Defibrillator Fix

DEFIBRILLATOR

DISUSUN OLEH : Yana Wahyuna

(135060300111011)

Novvy Nurdiana Dewi

(135060301111077)

Machfud Firmansyah

(135060301111082)

M. Alec Prasetya

(135060301111101)

Fauzan Yushar

(135060307111000)

TEKNIK ELEKTRO UNIVERSITAS BRAWIJAYA MALANG 2016

KATA PENGANTAR

Makalah ini disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah Bahasa Indonesia Teknik Elektro Universitas Brawijaya. Dan judul yang kami gunakan merupakan materi yang berhubungan dengan bidang elektro sesuai dengan jurusan yang kami ambil, yaitu Teknik Elektro. Makalah ini menjelaskan tentang pengertian Defibrillator dan prinsip kerja dari Defibrillator. Dalam makalah ini pembaca dapat memahami gangguan yang terjadi pada jantung, dapat memahami prinsip kerja jantung dan kelistrikannya, serta dapat memahami prinsip kerja Defibrillator. Dalam penulisan makalah ini, kendala yang dialami selama penulisan dan penyelesaian makalah adalah sulitnya menentukan jadwal kosong dari masing-masing anggota penulis. Puji syukur kami panjatakan kepada Tuhan Yang Maha Esa atas berkat dan rahmatNya yang dikaruniakan kepada kami sehingga kami dapat menyelesaikan makalah ini tepat pada waktunya. Kami mengucapkan terima kasih kepada semua pihak yang telah membantu kami dalam menyelesaikan tugas mata kuliah Bahasa Indonesia sehingga kami mampu menyusun makalah ini. Diharapkan para pembaca dapat memahami tentang konsep dan prinsip kerja dari Defibrilator yang dijelaskan pada makalah ini. Penulis menyadari bahwa kami masih banyak kekurangan dalam makalah ini, kami terbuka menerima kritik dan saran untuk perbaikan kami agar dapat menjadi lebih baik.

Malang, 10 Mei 2016

Penulis

Bahasa Indonesia - Defibrillator

1

DAFTAR ISI KATA PENGANTAR..................................................................................................................i DAFTAR ISI..............................................................................................................................ii DAFTAR GAMBAR................................................................................................................iv BAB I.........................................................................................................................................1 1.1. Latar Belakang.................................................................................................................1 1.2. Rumusan Masalah...........................................................................................................2 1.3. Tujuan..............................................................................................................................2 1.4. Manfaat............................................................................................................................2 BAB II........................................................................................................................................3 2.1. Aktivitas listrik di jantung...............................................................................................3 2.2. Aritmia...........................................................................................................................10 2.3. Defibrilasi......................................................................................................................12 2.4. Defibrillator...................................................................................................................13 2.4.1. Mode defibrillator...................................................................................................13 2.4.2. Jenis-Jenis...............................................................................................................14 2.4.3. Menganalisa Defibrillator.......................................................................................15 2.4.4. Jenis-Jenis Gelombang Defibrilasi.........................................................................16 BAB III.....................................................................................................................................18 3.1. Komponen Defibrillator................................................................................................18 3.1.1. Sumber Tegangan....................................................................................................18 3.1.2. Kapasitor.................................................................................................................18 3.2. Jenis-Jenis Defibrillator.................................................................................................19 3.2.1. Defibrillator AC......................................................................................................19 3.2.2 Defibrillator DC Lown.............................................................................................20 3.2.3. Defibrillator DC Monopulse...................................................................................23


2

3.2.4. Defibrillator DC Delay-Line...................................................................................24 3.2.5. Defibrillator DC Trapezoidal..................................................................................25 3.3. Analisis Defibrillator.....................................................................................................26 BAB IV....................................................................................................................................28 4.1. Kesimpulan....................................................................................................................28 4.2. Saran..............................................................................................................................28 DAFTAR PUSTAKA...............................................................................................................29


3

DAFTAR GAMBAR Gambar 1 : Otot Jantung............................................................................................................4 Gambar 2 : Otot Jantung............................................................................................................5 Gambar 3 : Aktivitas Kelistrikan Jantung..................................................................................7 Gambar 4 : Sistem Kelistrikan Jantung......................................................................................7 Gambar 5 : Otot Jantung Relaksasi............................................................................................8 Gambar 6 : Otot Jantung Kontraksi...........................................................................................9 Gambar 7 : EKG Jantung Normal..............................................................................................9 Gambar 8 : Sinus Bradikardia..................................................................................................10 Gambar 9 : Takikardia Supraventrikular..................................................................................10 Gambar 10 : Fibrilasi Atrial......................................................................................................11 Gambar 11 : Fibrilasi Ventrikel................................................................................................11 Gambar 12 : Defibrillator.........................................................................................................12 Gambar 13 : Gelombang Monophasic.....................................................................................14 Gambar 14 : Gelombang Biphasic...........................................................................................15 Gambar 15 : Konversi Tegangan Defibrillator DC..................................................................16 Gambar 16 : Kapasitor.............................................................................................................17 Gambar 17 : Rangkaian Defibrillator AC................................................................................17 Gambar 18 : Tegangan dan Arus Defibrillator DC Lown........................................................18 Gambar 19 : Defibrillator DC Lown........................................................................................18 Gambar 20 : Defibrillator DC Lown........................................................................................19 Gambar 21 : Defibrillator DC Monopulsa...............................................................................20 Gambar 22 : Defibrillator DC Monopulsa...............................................................................21 Gambar 23 : Tegangan dan Arus Defibrillator DC Monopulsa................................................21 Gambar 24 : Defibrillator DC Delay Line...............................................................................22 Gambar 25 : Gelombang Defibrillator DC Delay Line............................................................22 Gambar 26 : Defibrillator DC Trapezoidal..............................................................................23 Gambar 27 : Tegangan Defibrillator DC Trapezoidal..............................................................24 Gambar 28 : Rangkaian Ekivalen Analisis Defibrillator..........................................................25


4

BAB I PENDAHULUAN 1.1. Latar Belakang Elektronika berkembang pesat dan banyak dimanfaatkan dalam berbagai bidang akhir dekade ini, salah satunya adalah dalam dunia medis. Peranan peralatan elektronika dalam dunia medis saat ini memberikan berbagai manfaat diantaranya dalam hal analisa, alat bantu dalam proses operasi, menolong untuk menyelamatkan pasien dalam kondisi kritis. Sistem listrik di tubuh manusia mirip dengan jaringan. Peralatan elektronika dapat dimanfaatkan dalam dunia medis karena tubuh manusia menggunakan impuls listrik dalam berkoordinasi antara sistem yang satu dengan sistem yang lainnya. Misalnya pada jantung, yaitu bekerja sesuai impuls yang dikirimkan dari otak untuk dapat memompa darah dengan bekerja secara bergantian antara bagian atrium dan ventrikel. Impuls yang mengendalikan kerja jantung dapat mengalami gangguan yang diakibatkan oleh berbagai hal, atau yang biasa kita kenal dengan serangan jantung. WHO (2008) menerangkan bahwa penyakit jantung, bersama-sama dengan penyakit infeksi dan kanker masih tetap mendominasi peringkat teratas penyebab utama kematian di dunia. Serangan jantung dan problem seputarnya masih menjadi pembunuh nomor satu dengan raihan 29 persen kematian global setiap tahun. Demikian halnya di Indonesia, berdasarkan Survei Kesehatan Nasional tahun 1986 dan 1991, penyakit jantung koroner bersama dengan penyakit infeksi merupakan penyebab kematian utama di Indonesia (Diklat Yayasan Ambulans Gawat Darurat 118, 2010). Kematian jantung mendadak atau cardiac arrest adalah berhentinya fungsi jantung secara tiba. Waktu dan kejadiannya tidak diduga-duga, yakni segera setelah timbul keluhan. Kejadian cardiac arrest yang menyebabkan kematian mendadak terjadi ketika sistem kelistrikan jantung menjadi tidak berfungsi dengan baik, dan menghasilkan irama jantung yang tidak normal. Yaitu hantaran listrik jantung menjadi cepat (ventricular tachycardia), atau tidak beraturan (ventricular fibrillation). Irama denyut jantung yang tidak teratur (arrhythmia) menyebabkan jantung berhenti berdenyut secara mendadak. Tetapi, ada beberapa kejadian cardiac arrest disebabkan karena perlambatan denyut jantung yang berlebihan (bradycardia) (American Heart Association, 2010). Bahasa Indonesia - Defibrillator

1

Cardiac arrest dapat dipulihkan jika tertangani segera dengan cardiopulmonary resusitation dan defibrilasi untuk mengembalikan denyut jantung normal. Kesempatan pasien untuk bisa bertahan hidup berkurang 7 sampai 10 persen pada tiap menit yang berjalan tanpa cardiopulmonary resusitation dan defibrilasi (American Heart Assosiacion, 2010). Berdasarkan hasil penelitian dari American Heart Association pada bulan Juni 1999 didapatkan data bahwa 64% pasien dengan cardiac arrest yang mendapatkan penanganan segera dapat bertahan hidup tanpa kerusakan otak. 1.2. Rumusan Masalah 1. Apa itu defibrillator? 2. Bagaimana prinsip kerja defibrilator? 1.3. Tujuan 1. Menjelaskan pengertian defibrillator. 2. Menjelaskan prinsip kerja defibrillator. 1.4. Manfaat 1. Dapat memahami gangguan yang terjadi pada jantung. 2. Dapat memahami prinsip kerja jantung dan kelistrikannya. 3. Dapat memahami prinsip kerja defibrillator.


2

BAB II LANDASAN TEORI 2.1. Aktivitas listrik di jantung Siklus jantung memiliki dua tahap yang berbeda, yaitu fase diastole dan fase sistole. Pada fase diastole, ventrikel jantung relaksasi dan mengisi dengan darah. Pada fase sistole, ventrikel kontraksi dan memompa darah ke seluruh tubuh melalui sistem arteri. Peristiwa ini dipicu oleh node sinoatrial. Di dalam jantung terdapat suatu mekanisme khusus yang menyebabkan kontraksi otot secara terus-menerus yang disebut irama jantung, menjalarkan potensial aksi ke seluruh otot jantung untuk menimbulkan denyut jantung yang berirama. Jantung terdiri atas 3 tipe otot jantung utama yakni: otot atrium, otot ventrikel, dan serabut otot eksitatorik dan konduksi khusus. Tipe otot atrium dan ventrikel berkontraksi dengan cara yang sama seperti otot rangka, hanya saja durasi kontraksi otot-otot tersebut lebih lama. Sebaliknya, serabut-serabut khusus eksitatorik dan konduksi berkontraksi sangat lemah dikarenakan serabut-serabut ini hanya mengandung sedikit serabut kontraktil. Serabut-serabut kontraktil ini memperlihatkan pelepasan muatan listrik berirama yang otomatis dalam bentuk potensial aksi atau konduksi potensial aksi yang melalui jantung, yang bekerja sebagai suatu sistem eksitatorik yang mengatur denyut jantung yang berirama. Masing-masing sel otot jantung saling berhubungan untuk membentuk serat yang bercabang-cabang dengan sel-sel yang berdekatan disatukan ujungnya yang dinamai diskus interkalaris. Di dalam lempeng ini terdapat dua jenis taut membran, yaitu desmosom (suatu tipe taut yang secara mekanis menyatukan sel-sel) sangat banyak terdapat di jaringan seperti jantung yang mengalami stres mekanis berat dan taut celah (daerah dengan resistansi listrik rendah) yang memungkinkan potensial aksi menyebar dari satu sel jantung ke sel sekitarnya. Jantung sebenarnya terdiri atas dua sintisium, sintisium atrium yang menyusun dinding kedua atrium dan sintisium ventrikel yang membentuk dinding kedua ventrikel. Atrium dan ventrikel dipisahkan oleh jaringan fibrosa yang mengelilingi pembukaan katup A-V yang terdapat di antara atrium dan ventrikel. Biasanya, potensial tidak dihantarkan dari sintisium atrium menuju ke sintisium ventrikel secara langsung melalui jaringan fibrosa. Namun, potensial ini dihantarkan hanya dengan sistem hantaran khusus yang disebut berkas A-V, yaitu sebuah berkas serabut hantaran dengan diameter beberapa milimeter. Pembagian Bahasa Indonesia - Defibrillator

3

sintisium menjadi dua sintisium fungsional akan menyebabkan atrium berkontraksi sesaat sebelum kontraksi ventrikel, yang penting bagi efektivitas pompa jantung.

Gambar 1. Otot Jantung


4

Gambar 2. Otot Jantung

Karena sifat sintisium otot jantung dan sistem hantaran antara atrium dan ventrikel maka impuls yang secara spontan terbentuk di satu bagian jantung menyebar ke seluruh jantung. Oleh karena itu, tidak seperti otot rangka yang gradasi kontraksinya dapat dihasilkan dengan mengubah-ubah jumlah sel otot yang berkontraksi di dalam otot, serat otot jantung akan berkontraksi atau tidak sama sekali. Tidak dapat terjadi kontraksi “setengah hati”. Kontraksi jantung dapat berubah-ubah dengan mengubah kekuatan kontraksi seluruh otot jantung. Kontraksi sel otot jantung untuk menyemprotkan dipicu oleh potensial aksi yang menyapu ke seluruh membran sel otot. Terdapat dua jenis khusus sel otot jantung:


5

1. Sel kontraktil yang membentuk 99% dari sel-sel otot jantung, melakukan kerja mekanis memompa darah. Sel-sel ini dalam keadaan normal tidak membentuk sendiri potensial aksinya. 2. Sebaliknya, sel jantung yang sisanya sedikit tetapi sangat penting, sel otoritmik, tidak berkontraksi tetapi khusus memulai dan menghantarkan potensial aksi yang menyebabkan kontraksi sel-sel jantung kontraktil. Untuk memastikan rangsangan ritmik dan sinkron, serta kontraksi otot jantung, terdapat jalur konduksi khusus dalam miokardium, jaringan konduksi ini memiliki sifat-sifat berikut ini: 1.

Otomatisasi, kemampuan untuk menimbulkan impuls secara spontan.

2.

Ritmisasi, pembangkitan impuls yang teratur.

3.

Konduktivitas, kemampuan menghantarkan impuls.

4.

Daya rangsang, kemampuan merespons terhadap stimulan. Aktivitas pemacu sel otoritmik jantung yaitu pada paruh pertama potensial pemacu

disebabkan oleh menutupnya saluran K+, sedangkan paruh kedua disebabkan oleh terbukanya saluran Ca2+ tipe T. Jika ambang telah tercapai maka fase naik pada potensial aksi disebabkan oleh pembukaan Ca2+ tipe L, sedangkan fase turun disebabkan oleh membukanya saluran K+. Sel-sel jantung non-kontraktil yang mampu melakukan otoritmisitas terletak di tempat-tempat berikut: 1. Nodus sinuatrialis (nodus SA), suatu daerah kecil khusus di dinding atrium kanan dekat pintu masuk vena kava superior. 2. Nodus atrioventrikular (nodus AV), suatu berkas kecil sel-sel otot jantung khusus yang terletak di dasar atrium kanan dekat septum, tepat di atas pertemuan atrium dan ventrikel. 3. Berkas His (berkas atrioventrikular), suatu jaras sel-sel khusus yang berasal dari nodus AV dan masuk dan masuk ke septum antarventrikel. Di sini berkas tersebut terbagi menjadi cabang berkas kanan dan kiri yang turun menyusuri septum,


6

melengkung mengelilingi ujung rongga ventrikel dan berjalan balik ke arah atrium di sepanjang dinding luar. 4. Serat Purkinje, serat-serat halus terminal yang menjulur dari berkas His dan menyebar ke seluruh miokardium ventrikel seperti ranting kecil dari suatu cabang pohon.

Gambar 3. Aktivitas Kelistrikan Jantung

Gambar 4. Sistem Kelistrikan Jantung


7

Tabel 1. Potensial Jantung

Impuls jantung berasal dari nodus SA, yaitu pemacu jantung yang memiliki kecepatan tertinggi depolarisasi spontan ke ambang. Setelah terbentuk, potensial aksi menyebar ke seluruh atrium kanan dan kiri, sebagian difasilitasi oleh jalur penghantar khusus tetapi sebagian besar karena penyebaran impuls dari sel ke sel melalui taut celah. Impuls berjalan dari atrium ke dalam ventrikel melalui nodus AV, satu-satunya titik kontak antara ronggarongga tersebut. Potensial aksi tertunda sesaat di nodus AV, untuk memastikan bahwa kontraksi atrium mendahulukan kontraksi ventrikel agar pengisian ventrikel sempurna. Impuls kemudian merambat cepat menuruni sekat antarventrikel melalui berkas his dan cepat menyebar ke seluruh miokardium melalui serat purkinje. Sel-sel ventrikel sisanya diaktifkan oleh penyebaran impuls dari sel ke sel melalui taut celah. Karena itu, atrium berkontraksi sebagai satu kesatuan, diikuti setelah suatu jeda singkat oleh kontraksi ventrikel.

Gambar 5. Otot Jantung Relaksasi


8

Gambar 6. Otot Jantung Kontraksi

Potensial aksi sel-sel jantung memperlihatkan fase positif berkepanjangan, atau fase datar, disertai oleh periode kontraksi yang lama, untuk memastikan waktu ejeksi yang memadai. Fase datar ini terutama disebabkan oleh pengaktifan saluran Ca 2+ tipe L lambat. Masuknya Ca2+ melalui saluran tipe L di tubulus T memicu pelepasan Ca 2+ yang jauh lebih banyak dari retikulum sarkoplasma. Pelepasan Ca2+ yang diinduksi oleh Ca2+ ini menyebabkan siklus jembatan silang dan kontraksi. Adanya periode refrakter yang lama dan fase datar yang berkepanjangan menyebabkan penjumlahan dan tetanus otot jantung tidak mungkin terjadi. Hal ini memastikan bahwa terdapat periode kontraksi dan relaksasi yang bergantian yang esensial bagi pemompaan darah. Penyebaran aktivitas listrik ke seluruh jantung dapat direkam dari permukaan tubuh. Rekaman dari elektrokardiogram (EKG) dapat memberi informasi bermanfaat tentang status jantung.


9

Gambar 7. EKG Jantung Normal

2.2. Aritmia Aritmia merupakan masalah pada jantung yang terjadi ketika organ tersebut berdetak terlalu cepat, terlalu lambat, atau tidak teratur. Hal ini disebabkan oleh impuls elektrik yang berfungsi mengatur detak jantung tidak bekerja dengan baik. Ada empat jenis aritmia yang tergolong umum terjadi, di antaranya: 1. Bradikardia, yaitu suatu kondisi ketika jantung berdetak lebih lambat atau tidak teratur. 2. Takikardia supraventrikular, yaitu suatu kondisi ketika jantung berdenyut cepat secara tidak normal. 3. Fibrilasi atrium, yaitu suatu kondisi yang terjadi ketika detak jantung menjadi tidak teratur dan tingkat kontraksi organ tersebut sangat tinggi. 4. Fibrilasi ventrikel, yaitu suatu jenis aritmia yang dapat menyebabkan penderitanya kehilangan kesadaran atau kematian mendadak akibat detak jantung yang cepat dan tidak teratur. Menggunakan elektrokardiogram adalah salah satu cara untuk mendiagnosis dan mengetahui resiko dari aritmia.


10

Gambar 8. Sinus Bradikardia

Gambar 9. Takikardia Supraventrikular

Gambar 10. Fibrilasi Atrial


11

Gambar 11. Fibrilasi Ventrikel

2.3. Defibrilasi Biasanya denyut nadi (tingkat detak jantung) sesuai untuk mencukupi kebutuhan oksigen dalam tubuh. Masalah bisa timbul jika denyut jantung yang terlalu rendah atau terlalu tinggi. Jika kecepatan sangat tinggi dapat menyebabkan fibrilasi ventrikel (VF) di mana otot jantung bekerja dengan tidak semestinya dan tidak memompa darah secara efisien. Kondisi ini umumnya berakibat fatal jika tidak ditangani dengan cepat. Detak jantung normal dapat dikembalikan dengan pengiriman kejutan listrik yang dikendalikan. Proses ini disebut defibrilasi. Kecepatan dalam melakukan defibrilasi (kardioversi) merupakan elemen penting untuk resusitasi. Tindakan defribrilasi harus segera dilakukan sebelum intubasi dan pemasangan selang infuse. Defibrilasi tidak akan efektif dan dapat menimbulkan luka bakar pada dada. Satu elektrode diletakkan pada sisi kanan dada, dibawah klavikula dan yang lain pada sisi kiri dada sebelah lateral papilla mamma. Kontak yang baik antara elektrode dan kulit diperoleh dengan melakukan tekanan yang kuat dan merata. Individu yang melakukan defibrilasi harus mundur dari tempat tidur penderita, dan orang lain harus berada jauh dari penderita dan tempat tidurnya. 2.4. Defibrillator Defibrillator telah digunakan untuk sekitar enam puluh tahun. Mesin sebelumnya masih reatif besar dan tidak dapat dibawa-bawa. Defibrillator darurat portabel (juga disebut AED atau Automated External Defibrillator) saat ini tersedia dalam banyak bangunan umum, sekolah, klub dll dan defibrillator kecil sekarang dapat ditanamkan melalui pembedahan di pasien dengan masalah jantung kronis tertentu. Bahasa Indonesia - Defibrillator

12

Defibrilator adalah stimulator detak jantung yang menggunakan listrik dengan tegangan tinggi untuk memulihkan korban serangan jantung. Selama beberapa dekade terakhir telah ada telah kemajuan besar dalam desain dari defibrillator. Banyak dari karya ini berasal dari upaya untuk menghasilkan perangkat Gambar 12. Defibrillator

implan. Defibrillator modern termasuk sensor yang bisa mendeteksi irama jantung dan diprogram untuk memutuskan

apakah kejutan listrik diperlukan. Beberapa hal yang perlu diperhatikan tentang defibrillator: 1. 2. 3. 4.

Tidak me-reset jantung. Menghentikan semua aktivitas elektrik. Jika jantung dapat normal kembali, pemacu natural jantung akan mengambil alih. Merupakan prosedur darurat.

2.4.1. Mode defibrillator : 1.

Asinkron : pemberian kejutan listrik jika jantung sudah tidak berkontraksi lagi, secara

manual setelah pulsa R. 2. Sinkron : pemberian kejutan listrik harus disinkronkan dengan sinyal ECG dalam keadaan berfibrasi, jadi bila tombol discharge ditekan kapanpun maka akan membuang pulsa R secara otomatis. 2.4.2. Jenis-Jenis Defibrilator yang umum digunakan di rumah sakit adalah M-series monophasic dan defibrilator biphasic. Unit portable menggabungkan Defibrillator, ECG, Non-Invasive Transcutaneous Pacing (NTP) dan fungsi pemantauan pasien yang lainnya. 2.4.2.1. DC Defibrilator DC defibrilator selalu dikalibrasi dalam satuan watt-detik atau joule sebagai ukuran dari energi listrik yang tersimpan dalam kapasitor. Energi dalam detik-watt sama dengan satu setengah kapasitansi dalam farad dikalikan dengan tegangan di yaitu volt kuadrat.

Jumlah energi (E) yang diberikan merupakan faktor bagi keberhasilan defibrilator. Energi yang diberikan kepada pasien dapat diperkirakan dengan mengasumsikan nilai Bahasa Indonesia - Defibrillator

13

resistansi yang ditempatkan antara elektrode. Kebanyakan defibrilator akan memberikan 6080% dari energi mereka untuk disimpan ke resistansi sebanyak 50 Ω. 1.

Defibrilasi eksternal: piringan logam berdiameter 3-5 cm yang melekat pada pegangan yang sangat terisolasi. Menghasilkan arus besar untuk menstimulasi kontraksi yang seragam dan simultan dari serat otot jantung. Kapasitor hanya akan menyalurkan energi listrik yang tersimpan apabila kontak defibrilator dengan tubuh yang baik sudah tercapai.

2.

Internal defibrilasi: besar berbentuk sendok elektrode.

2.4.2.2. Advisory Defibrilasi Mampu dengan akurat menganalisis ECG dan membuat keputusan menyalurkan kejutan listrik dengan handal. Dirancang untuk mendeteksi fibrilasi ventrikel atau ventricular fibrillation dengan sensitivitas dan spesifisitas sebanding dengan paramedis terlatih. Kemudian memberikan atau merekomendasikan seberapa banyak energi sesuai dengan kejutan defibrilasi tersebut. 2.4.2.3. Implan Defibrillator Biasa digunakan oleh pasien yang berisiko tinggi mengalami ventricular fibrillation. Implan defibrilator menyimpan rekaman sinyal jantung pasien, sejarah terapi pasien dan data diagnostik pasien. Implan defibrilator mempunyai volume kurang dari 70 cc, ia juga mempunyai lebih dari 30 juta transistor dan menyalurkan kurang dari 20 mikroampere selama beroperasi sebagai pemantauan konstan. Implan defibrilator sangat tertutup rapat dari lingkungan sekeliling di dalam tubuh maka ianya sangat bio-compatible dan mampu bertahan pada rentang suhu 30 oC hingga 60 oC. Sumber energi untuk menjalankan implan defibrilator berasal dari baterai Lithium Perak Vanadium Oksida (LiSVO). 2.4.3. Menganalisis Defibrillator Pada dasarnya penganalisa defibrilator menjalankan prinsip energi di dalam debaran jantung yang kondisi dan waktunya dapat berubah, yaitu :

dimana,


14

E = energi (watt/detik), e(t) = tegangan dalam fungsi waktu, i(t) = arus dalam fungsi waktu, T = durasi waktu debaran jantung Ketika adanya tegangan di seluruh resistansi tetap, energi yang hilang di dalam resistansi didefinisikan sebagai :

Dimana R adalah nilai resistansi. 2.4.4. Jenis-Jenis Gelombang Defibrilasi Ada beberapa parameter yang harus ditentukan dalam defibrilasi. Beberapa parameter tersebut adalah sebagai berikut: 1.

Energi: energi dalam defibrillasi dinyatakan dalam joule. Satu joule merupakan unit kerja terkait dengan satu ampere arus saat melewati satu ohm hambatan selama satu

2.

detik. Tegangan: Tegangan yang dibutuhkan untuk defibrilasi biasanya menggunakan tegangan tinggi. Ini diperlukan supaya energi dari defibrilator dapat menembus

3.

sampai sasaran. Dalam hal ini adalah jantung. Arus: arus merupakan apa yang sebenarnya mendefibrilasi jantung. Dapat juga

dinyatakan dengan tegangan/impedansi. 4. Impedansi: resistansi terhadap arus, ada resistansi di sirkuit listrik itu sendiri serta pada pasien. Jumlah impedansi pada pasien sulit untuk menentukan yang berhubungan dengan massa tubuh, suhu, kualitas diaphoresis dari kontak dengan alat kejut atau bantalan. Tetapi berdasarkan tes klinik bahwa 95% impedansi manusia adalah sekitar 30-90 Ω. Berdasarkan cara discharge-nya kapasitor, defibrilasi dibagi menjadi 3, yaitu sebagai berikut:


15

2.4.3.1. Deibrilasi Monophasic Pada defibrilasi monophasic, ketika pengosongan arus, arus yang dialirkan hanya satu arah atau dengan kata lain arus tidak pernah berubah arah selama proses discharge berlangsung.

Gambar 13. Gelombang Monophasic

2.4.3.2. Defibrilasi biphasic Pada defirbilasi biphasic, arus akan berubah arah ketika waktu mencapai setengah kali saat pengosongan kapasitor.

Gambar 14. Gelombang Biphasic

2.4.3.3. Defibrilasi triphasic Pada defibrilasi triphasic, arus akan berubah arah setiap sepertiga waktu pengosongan kapasitor.


16

BAB III PEMBAHASAN Pada dasarnya shock sirkuit dalam defibrillator memiliki tiga komponen utama, yaitu sumber tegangan tinggi, kapasitor dan switch.

3.1. Komponen Defibrillator 3.1.1. Sumber Tegangan Defibrillator modern menggunakan arus searah (dc) daripada arus bolak (ac) yang model sebelumnya digunakan. Hal ini menimbulkan masalah bagi desainer perangkat yang dioperasikan dengan baterai. Transformer tidak dapat meningkatkan arus searah. Masalah ini dipecahkan sebagai berikut.

Gambar 15. Konversi Tegangan Defibrillator DC

Sebuah baterai menyuplai rangkaian osilator menghasilkan arus yang on dan off pada frekuensi tinggi (misalnya 1000 kali per detik), meskipun masih akan dalam satu arah saja (DC). Jika pulsa DC ini dimasukkan ke sebuah transformator yang cocok, dapat dihasilkan tegangan output sesuai yang diperlukan. Rasio tegangan input dan output sebanding dengan rasio jumlah lilitan primer dan sekunder trafo. Untuk Misalnya, jika kumparan input (primer) memiliki 200 lilitan dan kumparan output

(sekunder) memiliki 20.000 maka tegangan

dinaikan dengan faktor 100. Sebuah masukan 5 V maka akan menghasilkan 500 V output. Tegangan output bolak balik diperbaiki dengan dioda dan dimasukkan ke dalam kapasitor yang menyimpan muatan tegangan tinggi. 3.1.2. Kapasitor Sebuah kapasitor terdiri dari dua konduktor datar atau piring (biasanya dari aluminium foil) dengan isolator di antaranya. Sebuah kutub konduktor melekat pada setiap Bahasa Indonesia - Defibrillator

17

piring. Dalam prakteknya seluruh kapasitor perakitan sering digulung dan dimasukkan dalam kaleng dengan dua koneksi.

Gambar 16. Kapasitor

3.2. Jenis-Jenis Defibrillator 3.2.1. Defibrillator AC Distribusi energi pada defibrillator AC sangatlah sederhana karena hanya menggunakan tegangan jala-jala (110-240V) yang dinaikkan dengan transformator step up (menjadi 300-2000 V). Sehingga sinyal yang dihasilkan oleh defibrilltor AC akan sama dengan sinyal tegangan jala-jala.


18

Gambar 17. Rangkaian Defibrillator AC

3.2.2. Defibrillator DC Lown Muatan yang dikenakan pada pasien disimpan dalam sebuah kapasitor yang dihasilkan oleh power supply DC tegangan tinggi. Operator dapat mengatur level muatan yang akan digunakan pada panel depan dengan tombol set energy. Tombol tersebut mengendalikan tegangan DC yang dihasilkan oleh power supply tegangan tinggi dan juga dapat mengatur muatan maksimum pada kapasitor. Energi yang tersimpan dalam kapasitor diberikan oleh persamaan: U = ½ CV2 U adalah energi dalam satuan Joule (J), C adalah kapasitansi C 1 dalam satuan Farad (F) serta V adalah tegangan pada kapasitor C1 dalam satuan volt. 1. 2.

Arus akan meningkat dengan cepat hingga 20A dengan tegangan hingga 3 kV. Gelombang kemudian meluruh kembali ke nol dalam waktu 5 ms dan kemudian menghasilkan sebuah pulsa negatif yang lebih kecil juga sekitar 5 ms.


19

Gambar 18. Tegangan dan Arus Defibrillator DC Lown

Gambar 19. Defibrillator DC Lown

Gambar 20. Defibrillator DC Lown

Energi yang tersimpan ditunjukkan oleh sebuah voltmeter yang dihubungkan paralel dengan kapasitor C1. Skala voltmemter dikalibrasi dalam satuan energi. Satuan yang sering Bahasa Indonesia - Defibrillator

20

digunakan secarai praktis adalah watt-second yang setara dengan joule (1 w-s = 1 J). Sejumlah energi akan hilang pada kontak relay switchin dan pada resistansi ohmik induktor L1. Muatan kapasitor dikendalikan oleh sebuah kontak relay (relay switch) K1. Pada model terdahulu digunakan relay jenis SPDT (Single Pole Double Throw), sedangkan model yang sekarang digunakan relay jenis DPDT (Double Pole Double Throw) agar isolasi pada rangkaian pasien terhadap ground tetap terjaga. Walaupun ada beberapa defibrillator yang portable yang menggunakan relay tegangan tinggi udara terbuka (open-air high voltage relay), tetapi umumnya menggunakan special sealed vacuum relay seperti Torr Laboratories TMR-10. Relay vakum merupakan relay yang telah mendapat pengakuan sebab adanya penggunaan tegangan tinggi untuk kapasitor C1. Rangkaian pasien untuk defibrillator Lown terdiri dari induktor 100 mH (L1), resistansi ohmik L1 (R1) dan resistansi ohmik pasien (R2). Energi yang tersimpan dalam medan magnetik kumparan L1 menghasilkan bentuk gelombang Lown negatif selama 5 ms. Bila kapasitor dalam keadaan discharge, medan pada kumparan akan habis/hilang, energi terbuang kembali ke rangkaian. Urutan kerjanya sebagai berikut: 1.

Operator mengatur set energy (yang mengontrol level yang diinginkan) dan menekan tombol charge (yaitu menutup S2).

2.

Kapasitor C1 mulai termuati dan akan tetap dimuati hingga tegangan pada kapasitor sama dengan tegangan sumber (supply).

3.

Operator memasang paddle elektrode pada dada pasien dan menekan tombol discharge (yaitu S1).

4.

Relay K1 memutus hubungan kapasitor dari power supply dan kemudian menghubungkannya ke rangkaian keluar.

5.

Kapasitor C1 mengalami discharge (membuang energi) ke pasien melalui L1, R1 dan paddle elektrode. Keadaan ini berlangsung pada awal 4 ms sampai 6 ms dan membangkitkan tegangan tinggi simpangan posistif pada bentuk gelombang. Medan magnetik terbentuk pada L1 dan menghasilkan bentuk gelombang simpangan negatif dan hilang/habis dalam 5 ms kemudian.


21

3.2.3. Defibrillator DC Monopulse

Gambar 21. Defibrillator DC Monopulse

Gambar 22. Defibrillator DC Monopulse

Defibrillator DC Monopulse merupakan hasil modifikasi Defibrillator DC Lown untuk menghasilkan bentuk gelombang tanpa fase negatif. Defibrillator jenis ini sering dijumpai dalam defibrillator portable. Bentuk rangkaian defibrillator ini sama dengan defibrillator Lown, tetapi tanpa induktor untuk menghilangkan pulsa kedua yang negatif. Akibatnya, bentuk gelombang akan kembali ke nol dengan cara eksponensial karena hanya ada rangkaian RC saja.


22

Gambar 23. Tegangan dan Arus Defibrillator DC Monopulse

3.2.4. Defibrillator DC Delay-Line Defibrillator ini biasa juga dikenal dengan defibrillator Tapered. Berbeda dengan dua defibrillator DC sebelumnya, yaitu defibrillator DC Delay-Line mempunyai amplitudo rendah (1.2 kV) dan durasi panjang (15 ms) untuk mencapai level energi yang ditetapkan. Dibuat dengan meletakan dua bagian L-C. Energi yang ditransfer adalah sebanding dengan luas daerah di bawah kurva persegi empat, yang juga dapat diperoleh energi yang sama seperti bentuk gelombang lainnya. Bentuk rangkaian defibrillator DC delay-line sama dengan gambar 10, hanya saja pada defibrillator DC delay-line ditambahkan L2 dan C2.

Gambar 24. Defibrillator DC Delay-Line


23

Gambar 25. Gelombang Defibrillator DC Delay-Line

3.2.5. Defibrillator DC Trapezoidal

Gambar 26. Defibrillator DC Trapezoidal

Defibrillator DC Trapezoidal merupakan defibrillator yang memiliki bentuk gelombang yang menyerupai trapesium. Ciri defibrillator ini adalah tegangan keluarannya rendah (500 V sampai 800 V) dan durasinya panjang (20 ms). Kapasitor membuang muatan (discharge) ke tubuh pasien dikendalikan oleh rangkaian SCR (Silicon-Controlled Rectifier). Bila energi yang diberikan pada pasien telah cukup, maka shunt SCR bekerja untuk menghubung-singkat (short circuit) kapasitor dan memutuskan pulsa. Rangkaian ini mengeliminasi (mengurangi) ekor pulsa discharge yang panjang. Keluaran dapat dikontrol dengan mengubah tegangan pada kapasitor atau durasi pulsa discharge. Desain ini memberikan beberapa keuntungan:


24

1. Arus puncak yang diperlukan lebih kecil 2. Tidak diperlukan induktor 3. Dapat menggunakan kapasitor elektrolit (yang secara fisik kecil) 4. Tidak diperlukan relay

Gambar 27. Tegangan Defibrillator DC Trapezoidal

3.3. Analisis Defibrillator Besar Energi dalam unit Joule dinyatakan dengan rumus:

Di mana C adalah nilai kapasitansi diukur dalam satuan farad dan V adalah tegangan kapasitor. Jika yang dibutuhkan adalah tegangan 3 kV, energy 400 J, maka besar nilai kapasitor adalah : 1 E= C V 2 2 C=

2 E 2× 400 = =88,89 μF V2 30002

Energi yang dikeluarkan defibrillator pada umumnya adalah kisaran 50-400 J. Tidak semua energi yang dikeluarkan defibrillator sampai kepada pasien. Beberapa diserap oleh resistansi dalam (RD) defibrillator, beberapa diserap oleh paddle defibrillator, dan beberapa diserap oleh resistansi kulit (RE). Bahasa Indonesia - Defibrillator

25

Untuk menghitung berapa banyak energi yang diperoleh pasien, resistansi RT dipertimbangkan sebagai sirkuit ekuivalen. Terdapat empat resistor dalam rangkaian ekuivalen.

Gambar 28. Rangkaian Ekuivalen Analisis Defibrillator

Oleh karena itu, arus pada masing-masing resistor adalah sama. Dan energi yang diserap oleh masing-masing resistor sebanding dengan energi total, sesuai dengan hukum pembagi tegangan. Energi yang diserap oleh thorak dinyatakan dengan rumus:


26

BAB IV PENUTUP 4.1. Kesimpulan Penerapan defibrillator dalam dunia kesehatan utamanya adalah membantu pasien yang terkena serangan fibrillasi kardiak. Desain defibrillator yang lebih mutakhir disesuaikan dengan jenis elektrode yang digunakan, pengembangan sistem kontrol yang lebih andal dan penggunaan energi listrik yang lebih hemat, serta keamanan dan kenyamanan pasien yang tinggi.

4.2. Saran Penggunaan defibrillator harus diawali dengan pelatihan dan keahlian khusus, agar alat yang digunakan dapat dimanfaatkan sebagaimana mestinya.


27

DAFTAR PUSTAKA

Chatterjee, S., Miller, A. (2010). Biomedical Instrumentation System. Delmar : Cengage Learning Gul, Sema. (2007). Otak dan Sistem Saraf. Jakarta : Yudhistira. Guyton and Hall. (2007). Fisiologi Kedokteran ed. 11. Jakarta : EGC. Khandpur, R. S. (2005). Biomedical Instrumentaion: Technology and Applications. New Delhi: McGraw-Hill Price, A. Sylvia. (2005). Patofisiologi, Konsep Klinis Proses-Proses Penyakit ed.6. Jakarta : EGC. Sayre, Michael R., MD., dkk. 2010. Highlight of the 2010 American Heart Association Guidelines for CPR and ECC. Sherwood, Lauralee. (2011). Fisiologi Manusia, dari Sel ke Sistem. Jakarta : EGC. Diklat Yayasan Ambulans Gawat Darurat 118. http://www.slideshare.net/imransheikh988/defibrillators-25789795 http://www.bu.edu.eg/portal/uploads/Engineering,%20Benha/Electrical%20Engineering %20/2371/crs-10484/Files/Waleed%20Abdel%20Aziz%20Salem%20Attia_Defibrillator %20(L4).ppt http://digilib.unimus.ac.id/files/disk1/116/jtptunimus-gdl-santosotri-5766-1-babi.pdf http://editions.sciencetechnologyaction.com/lessons/7/105/BostonScientific.pdf https://agnostikindonesia.wordpress.com/2013/02/28/saraf-listrik-pada-tubuh-manusia/ http://softilmu.blogspot.co.id/2014/07/mekanisme-kerja-otot-jantung-dan-sistem.html http://www.alodokter.com/aritmia https://id.wikipedia.org/wiki/Defibrilator Bahasa Indonesia - Defibrillator

28

http://liveisflow.blogspot.co.id/2012/04/defibrillator.html http://www.resuscitationcentral.com/defibrillation/biphasic-waveform/


29

Defibrillator Fix

Recommend Documents