ANALISIS KORELASI MENTAL ARITHMETIC TASK SEBAGAI TES STRES YANG TERUKUR DENGAN PENGUKURAN ELECTROMYOGRAM PADA OTOT TRAPEZIUS TESIS Karya tulis sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister dari Institut Teknologi Bandung Oleh ELDHIAN BIMANTAKA CHRISTIANTO NIM: 23221303 (Program Studi Magister Teknik Elektro) INSTITUT TEKNOLOGI BANDUNG Januari 2025 i ABSTRAK ANALISIS KORELASI MENTAL ARITHMETIC TASK SEBAGAI TES STRES YANG TERUKUR DENGAN PENGUKURAN ELECTROMYOGRAM PADA OTOT TRAPEZIUS Oleh Eldhian Bimantaka Christianto NIM: 23221303 (Program Studi Magister Teknik Elektro) Banyak orang tidak menyadari bahwa mereka hidup dalam kondisi stres yang terus- menerus. Stres psikologis memiliki dampak merugikan bagi kesehatan mental dan fisik, termasuk meningkatkan risiko penyakit jantung koroner, serangan jantung akut, dan gangguan sistem kekebalan tubuh, yang membuat individu lebih rentan terhadap infeksi. Selain itu, stres juga memengaruhi kesehatan mental, seperti meningkatkan risiko demensia, disfungsi kognitif, dan kelelahan berlebihan, serta menurunkan kualitas hidup. Oleh karena itu, penting untuk mendeteksi stres secara akurat. Dengan kemajuan dunia medis, pengembangan metode, prosedur, dan teknologi untuk mengukur tingkat stres menjadi sangat penting agar pemeriksa medis dapat memberikan informasi yang lebih andal dalam membantu individu mengelola stres mereka. Berdasarkan latar yang telah dijelaskan. Penelitian ini bertujuan untuk mengevaluasi apakah sinyal EMG dan Mental Arithmetic Task (MAT) yang dirancang dengan tiga tingkat kesulitan yang meningkat secara bertahap untuk menginduksi stres psikologis dapat digunakan sebagai alat untuk mengukur stres psikologis. Pengukuran ini dilakukan dengan memberikan tes stres sebagai stressor kepada subjek yang telah dilengkapi dengan elektroda permukaan yang terhubung ke perangkat EMG. Perangkat tersebut akan merekam aktivitas sinyal otot trapezius yang berada di bahu atas kanan dan kiri. ii Hasil menunjukkan bahwa menurut hasil VAS, subjek mulai merasa kesulitan dan mengalami peningkatan stres pada MAT level 2, dengan puncak stres tercapai pada level ini. Meskipun MAT level 3 juga menyebabkan stres, tingkat stres yang dialami subjek tidak setinggi level sebelumnya, menjadikannya kurang optimal dalam menginduksi stres. Analisis EMG mendukung temuan ini dengan menunjukkan bahwa MAT level 2 adalah level optimal untuk menimbulkan stres psikologis. Data sinyal EMG dari otot trapezius menunjukkan perubahan signifikan antara kondisi stres dan istirahat, dengan amplitudo yang meningkat seiring bertambahnya tingkat kesulitan MAT. Peningkatan ini selaras dengan hasil VAS yang menunjukkan bahwa aktivitas otot berbanding lurus dengan tingkat stres psikologis. Temuan ini mengindikasikan bahwa sinyal EMG dapat menjadi alternatif efektif untuk menggantikan kuisioner tradisional seperti PSS-10. Kata kunci: Mental Arithmetic Task, Electromyography, Stres Psikologis, Deteksi Stres, Biosignal iii ABSTRACT CORRELATION ANALYSIS OF MENTAL ARITHMETIC TASK AS A STRESS TEST MEASURED USING ELECTROMYOGRAM ON THE TRAPEZIUS MUSCLE By Eldhian Bimantaka Christianto NIM: 23221303 (Master’s Program in Electrical Engineering) Many people do not realize the levels of stress they are experiencing. Psychological stress has detrimental effects on mental and physical health, including increasing the risk of coronary heart disease, acute heart attacks, and immune system disorders, making individuals more susceptible to infections. Additionally, stress also affects mental health by increasing the risk of dementia, cognitive dysfunction, and excessive fatigue, while lowering the quality of life. Therefore, accurately detecting stress is crucial. With advancements in the medical field, the development of methods, procedures, and technologies to measure stress levels is essential to provide more reliable information for medical practitioners to help individuals manage their stress. Based on the background described, this study aims to evaluate whether EMG signals and the Mental Arithmetic Task (MAT), designed with three levels of difficulty that gradually increase to induce psychological stress, can be used as a tool to measure psychological stress. The measurement is conducted by administering a stress test as a stressor to participants equipped with surface electrodes connected to an EMG device. The device records the activity of trapezius muscle signals located in the upper right a nd left shoulders. The results show that, according to VAS data, participants began to have trouble and increased stress at MAT level 2, with the peak stress occurring at this level. Although MAT level 3 also caused stress, the stress levels experienced by participants were not as high as the previous level, making it less optimal for inducing stress. EMG analysis supports these findings by showing that MAT level iv 2 is the optimal level for eliciting psychological stress. EMG signal data from the trapezius muscles show significant changes between stress and rest conditions, with amplitudes increasing as the MAT difficulty levels rise. This increase aligns with VAS results, indicating that muscle activity is directly proportional to psychological stress levels. These findings suggest that EMG signals can serve as an effective alternative to traditional questionnaires like the PSS-10. Keywords: Mental Arithmetic Task, Electromyography, Psychological Stress, Stress Detection, Biosignal vi vii 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: Christianto, Eldhian Bimantaka. (2025): Analisis Korelasi Mental Arithmetic Task sebagai Tes Stres yang Terukur dengan Pengukuran Electromyogram pada Otot Trapezius, Tesis Program Magister, Institut Teknologi Bandung. dan dalam bahasa Inggris sebagai berikut: Christianto, Eldhian Bimantaka. (2025): Correlation Analysis of Mental Arithmetic Task as a Stress Test Measured Using Electromyogram on the Trapezius Muscle, Master’s Thesis, Institut Teknologi Bandung. Memperbanyak atau menerbitkan sebagian atau seluruh tesis haruslah seizin Dekan Sekolah Pascasarjana, Institut Teknologi Bandung. viii ix HALAMAN PERUNTUKAN Dipersembahkan kepada orang tua, kakak, keluarga besar, serta sahabatku tercinta yang senantiasa mendukung lahir dan batin. x xi KATA PENGANTAR Puji Syukur diucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah memberikan Kesehatan dan kekuatan sehingga penulis dapat menyelesaikan tesis dengan judul “Analisis Korelasi Mental Arithmetic Task sebagai Tes Stres yang Terukur dengan Pengukuran Electromyogram pada Otot Trapezius”. Tesis ini merupakan salah satu syarat untuk memeroleh gelar Magister Teknik (M.T.) dalam Program Studi Magister Teknik Elektro, Sekolah Teknik Elektro dan Informatika, Institut Teknologi Bandung. Naskah tesis ini dapat terselesaikan berkat kerja keras penulis serta dukungan dari berbagai pihak. Penulis ingin berterima kasih sebesar-besarnya kepada: 1. Bapak Engelbert Hopman, Ibu Luluk Tri Harinie, Herjuno Damar Hanggito, selaku keluarga yang selalu memberikan dukungan finansial, moral, doa, serta dukungan lain yang memotivasi penulis. 2. Bapak Dr. Beni Rio Hermanto, S.T, MM. selaku dosen pembimbing, yang mana telah meluangkan banyak waktu dan pemikiran dalam membimbing, memotivasi, dan mengarahkan penulis selama berkuliah di Institut Teknologi Bandung. 3. Bapak Dr. Hasballah Zakaria, S.T, M.Sc., Ibu Allya Paramita Koesoema, S.T, M.T, Ph.D., dan Bapak Isa Anshori, S.T, M.Eng., Ph.D. selaku dosen penguji tesis penulis 4.