Bab 1. Intro 1

Biomedika Fisik

Politeknik Elektronika Negeri SurabayaITS

Bab 1. Intro 2

Mg.# Tujuan Instruksional Khusus (TIK) Topik Referensi MediaPT/OHP/LCD/PC

1 Mengenalkan pada mahasiswa pengertiantentang materi Biomedical Physics

Ruang lingkup Biomedical Physics 1, 2, 4 LCD/PC

2 Mengerti struktur dan anatomi manusia Anatomy dan fisiologi tubuh manusia 1, 2, 4 LCD/PC

3 Mengerti asal dari biosignal Origin dari biosignal 1, 2, 3 LCD/PC

4 Memahami asal ECG signal Origin dari ECG signal 1, 2, 3 LCD/PC

5 Mengerti parameter ECG signal ECG signal parameter 1, 2, 3 LCD/PC

6 Memahami asal EEG signal Origin dari EEG signal 1, 2, 3 LCD/PC

7 Mengerti parameter EEG signal EEG signal parameter 1, 2, 3 LCD/PC

8 Mengerti Origin dari EMG signal & parameternya

Origin dari EMG signal 1, 2, 3 LCD/PC

Mengerti sistem tekanan dan aliran darah Tekanan dan aliran darah

Mengerti Origin dari EOG signal & parameternya

Parameter dan origin EOG signal

Medical electrode 2, 3, 4

9 Mengerti system pernafasan Sistem pernafasan 1, 2, 3 LCD/PC

10 Mengerti sistem sirkulasi darah Sistem sirkulasi darah 1, 2, 3 LCD/PC

11 1, 2, 3 LCD/PC

12 1, 2, 3 LCD/PC

13 Review biosignal 1, 2, 3,4 LCD/PC

14 Biomedical Sensor Jenis, karakteristik dan prinsip Kerja sensor untuk Medical

2, 3, 4 LCD/PC

15 Biomedical Sensor Sama dengan atas 2, 3, 4 LCD/PC

16 Medical electrode LCD/PC

Bab 1. Intro 3

Medical Engineering

• Medical and Biological Engineering (MBE) atauBiomedical Engineering (BME) adalah daerahpenghubung antara Medical dan Engineering

Engineering

MedicineMedicalWelfareHealth

Medical Engineering

Biological Engineering

Bab 1. Intro 4

• Medical Engineering mempunyai sasaran untukmenawarkan teknologi yang mendukung bidangilmu medika– Medical diagnostic, medical treatment, pathology dll

• Biological Engineering mengaplikasikanpengetahuan atau ilmu medika atau biologi kedunia teknik.

Bab 1. Intro 5

Sejarah• pengukuran bioelectric

Fenomena :– Electromyogram, electrocardiogram,

electroenchepalogram, medical diagnostic yang lain.

MechanicalEngineering

Information engineering

Chemicalengineering

Kebanyakan diperlukanpengetahuan elektronik

Medical Electronic

• Ruang lingkup lebih luas dan dalam– Measuring instrument– Imaging instrument– Medical Information System– Biological stimulation and

treatment.– dll

Medical and Biological EngineeringatauBiomedical Engineering

MaterialEngineeringDll.

Bab 1. Intro 6

System AnalysisAnd

Modelling ofPhysiological

Systems

System AnalysisAnd

Modelling ofPhysiological

Systems

ClinicalEngineeringClinical

Engineering

BiotechnologyBiotechnology

Medical Imaging

Medical Imaging

Biomedical computer

Biomedical computer

Prosthetic devices

Prosthetic devices

RehabilitationEngineering

RehabilitationEngineering

Signal processingSignal

processing

Medical Instrumentation

Medical Instrumentation

Biomedical EngineeringBiomedical Engineering

Bab 1. Intro 7

Ruang lingkup Biomedika

• Aplikasi analisa sistem (modelling, simulasi).• Deteksi : pengukuran dan monitoring sinyal fisik; a.l.

biosensor, instrumentasi biomedika.• Memberikan diagnosa dengan teknik pemrosesan sinyal

dari data bioelektrik.• Membuat alat untuk menggantikan atau memperbaiki

fungsi tubuh (augmentasi).• Menyediakan prosedur dan peralatan untuk terapi atau

rehabilitasi• Analisa komputer ttg data yang berhubungan dengan

pasien• Medical imaging• Inovasi produk biologi yang baru (biotechnology dan

tissue engineering)

Bab 1. Intro 8

Lingkungan kerja

• Teknisi kesehatan di RS atau klinik (clinical engineering)• Biomedical design engineer di industri• Peneliti/ilmuwan

Asosiasi BME• American Institute for Medical and Biological

Engineering (AIMBE)• Institute of Electrical & Electronic Engineer (IEEE) in

Medicine and Biology society• International Federation for Medical and Biological

Engineering (IFMBE)

Bab 1. Intro 9

Dasar Sistem Instrumentasi EEG

ECG

EMG

Analog Processing &Digital conversion

DataStorage

DataTransmission

Feedbackcontrol

Calibration

Instrumentcontrol

Biosignalprocessing

Outputdisplay

operator RemotesiteInstrument

control

Jalur signal

Bab 1. Intro 10

Keterangan :• Data pengukuran (measurand) : kuantitas, properti/luasan, kondisi yang

diukur oleh sistem instrumentasi, mis : bioelectric signal yang dihasilkanotot atau otak, atau biochemical dan biomechanical yang dikonversi kesignal electric.

• Sensor : untuk mengkonversi besaran fisik ke output electric.• Output biosensor : analog signal, continuous signal; dikirim ke blok

analog processing dan digital conversion.• Analog processing & digital conversion : signal dikuatkan, difilter dan

dikondisikan serta dikonversi ke bentuk digital.• Biosignal processing (signal conditioning) : utk kompensasi karakteristik

sensor yang tidak diinginkan.• Data storage : penyimpanan data digital, utk pengolahan atau

pengkondisian sinyal nantinya.• Output display : numeric, graphic, discrete atau continuous, permanen

atau temporer.• Remote site : teknologi telepon dan internet memungkinkan untk monitor

dan diagnosa jarak jauh.

Bab 1. Intro 11

Measurement Range Frequency, Hz Method

Blood flow 1 to 300 mL/s 0 to 20 Electromagnetic or ultrasonic

Blood pressure 0 to 400 mmHg 0 to 50 Cuff or strain gage

Cardiac output 4 to 25 L/min 0 to 20 Fick, dye dilution

Electrocardiography 0.5 to 4 mV 0.05 to 150 Skin electrodes

Electroencephalography 5 to 300 μ V 0.5 to 150 Scalp electrodes

Electromyography 0.1 to 5 mV 0 to 10000 Needle electrodes

Electroretinography 0 to 900 μ V 0 to 50 Contact lens electrodes

pH 3 to 13 pH units 0 to 1 pH electrode

pCO2 40 to 100 mmHg 0 to 2 pCO2 electrode

Respiratory rate 2 to 50 breaths/min 0.1 to 10 Impedance

pO2 30 to 100 mmHg 0 to 2 pO2 electrode

Pneumotachography 0 to 600 L/min 0 to 40 Pneumotachometer

Temperature 32 to 40 C 0 to 0.1 Thermistor

Data pengukuran medika

Bab 1. Intro 12

2 komponen penting dalamsistem Instrumentasi

• Kalibrasi : memberikan signal kalibrasi ; signal dgnfrekwensi dan amplitudo yang sudah diketahui, utkpengaturan / setting komponen dari sistem; shg. Output dan inputnya mempunyai hubungan/fungsi yang terukur.

• Divais Feedback : mengumpulkan data dan memberikanrespon jika dibutuhkan, atau utk keperluan kontrol dengan tujuan mengubah / memperbaiki respon tubuh. Mis : feedback elemen : pacemakers, ventilators (alat stimulasijantung dan paru-paru)

Bab 1. Intro 13

Proses DesainInstrumentasi medika

Pilihan dan disain instrumentasidipengaruhi oleh faktor sinyal, lingkungan, medika dan faktor

ekonomi.(dikutip dari buku :Transducers for

Biomedical Measurements: Application and Design, by R. S. C. Cobbold. Copyright © 1974, John Wiley and

Sons, Inc.)