PENDETEKSIAN NILAI TEKANAN DARAH SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN METODE AUSKULTASI TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh DZIBAN NAUFAL NIM: 23218081 (Program Studi Magister Teknik Elektro) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2020 i ABSTRAK PENDETEKSIAN NILAI TEKANAN DARAH SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN METODE AUSKULTASI Oleh Dziban Naufal NIM: 23218081 (Program Studi Magister Teknik Elektro) Nilai tekanan darah merupakan parameter fisiologis yang signifikan dalam menentukan kondisi kesehatan sistem kardiovaskular maupun sistem fisiologi lain. Standar teknik pengukuran nilai tekanan darah secara non-invasif yang digunakan secara luas sekarang adalah mendengarkan suara Korotkoff pada arteri brakial ketika tekanan manset sfigmomanometer turun secara perlahan. Teknik ini bersifat subjektif bagi setiap tenaga medis bergantung pada sensitivitas dengar masing- masing sehingga mengurangi keakuratan dalam pengukuran. Untuk mengatasi subjektivitas dari pengukuran, disusun purwarupa dan algoritma untuk mendeteksi kemunculan dan berakhirnya suara Korotkoff pada arteri brakial dan melakukan estimasi nilai tekanan darah berdasarkan fasa suara Korotkoff sehingga dapat memenuhi kriteria AAMI dan BHS. Purwarupa bekerja dengan mendeteksi periode dan frekuensi pada suara Korotkoff sehingga suara Korotkoff dapat diisolasi dari derau yang terekam. Periode yang digunakan adalah 1 detik dan frekuensi yang ditentukan adalah 86 Hz. Rerata galat yang didapatkan dari hasil pengukuran purwarupa dengan menggunakan parameter periode adalah 4.52 ± 3.52 mmHg dan 4.85 ± 4.49 mmHg untuk tekanan sistol dan diastol. Rerata galat yang didapatkan dari hasil pengukuran purwarupa menggunakan kedua parameter adalah 3.46 ± 3.03 mmHg dan 3.10 ± 3.23 mmHg untuk tekanan sistol dan diastol. Dari galat dan standar deviasi yang didapatkan, purwarupa memenuhi kriteria AAMI dan termasuk dalam kelas A klasifikasi BHS. Kata kunci: suara Korotkoff, isolasi suara Korotkoff, periode, frekuensi, sistol, diastol. ii ABSTRACT AUTOMATIC BLOOD PRESSURE LEVEL DETECTION USING AUSCULTATION METHOD By Dziban Naufal NIM: 23218081 (Master’s Program in Electrical Engineering) The blood pressure level is a significant physiological parameter in assessing cardiovascular or another system condition. The standard for non-invasive blood pressure level measurement that is accepted globally today is listening on Korotkoff sound at the brachial artery while the sphygmomanometer cuff’s pressure was decreasing gradually. This technique is subjective among medical practitioners due to its dependency on the listener’s hearing sensitivity and could lead to accuracy decrement. To eliminate the subjectivity, prototype and algorithm are developed to detect the emergence and the vanishing of Korotkoff sound on the brachial artery and estimate blood pressure level according to Korotkoff sound’s phase then it could fulfil the AAMI and BHS criteria to be a recommended blood pressure level instrument. Prototype isolates Korotkoff sound from the surrounding noises using period and frequency parameter that contained in the Korotkoff sound. The employed period is 1 second and the frequency is 86 Hz. The determined average errors in estimating blood pressure using period parameter are 4.52 ± 3.52 mmHg and 4.85 ± 4.49 mmHg for systolic and diastolic pressure respectively. The determined average errors using both parameters are 3.46 ± 3.03 mmHg and 3.10 ± 3.23 mmHg for systolic and diastolic pressure respectively. According to its error and standard deviation, the prototype fulfilled the AAMI criteria and placed in A class of BHS classification. Keywords: Korotkoff sound, isoloation of Korotkoff sound, period, frequency, systolic pressure, diastolic pressure iii PENDETEKSIAN NILAI TEKANAN DARAH SECARA OTOMATIS MENGGUNAKAN METODE AUSKULTASI Oleh Dziban Naufal NIM: 23218081 (Program Studi Magister Teknik Elektro) Institut Teknologi Bandung Menyetujui Tim Pembimbing Tanggal ............................... Ketua Anggota (Prof. Dr. Ir. Tati Latifah Erawati Rajab) (Dr. Agung Wahyu Setiawan M.T.) iv PEDOMAN PENGGUNAAN TESIS Tesis Magister yang tidak dipublikasikan terdaftar dan tersedia di Perpustakaan Institut Teknologi Bandung, dan terbuka untuk umum dengan ketentuan bahwa hak cipta ada pada penulis dengan mengikuti aturan HaKI yang berlaku di Institut Teknologi Bandung. Referensi kepustakaan diperkenankan dicatat, tetapi pengutipan atau peringkasan hanya dapat dilakukan seizin penulis dan harus disertai dengan kaidah ilmiah untuk menyebutkan sumbernya. Sitasi hasil penelitian Tesis ini dapat di tulis dalam bahasa Indonesia sebagai berikut: Naufal, Dziban. (2020): Pendeteksian Nilai Tekanan Darah Secara Otomatis Menggunakan Metode Auskultasi, Tesis Program Magister Teknik Elektro, Institut Teknologi Bandung. dan dalam bahasa Inggris sebagai berikut: Naufal, Dziban. (2020): Automatic Blood Pressure Level Detection Using Auscultatory Method, Master’s Thesis, Institut Teknologi Bandung. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. v Tesis ini didedikasikan untuk kedua orang tua saya, Yanti Hikmawati dan Dedi Setiawan, yang senantiasa mendukung saya dalam menuntut ilmu dan meneliti di bidang Fisika dan Rekayasa Biomedika vi KATA PENGANTAR Syukur saya panjatkan kepada Allah SWT atas karunianya yang menjadikan saya dapat melakukan pembelajaran dan penelitian di Kelompok Keahlian Teknik Biomedika ITB dan menjadikan saya mampu untuk mendokumentasikan hasil penelitian yang telah didapatkan ke dalam artikel ilmiah dan buku tesis. Tak lupa saya bersyukur atas kesempatan yang Allah SWT berikan sehingga saya dapat melakukan diskusi dan bertukar ilmu dengan civitas Kelompok Keahlian Teknik Biomedika ITB dan rekan-rekan lainnya. Ucapan terimakasih saya berikan kepada kedua orang tua saya yang sudah sejak lama mendukung saya untuk berkecimpung dalam aktivitas pendidikan dan penelitian di bidang Fisika dan Rekayasa Biomedika dan juga atas kasih sayang yang mereka limpahkan kepada saya. Ucapan terimakasih yang sebesar-besarnya saya berikan kepada kedua pembimbing saya, Prof. Dr. Ir. Tati Latifah Erawati Rajab dan Dr. Agung Wahyu Setiawan M.T., atas bimbingan, saran, kritik, juga kerja sama dalam melakukan penelitian ini. Terimakasih pula saya ucapkan untuk kesempatan yang telah diberikan kepada saya untuk dapat melakukan penelitian tesis di bawah bimbingan beliau sekalian. Terimakasih saya ucapkan kepada pemerintah Republik Indonesia yang telah memberikan kesempatan kepada saya untuk mengikuti program Pendidikan Magister menuju Doktor untuk Sarjana Unggul (PMDSU) pada Batch ke-4 dan memberikan dukungan materil sehingga penelitian tesis saya dapat dilaksanakan. Terimakasih saya ucapkan kepada seluruh dosen Kelompok Keahlian Teknik Biomedika ITB dan pengampu mata kuliah yang pernah saya ambil atas ilmu yang diberikan selama saya belajar di program magister Teknik Biomedika. Tak lupa saya ucapkan terimakasih kepada Adriani Rizka Amalia (S2 Teknik Biomedika 2019) dan Azizah Syifalianty Noor (S2 Instrumentasi dan Kontrol 2017) yang telah banyak memberikan pembelajaran, inspirasi, dan sumbangsih dalam pembangunan purwarupa yang disusun dalam tesis ini. Terimakasih saya ucapkan kepada teman-teman Teknik Biomedika 2018: Muhammad Yusri K., Andrey Wicaksono, Tabita A. M. L. T., dan Muhammad Arfan yang telah banyak membantu dari semenjak awal saya melakukan penelitian vii tesis. Tak lupa kepada teman-teman Teknik Biomedika 2019: Hasbian Fauzy Perdhana dan Fadel Muhammad yang telah banyak membantu dalam pelaksanaan penelitian tesis. Terimakasih yang sebesar-besarnya saya ucapkan pula kepada Dr. Andri Abdurrochman M.T., yang telah mendukung saya dalam melaksanakan penelitian fisika dan rekayasa biomedis semenjak saya berkuliah di tingkat S1 hingga saat ini.