Senin, 17 Oktober 2011

FISIKA KESEHATAN

Hubungan Fisika Dengan Elektrokardiograf (EKG) Sebagai Alat Bantu Diagnostik Dalam Medis


diajukan guna melengkapi tugas mata kuliah Fisika Dasar yang berjumlah 2 SKS


Oleh
Anita Meilina Akhmad
NIM 102210101043



FAKULTAS FARMASI
UNIVERSITAS JEMBER
2010
KATA PENGANTAR

Puji syukur kita panjatkan kehadirat Allah SWT, Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan rahmat serta hidayah-Nya sehingga penyusunan tugas ini dapat diselesaikan.
Tugas ini disusun untuk diajukan sebagai tugas mata kuliah Fisika Dasar dengan judul FISIKA KESEHATAN “Hubungan Fisika Dengan Elektrokardiograf (EKG) Sebagai Alat Bantu Diagnostik Dalam Medis” di UNIVERSITAS JEMBER.
Terima kasih disampaikan kepada Bapak Trapsilo selaku dosen mata kuliah Fisika Dasar yang telah membimbing dan memberikan kuliah demi lancarnya tugas ini.
Demikianlah tugas ini disusun semoga bermanfaat, agar dapat memenuhi tugas mata kuliah Filsafat Ilmu Farmasetika yang kami tempuh saat ini

Jember , 20 Desember 2010
Penyusun

BAB I
PENDAHULUAN

LATAR BELAKANG
Orang pertama yang mengadakan pendekatan sistematis pada jantung dari sudut pandang listrik adalah Augustus Waller, yang bekerja di St. Mary's Hospital di Paddington, London. Mesin elektrokardiografnya terdiri atas elektrometer kapiler Lippmann yang dipasang ke sebuah proyektor. Jejak detak jantung diproyeksikan ke piringan foto yang dipasang ke sebuah kereta api mainan. Hal ini memungkinkan detak jantung untuk direkam dalam waktu yang sebenarnya.
Pada tahun 1911 ia masih melihat karyanya masih jarang diterapkan secara klinis. Gebrakan bermula saat seorang dokter Belanda kelahiran Kota Semarang, Hindia Belanda (kini Indonesia) bernama Willem Einthoven, yang bekerja di Leiden, Belanda, menggunakan galvanometer senar yang ditemukannya pada tahun 1901, yang lebih sensitif daripada elektrometer kapiler yang digunakan Waller.
Willem Einthoven adalah seorang ahli fisiologi Belanda yang lahir di Semarang, Jawa Tengah, Indonesia, pada tahun 1860. Sampai umur 10 tahun ia tinggal di Semarang sebelum akhirnya pulang ke negeri asalnya, Belanda, pada 1870. Di negeri kincir angin tersebut ia tinggal di Utrecht. Pada 1885 setelah mencapai tingkat PhD di bidang medis, Einthoven menjadi pengajar dan profesor bidang fisiologi di Leiden University. Meski berkecimpung di dunia medis, Einthoven sangat tertarik dengan fisika dan berhasil menemukan berbagai peralatan untuk mengukur dan mencatat aktivitas fisiologis pada tubuh manusia. Saat itu tantangan terbesar bagi ahli fisiologis adalah mengukur aktivitas listrik yang berkaitan dengan detak jantung.
Pada tahun 1880-an, telah berhasil diketahui bahwa setiap kontraksi jantung akan menghasilkan perubahan listrik ke seluruh tubuh. Namun demikian, para ahli fisiologis belum mampu menemukan cara tepat untuk melakukan pengukuran secara cepat dan dengan hasil yang dapat diandalkan. Salah satu alat yang ada saat itu menggunakan sebuah kolom merkuri yang dapat naik dan turun dengan perubahan arus listrik. Tetapi pengukuran dengan alat ini membutuhkan waktu lama dan banyak penghitungan yang harus dilakukan. Alat tersebut dirasa belum cocok untuk penggunaan praktis.
Sekitar tahun 1903, Einthoven mendapatkan solusi dengan temuannya yang berupa string galvanometer. Alat itu berupa kawat sangat tipis yang dipasang pada medan magnet. Karena sangat sensitif, kawat dapat bergerak dengan perubahan arus listrik yang kecil. Dengan memperbesar kawat dan mencatat gerakannya pada film, Einthoven dapat membuat pengukuran yang tepat dari aktivitas listrik jantung. Einthoven terus menyempurnakan alat temuannya itu dan digunakan untuk memeriksa pasien-pasiennya. Einthoven dapat mengenali perbedaan aktivitas listrik yang berhubungan dengan kerusakan atau gangguan pada bagian tertentu jantung. Berbekal pengetahuan akan pola listrik jantung, para ahli medis sangat meningkat kemampuannya untuk memonitor dan mendiagnosa bila terjadi kejanggalan pada fungsi jantung.
Einthoven menuliskan huruf P, Q, R, S dan T ke sejumlah defleksi, dan menjelaskan sifat-sifat elektrokardiografi sejumlah gangguan kardiovaskuler. Pada tahun 1924, ia dianugerahi Penghargaan Nobel dalam Fisiologi atau Kedokteran untuk penemuannya. Meski prinsip dasar masa itu masih digunakan sekarang, sudah banyak kemajuan dalam elektrokardiografi selama bertahun-tahun. Sebagai contoh, peralatannya telah berkembang dari alat laboratorium yang susah dipakai ke sistem elektronik padat yang sering termasuk interpretasi elektrokardiogram yang dikomputerisasikan.
Saat ini, berdasarkan teknologi yang dirintis oleh Einthoven, dokter dapat membuat pengukuran yang detil terhadap aktivitas listrik jantung dengan menempelkan elektroda pada titik-titik tertentu tubuh pasien misalnya di bagian dada, lengan, dan kaki. Hasil yang tercatat, disebut dengan elektrokardiogram, dapat membantu mengidentifikasi kerusakan pada jantung. Beberapa kerusakan atau kelainan yang dapat diketahui adalah kerusakan yang disebabkan cacat bawaan sejak lahir, serangan jantung, dan penyakit sejenis rematik.
Penemuan Einthoven yang sangat berguna tersebut membawanya menjadi salah satu penerima hadiah Nobel bidang Fisiologi (Medis) pada tahun 1924. Willem Einthoven meninggal dunia di usia 67 tahun pada tahun 1927.
RUMUSAN MASALAH
• Apa hubungan fisika dengan elektrokardiograf (EKG) sebagai alat bantu diagnostik dalam medis?
• Apa jenis alat penujang kesehatan yang memenuhi hukum kirchoff?
• Apa aplikasi dari elektrokardiograf dalam bidang medis?
TUJUAN
• Mengetahui hubungan fisika dengan elektrokardiograf (EKG) sebagai alat bantu diagnostik dalam medis.
• Mengetahui jenis alat penujang kesehatan yang memenuhi hukum kirchoff.
• Mengetahui aplikasi dari elektrokardiograf dalam bidang medis.

BAB II
ISI
Aktivitas listrik jantung dapat diukur dengan mudah dengan menggunakan instrumen elektrokardiograf (hasil terekam disebut elektrokardiogram). Elektrokardiogram digunakan sebagai alat bantu diagnostik di rumah sakit, karena ukuran, frekwensi dan durasi gelombang normal yang terbentuk adalah konstan pada orang sehat. Perubahan apapun pada pola gelombang dapat mengindikasikan adanya masalah, misalnya blok jantung terlihat sebagai gelombang P yang tidak di ikuti kompleks QRS. Hilangnya gelombang P mengidentifikasi bahwa nodus AV mengambil alih pacu jantung, dan fibrilasi ventrikel terlihat sebagai gelombang yang iregular dan kacau.
Elektrokardiogram (EKG) merupakan rekaman grafik potensial-potensial listrik yang di timbulkan oleh jaringan jantung. Jantung merupakan otot tubuh yang bersifat unik karena mempunyai sifat membentuk impuls secara otomatis dan berkontraksi ritmis. Pembentukan impuls listrik terjadi dalam sistem penghantar jantung, perangsang serabut serabut otot sepanjang miokardium mengakibatkan kontraksi jantung. Pembentukan dan hantaran impuls listrik ini menimbulkan arus listrik yang lemah yang menyebar melalui tubuh.
Dimana kita ketahui bahwa arus listrik adalah banyaknya muatan yang mengalir dalam sebuah penghantar tiap satuan waktu. Sedangkan beda potensial antara ujung-ujung penghantar dikenal dengan tegangan listrik. Hubungan arus dan tegangan dalam sebuah penghantar dinyatakan dalam persmaan yang dikenal dengan hukum ohm. Jika suatu hambatan listrik diberi beda potensial V sehingga padanya mengalir arus listrik sebesar I maka daya listrik didefinisikan sebagai:

Untuk potensial yang besarnya tidak konstan misalnya
Maka

Dimana pada sebuah rangkaian resistor:
a. Seri b. Paralel

Dalam alirannya, arus listrik juga mengalami cabang-cabang. Ketika arus listrik melalui percabangan tersebut, arus listrik terbagi pada setiap percabangan dan besarnya tergantung ada tidaknya hambatan pada cabang tersebut. Bila hambatan pada cabang tersebut besar maka akibatnya arus listrik yang melalui cabang tersebut juga mengecil dan sebaliknya bila pada cabang, hambatannya kecil maka arus listrik yang melalui cabang tersebut arus listriknya besar. Sehingga didapatkan gasil yang mengikuti hukum kirchoff, dimana hukum kirchoff adalah jumlah kuat arus listrik yang masuk ke suatu titik simpul sama dengan jumlah kuat arus listrik yang keluar dari titik simpul tersebut. Hukum I Kirchhoff tersebut sebenarnya tidak lain sebutannya dengan hukum kekekalan muatan listrik seperti tampak dalam analogi pada gambar berikut.
Hukum Kirchoff
a) Kirchoff Current Law (KCL)
Dalam suatu percabangan, jumlah arus yang masuk sama dengan jumlah arus yang keluar

b) Kirchoff Voltage Law (KVL)
Dalam suatu rangkaian tertutup (loop) jumlah seluruh beda potensial sama dengan 0.

Bentuk Sinyal Listrik






yang mana telah diterapkan dalam penggunaan Elektrokardiogram (EKG). EKG direkam dengan meletakkan elektroda-elektroda ke berbagai bagian permukaan tubuh dan menghubungkannya dengan alat perekam. Hubungan alat ini sedemikian rupa sehingga defleksi ke bawah menyatakan potensial negatif.
EKG mempunyai nilai diagnostik pada keadaan-keadaan klinik berikut ini:
• Hipertrofi atrium dan ventrikel
• Kelambatan sadapan impuls listrik pada atrium dan ventrikel
• Iskemia dan infark miokardium
• Penentuan asal dan pemantauan sifat disritmia
• Perikarditis
• Penyakit sistemik yang memberi efek pada jantung
• Penentuan efek obat-obat jantung, khususnya digitalis dan obat antiaritmia tertentu
• Ganguan keseimbangan elektrolit, khususnya kalium
• Penilaian fungsi pacu jantung
EKG merupakan tes laboratorium, bukan merupakan “sine qua non” diagnosis penyakit jantung. Pasien penyakit jantung mungkin mempunyai EKG normal, dan individu normal mungkin mempunyai EKG abnormal. Terlalu sering seorang pasien dianggap mempunyai cacat jantung semata-mata berdasarkan beberapa kelainan pada EKG, sebaliknya pasien mungkin mendapat kepastian tidak menderita penyakit jantung semata-mata berdasarkan EKG normal. Maka dari pada itu, EKG harus selalu dinilai dari keadaan kliniknya.
A. Bentuk Gelombang.











Gambar 1. Bentuk Sinyal Elektrokardiograf
Elektrokardiogram tediri atas sebuah gelombang P, sebuah kompleks QRS dan sebuah gelombang T. Seringkali kompleks QRS itu terdiri atas tiga gelombang yang terpisah, yakni gelombang Q, gelombang R dan gelombang S, namun jarang ditemukan.
B. Amplitudo atau Tegangan EKG
Besarnya tegangan–tegangan normal yang terdapat pada EKG bergantung pada cara pemasangan elektroda-elektroda pada permukaan tubuh dan jarak elektoda ke jantung. Bila salah satu elektroda dipasang langsung diatas jantung dan elektroda yang lain ditempatkan pada permukaan tubuh lain, tegangan kompleks QRS mungkin sebesar 3 sampai 4 millivolt. Tegangan ini pun masih kecil bila dibandingkan dengan potensial aksi monofasik sebesar 110 millivolt yang direkam langsung pada membran otot jantung. Bila EKG direkam dengan memasang elektroda pada kedua lengan atau pada satu lengan dan satu tungkai, tegangan kompleks QRS biasanya kurang lebih 1 milivolt, mulai dari puncak gelombang R sampai kedasar gelombang S; besarnya tegangan gelombang T antara 0,1 dan 0.3 volt dan tegangan gelombang P antara 0,2 dan 0,3 millivolt.
C. Durasi atau Interval Gelombang
a. Interval P-Q atau Interval P-R
Lama waktu antara permulaan gelombang P dan permulaan gelombang QRS adalah interval waktu antara permulaan kontraksi ventrikel. Periode ini disebut sebagai interval P-Q. Interval P-Q normal adalah kira-kira 0,16 detik. Kadang-kadang interval ini juga disebut sebagai interval P-R sebab gelombang Q sering tidak ada.
b. Interval Q-T
Kontraksi ventrikel berlangsung hampir dari permulaan gelombang Q sampai akhir gelombang T. Interval ini juga disebut sebagai interval P-R sebab gelombang Q sering tidak ada. Sinyal EKG ini memiliki sifat- sifat khas yang lain yaitu: Amplitudo rendah (sekitar 10μV – 10mV) dan frekuensi rendah (sekitar 0,05 – 100Hz).
D. Terbentuknya Sinyal EKG dan Biopetensial Jantung
Jantung terdiri dari 2 bagian besar otot halus, yaitu atrium dan ventrikel yang membentuk syncytium atau fusi dari sel-sel yang mengalirkan depolarisasi dari satu sel ke sel yang lain yang berdekatan. Disebabkan oleh kebocoran ion pada membran otot yang halus, jaringan jantung mengalami depolarisasi spontan dan secara efektif berosilasi. Simpul Sinoatrial(SA) berdenyut 70-80 tiap detik pada kondisi normal. Simpul Atrioventrikular(AV) berdenyut 40-60 per detik dan bundle branch berosilasi 15-40 per detik.Depolarisasi dari SA menyebar melalui atrium dan mencapai AV dalam 40 ms. Jaringan simpul AV membutuhkan waktu 110 ms untuk mendepolarisasi dan mencapai bundel branch, yang dinamakan sistem purkinje. Ventrikel berkontraksi, ventrikel kanan memasok darah ke paru-paru, dan ventrikel kiri mendorong darah ke aorta berulang-ulang melalui sistem sirkulasi. Periode kontraksi ini disebut systole.
Potensial aksi dari ventrikel bertahan sekitar 200-250 ms, ini menyebabkan ventrikel berkontraksi dan mengosongkan darah menuju arteri. Jantung berpolarisasi selama sisa waktu, ini dinamakan diastole. Selama diastole, saat jantung beristirahat, semua sel berpolarisasi sehingga potensial di dalam tiap sel lebih negatif dibandingkan dengan di luar sel. Normalnya depolarisasi pertama kali terjadi pada simpul SA, menyebabkan bagian luar dari jaringan lebih negatif dibanding di dalam sel, dan lebih negatif dari kondisi sebelumnya. Ketidakseimbangan dari arus ion, I menyebabkan tangan kiri (LA) terukur lebih positif dari tangan kanan (RA). Tegangan terukur disebut gelombang P(P-wave).
Setelah 90 ms, atrium terdepolarisasi sempurna dan arus ion yang terukur berkurang menjadi nol. Depolarisasi kemudian melawati simpul atrioventrikular menyebabkan delay sekitar 110 ms. Depolarisasi kemudian melalui otot ventrikel kanan, mendepolarisasinya dan membuat lebih negatif dari otot ventrikel kiri yang masih terpolarisasi. Arah dari I menyebabkan LA lebih positif dari RA , ini dinamakan gelombang R.
Bentuk lengkap dari gelombang pada Gambar 1 disebut elektrokardiogram (EKG) dengan label P,Q,R,S dan T sebagai indikasi. Gelombang P terjadi dari depolarisasi atrium, sedangkan pola QRS terjadi karena depolarisasi dari ventrikel dengan amplitudo dari titik R mendekati 1mV. Gambar lengkap suatu sinyal EKG dapat dilihat pada gambar 1. Dengan melihat sinyal listrik yang terekam pada permukaan tubuh, yang kesemuanya prosedur noninvasif, seorang kardiolog dapat mengetahui kondisi fungsional dari jantung. Studi mengenai kardiologi berdasarkan rekaman EKG dari ribuan pasien selama bertahun-tahun dan pengamatan mengenai hubungan antara bermacam-macam bentuk gelombang dengan ketidaknormalan yang berbeda-beda. Kardiologi klinis merupakan ilmu empiris, sebagian besar merupakan pengetahuan eksperimental. Seorang kardiolog belajar mengenai arti berbagai bagian dari sinyal EKG dari ahli yang telah belajar dari ahli yang lain. Karena itu tidak didapatkan persamaan matematis yang dapat mengambarkan bentuk sinyal EKG dengan pendekatan yang baik
E. Jenis-jenis Noise EKG
Seperti halnya dengan sinyal biomedical yang lainnya, sinyal EKG juga dipengaruhi oleh beberapa sumber noise yang tidak diinginkan. Menurut Gari D. Clifford, beberapa sumber noise tersebut adalah:
a. Muscle artefact (MA)
Noise ini berasal dari kontraksi yang terjadi dibawah elektroda EKG. Noise ini mempunyai bandwith yang hampir sama dengan sinya EKG sehingga sulit untuk dihilangkan dengan filter yang sederhana.
b. Electrode movement(EM)
Dihasilkan karena sedikitnya kontak antara elektroda EKG dengan kulit.
c. Baseline wander(BW)
Noise ini disebabkan oleh pergerakan subjek selama perekaman EKG.
Gambar 2. Jenis Noise pada EKG






F. Prinsip Dasar Kerja Elektrokardiograf
Aktivitas elektrik ditimbulkan oleh sel jantung sebagai ion yang bertukar melewati membran sel. Elektroda yang dapat menghantarkan aktivitas listrik dari jantung ke mesin EKG ditempatkan pada posisi yang strategis di ekstremitas dan precordium dada. Energi elektrik yang sangat sensitive kemudian diubah menjadi grafik yang ditampilkan oleh mesin EKG. Tampilan ini disebut elektrokardiogram. Kontraksi jantung direpresentasikan dalam bentuk gelombang pada kertas EKG, dan dinamakan gelombang P, Q, R, S, dan T. Bentuk gelombang ini ditunjukkan pada defleksi terhadap garis isoelektrik (garis yang menunjukkan tidak adanya energi). Garis isoelektrik dapat ditentukan dengan melihat interval dari T hingga P.
• Gelombang P adalah defleksi positif yang pertama dan merepresentasikan depolarisasi atrium
• Gelombang Q merupakan defleksi negative pertama setelah gelombang P
• Gelombang R merupakan defleksi positif pertama setelah gelombang P
• Gelombang S merupakan defleksi negative setelah gelombang R
• Bentuk gelombang QRS biasanya dilihat sebagai satu unit dan merepresentasikan depolarisasi ventrikel
• Gelombang T mengikuti gelombang S dan bergabung dengan kompleks QRS sebagai segmen ST
• Gelombang T merepresentasikan kembalinya ion ke dalam sisi (appropriate) dalam membrane sel. Ini sama dengan relaksasi dari serabut otot dan menggambarkan repolarisasi ventrikel
• Interfal QT merupakan waktu antara gelombang Q dan gelombang T.
G. Irama Normal Pada EKG
Rekaman EKG biasanya dibuat pada kertas yang berjalan dengan kecepatan standard 25mm/ detik dan defleksi 10mm sesua dengan potensial 1mV.Sebagai jantung mengalami depolarisasi dan repolarisasi , arus listrik yang dihasilkan menyebar tidak hanya di dalam hati, tetapi juga seluruh tubuh. Kegiatan ini listrik yang dihasilkan oleh jantung dapat diukur oleh sederetan elektroda ditempatkan pada permukaan tubuh. Mencatat penelusuran disebut elektrokardiogram (ECG atau EKG). EKG merupakan urutan depolarisasi dan repolarisasi dari atrium dan ventrikel. EKG dicatat pada kecepatan 25 mm / detik, dan tegangan yang dikalibrasi sehingga 1 mV = 10 mm dalam arah vertikal. Oleh karena itu, masing-masing 1-mm persegi kecil merupakan 0,04 detik (40 msec) dalam waktu dan 0,1 mV pada tegangan. Karena kecepatan rekaman standar, seseorang dapat menghitung detak jantung dari interval antara gelombang yang berbeda.


H. Prinsip Pengukuran Dan Instrumentasi Yang Digunakan
Sinyal pengukuran ECG memiliki rentang potensial sekitar 2 mV dan frekuensi 0.05 – 150 Hz. Huruf P, Q, R, S, T, dan U yang dipilih Einthoven sebagai identitas nama gelombang dipakai oleh standar Asosiasi Jantung Amerika (American Heart Association) dan Asosiasi Instrumen Medis tingkat lanjut (Association for the Advancement of Medical Instrumentation). Instrumen modern ECG merupakan sebuah sistem pengukuran yang mengintegrasikan peralatan komputer, 12-16 bit analog-digital (A/D) converter, micro controller, dan processor input-output (I/O). Sistem ECG menghitung matriks-matriks dari 12 sinyal Lead dan menganalisisnya dengan aturan yang baku sehingga tercipta hasil akhir pengukuran.

Gambar 3. Hasil pengukuran Lead II
Yang dapat ditulis melalui persamaan brikut ini:


Gambaran EKG normal menunjukkan bentuk dasar sebagai berikut :
1. Gelombang P : Gelombang ini pada umumnya berukuran kecil dan merupakan hasil depolarisasi atrium kanan dan kiri.
2. Segmen PR : Segmen ini merupakan garis iso-elektrik yang menghubungkan antara gelombang P dengan Kompleks QRS
3. Kompleks QRS : Kompleks QRS merupakan suatu kelompok gelombang yang merupakan hasil depolarisasi ventrikel kanan dan kiri.Kompleks QRS pada umumnya terdiri dari gelombagn Q yang merupakan gelombang defleksi negatif pertama, gelombang R yang merupakan gelombang defleksi positif pertama, dan gelombang S yang merupakan gelombang defleksi negatif pertama setelah gelombang R.


Gambar 4. electrocardiogram QRS
4. Segmen ST : Segmen ini merupakan garis iso-elektrik yang menghubungkan kompleks QRS dengan gelombang TPeriode isoelektrik (ST segmen) berikut QRS adalah waktu di mana seluruh ventrikel depolarized dan kasar sesuai dengan fase dataran tinggi dari potensial aksi ventrikel. Segmen ST adalah penting dalam diagnosis iskemia ventrikel atau hipoksia karena dalam kondisi seperti , segmen ST bisa menjadi baik tertekan atau ditinggikan.
5. Gelombang T : Gelombang T merupakan pontesial repolarisasi dari ventrikel kiri dan kanan
6. Gelombang U : Gelombang in berukuran kecil dan sering tidak ada. Asal gelombang ini masih belum jelas
Bagian dari alat EKG :
a) 4 (empat) buah sadapan ekstremitas, yaitu:
• Tangan kiri (LA)
• Tangan kanan (RA)
• Kaki kiri (LL)
• Kaki kanan (RL)
b) 6 (enam) buah sadapan dada yaitu V1, V2, V3, V4, V5, V6
c) Kabel sadapan yang terdiri dari 10 elektroda (4 buah unruk elektroda ekstremitas, dan 6 buahuntuk elektroda dada)
d) Kertas grafik EKG
I. Kertas Perekam EKG
Sebuah elektrokardiograf khusus berjalan di atas kertas dengan kecepatan 25 mm/s, meskipun kecepatan yang di atas daripada itu sering digunakan. Setiap kotak kecil kertas EKG berukuran 1 mm². Dengan kecepatan 25 mm/s, 1 kotak kecil kertas EKG sama dengan 0,04 s (40 ms). 5 kotak kecil menyusun 1 kotak besar, yang sama dengan 0,20 s (200 ms). Karena itu, ada 5 kotak besar per menit. 12 sadapan EKG berkualitas diagnostik dikalibrasikan sebesar 10 mm/mV, jadi 1 mm sama dengan 0,1 mV. Sinyal "kalibrasi" harus dimasukkan dalam tiap rekaman. Sinyal standar 1 mV harus menggerakkan jarum 1 cm secara vertikal, yakni 2 kotak besar di kertas EKG.





Gambar 5. Kertas EKG
J. Seleksi Saring
Monitor EKG modern memiliki banyak penyaring untuk pemrosesan sinyal. Yang paling umum adalah mode monitor dan mode diagnostik. Dalam mode monitor, penyaring berfrekuensi rendah (juga disebut penyaring bernilai tinggi karena sinyal di atas ambang batas bisa lewat) diatur baik pada 0,5 Hz maupun 1 Hz dan penyaring berfrekuensi tinggi (juga disebut penyaring bernilai rendah karena sinyal di bawah ambang batas bisa lewat) diatur pada 40 Hz. Hal ini membatasi EKG untuk pemonitoran irama jantung rutin. Penyaring bernilai tinggi membantu mengurangi garis dasar yang menyimpang dan penyaring bernilai rendah membantu mengurangi bising saluran listrik 50 atau 60 Hz (frekuensi jaringan saluran listrik berbeda antara 50 dan 60 Hz di sejumlah negara). Dalam mode diagnostik, penyaring bernilai tinggi dipasang pada 0,05 Hz, yang memungkinkan segmen ST yang akurat direkam. Penyaring bernilai rendah diatur pada 40, 100, atau 150 Hz. Sebagai akibatnya, tampilan EKG mode monitor banyak tersaring daripada mode diagnostik, karena bandpassnya lebih sempit.






Dalam melaporkan hasil EKG sebaiknya mencakup hal-hal berikut :
1. Frekuensi (heart rate)
2. Irama jantung (Rhyme)
3. Sumbu jantung (Axis)
4. Ada /tidaknya tanda tanda hipertrofi (atrium/ventrikel)
5. Ada/tidaknya tanda tanda kelainan mikard (iskhemi/ injuri/infark)
6. Ada/tidaknya tanda tanda akibat gangguan lain (efek obat obatan, gangguan keseimbangan elektrolit, gangguan fungsi pacu jantung )
K. Sadapan pada EKG
Kata sadapan memiliki 2 arti pada elektrokardiografi yaitu bisa merujuk ke kabel yang menghubungkan sebuah elektrode ke elektrokardiograf, atau ke gabungan elektrode yang membentuk garis khayalan pada badan di mana sinyal listrik diukur. Sebuah elektrokardiogram diperoleh dengan menggunakan potensial listrik antara sejumlah titik tubuh menggunakan penguat instrumentasi biomedis. Sebuah sadapan mencatat sinyal listrik jantung dari gabungan khusus elektrode rekam yang ditempatkan di titik-titik tertentu tubuh pasien.
• Saat bergerak ke arah elektrode positif, muka gelombang depolarisasi (atau rerata vektor listrik) menciptakan defleksi positif di EKG di sadapan yang berhubungan.
• Saat bergerak dari elektrode positif, muka gelombang depolarisasi menciptakan defleksi negatif pada EKG di sadapan yang berhubungan.
• Saat bergerak tegak lurus ke elektrode positif, muka gelombang depolarisasi (atau rerata vektor listrik) menciptakan kompleks equifasik (atau isoelektrik) di EKG, yang akan bernilai positif saat muka gelombang depolarisasi (atau rerata vektor listrik) mendekati (A), dan kemudian menjadi negatif saat melintas dekat (B).

Gambar 7. Bentuk Sadapan EKG
Sadapan Ekstremitas
Instrumen Electrocardiogram (ECG) mampu merekam aktivitas potensial elektrik yang dihasilkan oleh jantung. Dari awal penemuannya hingga sekarang, masih ada beberapa prinsip utama yang tetap digunakan oleh instrumen ini. Beberapa diantaranya adalah identitas nama sinyal gelombang, standar penempatan tempat rekaman pada lengan dan kaki, serta teori pemodelan yang menyatakan jantung sebagai kutub yang berubah-ubah terhadap waktu. Sadapan bipolar standar (I, II, dan III) merupakan sadapan asli yang dipilih oleh Einthoven untuk merekam potensial listrik pada bidang frontal. Elektroda-elektroda diletakkan pada lengan kiri ( LA = Left Arm), lengan kanan (RA = Right Arm), dan tungkai kiri (LL = Left Leg). Sifat kontak dengan kulit harus dibuat dengan melumuri kulit dengan gel elektroda. Sadapan LA, RS, dan LL kemudian dilekatkan pada elektroda masing-masing. Dengan memutar tombol pilihan pada alat perekam pada 1, 2, dan 3, akan terekam sadapan standar ( I, II, dan III).


Alat elektrokardiografi juga mempunyai elektroda, tungkai kanan (RL = Right Leg), dan sadapan yang bertindak sebagai “arde” (ground) dan tidak mempunyai peranan dalam pembentukan EKG. Sadapan bipolar menyatakan selisih potensial listrik antara 2 tempat tertentu.
• Hantaran I = Selisih potensial antara lengan kiri dan lengan kanan (LA-RA)
• Hantaran II = Selisih potensial antara tungkai kiri dan lengan kanan (LL-RA)
• Hantaran III = Selisih potensial antara tungkai kiri dan lengan kiri (LL-LA)
Hubungn antara ketiga sadapan tersebut dinyatakan secara aljabar oleh persamaan Enthoven: sadapan II = sadapan I + sadapan III. Hal tersebut didasarkan pada Hukum Kirchhoff yang menyatakan bahwa jumlah aljabar semua selisih potensial dalam tetutup sama dengan nol. Bila Enthofen membalik polaritas sadapan II (yaitu RA-LL), ketiga aksi sadapan biopoler akan menghasilkan lingkaran tertutup, dan sadapan I+II+III=0. Karena itu, II=I+III. Potensial listrik yang direkam dari salah satu ekstremitas akan sama tidak tergantung pada letak elektroda tesebut pada ekstremitas. Elektroda-elektroda biasanya diletakkan tepat di atas pergelangan tangan dengan kaki. Bila ekstremitas sudah diamputasi, elektroda dapat di letakkan pada puntung ekstremitas. Pada pasien yang menderita tremor, rekaman yang baik dapat di peroleh dengan meletakkan elektroda pada bagian atas ekstremitas.
Sadapan Dasar
Evolusi ECG berlanjut ketika F.N. Wilson menambahkan konsep perekaman ”multikutub”. Pada konsep ini ada titik referensi yang merata-ratakan beda potensial ketiga cabang lainnya. Wilson menyusun tiga Lead cabang terminal dan enam Lead cabang yang ditempatkan pada dada depan untuk membentuk 12 Lead standar ECG.







Sebuah elektrode tambahan (biasanya hijau) terdapat di EKG 4 dan 12 sadapan modern, yang disebut sebagai sadapan dasar yang menurut kesepakatan ditempatkan di kaki kiri, meski secara teoritis dapat ditempatkan di manapun pada tubuh.
Sadapan Prekordial
Sadapan prekordial V1 (merah), V2 (kuning), V3 (hijau), V4 (coklat), V5 (hitam), dan V6 (ungu) ditempatkan secara langsung di dada. Karena terletak dekat jantung, 6 sadapan itu tak memerlukan augmentasi. Terminal sentral Wilson digunakan untuk elektrode negatif, dan sadapan-sadapan tersebut dianggap unipolar. Sadapan prekordial memandang aktivitas jantung di bidang horizontal. Sumbu kelistrikan jantung di bidang horizontal disebut sebagai sumbu Z. Sadapan V1, V2, dan V3 disebut sebagai sadapan prekordial kanan sedangkan V4, V5, dan V6 disebut sebagai sadapan prekordial kiri













Gambar 8. Posisi Sadapan Prekordial EKG
Kompleks QRS negatif di sadapan V1 dan positif di sadapan V6. Kompleks QRS harus menunjukkan peralihan bertahap dari negatif ke positif antara sadapan V2 dan V4. Sadapan ekuifasik itu disebut sebagai sadapan transisi. Saat terjadi lebih awal daripada sadapan V3, peralihan ini disebut sebagai peralihan awal. Saat terjadi setelah sadapan V3, peralihan ini disebut sebagai peralihan akhir. Harus ada pertambahan bertahap pada amplitudo gelombang R antara sadapan V1 dan V4. Ini dikenal sebagai progresi gelombang R. Progresi gelombang R yang kecil bukanlah penemuan yang spesifik, karena dapat disebabkan oleh sejumlah abnormalitas konduksi, infark otot jantung, kardiomiopati, dan keadaan patologis lainnya.
• Sadapan V1 ditempatkan di ruang intercostal IV di kanan sternum.
• Sadapan V2 ditempatkan di ruang intercostal IV di kiri sternum.
• Sadapan V3 ditempatkan di antara sadapan V2 dan V4.
• Sadapan V4 ditempatkan di ruang intercostal V di linea (sekalipun detak apeks berpindah).
• Sadapan V5 ditempatkan secara mendatar dengan V4 di linea axillaris anterior.
• Sadapan V6 ditempatkan secara mendatar dengan V4 dan V5 di linea midaxillaris.
Yang harus diperhatikan dalam melaksanakan perekaman EKG antara lain :
1. EKG sebaiknya direkam pada pasien yang berbaring di tempat tidur yang nyaman atau pada meja yang cukup lebar untuk menyokong seluruh tubuh. Pasien harus istirahat total untuk memastikan memperoleh gambar yang memuaskan. Hal ini paling baik dengan menjelaskan tindakan terlebih dahulu kepada pasien yang takut untuk menghilangkan ansietas. Gerakan atau kedutan otot oleh pasien dapat merubah rekaman.
2. Kontak yang baik harus terjadi antara kulit dan elektroda. Kontak yang jelek dapat mengakibatkan rekaman suboptimal.
3. Alat elektrokardiografi harus distandarisasi dengan cermat sehingga 1 milivolt (mV) akan menimbulkan defleksi 1 cm. Standarisasi yang salah akan menimbulkan kompleks voltase yang tidak akurat, yang dapat menimbulkan kesalahan penilaian.
4. Pasien dan alat harus di arde dengan baik untuk menghindari gangguan arus bolak-balik.
5. Setiap peralatan elektronik yang kontak dengan pasien, misalnya pompa infus intravena yang diatur secara elektrik dapat menimbulkan artefak pada EKG.
L. Susunan Electrocardiograph






Gambar 9. Susunan Elektrokardiograf
Block setelah ‘pre-amplifier’, dihilangkan dan diganti dengan sebuah ‘interface’ yang berfungsi untuk mengubah signal analog (output pre-amplifier) menjadi signal digital. Selain berfungsi sebagai pengubah signal analog menjadi signal digital (Analog to Digital Converter – ADC), interface ini berfungsi sebagai penghubung antara ECG dengan PC. Dengan demikian ECG tanpa recorder atau monitor dapat dibuat menjadi lebih sederhana, kompak dan luwes (flexible). Interface ECG yang dikembangkan terlihat pada gambar Setiap block mempunyai fungsi sebagai berikut :
Differential amplifier memperkuat amplitude dan daya signal biopotential yang terukur.
Amplifier untuk memperkuat signal-signal yang ber-amplituda rendah dan kaya akan ‘common mode component’ termasuk biopotential dikenal dengan nama instrument amplifier. Amplifier ini merupakan sebuah ‘differential amplifier’ yang mempunyai spesifikasi ideal sebagai berikut :
• Input impedansi ‘common mode’ dan ‘differential mode’ yang sangat besar (mendekati tak terhingga).
• Output impedansi yang rendah (mendekati nol).
• CMMR (common mode rejection ratio) yang sangat besar.
Filter akan menghilangkan noise yang ikut masuk dengan signal biopotential.
Effek ‘stray capacitance’ yang menimbulkan tegangan pada tubuh manusia diakibatkan oleh listrik PLN cukup besar dibandingkan biopotential yang dibangkitkan jantung. Differential amplifier tidak dapat menghilangkan seluruh pengaruh ini. Untuk itu dibutuhkan bantuan filter yang bekerja sebagai ‘notch filter’ atau filter yang mempunyai lebar pita yang sempit pada frekuensi jala-jala (50 Hz). Selain itu, filter diperlukan untuk membatasi lebar pita karena akan dilakukan pencuplikan (sampling) oleh ADC.
Summing Amplifier diperlukan untuk menggeser level dc sehingga amplitude terukur selalu berpolaritas positif terhadap reference.
Karena amplituda signal biopotential mempunyai daerah tegangan dari negative sampai positive, maka dibutuhkan pergeseran level nol dari signal tersebut kearah positive. Dengan demikian, seluruh tegangan biopotensial yang telah diperkuat, mempunyai tegangan positif. Hal ini perlu dilakukan karena ADC bekerja pada tegangan input dalam kisaran positive. Pergeseran level nol dikerjakan oleh ‘summing amplifier’. Bila R1 = R2 = R3 = RF akan diperoleh v0 = v1 + v2 . Dc (direct current) level output v0 dapat diset dengan memasang sumber tegangan variable dc pada v2 dan R1 dihubungkan dengan output differential amplifier.
ADC mengubah signal analog menjadi signal digital.
Signal biopotential analog yang telah diperkuat dan difilter, setelah level nol nya digeser kearah positif, diubah menjadi signal digital. Signal biopotential digital ini selanjutnya disebut data digital. Frekuensi pencuplikan dapat bervariasi sesuai dengan kebutuhan dan dikendalikan oleh micro-controller. Data digital ini terdiri dari 8 bit, keluar dari ADC dan dikirim ke PC melalui rangkaian ‘komunikasi seri’. Proses pengiriman data digital ini merupakan tugas dari micro-controller.
Micro-controller mengatur frekuensi sampling dan transfer signal / data digital ke PC.
Peran utama dari interface ECG – PC ini menjadi tanggung-jawab micro-controller. Micro-controller berfungsi sebagai :
• Sumber pembangkit pulsa pewaktu (clock) yang diperlukan oleh ADC
• Mengendalikan transfer data digital dari ADC menuju PC melalui komunikasi seri.
Opto-coupler berfungsi sebagai penyekat PC dengan rangkaian interface secara elektrik tetapi dapat melewatkan signal / data digital.
Agar rangkaian interface ECG terpisah secara elektrik dari PC, dipasang sebuah ‘optocoupler’ yang berfungsi selain menjadi isolasi elektrik, juga berfungsi untuk mentransfer data digital dari micro-controller ke PC melalui rangkaian komunikasi seri.Ini diperlukan untuk mengisolasi noise yang terdapat pada PC agar tidak mengganggu pengukuran. Selain itu, kebocoran tegangan listrik pada PC, dapat membahayakan pasen yang sedang dimonitor signal biopotential jantungnya.
PC memanipulasi data untuk ditampilkan pada layer monitor atau dicetak oleh ‘printer’.
PC yang merupakan peralatan diluar interface ECG diperlukan untuk menampilkan bentuk gelombang biopotential jantung untuk diamati oleh paramedis. Dengan bantuan software yang dibuat kemudian, PC dapat membantu untuk menganalisa informasi apa saja yang tersembunyi didalam gelombang biopotensial jantung. Data ini dapat pula disimpan dalam memory dalam bentuk ‘file’ atau dicetak oleh ‘printer’ yang terhubung dengan PC.

BAB III
APLIKASI
Dalam era globalisasi dimana arus informasi dan pengetahuan mengalir dengan deras diharapkan seorang dokter memiliki kompetensi minimal yang diharapkan mampu mengembangkan profesionalisme dokter. Sebagai seorang praktisi medis, terutama dokter dimana dalam menangani pasien-pasien dengan keluhan yang mengarah pada penyakit jantung dibutuhkan kemampuan dan keterampilan dalam interpretasi elektrokardiografi sebagai salah satu pemeriksaan penunjang. EKG (elektrokardiogram atau elektrokardiograf) merupakan salah satu penunjang diagnostik yang penting dalam dunia kedokteran. EKG mampu merekam aktivitas gelombang listik jantung dari beberapa sudut pandang yang terjadi akibat perbedaan potensial listrik dalam sel jantung.
EKG dalam pengaplikasiannya dalam dunia medis memiliki manfaat yang tinggi dan tidak mahal. Pengaplikasian EKG dapat memberikan data yang membantu dalam diagnosis keluhan nyeri dada, pembesaran jantung, mengenali aritmia, gangguan konduksi, mendeteksi infark miokard dan beberapa gangguan elektrolit.
Dalam aplikasi EKG yang cukup banyak tentunya tidak mengesampingkan perannya sebagai alat penunjang diagnostik, sehingga mengenali keadaan pasien dengan anamnesis dan pemeriksaan fisik yang benar tentu tidak dapat diabaikan.
Rekaman dalam suatu sistem kerja EKG tersebut dibuat dengan alat elektrokardiograph, dimana Elektrokardiograph adalah suatu instrumen yang digunakan dalam merekam aktifitas listrik jantung, dimana pemasangannya di lakukan di dada.
Pengaplikasian pada rekaman EKG dapat digunakan untuk mendiagnosis adanya :
1. Hipertrofi atria dan ventrikel
2. Infark miokard
3. Aritmia
4. Perikarditis
5. Efek obat – obatan khususnya digitalis
6. Gangguan elektrolit
7. Beberapa penyakit sistemik seperti hipertiroid
8. Menentukan kodisi jantung dari pasien.
Saat ini, dokter dapat membuat pengukuran yang detil terhadap aktivitas listrik jantung dengan menempelkan elektroda pada titik-titik tertentu tubuh pasien misalnya di bagian dada, lengan, dan kaki. Hasil yang tercatat, disebut dengan elektrokardiogram, dapat membantu mengidentifikasi kerusakan pada jantung.
Beberapa aplikasi ECG dalam dunia medis diantaranya adalah:
• Sebagai alat bantu diagnostik di rumah sakit, karena ukuran, frekuensi dan durasi gelombang normal yang terbentuk adalah konstan pada orang sehat.
• Merupakan standar emas untuk diagnosis aritmia jantung yaitu dengan mengetahui adanya kelainan-kelainan irama jantung
• Memandu tingkatan terapi dan risiko untuk pasien yang dicurigai adanya infark otot jantung akut.
• Membantu mengetahui adanya gangguan elektrolit (sebagai contoh hiperkalemia dan hipokalemia)
• Mengetahui adanya gangguan perikarditis
• Memungkinkan penemuan abnormalitas konduksi (sebagai contoh blok cabang berkas kanan dan kiri)
• Digunakan sebagai alat tapis penyakit jantung iskemik selama uji stres jantung
• Kadang-kadang berguna untuk mendeteksi penyakit bukan jantung (sebagai contoh emboli paru atau hipotermia)
• Mendeteksi adanya miokardium infark dan tipe penyakit arteri koroner lainnya, seperti angina (infark, hipertrophy atrial dan ventrikel)
• Mendeteksi adanya disritmia jantung
• Mendeteksi adanya pembesaran jantung
• Mendeteksi adanya penyakit inflamasi pada jantung
• Mendeteksi adanya efek obat-obatan pada jantung seperti digitalis (lanoxin) dan Tricyclic antidepressants.
• Mengetahui kelainan-kelainan miokardium.
• Mengetahui adanya pengaruh atau efek obat-obat jantung.
Teknik pengaplikasian Elektrokardiografi (EKG)
• Standard Clinical ECG
Menggunakan 12 Lead. Digunakan untuk menganalisa kondisi kesehatan jantung pasien.
• Vectorcardiogram
Pemodelan potensial tubuh sebagai vektor 3 dimensi dengan sadapan bipolar Einthoven. Menggunakan 3 Lead.
• Monitoring ECG
Menggunakan 1 atau 2 elektroda yang ditempelkan pada titik tertentu yang digunakan untuk memantau kondisi kesehatan jantung pasien dalam jangka waktu yang panjang

BAB IV
PENUTUP

KESIMPULAN
ECG merupakan salah satu instrumen pengukuran medik tertua dalam sejarah. Alat ini bermula dari percobaan Waller di tahun 1889 yang merekam sinyal jantung pada anjing peliharaan menggunakan elektrometer kapiler. Secara total, pengukuran ECG terdiri atas pengukuran gelombang depolarisasi dan gelombang repolarisasi. Gelombang radio yang digunakan memiliki intensitas atau energi yang rendah sehingga tidak membahayakan. Secara bertahap perkembangannya senantiasa mengikuti kemajuan teknologi instrumentasi. Tahap evolusi terbesarnya terjadi di saat sistem ECG diintregasikan dengan micro processor yang hasilnya adalah peningkatan efisiensi pengukuran dan digitasi yang membuka cakrawala baru terhadap peralatan analitik dan intrepetasi data medik.
Pemeriksaan EKG memegang peranan yang sangat penting dalam membantu menegakkan diagnosis penyakit jantung. EKG disamping mampu mendeteksi kelainan jantung secara pasti, juga keadaan (kelainan) diluar jantung, mis. Adanya gangguan elektrolit terutama kalium dan kalsium.
Disamping kemampuannyadalam mendeteksi secara pasti dari kelainan jantung tetapi EKG harus diakui mempunyai banyak kelemahan juga. EKG tidak dapat mendeteksi keparahan dari penyakit jantung secara menyeluruh, misalnya tingkat kerusakan otot jantung dari serangan IMA. EKG juga tidak dapat mendeteksi gangguan hemodinamik akibat suatu penyakit jantung.
Dalam menegakkan diagnosis penyakit jantung kita tidak dapat hanya menggantungkan pemeriksaan EKG saja.


DAFTAR PUSTAKA

Budi, Darma S. 2010. Pedoman Praktis Interpretasi EKG. Jakarta : EGC.
Fatimah, Noviyanti. 2009. Elektrokardiograf (ECG/EKG). http://biologicrew.blogspot.com/2009/05/ecg-electrocardiograph-elektrokardiograf.html/. Diakses tanggal 12 Desember 2010.
Goldman, Mervin J dan Nora Goldschlager. 1995. Goldman Elektrokardiografi. Jakarta: Widya Medika.
Gray, Huon H dkk. 2003. Lecture Notes Kardiologi Edisi Keempat. Jakarta: Erlangga.
James, Joyce dkk. 2008. Prinsip-Prinsip Sains untuk Keperawatan. Jakarta: Erlangga.
Sholeh, M.Ridwan. 2008. Sinyal Elektrokardiogram. http://ittelkom.ac.id/. Diakses tanggal 12 Desember 2010.
Skuler. 2008. Fenomena Bioelektrik Electrocardiogram (ECG). http://www.forumsains.com/index.php/. Diakses tanggal 12 Desember 2010.
Yayan, A Israr. 2010. Elektrokardiogram (EKG). http://yayanakhyar.wordpress.com/2010/07/30/elektrokardiogram-ecg/. Diakses tanggal 12 Desember 2010.

Tidak ada komentar:

Posting Komentar