37

Bab III Perancangan Sistem

Dalam bab ini dibahas secara mendetil konsep dan langkah pembuatan program

yang akan diujikan pada subyek penelitian atau naracoba, protokol percobaan

pada naracoba, dan uji statistik yang akan digunakan untuk menganalisis hasil uji.

Program yang akan dibuat merupakan implementasi analisis VLJ yang telah

dibahas pada bab sebelumnya. Tujuan program tersebut adalah memudahkan

pengguna untuk mendapatkan hasil analisis dari data interval R-R secara otomatis

dan selanjutnya dikembangkan untuk memperoleh respons otonom terhadap

stimulus musik yang berbeda. Sebelum pembahasan tentang program yang dibuat

maka dijelaskan terlebih dahulu spesifikasi dan kemampuan program yang

dijadikan acuan.

III.1 Performa Program Acuan

Program atau perangkat lunak yang diambil sebagai acuan untuk pengembangan

program adalah Software for advanced HRV analysis yang dibuat oleh Niskanen

(2002) dari Departemen Fisika Terapan, Universitas Kuopio, Finlandia. Program

ini didapat dari hasil penelusuran Internet dan diberikan duplikat secara cuma-

cuma namun dengan izin grup peneliti tersebut. Program sejenis untuk analisis

HRV umumnya disediakan melalui Internet dalam format komersial. Program

acuan ini dipilih dengan alasan kehandalan dan autentikasi sebab program

merupakan produk akademis. Dengan program acuan ini, peneliti bermaksud

membuat program sejenis secara mandiri agar didapat performa yang minimal

setara atau bahkan lebih baik.

Program dibangun menggunakan program Matlab 6.1 (rilis 12.1). Versi final

program tersebut telah dikompilasi menjadi aplikasi stand-alone berbasis bahasa

C. Kemampuan program tersebut adalah perhitungan analisis HRV menurut

domain waktu dan domain frekuensi yang umum digunakan. Setelah analisis

dilakukan, program dapat menghasilkan sebuah lembar laporan yang dapat

disimpan atau dicetak. Masukan data interval RR ditentukan dalam format teks

38

ASCII. Tampilan antarmuka disusun sedemikian rupa sehingga mudah digunakan.

Secara lebih jelas dapat dilihat pada gambar III.1. berikut.

Gambar III.1. Tampilan utama program acuan HRV analysis

GUI dibagi atas tiga segmen, yakni segmen data browser pada sisi atas layar,

segmen opsi analisis pada sisi kiri bawah dan segmen hasil pada sisi kanan bawah.

Nilai-nilai opsi analisis yang ditunjukkan pada gambar di atas adalah nilai baku

yang disediakan oleh program. Interpolasi yang digunakan menggunakan metode

kubik dengan laju sebesar 4 Hz. Cakupan data dapat diubah dengan mudah

dengan menggeser garis pembatas pada segmen data browser. Segmen hasil

terdiri dari empat seksi yakni spektrum FFT dan spektrum AR (domain frekuensi),

statistik (domain waktu) dan plot Poincare. Detrending disediakan dengan

berbagai pilihan metode dan dapat pula dinonaktifkan. Detrending diperlukan

untuk mengkoreksi hasil SDNN dan mempertegas hasil pita frekuensi VLF.

39

Selanjutnya, laporan hasil ditampilkan dalam suatu lembar yang berisikan semua

segmen sebelumnya. Laporan tersebut ditunjukkan pada gambar III.2. berikut.

Gambar III.2. Tampilan laporan program acuan HRV analysis

Program tersebut dirancang untuk bekerja dalam sistem Windows. Setelah

dilakukan instalasi dari file instalasinya dengan ukuran 11 MB maka program

secara keseluruhan memiliki ukuran sebesar 30 MB. Program dapat dijalankan

langsung (executable) tanpa melalui Matlab terlebih dahulu.

Selanjutnya, setelah mempelajari fitur-fitur yang ditampilkan pada perangkat

lunak tersebut maka dilakukan perancangan perangkat lunak baru dengan

penempatan beberapa fitur yang sama dan pengembangan sesuai eksperimen.

40

III.2 Perancangan Perangkat Lunak Baru

III.2.1 Perancangan Tampilan Antarmuka (GUI) Program AnalisatorHRV

Perangkat lunak yang akan digunakan untuk membuat tampilan antarmuka

pengguna adalah Matlab® versi 7.5 (rilis 2007b). Matlab adalah program yang

dibuat oleh MathWorks™ sejak tahun 1996 dan telah mengalami revisi beberapa

kali. Matlab adalah pemrograman bahasa tinggi yang memiliki kemampuan yang

teruji untuk keperluan teknik dan sains dalam hal komputasi, visualisasi dan

pemograman. Sesuai kependekan namanya, Matlab menggunakan elemen basis

data dalam format larik (array). Matlab memiliki fitur-fitur yang terus

dikembangkan sesuai dengan keperluan pengguna, yakni berbagai macam

toolbox, konektiviti dengan peron lain (platform) dan Simulink.

Gambar III.3. Rancangan Grafik Antarmuka (GUI) program AnalisatorHRV v 1.0

Salah satu fitur yang digunakan dalam penelitian ini adalah aplikasi Graphical

User Interface (GUI). GUI merupakan peraga grafik yang berisi alat atau

komponen yang memberikan pengguna kesempatan untuk berinteraksi. Selain itu

GUI sangat berperan dalam memberikan sentuhan kepuasan bagi pengguna secara

visual. Kelebihan Matlab dalam aplikasi GUI adalah kemampuan untuk

menampilkan data dalam bentuk tabular atau plot serta mengelompokkan

komponen yang berhubungan. Matlab mengemas GUI dalam fitur yang

dinamakan GUI Development Environment (GUIDE).

Sebelum melakukan pemrograman GUI, langkah pertama adalah membuat tata

letak (layout) tampilan program akhir secara lengkap. Ukuran awal GUI atau

Desain Antarmuka

Panel Navigasi

Panel Masukan

Panel Proses

Panel Keluaran 1

Panel Keluaran 2

41

tampilan keseluruhan tidak difiksasi sebab disesuaikan dengan besarnya

komponen yang akan dituangkan. GUI lalu dibagi berdasarkan panel sebanyak 5,

yang terdiri atas panel navigasi, panel masukan, panel proses, panel grafik dan

panel statistik. Dasar pembagian panel tersebut adalah alur program, yakni

menerima masukan data diskrit berupa interval R-R, lalu diproses berdasarkan

metode-metode analisis VLJ dan akhirnya ditampilkan secara grafik dan statistik.

Secara lebih detil, komponen-komponen yang termuat dalam masing-masing

panel tersebut dijelaskan berikut ini. Sebagai catatan, bahwa kata-kata yang

digunakan sedapat mungkin menggunakan bahasa Indonesia dengan alasan

karakteristik pengguna dan rasa kebangsaan. Program aplikasi ini diberikan nama

AnalisatorHRV v 1.0.

a. Panel Navigasi

Gambar III.4. Tampilan panel Navigasi program AnalisatorHRV v 1.0

Berisikan menu dan tombol toolbar. Menu terbagi atas tiga, yakni Arsip, Laporan,

dan Bantuan. Menu Arsip memiliki submenu perintah Simpan dan Keluar. Menu

Laporan memiliki submenu perintah Lembar Laporan 1, Lembar Laporan 2 dan

Lembar Laporan Total. Menu Bantuan memiliki submenu Tentang dan Frequently

Asked Questions (FAQ). Terdapat pula empat icon yang berfungsi sebagai

penyimpan, pencetak, panduan penggunaan program dan data cursor. Data cursor

berguna untuk menampilkan angka pada grafik yang sesuai dengan posisi tetikus.

Posisi panel terletak pada bagian paling atas tampilan keseluruhan.

42

b. Panel Masukan

Gambar III.5. Tampilan panel Masukan program AnalisatorHRV v 1.0

Berisikan dua sub panel yang masing-masing berisi satu axes (istilah GUIDE

untuk komponen grafik), satu penggeser (slider), satu tombol dan satu teks statik.

Axes untuk menampilkan data interval R-R yang ditunjukkan bersama garis

penghubung antar data diskrit. Penggeser untuk mengatasi keterbatasan sudut

pandang aksis-x dalam tampilan dua dimensi. Teks statik menunjukkan sumber

file data tersebut diambil. Tombol Ambil Data bila ditekan akan menampilkan

jendela untuk mengambil file data dari harddisk. Dua subpanel bermanfaat untuk

membandingkan secara langsung data hasil eksperimen pada sebelum, sedang

atau sesudah perlakuan atau stimulus. Posisi terletak pada bagian tengah layar

tampilan. Panel tersebut tampil saat pertama program dijalankan dan sebagai

syarat untuk membuka panel lainnya. Posisi panel terletak pada bagian tengah atas

tampilan keseluruhan.

43

c. Panel Proses

Gambar III.6. Tampilan panel Proses program AnalisatorHRV v 1.0

Berisikan lima subpanel, yakni seleksi data, interpolasi data, detrending, estimasi

spektrum dan pita frekuensi. Panel proses digunakan untuk memberikan

parameter pengolahan kedua data interval RR yang telah dimasukkan sesuai

dengan yang dikehendaki oleh pengguna program. Subpanel seleksi data

digunakan untuk mengurangi cakupan data yang telah ada sesuai kebutuhan.

Durasi akan berubah secara otomatis sesuai rentang data yang ditentukan.

Subpanel interpolasi data digunakan untuk menentukan besarnya laju interpolasi

yang diinginkan sebab pada dasarnya data interval RR tersebut adalah data yang

iregular. Interpolasi dibutuhkan agar didapatkan data yang regular untuk

pengolahan estimasi spektrum. Detrending adalah suatu proses yang terintegrasi

dalam program ini untuk pengolahan data interval RR tersebut. Pengguna program

44

tetap harus memasukkan parameter alpha dalam opsi detrending. Estimasi

spektrum terdiri dari empat opsi, yakni jumlah titik, lebar window, overlap

window dan susunan model AR. Ketiga pertama adalah opsi untuk parameter

spektrum menggunakan metode FFT, sedangkan opsi terakhir untuk parameter

spektrum menggunkan metode AR (autoregresi). Subpanel terakhir adalah batasan

pita frekuensi yang diinginkan, walau sebenarnya telah ada ketentuan baku

rentang pita-pita tersebut. Nilai-nilai yang ditampilkan pada gambar III.3

tersebut adalah nilai baku yang ditentukan dalam program ini, sehingga apabila

terdapat perubahan maka nilai baku dapat dikembalikan dengan menekan tombol

‘Pilih nilai baku saja!’. Posisi panel terletak pada bagian kiri tampilan

keseluruhan.

d. Panel Keluaran Domain Frekuensi

Gambar III.7. Tampilan panel Keluaran program AnalisatorHRV v 1.0

Berisikan tiga tombol dan dua axes. Axes untuk menampilkan grafik hasil dari

perhitungan parameter dan spektrum yang dilanjutkan dari tahap proses. Tiga

tombol terdiri atas Spektrum FFT, Spektrum AutoRegresi (AR) dan Respons

Otonom yang masing-masing mengacu pada axes secara tidak bersamaan. Selain

itu, di antara kedua axes terdapat tabel yang menampilkan kuantisasi dari

periodogram. Pada subpanel spektrum AR terdapat opsi tambahan berupa pilihan

metode AR yang diinginkan, yakni menurut Modified Covariance, Burg atau

Yule-Walker. Pada program ini dipilih opsi modified covariance sebagai baku.

Subpanel respons otonom adalah fitur baru yang diunggulkan pada program ini

45

sebab tidak tersedia pada program acuan. Terdapat dua axes, yakni Fungsi

Transfer menurut Welch dan plot Simpatik-Parasimpatik. Axes yang kedua

merupakan inovasi pada program ini dan sangat bermanfaat untuk dapat melihat

dengan singkat deviasi otonom yang terjadi pada data. Posisi panel terletak pada

bagian tengah bawah tampilan keseluruhan.

e. Panel Keluaran Statistik Domain Waktu

Gambar III.8. Tampilan panel Statistik program AnalisatorHRV v 1.0

Berisikan tombol tunggal yakni tombol domain waktu. Pengolahan data secara

domain waktu dapat dilakukan dengan dua metode, yakni statistik dan geometrik.

Pada program ini hanya dipilih metode statistik sebab metode tersebut yang lebih

umum dibutuhkan. Statistik ditampilkan dalam bentuk tabel dan grafik histogram.

Sebagaimana panel-panel lainnya maka kedua data ditampilkan bersamaan. Posisi

panel terletak pada bagian kanan atas tampilan keseluruhan.

Kesemua komponen tersebut digabung menjadi satu kesatuan dalam jendela GUI

utama yang diperlihatkan pada gambar III.8. berikut ini dengan ukuran akhir

adalah 1086 x 659 piksel.

46

Gambar III.9. Tampilan utama program AnalisatorHRV v 1.0

Dapat dilihat bahwa tata letak GUI lebih mudah dan lebih interaktif daripada

program acuan jika pengguna membutuhkan perbandingan dua eksperimen

dengan durasi pendek sekaligus. Komponen warna dipilih sedemikian rupa agar

lembut ditatap oleh pengguna. Data 1 diwakilkan dengan warna hijau dan data 2

diwakilkan dengan warna merah. Pita frekuensi ditampilkan dengan warna

masing-masing. Domain waktu dan domain frekuensi dapat dilihat secara

bersamaan. Selain itu program ini telah dilengkapi dengan pesan-pesan singkat

yang akan muncul bila pengguna melakukan kesalahan langkah dalam

penggunaan program.

III.2.2 Perancangan Kode-kode Program

Setelah merancang tata letak GUI, maka langkah selanjutnya adalah merancang

bagaimana setiap komponen dalam GUI dijalankan. Alur program yang akan

dijalankan adalah sebagai berikut.

47

Gambar III.10. Alur program AnalisatorHRV v 1.0

Program ini dirancang berbasis GUI, oleh karena itu muara sebagian besar

komponen alur adalah tampilan antarmuka itu sendiri. Program ini diawali dengan

Mas

ukan

Dat

a Pr

oses

Dat

a

48

eksekusi program aplikasi yang dapat berjalan standalone dalam sistem Windows.

Pertama kali program dieksekusi akan menampilkan suatu permintaan untuk

memasukkan data masukan berupa interval RR. Masukan data harus tersedia dua

buah yang masing-masing berdurasi maksimal lima menit. Setelah data masukan

dimasukkan dan disimpan dalam memori komputer maka langkah selanjutnya

adalah pengaturan parameter untuk analisis yang dilakukan secara manual oleh

pengguna program. Nilai-nilai parameter yang baku disediakan pada tampilan

program sehingga pada dasarnya pengguna cukup memakai nilai yang telah ada.

Bagian masukan tersebut direpresentasikan dengan warna merah maroon. Setelah

itu, proses dijalankan secara otomatis oleh program berupa interpolasi dengan

metode spline kubik, detrending dan konversi domain waktu menjadi domain

frekuensi menggunakan baik metode FFT ataupun AR. Bagian proses tersebut

direpresentasikan dengan warna jingga. Selanjutnya adalah penampilan hasil

olahan data tersebut dalam statistik untuk domain waktu dan periodogram untuk

domain frekuensi. Hal baru yang ditawarkan dalam program ini adalah tampilan

respons otonomik yang tidak lain adalah plot komponen simpatik dan

parasimpatik. Semua tampilan dapat disajikan dalam suatu laporan yang

selanjutnya dapat disimpan atau dicetak. Program ini diakhiri dengan

mengeksekusi pilihan keluar atau close.

III.2.2.1 Modul Masukan

Berikut ini diterangkan pseudocode dari program yang digolongkan dalam blok

atau modul masukan.

%% === eksekusi fungsi tombol plot data 1 === % pembersihan axes Bersihkan semua axes Setel semua modul lain terselubung % pengambilan data RRI-1 Buka jendela baru pemilihan file (.txt) Simpan file dalam variabel A Buat absis waktu dari A Tentukan batasan A Plot A dalam axes 1 Berikan label bagi grafik A

49

%% === eksekusi fungsi tombol plot data 2 === % pembersihan axes Bersihkan semua axes kecuali axes 1 Setel semua modul lain terselubung % pengambilan data RRI-2 Buka jendela baru pemilihan file (.txt) Simpan file dalam variabel B Buat absis waktu dari B Tentukan batasan B Plot B dalam axes 2 Berikan label bagi grafik B %% === eksekusi fungsi penggeser === Ambil titik nilai dari axes 1 atau 2 Setel nilai baru sesuai penggeser

Gambar III.11. Pseudocode modul masukan program AnalisatorHRV

Data yang diambil dalam format teks (*.txt) dengan mengklik tombol “Plot!”.

Data disediakan dalam dua ruangan, yakni Data 1 dan Data 2. Tujuan pembagian

ini adalah penyesuaian dengan model eksperimen, yakni usaha membandingkan

antara lima menit pertama dengan lima menit kedua sesuai tahap eksperimen yang

dirancang. Fungsi Matlab yang digunakan adalah uigetfile yang berguna untuk

mengambil suatu file dalam bentuk dialog interaktif. File yang diambil disimpan

dalam bentuk nama file dan ekstensinya. File yang tersedia adalah hasil data

interval RR dari Biopac berupa angka riil yang telah disusun secara vektor

vertikal. Satuannya secara abstrak adalah ms. File lalu disimpan dalam variabel A

untuk Data 1 dan B untuk Data 2 menggunakan fungsi Matlab dlmread.

Data yang diambil adalah data yang diplot sebagai ordinat dalam aksis grafik.

Sedangkan absis yang juga harus merupakan satuan waktu didapatkan melalui

pengolahan data tersebut. Plot antara waktu dengan waktu merupakan konsensus

pembentukan domain waktu interval RR. Metode yang digunakan untuk

pengolahan tersebut adalah sebagai berikut. Variabel A atau B tidak lain adalah

sebuah matriks dengan dimensi tunggal atau disebut juga vektor dalam Matlab.

Tampilan data 1 dan data 2 berupa sebuah sinyal dalam domain waktu namun data

masih tersebar secara iregular. Penggeser (slider) ditempatkan untuk melihat

50

grafik yang melebihi batas axes. Pada versi 1.0 ini axes memang dibatasi untuk

durasi maksimal adalah 300 detik atau 5 menit.

Modul ini bila ditampilkan dalam mode alur program adalah sebagai berikut.

Gambar III.12. Alur program modul masukan perangkat lunak baru

51

III.2.2.2 Modul Proses

Sebelum melangkah kepada pembahasan tentang modul proses, berikut ini

diterangkan pseudocode dari program yang digolongkan dalam blok pre-proses.

Hal tersebut berbeda pada tampilan yakni pre-proses diberi nama sebagai proses,

namun secara alur program tidak demikian. Alur program modul proses

sebenarnya beririsan dengan pseudocode modul keluaran.

%% === eksekusi tombol baku === Tentukan nilai minimal dan maksimal data 1 dan 2 Setel semua parameter sesuai nilai baku %% === eksekusi isian parameter === Simpan nilai minimal data 1 jika diubah Simpan nilai maksimal data 1 jika diubah Simpan nilai minimal data 2 jika diubah Simpan nilai maksimal data 2 jika diubah Setel durasi untuk data 1 dan data 2 sesuai nilai tersebut Simpan nilai interpolasi jika diubah Simpan nilai jumlah titik FFT data 1 jika diubah Simpan nilai lebar jendela FFT data 1 jika diubah Simpan nilai overlap jendela FFT data 1 jika diubah Simpan nilai orde AR data 1 jika diubah Simpan nilai jumlah titik FFT data 2 jika diubah Simpan nilai lebar jendela FFT data 2 jika diubah Simpan nilai overlap jendela FFT data 2 jika diubah Simpan nilai orde AR data 2 jika diubah Simpan nilai pita VLF awal jika diubah Simpan nilai pita VLF akhir jika diubah Simpan nilai pita LF awal jika diubah Simpan nilai pita LF akhir jika diubah Simpan nilai pita HF awal jika diubah Simpan nilai pita HF akhir jika diubah Simpan nilai alfa detrending jika diubah

Gambar III.13. Pseudocode modul proses program AnalisatorHRV

Blok program tersebut adalah nilai-nilai yang dibutuhkan sebagai parameter

pengolahan data selanjutnya. Pengguna program dapat memasukkan nilai-nilai

yang diinginkan. Tombol baku disediakan untuk memastikan pengguna tetap

menggunakan nilai baku yang telah disediakan. Tombol baku tersebut mengacu

pada ketentuan standar panduan internasional, sedangkan nilai interpolasi, orde

AR dan detrending mengacu pada program acuan. Nilai baku tersebut diterangkan

dalam tabel III.1. berikut ini.

52

Batasan data 1 dan data 2 ditentukan sebesar 300 detik disebabkan peneliti ingin

menggunakan program tersebut sesuai kebutuhan eksperimen. Eksperimen

dilakukan pada subyek dengan memberikan stimulus auditorik selama 2 x 5

menit, oleh karena itu 5 menit pertama disebut sebagai Data 1 dan 5 menit kedua

disebut sebagai Data 2. Durasi data akan berubah secara otomatis bila pengguna

program mengubah nilai minimal atau maksimal data tersebut.

Tabel III.1. Nilai baku pada modul proses program AnalisatorHRV

Opsi Nilai Baku Satuan Data 1 awal 0 sekon Data 1 akhir 300 sekon Data 2 awal 0 sekon Data 2 akhir 300 sekon Durasi data 1 300 sekon Durasi data 2 300 sekon Interpolasi 4 Hz Alpha of detrending 1000 kali Jumlah titik data 1 1024 satuan Jumlah titik data 2 1024 satuan Lebar jendela (window) data 1 1024 satuan Lebar jendela (window) data 2 1024 satuan Overlap window data 1 512 satuan Overlap window data 2 512 satuan orde AR 16 satuan pita VLF minimal 0 Hz pita VLF maksimal 0,04 Hz pita LF minimal 0,04 Hz pita LF maksimal 0,15 Hz pita HF minimal 0,15 Hz pita HF maksimal 0,14 Hz

Interpolasi yang dipilih dalam program ini menggunakan metode spline kubik.

Dalam pemilihan metode interpolasi yang sesuai terdapat pertimbangan atas dasar

kecepatan, memori dan kemulusan (smoothness). Tawar-menawar (trade-off)

antara memori dan kemulusan menentukan keputusan tersebut. Fungsi interpolasi

yang disediakan Matlab untuk data satu dimensi adalah empat buah, yakni nearest

neighbor, lanjar (linear), spline kubik dan kubik. Nearest neighbor merupakan

metode tercepat namun menghasilkan hasil kemulusan terburuk. Metode lanjar

membutuhkan memori lebih besar dan waktu komputasi lebih banyak namun hasil

yang didapatkan kontinu dan kemiringan berubah pada titik verteks. Interpolasi

53

dengan metode spline kubik memiliki waktu komputasi terlama namun

membutuhkan memori lebih kecil dari kubik saja. Metode tersebut menghasilkan

kemulusan yang terbaik. Terakhir, metode kubik membutuhkan memori dan

waktu komputasi yang terbanyak.

Besarnya laju interpolasi menentukan berapa banyak nilai data baru yang

dihasilkan di antara setiap nilai data sebelumnya. Nilai baku sebesar 4 Hz

bermakna terdapat 3 angka baru hasil interpolasi di antara 2 angka yang

berdekatan sebelumnya, sedangkan nilai yang dibolehkan untuk diubah oleh

pengguna adalah rentang 0 – 100 Hz. Batasan 100 Hz ditentukan secara post hoc

setelah dilakukan uji coba awal program dengan sampel data dari program acuan.

Didapatkan kejenuhan komputasi setelah nilai tersebut pada komputer yang

digunakan peneliti.

Detrending sangat berguna dalam memberikan kemulusan grafik keluaran. Nilai

alfa yang diberikan sebesar 1000 kali adalah mengikuti nilai yang diberikan oleh

program acuan dan ternyata setelah dibuktikan secara post hoc dengan nilai alfa

500, 750, 1250 dan 1500, maka nilai tersebut yang paling sesuai. Proses ini

tersedia secara integral dalam program sehingga pengguna tidak dapat

menonaktifkan opsi ini.

Jumlah titik yang dibutuhkan untuk pengolahan FFT adalah 1024 menurut

rekomendasi yang dikeluarkan dalam panduan internasional. Selanjutnya lebar

tingkap (window) ditentukan sebesar 1024 sesuai dengan nilai yang ditentukan

pada program acuan. Lebar tingkap menggunakan metode Hamming tersebut

dapat dibuktikan secara post hoc seperti di atas sehingga didapatkan bahwa

dengan nilai tersebut dihasilkan konfigurasi grafik keluaran yang terbaik. Overlap

tingkap sebenarnya secara otomatis bernilai 50% dari nilai lebar tingkap yakni

512 sesuai teori yang ada namun hal ini dapat diubah sesuai keinginan pengguna.

Nilai orde AR sebesar 16 ditentukan sesuai program acuan. Nilai tingkap dan orde

tersebut dibutuhkan untuk membentuk periodogram yang sesuai.

54

Modul proses bila ditampilkan dalam mode alur program adalah sebagai berikut.

Gambar III.14. Alur program modul proses perangkat lunak baru

55

Selanjutnya, opsi terbawah dalam modul pre-roses adalah penentuan batasan pita

frekuensi periodogram. Opsi ini adalah opsi yang sebetulnya tidak perlu diubah-

ubah sama sekali sebab telah menjadi ketentuan baku dalam panduan

internasional namun pengguna tetap diberikan keleluasaan untuk mengubahnya

sesuai keinginan. Nilai opsi tersebut digunakan pada modul keluaran.

III.2.2.3 Modul Keluaran Domain Frekuensi

Berikut ini diterangkan pseudocode dari program yang digolongkan dalam blok

atau modul keluaran.

%% === eksekusi tombol spektrum FFT === Bersihkan tabel dan siapkan axes 3 dan 4 Panggil variabel-variabel global Interpolasi data 1 dan 2 Detrending data 1 dan 2 Revisi panjang segmen Welch 1 Setel tabulasi keluaran tidak terselubung Bentuk periodogram menurut Welch atas data 1 dan 2 Bagi periodogram atas pita frekuensi VLF, LF dan HF Tuangkan kuantisasi periodogram berdasar pita frekuensi dalam tabel Setel menu laporan dan simpan tidak terselubung %% === eksekusi tombol spektrum AR === Bersihkan tabel dan siapkan axes 3 dan 4 Panggil variabel-variabel global Interpolasi data 1 dan 2 Detrending data 1 dan 2 Setel tabulasi keluaran tidak terselubung % pemilihan metode AR Switch Case Modified Covariance Case Yule-Walker Case Burg End Bentuk periodogram AR atas data 1 dan 2 dalam masing-masing case tersebut Bagi periodogram AR sesuai pita frekuensi dalam masing-masing case tersebut Tuangkan kuantisasi periodogram berdasar pita frekuensi dalam tabel Setel menu laporan dan simpan tidak terselubung %% === eksekusi tombol respons otonomik === Siapkan axes 3 dan 4 Hilangkan tabel Panggil variabel-variabel global

56

Interpolasi data 1 dan 2 Detrending data 1 dan 2 Bentuk grafik estimasi fungsi transfer pada axes 3 Plot modul daya LF dan HF data 1 dan 2 pada axes 4 Gambar III.15. Pseudocode modul keluaran domain frekuensi program AnalisatorHRV

Modul keluaran merupakan produk dari program ini. Periodogram menggunakan

metode Welch dan AR ditampilkan dalam tombol berbeda. Masing-masing

periodogram ditampilkan untuk kedua data bersamaan sehingga pengguna dapat

dengan mudah membandingkan antara kedua data tersebut. Tabel di antara axes

memuat kuantisasi dari periodogram. Nilai terpenting yang akan digunakan

selanjutnya adalah nilai LF dan HF pada spektrum FFT. Selain itu dalam modul

keluaran terdapat tombol inovasi yang diunggulkan dari program ini yakni

tombol respons otonomik. Pengguna program akan dapat melihat dengan mudah

deviasi otonomik yang terjadi akibat suatu eksperimen. Jarak garis yang ditarik

antara data 1 dan data 2 dapat menjadi suatu bahan penelitian baru selanjutnya,

misalnya untuk penentuan klasifikasi respons otonomik terhadap musik atau

lantunan Quran tertentu.

III.2.2.4 Modul Keluaran Domain Waktu

Berikut ini diterangkan pseudocode dari program yang digolongkan dalam blok

atau modul keluaran.

%% === eksekusi tombol domain waktu === Panggil variabel-variabel global Hitung statitstik atas data 1 dan 2 Tampilkan dalam tabel Bentuk grafik histogram untuk heart rate (HR) dan data RR 1 dan 2

Gambar III.16. Pseudocode modul keluaran domain waktu program AnalisatorHRV

Sesuai dengan alur umum yang telah dijelaskan sebelumnya, maka modul statistik

ini merupakan pengolahan data tanpa interpolasi terlebih dahulu. Data 1 dan 2

langsung dihitung secara statistik menurut formula-formula yang telah dijelaskan

dalam teori. Sekali lagi, tampilan data 1 dan 2 bersamaan ini ditujukan untuk

kemudahan pengguna dalam membandingkan kedua data tersebut.

57

Modul keluaran domain frekuensi bila ditampilkan dalam mode alur program

adalah sebagai berikut, sedangkan modul keluaran domain waktu tidak dijelaskan.

Gambar III.17. Alur program modul keluaran domain frekuensi perangkat lunak baru

58

III.2.2.5 Modul Navigasi

Berikut ini diterangkan pseudocode dari program yang digolongkan dalam blok

atau modul keluaran.

%% === eksekusi menu-menu dan toolbar === % eksekusi menu Tentang Tampilkan jendela baru berisikan keterangan tentang program % eksekusi menu FAQ Tampilkan jendela baru berisikan FAQ program % eksekusi menu laporan 1 Tampilkan jendela baru laporan 1 Panggil semua fungsi pada data 1 % eksekusi menu laporan 2 Tampilkan jendela baru laporan 2 Panggil semua fungsi pada data 2 % eksekusi menu laporan total Tampilkan jendela baru laporan total Panggil semua fungsi pada data 1 dan 2 Susun tabel baru berupa perbandingan data 1 dan 2 Sertakan grafik respons otonomik % eksekusi menu simpan Simpan laporan menjadi file gambar sesuai jendela yang aktif % eksekusi menu keluar Tampilkan jendela baru untuk pilihan keluar % eksekusi icon simpan Panggil eksekusi menu simpan % eksekusi icon cetak Tampilkan jendela baru untuk proses cetak tampilan utama program % eksekusi icon panduan singkat Tampilkan jendela baru berisikan panduan langkah-langkah penggunaan program % eksekusi icon data cursor Tampilkan nilai data sesuai posisi tetikus pada axes

Gambar III.18. Pseudocode modul navigasi program AnalisatorHRV

Menu laporan dirancang untuk tidak tampak bila pengguna belum mengakses

modul keluaran. Laporan terdiri dari laporan data 1, data 2 dan total yang masing-

masing tertutup otomatis bila laporan lainnya dibuka. Laporan data 1 dan 2 adalah

serupa dengan laporan yang dihasilkan oleh program acuan. Laporan total adalah

inovasi pada program ini dan merupakan fitur unggulan yang ditawarkan program

AnalisatorHRV v 1.0 sebab pengguna akan benar-benar merasakan kemudahan

dalam membandingkan hasil kedua data yang dimiliki.

59

III.3 Spesifikasi Perangkat Penelitian

Penelitian ini dilakukan secara dua tahap yakni pengumpulan data interval RR

menggunakan alat BIOPAC® MP 35 yang tersedia di Laboratorim Teknik

Biomedika dan pengolahan data menggunakan perangkat lunak yang telah

dijelaskan sebelumnya. Alat tersebut adalah alat multifungsi yang ditujukan untuk

akuisisi dan pengolahan sinyal biomedika dalam batasan ruang lingkup penelitian.

Alat tersebut memiliki perangkat lunak terintegrasi untuk digunakan sebagai

visualisasi. Alat tersebut dipilih dengan pertimbangan validitas dan kemampuan

untuk menghasilkan keluaran data interval RR dalam format teks (*.txt). Berikut

ini adalah tabel yang memuat beberapa spesifikasi yang ditawarkan oleh alat

tersebut.

Tabel III.2. Spesifikasi perangkat keras BIOPAC MP 35

Hal Keterangan Rentang resistansi elektroda 0 – 100 kΩ Laju sampel (sample rate) 1 sampel/detik (min) – 100 sampel/detik (maks) Resolusi A/D (pra filter digital) 24 bit Rasio sinyal-derau (SNR) > 90 dB Tegangan masukan maksimum 2 V p-p Impedansi masukan common mode DC: 11 MΩ

AC: 1000 MΩ

Selanjutnya komputer pribadi milik peneliti digunakan untuk mengolah data

interval RR yang diperoleh. Spesifikasi komputer yang digunakan untuk

pengolahan data diterangkan dalam tabel III.3. berikut. Kemampuan tersebut

dinilai cukup untuk memenuhi kebutuhan pengoperasian perangkat lunak.

Tabel III.3. Spesifikasi komputer yang digunakan oleh peneliti

Hal Keterangan Jenis komputer Laptop merk Sony (made in Japan) model VGN-S460 CPU Intel® Pentium® M Processor 1.73 GHz Frekuensi clock CPU 1.73 GHz Memori sistem 1 Gbyte Memori cache 2 Mbyte Harddisk 80 Gbyte Tampilan Resolusi 1280 x 600 x 60 Hertz, 32 Bit/piksel Sistem operasi Windows ver 5.1.2600 SP 2

60

III.4 Protokol Eksperimen

Penelitian dalam tahap ini adalah tahap pengumpulan data menggunakan alat

Biopac. Fitur yang digunakan adalah paket untuk percobaan EKG. Sandapan yang

digunakan adalah hanyalah sandapan bipolar II dengan alasan bahwa sandapan ini

yang paling representatif pada subyek normal. Subyek normal adalah subyek

tanpa gangguan atau kelainan jantung. Letak elektroda mengacu pada ketentuan

operasional alat yakni pada pergelangan tangan dan kaki. Keuntungan letak ini

adalah fleksibilitas dan permisivitas naracoba, sedangkan kerugiannya adalah

derau pergerakan ekstremitas apabila naracoba terlalu menikmati musik yang

didengarkan.

Perangkat lunak Biopac Student Lab Pro 3.7 digunakan untuk mengolah sinyal

analog yang diterima dari naracoba. Sayangnya, disebabkan ketidaksediaan paket

program tersebut, maka paket Biopac Lesson yang digunakan. Aplikasi ini

memiliki keterbatasan pemilihan fitur sebab modul-modul eksperimen telah

dibakukan. Karena itu, metode yang paling mendekati untuk diambil adalah

modul L-07 atau modul pemeriksaan EKG II. Alasan pemilihan adalah parameter

uji yang diberikan adalah langsung untuk mengukur berdasarkan sandapan II.

Secara kronologis, setelah persiapan alat dan elektroda pada naracoba maka

langkah-langkah yang akan dilakukan dalam percobaan adalah sebagai berikut:

1. Pengujian sinyal masuk dengan menu kalibrasi. Terdapat tiga istilah penting

yang patut diingat mengenai satuan yang digunakan dalam alat ini, yakni:

• BPM (beat per minute) adalah ukuran jumlah puncak yang dihitung dalam

semenit dengan satuan denyut/menit

• Laju frekuensi (Hz) adalah ukuran jumlah gelombang EKG lengkap yang

terjadi dalam sedetik dengan satuan Hz

• Laju interval (s) adalah ukuran waktu yang dihitung antara puncak R atau

disebut pula ∆T. Frekuensi dan interval memiliki hubungan terbalik,

yakni f = 1/∆T.

Ketiga variabel tersebut memberikan informasi yang sama namun dalam

format yang berbeda, yakni misalnya laju frekuensi 2 Hz adalah sama dengan

interval RR 0,5 Hz dan keduanya ekuivalen dengan 120 bpm.

61

2. Perekaman data. Dalam hal ini dipilih metode record-append yang berarti

data direkam dan langsung disimpan dalam memori PC Biopac. Laju sampel

telah ditentukan secara standard yaitu 200 sampel/detik agar memenuhi

kriteria frekuensi sampel yang optimal, sebab frekuensi sinyal kompleks QRS

berkisar antara 0,05 – 100 Hz. Durasi akuisisi seharusnya ditentukan selama

300 detik atau 5 menit sesuai dengan standar pemeriksaan HRV jangka

pendek, namun paket Lesson tidak memberikan kemudahan hal tersebut.

Hanya tersedia durasi maksimal adalah 1800 detik. Oleh karena itu,

penghentian sementara (suspend) dilakukan per tahap berikut. Langkah ini

dilakukan sekali lagi untuk tahap yang keempat.

3. Selanjutnya adalah proses perekaman data yang dilakukan secara 5 tahap,

yakni:

a. Tahap I: Perekaman tanpa stimulus dan langsung dilanjutkan dengan

stimulus musik nomor 1 (dijelaskan kemudian).

b. Tahap II: Perekaman tanpa stimulus dan langsung dilanjutkan dengan

stimulus musik nomor 2.

c. Tahap III: Perekaman langsung dimulai dengan stimulus musik nomor 3

dan langsung dilanjutkan stimulus musik nomor 4.

d. Tahap IV: Perekaman tanpa stimulus dan langsung dilanjutkan dengan

stimulus lantunan Quran.

Kesemua tahap II hingga IV dilakukan masing-masing dalam durasi 5 menit.

Jeda antara tahap diberikan selama 2 – 3 menit. Waktu yang diukur mengacu

pada waktu yang tersedia pada komputer atau laptop. Jeda dipergunakan

untuk mengisi lembaran laporan penelitian (dapat dilihat dalam lampiran).

Selama jeda naracoba dipersilakan untuk meminum air secukupnya jika

diinginkan agar naracoba tidak jatuh dalam kondisi lelah atau mengantuk.

4. Selama pemeriksaan naracoba diminta untuk tidak membuka mata dan tidak

menggerakkan tubuh agar memimimalkan bias dan derau. Posisi naracoba

adalah tidur terlentang dengan instalasi earphone dan elektroda alat (foto-foto

dapat dilihat pada lampiran A).

5. Setelah selesai pemeriksaan, data yang didapat lalu disimpan dan diolah

selanjutnya dengan laptop milik peneliti. Aplikasi Biopac Pro telah diinstal

62

untuk pengolahan sinyal tersebut. Tujuan langkah terakhir ini adalah untuk

mendapatkan interval RR. Interval tersebut lalu dibagi-bagi per tahap yang

telah dilakukan. Menu yang digunakan adalah find peak, seperti yang terlihat

dalam gambar berikut. Threshold level ditentukan secara otomatis dengan

memblok area dengan fitur I-beam, namun bila terdapat perubahan baseline

maka wilayah yang berubah tersebut diedit secara manual.

Gambar III.19. Cuplikan menu find peak dalam software Biopac Lesson

Naracoba dipilih berdasarkan metode purposif. Purposive sampling dikenal juga

dengan sampling pertimbangan adalah teknik pengambilan sampel yang

digunakan peneliti jika peneliti memiliki pertimbangan-pertimbangan tertentu di

dalam pengambilan sampelnya atau penentuan sampel untuk tujuan tertentu.

Metode ini cocok untuk studi kasus dengan pengamatan dan analisis pada suatu

aspek tertentu. Dalam hal ini, penelitian memiliki keterbatasan berupa hanya

implementasi metode analisis VLJ pada studi respons musikal. Naracoba dibagi

dalam dua grup percobaan, yakni grup A didengarkan lagu (musik plus lirik),

sedangkan grup B didengarkan musik intrumental (tanpa lirik). Masing-masing

grup berjumlah enam orang sehingga total berjumlah 12 orang. Para naracoba

tersebut adalah orang yang dikenal oleh peneliti sebelumnya.

63

Jumlah musik yang tersedia di alam ini tentunya nyaris tidak dapat dihitung, baik

dari sudut pandang genre, tipe alat musik atau komposisi yang digunakan. Oleh

karena itu, sungguh sulit jika pemilihan didasarkan pada keinginan naracoba.

Musik lalu ditentukan oleh peneliti dengan pembeda adalah tipe musik lembut

atau keras. Musik tipe lembut dianggap dapat memberikan nuansa ketenangan

pada naracoba sehingga diharapkan komponen parasimpatik menjadi dominan;

sebaliknya musik tipe keras dianggap dapat memberikan nuansa kegaduhan,

semangat dan energik sehingga diharapkan komponen simpatik akan dominan.

Judul musik dipilih dengan pertimbangan popularitas. Mood yang terkait dengan

musik tersebut disadur dari situs rujukan musik dunia, yakni www.allmusic.com.

Situs tersebut menyediakan berbagai klasifikasi musik menurut mood dan

dinyatakan terlengkap seluruh dunia. Semua musik dikemas dalam format MP3

dan dijalankan dengan pemutar musik WinAmp v 5.33. Equalizer dipilih preset

laptop speaker/handpone. Volume suara disetel kira-kira 2/3 dari maksimal

namun selanjutnya disesuaikan dengan kenyamanan naracoba. Secara lebih

ringkas, pilihan musik-musik tersebut dituangkan dalam tabel berikut.

Tabel III.4. Musik yang digunakan dalam eksperimen

Grup A Grup B

Tahap Judul Durasi Tipe Judul Durasi Tipe

1a - - - - - -

1b Everything I do, I do it for u (Bryan

Adams) 6:32 Lembut

Peer Gynt – Semi Classics vol. 5

3:55 Keras

2a - - - - - -

2b We Will Rock U

(Five) 2:59 Keras

Fur Elise (Beethoven)

2:54 Lembut

3a My Heart Will Go On (Celine Dion)

4:41 Lembut Mirage (Kitaro) 4:21 Lembut

3b Paint It Black

(Rolling Stones) 3:48 Keras Matsuri (Kitaro) 8:59 Keras

4a - - - - - -

4b Al -Baqoroh (Ali Al-

Hudaify) 5:00 Khusus

Al -Baqoroh (Ali Al-Hudaify)

5:00 Khusus

64

Dapat dilihat dari tabel di atas bahwa musik nomor 1 pada grup A bertipe lembut

sedangkan pada grup B bertipe keras. Musik nomor 2 pada grup A bertipe keras

sedangkan pada grup A bertipe lembut. Hal ini dilakukan untuk mengecilkan

kerancuan yang dapat timbul akibat urutan stimulus yang diberikan. Diharapkan

hasil yang didapat nanti berupa respons otonomik yang timbul akibat perbedaan

tipe musik. Kondisi tanpa musik dimaknai sebagai kondisi dasar bila subyek

sebelumnya tidak mendengarkan musik apapun. Tahap 3 merupakan peralihan

cepat dari tipe lembut menjadi keras dimaknai sebagai perubahan respons bila

subyek mendengarkan tipe stimulus yang berbeda secara cepat. Tahap 4 pada

kedua grup diberikan label khusus sebab belum ada satu kategori pun yang

menggolongkan lantunan Quran tersebut. Diharapkan hasil yang didapat nanti

dapat memberikan suatu bukti ilmiah baru bahwa lantunan Quran memiliki makna

tersendiri yang signifikan. Cuplikan suasana eksperimen dapat dilihat pada foto-

foto yang tertera pada lampiran A laporan ini.

Eksperimen tersebut dilakukan dengan tujuan sebagai berikut:

1. Pengujian perangkat lunak baru agar dapat dinilai memiliki performa sama

atau bahkan lebih baik daripada perangkat lunak acuan.

2. Ingin mengetahui respons otonomik yang terjadi pada individu akibat

stimulus musik lembut, musik keras dan lantunan Quran, serta perbedaan

di antara ketiga stimulus tersebut.

3. Sebagai contoh untuk format penelitian sejenis tentang efek musik dan

lantunan Quran.