BAB I PENDAHULUAN
A. Latar Belakang Saat ini perkembangan dunia teknologi sangat berkembang pesat terutama dalam dunia IT (Informatic Technology). Perkembangan dunia IT berimbas pada perkembangan berbagai macam aspek kehidupan manusia. Salah satu aspek yang terkena efek perkembangan dunia IT adalah kesehatan. Dewasa ini dunia kesehatan modern telah memanfaatkan perkembengan teknologi yang menggunakan prinsip ilmu fisika untuk meningkatkan efisiensi serta efektivitas di dunia kesehatan. Abad 20 ditandai dengan perkembangan yang menakjubkan di bidang ilmu dan teknologi, termasuk disiplin ilmu dan teknologi kesehatan. Terobosan penting dalam bidang ilmu fisika dan teknologi ini memberikan sumbangan yang sangat berharga dalam diagnosis dan terapi berbagai penyakit termasuk penyakit-penyakit yang menjadi lebih penting secara epidemologis sebagai konsekuensi logis dari pembangunan di segala bidang yang telah meningkatkan kondisi sosial ekonomi masyarakat. B. Tujuan Dari rumusan masalah di atas maka tujuan makalah ini adalah 1.
Untuk mengetahui peran peralatan fisika dalam ilmu kesehatan
2.
Untuk mengetahui perkembangan ilmu kesehatan dengan peralatan ilmu fisika
C. Manfaat Dari rumusan masalah di atas maka dapat diperoleh manfaat sebagai berikut : 1. 2. 3.
Dapat mengetahui peran peralatan ilmu fisika dalam kesehatan Dapat memberikan manfaat tentang begitu pentingnya peralatan fisika dalam dunia kesehatan Dapat memberikan inspirasi untuk menciptakan suatu alat baru guna peningkatan peralatan kesehatan.
1
BAB II PEMBAHASAN
A. Ilmu Fisika Dalam Kesehatan Mempelajari ilmu fisika tentunya hampir semua orang yang menempuh
pendidikan
mencapai
sekolah
lanjutan
tingkat
atas
mengetahuinya. Contoh yang selalu disajikan dari SLTP ilmu fisika tidak jauh dari gerak peluru, pesawat pengebom, dan bola bilyard bertumbukan. Fisika Medis menjadi asing bagi telinga kita yang baru mendengar istilah ini, karena jauh dari contoh-contoh yang selalu disampaikan guru-guru kita. Secara harfiah Fisika Medis mempunyai makna ilmu fisika pada ilmu kesehatan, sehingga cakupan fisika medis memang sangat luas sebanding dengan luasnya ilmu kesehatan. Secara profesi, fisika medis di Indonesia telah diakui menjadi tenaga kesehatan dengan amandemen terhadap peraturan pemerintah tentang tenaga kesehatan dengan peraturan menteri kesehatan dan dilajutkan dengan ditetapkannya keputusan menteri pendayagunaan aparatur negara dan badan kepegawaian
negara.
Secara
internasional
dengan
payung
lembaga
International Organization for Medical Physics (IOMP), sedang dalam tahap memperjuangkan di forum International Labour Organization (ILO) untuk menjadi tenaga ksehatan seperti halnya dokter. Tugas utama dari fisikawan medis adalah berkontribusi dalam pelayanan rumah sakit dalam jaminan kualitas/kontrol kualitas peralatan sumber radiasi, pengukuran keluaran berkas radiasi, dan menghitung dosis radiasi. Selain itu, fisikawan medis dituntut untuk berkreasi atau meneliti untuk dapat meneliti keakurasian sistem, metode dan peralatan yang dipakai dalam menjaga keakuratan dosis radiasi. Lebih lanjut juga dapat membuat sistem atau perangkat yang dapat membantu dalam peranannya di rumah sakit, sehingga ketelitian dan keakuratannya meningkat.
2
B. Jenis Peralatan Fisika dalam ilmu Kesehatan 1. CT-scan Computerized Tomography Scanning atau yang lebih di kenal dengan nama CT-scan mempunyai prinsip kerja yang sama dengan rontgen, yaitu menggunakan sinar-X. Perbedaannya terletak pada gambar yang dihasilkan, dan juga cara kerjanya. Sinar-X mempunyai sifat tidak dibelokkan oleh medan listrik dan magnet serta mempunyai daya tembus yang sangat besar terhadap suatu benda. Karena itu sinar-X digunakan dalam alat-alat medis untuk melihat kenampakan tubuh manusia dan memeriksa kelainan dalam tubuh manusia yang tidak bisa di lihat dengan mata telanjang. Prinsip Kerja CT-scan Film yang menerima proyeksi sinar diganti dengan alat detektor yang dapat mencatat semua sinar secara berdispensiasi. Pencatatan dilakukan dengan mengkombinasikan tiga pesawat detektor, dua di antaranya menerima sinar yang telah menembus tubuh dan yang satu berfungsi sebagai detektor aferen yang mengukur intensitas sinar rontgen yang telah menembus tubuh dan penyinaran dilakukan menurut proteksi dari tiga titik, menurut posisi jam 12, 10 dan jam 02 dengan memakai waktu 4,5 menit. 2. Manometer Tekanan darah merupakan parameter yang dapat menunjukkan beberapa kelainan yang terjadi pada tubuh manusia. Alat pengukur tekanan darah atau yang juga biasa disebut dengan tensimeter dan sfigmomanometer biasa digunakan oleh para praktisi kesehatan untuk mengetahui kondisi tekanan darah pasiennya. Cara kerja alat pengukur tekanan darah ini sebenarnya cukup sederhana. Prinsip kerja alat pengukur tekanan darah sama dengan U-Tube Manometer. Manometer adalah alat pengukur tekanan yang menggunakan tinggi kolom (tabung) yang berisi cairan yang disebut cairan manometrik untuk menentukan tekanan cairan lainnya yang akan diukur. Dan berikut penjelasan singkat bagaimana cara kerja alat pengukur tekanan darah 3
Prinsip Kerja Alat Pengukur Tekanan Darah U-Tube manometer dapat digunakan untuk mengukur tekanan dari cairan dan gas. Nama U-Tube diambil dari bentuk tabungnya yang menyerupai huruf U seperti pada gambar di bawah ini. Tabung tersebut akan diisi dengan cairan yang disebut cairan manometrik. Cairan yang tekanannya akan diukur harus memiliki berat jenis yang lebih rendah dibanding cairan manometrik, oleh karena itu pada alat pengukur tekanan darah dipilih air raksa sebagai cairan manometrik karena air raksa memiliki berat jenis yang lebih besar dibandingkan dengan berat jenis darah. Berikut skema pengukuran tekanan menggunakan manometer. 3.
Incubator Perawatan Incubator perawatan adalah alat yang berfungsi untuk merawat bayi premature atau mempunyai berat badan lahir rendah (BBLR), dengan cara memberikan suhu dan kelembapan yang stabil dan kebutuhan oxygen sesuai dengan kondisi dalamkandungan ibu. Prinsip Kerja Incubator Perawatan Inkubator bayi modern yang temperaturnya diatur oleh sistem control. Temperature pada salluran-saluran suplly udara merubah tahanan thermisor dibandingkan dengan suatu tahanan tetap identik dengan suhu yang di kehendaki atau diset. Jika suhu udara memasuki tempat bayi atau chamber lebih rendah dari pada suhu yang di set, daya dihubungkan ke heater untuk mengoreksi perbedaan ini. Pada sistem control, jumlah daya yang di berikan ke heater sebanding dengan perbedaan atau selisih suhu di antara suhu udara yang sebenarnya dengan suhu yang di set. Hal ini berarti daya berkurang sewaktu suhu mencapai set poin ( suhu yang di set), merupakan gambaran penting mengenai contoh lebih presisi dan untuk memperkecil kemungkinan melebihi setting. Bila sushu yang dikehendaki tidak tercapai, alarm akan berbunyi.
4
4.
Ultrasonography ( USG ) USG
adalah
suatu
alat
dalam
dunia
kedokteran
yang
memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor. Pada awalnya penemuan alat USG diawali dengan penemuan gelombang ultrasonik kemudian bertahun-tahun setelah itu, tepatnya sekira tahun 1920-an, prinsip kerja gelombang ultrasonik mulai diterapkan dalam bidang kedokteran. Penggunaan ultrasonik dalam bidang kedokteran ini pertama kali diaplikasikan untuk kepentingan terapi bukan untuk mendiagnosis suatu penyakit. Ultrasonography adalah salah satu dari produk teknologi medical imaging yang dikenal sampai saat ini Medical imaging (MI) adalah suatu teknik yang digunakan untuk mencitrakan bagian dalam organ atau suatu jaringan sel (tissue) pada tubuh, tanpa membuat sayatan atau luka (noninvasive). Interaksi antara fenomena fisik tissue dan diikuti dengan teknik pendetektian hasil interaksi itu sendiri untuk diproses dan direkonstruksi menjadi suatu citra (image), menjadi dasar bekerjanya peralatan MI. Jenis pemeriksaan USG : 1. USG 2 Dimensi Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). Kualitas gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapat ditampilkan. 2. USG 3 Dimensi Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. Begitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. Ini dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan janinnya yang diputar).
5
3. USG 4 Dimensi Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk USG 3 dimensi yang dapat bergerak (live 3D). Kalau gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis, sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya dapat “bergerak”. Jadi pasien dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim. 4. USG Doppler Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat. Alat ini digunakan untuk menilai keadaan/kesejahteraan janin. Penilaian kesejahteraan janin ini meliputi:
5.
-
Gerak napas janin (minimal 2x/10 menit).
-
Tonus (gerak janin).
-
Indeks cairan ketuban (normalnya 10-20 cm).
-
Doppler arteri umbilikalis.
-
Reaktivitas denyut jantung janin.
Lithoclast Teknologi pemecah batu di saluran kencing sampai ke daerah ginjal ini bernama lithoclast ini secara sederhana adalah bekerja cengan mengirimkan getaran pada sumber atau batu yang hendak dihancurkan. Getaran ini ditembakkan ke sasaran sampai batu benar-benar hancur.Proses pengiriman getaran dari sumber getar ke sasaran atau batu di saluran kencing ini dengan diawali memasukkan selang ke saluran kencing yang di ujungnya terdapat kamera. Pada saat penghancuran saluran kencing tersebut bias dimonitori baikoleh dokter maupun oleh pasien itu sendiri. Setelah diketahui dengan pasti batu yang akan digetarkan, maka dikirim sumber getar melalui sesuatu alat tertentu, sampai batu benar-benar hancur.
6
6.
Endoscopy Alat Endoscopy dengan menggunakan Teknologi tinggi yang berfungsi untuk melihat keadaan/kondisi saluran cerna dan organ lainnya. Dengan pemeriksaan tindakan Endoscopy, berupaya untuk meningkatkan kualitas hidup pasien dengan resiko yang minimal karena :
Mendeteksi kelainan saluran cerna secara dini (Early Detection)
Tanpa operasi (Non Surgery) dan Handal (Reliable)
Tindakan Terapi Secara Langsung (Timely Treatment). Ketika terdeteksi adanya Kelainan Saluran Cerna dengan menggunakan alat ini, dokter kami akan langsung mengarahkan pelanggan agar dengan segera melakukan tindakan terapi.
Tingkat pemulihan yang cepat (Quick Recovery)
Keuntungan Tindakan Endoscopy :
7.
1.
Dapat melakukan biopsy
2.
Memotong polip
3.
Menghentikan pendarahan
4.
Memasang Stent pada sumbatan
5.
Mengangkat jaringan tumor ganas stadium sangat dini
6.
Membuang batu saluran empedu
7.
Sebagian kasus One Day Care
Respirometer Respirometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur ratarata pernapasan organisme dengan mengukur rata-rata pertukaran oksigen dan karbon dioksida. Hal ini memungkinkan penyelidikan bagaimana
faktor-faktor
seperti
umur
atau
pengaruh
cahaya
memengaruhi rata-rata pernapasan. Respirometer sederhana adalah alat yang dapat digunakan untuk mengukur kecepatan pernapasan beberapa macam organisme hidup seperti serangga, bunga, akar, kecambah yang segar. Jika tidak ada perubahan suhu yang berarti, kecepatan pernapasan dapat dinyatakan
7
dalam ml/detik/g,
yaitu banyaknya oksigen yang digunakan oleh
makhluk percobaan tiap 1 gram berat tiap detik. Respirometer ini terdiri atas dua bagian yang dapat dipisahkan, yaitu tabung spesimen (tempat hewan atau bagian tumbuhan yang diselidiki) dan pipa kapiler berskala yang dikaliberasikan teliti hingga 0,01 ml. Kedua bagian ini dapat disatukan amat rapat hingga kedap udara dan didudukkan pada penumpu (landasan) kayu atau logam. Prinsip kerja respirometer Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala. 8.
Kalorimeter Kalorimeter merupakan suaatu alat yang digunakan untuk mengukur jumlah kaloryang terlibat dalam suatu perubahan atau reaksi kimia. Adapun kalor merupakanenergi yang berpindah akibat adanya perbedaan
suhu.
Hukum
pertamatermodinamika
menghubungkan
perubahan energi dalam suatu prosestermodinamika dengan jumlah kerja yang dilakukan pada sistem dan jumlahkalor yang dipindahkan kesistem. Pada
kalorimeter
terjadi
perubahan
energi
dari
energi
listrik
menjadienergi sesuai dengan hukum kekekalan energi yang menyatakan energi tidakdapat diciptakan dan energi tidak dapat dimusnahkan. Pada percobaan ini kitatidak membuat energi kalor / panas melainkan kita hanya merubah energi listrikmenjadi energi kalor / panas.Prinsip kerja dari kalorimeter adalah mengalirkan arus listrik pada kumparankawat penghantar yang dimasukan ke dalam air suling. Pada waktu bergerakdalam kawat penghantar (akibat perbedaan potenial) pembawa muatanbertumbukan dengan atom logam dan kehilangan energi.
8
Akibatnya pembawamuatan bertumbukan dengan kecepatan konstan yang sebanding dengan kuatmedan listriknya. Tumbukan oleh pembawa muatan akan menyebabkan logamyang dialiri arus listrik memperoleh energi yaitu energi kalor / panas.Pemanas listrik adalah setiap proses di mana energi listrik diubah menjadipanas. Aplikasi umum meliputi pemanas ruangan, memasak, memanaskan airdan proses industri. Sebuah pemanas listrik adalah suatu alat listrik yangmengubah energi listrik menjadi panas. Elemen pemanas dalam setiap pemanaslistrik hanyalah sebuah resistor listrik, dan bekerja pada prinsip pemanasanJoule: arus listrik melalui resistor mengubah energi listrik menjadi energi panas.Atau, sebuah pompa panas menggunakan motor listrik untuk menggerakkansiklus refrigerasi, gambar panas dari sumber seperti tanah atau udara luar danmengarahkannya ke ruang angkasa yang akan hangat. Beberapa sistem dapatdibalik sehingga ruang interior didinginkan dan panas dibuang luar atau kedalam tanah. Pompa panas dapat memberikan dua atau tiga unit pemanasenergi untuk setiap unit pembelian tenaga listrik. 9.
Electromyogram Cara kerjanya adalah dengan menempatkan dua elektroda (atau sensor) di kulit pada otot yang akan dimonitor. Otot-otot yang paling sering digunakan oleh praktisi biofeedback adalah frontalis (otot yang berkerut di dahi Anda), masseter (otot rahang), dan trapezium (otot-otot bahu yang kaku ketika Anda sedang stres). Mesin ini digunakan untuk merehabilitasi pasien yang mengalami kelumpuhan akibat terkena stroke. Bahkan ketika seseorang tidak lagi memiliki sensasi pada anggota tubuh yang lumpuh dan tidak dapat menggerakkannya, EMG seringkali dapat mendeteksi aktivitas listrik dalam otot. Mesin EMG menguatkan pancaran gelombang listrik dari anggota tubuh yang lumpuh. Saat pasien menjadi sadar akan hal tersebut, sistem sarafnya akan merangsang aktivitas otot. Hal ini akan membuat ujung saraf baru dapat tumbuh pada otot yang dilakukan EMG tadi, sehingga pasien dapat kembali melakukan beberapa gerakan. 9
EMG lebih sering digunakan untuk merelaksasi otot yang tegang yang disebabkan oleh stres. Ketika elektroda menangkap otot yang tegang, mesin akan memberikan sinyal, seperti cahaya yang berwarna atau suara. Dengan cara ini, pasien dapat merasakan dan memonitor kelanjutan aktivitas otot dan mulai berfokus untuk mengenali seperti apa rasanya otot yang tegang. Saat menyadari akan proses internal ini, Anda akan mulai mengenali saat ketegangan mulai muncul dalam kehidupan sehari-hari. Latihan biofeedback seperti ini berguna untuk mengontrol ketegangan sebelum menjadi lebih buruk atau menyebabkan masalah fisik lainnya. EMG sering digunakan untuk pengobatan sakit kepala, sakit punggung, sakit leher, serta penyakit yang terkait dengan stres, misalnya asma dan jerawat. 10. Electroenchepalogram Electroencephalogram ( EEG ) adalah suatu test untuk mendeteksi kelainan aktivitas elektrik otak (Campellone, 2006). Sedangkan
menurut
dr.
Darmo
Sugondo
membedakan
antara
Electroencephalogram dan Electroencephalografi. Electroencephalografi adalah prosedur pencatatan aktifitas listrik otak dengan alat pencatatan yang peka sedangkan grafik yang dihasilkannya disebut Electroencephalogram. Jadi Aktivitas otak berupa gelombang listrik, yang dapat direkam melalui kulit kepala disebut Elektro-Ensefalografi (EEG). Amplitudo dan frekuensi EEG bervariasi, tergantung pada tempat perekaman dan aktivitas otak saat perekaman. Saat subyek santai, mata tertutup, gambaran EEG nya menunjukkan aktivitas sedang dengan gelombang sinkron 8-14 siklus/detik, disebut gelombang alfa. Gelombang alfa dapat direkam dengan baik pada area visual di daerah oksipital. Gelombang alfa yang sinkron dan teratur akan hilang, kalau subyek membuka matanya yang tertutup. Gelombang yang terjadi adalah gelombang beta (> 14 siklus/detik). Gelombang beta direkam dengan baik di regio frontal, merupakan tanda bahwa orang terjaga, waspada dan terjadi aktivitas mental. Meski gelombang EEG berasal dari kortek, modulasinya dipengaruhi oleh formasio retikularis di 10
subkortek.Formasio retikularis terletak di substansi abu otak dari daerah medulla sampai midbrain dan talamus. Neuron formasio retikularis menunjukkan hubungan yang menyebar. Perangsangan formasio retikularis midbrain membangkitkan gelombang beta, individu seperti dalam keadaan bangun dan terjaga. Lesi pada formasio retikularis midbrain mengakibatkan orang dalam stadium koma, dengan gambaran EEG gelombang delta. Jadi formasio retikularis midbrain merangsang ARAS (Ascending Reticular Activating System), suatu proyeksi serabut difus yang menuju bagian area di forebrain. Nuklei reticular thalamus juga masuk dalam ARAS, yang juga mengirimkan serabut difus kesemua area di kortek serebri.ARAS mempunyai proyeksi non spesifik dengan depolarisasi global di kortek, sebagai kebalikan dari proyeksi sensasi spesifik dari thalamus yang mempunyai efek eksitasi kortek secara khusus untuk tempat tertentu. Eksitasi ARAS umum memfasilitasi respon kortikal spesifik ke sinyal sensori spesifik dari thalamus. Dalam keadaan normal, sewaktu perjalanan ke kortek, sinyal sensorik dari serabut sensori aferen menstimulasi ARAS melalui cabang-cabang kolateral akson. Jika sistem aferen terangsang seluruhnya (suara keras, mandi air dingin), proyeksi ARAS memicu aktivasi kortikal umum dan terjaga.
11
BAB III PENUTUP
A. Kesimpulan Dari pembahasan di atas maka dapat disimpulkan bahwa peralatan kesehatan masih sangat berhubungan erat dengan ilmu fisika dan perkembangan
teknologi,
karena
sebagian
besar
prinsip
kerjanya
menggunakan konsep fisika yang diaplikasikan pada sebuah alat kesehatan yang berteknologi terkini. B. Saran Dari kesimpulan di atas maka disarankan beberapa hal sebagai berikut : 1.
Menggunakan alat-alat ksehatan dengan sebaik-baiknya
2.
Membeli dan menggunakan alat-alat kesehatan dari luar guna melengkapai peralatan Rumah Sakit yang ada di Indonesia
3.
Marilah para ilmuwan bangsaku, berlombalah berkreasi. Minimalnya untuk kemandirian kita akan teknologi untuk melayani kebutuhan bangsa sendir. Fisikawan medis Indonesia teruslah berkarya
12
DAFTAR PUSTAKA http://www.itagz.com/aang/ dibaca tanggal
28 Desember 2011 dan
download tanggal 28 Desember 2011. http://staff.blog.ui.ac.id/supriyanto.p/category/berita-seputar-fisikamedis/ posting 14 Maret Blog : Peranan Fisika dalam ilmu kedokteran dibaca tanggal 28 Desember 2011. http://www.scribd.com/doc/2369186/Fisika-XII dibaca
tanggal
Desember 2009 dan download tanggal 28 Desember 2011. http://linkinghub.elsevier.com/retrieve/pii/S0920563203909704 dibaca tanggal 28 Desember 2011 dan download tanggal 28 Desember 2011.
13
28
DAFTAR ISI
KATA PENGANTAR ..........................................................................
i
DAFTAR ISI ..........................................................................................
ii
BAB I PENDAHULUAN A. Latar Belakang ............................................................................
1
B. Tujuan .........................................................................................
1
C. Manfaat .......................................................................................
1
BAB II PEMBAHASAN A. Ilmu Fisika Dalam Kesehatan .....................................................
2
B. Jenis Peralatan Fisika dalam ilmu Kesehatan .............................
3
BAB III PENUTUP A. Kesimpulan .................................................................................
12
B. Saran ............................................................................................
12
DAFTAR PUSTAKA
ii 14
KATA PENGANTAR
Puji dan Syukur penulis ucapkan ke Hadirat Tuhan Yang Maha Esa karena berkat limpahan Rahmat dan Karunia-Nya sehingga penulis dapat menyusun makalah ini yang berjudul “Pemanfaatan Konsep Fisika dalam Peralatan Medis” tepat pada waktunya. Penulis menyadari bahwa di dalam pembuatan makalah ini berkat bantuan dan tuntunan Tuhan Yang Maha Esa dan tidak lepas dari bantuan berbagai pihak, untuk itu dalam kesempatan ini penulis menghaturkan rasa hormat dan terimakasih yang sebesar-besarnya kepada Dosen Pembimbing dan semua pihak yang membantu dalam pembuatan makalah ini. Akhir kata semoga makalah ini dapat memberikan manfaat kepada para pembaca. Penulis menyadari bahwa makalah ini masih jauh dari kesempurnaan baik dari bentuk penyusunan maupun materinya, untuk itu penulis mengharapkan kritik dan saran dari pembaca, atas kritik dan sarannya, penulis mengucapkan terimakasih.
Pariaman,
Januari 2013
Penulis
i 15
