Penerapan teori gelombang arus listrik dalam pelayanan kesehatan

A.    Gelombang arus listrik.
-    Dua aspek kelistrikan dan magnetis dalam bidang kedokteran, yaitu listrik dan magnet yang timbul dalam tubuh manusia, serta penggunaan listrik dan magnet pada permukaan tubuh manusia.
-    Gelombang arus listrik berkaitan erat dengan pemakaian listrik untuk merangsang syaraf motoris dan syaraf sensoris.
-    Gelombang arus listrik, antara lain :
1.    Arus bolak balik/sinusoidal
2.    Arus setengah gelombang (sudah disearahkan)
3.    Arus searah penuh tapi masih mengandung riple/desir
4.    Arus searah murni
5.    Faradik
6.    Surged faradic/sentakan faradik
7.    Surged sinusoidal/sentakan sinusoidal
8.    Galvanik yang interuptus
9.    Arus gigi gergaji

B.    Gelombang Potensial Aksi
-    Potensial aksi merupakan fenomena keseluruhan atau tidak sama sekali (all or none) yang berarti bahwa begitu nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo dari potensial aksi akan selalu sama, dengan segala macam intensitas dari rangsangan.
-    Potensial aksi terjadi bila suatu daerah membran saraf atau otot mendapat rangsangan mencapai nilai ambang
-    Potensial aksi memiliki kemampuan untuk merangsang daerah sekitar sel membran untuk mencapai nilai ambang.
-    Perambatan potensial aksi (gelombang depolarisasi) terjadi apabila terdapat perambatan potensial aksi ke segala jurusan sel membran.
-    Baik sinapsis (hubungan antara dua buah saraf) maupun neuromyal junction (hubungan saraf dengan otot) memiliki kemampuan meneruskan gelombang depolarisasi dengan cara lompat dari satu sel ke sel berikutnya.
-    Gelombang potensial aksi terdiri : Gelombang potensial aksi dari akson, Gelombang potensial aksi dari sel otot bergaris, gelombang potensial aksi dari sel otot jantung.
C.    Isyarat listrik tubuh
-    Isyarat listrik tubuh merupakan hasil perlakuan kimia dari tipe-tipe sel tertentu.
-    Yang termasuk dalam isyarat listrik tubuh : EMG (Elektro Miogram), ENG (Elektro Neurogram), ERG (Elektro Retinogram), EOG (Elektro Okulogram), EGG (Elektro Gastrogram), EEG (Elektro Ensefalogram), EKG (Elektro Kardiogram).
1.    EMG (Elektromiogram)

-    Merupakan metode pencatatan potensial otot biolistrik selama pergerakan otot. Digunakan untuk memperoleh informasi tentang aktivitas kelistrikan otot.
-    Gerakan otot berkaitan dengan satu potensial aksi yang merambat sepanjang akson dan diteruskan ke serat otot melalui motor end plate.
-    EMG bisa digunakan untuk mengukur sel otot tunggal maupun pada beberapa serat otot.  Elektrode permukaan diletakkan pada permukaan kulit untuk mengukur isyarat listrik dari sejumlah unit motoris. Electrode jarum konsentris dimasukkan ke dalam kulit untuk mengukur aktivitas unit motoris tunggal.
2.    ENG (Elektroneurogram)
-    Pembuatan ENG untuk mengetahui keadaan lengkungan reflex, mengetahui kecepatan konduksi saraf motoris dan sensoris,  untuk menentukan penderita miastenia gravis.
-    Kecepatan normal  konduksi saraf motoris berkisar 40-60 m/detik. Apabila kecepatan < 10 m/detik merupakan pertanda kelainan saraf.
3.    ERG (Elektroretinogram)

-    Merupakan pencatatan bentuk kompleks potensial biolistrik yang ada pada retina mata yang dikerjakan melalui rangsangan cahaya pada retina.
-    Isyarat ERG sangat kompleks, karena merupakan sumasi efek yang terjadi di dalam mata.
-    Bila gelombang B tidak tampak pada ERG, berarti retina penderita mengalami retinitis pigmentosa.
4.    EOG (Elektrookulogram)
-    Pengukuran berbagai potensial pada kornea-retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata.
5.    EGG ( Elektrogastrogram)
-    Merupakan EMG yang berkaitan dengan gerakan peristaltik traktus gastrointestinalis.
6.    EEG ( Elektroensefalogram)
-    Pencatatan potensial aksi listrik otak merupakan sumasi dari potensial aksi sel saraf di dalam otak.
-    Amplitudo dari isyarat EEG merupakan gelombang denyut demi denyut (peak to peak) dengan jarak antara 10 mV-100mV pada frekuensi di bawah 1 Hz sampai lebih 100 Hz
-    Pemeriksaan EEG bertujuan untuk : menggantikan fungsi EKG sebagai alat monitor saat operasi, mendiagnosis epilepsy dan klasifikasi epilepsy, menunjukkan tumor otak (aktivitas listrik pada daerah tumor otak akan menurun).
-    Frekuensi EEG berkisar 8-13 Hz,  pada penderita berjaga memiliki frekuensi di atas 13 Hz.
-    Ada 4 grup frekuensi normal isyarat listrik EEG, Delta (lambat ; 0,5-3,5 Hz), Teta (menengah ; 4-7 Hz), Alfa ( normal ; 8-13 Hz), Beta (cepat ; > 13 Hz).
7.    EKG (Elektrokardiogram)
-    Merupakan pencatatan isyarat biolistrik jantung, dilakukan pada permukaan kulit.
-    Irama jantung diatur oleh isyarat listrik yang dihasilkan oleh rangsangan spontan pada SA Node (Simpul sinoatrial ; sel-sel khusus yang terdapat pada atrium kanan, dekat muara vena cava superior & inferior).
-    Pencatatan potensial listrik hasil aktivitas jantung dikerjakan 12 lead. Antara lain :
a.    Lead Dasar (Lead Bipolar/lead standar) ; mengukur perbedaan potensial bidang frontal tubuh, terdiri dari ; Lead I, Lead II, Lead III
b.    Lead augmented (Lead unipolar ) ekstremitas ; mengukur perbedaan potensial bidang transversal, terdiri dari ; aVR, aVL, aVF
c.    Lead Prekordial (sandapan unipolar prekordial) ; melihat jantung dalam bidang transversal ; terdiri dari V1, V2, V3, V4, V5, V6
D.    Jenis-jenis alat kedokteran yang berhubungan dengan teori gelombang listrik
1.    EEG (Elektroensefalograf)

-    Bila ditempatkan electrode pada kulit kepala dan mengukur kegiatan elektris , akan ditemukan sinyal elektris kompleks yang lemah.
-    Potensial listrik dihasilkan melalui proses sinkronisasi berselang-seling yang melibatkan syaraf pada permukaan otak (cortex), dengan kelompok-kelompok berbeda menjadi sinkron pada waktu singkat yang berbeda.
-    Rekaman sinyal inilah yang disebut elektroensefalogram. Alat yang digunakan untuk merekam sinyal ini disebut Elektroensefalograf.
-    Elektrode yang digunakan berupa disket kecil perak berklorida, terdiri dari dua macam ; electrode jarum (permukaan kulit) dan electrode reference yang dipasang pada kedua daun telinga.
-    Elektrode dipasang di 10-20 saluran (standard internasional), secara rutin hanya 8-16 saluran electrode yang dipakai & dicatat serentak, jarak tiap-tiap electrode dengan interval 10% dan 20%.
-    Frekuensi sinyal EEG tampak terikat pada aktivitas mental seseorang.  Amplitudo EEG  meningkat dan frekuensi menurun seiring seseorang tertidur lebih lelap.
-    EEG yang diambil selama tidur menunjukkan pola frekuensi tinggi = paradoxical sleep atau  Rapid Eye Movement (REM) karena mata bergerak selama periode ini. Hal ini timbul berkaitan dengan mimpi.
2.    EKG (Elektrokardiograf)
-    Depolarisasi dan repolarisasi otot-otot jantung menyebabkan arus mengalir ke dalam torso, menyebabkan potensial listrik pada kulit.
-    Rekaman potensi jantung pada permukaan kulit disebut elektrokardiogram (ECG). Alat yang digunakan untuk merekam potensial listrik jantung disebut Elektrokrdiograf.
-    Permukaan electrode untuk mendapatkan gambaran EKG (terdiri dari 12 lead), diletakkan di 
a.    lengan kiri (LA)
b.    lengan kanan (RA)
c.    kaki kiri (LL)
d.    V1 (Ruang iga IV pada garis sternal kanan)
e.    V2 (Ruang iga IV pada garis sternal kiri)
f.    V3 (Terletak di tengah antara V2 dan V4)
g.    V4 ( Ruang iga V garis tengah Klavikula Kiri)
h.    V5 ( Ruang iga V garis aksilla depan kiri)
i.    V6 (Ruang iga V garis aksilla tengah kiri)
-    Masing- masing pencatatan EKG, memetakan proyeksi vector kutub elektris atau aktifitas elektris jantung, melalui setiap bagian lingkarnya.
-    Kegiatan elektris utama untuk siklus jantung yang normal antara lain :
a.    Depolarisasi serambi jantung yang memproduksi gelombang P
b.    Polarisasi ulang serambi jantung yang jarang terlihat dan tidak berlabel
c.    Depolarisasi bilik jantung yang memproduksi kesatuan QRS
d.    Polarisasi ulang bilik jantung yang memproduksi gelombang T
-    PR segment menunjukkan berhentinya impuls pada AV Node (Tidak ada transmisi impuls di AV Node)
-    ST Segment menunjukkan tidak adanya transmisi impuls disebabkan adanya periode refrakter di sel miokardium
-    Bentuk gelombang EKG ada yang positif dan negative tergantung pada arah kutub vector elektris dan polaritas serta posisi elektroda dari alat pengukur.

E.    Penggunaan energi listrik pada permukaan tubuh
1.    Listrik frekuensi Rendah
-    Frekuensi 20- 500.000 Hz, bersifat merangsang  saraf dan otot sehingga terjadi kontraksi otot.
-    Untuk pemakaian dalam waktu singkat dan bersifat merangsang persarafan otot, dipakai arus faradic.
-    Untuk pemakaian jangka waktu lama dan bertujuan merangsang otot yang telah kehilangan persarafan dipakai arus listrik interuptus atau arus DC yang telah dimodifikasi.

2.    Listrik frekuensi tinggi
-    Frekuensi > 500.000 Hz, bersifat memanaskan, terdiri dari dua :
a.    Short wave diathermy ( Diatermi gelombang pendek)
Efeknya :
•    Menghasilkan panas dan peningkatan efek fisiologis karena terjadi kenaikan temperature (metabolism meningkat, suplai darah meningkat, eksitasi saraf berkurang, kontraksi otot meningkat, relaksasi otot menurun, destruksi jaringan, penurunan tekanan darah, aktivitas kelenjar keringat meningkat)
•    Efek terapeutik/pengobatan ( pelebaran pembuluh darah, pasokan oksigen dan makanan sel meningkat, peningkatan sel darah putih dan antibody, saraf sensoris mengalami sedasi, peningkatan absorpsi dan aliran darah daerah fraktur)

b.    Micro Wave Diathermy (Diatermi gelombang mikro), efeknya :
•    Efek fisiologis ; menimbulkan panas pada jaringan yang kaya air, banyak mendeposit energy.
•    Efek pengobatan ; untuk pengobata pada trauma dan peradangan, nyeri dan spasme otot, bisul, bengkak, dan rematik.
•    Kontraindikasi ; tidak dapat dipakai untuk penderita gangguan sirkulasi, bisa timbul perdarahan, thrombosis dan flebitis. Penderita TBC dan tumor ganas juga tidak diperkenankan.

3.    Elektrokauter dan elektrosurgeri
-    Kauterisasi merupakan upaya untuk mengontrol perdarahan dengan pembakaran  pada ujung-ujung perdarahan memakai frekuensi listrik 2 MHz, tegangan kurang atau sama dengan 15 kV.
-    Elektrosurgeri digunakan untuk memotong jaringan dengan gerakan cepat (5-10 cm/detik) agar mengurangi destruksi jaringan sekitarnya. Biasa digunakan pada operasi otak, limpa, vesica felea, prostat, dan serviks.

4.    Defibrilator
-    Fibrilasi merupakan keadaan dimana jantung kehilangan sinkronisasi dalam aktivitas potensial listriknya.
-    Defibrilasi usaha pengobatan fibrilasi melalui syok listrik pada daerah jantung. Dilakukan eksitasi listrik frekuensi 60 Hz, AC 6 A dalam waktu 0,25-1 detik untuk mensinkronisasikan ritme jantung atau disebut dengan Countershock. Hal ini dilakukan berulang-ulang hingga terjadi defibrilasi.

Sumber :

• Cameron JR, et al. 2006. Fisika Tubuh Manusia . Jakarta : Sagung Seto, hal :19-41
• Gabriel, J.F, 1996. Fisika Kedokteran, Jakarta : EGC, hal : 99-139

JONADOCTOR COPYRIGHT R 2010

Penerapan hukum termodinamika dalam pelayanan kesehatan

 

2.1 Energi Panas Dalam Bidang Kedokteran
-    Apabila energi panas mengenai salah satu bagian tubuh, akan menaikkan temperature daerah tersebut.
-    Efek panas :
a.    Fisik : menyebabkan semua zat mengalami pemuaian segala arah.
b.    Kimia : Kecepatan reaksi kimia akan meningkat dengan peningkatan temperatur. Misalnya : Reaksi oksidasi, Permeabilitas membrane sel, Metabolisme jaringan.
c.    Biologis : Merupakan pengggabungan dari efek panas terhadap fisik dan kimia. Misal : Peningkatan sel darah putih, Fenomena reaksi peradangan, dilatasi pembuluh darah, peningkatan tekanan kapiler, tekanan O2 dan CO¬2, penurunan pH.

i.    Penerapan energi panas dalam pengobatan
a.    Metode Konduksi
-    “Apabila ada perbedaan temperatur  antara kedua benda maka panas akan ditransfer secara konduksi yaitu dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin”.
-    Pemindahan energi panas total tergantung pada luas daerah kontak, perbedaan temperatur, lama melakukan kontak, material konduksi panas.
-    Contoh:
•    Kantong air panas/botol berisi air panas ; efisien untuk pengobatan    nyeri abdomen (perut)
•    Handuk panas ; efektif untuk spasme otot, fase akut poliomyelitis.
•    Turkish batsh (mandi uap) ; sebagai penyegar atau relaksan otot.
•    Mud packs (lumpur panas) ; mengonduksi panas ke dalam jaringan, mencegah kehilangan panas.
•    Wax bath (parafin bath) ; efisien untuk mentransfer panas pada tungkai bawah terutama orang tua. Cara Wax Bath : wax diletakkan di dalam bak dan dipanaskan sampai temperature 1150- 1200F . Kaki direndam selama 30 menit-1 jam.
•    Electric Pads. Caranya : melingkari kawat elemen panas yang dibungkus asbes atau plastic. Dilengkapi dengan termostat.
-    Metode konduksi bermanfaat untuk pengobatan terhadap penyakit neuritis, Sprains, Strain, Contusio, Sinusitis, Low Back Pain

b.    Metode Radiasi
-    Untuk pemanasan permukaan tubuh serupa dengan pemanasan dengan sinar matahari atau nyala api.
-    Sumber radiasi :
a.    Electric fire
•    Old type fire ; Memiliki daya 750 W, range radiasi antara merah - mendekati infra red, panjang gelombang < 15.0000 A0, untuk home treatment.
•    Pensil Bar tipe ; Menggunakan reflector rectangular dan shape like acoustic type.
b.    Infra Merah ;
- Memakai lampu pijar berkisar antara 250 – 2000 W, diberi filter merah.
- Gelombang infra red yang dipakai antara 800 – 40.000 nm.
- Penetrasi energi / gelombang pada kulit ± 3 mm dan meningkat di permukaan kulit.
- Lebih efektif bila dibandingkan dengan metode konduksi panas, karena penetrasi energi panas ke jaringan lebih dalam.

c.    Metode Elektromagnetis
Ada dua jenis :
a.    Short wave diathermy (diatermi gelombang pendek)
-    Digunakan pada kram otot (muscle sprain), nyeri pada intervertebrale disk, penyakit degeneratif pada persendianm radang bursa (bursitis)
-    Dua macam metode elektromagnetis :
•    Teknik Kondensor (Conductor technique) ; Bagian tubuh sebelah menyebelah diletakkan dua metal plate like electrode. Pada permukaan electrode diberikan larutan elektrolit. Dengan adanya aliran AC (bolak-balik), molekul tubuh menjadi agitasi karena kenaikan temperature.
•    Diatermi Metode Induksi (Inductothermy) ; Bagian tubuh yang akan dipanasi, dililitkan dengan kabel, lalu dialiri listrik. Jaringan tubuh tidak berada dalam sirkuit, tetapi terletak dalam median magnet dari suatu koil. Frekuensi yang dipakai 1 MHz.

b.    Micro Wave Diathermy (Diatermi gelombang mikro)
-    Digunakan untuk patah tulang (Fraktur), Sprains dan Strains, Bursitis, Radang tendon, Artritis.
-    Menggunakan magnetron untuk menghasilkan gelombang radio dengan osilasi pada frekuensi 900 MHz.
-    Besar energinya terletak antara short wave diathermy dan infra merah.

d.    Gelombang ultrasonik
-    Diperoleh dari gelombang bunyi (Audible Sound) dengan frekuensi hampir 1 MHz.
-    Jaringan yang akan diobati ditempeli permukaannya oleh  piezo electric transduser dengan intensitas 5 W/cm2.
-    Lebih efektif pada tulang dibandingkan pada soft tissue oleh karena tulang lebih banyak menyerap panas
-    Bisa digunakan untuk terapi (pengobatan) dan diagnostik.

2.2    Energi Dingin Dalam Bidang Kedokteran
-    Terjadi efek patologis pada jaringan bila terkena temperature di bawah titik beku. Efek tersebut antara lain :
a.    Krioadhesia (menghasilkan adhesi)
b.    Krionekrosis ( merusakkan jaringan), melalui ; pecahnya membran sel, dehidrasi intraseluler, denaturasi protein, hipometabolisme seluler, iskemik local, respon imunologik.
c.    Efek hemostasis
d.    Efek anastesia

i. Penerapan energi dingin dalam pengobatan
-    Penyimpanan darah (Bank Darah). Agar darah bertahan lama dilakukan dengan dua teknik :
•    Thin Walled container / wadah berdinding tipis ; Wadah dibuat dari metal tipis, terdiri dari dua dinding. Volume darah berada di antara dua dinding. Juga dimasukkan Liquid Nitrogen, terbentuk darah Frozen, disimpan pada Nitrogen cair (-1960C).
•    Blood Sand Method ; Darah disemprot pada permukaan cairan Nitrogen, terbentuk butir-butir, lalu dikumpulkan dan disimpan di wadah khusus.
-    Penyimpanan Sperma (Bank Sperma)
-    Penyimpanan Bone Marrow (Sumsum tulang)
-    Penyimpanan jaringan tubuh  lainnya.
-    Penyimpanan obat-obat an
-    Pengobatan edema akibat trauma akut dan sakit kepala ; memakai ice bag/kantong es.
-    Pengobatan nyeri dan bengkak lokal ; dipakai kompres dingin
-    Operasi Jaringan Kanker ; memakai cairan nitrogen untuk merusak jaringan kanker yang luas. Untuk beberapa jenis sel, dibantu dengan gliserol atau dimethil sulfonat sebagai proteksi agent.

2.3    Efek dari Busana – Clo
-    Suhu kulit optimal untuk kenyamanan adalah 340C. Suhu ini dapat dipertahankan dengan menambah baju yang sesuai dengan aktifitas.
-    Clo adalah satuan yang menunjukkan nilai seperangkat pakaian yang dibutuhkan untuk mempertahankan seseorang dalam keadaan istirahat dalam sebuah ruangan bersuhu 210C (700F) dengan pergerakan udara sebesar 0,1 m/detik dan kelembaban udara < 50%.
-    1 Clo = sebuah pakaian kerja yang ringan.
-    2 Clo = membuat seseorang dapat bertahan dalam suhu yang dingin dibanding pengunaan 1 Clo.
-    4 Clo pakaian dibutuhkan oleh orang yang hidup di Arctic
-    6 Clo memiliki nilai isolasi setara dengan bulu serigala.
-    Seseorang membutuhkan jumlah Clo yang lebih besar untuk merasa nyaman ketika sedang istirahat disbanding ketika sedang aktifitas.

Sumber :

• Cameron JR, et al. 2006. Fisika Tubuh Manusia . Jakarta : Sagung Seto, hal :19-41
• Gabriel, J.F, 1996. Fisika Kedokteran, Jakarta : EGC, hal : 99-139

JONADOCTOR COPYRIGHT R 2010