Poltekkes Depkes Jakarta II

Teknik Elektromedik

Kata Pengantar

Sungguh mengucap syukur kepada Tuhan Yang Maha Esa untuk setiap berkat-berkat-

Nya yang begitu besar, karena pada saat inipun Saya dapat menyelesaikan makalah

tentang alat Fetal Heart Doppler ini.

Pada kesempatan ini Saya hanya akan membahas alat Fetal Heart Doppler secara

umum saja dikarenakan waktu yang terbatas. Adapun cakupan masalah yang akan

dibahas sebatas pengertian tentang alat, pembahasan prinsip kerja, cara kerja alat,

perawatan alat, pengoperasian alat, pembahasan blok diagram, serta pembahasan wiring

diagram.

2

Daftar Isi

1. Kata Pengantar..........................................................................................................i

2. Daftar Isi..................................................................................................................ii

3. Daftar Gambar........................................................................................................iii

4. Latar Belakang.........................................................................................................1

5. Fungsi Fetal Heart Doppler......................................................................................2

6. Penggunaan Alat Fetal heart Doppler......................................................................2

7. Prinsip Dasar Fetal heart Doppler............................................................................2

8. Perbedaan USG dengan Fetal heart Doppler...........................................................3

9. Jenis-jenis Fetal heart Doppler.................................................................................3

10. Prosedur Penggunaan Fetal heart Doppler...............................................................3

11. Blok Diagram Fetal heart Doppler...........................................................................4

12. Penjelasan Blok Diagram Fetal heart Doppler.........................................................4

13. Hal-hal yang Perlu Diperhatikan..............................................................................5

14. Wiring Diagram Fetal heart Doppler.......................................................................5

15. Cara Kerja Rangkaian Fetal heart Doppler..............................................................8

16. Cara Kerja Keseluruhan Rangkaian Fetal Heart Doppler........................................9

17. Kesimpulan............................................................................................................10

18. Daftar Pustaka........................................................................................................11

3

Daftar Isi

1. Wiring Power Supply...............................................................................................4

2. Wiring Transmitter dan Receiver.............................................................................5

3. Wiring ADC.............................................................................................................6

4. Wiring Display.........................................................................................................6

4

Latar Belakang

Sejak ditemukannya Efek Doppler oleh seorang ahli fisika Austria yang bernama

Christian Doppler pada tahun 1842, mulai banyak sekali dilakukan riset oleh beberapa

ilmuwan yang memanfaatkan efek doppler ini untuk berbagai keperluan, mulai dari

sirene, keperluan astronomi, pengukuran temperatur, radar, pengukuran aliran fluida,

pengukuran kecepatan aliran darah, pengukuran kedalaman laut, bidang audio,

pengukuran getaran, hingga ke pencitraan medis yang salah satu aplikasinya adalah Fetal

Heart Doppler.

Pada awalnya kelainan pada janin tidak dapat diperiksa oleh siapapun, tetapi sejak

ditemukannya Fetal Heart Doppler oleh Dr. Edward H.Hon pada tahun 1958 yang

menggunakan sebuah transducer ultrasound yang dapat digunakan untuk memeriksa

detak jantung dari seorang janin untuk keperluan Perawatan Pranatal.

Hal ini membuat pemeriksaan janin pada ibu hamil dapat semakin mudah dilakukan dan

juga dapat menghasilkan data yang cukup akurat, sehingga alat ini terus-menerus

dikembangkan oleh para ilmuwan dan riset-riset dari beberapa perusahaan yang saling

bersaing untuk menjual alat ini, sehingga kini alat ini dapat memeriksa janin pada ibu

hamil dengan sangat akurat dan tidak terlalu sulit untuk digunakan, serta tidak

mempunyai resiko yang berbahaya dalam penggunaannya baik bagi pasien maupun bagi

operator itu sendiri.

5

Fetal Heart Doppler

1. Fungsi Fetal Heart DopplerFetal Heart Doppler adalah salah satu jenis monitoring janin. Fetal Heart Doppler

merupakan instrument non-invasive yang berfungsi untuk memeriksa dan mengukur

denyut jantung janin. Output dari fetal detektor berupa suara detak jantung dan juga dapat

berupa display Heart Rate (angka).

2. Penggunaan Alat Fetal Heart DopplerAlat Fetal Heart Doppler ini digunakan secara khusus hanya untuk pemeriksaan janin

pada ibu hamil, dimana transducer ditempelkan pada perut pasien dan diarahkan ke arah

rahim pasien untuk memeriksa denyut jantung pada janinnya.

3. Prinsip Dasar Fetal Heart DopplerFetal Heart Doppler mengukur denyut jantung janin dengan cara memancarkan dan

menerima gelombang suara ultrasonic kontinu dan memancarkan perubahan atau

pergeseran pada laras frekuensi dari gelombang suara ini. Ini yang disebut dengan Efek

Doppler.

4. Prinsip Kerja Fetal Heart DopplerFetal Heart Monitor menggunakan sebuah transducer atau probe yang berordo MHz

(jutaan siklus per detik), biasanya 2 atau 3 MHz, transducer ini berisikan kristal-kristal

piezoelectric yang mengirimkan pulsa-pulsa suara pendek pada daerah yang dituju pada

tubuh. Setiap kali satu dari gelombang suara ini dikirim oleh transducer (probe), alat

terhenti sesaat dan mendengarkan pantulan yang setiap kali Fetal Heart Doppler

6

menentukan kedalam dan arah dari setiap gelombang suara yang kembali dan merubah

sinyal itu menjadi detak jantung janin yang kita dengar. Detak jantung ini bukanlah detak

jantung bayi yang sebenarnya, melainkan hanyalah sebuah reproduksi suara yang

dipantulkan.

5. Perbedaan USG Dengan Fetal Heart DopplerPerbedaan yang paling mencolok pada USG dan Fetal Heart Doppler adalah frekuensi

yang digunakan, dimana pada USG Frekuensi yang digunakan itu lebih besar

dibandingkan dengan frekuensi yang digunakan pada Fetal Heart Doppler. Selain itu juga

waktu pemeriksaan pada Fetal Heart Doppler biasanya hanya memakan waktu kurang

dari 10 menit, sedangkan pada pemeriksaan yang sama (Denyut Jantung Janin) memakan

waktu 20-60 menit, sehingga pemeriksaan yang dilakukan pada janin leibh lama dan

lebih tinggi dosis ultrasonic yang dipancarkan dibandingkan dengan Fetal Heart Doppler.

6. Jenis-jenis Fetal Heart Doppler a. Jenis pocket (kecil) yang dapat ditempatkan dalam kantong.

b. Jenis portable (ukuran sedang ) yang dapat ditempatkan di meja.

c. Ukuran besar yang mobile.

7. Prosedur pengoperasian Fetal Heart Dopplera. Alat mempunyai dua sumber dari baterai dan PLN

b. Hidupkan alat dengan memutar knop atau potensio searah jarum jam

potensio tersebut berfungsi juga sebagai pengatur volume.

c. Oleskan Gell pada probe atau transducer.

d. Selanjutnya arahkan atau tempelkan transducer atau probe kearah bagian

yang akan diperiksa.

e. Dengarkan atau perhatikan display yang dihasilkan.

f. Catat hasil cara kerja alat.

g. Jika telah selesai matikan alat dan bersihkan alat dari gelly.

7

8. Block diagram Doppler

9. Cara Kerja Blok Diagram Fetal Heart Doppler

1. Blok Power Supply

Ini merupakan blok pemberi catu daya ke seluruh rangkaian yang ada pada

alat, dimana tegangan PLN sebesar 220V ditransformasi dan disearahkan

sesuai dengan kebutuhan perkomponen dan per blok pada alat.

2. Oscillator

Ini merpakan blok penghasil frekuensi tinggi yang berguna untuk

menghasilkan gelombang akustik / mekanik berfrekuensi tinggi nantinya.

3. Transmitter

Ini merupakan blok yang terbuat dari transducer berisikan kristal-kristal

yang sering disebut dengan Piezo Electric. Blok ini mengubah sinyal

8

Amplifier

Power Supply Oscillator Transmitter / Receiver

Objek

ADC Display

listrik berfrekuensi tinggi menjadi gelombang akustik / mekanik

berfrekuensi tinggi yang segera diarahkan kepada pasien.

4. Objek

Ini merupakan pasien yang akan diperiksa janinnya.

5. Receiver

Ini merupakan blok yang menerima pantulan gelombang akustik /

mekanik berfrekuensi tinggi yang telah tereduksi akibat atenuasi

gelombang selama proses pemantulan dan mengubahnya menjadi sinyal

listrik berfrekuensi tinggi.

6. Amplitudo

Ini merupakan blok yang berfungsi untuk menguatkan tegangan keluaran

dari receiver agar besar tegangannya dapat sesuai dengan resolusi yang

terdapat pada rangkaian ADC.

7. ADC

Ini merupakan blok yang mengubah sinyal listrik analog menjadi sinyal

listrik digital yang dapat digunakan untuk menjadi sinyal trigger untuk

rangkaian display.

8. Display

Ini merupakan blok yang terdiri dari decoder dan 7-segments yang

berfungsi menampilkan nilai detak jantung dari janin.

10.Hal –hal yang perlu diperhatikan Kebersihan pada alat

Volume suara

Display (penunjuk angka) dan pemeliharaannya

Penggunaan Gell sebagai media penghantar.

11. Wiring Diagram Fetal Heart Doppler

9

Gambar 1. Wiring Power Supply.

Gambar 2. Gambar Wiring Transmitter (atas) dan Receiver (bawah).

10

Gambar 3. Wriring ADC

Gambar 4. Wiring Display

11

12.Cara Kerja RangkaianPower Supply

Sumber tegangan jala-jala masuk dari PLN lalu masuk ke trafo stepdown untuk

diturunkan tegangannya menjadi 5 Volt, lalu melalui dioda bridge tegangan akan

disearahkan dan segera di filter oleh kapasitor C1 dan C2 agar didapat tegangan DC

ripple. Lalu arus masuk ke IC regulator 7805 yang akan meregulasi tegangan output

menjadi tegangan DC sebesar +5V yang stabil dan presisi.

Transmitter

Dirangkai berdasarkan pada sebuah 4 buah IC 4011 sebagai gerbang NAND. 2 dari

gerbang itu, IC1a dan IC1b, digunakan sebagai sebuah Astable CMOS konvensional

biasa yang menghasilkan frekuensi. Gerbang IC1c dan IC1d menyangga output dari

IC1a dan IC1b dan menjalankan transducer transmitter Ultrasonic, X1.

Receiver

Sinyal pantulan (echo) ultrasonic yang diterima oleh transducer X2. pertama-tama

dikuatkan oleh amplifier 2-stage yang berbasis transistor TR1 dan TR2, output dari

TR2 disearahkan oleh dioda D1 dan difilter oleh kapasitor C4. Hasilnya adalah sebuah

tegangan pada terminal inverting dari IC2 yang bervariasi antara 1-4 V dan 2-7 V

ketika X2 tidak menerima pantulan ultrasonic, tapi tegangan menjadi turun hingga 1-2

V ketika sebuah pantulan yang cukup kuat dari sebuah objek yang terdeteksi. Sinyal

yang telah disearahkan tadi mengalir menuju terminal input inverting pada komparator

Op-Amp IC2, pin 2. Sinyal yang dibandingkan dengan tegangan referensi yang

disetting dengan VR3, dan diteruskan ke terminal input Non-Inverting, pin 3. Output

pada pin 6 di IC2 adalah low ketika tidak terdapat pantulan, tetapi menjadi high ketika

sebuah hambatan berada di depan system yang terdeteksi.

ADC

Tegangan output dari pre-amplifier pada rangkaian receiver langsung diteruskan ke IC

LM356 sebagai amplifier yang mentrigger input dari ADC 0801 yang berfungsi

mengubah sinyal listrik analog menjadi sinyal listrik biner.

12

Display

Output berupa tegangan biner dari ADC segera diterima oleh IC Decoder untuk

dikonversi menjadi sinyal yang dapat mentrigger 7-segments untuk menampilkan

angka / nilai detak jantung janin. Pada rangkaian ini juga terdapat IC yang dapat

mengatur kerja ketiga 7-segments secara bergantian dengan frekuensi tinggi sehingga

terlihat seolah-olah ketiga 7-segments ini bekerja secara bersamaan.

13.Cara Kerja Keseluruhan RangkaianSumber tegangan jala-jala masuk dari PLN lalu masuk ke trafo stepdown untuk

diturunkan tegangannya menjadi 5 Volt, lalu melalui dioda bridge tegangan akan

disearahkan dan segera di filter oleh kapasitor C1 dan C2 agar didapat tegangan DC

ripple. Lalu arus masuk ke IC regulator 7805 yang akan meregulasi tegangan output

menjadi tegangan DC sebesar +5V yang stabil dan presisi.

Dirangkai berdasarkan pada sebuah 4 buah IC 4011 sebagai gerbang NAND. 2 dari

gerbang itu, IC1a dan IC1b, digunakan sebagai sebuah Astable CMOS konvensional

biasa yang menghasilkan frekuensi. Gerbang IC1c dan IC1d menyangga output dari

IC1a dan IC1b dan menjalankan transducer transmitter Ultrasonic, X1.

Sinyal pantulan (echo) ultrasonic yang diterima ileh transducer X2. pertama-tama

dikuatkan oleh amplifier 2-stage yang berbasis transistor TR1 dan TR2, output dari

TR2 disearahkan oleh dioda D1 dan difilter oleh kapasitor C4. Hasilnya adalah sebuah

tegangan pada terminal inverting dari IC2 yang bervariasi antara 1-4 V dan 2-7 V

ketika X2 tidak menerima pantulan ultrasonic, tapi tegangan menjadi turun hingga 1-2

V ketika sebuah pantulan yang cukup kuat dari sebuah objek yang terdeteksi. Sinyal

yang telah disearahkan tadi mengalir menuju terminal input inverting pada komparator

Op-Amp IC2, pin 2. Sinyal yang dibandingkan dengan tegangan referensi yang

disetting dengan VR3, dan diteruskan ke terminal input Non-Inverting, pin 3. Output

pada pin 6 di IC2 adalah low ketika tidak terdapat pantulan, tetapi menjadi high ketika

sebuah hambatan berada di depan system yang terdeteksi.

Tegangan output dari pre-amplifier pada rangkaian receiver langsung diteruskan ke IC

LM356 sebagai amplifier yang mentrigger input dari ADC 0801 yang berfungsi

mengubah sinyal listrik analog menjadi sinyal listrik biner.

13

Output berupa tegangan biner dari ADC segera diterima oleh IC Decoder untuk

dikonversi menjadi sinyal yang dapat mentrigger 7-segments untuk menampilkan

angka / nilai detak jantung janin. Pada rangkaian ini juga terdapat IC yang dapat

mengatur kerja ketiga 7-segments secara bergantian dengan frekuensi tinggi sehingga

terlihat seolah-olah ketiga 7-segments ini bekerja secara bersamaan.

14.KesimpulanWalaupun cara kerjanya sama dengan alat Ultra Sonograph (USG), tetapi dalam

penggunaannya alat ini memiliki spesifikasi khusus karena hanya digunakan secara

khusu dalam pemeriksaan denyut jantung pada janin, sedangkan USG digunakan secara

umum (digunakan untuk berbagai keperluan).

Alat Fetal Heart Doppler ini juga merupakan alat yang relatif aman penggunaannya

dalam pemeriksaan detak jantung janin pada ibu hamil, karena tidak memiliki radiasi,

serta menggunakan tegangan dan arus yang kecil, sehingga bila terjadi arus bocor

sekalipun tidak membahayakan pasien maupun operator yang menggunakannya.

14

15.Daftar Pustaka1. http://www.explorecircuits.com/circuit/

cir_ultrasonic_transmitter_receiver.htm

2. http://en.wikipedia.org/wiki/Doppler_fetal_monitor#cite_ref-

fetalsure.com_1-1

3. http://skema-rangkaian-elektronika.blogspot.com/2009/09/skema-

rangkaian-seven-segment.html

15