Makalah Sistem Instrumentasi Medik

Electroencephalograph (EEG)

Disusun oleh:

Yudi Palinggi

H21112287

JURUSAN FISIKA

FAKULTAS MATEMATIKA DAN ILMU PENGETAHUAN ALAM

UNIVERSITAS HASANUDDIN

MAKASSAR

2016

BAB I

PENDAHULUAN

I.1 Latar Belakang

Perkembangan di bidang teknik khususnya dalam bidang pengukuran

dan perekaman listrik di akhir abad ke-19 memberikan suatu sumbangan

yang besar di bidang modern neuroscience. Pada tahun 1929, seorang

psikiater Jerman yang bernama Hans Berger, yang bekerja di kota Jena,

mengumumkan bahwa adalah mungkin untuk merekam arus listrik yang

lemah yang dihasilkan pada otak, tanpa membuka tengkorak, dan untuk

melukiskannya ke suatu kertas. Berger menamakan format perekaman yang

baru ini sebagai Electroencephalograph (EEG). Ini adalah suatu penemuan

revolusioner, dan sesungguhnya, Berger menemukan suatu cabang yang

sangat penting dan baru dari ilmu pengetahuan medis yang dinamakan

neurophysiology klinis.

Gambar 1. Gelombang yang dihasilkan oleh otak

Terkesan dengan berbagai kemungkinan untuk membangun peta

bidimensional menyangkut aktivitas EEG di atas permukaan otak, W. Gray

Walter menemukan toposcope pada tahun 1957.Toposcope ini adalah suatu

alat yang kompleks. Toposcope itu mempunyai 22 tabung sinar katoda

(yang serupa dengan tabung TV), masing-masing di antara tabung sinar

katoda itu dihubungkan ke sepasang elektroda yang dipasang ke tengkorak..

Elektroda diatur di dalam suatu susunan geometri, sehingga masing-masing

tabung bisa melukiskan intensitas dari beberapa irama yang menyusun EEG

di dalam area otak tertentu. Susunan tabung CRT ini, sedemikian rupa

sehingga display phosphorescent spiral menunjukkan secara serempak irama

yang menunjukkan bagian tertentu dari otak.

Gray Walter meminta pasiennya untuk melaksanakan beberapa tugas

mental dengan hasil bahwa irama EEG diubah ke dalam jalan berbeda,

waktu dan bagian-bagian dari otak. Gray Walter menjadi yang pertama yang

membuktikan, bahwa yang disebut sebagai irama alfa (memperlihatkan

status beristirahat) menghilang dari hampir semua otak selama suatu tugas

mental yang menuntut kesadaran, diganti oleh suatu irama lebih cepat, yaitu

gelombang beta. Hal itu dengan seketika nyata ke ahli saraf bahwa

toposcope bisa memberikan suatu bantuan untuk menemukan lokasi epilepsi

(poin-poin dimana suatu gangguan hebat dimulai di dalam otak, dalam

kaitan dengan suatu luka lokal, tumor atau perubahan fungsional).

I.2 Ruang lingkup

Ruang lingkup pada penulisan makalah ini dibatasi pada pengenalan

tentang Electroencephalograph (EEG) beserta prinsip kerjanya.

I.3 Tujuan

a. Mengetahui kegunaan alat Electroencephalograph (EEG).

b. Mengetahui prinsip kerja alat Electroencephalograph (EEG).

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

II.1 Electroencephalograph (EEG).

EEG merupakan alat yang didesain untuk mengukur aktivitas elektrik

pada otak manusia. Pada umumnya, EEG dipasang dengan menempelkan

elektroda pada kepala pasien. Gelombang otak yang terdeteksi merupakan

penjumlahan neural di otak yang disebabkan oleh rangsangan dari indera

maupun dari pikiran.

Rekaman yang terakhir dari volume konduktor bidang diproduksi

oleh jutaan persambungan antara saraf-saraf. Komponen saraf yang

menghasilkan arus adalah dendrites, axons dan sel tubuh. Bagian-bagian

dari otak tidak seragam tetapi bervariasi pada lokasi yang berbeda. Dengan

demikian dapat dikatakan EEG bervariasi, tergantung pada lokasi rekaman

elektroda tersebut diletakan. Informasi sensor dikirim ke otak oleh frekuensi

yang dimodulasi dari tindakan yang menyebabkan kegiatan potensi saraf

pada daerah tertentu dari otak tergantung pada jenis sensor informasi dan

rangsangan dari dalam tubuh. Demikian pula keputusan untuk melakukan

gerakan, sebagai respons atas sensor informasi, muncul di berbagai bagian

otak, tergantung pada jenis gerakan dan lokasi di dalam tubuh, dan

pemberikan listrik menimbulkan aktivitas di lokasi yang sesuai.

II.2 Elektroda EEG

Pada umumnya, penempatan elektroda disesuaikan dengan aturan

Federasi internasional Electroencephalograph. Tiga jenis sambungan

elektroda digunakan, yaitu:

a. Bipolar (antara pasangan elektroda, biasanya berdekatan).

b. Monopolar (antara satu elektroda dan elektroda referensi biasanya

terpasang ke salah satu atau kedua earlobes).

c. Monopolar (antara satu elektroda referensi dan dibentuk oleh rata-rata

semua elektroda lainnya yang menghubungkan mereka melalui resistor).

EEG biasanya merekam dengan subyek sadar tetapi istirahat di tempat

tidur dengan mata tertutup. Perekaman juga dapat dilakukan dengan subjek

tidur atau ketika hyperventilating (selama bernapas). Kedua kondisi ini

dapat menimbulkan pola abnormal yang tidak dapat muncul dalam keadaan

istirahat. Selama tidur dengan pola amplitudo tinggi, frekuensi rendah,

kecuali selama REM (pergerakan mata) ketika tidur amplitudo rendah,

komponen frekuensi tinggi, mirip dengan pola saat sadar. Selama REM

orang itu bermimpi, mata yang bergerak cepat, karena mungkin saat sadar

dan waspada, dan otot adalah nada yg dikecilkan melalui tubuh, kecuali

untuk otot mata. Artefak mungkin dihasilkan oleh variasi elektroda dan

kegiatan otot di wajah, kepala dan mata. Pulsa mungkin menghasilkan

artefak dengan mengubah impedansi antara elektroda pada masing-masing

detak jantung.

Gambar 2.1 sistem elektroda yang direkomendasikan oleh international

Federation of EEG Societies.

II.3 Blok diagram EEG

Proses transmisi sinyal dapat dimengerti dengan melihat gambar 2.2.

Kebel elektroda disambungkan ke 8-channel selector untuk mengarahkan

sinyal yang dideteksi. Pengukuran tegangan dapat diambil di antara

elektroda berbatasan, ini disebut sambungan dwikutub, atau pengukuran

dapat diambil dari salah satu elektroda untuk titik kesamaan yang

dikembangkan oleh sirkuit resistor. Komponen penting dalam diagram

EEG adalah amplifer dan filter.

II.3.1Amplifer

Amplifier digunakan karena EEG harus memiliki penguatan yang

tinggi dan karakteristik noise yang rendah sebab amplitudo tegangan EEG

sangat rendah. Amplifier yang digunakan harus bebas dari interferensi

sinyal dari kabel listrik atau dari peralatan elektronik yang lain. Noise

sangat berbahaya di dalam kerja EEG karena gelombang elektroda yang

dilekatkan pada kulit kepala hanya beberapa mikrovolt ke amplifier.

Amplifier digunakan untuk meningkatkan amplitudo hingga beratus-ratus

bahkan beribu-ribu kali dari sinyal yang lemah yang hanya beberapa

mikrovolt.

II.3.2Filter

Filter biasanya digunakan untuk meminimalkan kerusakan jaringan,

misalnya jaringan otot. Filter pada alat EEG mempunyai beberapa pilihan

posisi yang biasanya ditandai dengan tetapan waktu. Suatu nilai satuan

tetapan waktu yang diset untuk kontrol frekuensi rendah adalah 0,03; 0,1;

0,3; dan 1,0 detik. Tetapan waktu ini sesuai dengan 3 dB menunjuk pada

frekuensi 5,3; 1,6; 0,53; dan 0,16 Hz. Di atas frekuensi cut-off dan dikontrol

dengan filter high-frekuensi. Beberapa nilai dapat dipilih, diantaranya

adalah 15, 30, 70, dan 300 Hz.

II.4 Electroencephalograms

Gelombang otak normal setiap individu berkisar dari frekuensi

rendah. Secara periodik, gelombang otak ketika dalam keadaan tertidur

berada di bawah 4Hz.

Sinyal EEG dapat diketahui dengan menggunakan elektroda yang

dilekatkan pada kepala. Tegangan sinyalnya berkisar 2 sampai 200 μV,

tetapi umumnya 50 μV. Frekuensinya bervariasi tergantung pada tingkah

laku. Daerah frekuensi EEG yang normal rata-rata dari 0,1 Hz hingga 100

Hz, tetapi biasanya antara 0,5 Hz hingga 70 Hz. Variasi dari sinyal EEG

yang terkait dengan frekuensi dan amplitudo mempengaruhi diagnostik.

Daerah frekuensi EEG dapat diklasifikasikan menjadi empat bagian untuk

analisis EEG, yaitu :

Delta (δ) (0,5 – 4) Hz

Theta (θ) (4 – 8) Hz

Alpha (α) (8 – 13) Hz

Beta (β) (13 – 22) Hz

II.5 Penggunaan EEG untuk diagnosis

Penggunaan EEG yang utama adalah alat diagnostik untuk epilepsi.

Epilepsi yang ditandai dengan tak terkendalinya secara berlebihan dari

kegiatan di semua bagian otak. Jika kegiatan di atas sebuah ambang, pasien

akan memperlihatkan gejala; seperti berkejang contractions dari otot;

absences di mana pasien menyadarinya dari lingkungan mereka dan tidak

menanggapi stimuli untuk hitungan detik atau menit, atau perilaku

abnormal.

Partial epilepsi dapat melibatkan salah satu bagian otak. Itu biasanya

timbul dari suatu wilayah otak yang sudah rusak atau berparut lainnya yang

memiliki beberapa keabnormalan mengompresi otak, seperti tumor.

Tergantung pada situs yang fokus, dapat menimbulkan gelombang

contractions menjalar melalui tubuh, yang kehilangan daya ingat jangka

pendek saja, sebuah serangan mengamuk atau takut, atau gerakan yang

berulang. Pasien mungkin atau mungkin tidak sadar akan menyerang tetapi

tidak dapat mengendalikan ini.

II.6 Troubleshooting EEG

1) Elektroda

a. Posisi yang tidak tepat

b. Kontak antara elektroda dengan kepala buruk

c. Gel yang kering

d. Keringat pasien

2) Psikologi

a. Penggunaan ECG

b. Gerakan wajah

c. Rambut yang menghalangi

d. Nafas yang tidak lancer

3)Electrical

a. Adanya gangguan pada perangkat

b. Gangguan radio frekuensi

c. Defibrilasi

d. Penggunaan Pacemakers dan stimulasi saraf.

BAB III

PENUTUP

III.1 Kesimpulan

1. Electroencephalograph (EEG) dapat digunakan untuk mendeteksi

gelombang otak. Gelombang yang terdeteksi digunakan untuk dignosa

penyakit oleh ahli saraf.

2. Filter biasanya digunakan untuk meminimalkan kerusakan jaringan,

misalnya jaringan otot.

3. Troubleshooting yang muncul pada EEG biasanya dipengaruhi oleh

elektroda, psikologi pasien dan sifat elektrik dari alat.

III.2 Saran

Diharapkan kepada setiap pembaca untuk mengerti tentang EEG

terutama pada prinsip kerja alat, troubleshooting yang muncul serta cara

membaca grafik yang dihasilkan.