etika keperawatan

Senin, 01 Desember 2014

BIOLISTRIK

FISIKA BIOLISTRIK

MATA KULIAH : ILMU BIOMEDIK DASAR (IBD)













DISUSUN OLEH :

1.     DINDA PUTRI YULIANA             (P1337420114039)
2.     DWI SAFITRI                                  (P1337420114048)
3.     YUSNIL KHOTIM                          (P1337420114049)
4.     ZULAIKAH NUR W                       (P1337420114058)
5.     NUR ROFIKOH BIL K                   (P1337420114059)
6.     UMI ULFAH                                     (P1337420114068)



PRODI D III KEPERAWATAN SEMARANG
JURUSAN KEPERAWATAN

POLITEKNIK KESEHATAN KEMENKES SEMARANG
TAHUN AJARAN 2014/2015








BAB I
PENDAHULUAN

A.   Latar Belakang Masalah
 Biolistrik adalah listrik yang terdapat pada makhluk hidup, tegangan listrik pada tubuh kita berbeda dengan apa yang kita bayangkan. Seperti listrik dirumah tangga. Kelistrikan pada tubuh berkaitan dengan komposisi ion yang terdapat dalam tubuh. Komposisi ion ekstra sel berbeda dengan komposisi ion intra sel. Pada ekstra sel lebih banyak ion Na dan Cl2, sedangkan intra sel terdapat ion H dan anion protein.
Biolistrik adalah energi yang dimiliki setiap manusia yang bersumber dari ATP (Adenosine Tri Posphate) dimana ATP ini di hasilkan oleh salah satu energi yang bernama mitchondria melalui proses respirasi sel. Biolistrik juga merupakan fenomena sel. Sel-sel mampu menghasilkan potensial listrik yang merupakan lapisan tipis muatan positif pada permukaan luar dan lapisan tipis muatan negatif pada permukaan dalam bidang batas/membran. Kemampuan sel syaraf (neurons) menghantarkan isyarat biolistrik sangat penting.
Transmisi sinyal biolistrik (TSB) mempunyai sebuah alat yang dinamakan Dendries yang berfungsi mentransmsikan isyarat dari sensor ke neuron. Stimulus untuk mentringer neuron dapat berupa tekanan, perubahaan temperature, dan isyarat listrik dari neuron lain. Aktifitasi bolistrik pada suatu otot dapat menyebar ke seluruh tubuh seperti gelombang pada permukaan air.
Pengamatan pulsa listrik tersebut dapat dilakukan dengan memasang beberapa elektroda pada permukaan kulit. Hasil rekaman isyarat listrik dari jantung (Electrocardiogran-ECG) diganti untuk diagnosa kesehatan. Seperti halnya pada ECG, aktivitasi otak dapat dimonitor dengan memasang beberapa elektroda pada posisi tertentu. Isyarat listrik yang dihasilkan dapat untuk mendiagnosa gejala epilepsy, tumor, geger otak dan kelainan otak lainya.
    
B.  Rumusan Masalah
Adapun rumusan masalah dalam makalah ini yaitu :
1.   Apa Pengertian Fisika Biolistrik?
2.   Bagaimana Hukum dalam Biolistrik?
3.   Apa Saja Macam Gelombang Arus Biolistrik?
4.   Bagaimana Kelistrikan dan Kemagnetan dalam Tubuh Manusia?
5.   Bagaimana Isyarat Magnet Jantung dan Otak?
6.   Bagaimana Penggunaan Listrik dan Magnet pada Permukaan Tubuh?
7.   Apakah yang Dimaksud dengan Magnetic Blood Flow Meter?
8.   Apakah yang Dimaksud dengan Syock Listrik?

C.  Tujuan Penulisan
Tujuan penulisan dari makalah ini yaitu untuk mengetahui tentang :
1.   Pengertian Fisika Biolistrik
2.   Hukum dalam Biolistrik
3.   Macam Gelombang Arus Biolistrik
4.   Kelistrikan dan Kemagnetan dalam Tubuh Manusia
5.   Isyarat Magnet Jantung dan Otak
6.   Penggunaan Listrik dan Magnet pada Permukaan Tubuh
7.   Magnetic Blood Flow Meter
8.   Syock Listrik

D.  Manfaat Penulisan
Dalam penulisan makalah, Dengan selesainya penulisan makalah ini serta pembahasan makalah ini diharapkan mempunyai manfaat bagi pribadi maupun rekan-rekan mahasiswa. Diantaranya yaitu :
1.     Menambah ilmu dan wawasan penulis khususnya, pembaca pada umumnya mengenai kelistrikan dalam tubuh.
2.     Sebagai penambah bahan acuan bagi kita sebagai perawat dalam menerapkan Fisika Keperawatan.
3.     Kita dapat memperoleh dari penulisan ini adalah dapat mempelajari hal-hal yang berkaitan dengan biolistrik.

E.  Tinjauan Pustaka
Dalam penyusunan makalah ini, penulis mendapatkan materi pembahasan dengan mencari ke media internet dan sumber dari buku. Kemudian dari berbagai sumber tersebut dirangkum dengan memperhat ikan materi yang dibahas dalam makalah ini.




BAB II
PEMBAHASAN

A.  Pengertian Fisika Biolistrik
Biolistrik adalah ilmu yang mempelajari tentang potensial listrik pada organ tubuh. Pada biolistrik ada dua aspek yang memegang peranan penting yaitu: Kelistrikan dan Kemagnetan yang timbul pada tubuh manusia, serta penggunaan listrik dan magnet pada permukaan tubuh manusia. Aktivitas organ dan berbagai sistem didalam tubuh manusia tidak hanya berhubungan erat satu sama lain tetapi juga bekerjasama dalam menanggapi perubahan lingkungan, baik lingkungan dalam maupun lingkungan luar tubuh. Didalam tubuh manusia terdapat sistem koordinasi yang meliputi sistem saraf yang berfungsi mengendalikan aktivitas dan keserasian kerja antara sistem organ.
Sejarah perkembangan biolistrik yaitu Luigi Galavani (1780) mulai mempelajari kelistrikan pada tubuh hewan kemudian pada tahun (1786) Luigi Galvani melaporkan hasil eksperimennya bahwa kedua kaki katak terangkat ketika diberi aliran listrik lewat suatu konduktor. Pada tahun (1856)Caldani menunjukkan kelistrikan pada otot katak yang telah mati, dan pada tahun (1928) melaporkan tentang pengobatan penderita dengan menggunakan short wave. Biolistrik merupakan energi yang terdapat dalam tubuh makhluk hidup yang bersumber dari ATP (Adenosine Tri Posphate) dimana ATP ini dihasilkan oleh salah satu bagian sel yakni mitokondria dalam proses respirasi dengan kata lain biolistrik merupakan segala yang berkaitan dengan kelistrikan yang dihasilkan oleh tubuh makhluk hidup. Kelistrikan yang dimaksud adalah segala sesuatu yang berkaitan dengan muatan-muatan, ion-ion yang terdapat dalam tubuh dan medan listrik yang diasilkan oleh ion-ion dan muatan –muatan tersebut serta tegangan yang dihasilkan.
Tegangan (voltage) listrik atau sering disebut potensial listrik dapat dihasilkan oleh sel-sel tubuh. Tegangan yang dihasilkan disebut sebagai tegangan-bio atau biopotensial. Tegangan yang paling besar dihasilkan oleh sel-sel saraf (nerve) dan sel-sel otot (muscle). Tegangan yang terjadi pada sel, (selanjutnya disebut tegangan sel (cell potentials)), terus menerus terjaga keberadaannya, dan untuk menjaganya, sejumlah besar energi dibutuhkan. Jadi, energi yang disuplai ke dalam tubuh, sebanyak paling tidak 25% digunakan untuk menjaga kehadiran tegangan pada sel.
Biolistrik adalah energi yang dimiliki setiap manusia yang bersumber dariATP (Adenosine Tri Posphate) dimana ATP ini di hasilkan oleh salah satu energiyang bernama mitokondria melalui proses respirasi sel. Biolistrik juga merupakan fenomena sel. Sel-sel mampu menghasilkan potensial listrik yang merupakan lapisan tipis muatan positif pada permukaan luar dan lapisan tipis muatan negatif pada permukaan dalam bidang batas/membran. Kemampuan sel syaraf (neurons)menghantarkan isyarat biolistrik sangat penting.Transmisi sinyal biolistrik (TSB) mempunyai sebuah alat yang dinamakan Dendries yang berfungsi mentransmsikan isyarat dari sensor ke neuron. Stimulus untuk mentringer neuron dapat berupa tekanan, perubahaan temperatur, dan isyarat listrik dari neuron lain. Aktifitasi bolistrik pada suatu otot dapat menyebar ke seluruhtubuh seperti gelombang pada permukaan air. Pengamatan pulsa listrik tersebut dapat dilakukan dengan memasang beberapaelektroda pada permukaan kulit. Hasil rekaman isyarat listrik dari jantung (Electrocardiogran-ECG) diganti untuk diagnosa kesehatan. Seperti halnya pada ECG, aktivitasi otak dapat dimonitor dengan memasang beberapa elektroda pada posisi tertentu. Isyarat listrik yang dihasilkan dapat untuk mendiagnosa gejala epilepsy, tumor, gagar otak dan kelainan otak lainnya.

B.   Hukum dalam Biolistrik
Dalam biolistrik berlaku berbagai macam hukum. Berapa yang penting di antaranya adalah:
1.   Hukum Ohm
Hukum Ohm disampaikan oleh George Simon Ohm (1826), yang isinya menyatakan bahwa “beda potensial di antara dua ujung konduktor berbanding lurus dengan arus listrik yang melewatinya.”
Rumusan hokum Ohm di atas melibatkan unsur beda potensial (tegangan), arus listrik dan hambatan (tahanan) listrik.
Lalu bagaimanakah gambaran dari ketiga unsure tersebut dalam proses kelistrikan? Coba perhatikan ilustrasi berikut supaya lebih jelas!
Gambar: Arus listrik pada konduktor
Di dalam suatu penghantar listrik (konduktor), terdapat elektron-elektron (partikel bermuatan negatif) bebas yang dapat bergerak. Gerakan ini berlawanan arah dengan gerakan proton (partikel bermuatan positif). Dengan adanya gerakan electron dan proton inilah maka timbul gerakan muatan listrik yang disebut sebagai “arus listrik”. Arus listrik berjalan searah dengan gerakan proton (berlawanan arah dengan gerakan electron).
Lalu mengapa aliran listrik (arus listrik) bisa terjadi?
Aliran listrik bisa terjadi karena adanya beda potensial (tegangan) listrik di antara dua ujung konduktor tersebut. Arus mengalir dari ujung berpotensial tinggi ke ujung berpotensial rendah. Agar lebih jelas lagi coba bandingkan dengan proses mengalirnya air. Anggaplah arus listrik sebagai arus air yang mengalir.

POMPA
Hambatan
Arus air –
Arus listrik
Beda ketinggian -
Beda potensial
Gambar: Analogi proses terjadinya arus listrik dg proses terjadinya arus air
1.     Air mengalir dari tempat yang posisinya lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah sehingga terjadilah arus air. Bandingkan dengan muatan listrik yang mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah sehingga terjadilah arus listrik.
2.     Pipa saluran air analog dengan konduktor. Kalau pipa adalah penghantar untuk aliran air, maka konduktor listrik adalah penghantar untuk aliran aliran listrik.
3.     Setiap saluran air atau setiap konduktor listrik memiliki nilai hambatan yang tetap (konstan). Semakin besar penampang saluran air atau konduktor maka hambatan terhadap perjalan arus semakin kecil (arus akan semakin lancar perjalanannya). Sebuah konduktor listrik dari zat yang berbeda juga memiliki nilai hambatan yang spesifik yang disebut sebagai hambatan jenis.
4.     Agar air selalu mengalir dari tempat yang lebih tinggi, maka air yang sudah jatuh di tempat yang lebih rendah dipompa kembali ke tempat yang lebih tinggi. Demikian juga muatan listrik yang telah mengalir dari potensial tinggi ke potensial rendah dikembalikan lagi ke potansial tinggi (tentu saja memerlukan energi)


V/I = Konstan

Jika hukum Ohm dinyatakan dalam formula, maka bunyinya adalah:
                          
Jika  V= beda potensial (tegangan) dalam Volt
         I= kuat arus listrik dalam Ampere
V/I = R
Umumnya arus listrik dalam suatu konduktor mendapatkan hambatan (sama dengan tahanan) yang nilainya selalu tetap. Hambatan ini dilambangkan dengan huruf R (resistensi) dengan satuan Ohm (W). Hubungan antara tegangan, kuat arus dan hambatan dirumuskan sebagai berikut:
V = I.R
atau
 



2.   Hukum Joule
Hukum Jolule menyebutkan bahwa arus listrik (A) yang melalui suatu konduktor dengan tegangan (V), dalam waktu tertentu (t) akan menghasilkan kalor (W atau H). Jadi unsur yang terlibat dalam Hukum Joule adalah:
ü tegangan listrik (V) dengan satuan Volt (V)
ü arus listrik (I) dengan satuan Ampere (A)
ü waktu (t) dengan satuan sekon atau detik (s atau dt.)
ü Energi (W) dengan satuan Joule (J)
ü Energi panas (H) dengan satuan kalori(Kal)
Formula Hukum Joule:
W = VIt
H = 0,24. VIt  (karena 1 Joule=0,24 kalori)



C.  Macam Gelombang Arus Biolistrik
Gelombang arus listrik bekaitan erat dengan penggunaan arus listrik untuk merangsang saraf motoris atau saraf sensoris. Gelombang yang dimaksud diantaranya :
1.      Arus bolak balik/sinosuidal
2.      Arus setengah gelombang
3.     Arus setengah penuh
4.      Arus searah murni
5.      Faradik
6.      Sentakan faradik
7.     Sentakan sinosuidal
8.      Galvanik yang interuptus
9.     Arus gigi gergaji

D.  Kelistrikan dan Kemagnetan dalam Tubuh Manusia
1.   Sistem Syaraf dan Neuron
Sistem saraf dibagi dalam dua bagian yaitu sistem saraf pusat dan sistem saraf otonom.
a.    Sistem saraf pusat
Terdiri dari otak, medulla spinalis dan saraf perifer. Saraf perifer ini adalah serat-serat yang mengirim informasi sensoris ke otak atau ke medulla spinalis disebut saraf afferensedangkan serat saraf yang menghantarkan informasi dari otak dan medulla spinalis ke otot serta kelenjar disebut serat efferen.
b.   Sistem saraf otonom
Serat saraf ini mengatur organ dalam tubuh. Misalnya jantung, usus dan kelenjar-kelenjar. Pengontrolan ini dilakukan secara tidak sadar. Otak berhubungan langsung dengan medulla spinalis; keduanya diliputi cairan serebro spinalis dan dilindungi tulang tengkorak serta tulang vertebralis (columna vertebralis). Berfat otak 1500 gram dan hanya 50 gram yang efektif.
Struktur dasar dari sistem saraf  di sebut neuron/sel saraf. Suatu sel saraf mempunyai fungsi menerima, interpretasi dan menghantarkan aliran listrik.
2.   Kelistrikan Saraf
Dengan menggunakan mikroskop elektron serat saraf dibagi dalam dua tipe yaitu serat saraf bermyelin dan tidak bermyelin. Serat saraf bermyelin banyak terdapat pada manusia. Myelin merupakan insulator (isolasi) yang baik dan kemempuan mengaliri listrik sangat rendah. Potensial aksi makin menurun apabila melewati serat saraf yang bermyelin.
Panjang dan kecepatan aliran listrik pada serat saraf tergantung pada lapisan myelin. Akson tanpa myelin dengan diameter 1 mm mempunyai kecepatan 20-50 m/s. sedangkan dengan diameter 10 m mempunyai kecepatan 100 m/s. pada serat saraf bermyelin aliran sinyal dapat meloncat dari satu simpul ke simpul lain.
Telah diketahui bahwa sel mempunyai lapisan yang disebut membran sel, didalam sel ini terdapat ion Na, K, Cl, dan protein (A-). Sel mempunyai kemampuan memindahkan ion dari satu sisi ke sisi yang lain, disebut aktifitas kelistrikan sel
Suatu saraf atau membran otot pada keadaan istirahat (tidak adanya proses konduksi impuls listrik), konsentrasi ion Na+ lebih banyak di luar sel dari pada di dalam sel.
Potensial aksi merupakan tenomena keseluruhan atau tidak sama seklai (all or none) yang berarti bahwa begitu nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo dari potendial aksi akan selalu sama, tidak perduli macam apapun intensitas dari rangsangan. Segera setelah potensial aksi mencapai puncak mekanisme pengangkutan di dalam sel membran dengan cepat mengembalikan ion Na ke luar sel sehingga mencapai potensial membran istirahat (-90 Mv). Proses ini disebut polarisasi dan berakshir. Siklus ini mencapai 3 m detik.
3.   Perambatan Potensial Aksi
Potensial aksi bisa terjadi apabila suatu daerah membran saraf atau otot mendapat rangsangan mencapai nilai ambang. Potensial aksi itu sendiri mempunyai kemampuan untuk merangsang daerah sekitar sel membran untuk mencapai nilai ambang. Dengan demikian dapat terjadi perambatan potensial aksi ke segala jurusan sel membran keadaan ini disebut perambatan potensial aksi atau gelombang depolarisasi.
Setelah timbul potensial aksi, sel membran akan mengalami repolarisasi. Proses repolarisasi sel membran disebut suatu tingkat refrakter. Tingkat refrakter ada dua fase yaitu periode refrakter absolut dan peiode refrakter relatif.
a.    Periode refrekter absolut
Selama periode ini tidak ada rangsangan, tidak ada unsur kekuatan untuk menghasilkan potensial aksi yang lain.
b.    Periode refrekter relatif
Setelah sel membran mendeteksi repolarisasi seuruhnya maka dari periode refrekter absolut akan menjadi periode refrekter relatif, dan apabila ada stimulasi/rangsangan yang kuat secara normal akan menghasilkan potensial aksi yang baru. 
4.   Kelistrikan Pada Sinapsis dan Neuromyal Junction
Hubungan antara dua buah saraf disebut sinapsis; berakhirnya saraf pada sel otot/hubungan saraf otot disebut Neuromnyal junction.
Baik sinapsis maupun Neuromnyal junction mempunyai kemampuan meneruskan gelombang depolarisasi dengan cara lompat dari satu sel ke sel yang berikutnya. Gelombang depolarisasi ini penting pada sel membran sel otot, oleh karena pada waktu terjadi depolarisasi, zat kimia yang terdapat pada otot akan trigger/bergetar/berdenyut menyebabkan kontraksi otot dan setelah itu akan terjadi repolarisasi sel otot hal mana otot akan mengalami relaksasi.
5.   Kelistrikan Otot Jantung
Sel membran otot jantung sangat berbeda dengan saraf dan otot bergaris. Pada saraf maupun otot bergaris dalam keadaan potensial membran istirahat dilakukan ragsangan ion-ion Na+ akan masuk ke dalam sel dan setelah tercapai nilai ambang akan timbul depolarisasi. Sedangkan pada sel otot jantung, ion Na+ berlahan-lahan akan masuk kembali kedalam sel dengan akibat terjadi gejala depolarisasi secara spontan sampai mencapai nilai ambang dan terjadi potensial aksi tanpa memerlukanrangsangan dari luar.

6.   Konsentrasi ion di dalam dan di luar sel
Ini merupakan suatu model potensial istirahat pada waktu = 0 dimana ion K akan melakukan difusi dari konsentrasi tinggi ke konsentrasi rendah sehingga pada saat tertentu akan terjadi membran dipole atau membran dua kutub di mana larutan dengan konsentrasi yang tadinya rendah akan kelebihan ion positif, kebalikan dengan larutan yang konsenrasi tinggi akan mengalam kekurangan ion sehingga menjadi lebih negatif.

E.  Isyarat Magnet Jantung dan Otak
Mengalirnya aliran listrik akan menimbulkan medan magnet. Medan magnet sekitar jantung disebabkan adanya aliran listrik jantung yang mengalami depolarisasi dan repolarisasi. Pencatatan medan magnet disebut magnetoksdiogram. Besar medan magnet sekita jantung adalah sekitar 5 x 10 pangkat -11 T( Testa) atau sekitar 10 x 10 pangkat 8 medan megnet bumi. Hubungan Testa (T) dengan Gauss dapat dinyatakan:
Untuk mengukur medan magnet dari suatu besaran benda diperlukan suatu ruang yang terlindung dan sangat peka terhadap detector medan magnet (magnetometer). Detector yang dipergunakan yaitu SQUID ( Superconding Quantum Interference Device) yang bekerja pada suhu 5 derajat K, dan dapat mendeteksi medan magnet yang disebabkan arus searah atau arus bolak-balik. Ada 2 alat untuk mencatat medan magnet ini antara lain:  
1.   Magnetokardiografi (MKG)
MKG memberi informasi jantung tanpa mempergunakan elektroda yang didekatkan/ditempelkan pada badan, tidak seperti halnya pada waktu melakukan EKG. Pencatatan dilakukan di daerah badan dengan jarak 5 cm. lokasi rekaman diberi kode B, D, F, H, I, J, L (vertical). Horizontal dilakukan perekaman 5-6 kali dibubuhi huruf I dan ditandai dengan angka (1, 3, 5, 9) Informasi yang diperlukan pada MKG tidak dapat dipakai sebagai EKG oleh karena dalam pengukuran medan magnet mempergunakan arus searah yang mengenai otot dan saraf. Perekaman MCG akan memberi informasi yang berguna dalam diagnosis apabila dikerjakan pada waktu jantung mengalami serangan oleh karena pada saat ini dipergunakan arus listrik.
2.   Magnetoensefalogram (MEG) MEG yaitu pencatatan medan magnet sekeliling otak dengan mempergunakan arus searah. Alat yang adalah SQUID magnetometer. Pada rithme alpha, medan magnet berkisar 1 x 10 pangkat -13T.

F.   Penggunaan Listrik dan Magnet pada Permukaan Tubuh
Pada tahun 1890 Jacques A.D. Arsonval telah menggunakan listrik berfrekwensi rendah untuk menimbulkan efek panas. Tahun 1992 telah pula menggunakan listrik dengan frekwensi 30 MHz untuk memanaskan yang disebut “Short Wave Diaththermy”. Pada 1950 sudah diperkenalkan penggunaan gelombang mikro dengan frekwensi 2.450 MHz untuk keperluan diathermi dan pemakain radar.
Sesuai dengan efek yang ditimbulkan oleh listrik, maka arus listrik di bagi dalam 2 bentuk:
1.      Listrik Berfrekwensi Rendah
Batas frekuensi antara 20 Hz sampai dengan 500.000 z frekuensi rendah ini mempunyai efek merangsang saraf dan otot sehingga terjadi kontraksi otot. Untuk pemakain dalam jantung waktu singkat dan bersifat merangsang persarafan otot, maka dipakai arus faradic. Sedangkan untuk jangka waktu lama dan bertujuan merangsang otot yang telah kehilangan persarafan maka dipakai arus listrik yang intereptur/terputus-putus atau arus DC yang telah dimodifikasi.
Selain arus DC ada pula menggunakan arus AC dengan frekuensi 50 Hz arus AC ini serupa dengan arus DC, mempunyai kemkampuan antara lain: merangsang saraf sensorik, merangsang saraf motoris, dan berefk kontraksi otot.
2.      Listrik Berfrekuensi Tinggi
Yang tergolong berfrekuensi tinggi adalah frekuensi arus listrik diatas 500.000 siklus perdetik (500.000 Hz). Listrik berfrekuensi tidak mempunyai sifat merangsang saraf motoris atau saraf sensoris, kecuali dilakukan rangsangan dengan pengulangan yang lama. Frekuensi sifat ini maka frekuensi tinggi digunakan dalam bidang kedokteran di bagi menjadi 2 bagian yaitu:
a.    Short Wave Diathermy ( Diatermi Gelombang Pendek)
b.   Mikro Wave Diathermy ( Diatermi Gelombang Mkro)

G. Magnetic Blood Flow Meter
      Elektromagnetik merupakan alat untuk mengukur aliran darah. Ada beberapa jenis Blood Flowmeter, tetapi yang paling banyak digunakan disini ialah dari jenis elektromagnetik. Prinsip dasar dari tipe elektromagnetik ini didasari pada Hukum Faraday yang menyatakan bahwa dalam suatu kawat penghantar yang berada pada medan magnet maka pada kawat penghantar tersebut akan terinduksi ggl. Untuk lebih jelasnya dapat dilihat pada gambar 1.1
Besarnya tegangan induksi  yaitu  e = CHVd
Dimana   C = kontan
                H = Besarnya medan magnet
                V = Kecepatan aliran darah
                d  = Diameter pembuluh darah
 








Selanjutnya  flow rat Q dinyatakan dengan persamaan berikut  :
Q = VA sehingga V= Q/A 
dimana  A adalah area yang dilingkupi oleh tube sehingga
.e = C1 x Q/A   = C2 x Q

1.     Desain dari Flow Transduser








Dalam prakteknya, bahan tranduser elektromagnetik (Wyatt,1984) terbuat dari bahan nonmagnetik untuk memastikan agar fluksmagnetik tidak melewati aliran dan jatuh ke dasar alat. Bahan transduser terbuat dari material yang dapat menjaga dari short circuit dari induksi emf, misalnya dari bahan stainless stell atau platinum. Penggunaan tranduser disesuaikan dengan ukuran dari pembuluh darah.
Menurut Wyatt (1966) ada beberapa hal yang perlu diperhatikan dalam konstruksi transduser, yaitu:
a.    Inti Magnet
b.   Isolasi berkualitas tinggi
c.    Platinization dari elektroda untuk meminimalkan inpedansi elektrode
d.   ketelitian dari elektrostatis yang dihasilkan oleh kumparan magnet dari rangkaian elektroda.
e.    kontruksi dari kepala elektroda harus simetris dengan kumparan magnet.

2.   Tipe-tipe flowmeter elektromagnetik

     Pada dasarnya semua flowmeter terdiri dari pembangkit arus AC, prope rakitan, kapasitansi seri amplifier gandeng, penguat DC, dan perangkat perekam/pencatat. Bentuk dari arus waveform yang dibangkitkan untuk elektromagnetik bisa sinusoidal atau gelombang pulsa.
a.    Flowmeter gelombang sinus:
Magnet probe dibangkitkan oleh gelombang sinus, akibatnya tegangan yang diinduksikan juga akan sinusoidal. Masalahnya adalah pada tipe ini pembuluh darah dan mineral/fluida yang terdapat didalamnya bertindak sebagai kumparan sekunder transformator pada saat magnet probe dibangkitkan. Akibatnya, ada tegangan artefact induksi yang secara umum mengacu pada ‘tegangan transformator’.
‘Tegangan transformator ‘ lebih besar dibandingkan tegangan arus induksi dan berbeda fasa 90o. Hal ini juga menyebabkan baseline drift yang menghasilkan kestabilan fasa yang tinggi .Pada fersi terdahulu dari flowmeter gelombang sinus, tegangan yang tidak digunakan ini dihilangkan dengan memasukkan ke dalam sinyal tegangan dengan kekuatan (daya) yang sama tetapi berbeda fasa. Sehinggan sinyal artefac digagalkan dan hanya aliran tegangan induksi yang muncul.
Metode lain untuk menghilangkan tegangan tegangan induksi transformator dalam flowmeter gelombang sinus adalah dengan menggunakan gated amplifier. Fungsinya adalah untuk membolehkan penguatan sinyal selama siklus pada saat aliran tegangan induksi maksimum dan tegangan induksi transformator minimum. Dengan metode ini tegangan artefac dihindari dari penguatan. Instrumen ini dikenal sebagai ‘gate sinewave flowmeter’.
Flowmeter gelombang sinus memerlukan rangkaian elektronik yang rumit untuk memindahkan tegangan induksi transformator dari aliran tegangan induksi. Karena kedua waveform tersebut memiliki tipe yang sama, Penghilangan secara sempurna dari tegangan artefac menjadi sangat sulit. Sistem gelombang sinus tak lagi diragukan dalam menghasilkan perbandingan sinyal to noise (SNR) akan tetapi sangat mengganggu pada saat frekuensi bertambah.
b.     Flowmeter elektromagnetik gelombang pulsa:
Berbeda dengan flowmeter gelombang sinus dalam hal pembangkitan tegangan yang diberikan pada magnet yaitu gelombang pulsa, sehingga tegangan induksi juga merupakan gelombang pulsa. Flowmeter gelombang pulsa memiliki kestabilan fasa yang kurang dibandingkan dengan tipe gelombang sinus yang dapat menekan relatif lebih mudah tegangan quadrature. Selain itu, lebih mudah mengendalikan ukuran magnitude dan gelombang arus pembangkitan dalam sistem gelombang pulsa.
Dalam hal ini, tegangan induksi transformator hanyalah sebagai spike, yang mengalami superimpose diawal tegangan aliran induksi gelombang pulsa. Pemisahan dari dua tegangan ini akan  menjadi lebih mudah pada saat penguatan dari gate hanya pada saat priode pendek. Dalam flowmeter gelombang pulsa, blanking diperlukan hanya pada saat arus magnet membalik dan penguat bekerja pada saat flat porsion gelombang pulsa.Gelombang pulsa adalah amplitudo yang dimodulasikan oleh variasi aliran darah dan memerlukan demodulasi sebelum diberikan pada pencatat.
 









c.    Transduser:
Aliran transduser terdiri dari elektromagnetik yang memberikan medan magnet yamg tegak lurus dengan arah aliran darah dan terletak antara medan dan elektroda pick-up yang sumbunya tegak lurus pada kedua sumbu medan dan aliran. Elektrodanya mungkin berhubungan dengan mengalirnya darah atau permukaan luar pembuluh darah dimana darah mengalir. Bentuk ini disebut ‘cannulating flowmeter’ dan kemudian disebut ‘cuff lowmeter’.
d.   Preamplifier:
Tegangan yang diinduksikan diambil oleh elektroda kemudian diberikan pada penguat diferensial noise rendah melalui capacitive coupling. Preamplifier harus memiliki common mode ferection ratio (CMRR) tinggi dan impidansi masukan yang tinggi pula. Preamplifier yang digunakan oleh Goodman (1969a) memiliki CMRR 106dB(200,000:1) dengan impedansi masukan mode bersama 150MΩ. Penguatan preamplifier 1000. Preamplifier juga harus menggabungkan fasilitas untuk ‘probe balance’ yang oleh sinyal sefasa da arus magnet dapat dipilih pada tegangan backgound seimbang dalam fasa dengan aliran tegangan. Sinyal kalibrasi dengan amplitudo 30μV dapat dihubungkan dengan preamplifier dengan menambahkan saklar pemilih. Tegangan noise (derau) yang dibangkitkan dalam preamplifier adalah faktor pentingdalam kinerja dari flowmeter elektromagnetik. Tegangan derau terlihat sebagai pergerakan acak dari baseline dari aliran darah yang dicatat. Ketika digambarkan dalam bentuk aliran, khususnya 1-2% keluaran dalm skala penuhdari priode yag terpilih. Sebagai contoh, probe 2,7 mm menberikan dfeksi skala penuh untuk 500ml/mm sehingga derau ekivalen dengan 10 ml/mm.
e.    Rangkaian Gating:
Penguat gating membantu menghilangkan tegangan bayangan (semu) yang muncul ketika arus magnet dibalik. Bagi flow meter untuk memperlihatkan kestabilan baseline yang cukup adalah penting bahwa sinyal semu yang dihasilkan selama pembalikan arus magnet dan sefasa dengan aliran tegangan diabaikan. Aksi gating dikendalikan oleh rangkaian yang memberikan arus eksitasi pada elektromagnet.
f.    Bandpass amplifier:
Seperti halnya gatting amplifier yang merupakan bandpass amplifier RC aktif yang dengan selektif melewatkan amplitudo gelombang pulsa. Respon puncak adalah 400Hz. Titik 3dB pada 300 Hz dan 500 Hz. Penguatan dari penguat ini adalah 50. Bentuk dari gelombang setelah penguatan ini adalah sinusoida yang terdistorsi.
g.   Detektor:
Detector fasa sensitif digunakan untuk memperbaiki sinyal analog dari rata-rata aliran yang sedangdiukur.Tipe dari demodulator ini tidak hanya menawarkan sinal-to-noise ratio maksimum tetapi juga membantu penolakan tegangan interfensipada frekuensi dibawah frekuensi carrier.
h.   Low Pass Filter dan Tahapan keluaran:
Sinyal yang dimodulasikan diberikan pada LPF RC aktif yang memberikan respon frekuensi yang tidak sama dan pergeseran fasa linier dari 0-30 Hz. Hal ini diikuti oleh rangkaian integrator yang memberikan keluaran yang sesuai dengan aliran rata-rata. Sinyal keluaran yang diperoleh dapat dicatat pada sebuah perekam untuk dibaca aliran darah dari skala terkalibrasi.
i.     Magnet current drive:
Arus eksitasi yang dberikan pada elektromagnet adalah 1 amper puncak arus gelombang pulsa. Hal tersebut diberikan oleh sumber dengan impedansi tinggi untuk memastikan bahwa arus yang diberkan adalah konstan untuk berbagai macam hambatan lilitan magnet hingga lebih dari 5Ω. Masukan gelombang pulsa pada tahapan power amplifier yang memberikan arus elektromagnetik diberikan dari multivibrator bebas yang bekerja pada frekuensi 400 Hz..
j.     Zero Flow Reference Line:
sebelum pengukuran aliran darah oleh flowmeter elektromagnet dilakukan penting untuk menyediakan secara tepat sinyal yang sesuai untuk zero flow. Walaupun pembangkitan magnet harus menghasilkan zero reference line, sayangnya line ini tidak selalu bertepatan dengan zero flow line secara psikologi,. Hal ini memberikan efek pada elektrode vessel interface(wyatt,1961). Metode alternatif dapat memacetkan pembuluh darah yang diukur. Beberapa pengaturan telah dilakukan sebagai penghambat ((Beck et al,1965; Jacobson and Swan,1966). Bagaimanapun ,ada beberpa pertimbangan serius dari penggunaannya dari kelayakan untuk menghambat darah, agar memperoleh acuan zero flow, memperhatikan kemungkinan yang dapat menghasilkan spasm dan perubahan aliran darah. Lebih lanjut lagi, adalah mungkin untuk memperoleh zero flow reference yang handal dalam hal flow probe yang diimplantasi secara kronik.

H.  Syock Listrik
Syok listrik atau kejutan adalah suatu nyeri pada syaraf sensorik yang diakibatkan aliran listrik yang mengalir secara tiba-tiba melalui tubuh. Kejadian syok listrik merupakan kejadian yang timbul secara kebetulan. Bahaya syok listrik sangat besar, tubuh penderita akan mengalami ventricular fibrillon, kemudian diikiuti dengan kematian. Oleh karena itu, perlu diketahui perubahan-perubahan yang timbul akibat syok listrik, metoda pengamanan sehingga bahaya syok dapat dihindari.
Dalam bidang kedokteran ada 2 macam syok listrik antara lain:
1.   Syok Dengan Tujuan Tertentu Syok listrik ini dilakukan atas dasar indikasi medis. Dalam bidang psiaktri dikenal dengan nama “ Electric Convultion Teraphy”
2.   Syok tanpa tujuan tertentu Timbul syok ini diakibatkan dari suatu kecelakaan. Faktor-faktor yang menyokong sehinggga timbulnya syok ini listrik ini :
a.     Peralata
Petunujuk penggunaan alat-alat yang kurang jelas
1)  Prosedur testing secara teratur tidak atau kurang jelas
2)  Peralatan ECG yang lama tanpa menggunakan transformator
b.      Perorangan
1)   Petugas-petugas yang kurang latihan
2)   Kurang pengertian akan kelistrikan maupun bahaya-bahaya yang ditimbulkan
3)   Kurang pengertian tetang cara-cara proteksi bagi petugas sendiri maupun penderita
Syok yang timbul dari suatu kecelakaan ini dikenal dengan “ Earth Syok”. Berdasarkan besar kecilnya tegangan “ Earth Syok” dapat di bagi menjadi 2 : Low tension shock ( syok tegangan rendah) dan high tension shock ( syok tegangan tinggi)
Syok semakin serius, apabila arus yang melewati tubuh semakin besar. Menurut Hukum Ohm intensias arus listrik tergantung kepada tegangan dan tahanan yang ada. ( I = V/R) berarti tegangan penting dalam menentukan beberapa arus yang dapat dilewati oleh tahanan yang diberikan oleh tubuh. Disamping itu ada pula parameter-parameter lain yang turut berperan mempengaruhi tingkat syok.
1.   Dari Sudut Arus
a.      Seseorang akan menderita syok lebih serius pada tegangan 220 Volt dari pada tegangan 80 Volt. Oleh karena, kuat arus pada tegangan 220 Volt lebih besar dari pada tegangan 80 Volt (R) sama.
b.      Basah atau tidaknya kulit penderita
c.      Basah tidaknya lantai
2.   Dari sudut parameter-paraameter lainya:
a.      Jenis kelamin
b.      Frekuensi AC
c.      Duration
d.      Berat Badan
e.      Jalan yang ditempuh arus
Oleh karena bahaya syok sangat besar, dapat mengakibatkan kematian sehingga dipandang perlu untuk melakukan tindakan pencegahan yang meliputi alat-alat yang dipergunakan.


 sellynovianty.blogspot.com/2013/06/makalah-biolistrik.html

Tidak ada komentar:

Posting Komentar