroda  pada  dada  dengan  metode  sadapan  III Einthoven . Sadapan ini dipasang di tiga titik, dada kanan (RA) dan  dada  kiri  (LA)  di  antara areola dengan  bahu,  dan  dada bawah (LL) di sternum kiri terakhir, seperti yang terlihat pada Gambar  9a.  Elektroda  yang  digunakan  adalah  elektroda tempel disposable. Rangkaian elektrokardiograf kemudian digunakan dan dinyalakan, dan kemudian subyek melanjutkan aktivitas.  Alat  kemudian  dikoneksikan  dengan smartphone dengan koneksi bluetooth .
Sembari  pengguna  melakukan  aktivitas  sehari  hari,  alat elektrokardiograf memantau  sinyal  jantung  pengguna  seperti Gambar  9b.  Sinyal elektrokardiograf diuji  menggunakan osiloskop  yang  dipasang  di  keluaran  akhir  perangkat  keras pada adder. Hasil sinyal tersebut dibandingkan dengan sinyal yang terbaca pada layar LCD mikrokontroler, dan dapat dilihat pada  Gambar  9c  dan  9d.  Dari  hasil  pengujian  dapat  dilihat bahwa  sinyal  keluarannya  serupa . Dari  mikrokontroler diperoleh nilai detak jantung ST yang dikirimkan ke perangkat pengguna.  Dari  perangkat  pengguna  terlebih  dahulu dimasukkan  data  pengguna,  dan  dihitung  parameter  detak jantung  maksimalnya.  Tampilan  data  dapat  dilihat  pada Gambar  9e.  Apabila  terjadi  deteksi  bahaya  akan  timbul peringatan seperti Gambar 9f.
(a) (b) (c) (d)
Gambar 8. Grafik Hasil Komputasi Deteksi QRS Kompleks
Tabel 3. Hasil Perhitungan Detak Jantung HR komputasi (bpm) RR interval HR pengukuran (bpm) Error (%) 68 860 69,76744 2,533333 70 870 68,96552 1,5 73 840 71,42857 2,2 69 855 70,17544 1,675 78 745 80,53691 3,15 75 780 76,92308 2,5 75 815 73,61963 1,875 76 775 77,41935 1,833333 73 850 70,58824 3,41667 72 820 73,17073 1,6
Hasil  pengujian  subjek  dapat  dilihat  pada  Tabel  4.  Dari hasil  monitoring  dapat  disimpulkan  bahwa  sistem  dapat berjalan  dengan  baik.  Pengambilan  data  kemudian  dilakukan dengan mengambil data dari belasan subjek dengan usia, jenis kelamin,  dan body  mass  index yang  berbeda  beda.  Dari  data pengujian  secara  keseluruhan  dapat  ditarik  beberapa  poin penting. Pertama,  seluruh data pengujian  menampilkan  sinyal dengan  morfologi  sama,  gelombang  T  yang  tampak invers tidak  menjadi  masalah  karena  segmentasi  digunakan  dengan flter . Pengujian pada subjek berjenis kelamin perempuan lebih sulit  karena  penempatan  elektroda  di  dada  terhalang  oleh busana  dan  adanya  kelenjar mamae, sehingga  sinyal  yang keluar menimbulkan false negative atau tidak keluar nilai yang sesuai dengan detak jantung walaupun sinyal sidah keluar.
Sebagai  catatan,  elektroda  tempel disposable hanya  dapat digunakan  kurang  lebih  tiga  kali  penempelan,  untuk  menjaga kualitas  sinyal  yang  dihasilkan.  Pada  pasien  aritmia  perlu ditambahkan  algoritma  untuk  rata  rata  agar  hasil  pengukuran detak  jantung  tidak  menimbulkan false  positive. Pada  subjek
11  diambil  data  dengan  subjek  yang  berusia  lanjut  dengan riwayat  penyakit  jantung AV  block dan  aritmia.  Dari  data pengujian  dapat  dilihat  bahwa  persentase  kondisi  jantung terhadap  detak  jantung  maksimal  termasuk  tinggi,  dan  timbul peringatan  pula  pada  aplikasi.  Hal  ini  terjadi  karena  subjek tidak  meminum  obat  medikasi  yang  telah  diresepkan  dokter, dan  subjek  tidak  melakukan  konsultasi  dengan  dokter  dalam beberapa  bulan  terakhir.  Berdasarkan  data  pengujian  satu hingga 13 dapat dilihat bahwa error perhitungan detak jantung memiliki  rata  rata  5,14%.  Hal  ini  terjadi  karena  adanya perbedaan  ketelitian  antara  pengukuran  secara  langsung melalui  denyut  nadi  dengan  menggunakan  perhitungan  rata rata.

## IV. KESIMPULAN
Berdasarkan  perancangan,  pengujian,  dan  analisa  sistem dapat ditarik beberapa kesimpulan dari tugas akhir ini.
Pertama,  penguatan  instrumentasi  menggunakan  AD620 dengan diatur penguatan 1000 kali untuk  memperbesar sinyal jantung  yang  memiliki orde milivolt. Rangkaian  filter dengan orde  2  dan  topologi Sallen-Key digunakan  untuk  meredam noise ,  oleh  karena  itu  digunakan high  pass  filter dengan frekuensi cutoff 0,1Hz, low pass filter dengan frekuensi cutoff 80Hz,  dan band  stop  filter dengan  frekuensi cutoff 51,9Hz. Agar  dapat  diproses  secara  digital  sinyal  dinaikkan  ke polaritas  positif  dengan  memberi  tegangan offset melalui rangkaian penjumlah tak membalik.
Ketika  sinyal  jantung  memasuki  mikrokontroler,  sinyal dikonversi menjadi digital dengan resolusi 8 bit, dan frekuensi sampling  1kHz.  Pemrosesan  sinyal  membutuhkan  waktu 132μs atau 12,2% dari waktu total sehingga pehitungan dapat dilakukan  dengan real-time .  Untuk  mendeteksi  segmen  QRS kompleks dapat digunakan band pass filter, dan teorema Pan- Tompkins untuk  memperoleh RR  interval .  Setelah  itu dikomputasikan hingga menemukan detak jantung penggunanya.  Data  dikirim  dengan bluetooth dengan  jarak konektivitas  5  meter  tanpa  halangan.  Pada  aplikasi smartphone peringatan  dapat  dilakukan  dengan  aplikasi, dimana apabila detak jantung melebihi 80% dari detak jantung maksimal maka akan timbul peringatan.
Berdasarkan  hasil  pengujian  dapat  disimpulkan  bahwa sistem  dapat  bekerja  dengan  baik  sesuai  dengan  rancangan. Hasil pembacaan irama jantung sesuai dengan teorema dengan eror  rata rata  5  persen,  hanya  terjadi false  positive ketika  ada distorsi pada sinyal. Terakhir, alat ini dapat digunakan selama 11,5 jam dari tegangan penuhnya, dengan konsumsi daya total 173,6 miliwatt .

## DAFTAR PUSTAKA
[1] World  Health  Organization, “The  Global  Burden  of  Disease” ,  WHO, 2004.
[2] American College of Surgeons, “ Advanced Trauma Life Support Program for Doctors” Amer College of Surgeons, 2008
[3] Tompkins, Willis, “Biomedical Digital Signal Processing”, Prentice Hall, 1995
[4] Guyton,  Arthur  C., “Textbook  of  Medical  Physiology” ,  11 th edition Elsevier Inc., 2006
[5] Khan, M. Gabriel, ”Encyclopedia of Heart Diseases” , Elsevier, 2006
(e)                                            (f)
Gambar  9.  Hasil  pengujian  sistem  keseluruhan  (a)  Pemasangan  Elektroda (b)  Rangkaian Elektrokardiogram (c)  Sinyal  Keluaran  pada  Osiloskop (d)  Sinyal  Keluaran  pada  Mikrokontroler  (e)  Tampilan  Data  Monitoring pada Smartphone (f) Tampilan Peringatan pada Smartphone
Tabel 4.
Hasil Pengujian Subjek Sub jek HR Max HR HR rest Error (%) Kondisi Jantung (%) Kondisi Jantung 1 198 74 72 2,70 0,37 Aman 2 198 87 89 2,29 0,44 Aman 3 199 80 82 2,50 0,40 Aman 4 199 67 65 2,98 0,34 Aman 5 199 89 90 1,12 0,45 Aman 6 198 83 92 10,84 0,42 Aman 7 168 65 61 6,15 0,39 Aman 8 171 79 70 11,39 0,46 Aman 9 178 70 74 5,71 0,39 Aman 10 202 83 80 3,61 0,41 Aman 11 140 101 110 8,91 0,72 Sedang 12 144 69 71 2,89 0,48 Aman 13 172 70 66 5,71 0,41 Aman
[6] Pakpahan,  H.A.P., “Elektrokardiografi  Ilustratif:  Belajar  EKG  dengan Ilustrasi  Sederhana” ,  Badan  Penerbit  Fakultas  Kedokteran  Universitas Indonesia, 2012.
[7] Pujiono , “Rangkaian Elektronika Analog”, Graha Ilmu, 2006 [8] Hanif  Messa “Rancang  Bangun  Sistem  Instrumentasi  dan  Pengolahan Digital  Sinyal  ECG  untuk  Analisa  Variabilitas  Parameter  Temporal Berbasis  Mikrokontroler  ARM” ,  Institut  Teknologi  Sepuluh  Nopember, 2015
[9] Setya,  Vinda,  “ Sistem  Monitoring  Heart  Rate  untuk  Latihan  Treadmill berbasis  Mikrokontroler  ARM  dengan  Antarmuka  Nirkabel” ,  Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2015 [10] Fitrieyatul, Nada, “Analisis Multimodal Sinyal Jantung (ECG, PCG, dan Carotid Pulse) untuk Klasifikasi Jantung Normal dan Abnormal”, Institut Teknologi Sepuluh Nopember, 2016
[11] Weisner,  Steven  J.,  Tompkins,  Willis  J.,  Tompkins,  Bonnie  M., "A Compact,  Microprocessor-Based  ECG  ST-Segment  Analyzer  for  the Operating  Room" ,  IEEE  Transactions  On  Biomedical  Engineering,  Vol. Bme-29, No. 9, September 1982