PROTOTIPE 12 SADAPAN ELEKTROKARDIOGRAF BERBASIS MIKROKONTROLER ATMEGA32U4

Siddiq Wahyu Hidayat, Drs. Gede Bayu Suparta, M.S., Ph.D.

2014 | Tesis | S2 IKD/Rekayasa Biomedis

Telah dibuat rancang bangun EKG 12 sadapan berbasis mikrokontroler ATmega32U4, membuat referensi rancangan EKG dengan harga terjangkau, mengetahui cara menguji kinerja EKG yang telah dibangun, dan mengetahui apakah EKG yang sudah dibuat sudah memenuhi syarat kinerja suatu alat EKG secara teknis maupun secara medis. Jalannya penelitian terdiri dari 3 tahapan utama, yaitu tahap pertama pembuatan desain, kedua proses rancang bangun dan validasi, serta ketiga analisis hasil. Dalam tahap pertama dibuat rancangan EKG 12 sadapan dengan spesifikasi komponen domestik. Dalam tahap ini juga disiapkan data simulasi pasien dari EKG komersial sebagai data pembanding dengan prototipe yang akan dibangun. Dalam tahap kedua seluruh blok prototipe EKG digabungkan menjadi sistem yang lengkap. Selanjutnya sistem ini dikalibrasi dan divalidasi dengan masukan data simulator pasien. Langkah ketiga adalah dengan mengambil data dari prototipe EKG dan membandingkannya dengan EKG komersial. Prototipe EKG 12 sadapan telah berhasil dibuat. Prototipe ini terdiri dari bagian elektroda, bagian analog, bagian modul mikrokontroler, dan bagian program komputer. Frekuensi gelombang EKG sudah sama dengan referensi. Frekuensi grafik prototipe EKG sudah sama dengan referensi dan masukan simulator. Grafik EKG dari prototipe yang dibangun memiliki bentuk dasar grafik yang sama dengan EKG referensi dengan perbedaan dalam detail bagian-bagian gelombangnya dengan P dan T lebih tinggi 30% dan R lebih lebar 50%. Nilai arus bocor pada kabel pembumian dan selungkup memenuhi persyaratan yang ditentukan, namun arus bocor pada elektroda melebihi batas yang dipersyaratkan saat keadaan kesalahan tunggal. Dari penelitian ini disimpulkan bahwa prototipe EKG yang dibuat secara teknis perlu perbaikan detail grafik untuk ketepatan diagnosis dan perbaikan secara medis untuk meningkatkan keselamatan pasien terhadap arus bocor.

In Indonesia, research on the manufacturing industrial standard ECG has not been well developed though healthcare industry opportunities in the country especially the heart detection tools are promising. To answer these problems, it should be designed a standard ECG 12 lead which can be produced by the domestic industry with a minimum of materials with attention to the components on the market, but with due regard to health standards. The purpose of this research was to create a 12 lead ECG design based on microcontroller ATmega32U4, making ECG reference design at an affordable price, to know how to test the performance of the ECG has been built, and determine whether the ECG that has been made already qualified performance of an ECG technically or medically. The research method consisted of three main stages, namely the first stage was the design, the second stage was construction and validation, the third stage was analysis of results. In the first stage, the design of 12 lead ECG was made with a domestic component specification. In this stage was also prepared patient simulation data from a commercial ECG as comparative data with the prototype will be built. In the second stage the entire block prototype ECG was combined into a complete system. Furthermore, the system was calibrated and validated with the data input from patient simulator. The third step was to take the data from ECG prototype and compare it with a commercial ECG. A 12 lead ECG prototype had been successfully developed. This prototype consisted of the electrodes, analog circuits, microcontroller module, and a computer program. ECG waveform frequency was same as the reference and input simulator. ECG graph from the constructed prototype had same basic shape graphs with ECG reference with differences in the detail wave parts P and T 30% higher and R 50% wider. Value of the leakage current on the grounding cable and enclosure met the specified requirements, but the leakage current at the electrode exceeded the limit on a single fault condition. From this study concluded that the prototype ECG was technically necessary repairing detailed charts for accurate diagnosis and medically improve patient safety against leakage current.

Kata Kunci : EKG, 12 sadapan, mikrokontroler, simulator pasien, arus bocor