DAFTAR ISI

HALAMAN SAMPUL..........................................................................................................iKATA PENGANTAR..........................................................................................................iiDAFTAR ISI........................................................................................................................iiiBAB 1. PENDAHULUAN

1.1 LatarBelakangMasalah.........................................................................................11.2 Rumusan Masalah................................................................................................21.3 Tujuan Penulisan..................................................................................................21.4 Manfaat Penulisan................................................................................................3

BAB 2. PEMBAHASAN2.1Macam Sinyal Listrik............................................................................................12.2Sejarah EMG.........................................................................................................22.3Hasil Kerja EMG...................................................................................................22.4Pengukuran Sinyal EMG.......................................................................................3

BAB 3. PENUTUP3.1 Kesimpulan...........................................................................................................53.2 Saran.....................................................................................................................6

DAFTAR PUSTAKA...........................................................................................................8DAFTAR GAMBAR

Gambar 2.1. Cara Kerja Electromyography...............................................................3Gambar 2.2. Susunan Instrumen EMG Dengan Surface Electrodes..........................4

KATA PENGANTAR

Alhamdulillah, segala puji dan syukur bagi Allah SWT yang telah memberikan

kemampuan, kekuatan, serta keberkahan baik waktu, tenaga, maupun pikiran kepada

penulis sehingga dapat menyelesaikan makalah yang berjudul “Bioelektrisitas Sebagai

Tranduser Panas Terhadap Kelelahan Otot dengan Sinyal EMG” tepat pada waktunya.

Dalam penyusunan makalah ini, penulis banyak mendapat tantangan dan hambatan

akan tetapi dengan bantuan dari berbagai pihak tantangan itu bisa teratasi. Oleh karena itu,

penulis mengucapkan terima kasih yang sebesar-besarnya kepada ibu Ir. Ratna Adil, MT,

selaku dosen mata kuliah Elektronika Medika atas bimbingan, pengarahan, dan kemudahan

yang telah diberikan kepada penulis dalam pengerjaan makalah ini.

Penulis menyadari bahwa masih banyak kekurangan pada penulisan makalah ini.

Maka dari itu, saran dan kritik yang membangun sangat penulis harapkan dari pembaca

sekalian. Penulis berharap semoga makalah ini dapat bermanfaat bagi siapa saja yang

membacanya.

Surabaya, 28 September 2013

Penulis

BAB I

PENDAHULUAN

1.1 Latar belakang

Kelelahan adalah suatu mekanisme perlindungan dari tubuh agar tubuh terhindar dari kerusakan lebih lanjut. Kondisi kelelahan setiap orang biasanya berbeda-beda, tetapi semuanya bermuara pada kehilangan efisiensi dan penurunan ketahanan tubuh. Konsep kelelahan dibagi menjadi subyektif, obyektif dan physiological. Kelelahan subyektif adalah dibedakan dengan suatu penurunan kesiagaan, konsentrasi mental, dan motivasi dan kelelahan obyektif adalah dicirikan dengan penurunan input kerja, sedangkan kelelahan fisiologi adalah dihubungkan dengan perwujudan eksternal seperti ketidakmampuan mempertahankan suatu gaya input yang diberikan, gemetar pada otot, dan kesakitan pada sekelompok otot tertentu yang melaksanakan kontraksi.[1] Kontraksi serabut otot (muscle fibre contraction) selalu diikuti dengan aktifitas listrik (electrical activity). Elektromiografi (electromyography) adalah sebuah metode untuk pengukuran, menampilkan dan menganalisa setiap sinyal listrik (electrical signal) dengan menggunakan bermacam-macam elektroda. Sebuah sinyal elektromiogram berasal dari sinyal serabut otot pada jarak tertentu dari elektroda.[2] dari Kelelahan otot dapat diobservasi dengan mengamati perubahan amplitudo dari sinyal sEMG dalam level microvolt atau dengan mengamati perubahan aktifitas spectral dari sinyal[3]. Pada power frekuensi nilai yang dihasilkan akan sedikit demi sedikit menuju kearah level minimum, hal ini menandakan bahwa ada indikasi kelelahan.

Elektromiografi (EMG) adalah teknik untuk mengevaluasi dan merekam aktivitas listrik yang dihasilkan oleh otot rangka. EMG dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut electromyograph, untuk menghasilkan merekam disebut suatu elektromiogram. Electromyograph Sebuah mendeteksi potensial listrik yang dihasilkan oleh sel-sel otot ketika sel-sel ini elektrik atau neurologis diaktifkan. Sinyal dapat dianalisis untuk mendeteksi kelainan medis, tingkat aktivasi, rangka perekrutan atau untuk menganalisis biomekanik gerakan manusia atau hewan. Percobaan yang pertama kali didokumentasikan berurusan dengan EMG dimulai dengan Francesco Redi bekerja ‘s pada tahun 1666. Redi menemukan otot yang sangat khusus dari ikan sinar listrik ( listrik Eel ) listrik yang dihasilkan. Dengan 1773, Walsh telah mampu menunjukkan bahwa jaringan otot ikan Belut itu bisa menghasilkan percikan listrik. Pada 1792, sebuah publikasi berjudul De Motu Viribus Electricitatis di Musculari Commentarius muncul, ditulis oleh Luigi Galvani , di mana penulis menunjukkan bahwa listrik bisa memulai kontraksi otot. Enam dekade kemudian, pada tahun 1849, Emil du Bois-Reymond menemukan bahwa hal itu juga memungkinkan untuk merekam aktivitas listrik selama kontraksi otot sukarela. Bioelektrositas berasal dari 2 kata yaitu “bio” yang mempunyai arti makhluk  hidup dan “elektrisitas” yang mempunyai arti listrik. Sehingga bioelektrisitas merupakan listrik-listrik yang berasal dari organ-organ dalam tubuh makhluk hidup. Bioelektrisitas sudah dipelajari berabad-abad yang lalu. Sejarah

dari bioelektrisistas juga cukup panjang, Sejarah tidak mencatat siapa yang pertama kali bahwa pulsa listrik mengendalikan otot serta menghasilkan sinyal menuju dan dari otak. Instrumen seperti galvanometer untuk mengukur potensial listrik lemah dari jantung belum tercipta sampai seabad penemuan dari galvani. Jacques D’Arsonval menciptakan galvanometer, suatu instrument sensitive untuk mengukur arus, pada tahun 1880. Respon dari alat ini masih kurang sensitive sehingga belum bias membentuk sinyal listri. Solusi dari hal tersebut muncul pada abad ke-20 dimana mualai ditemukannya osiloskop untuk memsbuat sinyal yang sangat lemah tersebut. Listrik yang dihasilkan didalam tubuh manusia berfungsi untuk mengendalikan dan mengoperasikan sistem syaraf, otot, dan bernagai organ yang ada didalam tubuh. Pada dasarnya, semua fungsi dan aktivitas tubuh sedikit banyak melibatkan listrik. Gaya yang ditimbulkan oleh otot disebabkan oleh tarik menarik antara muatan listrik yang berbeda. Kerja otak pada dasarnya bersifat elektrik, dimana semua sinyal saraf dari dan ke otak melibatkan aliran arus listrik. Hal ini akan memicu kelelahan pada saraf manusia. Dibuatlah makalah tentang tranduser untuk mendeteksi panas tubuh dengan perantara sinyal EMG. Ada banyak aplikasi untuk penggunaan EMG. EMG digunakan secara klinis untuk diagnosis masalah neurologis dan neuromuskular yang umumnya berada pada manusia termasuk kelelahan pada manusia.

1.2 Rumusan Masalah

1. Bagaimana cara kerja Bioelektrisitas sebagai tranduser panas mendeteksi kelelahan.2. Bagaimana cara mengukur, menampilkan sinyal EMG oleh tranduser

Bioelektrisitas.3. Bagaimana cara mengetahui tingkat suhu di dalam tubuh manusia.4. Bagaimana cara mengetahui indikasi kelelahan pada tubuh manusia.

1.3 Tujuan Penulisan

Adapun tujuan yang ingin dicapai dalam penulisan makalah ini ini adalah

1. Menangkap sinyal miolektrik dari otot untuk kemudian dikuatkan.2. Elektroda aktif yang digunakan adalah elektroda disposable, karena selain nyaman

terhadap pasien, sinyal yang dihasilkan juga lebih teratur . Untuk elektroda pasif, digunakan jenis elektroda kering, yang dipasang pada bagian netral dari jaringan ketiga otot tersebut yaitu pada bagian pergelangan tangan.

1.4 Manfaat Penulisan

Adapun manfaat yang ingin dicapai dalam penulisan makalah ini adalah

1. Untuk mengetahui bagaimana permasalahan kelelahan pada manusia.2. Untuk mengetahui hubungan suhu panas manusia dengan tingkat kelelahannya.3. Untuk mengatasi kelelahan yang dialami oleh sebagian manusia dengna sinyal

EMG.

BAB II

PEMBAHASAN

2.1 Macam Sinyal Listrik

2.1.1 Elektroneurograph (ENG)

Electroneurogram  merupakan sebuah metode yang digunakan untuk memvisualisasikan aktivitas listrik langsung tercatat neuron dalam sistem saraf pusat (otak, sumsum tulang belakang) atau sistem saraf perifer (saraf, ganglions). ENG singkatan yang sering digunakan. Electroneurogram adalah serupa dengan elektromiogram (EMG), tetapi kemudian digunakan untuk memvisualisasikan aktivitas otot. Sebuah electroencephalogram (EEG) adalah jenis tertentu electroneurogram di mana beberapa elektroda ditempatkan di sekitar kepala dan aktivitas umum otak dicatat, tanpa memiliki resolusi sangat tinggi untuk membedakan antara aktivitas berbagai kelompok neuron .Electroneurogram Sebuah biasanya diperoleh dengan menempatkan elektroda di jaringan saraf . Aktivitas listrik yang dihasilkan oleh neuron dicatat oleh elektroda dan dikirim ke suatu sistem akuisisi , yang biasanya memungkinkan untuk memvisualisasikan aktivitas neuron. Setiap baris vertikal di suatu electroneurogram merupakan salah satu neuron potensial aksi . Tergantung pada presisi dari elektroda yang digunakan untuk merekam aktivitas saraf, electroneurogram bisa berisi aktivitas neuron tunggal untuk ribuan neuron. Para peneliti mengadaptasi ketepatan mereka elektroda baik fokus pada satu aktivitas neuron atau aktivitas umum dari sekelompok neuron , kedua strategi memiliki keunggulan mereka.

2.1.2 Elektromyograph (EMG)

Elektromiografi (EMG) adalah teknik untuk mengevaluasi dan merekam aktivitas listrik yang dihasilkan oleh otot rangka. EMG dilakukan dengan menggunakan alat yang disebut electromyograph, untuk menghasilkan merekam disebut suatu elektromiogram. Electromyograph Sebuah mendeteksi potensial listrik yang dihasilkan oleh sel-sel otot ketika sel-sel ini elektrik atau neurologis diaktifkan. Sinyal dapat dianalisis untuk mendeteksi kelainan medis, tingkat aktivasi, rangka perekrutan atau untuk menganalisis biomekanik gerakan manusia atau hewan.

Percobaan yang pertama kali didokumentasikan berurusan dengan EMG dimulai dengan Francesco Redi bekerja ‘s pada tahun 1666. Redi menemukan otot yang sangat khusus dari ikan sinar listrik ( listrik Eel ) listrik yang dihasilkan. Dengan 1773, Walsh telah mampu menunjukkan bahwa jaringan otot ikan Belut itu bisa menghasilkan percikan listrik. Pada 1792, sebuah publikasi

berjudul De Motu Viribus Electricitatis di Musculari Commentarius muncul, ditulis oleh Luigi Galvani , di mana penulis menunjukkan bahwa listrik bisa memulai kontraksi otot. Enam dekade kemudian, pada tahun 1849, Emil du Bois-Reymond menemukan bahwa hal itu juga memungkinkan untuk merekam aktivitas listrik selama kontraksi otot sukarela. Perekaman yang nyata pertama dari kegiatan ini dibuat oleh Marey pada tahun 1890, yang juga memperkenalkan elektromiografi panjang. Pada tahun 1922, Gasser dan Erlanger menggunakan osiloskop untuk menunjukkan sinyal-sinyal listrik dari otot. Karena sifat stokastik dari sinyal myoelectric, hanya informasi yang kasar dapat diperoleh dari pengamatan tersebut. Kemampuan mendeteksi sinyal elektromiografi meningkat terus dari tahun 1930 melalui 1950, dan peneliti mulai menggunakan elektroda ditingkatkan lebih luas untuk studi otot. Penggunaan klinis dari permukaan EMG (sEMG) untuk pengobatan gangguan yang lebih spesifik dimulai pada tahun 1960-an. Hardyck dan peneliti nya adalah (1966) pertama praktisi menggunakan sEMG. Pada awal 1980-an, Cram dan Steger memperkenalkan metode klinis untuk memindai berbagai otot menggunakan perangkat penginderaan EMG. Hal ini tidak sampai pertengahan tahun 1980-an bahwa integrasi teknik dalam elektroda telah cukup maju untuk memungkinkan produksi batch instrumentasi kecil dan ringan diperlukan dan amplifier. Saat ini, sejumlah amplifier yang cocok tersedia secara komersial. Pada awal 1980-an, kabel yang menghasilkan sinyal dalam kisaran yang diinginkan mikrovolt menjadi tersedia. Penelitian terbaru telah menghasilkan pemahaman yang lebih baik dari sifat permukaan rekaman EMG. Elektromiografi permukaan semakin digunakan untuk merekam dari otot-otot yang dangkal di klinis atau kinesiological protokol, di mana elektroda intramuskular digunakan untuk menyelidiki otot dalam atau aktivitas otot lokal. Ada banyak aplikasi untuk penggunaan EMG. EMG digunakan secara klinis untuk diagnosis masalah neurologis dan neuromuskular. Hal ini digunakan oleh kiprah diagnostik laboratorium dan oleh dokter terlatih dalam penggunaan penilaian biofeedback atau ergonomis. EMG juga digunakan dalam berbagai jenis laboratorium penelitian, termasuk mereka yang terlibat dalam biomekanik , kontrol motor, neuromuskuler fisiologi, gangguan gerak, kontrol postural, dan terapi fisik

2.1.3 Elektroretinograph (ERG)

Electroretinography mengukur respon listrik dari berbagai jenis sel di retina , termasuk fotoreseptor ( batang dan kerucut ), sel-sel retina dalam ( bipolar dan amacrine sel), dan sel ganglion . Elektroda biasanya ditempatkan di kornea dan kulit di dekat mata , meskipun ada kemungkinan untuk merekam ERG dari elektroda kulit. Selama rekaman, mata pasien terkena standar rangsangan dan sinyal yang dihasilkan akan ditampilkan dan menunjukkan perjalanan waktu amplitudo sinyal (tegangan). Sinyal sangat kecil, dan biasanya diukur dalam

microvolts atau nanovolts. Para ERG terdiri dari potensi listrik disumbangkan oleh jenis sel yang berbeda dalam retina, dan kondisi stimulus (stimulus flash atau pola, apakah cahaya latar belakang hadir, dan warna dari stimulus dan latar belakang) dapat menimbulkan respon yang kuat dari komponen tertentu.

Jika ERG flash dilakukan pada mata gelap disesuaikan, terutama respon dari sistem batang . ERGs kilat dilakukan pada mata yang diadaptasi cahaya akan mencerminkan aktivitas sistem kerucut . Berkedip cukup cerah akan menimbulkan ERGs berisi sebuah gelombang (defleksi negatif awal) diikuti oleh gelombang b-(defleksi positif). Tepi terkemuka dari gelombang-diproduksi oleh fotoreseptor, sementara sisanya gelombang dihasilkan oleh campuran sel termasuk fotoreseptor, bipolar , amacrine , dan sel Muller atau glia Muller . [1]

Pola ERG, yang ditimbulkan oleh stimulus dam bergantian, terutama mencerminkan aktivitas sel-sel ganglion retina.

2.1.4 Elektrooculograph (EOG)

Electrooculography (EOG / EOG) adalah teknik untuk mengukur potensial istirahat dari retina . Sinyal yang dihasilkan disebut electrooculogram tersebut. Aplikasi utama dalam ophthalmologis diagnosis dan dalam rekaman gerakan mata. Berbeda dengan electroretinogram , EOG tidak mewakili respon terhadap rangsangan visual individu. Pengukuran gerakan mata: Biasanya, pasang elektroda ditempatkan baik di atas dan di bawah mata atau ke kiri dan kanan mata. Jika mata digerakkan dari posisi pusat terhadap satu elektroda, elektroda ini “melihat” sisi positif dari retina dan elektroda yang berlawanan “melihat” sisi negatif dari retina. Akibatnya, terjadi perbedaan potensial antara elektroda. Dengan asumsi bahwa potensial istirahat adalah konstan, potensi tercatat adalah ukuran untuk posisi mata. Prinsip electrooculography, mata bertindak sebagai dipol di mana kutub anterior positif dan kutub posterior negatif. 1. Tatapan Kiri: kornea pendekatan elektroda dekat canthus luar dari mata kiri, mengakibatkan perubahan positif terjadi di perbedaan potensial dicatat dari itu. 2. Tatapan Kanan: kornea pendekatan elektroda dekat canthus dalam dari mata kiri, mengakibatkan perubahan positif terjadi di perbedaan potensial direkam dari itu (A, penguat AC / DC). Diagnosis ophthalmologis: EOG ini digunakan untuk menilai fungsi dari epitel pigmen. Selama adaptasi gelap , potensial istirahat berkurang sedikit dan mencapai minimum (“palung gelap”) setelah beberapa menit. Ketika cahaya diaktifkan, peningkatan yang substansial dari potensial istirahat terjadi (“puncak cahaya”), yang menurun setelah beberapa menit ketika retina beradaptasi dengan cahaya. Rasio tegangan (cahaya yaitu puncak dibagi dengan palung gelap) dikenal sebagai rasio Arden. Dalam prakteknya, pengukuran mirip dengan rekaman gerakan mata (lihat di atas). Pasien diminta untuk beralih posisi mata berulang-ulang antara dua titik (biasanya ke kiri dan kanan dari pusat). Karena posisi ini adalah konstan, perubahan dalam potensi tercatat berasal dari perubahan dalam potensial istirahat.

2.1.5 Elektrocardiograph (ECG)

Elektrokardiograf merupakan merupakan alat bantu dokter untuk mengetahui aktivitas listrik jantung, yang merekam aktivitas kelistrikan jantung dalam waktu tertentu. Namanya terdiri atas sejumlah bagian yang berbeda: elektro, karena berkaitan dengan elektronika, kardio, kata Yunani untuk jantung, gram, sebuah akar Yunani yang berarti “menulis”. Analisis sejumlah gelombang dan vektor normal depolarisasi dan repolarisasi menghasilkan informasi diagnostik yang penting.

Adapun fungsi dari elektrokardiogram:

Merupakan standar emas untuk diagnosis aritmia jantung EKG memandu tingkatan terapi dan risiko untuk pasien yang dicurigai ada

infark otot jantung akut

EKG membantu menemukan gangguan elektrolit (mis. hiperkalemia dan hipokalemia)

EKG memungkinkan penemuan abnormalitas konduksi (mis. blok cabang berkas kanan dan kiri)

EKG digunakan sebagai alat tapis penyakit jantung iskemik selama uji stres jantung

EKG kadang-kadang berguna untuk mendeteksi penyakit bukan jantung (mis. emboli paru atau hipotermia)

2.1.6 Electroencephalograph (EEG)

Electroencephalography (EEG) adalah rekaman listrik aktivitas di sepanjang kulit kepala . EEG mengukur fluktuasi tegangan yang dihasilkan dari arus ionik dalam neuron dari otak . Dalam konteks klinis, EEG mengacu pada rekaman aktivitas listrik otak spontan selama periode waktu yang singkat, biasanya 20-40 menit, seperti yang dicatat dari beberapa elektroda ditempatkan pada kulit kepala . Dalam neurologi , utama diagnostik aplikasi EEG dalam kasus epilepsi , karena kegiatan epilepsi dapat membuat kelainan yang jelas pada studi EEG standar. Sebuah penggunaan klinis sekunder EEG dalam diagnosis koma , encephalopathies , dan kematian otak . EEG digunakan untuk menjadi metode pertama-line untuk diagnosis tumor , stroke yang dan lain gangguan otak fokal, tetapi menggunakan ini telah menurun dengan munculnya teknik-teknik pencitraan anatomi dengan tinggi (<1 mm) resolusi spasial seperti MRI dan CT . Meskipun resolusi spasial terbatas, EEG terus menjadi alat yang berharga untuk penelitian dan diagnosis, terutama ketika milidetik jarak resolusi temporal (tidak mungkin dengan CT atau MRI) diperlukan. Derivatif dari teknik EEG termasuk membangkitkan potensi (EP), yang melibatkan rata-rata aktivitas EEG waktu

dikunci dengan penyajian stimulus dari beberapa macam (visual, somatosensori , atau pendengaran). Event-terkait potensi (ERP) mengacu pada rata-rata EEG tanggapan yang waktu dikunci untuk proses yang lebih kompleks dari rangsangan, teknik ini digunakan dalam ilmu kognitif , psikologi .

2.1.7 Electrogastrograph (EGG)

Sebuah electrogastrogram (TELUR) adalah grafik yang dihasilkan oleh suatu electrogastrograph, yang mencatat sinyal listrik yang berjalan melalui perut kontraksi otot-otot dan kontrol otot-otot ‘. Sebuah electrogastroenterogram (atau gastroenterogram) adalah prosedur serupa, yang menuliskan sinyal listrik tidak hanya dari perut, tetapi juga dari usus .Nama-nama ini terbuat dari bagian yang berbeda: elektro, karena berkaitan dengan aktivitas listrik, gastro, Yunani untuk perut, entero, Yunani untuk usus, gram, sebuah akar Yunani yang berarti “menulis”. Sebuah electrogastrogram dan gastroenterogram yang sama pada prinsipnya dengan elektrokardiogram (EKG) di bahwa sensor pada kulit mendeteksi sinyal listrik menunjukkan aktivitas otot dalam. Dimana elektrokardiogram mendeteksi aktivitas otot di berbagai daerah jantung, electrogastrogram mendeteksi gelombang-seperti kontraksi perut ( gerakan peristaltik ). Walter C. Alvarez memelopori penelitian awal electrogastrography di 1921-22.

2.2 Sejarah EMG

Didokumentasikan percobaan pertama tentang EMG dimulai dengan karya-karya Francesco Redi pada tahun 1666. Redi menemukan otot yang sangat khusus dari ikan pari listrik (Electric Eel) yang menghasilkan listrik. Pada 1773, Walsh telah mampu menunjukkan bahwa jaringan otot ikan Eel itu bisa menghasilkan percikan listrik. Pada tahun 1792, publikasi berjudul De Viribus Electricitatis di Motu Musculari Commentarius muncul, ditulis oleh Luigi Galvani, di mana penulis menunjukkan bahwa listrik bisa memulai kontraksi otot. Enam dekade kemudian, pada tahun 1849, Dubois-Raymond menemukan bahwa hal itu juga memungkinkan untuk merekam aktivitas listrik selama kontraksi otot sukarela. Rekaman sebenarnya pertama kegiatan ini dibuat oleh Marey pada tahun 1890, yang juga memperkenalkan elektromiografi panjang. Pada tahun 1922, Gasser dan Erlanger digunakan osiloskop untuk menampilkan sinyal-sinyal listrik dari otot. Karena sifat stokastik dari sinyal myoelectric, hanya informasi yang kasar dapat diperoleh dari pengamatan tersebut. Kemampuan mendeteksi sinyal elektromiografi meningkat secara stabil dari tahun 1930 hingga tahun 1950-an, dan peneliti mulai menggunakan elektroda ditingkatkan lebih luas untuk studi otot. Penggunaan klinis permukaan EMG (sEMG) untuk pengobatan gangguan yang lebih spesifik dimulai pada 1960-an. Hardyck dan peneliti nya adalah (1966) yang pertama menggunakan sEMG. Berikut adalah contoh bagaimana EMG bekerja:

http://medicareku.blogspot.com/2015/06/elektromyograph.html

Gambar 2.1. Cara Kerja Electromyography

Pada awal 1980-an, Cram dan Steger memperkenalkan metode klinis untuk memindai berbagai otot menggunakan perangkat pendeteksi EMG. Hal ini tidak sampai tengah 1980-an yang integrasi teknik dalam elektroda telah cukup maju untuk memungkinkan batch produksi dari instrumentasi kecil dan ringan yang dibutuhkan dan amplifier. Saat ini, sejumlah amplifier yang cocok tersedia secara komersial. Pada awal 1980-an, kabel yang menghasilkan sinyal dalam rentang mikrovolt diinginkan menjadi tersedia. Permukaan elektromiografi semakin digunakan untuk merekam dari otot-otot yang dangkal di protokol klinis atau kinesiological, dimana elektroda intramuskular digunakan untuk menyelidiki otot dalam atau aktivitas otot lokal.

2.2.1 Pemanfaatan EMG Dalam Ilmu KesehatanEMG digunakan secara klinis untuk diagnosis masalah neurologis dan

neuromuskular. Hal ini digunakan diagnosa oleh laboratorium kiprah dan oleh dokter terlatih dalam penggunaan biofeedback atau penilaian ergonomis. EMG juga digunakan dalam berbagai jenis laboratorium penelitian, termasuk mereka yang terlibat dalam biomekanik, kontrol motor, fisiologi neuromuskuler, gangguan gerak, kontrol postural, dan terapi fisik Sinyal EMG digunakan dalam aplikasi klinis dan biomedis. EMG digunakan sebagai alat diagnostik untuk mengidentifikasi penyakit neuromuskuler, menilai nyeri punggung bawah, dan gangguan kontrol motor. sinyal EMG juga digunakan sebagai sinyal kontrol untuk perangkat palsu seperti buatan tangan, lengan, dan tungkai bawah.

2.2.2 Aplikasi EMG Sebagai TeknologiEMG dapat digunakan untuk merasakan aktivitas otot isometrik di mana

tidak ada gerakan yang dihasilkan. Hal ini memungkinkan definisi dari sebuah kelas gerakan bergerak halus untuk mengontrol antarmuka tanpa diketahui dan tanpa mengganggu lingkungan sekitarnya. Sinyal ini dapat digunakan untuk mengontrol prosthesis atau sebagai sinyal kontrol untuk perangkat elektronik seperti ponsel atau PDA. Sinyal EMG telah ditargetkan sebagai kontrol untuk sistem penerbangan. Indera Manusia Grup pada NASA Ames Research Center di Moffett Field, CA berusaha meningkatkan antarmuka manusia-mesin dengan

langsung menghubungkan seseorang ke komputer. Dalam proyek ini, sinyal EMG digunakan untuk menggantikan joystick mekanis dan keyboard. EMG juga telah digunakan dalam penelitian menuju “kokpit dpt dipakai,” yang mempekerjakan gerakan EMG berbasis switch untuk memanipulasi dan mengendalikan tongkat yang diperlukan untuk penerbangan sehubungan dengan layar dgn berbasis.

Pengenalan suara yg tak disuarakan mengakui pidato dengan mengamati aktivitas EMG dari otot yang berhubungan dengan pidato. Hal ini ditargetkan untuk digunakan di lingkungan yang bising, dan dapat membantu bagi orang tanpa pita suara dan orang-orang dengan aphasia. EMG juga telah digunakan sebagai sinyal kontrol untuk komputer dan perangkat lainnya. Perangkat antarmuka berbasis pada EMG dapat digunakan untuk mengendalikan objek bergerak, seperti robot mobile atau kursi roda listrik. Hal ini mungkin membantu untuk individu yang tidak bisa mengoperasikan kursi roda yang dikendalikan joystick.. Permukaan EMG rekaman mungkin juga sinyal kontrol cocok untuk beberapa video game interaktif.

2.2.3 Prosedur Kerja EMGAda dua jenis EMG digunakan secara luas: EMG permukaan dan

intramuskular (jarum dan fine-kawat) EMG. Untuk melakukan EMG intramuskular, jarum elektroda atau jarum mengandung dua elektroda-kawat halus dimasukkan melalui kulit ke dalam jaringan otot. Seorang yang sudah terlatih atau profesional (seperti physiatrist, ahli saraf, atau terapis fisik) mengamati aktivitas listrik ketika memasukkan elektroda. Kegiatan insersional memberikan informasi berharga tentang keadaan otot dan saraf yang innervating. Otot normal saat kegiatan istirahat, sinyal-sinyal listrik normal ketika jarum dimasukkan ke dalamnya. Kemudian aktivitas listrik dipelajari ketika otot yang diam. Aktivitas spontan abnormal mungkin menunjukkan beberapa saraf atau kerusakan otot. Kemudian pasien diminta untuk kontrak otot lancar. Bentuk, ukuran, dan frekuensi potensi unit motor yang dihasilkan tentukan. Kemudian elektroda ditarik beberapa milimeter, dan sekali lagi kegiatan ini dianalisa sampai setidaknya 10-20 unit telah dikumpulkan. Setiap lagu elektroda hanya memberikan gambaran yang sangat lokal dari aktivitas seluruh otot. Karena otot berbeda dalam struktur batin, elektroda harus ditempatkan pada berbagai lokasi untuk mendapatkan penelitian yang akurat.

Intramuscular EMG dapat dianggap terlalu invasif atau tidak perlu dalam beberapa kasus. Sebaliknya, permukaan elektroda dapat digunakan untuk memantau gambaran umum aktivasi otot, sebagai lawan kegiatan hanya beberapa serat seperti yang diamati menggunakan EMG intramuskular. Teknik ini digunakan dalam beberapa jenis, misalnya, di klinik fisioterapi, aktivasi otot dipantau menggunakan EMG permukaan dan pasien memiliki stimulus auditori atau visual untuk membantu mereka tahu kapan mereka mengaktifkan otot

(biofeedback). Sebuah unit motor didefinisikan sebagai satu neuron motor dan semua serat otot itu innervates. Ketika kebakaran unit motor, dorongan (disebut potensial aksi) dilakukan menuruni neuron motor ke otot. Daerah mana kontak saraf otot disebut sambungan neuromuskuler, atau akhir pelat motor. Setelah potensial aksi ditransmisikan di persimpangan neuromuskuler, suatu potensial aksi adalah elicited di semua serat otot diinervasi dari unit motor tertentu. Jumlah dari semua aktivitas elektrik ini dikenal sebagai potensial aksi unit motor (MUAP). Kegiatan ini elektropsikologi dari unit motor multiple sinyal biasanya dievaluasi selama EMG sebuah. Komposisi unit motor, jumlah serat otot per unit motor, jenis metabolisme dari serat otot dan berbagai faktor lainnya mempengaruhi bentuk potensi motor unit di myogram tersebut. Uji konduksi saraf juga sering dilakukan pada waktu yang sama sebagai EMG untuk mendiagnosa penyakit saraf. Beberapa pasien dapat menemukan prosedur agak menyakitkan, sedangkan yang lain hanya mengalami sedikit ketidaknyamanan ketika jarum dimasukkan.

2.3 Hasil Kerja EMG

2.3.1 Hasil NormalJaringan otot saat istirahat biasanya elektrik aktif. Setelah aktivitas listrik

yang disebabkan oleh iritasi subsidi penyisipan jarum, Electromyograph harus mendeteksi ada aktivitas spontan abnormal (yaitu, otot pada istirahat harus elektrik diam, dengan pengecualian daerah sambungan neuromuskuler, yang, dalam keadaan normal , sangat spontan aktif). Ketika otot secara sukarela dikontrak, potensial aksi mulai muncul. Sebagai kekuatan kontraksi otot meningkat, serat otot lebih banyak dan lebih menghasilkan potensial aksi. Ketika otot sepenuhnya dikontrak, ada akan muncul sebuah kelompok teratur potensi tindakan tarif yang bervariasi dan amplitudo (a perekrutan lengkap dan pola interferensi)

2.3.2 Hasil AbnormalEMG digunakan untuk mendiagnosa penyakit yang umumnya dapat

diklasifikasikan ke dalam salah satu kategori berikut: neuropati, penyakit sambungan neuromuskuler dan myopathies. Penyakit neuropatik memiliki karakteristik berikut mendefinisikan EMG:

Sebuah amplitudo potensial aksi yang dua kali normal karena peningkatan jumlah serat per unit motor karena reinervasi dari serat denervasi

Peningkatan durasi aksi potensi

Penurunan jumlah unit motor di otot (seperti yang ditemukan menggunakan teknik nomor motor unit estimasi

Penyakit miopati memiliki karakteristik EMG menentukan:

Penurunan durasi tindakan potensial

Penurunan di daerah tersebut untuk rasio amplitudo potensial aksi

Penurunan jumlah unit motor di otot (dalam kasus yang sangat parah saja)

Karena individualitas masing-masing pasien dan penyakit, beberapa karakteristik ini mungkin tidak muncul dalam setiap kasus. Hasil abnormal dapat disebabkan oleh kondisi medis berikut (harap dicatat ini adalah tempat di dekat sebuah daftar lengkap dari kondisi yang dapat mengakibatkan EMG abnormal):

Beralkohol neuropati Amyotrophic lateral sclerosis

Sindrom kompartemen anterior

Aksiler saraf disfungsi

Distrofi otot Becker

Brakialis plexopathy

Carpal tunnel syndrome

Centronuclear miopati

Serviks spondylosis

Charcot-Marie-Tooth penyakit

Kronis kekebalan demielinasi Poli [radiculo] neuropati (CIDP)

Disfungsi saraf Common peroneal

Denervasi (stimulasi saraf berkurang)

Dermatomiositis

Distal disfungsi saraf median

Duchenne distrofi otot

acioscapulohumeral distrofi otot (Landouzy-Dejerine)

Paralisis periodik Keluarga

Disfungsi saraf femoralis

Kolom kondisi

Friedreich ataxia

Guillain-Barre

Lambert-Eaton Sindrom

Mononeuritis multiplex

Mononeuropathy

Penyakit Motor neuron

Beberapa sistem atrofi

Myasthenia gravis

Miopati (otot degenerasi, yang dapat disebabkan oleh sejumlah gangguan, termasuk distrofi otot)

Myotubular miopati

Neuromyotonia

Peripheral neuropati

Poliomyelitis

Polymyositis

Radial disfungsi saraf

Disfungsi siatik saraf

Polineuropati sensorimotor

Thyrotoxic paralisis periodik

Dekomposisi Sinyal EMG

Sinyal EMG pada dasarnya terdiri dari ditumpangkan potensi unit motor tindakan (MUAPs) dari beberapa unit motor. Untuk analisis yang menyeluruh, sinyal EMG diukur dapat dipecah menjadi MUAPs konstituen mereka. MUAPs dari unit motor yang berbeda cenderung memiliki bentuk karakteristik yang berbeda, sedangkan MUAPs dicatat oleh elektroda yang sama dari unit motor yang sama biasanya sama. Terutama ukuran MUAP dan bentuk tergantung pada tempat elektroda terletak sehubungan dengan serat sehingga dapat tampil berbeda jika posisi bergerak elektroda. dekomposisi EMG adalah non-sepele, meskipun banyak metode telah diusulkan.

2.4 Pengukuran Sinyal EMG

Sebuah signal EMG berasal dari beberapa unit motor dan didefinisikan sebagai jumlah dari semua MUAP ditambah noise dan artefacts. Ada beberapa tipe elektrode yang digunakan untuk mengukur signal EMG, yaitu needle electrodes, fine-wire electrodes, dan surface electrodes. Electromyogram dapat diukur dengan dua cara, secara invasive yaitu dengan memasukkan elektroda jarum pada otot yang akan diukur dan secara non invasive yaitu dengan meletakkan elektroda pada permukaan kulit. Sinyal yang dihasilkan dari perekaman dengan metoda non invasive ini akan menghasilkan sinyal surface electromyogram (sEMG). Metode non invasive ini lebih sering digunakan karena dapat dilakukan oleh personal selain dokter, dengan resiko yang minimal terhadap subject [4] Untuk keperluan aplikasi efek terapi panas maka elektrode yang sering digunakan adalah surface electrodes. Hal ini dikarenakan surface electrodes mudah pemasangannya juga tidak terlalu mengganggu aktivitas dari orang yang diteliti. Adapun susunan intrumen EMG dengan surface electrodes dapat dilihat pada Gambar 1.

https://deyra.wordpress.com/tag/emg/

Gambar 2.2. Susunan Instrumen EMG Dengan Surface Electrodes

BAB III

PENUTUP

3.1 Kesimpulan

Dari dasar teori yang telah disebutkan menunjukkan bahwa hampir semua manusia memiliki waktu kelelahan. Dari hasil pengamatan pada data pengukuran saat latihan dengan menggunakan terapi panas dapat dilihat bahwa kenaikan nilai magnitudo tidak terlalu tinggi untuk masing-masing pasien dibandingkan tanpa terapi pans dan pada frekuensi antara 50 HZ sampai dengan 100 HZ masih terdapat kenaikan-kenaikan nilai amplitudo untuk masing-masing pasien sedangkan apabila tanpa terapi panas frekuensi hanya berkisar 50 Hz saja, hal ini menandakan bahwa tingkat kelelahan dapat direduksi atau berkurang karena adanya terapi panas. Dengan menggunakan SPSS kita dapat membandingkan nilai maksimum dari magnitudo saat latihan dengan menggunakan terapi dan latihan tanpa menggunakan terapi. Hal ini menandakan bahwa dengan pemberian terapi panas dapat mengurangi tingkat kelelahan pada otot. Yang tergolong berfrekuensi tinggi adalah frekuensi arus listrik diatas 500.000 siklus perdetik (500.000 Hz). Listrik berfrekuensi tidak mempunyai sifat merangsang saraf motoris atau saraf sensoris, kecuali dilakukan rangsangan dengan pengulangan yang lama. Batas frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 500.000 z frekuensi rendah ini mempunyai efek merangsang saraf dan otot sehingga terjadi kontraksi otot. Untuk pemakain dalam jantung waktu singkat dan bersifat merangsang persarafan otot, maka dipakai arus faradic. Sedangkan untuk jangka waktu lama dan bertujuan merangsang otot yang telah kehilangan persarafan maka dipakai arus listrik yang intereptur/terputus-putus atau arus DC yang telah dimodifikasi. Selain arus DC ada pula menggunakan arus AC dengan frekuensi 50 Hz arus AC ini serupa dengan arus DC, mempunyai kemkampuan antara lain: merangsang saraf sensorik, merangsang saraf motoris, dan berefk kontraksi otot.

3.2 Saran

Dalam peningkatan mutu dan kualitas penelitian, khususnya dalam dunia

biomedika, perlu adanya suatu penelitian lebih lanjut tentang tingkat kelelahan pada

manusia dengan menggunakan sinyal listrik terutama EMG sebagai bahan penelitian pada

makalah ini.

DAFTAR PUSTAKA

[1] Bills,A.G., The Psychology of Efficiency, Harper, New York, 1943.

[2] LUTTMANN, A., 1996, “Physiological basisand concepts of

electromyography in: Electromyography in ergonomics”, edited by Shrawan

Kumar and Anil Mital, Institut fur Arbeitsphysiologie an der

UniversitatDortmund, Dortmund. Taulor & FrancisPublishers

[3] Day Scott, Important Factor in Surface EMG Measurement ,

BortecBiomedical,2001.

[4] Electromyography: Macam-Macam Sinyal Listrik dalam Biomedika, tersedia di: https://deyra.wordpress.com/tag/emg/, diakses pada 25 September 2015.

[5] Tentang Electromyography dan Sinyal-Sinyal pada Otot, tersedia di: http://medicareku.blogspot.com/2015/06/tentang-elektromyograph-emg-sinyal-otot.html, diakses pada 25 September 2015.

“BIOELEKTRISITAS SEBAGAI TRANDUSER PANAS TERHADAP KELELAHAN OTOT DENGAN SINYAL EMG”

Disusun Untuk Memenuhi Tugas Matakuliah Elektronika Medika

Disusun Oleh:

1) Safruddin Amin NRP 1103131001

2) Bachrul Arief Firmansyah NRP 1103131002

3 – D3 Teknik Elektronika A

PROGRAM STUDI TEKNIK ELEKTRONIKA

DEPARTEMEN TEKNIK ELEKTRO

POLITEKNIK ELEKTRONIKA NEGERI SURABAYA

2015/2016