Photoplethysmograph Portable Menggunakan Raspberry Pi

Abstract

Metode non-invasive untuk memonitor fungsi jantung yang sederhana adalah Photoplethysmography. Pada tulisan ini diuraikan Photoplethysmography dengan dua sumber cahaya (reflektif dan transmitter), satu fotosensor dengan dua kali pengkondisi sinyal (double BPF). Informasi sinyal detak jantung dimodulasikan pada frekuensi audible yang dihasilkan oleh osilator (IC555 timer) kemudian dikonversi menjadi data digital oleh USB sound card (sebagai ADC). Pemrosesan sinyal dilakukan menggunakan Raspberry Pi dan sofware JavaFX. Bentuk gelombang PPG, pulse, meanRR, sdRR, rMSSD, pNN50 dapat ditampilkan pada layar LCD 5 inch. Gelombang PPG morfologinya sama dengan gelombang ABP, dengan akuisi sinyal yang tepat, PPG menawarkan hal baru untuk manajemen penanganan PAD pada penderita diabetes militus, gagal ginjal dan usia lanjut. Dengan alat ini, detak jantung dapat dihitung dengan presentase kesalahan 0.098%. Pada display dapat ditampilan grafik gelombang yang menyerupai dengan bentuk gelombang masukan dan menjadi masa depan untuk pengganti ABP. Perbandingan pengukuran detak jantung antara alat dengan pulse oximetry menunjukan deviasi antara 0.1 - 0.4.

A simple non-invasive method for monitoring cardiac function is Photoplethysmography. This paper describes Photoplethysmography with two light sources (reflective and transmitter), one photosensor with two signal conditioners (double BPF). The heart rate signal information is modulated at an audible frequency generated by the oscillator (IC555 timer) then converted into digital data by the USB sound card (as an ADC). Signal processing is performed using Raspberry Pi and JavaFX software. PPG, pulse, meanRR, sdRR, rMSSD, pNN50 waveforms can be displayed on the 5 inch LCD screen. The PPG wave is morphologically the same as the ABP wave, with precise signal acquisition, PPG offers a novelty for the management of PAD in people with diabetes mellitus, kidney failure and the elderly. With this tool, the heart rate can be calculated with an error percentage of 0.098%. On the display can be displayed a wave graph that resembles the input waveform and is a future for ABP replacement. Comparison of heart rate measurements between the device and pulse oximetry shows a deviation between 0.1 - 0.4.