Materi fisika kesehatan

ULTRASONIK

Ultrasonik merupakan gelombang bunyi yang memiliki frekuensi diatas 20.000 Hz. Ultrasonic / bunyi ultra dihasilkan oleh magnet listrik dan “Kristal Piezo Electric” dengan frekwensi di atas 20.000 Hz.

a. Magnet listrik

Batang ferromagnet diletakkan pada medan magnet listrik maka akan timbul gelombang bunyi ultra pada ujung ferromagnet. Demikian pula apabila batang ferromagnet dilingkari dengan kawat kemudian dialiri listrik akan timbul gelombang ultrasonic pada ujung batang ferromagnet.

            b. Piezo electric

Kristal piezo electric ditemukan oleh Piere Curie dan Jacques pada tahun sekitar 1880; tebal kristal 2, 85 mm. apabila kristal piezo electric dialiri tegangan listrik maka lempengan kristal akan mengalami vibrasi sehingga timbul frekwensi ultra; demikian pula vibrasi kristal akan menimbulkan listrik. Berdasarkan sifat itu maka kristal electric dipakai sebagai transduser pada ultrasonografi.

 Efek yang ditimbulkan oleh ultrasonic antara lain :

1. Efek mekanik

yaitu membentuk emulsi asap / awan dan disintegrasi beberapa benda padat, dipakai untuk menentukan lokasi batu empedu.

2. Efek fisika yaitu terbentuknya rongga pada jaringan
3. Efek kimia, yaitu terjadinya proses oksidasi ( pembakaran )
4. Efek Biologi

yaitu dapat menghancurkan bakteri dan virus dan juga Efek yang ditimbulkan ultrasonic ini merupakan gabungan dari berbagai efek misalnya akibat pemanasan menimbulkan pelebaran pembuluh darah. Selain itu ultrasonic menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel dan kapiler serta merangsang aktifitas sel. Sesuai hukum Van’t Hoff (menimbulkan panas) otot mengalami paralyse dan sel-sel hancur; bakteri, virus dapat mengalami kehancuran. Selain itu menyebabkan keletihan pada tubuh manusia apabila daya ultrasonic ditingkatkan.

5. Efek medis yaitu dapat merusak jaringan

Manfaat dari ultrasonic :

1. Untuk Diagnosis ( intensitas yang dipakai : 0,01 w/ cm² )

Contoh :

·         Denyut jantung janin ( DJJ )

·         Tumor retina

·         Gangguan kehamilan

·         Kanker otak

·         Gangguan peredaran darah

2. Untuk Pengobatan ( intensitas yang dipakai : 1 - 5 w/ cm² )

Contoh :

·         Penyakit tulang

·         Penyakit Parkinson ( kehilangan keseimbangan otak )

3. Untuk merusak jaringan kanker (( intensitas yang dipakai : 10³ w/ cm² )

·         Contoh : Kanker pada telinga bagian tengah

TIPE DIAGNOSIS MENGGUNAKAN ULTRASONIK

1. A SKANNING ( AMPLITUDO SCANNING )

Untuk mengetahui/ mencari besarnya amplitude.

Contoh :

·         Untuk mendeteksi gejala tumor otak

·         Untuk mendeteksi penyakit-penyakit mata ( adanya tumor retina )

2. B SKANNING ( BRIGHT SCANNING )

Metode skanning ini banyak dipakai di klinik oleh karena ini bisa memperoleh pandangan / gambaran dua dimensi dari bagian tubuh. Prinsip B Skanning sama dengan A Skanning. Hanya saja pada B Skanning transdusernya digerakkan (moving) sedangkan pada A Skanning transdusernya tidak digerakkan. Gerakan transduser mula-mula akan menghasilkan echo dapat dilihat adanya dot (dot ini disimpan pada CRT) kemudian transduser digerakkan kea rah lain menghasilkan echo pula sehingga kemudian tercipta suatu gambaran dua dimensi. Pada B Skanning ini, operator boleh meilih dua mode control pada alat elektronik; untuk mencapai nilai ambang agar memperoleh gambaran yang dikehendakinya maka dipakai alat control leading edge display. Untuk mengatur cahaya benderang pada layer TV (=CRT = Tabung sinar katode) yang sebanding dengan besarnya echo / gema yang dihasilkan oleh transduser ultrasonic naka dipakai alat gray scale display.

·         Untuk memperoleh gambaran-gambaran 2 dimensi dari bagian tubuh dengan menggunakan cahaya

Contoh :

·         Untuk mengetahui struktur organ dalam tubuh ( usus, hati, dll )

·         Untuk mendeteksi kehamilan 6 minggu

·         Untuk mengetahui kelainan-kelainan pada kandungan

3. M SKANNING ( MODULATION SCANNING )

Untuk memperoleh informasi gambaran gerakan alat / organ tubuh

Contoh :

·         Untuk mendeteksi denyut jantung/ vulva

·         Untuk mengukur dan mengetahui kecepatan aliran darah

PRINSIP KERJA GELOMBANG ULTRASONIK

Gelombang ultrasonic dapat dihasilkan / bersumber dari 2 cara, yaitu :

1. Magnet Listrik

Melalui sebuah batang logam ferromagnetic ( Fe₂O₃ ) yang dililit oleh kawat, kemudian kawat tersebut di aliri arus listrik sehingga ujung batang logam tersebut bergetar dan menimbulkan gelombang bunyi ultra.

2. Kristal Plezo Elektrik yaitu melalui sebuah Kristal

Kristal piezo electric ditemukan oleh Piere Curie dan Jacques pada tahun sekitar 1880; tebal kristal 2, 85 mm. apabila kristal piezo electric dialiri tegangan listrik maka lempengan kristal akan mengalami vibrasi sehingga timbul frekwensi ultra; demikian pula vibrasi kristal akan menimbulkan listrik. Berdasarkan sifat itu maka kristal electric dipakai sebagai transduser pada ultrasonografi.

Perbedaan antara magnet listrik dan Kristal Plezo Elektrik

Aspek	Magnet Listrik	Kristal Plezo Elektrik
Media	Batang logam Ferromagnetik	Kristal Plezo
Prinsip Kerja	Melalui sebuah batang logam ferromagnetic ( Fe2O3 ) yang dililit oleh kawat, kemudian kawat tersebut di aliri arus listrik sehingga ujung batang logam tersebut bergetar dan menimbulkan gelombang bunyi ultra.	Melalui sebuah Kristal ( tebal 2,85 mm ) dimana diatas Kristal tersebut diletakkan logam. Selanjutnya melalui lempengan logam diberi arus listrik sehingga Kristal bergetar dan menimbulkan gelombang bunyi ultra
Konduktor	Sebuah kawat	Sebuah lempengan logam

                             BISING

Bising adalah bunyi yang memiliki intensitas, frekuensi dan intonasi yang tidak beraturan.

Bunyi dinilai sebagai bising sangatlah relative sekali. Suatu contoh misalnya : musik tempat-tempat diskotik, bagi orang yang biasa mengunjungi tempat itu tidak merasa suatu kebisingan , tetapi bagi orang-orang yang tidak pernah berkunjung di tempat diskotik akan merasa suatu kebisingan yang menganggu.

Pembagian bising antara lain :

I.           Berdasarkan frekuensi, intonasi dan kuat bunyi

a)      Bising pendengaran ( audible Noise )

Contoh : music, orang rebut, dll

b)      Bising dalam dunia pekerjaan ( occupational Noise )

Contoh : mesin-mesin pabrik, mesin ketik, mesin las

c)           Bising yang menyentak ( Impulsip Noise )

Contoh : ketukan palu, halilintar, bom

II.         Berdasarkan waktu terjadinya

a)      Bising kontinu ( continu Noise )

Contoh : mesin dan kipas angin

b)      Bising yang terputus-putus ( intermittent Noise )

Contoh : lapangan terbang dan lalu lintas

III.       Berdasarkan skala intensitas ( TI )

a.       Sangat tenang ( 0 – 20 dB ),

Contoh : suara berbisik, percikan air, bunyi daun 

b.      Tenang ( 20 – 40 dB )

Contoh : rumah yang tenang, percakapan normal, kantor perorangan, auditorium

c.        Sedang ( 40 –80 dB )

Contoh : rumah yang gaduh/ rebut, kantor umum, percakapan yang kuat

d.      Kuat ( 80 – 100 dB )

Contoh : keramaian pasar, demo di jalan, pluit polisi

e.      Menulikan ( 100 – 120 dB )

Contoh : bom, halilintar, bunyi pesawat terbang, mesin

EFEK BISING

I.                    Terhadap Sistem Pendengaran

a.       Kehilangan pendengaran yang bersifat sementara, contoh : dilapangan terbang

b.      Telinga bias berdengung

c.       Kehilangan pendengaran yang bersifat menetap, contoh : Tuli permanen

d.      Bisa resisten/ kebal terhadap bising

II.                  Terhadap kekebalan , fisiologi tubuh terganggu

a.       Hilang dan terganggunya konsentrasi

b.      Terganggunya system saraf hormone dan metabolism tubuh

c.       Melemahnya denyut jantung

d.      Meningkatnya rasa letih/ lelah dan emosi

e.      Menimbulkan rasa tak enak dalam bekerja

PENGARUH BISING TERHADAP KESEHATAN

       Pengaruh utama dari kebisingan adalah kerusakan pada indera pendengar dan akibat ini telah diketahui dan diterima umum. Kerusakan atau gangguan system pendengaran dibagi atas :

·         Hilangnya pendengaran secara temporer/ sementara dan dapat pulih kembali apabila bising tersebut dapat dihindarkan.

·         Orang menjadi kebal atau imun terhadap bising.

·         Telinga berdengung

·          Kehilangan pendengaran secara menetap dan tidak pulih kembali, biasanya dimulai pada frekwensi sekitar 4.000Hz, kemudian menghebat dan meluas pada frekwensi sekitarnya dan akhirnya mengenai frekwensi percakapan.

Selain pengaruh bising terhadap system pendengaran , dapat pula mengganggu

konsentrasi, meningkatnya kelelahan : ini dapat terjadi pada kebisingan tingkat rendah sedangkan pada tingkat tinghgi kebisingan dapat menyebabkan salah tafsir pada saat bercakap-cakap. Apabila bising berinterferensi dengan frekwensi 300 – 3.000 Hz akan menyebabkan perasaan tidak enak dalam pekerjaan dan terhadap lingkungan sekitarnya akan menimbulkan reaksi masyarakat yaitu protes terhadap kebisingan.

Pada suatu penelitian di Jerman menunjukkan pekerja yang mengalami kebisingan dapat menyebabkan gangguan hormonal, system saraf dan merusak metabolisme. Para ahli Rusia menemukan pekerja-pekerja di industri mengalami perubahan saluran darah dan timbul bradicardia, fisik lesu dan mudah terangsang.

TELINGA SEBAGAI ALAT PENDENGARAN

UNSUR-UNSUR TELINGA

·         Bagian luar, terdiri dari daun telinga dan saluran telinga

Fungsinya untuk menerima dan mengumpulkan energy bunyi yang masuk

·         Bagian tengah, terdiri dari membrane timpani ( gendang telinga ), tuba eustachi dab tulang-tulang pendengaran ( maleus inkus dan stapes )

Fungsinya untuk melindungi telinga dari energy bunyi yang berlebihan

·         Bagian dalam, terdiri dari rumah siput dan saraf-saraf pendengaran

Fungsinya, untuk menganalisa bunyi sekaligus menjabarkan bunyi / menggambarkan bunyi

GANGGUAN PENDENGARAN

Adalah suatu kondisi dimana telinga sebagai alat pendengaran tidak berfungsi dengan baik .

Faktor-faktor yang menyebabkan gangguan pendengaran secara umum antara lain :

1.       Bising

2.       Gelombang ultrasonic

3.       Bahan-bahan kimia

4.       Obat-obatan antibiotic

Jenis-jenis gangguan pendengaran

1.       Tuli Kondusi yaitu suatu keadaan dimana bunyi tidak bisa mencapai telinga bagian dalam. Tuli ini disebabkan oleh infeksi pada telinga bagian tengah

2.       Tuli sarap yaitu suatu kondisi dimana telinga tidak bias mendengarkan bunyi pada frekuensi- frekuensi tertentu atau seluruh frekuensi bunyi. Hal ini disebabkan oleh rusaknya salah satu atau beberapa saraf pendengaran

3.       Tuli Fungsional, yaitu suatu kondisi dimana telinga sebagai alat pendengaran tidak dapat berfungsi lagi. Hal ini disebabkan oleh mendengarkan bom secara langsung, cacat dari lahir

EFEK DOPPLER

 
Pada tahun 1800 ahli fisika telah membuktikan bahwa sumber bunyi berfrekwensi fo

 mempunyai derajat tinggi apabila sumber bunyi bergerak mendekati pendengaran; apabila

sumber bunyi bergerak menjauh pendengar akan terdapat frekwwensi dengan derajat rendah. Demikian pula apabila pendengar mendekati sumber bunyi akan memperoleh frekwensi bunyi dengan derajat tinggi. Percobaan frekwensi ini disebut Doppler Shift. Sedang efek yang timbul akibat bergeraknya sumber bunyi atau bergeraknya pendengar disebut efek Doppler.
Efek Doppler ini dipergunakan untuk mengukur bergeraknya zat cair di dalam tubuh misalnya darah. Berkas ultrasonic/bunyi ultra uynag mengenai darah (darah bergerak menjauhi bunyi) darah akan memantulkan bunyi ekho dan diterima oleh detector .

Efek Doppler membicarakan tentang perbedaan frekuensi sumber  bunyi bila didengar oleh seorang pendengar yang sedang bergerak ataupun sumber bunyi yang bergerak. Tinggi rendahnya nada suatu bunyi berhubungan dengan frekuensi gelombang bunyi yang masuk ke telinga manusia. Jadi apabila sumber bunyi dan pendengar bergerak relative satu sama lain maka frekuensi yang didengar oleh pendengar tidak sama dengan frekuensi yang dipancarkan oleh sumber bunyi. Peristiwa ini di namakan efek dopper.

Penentuan tanda ( + ) dan ( - ) pada Vp dan Vs

a.       Vs bertanda positif bila sumber bergerak menjauhi pendengar

b.      Vs bertanda negatif bila sumber bergerak mendekati pendengar

c.       Vs = 0 bila sumber bunyi tidak bergerak ( diam )

d.      Vp bertanda positif bila sumber bergerak mendekati pendengar

e.      Vp bertanda negatif bila sumber bergerak menjauhi pendengar

f.        Vp = 0 bila sumber bunyi tidak bergerak ( diam )