Post on 03-Apr-2018
7/28/2019 biomekanika ovoy
1/66
PENERAPAN ILMU FISIKA DALAM KESEHATAN
Makalah ini dibuat untuk melengkapi tugas resume fisika
Dosen: Dr. Pendi Sinulingga, M.Pd
Disusun Oleh :
KELOMPOK 1
1. Eva Roslina2. Ferina3. Mufti Maulidzar4. Novera W5. Novi Krsitina6. Wirna7. Yadi
YAYASAN EKA HARAP PALANGKARAYA
SEKOLAH TINGGI ILMU KESEHATAN
PROGRAM STUDI S1 KEPERAWATAN
7/28/2019 biomekanika ovoy
2/66
SEMESTER 2 TAHUN AJARAN 2011/2012
JL. BELIANG NO.110 TELP/FAX (0536) 3227707
Email: stikes_ekaharap@yahoo.com
KATA PENGANTAR
Puji syukur kami ucapkan kepada Tuhan Yang Maha Esa yang telah
memberikan rahmat dan karunia-Nya kepada kami sehingga dapat menyelesaikan
makalah yang berjudul Penerapan Ilmu Fisika dalam Kesehatan ini tepat pada
waktunya.
Makalah ini kami sajikan secara sistematis serta dengan bahasa yang
sederhana sehingga lebih mudah dipahami. Adapun makalah ini bersumber dari
berbagai macam informasi, juga dari dunia maya. Dari sumber tersebut kami dapat
mengembangkannya sehingga menjadi kumpulan informasi yang berguna.
Dalam menulis makalah ini, kami banyak mengalami kesulitan yang
disebabkan oleh kurangnya ilmu pengetahuan. Namun, berkat bimbingan dari
berbagai pihak akhirnya makalah ini dapat dikerjakan dengan baik. Oleh karena itu,
jika seandainya dalam makalah ini terdapat hal-hal yang tidak sesuai dengan harapan,
kami dengan senang hati menerima masukan, kritikan dan saran dari pembaca yang
sifatnya membangun demi kesempurnaan makalah ini dilain kesempatan.
Semoga makalah ini dapat menambah ilmu pengetahuan serta wawasan kita
semua dan berguna bagi siapapun yang membacanya, amin.
Palangkaraya, Juni 2012
Penulis,
7/28/2019 biomekanika ovoy
3/66
Kelompok 1
i
7/28/2019 biomekanika ovoy
4/66
DAFTAR ISI
Kata Pengantar . i
Daftar Isi . ii
Bab 1 Pendahuluan
1.1 Latar Belakang1.2 Rumusan Masalah1.3 Tujuan Penulisan1.4 Metode PenulisanBab 2 Pembahasan
2.1 Biomekanika2.2 Biolistrik2.3 BioakustikBab 3 Penutup
4.1 Kesimpulan
4.2 Saran
Daftar Pustaka
\
7/28/2019 biomekanika ovoy
5/66
ii
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1 Latar Belakang
1.2 Rumusan MasalahBerdasarkan latar belakang di atas ada berbagai masalah yang timbul dalam
konsep pendidikan kesehatan. Berikut adalah masalah yang dibahas dalam makalah
ini
1.2.1 Bagaimana penerapann ilmu dalam kesehatan di bidang biomekanika ?1.2.2 Bagaimana penerapann ilmu dalam kesehatan di bidang biolistrik ?1.2.3 Bagaimana penerapann ilmu dalam kesehatan di bidang bioakustik ?1.3 Tujuan Penulisan1.3.1 Tujuan Umum
Mengetahui tentang Bagaimana penerapann ilmu dalam kesehatan di bidang
kesehatan dengan berbagai aspek atau bagiannya.
1.3.2 Tujuan Khusus
Adapun tujuan khusus penulisan makalah ini sebagai berikut:
1. Mengetahui tentang penerapann ilmu dalam kesehatan di bidangbiomekanika.2. Mengetahui tentang penerapann ilmu dalam kesehatan di bidang biolistrik.
7/28/2019 biomekanika ovoy
6/66
3. Mengetahui tentang penerapann ilmu dalam kesehatan di bidang bioakustik.
1.4 Metode PenulisanUntuk mendapatkan data dan informasi yang diperlukan, penulis
menggunakan metode observasi dan kepustakaan. Adapun teknik-teknik yang
dipergunakan pada penelitian ini adalah sebagai berikut.
1.4.1Studi PustakaPada metode ini, penulis membaca buku referensi yang berhubungan dengan
penulisan makalah ini.
1.4.2 InternetDalam metode ini penulis mencari informasi dari internet dan situs-situs yang
relevan dan realistis.
7/28/2019 biomekanika ovoy
7/66
BAB 2
PEMBAHASAN
2.1 BIOMEKANIKA
Ada 2 bidang yang termasuk dalam fisika kesehatan yaitu : bidang kesehatan
dan bidang fisika. Oleh karena itu fisika keperawatan berperan dalam 2 hal, meliputi :
1. Penggunaan ilmu fisika untuk menentukan fungsi tubuh meliputi kesehatandan penyakit. Dalam hal ini juga bisa di sebut dengan faal fisika.
2. Penggunaan fisika dalam praktek kesehatan meliputi pengetahuan tentangbenda/alat yang dipergunakan dalam bidang kesehatan yaitu alat ultrasonik,
laser, radiasi dsb.
Pada generasi terdahulu di Inggris, seorang profesor ahli dalam bidang fisika
juga merupakan seorang dokter. Kata ahli fakta physicist dan dokter physician
mempunyai asala kata yang sama dalam bahasa Yunani yaitu Physike (Ilmu
alam).
Pengukuran
Fisika maupun disiplin ilmu lain pengukuran kwantitas merupakan dasar
utama. Dalam pengkuran ini akan dicari kolerasi atau intepretasi dan sering pula
diadakan perbandingan dengan prediksi teoritis. Hal-hal yang meliputi pengukuran
kwuantitas ini adalah sistem satuan Internasional atau disingkat dengan sistem S1
(System International Unit) atau Satuan Matrik.
Dasar sistem SI yang dipakai adalah panjang dinyatakan dalam meter, massa
dinyatakan dalam kilogram dan waktu dinyatakan dalam sekon (detik). Secara praktis
sering dipergunakan satuan kecil atau satuan besar misalnya centimeter, gram,
kadang-kadang untuk menyatakan kwantitas dipergunakan satuan Inggris misalnya :
feet, poun dan galon.
7/28/2019 biomekanika ovoy
8/66
a. Proses PengukuranDalam proses pengukuran dapat memberikan informasi yang sangat berharga
tentang gambaran keadaan tubuh dan hasil pengukuran itu dpat dipakai sabagai bahan
perbadingan. Dalam pengukuran fisik dibagi menjadi 2 group. yaitu :
1. Proses Pengukuran PengulanganPada proses ini biasanya melibatkan sejumlah pengulangan perdetik,
permenit, perjam dan sebagainya. Misalnya pengukuran pernafasan diperoleh
nilai pernapasan rata-rata kira-kira 15/menit, denyut nadi 17/menit.
2. Proses pengukuran yang tidak ulangProses pengukuran ini hanya dilakukan sekali terhadap individu. Misalnya
mengukur substansi asing yang dikeluarkan lewat ginjal ; potensial aksi dari
suatu sel saraf.
Dalam proses pengukuran ini perlu diperhatiakan proses ketelitian dan
kebenaran. Ketelitian dan kebenaran mempunyai arti yang berbeda dalam
pengukuran. Ketelitian menunjukan pengukuran yang bagaimana memberikan
pendekatan untuk memperoleh suatu standar. Contoh, tinggi seseorang ketika diukur
diperoleh 1,765 meter, ketelitian mungkin 0,003 (=22mm) dibandingkan dengan
patokan (standar) meter.
Untuk memperoleh ketelitian diperlukan suatu pengukuran berkali-kali
kemudian dicari rata-rata akhir dari kesemuanya itu dan dicari standart deviasi.
b. RegistrasiMencatat hal-hal yang diperoleh dari hasil pengukuran disebut registrasi.
Registrasi ini penting untuk memperoleh informasi yang diperlukan. Kadang-kadang
diperlukan registrasi kontinyu terhadap suatu keadaan selama waktu tertentu,
registrasi ini disebut registrasi analog.
c. False positif dan false negatif
7/28/2019 biomekanika ovoy
9/66
Dari hasil pengukuran itu belum bisa menentukan apa-apa tanpa
membandingkan nilai yang ada. Suatu contoh, seorang dokter setelah memperoleh
sejarah kesaktian dari seorang penderita, memperoleh hasil pemeriksaan fisik dan
hasil pengukuran laboratorium,dapat menentukan apakah penderita itu atau sakit atau
tidak. Dalam hal penentuan itu bisa terjadi false positip atau negatif.
False positif merupakan suatu error (penyimpangan) yang terjadi di mana
penderita dinyatakan menderita sebuah penyakit padahal sama sekali tidak.
Sedangkan false negatif merupakan suatu error yang terjadi dimana penderita
dinyatakan tidak sakit padahahal penderita tersebut enderita suatu penyakit.
Untuk menghindari atau mengurangi false positif atau negatif perlu
memperhatiakan :
a. Dalam pengambilan pengukuranb. Pengulangan pengukuranc. Penggunaan alat-alat yang dapat dipercayaid. Kaliberasi sepatutnya terhadap alat-alat
Satuan
Apabila ingin mengatakan suatu kwantitas fisik yang melibatkan hukum atau
prinsip, harus mengetahui bagaimana cara mengukur suatu kuantitas. Banyak yang
menggunakan satuan di dalam pengukuran, meskipun para ilmuan telah membatasi
kehendak itu. Para ilmuan telah mempertimbangkan kuantitas yaitu satuan dasa
istilah dalam pengukuran.
Dalam cabang ilmu fisika yang dikenal sebagai ilmu mekanika, kuantitas
dasar adalahnpanjang, massa dan waktu sedangkan satuan dasar adalah meter,kilogram, dan detik. Seluruh kuantitas fisik yang terlibat di dalam mekanika dapat
dinyatakan dalam istilah satuan dasar. Contoh, gaya (Force) dinyatakan sebagai kg m
perdetik.
7/28/2019 biomekanika ovoy
10/66
2.1.1 HUKUM DASAR DALAM BIOMEKANIKA
Dalam biomekanika memakai hukum dasar yang dirumuskan oleh Isaac
Newton (1643-1727) untuk mempelajari gerakan mekanik pada manusia dan hewan.
Newton mula-mula mengembangkan hukum gerakan dan menjelaskan gaya tarik
gravitasi antara dua benda.
Hukum Newton sangat memadai dan banyak penggunaannya di dalam bidang
astronomi, geologi, biomekanik dan keknik. Ada 3 hukum dasar mekanika yang
dicetuskan oleh Newton :
1. Hukum Newton pertama2. Hukum Newton kedua3. Hukum Newton ketiga
a. Hukum Newton PertamaHukum ini disebut pula hukum inersia (hukum kelembaman) ini berarti benda
itu mempunyai sifat mempertahankan keadaanya apabila benda itu sedang bergerak
maka benda itu akan bergerak terus. Demikian pula benda itu sedang tidak bergerak
maka benda itu bersifat malas untuk mulai bergerak. Dapat pula dikatakan bahwa
semua obyek/benda akan bergerak apabila ada gaya yang mengakibatkan pergerakan
itu. Pandangan ini disimpulakan sebagai hukum Newton yang berbunyi :
Setiap objek berlangsung dalam keadaan istirahat, atau gerakan yang sama pada
suatu garis lurus. Kecuali benda itu dipaksa untuk berubah keadaan oleh gaya yang
bekerja padanya hukum ini digunakan untuk mengukur suatu pengamtan.
b. Hukum Newton KeduaApabila ada gaya yang bekerja pada suatu benda maka benda akan mengalami
suatu percepatan yang arahnya sama dengan arah gaya. Percepatan (a) dan gaya (F)
adlah sebanding dengan besaran. Apabila kedua besaran ini sebanding maka salah
7/28/2019 biomekanika ovoy
11/66
satu adlah sama dengan hasil perkalian bilangan konstan. maka hubungan gaya (F)
dan percepatan (a).
c. Hukum Newton KetigaBilamana suatu benda A memberi gaya F pada suatu benda B, pada waktu
bersamaan benda B memberi gaya R pada benda A gaya R sama dengan F tetapi
mempunyai arah yang berlawanan.
2.1.2 Gaya Pada Tubuh Dan Didalam Tubuh
Gaya merupakan suatu konsep umum yang dapat dirasakan secar intuisi bagi
fisikawan atau seorang insinyur. Ada gaya yang bekerja pada tubuh dan gaya berada
didalam tubuh kita sendiri. Gaya yang bekerja pada tubuh dapat diketahui apabila kita
menabrak suatu objek. Sedangkan gaya yang berda dalam tubuh, sering-sering tidak
kita ketahui, padahal gaya itu ada, misalnya gaya otot yang menyebabkan
mengalirnya darah dan paru-paru yang memperoleh udara.
Newton telah membuat hukum gravitasi secara universal yang merupakan asal
mula gaya yang diukenal dengan gaya gravitasi. Hukum ini merupakan gaya tarik
antara 2 benda, misalnya berat badan, ini merupakan gaya tarik bumi terhadap badankita terjadi varises pada vena merupakan gaya tarik bumi terhadap aliran darah yang
mengalir secara berlawanan.
Setelah gaya gravitasi adapula gaya listrik yaitu antara gaya elektron dan
proton pada atom hidrogen. Ada pula 2 gaya lain yang fundamental/mendasar yaitu
gaya inti kuat yang dihasilkan oleh proton dan gaya inti lemah yang dihasilkan
elektron (beta) dari inti atom. Apa bila ditinjau dari segi statis dan dinamisnya tubuh
manusia maka gaya yang bekerja pada tubuh manusia dibagi dalam 2 tipe yaitu :
1. Gaya pada tubuh dalam keadaan statis2. Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis.
2.1.3 GAYA PADA TUBUH DALAM KEADAAN STATIS
7/28/2019 biomekanika ovoy
12/66
Tubuh dalam keadaan statis/stasioner berarti objek/tubuh dalam keadaan
seimbang berarti pula jumlah gaya dalam segala arah sama dengan nol, dan jumlah
momen gaya terhadap sumbu juga sama dengan nol. Sistem otot dan tulang dari
tubuh manusia bekerja sebagai pengupil.
2.1.4 FISIKA OLAH RAGA
Yang perlu diperhatikan oleh ragawan yaitu keadaan fisik dan tekhnik yang
dikuasai oleh olah ragawan. Keadaan fisik meliputi kesehatan dan poster tubuh hal ini
akan dibahas dalam mata pelajaran Anatomi, Faal olah raga atau disiplin ilmu
lainnya. Masalah teknik yang dikuasai serta hal-hal yang berkaitan dengan fisika
yaitu mengenai penentuan pusat gravitasin momentum dan torsi.
2.1.5 KESEIMBANGAN TUBUH
Tubuh dalam ststus setimbang atau balans apabila gaya yang bekerja padanya
saling meniadakan dan tubuh tetap daam keadaan istirahat. Bilamana ditinjau dari
segi pusat gravitasi dan luas kontak, keseimbangan tubuh bisa tercapai dan
ditingkatkan apabila :
a)
Letak grvitasi direndahkan misalnya pada posisi duduk atau tidurb) Peningkatan luas permukaan penyagga misalnya dalam posisi tidur, posisi
duduk waktu berjalan, bertinju kedua kaki dilebarkan.
Keseimbangan tubuh dapat dikurangi dengan cara :
a) Meningkatkan pusat gravitasi, dengan cara angkat tangan ke atas, menjujungbarang diatas kepala.
b) Mengurangi dasar permukaan penyangga dengan cara menjnjit atau berdiridengan satu kaki.
2.1.6 MOMENTUM
Dalam kehidupan sehari-hari sering terjadi tabrakan, misalnya pemain sepak
bola petinju atau mobil. Gaya yang bekerja selama tabrakan berlangsung sering kali
7/28/2019 biomekanika ovoy
13/66
sulit untuk ditentukan, walaupun penggunaan langsung hukum Newton kedua.
Apabila terjadi tabrakan antara dua objek, maka penggunaan momentum sangat
berhasil, oleh karena ttal momentum dari kedua objek seelalu tetap walaupun
momentum tiap objek akan berubah.
Momentum dari sebuah objek adalah hasil kali massa dan
kecepatannya.perubahan momentum suatu objek berkaitan erat akan gaya objek itu
sendiri. Oleh sebab itu dalam mengukur perubahan momentum, harus dicari rata-rata
gaya yang akan bekerja pada objek.
Kegunaan Momentum Dalam Bidang Oleharaga
Salah satu aktivitas atletik adalah mencoba untuk meningkatkan pemindahan
momentum. Sebagai contoh pada waktu bertinju, pukulan melalui lencangan tangan
tidak begitu efektif dalam memberi momentum kepada lawan kecuali pukulan
tersebut berkaitan dengan gerakan badan.
Dalam karate, untuk memindahkan momentumnya yang besar sering
berkaitan sekali akan kecepatan gerak dari lengan dari pada gerakan seluruh badan.
Sedangkan dalam lempar peluru terjadi pemindahan bentuk kecepatan lambat dari
gerak massa seluruh tubuh menjadi kecepatan tinggi disalurkan kepada peluru.
Dalam olah raga tennis, raket, lengan dan badan merupakan bagian dari
tumbukan massa raket 0,4 Kg, dapat beraksi apabila tubuh dalam keadaan ekstensi.
Massa efektif tumbukan (raket) tergantung kepada bagian tubuh manusia yang
dipakai dan bagaimana cara mempergunakan. Apabila seseorang mengayuhkan raket,
mula mula pergelangan tangan yan beraksi masa efektif tumbukan sangat kecil
sehingga ayunan tangan dapat diabaikan. Apabila raket tennis dipakai memukul bola,
menrut hukum newton ke III gaya akan menerima gaya dari raket, sedangkan raket
mendapat gaya dari tubuh dan bola akan memberi gaya ke bumi pada saat bola
mengenai tanah. Dengan demikian momentum yang dibebankan kepada bola akan
diteruskan ke bumi. Oleh karena itu sangatlah tepat apabila dicarikan massa efektif
7/28/2019 biomekanika ovoy
14/66
dari tumbukan. Andaikata tumbukan raket dan bola adalah dua bagian dari satuan
sistem di mana tanpa gaya dari luar, sehingga momentum total dari tumbukan dan
bola adalah konstan. Massa efektif bukanlah angka tanpa arti, melainkan dalam
mempelajari gerakan atlit perlu mengetahui bagaimana meningkatkan massa efektif
tumbukan dan kecepatan bola yang tinggi.
Dalam karate momentum tinggi dari suatu tumbukan dicapai melalui gerakan
cepat dari lengan. Pada pukulan ke delapan, gerakan mula-mula diperkirakan lurus
dan terjadi tumbukan ketiga gerakan dengan kecepatan maksimum serta panjang
jangkauan tangan 70%
7/28/2019 biomekanika ovoy
15/66
2.2 BIOAKUSTIK (GELOMBANG BUNYI)
2.2 Bunyi
Stres merupakan istilah yang sangat menonjol di kalangan masyarakat ini. Stres
terkadang dipandang sebagai suatu penyakit masyarakat yang serba cepat dan penuh
persaingan dan merupakan cerminan kehidupan yang berada di kota-kota padat
dengan penduduk yang sangat besar.
Salah satu faktor yang telah terbukti berkontribusi terhadap timbulnya stres
adalah bunyi, terutama dalam bentuk kebisingan. Bunyi sulit untuk didefinisikan
karena musik dari diri seseorang dapat menjadi suatu kebisingan, dan bayi yang
menangis dapat menimbulkan rasa kasih dari seseorang dan penganiayaan fisik bagi
orang lain.
Gelombang adalah getaran atau gelombang yang merambat dalam suatu
medium.
Syarat terjadi dan terdengarnya bunyi :
1. Ada sumber bunyi yang bergetar2. Ada medium dan zat antara3. Ada penerima bunyi
Pengertian bunyi
- Bunyi adalah gelombang longitudinal yang dapat merambat melalui mediumpadat, cair, atau gas.
- Segala sesuatu yang bergetar dan menimbulkan bunyi disembut sumber bunyi.- Telinga manusia dapat mendengar bunyi pada frekuensi 20 Hz sampai 20.000
Hz.
- Frekuensi bunyi di bawah 20 Hz disebut frekuensi infrasonik.- Frekuensi bunyi di atas 20.000 Hz disebut gelombang ultrasonik.- Frekuensi bunyi antara 20 Hz20.000 Hz disebut gelombang audiosonik.
7/28/2019 biomekanika ovoy
16/66
2.2 Karakteristik Bunyi
2.2.1 Pembetukan
Bunyi di hasilkan melalui vibrasi. Dalam hal ini ujing garpu tala bervibrasi ke
depan dan belakang, sperti di tujukan oleh panah. Masing-masing gerakan keluar dari
ujung garpu tala tersebut akan menyebabkan udara tertekan di jalurnya sehingga
terjadi kompresi, sedangkan gerakan kedalam atau kembali menyebabkan tekanan
udara di ujung garpu tala menjadi rendah rarefaction (ekspansi). Proses tersebut
berulag sehingga membentuk serangkaian kompresi dan rarefaction, dan tentu saja
membentuk gelombang progesif lungitudinal. Gelombang tersebut memuat energi.
Di atas tampak vibrasi terjadi pada ujung garpu tala tetapi vibrasi tersebut juga
dapat dihasilkan oleh sebuah senar yang vibrasinya lebih mudah kita amati. Misalnya
saja pada gitar, biola dan piano, atau dalam suatu corong suara, misalnya terompet,
orgen, dan suling, dan dalam benda yang tertutup, misalnya segitiga. Pada contoh
terakhir, vibrasi yang terjadi tidak mudah di amati. Dalam tubuh, bunyi dihasilkan
melalui vibrasi pita suara didalam laring. Laring merupakan struktur bertulang rawan
tempat sistem otot yang ekstensif mengendalikan ligamen suara atau pita suara. Pita
suara sebenarnya merupakan lipatan-lipatan yang berada di sepanjang dinding laring
yang menghasilkan bunyi dengan berbagai intonasi bergantung pada tegangan pada
pita dan bentuk serta masa dari tepian pita suara tersebut.
2.2.2 Transmisi
Transmisi bergantung pada medium yang dilalui bunyi untuk menyebar : di
udara (pada suhu ), bunyi menjalar dengan kecepatan 331 m/s, tetapi pada logam
besi, bunyi menjalar dengan kecepatan 4900 m/s, darah di air laut pada kecepatan
1540 m/s. Di udara, kecepatan bunyi bergantung pada suhu menyebabkan
peningkatan kecepatan sebesar 0,6 m/s. Namun, frekuensi dan amplitudo bunyi tidak
memeengaruhi kecepatan.
2.2.3 Penerimaan
7/28/2019 biomekanika ovoy
17/66
Reseptor bunyi kita, tentu saja, telinga kita. Dilengkapi dengan sepasang telinga
demi alasan yang baik : layaknya dua speaker dari suatu sistem stereo yang bukan
saja memeungkinkan kita untuk mendengar bunyi tetapi juga memberi kesan pada
kita bahwa bunyi berasal dari berbagai tempat dalam ruangan. Dengan demikian,
telinga kita memberikan pendengaran stereo dan memungkinkan kita untuk
mendeteksi arah sumber bunyi tersebut.
Arah datangnya bunyi ditentukan oleh dua faktor utama. Pertama, jeda waktu
antara penerimaan bunyi di satu telinga dan penerimaan bunyi di telinga lain. Jika
bunyi berasal dari sisi kanan, misalnya, telinga kanan akan mendengar bunyi sebelum
telinga kiri. Otak kemudian mengumpulkan dan menyatukan tersebut dan
menyampaikannya kembali sehingga kita mengenali arah sumber bunyi tersebut. Jika
bunyi, misalnya, bersal dari depan, kedua telinga akan mendengar disaat yang
bersamaan. Faktor kedua yang digunakan untuk menentukan arah bunyi adalah
perbedaan inbtensitas bunyi yang terdengar oleh kedua telinga. Untuk
mengidentifikasi lokasi yang tepat suatu bunyi yang lain, kita mungkin perlu
memalingkan kepala.
Telinga terdiri dari sistem pengumpul (pinna dan saluran auditori), dan penguat
(amplifer) (sebagian struktur dari telinga dalam), sistem pengolah (koklea) dan
saluran penghantar (saraf auditori).
Telinga manusia normalnya mampu mendeteksi bunyi yang berada pada
kisaran 20 20.000 Hz, dengan sensitivitas tertinggi pada kisaran 2000-5500 Hz.
Telinga memiliki sensitivitas yang sangat menakjubkan, terkadang mampu
mendeteksi perubahan frekuensi sampai serendah 1 Hz., dan juga sangat sensitif
terhadap mutu bunyi atau not musik.
2.2.4 Resonansi
Setiap objek memiliki frekuensi vibrasi paling kuat dari suatu objek adalah
pada frekuensinya sendiri. Dengan demikian, jika sebuah not yang dimainkan dalam
frekuensi yang sama dengan frekuensi suatu objek. Objke itu juga akan bervibrasi,
terkadang sampai suatu tingkatan yang dampaknya cukup serius. Pada situasi lain,
7/28/2019 biomekanika ovoy
18/66
putaran angin dalam badai terjadi dalam kecepatan yang sama dalam frekuensi alami
jembatan sehingga jembatan runtuh. Tentara selalu diperintahkan untuk
membubarkan barisan saat melewati jembatan karena alasan tersebut, jika frekuensi
suara langkah dalam barisan mereka sama dengan frekuensi alami jembatan,
dampaknya mungkin akan menyengsarakan baik tentara maupun jembatannya.
Kasus diatas merupakan resonansi kecenderungan satu objek untuk
bervibrasi menyerupai objek lain suatu efek yang paling menonjol dari frekuensi
alami suatu objek. Seorang penyanyi opera terkenal, Caruso, mampu memecahkan
gelas anggur dengan menyanyikan not yang frekuensinya manyamai gelas tersebut,
sehingga gelas akan bersonansi dan pecah. Instrumen musik yang menggunakan
kotak berongga atau bilik berongga untuk menghasilkan resonansi yang dapat
memperbaiki mutu suara instrumen tersebut. Dengan cara yang sama laring
menggunakan mulut, hidung, dan sinus nasal yang berhubungan, faring, dan
terkadang bahkan rongga dada sebagai resonator.
Membran dasar memiliki begitu banyak serabut yang melekat padanya dengan
derajat kekakuan yang beragam, yang berarti bahwa serabut yang berada dapat
bersonansi pada frekuensi yang berbeda juga. Massa cairan dalam koklea di berbagai
tempat juga berbeda guna membantu pembentukan resonansi. Frekuensi tinggi
resonansi membran basiler berada di dekat bagian bawah koklea, dan frekuensi
rendah resonansi berada di dekat bagian puncak koklea. Frekuensi perantara berada di
tengah kedua ekstrem tersebut.
2.2.5 Intonasi
Intonasi, dalam berbagai aspek, berkaitan dengan frekuensi suatu not/nada.
Namun, ada unsur subjektif yang terlibat, yaitu bahwa intonasi cenderung bergantungpada persepsi individu terhadap rendah atau tinggi nya nada itu. Selain itu,
berdasarkan pembahasan kita di atas, metode utama yang digunakan sistem saraf
untuk mendeteksi berbagai intonasi adalah dengan menentukan posisi yang paling
7/28/2019 biomekanika ovoy
19/66
terstimulasi atau yang paling bersonansi di sepanjang membran basiler. Itulah yang
disebut dengan prinsip tempat.
Intonasi bunyi yang dihasilkan oleh pita suara dapat diubah melalui dua cara yang
berbeda dengan meregangkan atau merilekskan pita suara (nada tinggi dicapai
dengan meregangkan pita suara, dan nada rendah dengan merilekskan pita suara);
atau dengan mengubah bentuk massa dan tepian pita suara. Tepi pita suara menjadi
tajam dan tipis untuk menghasilkan bunyi yang berfrekuensi tinggi, tetapi akan
menebal dan menambah massanya untuk menghasikan bunyi berfrekuensi rendah.
Dengan demikian intonasi bergantung pada frekuensi, dan beberapa prinsip
umum berikut berlaku untuk objek yang menghasilkan bunyi (termaksuk pita suara):
1. Semakin tinggi frekuensi, semakin tinggi intonasi nada yang dihasilkan, dansebaliknya;
2. Semakin tinggi tegangan pada tubuh yang di regangkan (misalnya senar),semakin tinggi intonasi (faktor yang lain tetap sama);
3. Semakin besar massa pada senar dengan panjang tertentu, semakin rendahnada yang dihasilkan (faktor lain tetap sama);
4.
Semakin pendek medium vibrasi (mis. Panjang senar), semakin tinggi nadayang dihasilkan (sekali lagi, semua faktor tetap sama, karena semua faktor
tersebut saling bergantung dan semuanya menentukan intonasi nada yang
dihasilkan).
2.2.6 Volume
Sistem auditori menentukan keras lemahnya bunyi sedikit dalam tiga cara:
1. Saat bunyi semakin keras, amplitudo vibrasi dari membran basiler an selselrambut juga akan meningkat sehingga sel sel rambut mengeksitasi ujung
saraf pada laju yang lebih cepat;
2. Saat amplitudo vibrasi meningkat, semakin banyak sel rambut yangterstimulasi di perbatasan dari bagian yang bervibrasi pada membran basiler
7/28/2019 biomekanika ovoy
20/66
yang mengakibatkan perambatan impuls melalui sejumlah sebesar serabut
saraf;
3. Sistem sel rambut tidak akan terstimulasi sampai vibrasi pada membranbasiler mencapai intensitas yang relatif tinggi, yang sekali mencerminkan
fakta bahwa bunyi yang dihasilkan memang keras.
Pengukuran terhadap intensitas bunyi atau keras lemahnya bunyi
menggunakan skala desibel.
Skala desibel. Skala tersebut memungkinkan dilakukannya perbandingan
kuantitatif antara bunyi yang keras dan bunyi yang lemah. Karena sangat
panjangnya kisaran intensitas bunyi yang dapat dideteksi telinga manusia (suara
terkeras memiliki intensitas 1012 kali intensitas suara terlemah yang dapat di dengar)
maka digunakan skala logaritma. Ini berarti bahwa tingkatan bunyi setinggi 100
desibel bukan nilai yang 20 kali lebih besar daripada tingkatan bunyi setinggi 80
desibel, tetapi 102
atau 100 kali lebih besar. (Tabel 12.1)
2.2.7 Bising atau Musik?
Seperti dikatakan sebelumnya, perbedaan tersebut cenderung bersifat
subjektif. Namun, definisi operasionalnya dapat dinyatakan sebagai berikut: bising
tidak memiliki intonasi atau ketetapan yang pasti dan sifatnya cenderung berubah,
tetapi not musik dapat diidentifikasi melalui intonasi yang pasti, keteraturan, dan
kehalusannya.
Pemantulan
Jika gelombang bunyi menemui suatu halangan di antara dua medium,
misalnya udara dan air, udara dan beton, atau udara dan jaringan tubuh manusia,sebagian dari gelombang bunyi akan dipantulkan dan sebagiannya lagi biasanya
terserap atau dihantarkan ke permukaan yang baru. Beberapa permukaan dapat
memantulkan sejumlah besar bunyi sehingga akan terbentuk gema.
7/28/2019 biomekanika ovoy
21/66
Tingkatan desibel pada
1000 Hz
Deskripsi bunyi Berbagai intensitas
ambang
0 Ambang pendengaran 1
20 Ruang yang sangat tenang 10
40 Musik yang sangat pelan
(ppp) yang khas ruang
keluarga
10
60 Percakaan biasa 10
80 Kuliah di kelas, suara radio
yang keras
10
100 Kerusakan pendengaransetelah panjanan lama; rata
rata bunyi aktivitas
pabrik, bunyi terkeras dari
orkestra pada penonton
terdekat (fff)
10
120 Ambang nyeri 10
140 Nyeri parah 10
160 Gendang telinga pecah 10
Keterangan :
Ppp = sangat, sangat halus
Fff = sangat, sangat keras
(Dikutip dari Nave dan Nave:Physic for the Health Sciences).
2.2.8 Refraksi
Jika gelombang bunyi melewati medium yang satu ke medium yang lain,
seperti dijelaskan di atas, arah perjalanannya akan berubah karena kecepatannya di
dalam medium yang baru berbeda dengan kecepatan pada medium lama.
7/28/2019 biomekanika ovoy
22/66
2.2.9 Interferens
Ketika iterferens terjadi pada gelombang cahaya, efek yang serupa dapat
diamati pada gelombang bunyi, dan baik interferens konstruktif maupun interferens
destruktif dapat terjadi interferens konstrktif, bunyi akan menjadi semakin keras,
sementara pada interferens destrukif, bunyi akan melemah.
Selain itu, jika frekuensi dari dua elombang bunyi sangat serupa tetapi tidak
cukup sama, layangan (beats) akan terdengar. Efek tersebut merupakan efek keras
lemah yang dihasilkan dari penambahan dua gelombang bunyi yang digunakan
pemusik dalam menyetel/menyelaraskan instrumen mereka.
2.3 Efek doppler
Kecepatan bunyi di dalam udara cukup cepat tetapi cukup lambat untuk dapat
dipengaruhi oleh gerakan relatif diantara sumber dan pengamat. Jika sebuah kereta
api membunyikan peluitnya, perbahan intonasi yang cukup jelas akan terdengar oleh
pengamat yang berada di stasiun di saat kereta melintas. Efek serupa juga dapat
diamati pada sirene ambulans dan polisi walau intonasinya sudah berubah akibat
sirene itu sendiri.
Jika pengamat bergerak, sekali lagi efek yang sama akan dirasakan. Contoh,
penumpang pada kereta akan mendengar turunnya intonasi bunyi yang dihasilkan bel
penanda keretalewat yang terpasang pada lintasan kereta api. Dibidang kedokteran,
efek doppler dapat dimanfaatkan untuk membantu mendiagnosis ada tidaknya
trombus. Instrumen menentukan kecepatan aliran darah dengan mengukur perbedaan
yang nampak pada frekuensi antara sinyal yang dipancarkan dan sinyal yang diterima
setelah pemantulan dari sel darah yang bergerak. Jikia gumpulan darah memang ada,
aliran darah akan terhambat dalam pembuluh, sel darah merah akan melambat dan hal
tersebut akan tampak pada instrumen. Hasil pengukuran baru itu dapat menunjukkan
posisi gumpulan atau trombus.
7/28/2019 biomekanika ovoy
23/66
2.4 Bunyi dalam pengobatan
2.4.1 Ultrasonik
Disini digunakan frekuensi yang berada di atas kisaran pendengarn normal,
dan cara penggunaan sonar untuk menentukkan letak kumpulan ikan dan kapal selam
diterapkan untuk memanfaatkan gema. Sonar merupakan gelombang bunyi yang di
pantulkan dari ikan atau kapal selam yang dapat menandai lokasinya. Dengan cara
yang sama, beberapa jaringan tubuh memantulkan gelombang tersebut lebih banyak
dari jaringan yang lain.
Pada pemantulan menghasilkan suatu gambar dari struktur internal tubuh.
tekhnik tersebut berguna terutama dalam obstetri dan tidak memiliki efek
membahayakan seperti pada sinar-X.
Bayangan janin yang dihasilkan memungkinkan dilakukan penetapan ukuran,
lokasi, posisi, dan terkadang bahkan kelainan fisik. Kondisi tersebut menjadi
informasi yang bermanfaat bagi dokter dan pasien untuk menentukan keputusan
mengenai perkembangan kehamilan, persiapan untuk persalinan, dan masalah yang
potensial.
Teknik tersebut digunakan untuk menentukan lokasi tumor, gangguan kardiovaskular,
dan efek mata. Pemindai ultrasonik memanfaatkan efek Doppler untuk mengaji
gerakan dan fungsi jantung, aliran darah melalui arteri besar dan bunyi jantung janin.
2.4.2 Litotripsi ultrasonik
Tekhnik litotripsi ultrasonik memilki manfaat yang besar karena sifat non
invasifnya dan jauh lebih tidak raumatik dari pada pembedahan yang dapat
menggantikannya. Pada sekitar 90 95% dari semua kasus pelvis ginjal dan batu
ureter. Prinsip tekhnik ini mengandalkan pembentukan gelombang listrik yang di
konsentrasikan pada wilayah lokasi batu tersebut. Gelombang tersebut di pancarkan
melalui cairan di dalam bak khusus, atau dengan musim terbaru, bantal cairan atau
7/28/2019 biomekanika ovoy
24/66
ikat pinggang dan kemudian di hantarkan menuju jaringan yang memiliki kandungan
air tinggi. Namun, menjelang tiba di batu tersebut pelepasan energi dari gelombang
listrik menyebabkan batu secara perlahan hancur. Namun, karena di perlukan sekitar
5001500 impuls gelombang listrik, anestesi harus dilakukan jika digunakan adalah
mesin lama. Banyak sudah aktivitas di luar negeriyang mengggunakan teknik tersebut
untuk menghancurkan batu empedu, tetapi teknik tersebut belum terbukti
keamanannya dan tidak disetujui oleh perundangan di Amerika Serikat, misalnya:
2.4.3 Stetoskop
Stetoskop merupakan instrumen yang sangat sederhana dengan bel yang
berfungsi sebagai detektor untuk bunyi yang lemah yang dapat memperkeras bunyi
denyut jantung, atau aliran udara yang masuk dan keluar paru-paru. Bunyi yang di
perkeras tersebut di lewatkan melalui slang menuju kedua telinga dengan cara yang
sama saat bunyi alirkan melalui udara, dan vibrasi tersebut kemudian ditangkap oleh
telinga pengguna.
2.4.4 Alat Bantu-Dengar dan Ketulian
Ada beberapa jenis ketulian:
1. Sensorineural atau ketulian saraf di akibatkan oleh mulfungsi struktur sarafpada telinga dalam, saraf auditori menuju otak, atau pada otak itu sendiri.
Disamping penyakit lain, ketulian juga dapat di akibatkan oleh serangan
serebrovaskular (stroke).
2. Ketulian konduksi, saluran, atau ketulian transmisi yang terjadi akibatkerusakan mekanisme telinga luar dan atau telinga tengah sehingga bunyi
tidak dapat menghantarkan menuju koklea. Penyebab umum ketulian
konduksi pada anak kecil adalah infeksi telinga tengah yang krosnis.
3. Ketulian campuran akibat gangguan baik pada mekanisme konduktif maupunmekanisme saraf.
7/28/2019 biomekanika ovoy
25/66
4. Ketulian fungsional bermula dari gangguan emosional ataupun psikologis.Dalam hal ini, tidak tampak lesi organik.
Alat bantu pendengaran kerap memberikan hasil yang baik untuk ketulian
konduksi karena tulang dapat bertindak sebagai konduktor untuk menghantarkan
bunyi (yang diperkeras oleh alat bantu pendengar) melalui saraf auditori, yang masih
dapat dapat berfungsi memuaskan pada ketulian jenis ini. Uji konduksi tulang, yaitu
dengan meletakkan ujung garpu tala yang bervibrasi pada tonjolan tulang mastoid
dibelakang telinga, di gunakan untuk membantu menentukan apakah ketulian
termasuk jenis konduksi atau jenis saraf, dan pada glirannya, apakah alat pedengaran
memanakan untuk menndng diperlukan atau tidak. Audiometer, sebuah instrumen
yang mampu menghasilkan nada murni dengan beragam frekuensi, digunakan untuk
menentukan sifat yang lebih tepat tentang ketulian yang terjadi.
Ketulian sensorineural, yang terjadi akibat gangguan pada struktur saraf
telinga dalam atau jalur saraf yang menuju otak, banyak ditemukan di dunia industri
dan beberapa jenis usaha lain karena tingkat dan konsistensi kebisingan yang
ditimbulkan. Ketulian jenis ini kerap menyebabkan kehilangan frekuensi wicara yang
lebih tinggi (2 4 kHz) sehingga sebagian besar konsonan tidak terdengar
penderitanya hanya mendengar bunyi bergumam. Alat bantu dengar biasanya tidak
membantu untuk ketulian jenis ini.
2.5 Gelombang Bunyi Dan Kecepatan
Gelombang bunyi timbul akibat terjadi perubahan mekanik pada gas. Zat cair
atau gas yang merambat ke depan dengan kecepatan tertentu .Gelombang bunyi ini
menjalar secara transversal atau longitudinal, lain dengan cahaya hanya menjalar
secara transversal saja.
Pada suatu percobaan, apabila terjadi vibrasi dari suatu bunyi maka akan
terjadi suatu peningkatan tekanan dan penurunan tekanan pada tekanan atmosfer,
peningkatan tekanan ini disebut kompresi sedangkan penurunan tekanan disebut
rarefaksi (peregangan). Bunyi mempunyai hubungan antara frekwensi vibrasi (f)
7/28/2019 biomekanika ovoy
26/66
bunyi, panjang gelombang ( ) dan kecepatan V, secara sistematis hubungan itu
dapat dinyatakan dalam rumus. Pada penelitian lebih lanjut diperoleh bahwa bunyi
yang melewati berbagai zat mempunyai kecepatan tersendiri seperti terlihat pada
daftar di bawah ini :
2.5.1 Sumber Bunyi
Banyak sekali fenomena menghasilkan bunyi. Misalnya pembakaran
minyak dalam suatu mesin, selalu menghasilkan bunyi.Bunyi yang dihasilkan
instrument musik, gerakan dahan, pohon atau daun juga menghasilkan bunyi. Ruang
mulut dan ruang hidung manusia merupakan struktur resonansi untuk menghasilkan
vibrasi melalui pita suara; demikian pula garputala yang digetarkan akan
menghasilkan bunyi. Dari contoh diatas dapat disimpulkan bunyi itu bisa berasal dari
alam, dan bisa berasal dari perbuatan manusia.
2.5.2 Mendeteksi Bunyi
Untuk mendeteksi bunyi perlu mengkonversikan gelombang bunyi
bentuk vibrasi sehingga dapat dianalisa frekwensi dan intensitasnya. Untuk
perubahan ini diperlukan alat mikrofon dan telinga manusia.Alat mikrofon
merupakan transduser yang memberi respon terhadap tekanan bunyi (sound pressure
0 dan menghasilkan isyarat/signal listrik.Mikrofon yang banyak digunakan adalah
mikrofon kondensor. Pemilihan mikrofon ini sangat penting oleh karena berguna
untuk mendeteksi kebisingan lingkungan perusahaan (merupakan medan difus segala
arah atau medan bebas) disamping itu perlu diperhatikan faktor kecepatan angina,
cuaca oleh karena sangat mempengaruhi pada mikrofon.
2.5.3 Pembagian Frekwensi Bunyi.
Pembagian frekwensi bunyi mempunyai arti dalam hal pengobatan,
diagnosis, nyeri yang ditimbulkan dan sebagainya.
Berdasarkan frekwensi maka bunyi dibedakan dalam 3 daerah frekwensi yaitu :
a. Frekwensi bunyi antara 016 Hz (infrasound)
7/28/2019 biomekanika ovoy
27/66
Frekwensi ini biasanya ditimbulkan oleh getaran tanah, gempa bumi, getaran
bangunan maupun truk mobil. Vibrasi yang ditimbulkan oleh truk mobil biasanya
mempunyai frekswensi sekitar 0 16 Hz. Frekwensi lebih kecil dari 16 Hz akan
menyebabkan perasaan yang kurang nyaman (discomfort), kelesuan (fatique),
kadang-kadang menimbulkan perubahan pada penglihatan. Apabila vibrasi bunyi
dengan frekwensi infra yang mengenai tubuh akan menyebabkan resonansi dan akan
terasa pada beberapa bagian tubuh.
b. Frekwensi antara 1620.000 Hz (frekwensi pendengaran).Dari hasil percobaan diperoleh kepekaan telinga terhadap frekwensi bunyi
antara 164. 000 Hz. Nilai ambang rata-rata secara internasional terletak di daerah
1.000 Hz. Arti dari nilai ambang yaitu frekwensi yang berkaitan dengan nineau bunyi
(dB) yang dapat didengar, misalnya pada frekwensi 30 Hz nineau bunyi harus 60 Hz
dB (yaitu 10 6 x 10 -2 W/m2); untuk mendengar bunyi tersebut (60 dB) berarti
telinga seseorang harus 10 6 x lebih kuat pada nada 1.000 Hz baru dapat mendengar
bunyi tersebut dan berarti pula tekanan bunyinya harus 103 x lebih besar. Pada usia
lanjut misalnya 60 tahun, nilai ambang pendengaran bagi 4.000 Hz terletak 40 dB
lebih tinggi dari pada usia muda (20 tahun). Gejala naiknya nilai ambang karena usia
tersebut dinamakan presbikusis (kurang pendengaran oleh karena umur semakin tua).
c. Frekwensi diatas 20.000 HzFrekwensi ini disebut ultrasonic/bunyi ultra. Frekwensi ini dalam bidang kedokteran
digunakan dalam 3 hal yaitu pengobatan, destruktif/penghacuran dan diagnosis.Hal
ini dapat terjadi oleh karena frekwensi yang tinggi mempunyai daya tembus jaringan
cukup besar.
2.5.4 Intensitas Bunyi
Untuk menghitung intensitas bunyi perlu mengetahui energi yang
dibawa oleh gelombang bunyi. Energi bunyi ada 2 yaitu energi potensial dan energi
7/28/2019 biomekanika ovoy
28/66
kinetik.Intensitas gelombang bunyi (I) yaitu energi yang melewati medium 1
m2/detik atau watt/m2.
Apabila dinyatakan dalam rumus maka
=Masa jenis medium (Kg/m )
v = Kecepatan bunyi (m/detik)
v = Z = Impedansi akustik
A = Maksimum amplitude atom-atom/molekul.
F = Frekwensi
W = 2f = frekwensi sudut
Intensitas (I) dapat pula dinyatakan sebagai berikut :
Po = Perubahan tekanan maksimum (N/m ).
2.5.5 Skala Desibel (Nineau Bunyi)
Alexander Graham Bell (1847 1922) guru besar Fisiologi di Boston, adalah
penemu telpon tahun 1876, melakukan penelitian terhadap suara dan pendengaran,
beliau mengatakan satu bel; (nineau suara) = apabila diperoleh intensitas suatu bunyi
adalah 10 kali intensitas yang lainnya maka . Intensitas yang lainnya maka. Oleh
karena bell merupakan unit yang besar sehingga dipakai decibel (dB). Hubungan bell
dengan decibel dinyatakan 1 bell = 10 dB. Telah diketahui bahwa intensitas (I)
berbanding langsung dengan P maka perbandingan antara tekanan dari dua bunyi
dapat dinyatakan sebagai berikut : 10 Log = 20 Log
Rumus ini menunjukkan nilai decibel (dB) yang dipergunakan untuk membandingkan
dua tekanan bunyi dalam medium yang sama.
2.5.6 Kekerasan Bunyi / Nyaring Bunyi
Kekerasan bunyi merupakan bagian dari ukuran bunyi yang
merupakan perbandingan kasar dari logaritma intensitas efketifnya jarak penekanan
bunyi yang mengakibatkan respon pendengaran. Kenyaringan bunyi tidak berkaitan
dengan frekwensi ; kenyaraan 30 Hz mempunyai kekerasan sama dengan 4. 000 Hz
bahkan mempunyai perbedaan intensitas dengan faktor 1.000.000 atau 6 dB.
7/28/2019 biomekanika ovoy
29/66
2.5.7 Sifat Gelombang Bunyi
Gelombang bunyi mempunyai sifat memantul, diteruskan dan diserap
oleh benda. Apabila gelombang suara mengenai tubuh manusia (dinding) maka
bagian dari gelombang akan dipantulkan dan bagian lain akan diteruskan / ditransmisi
ke dalam tubuh. Mula-mula gelombang bunyi dengan amplitudo tertentu mengenai
dinding, gelombang bunyi tersebut dipantulkan (R).pantulan tesebut tergantung pada
impedansi akustik. Pernyataan itu ditulis sebagai berikut : Impedansi akustik (V) dari
kedua media.
Telah diketahui bahwa gelombang bunyi sebagian akan diteruskan
(T); besarnya T dapat dihitung dengan menggunakan rumus. Pada hukum geometri
diketahui bahwa cahaya bisa refleksi (pantul) dan refraksi (patah). Demikian pula
pada gelombang bunyi dapat dipatah (direfraksi) dan gelombang bunyi yang masuk
ke dalam jaringan akan mengakibatkan berkurangnya amplitude gelombang bunyi.
Nilai amplitudo bunyi yang menetap pada jaringan dinyatakan dalam rumus :
A = Amplitudo bunyi yang menetap pada jaringan yang tebal X cm
Ao= Amplitudo bunyi mula-mula
= Koefisien absorpsi jaringan (cm )
x = Tebal jaringan (cm).
Hal yang sama dapat pula diketahui berupa nilai intensitas bunyi yang
menetap pada jaringan yaitu :
Io = Intensitas mula-mula
I = Intensitas bunyi yang menetap pada jaringan
= Koefisien absorpsi
Dengan mempergunakan rumus-rumus tersebut dapat menghitung
nilai absorpsi jaringan terhadap gelombang bunyi. Koefisien absorpsi dan nilai paruh
ketebalan jaringan, bahan Frekwensi Nilai paruh ketebalan jaringan (cm) :
1. Otot 1 0,13 2,7
7/28/2019 biomekanika ovoy
30/66
2.Lemak 0,8 0,05 6,9
3. Otak 1 0,11 1,2
4. Tulang 0,6 0,4 6,95
5. Air 1 2,5 x 10
2.5.8 Azas Doppler
Pada tahun 1800 ahli fisika telah membuktikan bahwa sumber bunyi
berfrekwensi fo mempunyai derajat tinggi apabila sumber bunyi bergerak mendekati
pendengaran; apabila sumber bunyi bergerak menjauh pendengar akan terdapat
frekwwensi dengan derajat rendah. Demikian pula apabila pendengar mendekati
sumber bunyi akan memperoleh frekwensi bunyi dengan derajat tinggi. Percobaan
frekwensi ini disebut Doppler Shift.Sedang efek yang timbul akibat bergeraknya
sumber bunyi atau bergeraknya pendengar disebut efek Doppler. Efek Doppler ini
dipergunakan untuk mengukur bergeraknya zat cair di dalam tubuh misalnya darah.
Berkas ultrasonic/bunyi ultra uynag mengenai darah (darah bergerak menjauhi bunyi)
darah akan memantulkan bunyi ekho dan diterima oleh detector .
2.6 Ultrasonik Dalam Bidang Kedokteran
Ultrasonic / bunyi ultra dihasilkan oleh magnet listrik dan Kristal Piezo
Electric dengan frekwensi di atas 20.000 Hz.
a. Magnet listrik.Batang ferromagnet diletakkan pada medan magnet listrik maka akan timbul
gelombang bunyi ultra pada ujung ferromagnet. Demikian pula apabila batang
ferromagnet dilingkari dengan kawat kemudian dialiri listrik akan timbul gelombang
ultrasonic pada ujung batang ferromagnet.
b. Piezo electric.Kristal piezo electric ditemukan oleh Piere Curie dan Jacques pada tahun sekitar
1880; tebal kristal 2, 85 mm. apabila kristal piezo electric dialiri tegangan listrik
maka lempengan kristal akan mengalami vibrasi sehingga timbul frekwensi ultra;
7/28/2019 biomekanika ovoy
31/66
demikian pula vibrasi kristal akan menimbulkan listrik. Berdasarkan sifat itu maka
kristal electric dipakai sebagai transduser pada ultrasonografi.
2.6.1 Daya Ultrasonik
Frekwensi dan daya ultrasonic yang dipakai dalam kedokteran menurut
kebutuhan; apabila ultrasonic yang digunakan untuk diagnostic maka frekwensi yang
digunakan sebesar 1 MHz sampai 5 MHz dengan daya 0,01 W/cm . Apabila daya
ultrasonic ditingkatkan sampai 1 W / cm akan dipakai sebagai pengobatan, sedangkan
untuk merusakkan jaringan kanker dipakai daya 10 W/cm .
2.6.2 Prinsip Penggunaan Ultrasonik
Efek Doppler merupakan dasar penggunaan ultrasonic yaitu terjadi
perubahan frekwensi akibat adanya pergerakan pendengar atau sebaliknya; dan
getaran bunyi yang dikirim ke tempat tertentui (ke objek) akan direfleksi oleh objek
itu sendiri. Efek gelombang ultrasonik. Ultrasonic sama dengan gelombang bunyi
hanya saja frekwensi yang sangat tinggi dan mempunyai efek :
a. MekanikYaitu membentuk emulsi asap / awan dan disintegrasi beberapa benda padat,
dipakai untuk menentukan lokasi batu empedu.
b. PanasNelson Heerich dan Krusen, menunjukkan bahwa sebagian ultrasonic
mengalami refleksi pada titik yang bersangkutan, sedangkan sebagian lagi pada titik
tersebut mengalami perubahan panas. Pada jaringan bisa terjadi pembentukan rongga
dengan intensitas yang tinggi.
c. KimiaGelombang ultrasonic menyebabkan proses oksidasi dan terjadi hidrolisis pada
ikatan polyester.
d. Efek biologisEfek yang ditimbulkan ultrasonic ini merupakan gabungan dari berbagai efek
misalnya akibat pemanasan menimbulkan pelebaran pembuluh darah. Selain itu
7/28/2019 biomekanika ovoy
32/66
ultrasonic menyebabkan peningkatan permeabilitas membran sel dan kapiler serta
merangsang aktifitas sel. Sesuai hukum Vant Hoff (menimbulkan panas) otot
mengalami paralyse dan sel-sel hancur; bakteri, virus dapat mengalami kehancuran.
Selain itu menyebabkan keletihan pada tubuh manusia apabila daya ultrasonic
ditingkatkan.
2.7 Penggunaan Dalam Bidang Kedokteran
Berkaitan dengan efek yang ditimbulkan gelombang ultrasonic dan sifat
gelombang bunyi ultra maka gelombang ultrasonic dipergunakan sebagai diagnosis
dan pengobatan.
2.7.1 Ultrasonik sebagai pelengkap diagnosis
Kristal piezo electric yang bertindak sebagai transduser mengirim
gelombang ultrasonic mencapai pada dinding berlawanan, kemudian gelombang
bunyi dipantulkan dan diterima oleh transduser tersebut pula. Transduser yang
menerima gelombang balik akan diteruskan ke amplifier berupa gelombang listrik
kemudian gelombang tersebut ditangkap oleh CRT (ossiloskop).
Gambaran yang diperoleh CRT tergantung tehnik yang
dipergunakan. Ada 3 macam metade dalam memperoleh gambaran yaitu :
- A SkanningDisini yang akan dicari adalah besar amplitude sehingga di sebut A Skanning. Bunyi
yang dihasilkan oleh piezo electric melalui transduser akan mencapai dinding B
kemudian dipantulkan ke dinding A dan diterima oleh transduser.
- B SkanningB Skanning disebut pula Bright Scanning. Metode skanning ini banyak dipakai di
klinik oleh karena ini bisa memperoleh pandangan / gambaran dua dimensi dari
bagian tubuh. Prinsip B Skanning sama dengan A Skanning. Hanya saja pada B
Skanning transdusernya digerakkan (moving) sedangkan pada A Skanning
transdusernya tidak digerakkan. Gerakan transduser mula-mula akan menghasilkan
echo dapat dilihat adanya dot (dot ini disimpan pada CRT) kemudian transduser
7/28/2019 biomekanika ovoy
33/66
digerakkan kea rah lain menghasilkan echo pula sehingga kemudian tercipta suatu
gambaran dua dimensi.
Pada B Skanning ini, operator boleh meilih dua mode control pada alat elektronik;
untuk mencapai nilai ambang agar memperoleh gambaran yang dikehendakinya maka
dipakai alat control leading edge display. Untuk mengatur cahaya benderang pada
layer TV (=CRT = Tabung sinar katode) yang sebanding dengan besarnya echo /
gema yang dihasilkan oleh transduser ultrasonic naka dipakai alat gray scale display.
- M SkanningM Skanning atau Modulation scanning ini merupakan dua metode yang digunakan
dalam kaitan untuk memperoleh informasi gerakan alat-alat dengan mempergunakan
ultrasonic. Misalnya hal mempelajari gerakan jantung dan gerakan vulva, atau tehnik
Doppler yang dipergunakan untuk mengukur aliran darah. Pada M Skanning dimana
A akan dalam keadaan stationer sedangkang echo yang terjadi berupa dot dari B skan.
2.7.2 Hal-hal yang didiagnosis dengan ultrasonik
Sesuai dengan metode skanning yang dipakai maka ultrasonic dapat
dipergunakan untuk diagnosis :
- A SkanningMendiagnosis tumor otak ( echo encephalo graphy), memberi informasi tentang
penyakit-penyakit mata, daerah / lokasi yang dalam dari bola mata, menentukan
apakah cornea atau lensa yang opaque atau ada tumor-tumor retina.
- B SkanningUntuk memperoleh informasi struktur dalam dari tubuh manusia. Misalnya hati,
lambung, usus, mata, mamma, jantung janin. Untuk mendeteksi kehamilan sekitar 6
minggu, kelainan dari uterus / kandung peranakan dan kasus-kasus perdarahan yang
abnormal serta treatened abortus (abortus yang sdang berlangsung). Lebih banyak
memberi informasi daripada X-Ray dan sedikit resiko yang terjadi. Misalnya X-Ray
hanya dapat mendeteksi kista yang radiopaque sedangkan B Skanning lebih banyak
memberi petunjuk tentang yipe berbagai kista.
7/28/2019 biomekanika ovoy
34/66
- M SkanningMemberi informasi tentang jantung, valvula jantung, pericardial effusion (timbunan
zat cair dalam kantong jantung). M Skanning mempunyai kelebihan yaitu dapat
dikerjakan sembari pengobatan berlangsung untuk menunjukkan kemajuan dalam
pengobatan.
2.7.3 Penggunaan ultrasonic dalam pengobatan
Sebagaimana telah diketahui bahwa ultrasonic mempunyai efek kimia
dan biologi maka ultrasonic dapat dipergunakan dalam pengobatan. Ultrasonic
memberi efek kenaikan temperature dan peningkatan tekanan; efek ini timbul karena
jaringan mengabsorpsi energi bunyi dengan demikian ultrasonic dipakai sebagai
diatermi/ pemanasan.Daya ultrasonic yang dipakai sebesar beberapa W/cm dilakukan
dalam 3 10 menit, dua kali sehari, seminggu dilakukan 3 kali. Gelombang
ultrasonic berbeda dengan gelombang elektromagnetik dan panas yang ditimbulkan
oleh ultrasonic sangat berbeda dengan microwave diathermi.
Ultrasonic sebagai diathermi, intensitas yang dipakai 110 W / cm dengan
frekwensi sebesar 1 MHz pemindahan amplitude sebesar 10 W/cm ke dalam jaringan
10 cm, maksimum tekanan 5 atm. Tekanan mula-mula maksimum, berubah
menjadi minimum dengan panjang gelombang ; untuk 1 MHz gelombang ke
dalam jaringan sebesar = 0,7 mm.
Selain itu ultrasonic dapat dipakai untuk menghancurkan jaringan ganas
(kanker). Sel-sel ganas akan hancur pada beberapa bagian sedangkan di daerah lain
kadang-kadang menunjukkan rangsangan pertumbuhan ; masih diselidiki lebih lanjut.
Pada penderita Parkinson, penggunaan ultrasonic dalam pengobatan sangat berhasil
namun sangat disayangkan untuk memfokuskan bunyi kearah otak sangat sulit.
Sedangkan pada penyakit meniere dimana keadaan penderita kehilangan pendengaran
dan keseimbangan, apabila diobati dengan ultrasonic dikatakan 95 % berhasil baik,
ultrasonic menghansurkan jaringan dekat telinga tengah.
7/28/2019 biomekanika ovoy
35/66
2.8 Penggunaan Ultrasonografi Dalam Pemeriksaan Janin
Perkembangan teknologi dan pengalaman penggunaan Ultrasonografi
(USG) dalam bidang kedokteran sejak tahun 1952-an, memyebabkan USG pada saat
ini mampu memberikan berbagai informasi yang sangat penting mengenai janin
bukan saja dimensi / ukurannya, melainkan juga morfologi, fisiologi dan
patofisiologinya.
Lebih lanjut, perkembangan teknologi USG pada saat ini telah jauh
melampaui kemampuannya yang dahulu yaitu hanya sebagai alat Bantu diagnostic
saja, tetapi juga telah menjadi alat Bantu terapi.Misalnya , janin yang anemia akibat
penyakit aloimun dapat diperpanjang hidupnya dengan pemberian transfusi darah
intra uterin dengan bantuan USG.
Pada tahun 1986, AIUM (The American Institute of Ultrasound in
Medicine) telah menetapkan batasan minimal yang merupakan tujuan pemeriksaan
USG di bidang Obstetri, yaitu untuk menentukan :
a. Pada trimester pertama :1. Lokasi kantong janin, janin dan ukuran Crown Rump Length (CRL-nya).2. Janin hidup atau mati3. Jumlah janin4. Keadaan rahim dan adneksab. Pada trimester kedua dan ketiga, tujuannya adalah untuk menentukan-Apakah janin hidup atau mati, jumlah dan presentasinya.-Jumlah cairan ketuban (normal, sedikit atau berlebihan).-Morfologi plasenta dan lokasinya terhadap ostium uteri internum.-Umur kehamilan ditentukan dengan kombinasi pemeriksaan Biparietal Diameter(BPD), Head Circumference (HC) dan Femur Length (FL).Pemantauan pertumbuhan
janin dinilai dengan melibatkan pemeriksaan AC.
-Evaluasi keadaan rahim dan adneksanya.- Pemeriksaan anatomi janin, setidaknya meliputi pemeriksaan : hemisfer otak,tulang belakang, lambung, kandung kemih, insersi tali pusat ke dinding perut janin
dan ginjal janin.
7/28/2019 biomekanika ovoy
36/66
Secara garis besar pemeriksaan janin dengan USG dapat dibedakan atas :
a. Pemeriksaan morfometri / biometri janin. Dengan pemeriksaan morfometridapat ditentukan :
1. Umur kehamilan2. Berat badan janin3. Pertumbuhan janinb. Pemeriksaan kelainan congenital / morfologi janin dan tali pusat.c. Pemantauan fungsi organ tubuh (fisiologi )janin.
2.9
Pemeriksaan Morfometri / Biometri Janin2.9.1 Penentuan umur kehamilan
Untuk menentukan umur kehamilan secara USG, ada beberapa hal
yang perlu diperhatikan yaitu :
a. Ketepatan perkiraan umur kehamilan berbanding terbalik dengan usia janin.b. Metode pengukuran yang optimal tergantung pada umur kehamilannya.c. Masih terdapat kemungkinan kesalahan dalam tehnik pengukuran.d. Ketepatan diagnosis semakin meningkat dengan penggunaan beberapa metode
pengukuran.
e. Pada kehamilan lanjut , ketepatan diagnosis semakin meningkat apabiladilakukan pemeriksaan serial.
Berbagai metode pengukuran morfometri yang ada saat ini adalah :
a. Kehamilan trimester I : Crown Rump Length (CRL)
Pengukuran dimensi lain dari janin pada kehamilan trimester I antara lain :
- Pengukuran volume kantong janin
- Pengukuran tebalnya lapisan trofoblas
- Pengukuran diameter dan volume kantong kunir ( Yolk sac)
b. Kehamilan trimester II dan III
- Biparietal diameter (BPD)
7/28/2019 biomekanika ovoy
37/66
- Panjang femur (FL = Femur Length)- Lingkaran kepala (Head Circumference)- Lingkaran perut (AC= abdominal circumference)- Kombinasi beberapa pengukuran- Parameter yang lain:a. Fetal ocular biometry (jarak kedua mata janin).b. Humerus length (panjang humerus).c. Tibia and fibula length ( panjang tibia dan fibula).d. Ulna and radius length (panjang ulna dan radius).e. Fetal Kidney bimetry (volume, ketebalan , panjang dan lebar).f. Fetal adrenal biometry.
2.9.2 Penaksiran berat badan janin
Penaksiran berat badan janin, seperti juga penentuan usia kehamilan sangat
penting dalam penentuan jenis tindakan obstetric yang akan diambil oleh karena
menyangkut prognosis janin atau neonatus yang akan dilahirkan.
Perlu disadari bahwa cara penentuan berat badan janin dengan USG yang
dianut saat ini setidaknya mempunyai 2 kelemahan utama yang menjadi penyebab
ketidaktepatan dalam penafsiran, yaitu :
a. Pengukuran volume janin sering ditentukan dengan pengukuran linier 1 dimensiatau 2 dimensi. Pengukuran BPD dan FL adalah cara pengukuran satu dimensi,
pengukuran AC dan HC adalah 2 dimensi, sedangkan pengukuran TIUV dan
volume janin adalah cara pengukuran 3 dimensi.
b. Menganggap bahwa densitas rata-rata semua janin adalah sama, sehinggaperbedaan berat badannya hanya ditentukan oleh perbedaan volume tubuhnya.
2.9.3 Pemantauan pertumbuhan janin
Dengan melakukan pemeriksaan morfometrik dan berat badan janin secara
serial, maka kita dapat membuat kurva pertumbuhannya yang dapat dibadingkan
dengan kurva pertumbuhan normal.
7/28/2019 biomekanika ovoy
38/66
Pertumbuhan janin terhambat (PJT) atau IUGR (intra uterine growth
retardation) didiagnosis apabila kurve pertumbuhan yang ditemukan berada pada atau
di bawah garis 10 persentil dari kurve pertumbuhan normal.
2.9.4 Penentuan ada tidaknya kelainan congenital / kelainan morfologi
Penggunaan USG untuk mendeteksi kelainan congenital dalam
kehamilan,pertama kali dilaporkan oleh Ian Donald tahun 1961 dan kemudian oleh
Suden B tahun 1964. akan tetapi, laporan mengenai kelainan congenital yang
terdeteksi dalam kehamilan yang mempengaruhi pengelolaan persalinannya baru
dilaporkan oleh Campbell S dkk tahun 1972. Nicolaids di Kings College Hospital,
London melaporkan kemampuan USG yang tinggi untuk mendeteksi kelainan
congenital dengan sensitifitas 84% dan spesifisitas 99,9%.
Robert CJ dkk mengemukakan bahwa dengan adanya alat USG yang
semakin baik resolusinya di tangan operator yang berpengalaman, sensitivitasnya
dalam mendiagnosis kelainan congenital meningkat dari 36% menjadi 80% dan nilai
positif palsunya menurun dari 90% menjadi 20%.
Kelainan congenital pada umumnya akan terdeteksi secara USG apabila ditemukan
hal-hal sebagai berikut :
a. Hilangnya struktur anatomi yang normal.b. Terjadinya perubahan bentuk, tepi, lokasi atau ukuran dari struktur anatomi
yang normal.
c. Adanya struktur yang abnormal.d. Kelainan biometri janin.e. Adanya gerakan janin yang abnormal.
Kemampuan USG untuk mendiagnosis kelainan congenital secara USG juga
tergantung pada :
a. Pengetahuan operator akan anatomi janin yang normal.b. Kemampuan resolusi alat USG.
7/28/2019 biomekanika ovoy
39/66
c. Embryologic time table, yaitu misalnya keadaan yang fisiologis pada trimesterpertama bisa menjadi patologis bila menetap sampai trimester terakhir.
d. Natural history of the disease, misalnya diagnosis infantile polycystic kidney
disease (IPKD) digambarkan apabila ditemukan tanda-tanda gagal ginjal
inutero yaitu oligohidramnionn vesika urinaria yang kosong disertai dengan
gambaran ginjal yang besar dan hiperekhogenic.
Mayden Argo menganjurkan untuk mencari kemungkinan adanya
kelainan congenital apabila ditemukan keadaan-keadaan sebagai berikut :
a. Pasien dengan riwayat pernah melahirkan bayi dengan kelainan congenital yang
terdiagnosis dengan USG.
b. Janin yang sudah dicurigai mengalami kelainan congenital.
c. Janin dengan riwayat kelainan kromosom yang berhubungan dengan kelainan
struktural.
d. Pada pemeriksaan USG rutin, dicurigai adanya kelainan janin.
e. Adanya hidramnion atau oligohidramnion.
f. Peningkatan kadar AFP (alfa feto protein).
g. Kehamilan dicurigai mengalami keadaan-keadaan yang dapat menyebabkan cacat
bawaan, misalnya radiasi, abortivum dan lain-lain.
h. Kehamilan dengan insuline-dependent DM.
i. Hydrop foetalis.
2.9.5 Pemantauan lingkungan dan keadaan fungsional / fisiologi janin
Dengan pemeriksaan USG bukan saja dapat diketahui keadaan
morfologi dan ukuran dimensi janin, melainkan lebih penting lagi dapat diketahui
keadaan kesejahteraan janin dengan cara mengevaluasi kelancaran proses fisiologi
organ tubuh janin dan hasilnya. Tujuan pemeriksaan janin disini tidak terbatas untuk
pemeriksaan diagnosis saja, melainkan juga untuk tujuan pengelolaan termasuk
terapinya.
7/28/2019 biomekanika ovoy
40/66
Keadaan gawat janin yang merupakan indikasi untuk mengakhiri suatu
kehamilan , saat ini diketahui pada umumnya telah terjadi secara kronis dan
perlangsungannya perlahan-lahan sehingga dapat memberikan kesempatan kepada
janin untuk beradaptasi. Dengan mengetahui mekanisme dan patofisiologi terjadinya
keadaan hipoksia dan gawat janin, serta mekanisme respon fisiologis janin, maka kita
dapat memilih jenis pemeriksaan mana yang tepat untuk diambil.
Yang termasuk dalam pemeriksaan keadaan lingkungan dan fungsional
janin adalah :
a. Volume cairan amnion.b. Kondisi biofisik (biophysical profile).c. Aliran darah janin (fetal haemodynamic).d. Tali pusat.e. Plasenta.f. Penilaian ketebalan lemak subkutan dan otot janin.
2.10 Suara
Suara pada hakekatnya sama dengan bunyi. Hanya saja kata suara dipakai
untuk makhluk hiduk atau benda yang dimakhlukkan, sedangkan kata bunyi dipakai
untuk benda mati. Untuk jelasnya disajikan beberapa contoh :
- Suara burung.- Suara si slamet.- Suara mobil ; disini mobil dimakhlukkan.- Bunyi gaduh.- Bunyi daun gemersik.- Bunyi alarm
2.10.1 Mekanisme Pembentukan Suara / Ucapan
Suara bicara normal merupakan hasil dari modulasi udara yang
mengalir keluar dari dalam tubuh.Untuk macam-macam suara, mulai dari paru-paru
yang penuh dengan uap udara melalui pita suara (vocal cords) kadang-kadang disebut
7/28/2019 biomekanika ovoy
41/66
glottis dan beberapa ruang vocal, udara keluar melalui mulut dan sedikit melalui
hidung.Pembentukan suara melalui mulut ini disebut bicara.
Beberapa bunyi yang dihasilkan melalui mulut tanpa mempergunakan
pita suara disebut unvoiced sound. Misalnya p, t, k, s, f dan ch, kalau kita perincikan
lagi maka :
- P,t dan k suara / bunyi letupan (plosive sound).
- S, f dan ch suara / bunyi frikatif (fricative sound).
- Ch kombinasi dari kedua tipe di atas.
Uncoiced sound merupan aliran udara melalui penciutan (contriction) atau
dibentuk oleh lidah, gigi, bibir, dan langit-langit.
Frekwensi dasar dari hasil vibrasi yang kompleks tergantung dari massa
dan tegangan pita suara . laki-laki mempunyai frekwensi suara 125 Hz sedangkan
wanita 150 Hz. Frekwensi rendah yang dihasilkan penyanyi sekitar 64 Hz (C rendah)
dan frekwensi tinggi (suara sopran) sekitar 2, 048 Hz. Pada suatu studi mengenai
ucapan huruf hidup dan mati diperoleh bahwa huruf hidup banyak mengandung
tenaga daripada huruf mati; perbandingan tenaga antara huruf hidup dan huruf mati
68 : 1.
2.11 Alat Pendengaran
Alat pendengaran yang dimaksud disini adalah telinga.Telinga merupakan
alat penerima gelombang suara atau gelombang udara kemudian gelombang mekanik
ini di ubah menjadi pulsa listrik dan diteruskan ke korteks pendengar melalui saraf
pendengaran.
2.11.1 Pembagian Alat Pendengaran
Telinga dibagi dalam 3 bagian yaitu telinga luar, telinga tengah dan
telingan dalam.
a. Telinga bagian luar.
7/28/2019 biomekanika ovoy
42/66
Terdiri dari daun telinga dank anal telinga, batas telinga luar yaitu dari
daun telinga dampai dengan membran tympani.
Berbagai binatang daun telinga berfungsi sebagai pengumpul energi dan
dikonsentrasikan pada membran tympani.Pada manusia hanya menangkap 6-8 dB,
sedangkan telinga gajah hanya berfungsi sebagai pelepas panas.
Pada kanalis telinga terdapat malam (wax) yang berfungsi sebagai peningkatan
kepekaan terhadap frekwensi suara 3.0004.000 Hz, panjang kanalis 2,5 cm ( ), =
10 cm.
Membran tympani tebalnya 0,1 mm, luas 65 mm , mengalami vibrasi dan
diteruskan ke telinga bagian tengah yaitu pada tulang telinga (incus, malleus dan
stapes).
Sarjana Van Bekesey melakukan studi tentang vibrasi membran tympani
pada telinga cadaver yang mati. Kemudian melalui tehnik fisika yang modern (mors
bauer effect) diperoleh secara nyata gerakan dari membran tympani yaitu nilai
ambang pendengar pada 3.000 Hz 10 cm.
Nilai ambang pendengar terendah yang dapat didengar ~ 20 Hz dan pada
160 dB membran tympani mengalami rupture/ pecah.
b. Telinga bagian tengah.
Batas telinga tengah mulai dari membran tympani sampai dengan
tuba eustachius.Terdiri dari 3 buah tulang yaitu malleus, incus dan stapes. Suara yang
masuk itu 99,9% mengalami refleksi dan hanya 0,1% saja yang ditransmisi
diteruskan. Pada frekwensi kurang dari 400 Hz membran tympani bersifat per
sedangkan pada frekwensi 4.000 Hz membran tympani akan menegang. Telinga
bagian tengah ini memegang peranan proteksi.Hal ini dimungkinkan oleh karena
adanya tuba eustacius yang mengatur tekanan di dalam telinga bagian tengah, dimana
tuba eustachius mempunyai hubungan langsung dengan mulut. Pada beberapa
penyebab sehingga terjadi perbedaan tekanan antara telinga bagian tengah dan dunia
luar akan mengakibatkan penurunan sensitifitas tekanan (misalnya pada penderita
7/28/2019 biomekanika ovoy
43/66
influenza) ; pada tekanan 60 mm Hg yang mengenai membran tympani akan
mengakibatkan perasaan nyeri.
c. Telinga bagian dalam.
Berada di belakang tulang tengkorak kepala terdiri dari cochlea dan oval
window.Bagian ini mengandung struktur spiral yang dikenal sebagai cochlea,
berisikan cairan. Ukuran cochlea sangat kecil berkisar 3 cm panjang, terdiri dari 3
ruangan yaitu : ruangan vestibular merupakan tempat berakhirnya oval window,
ductus cochlearis dan ruangan tympani berhubungan dengan atap spiral. Pada cochlea
terdapat 8.000 konduktor yang berhubungan dengan otak melalui saraf pendengaran.
Gelombang bunyi yang masuk melalui oval window menghasilkan
gelombang bunyi yang berippel (bergerigi) mencapai membran basiler pada ductus
cochlearis.Di sini gelombang tersebut di ubah menjadi gelombang sinyal listrik dan
diteruskan ke otak lewat syaraf pendengaran.
Apabila bunyi yang didengar 10.000 Hz, syaraf yang terdapat pada organ
corti tidak mengirim rangsangan 10.000 Hz ke otak melainkan mengirim rangsangan
secara seri ke otak yang berupa gelombang bunyi yang sinusoidal.
2.12 Spesialisasi Dalam Pendengaran TelingaDalam bidang kedokteran dibagi dalam masing-masing bagian sesuai
dengan keahlian.
- Otologist : seorang dokter yang ahli dalam hal telinga dan pendengaran.- Otolaryngologist : seorang dokter yang ahli dalam bidang penyakit telinga dan
operasi telinga.
- ENT Spesialist : dokter ahli THT yaitu seorang dokter yang ahli dalam haltelinga hidung dan tenggorokan.
- Audiologist : seseorang yang bukan dokter, tetapi ahli dalam mengukur responpendengaran, diagnosis kelainan pendengaran melalui test pendengaran,
rehabilitasi yang berkaitan dengan hilangnya pendengaran.
7/28/2019 biomekanika ovoy
44/66
2.13 Test Pendengaran Dan Hilang Pendengaran
a. Hilang pendengaran.
Ada dua macam hilang pendengaran yaitu hilang pendengaran karena
konduksi (tuli konduksi), hilang pendengaran karena syaraf (tuli syaraf/persepsi).
- Tuli konduksi
Dimana vibrasi suara tidak dapat mencapai telinga bagian tengah. Tuli
semacam ini sifatnya hanya sementara oleh karena adanya malam/wax/serumen atau
adanya cairan di dalam telinga tengah.Apabila tuli konduksi tidak pulih kembali
dapat menggunakan hearing aid (alat pembantu pendengaran).
- Tuli persepsi
Bisa terjadi hanya sebagian kecil frekwensi saja atau seluruh frekwensi
yang tidak dapat didengar. Tuli persepsi ini sampai sekarang belum bisa diobati.
b. Tes pendengaran
Untuk mengetahui tuli konduksi atau tuli syaraf dapat dilakukan test
pendengaran dengan mempergunakan :
- Test suara berbisik / noise box
Telinga normal dapat mendengar suara berbisik dengan tone / nada
rendah. Misalnya suara konsonan dan palatal : b, p, t, m n pada jarak 5 10 meter.
Suara berbisik dengan nada tinggi misalnya suara desis / sibiland s, z, ch, sh shel pada
jarak 20 meter.
-Test garputalaUntuk mengetahui secara pasti apakah penderita tuli konduksi atau persepsi
dapat mempergunakan garputala. Frekwensi garputala yang dipakai C 1 2 8, C 1024,
dan C 2048.ada 3 macam tes yang mempergunakan garputala yaitu tes weber, tes
Rinne dan tes Schwabach.
7/28/2019 biomekanika ovoy
45/66
- Tes WeberGarputala C 128 digetarkan kemudian diletakkan pada verteks dahi/
puncak dahi verteks. Pada penderita tuli konduktif (disebabkan wax atau otitis media)
akan terdengar terang / baik pada telinga yang sakit. Misalnya telinga kanan yang
terdengar baik/ terang disebut Weber lateralisasi ke kanan.Pada penderita tuli
persepsi, getaran garputala terdengar terang pada telinga normal.
- Tes RinneTes ini membandingkan antara konduksi melalui tulang dan udara.
Garputala digetarkan (C 128) kemudian diletakkan pada prosesus mastoideus
(dibelakang telinga), setelah tidak mendengar getaran lagi garputala dipindahkan di
depan liang telinga; tanyakan penderita apakah masih mendengarnya.
Normal :
Konduksi melalui udara 85 90 detik. Konduks imelalui tulang 45 detik.
Test Rinne positif (+) : Pendengran penderita baik juga pada penderita tuli persepsi.
Test Rinne negatif (Rinne -). Pada penderita tuli konduksi dimana jarak waktu
konduksi tulang mungkin sama atau bahkan lebih panjang.
- Tes SchwabachTest ini membandingkan jangka waktu konduksi tulang melalui verteks atau
prosesus mastoideus penderita dengan konduksi tulang si pemeriksa.
Pada tuli konduksi :
Konduksi tulang penderita lebih panjang daripada si pemeriksa.
Pada tuli syaraf/persepsi :
Konduksi tulang sangat pendek.
Catatan :
Garputala C 2048 dipakai untuk memeriksa ketajaman pendengaran terhadap nada
tinggi. Pada orang tua/lansia dan tuli persepsi akan kehilangan pendengaran terhadap
nada tinggi.
7/28/2019 biomekanika ovoy
46/66
a. Audiometer
Merupakan alat elektronik pembangkit bunyi yang dipergunakan untuk
mengukur derajat ketulian.Alat elektronik ini dapat membangkitkan bunyi pada
berbagai frekwensi dan dihubungkan dengan earphon.Pemeriksa menekan knop
frekwensi tertentu sedangkan penderita mengacungkan tangan tanda mendengar. Pada
saat ini pemeriksa memberi tanda pada sebuah kartu yang telah ada frekwensi
tertentu.
2.14 Bising
Bising didefinisikan sebagai bunyi yang tidak dikehendaki yang
merupakan aktivitas alam (bicara, pidato) dan buatan manusia (bunyi mesin).
Bunyi dinilai sebagai bising sangatlah relative sekali. Suatu contoh misalnya : musik
tempat-tempat diskotik, bagi orang yang biasa mengunjungi tempat itu tidak merasa
suatu kebisingan , tetapi bagi orang-orang yang tidak pernah berkunjung di tempat
diskotik akan merasa suatu kebisingan yang menganggu.
Profesor Phoan Way On (Singapura, 1975) mengatakan bahwa dinegara
industri misalnya Amerika Serikat, peningkatan kebisingan setiap tahunnya
diperkirakan 1 dB. Pada tahun 1990 diperkirakan tingkat kebisingan akan mencapai
100 kali lebih besar daripada tahun 1975.
2.14.1 Pembagian Kebisingan
Berdasarkan frekwensi, tingkat tekanan bunyi, tingkat bunyi dan tenaga
bunyi maka bising di bagi dalam 3 katagori :
-Audio noise (bising pendengaran).Bising ini disebabkan oleh frekwensi bunyi antara 31,58.000 Hz.
-Occupational noise (bising yang berhubungan dengan pekerjaan)Bising ini disebabkan oleh bunyi mesin di tempat kerja, bising dari mesin ketik.
7/28/2019 biomekanika ovoy
47/66
-Impuls noise (Impact noise= bising impulsive)Bising yang terjadi akibat adanya bunyi yang menyentak, misalnya pukulan palu,
ledakan meriam tembakan kecil.
Berdasarkan waktu terjadinya, maka bising dibagi dalam beberapa jenis :
a. Bising kontinyu dengan spectrum luas, misalnya bising karena mesin, kipas angina
b. Bising kontinyu dengan spectrum sempit, misalnya bunyi gergaji, penutup gas.
c. Bising terputus-putus (intermittent) , misalnya lalu lintas, bunyi kapal terbang.
d. Bising sehari penuh (full time noise).
e. Bising setengah hari (part time noise).
f. Bising terus menerus (steady noise).
g. Bising impulsive (impuls noise ataupun bising sesaat (letupan).
Berdasarkan dkala intensitas maka tingkat kebisingan dibagi dalam :
sangat tenang, tenang, sedang, kuat, sangat hiruk pikuk dan menulikan. (Lihat daftar
skala intensitas kebisingan).
2.14.2 Pengaruh Bising Terhadap Kesehatan
Pengaruh utama dari kebisingan adalah kerusakan pada indera
pendengar dan akibat ini telah diketahui dan diterima umum. Kerusakan atau
gangguan system pendengaran dibagi atas :
a. Hilangnya pendengaran secara temporer/ sementara dan dapat pulih kembaliapabila bising tersebut dapat dihindarkan.
b. Orang menjadi kebal atau imun terhadap bising.c. Telinga berdengung.d. Kehilangan pendengaran secara menetap dan tidak pulih kembali, biasanya
dimulai pada frekwensi sekitar 4.000Hz, kemudian menghebat dan meluas
pada frekwensi sekitarnya dan akhirnya mengenai frekwensi percakapan.
7/28/2019 biomekanika ovoy
48/66
Selain pengaruh bising terhadap system pendengaran , dapat pula
mengganggu konsentrasi, meningkatnya kelelahan : ini dapat terjadi pada kebisingan
tingkat rendah sedangkan pada tingkat tinghgi kebisingan dapat menyebabkan salah
tafsir pada saat bercakap-cakap. Apabila bising berinterferensi dengan frekwensi 300
3.000 Hz akan menyebabkan perasaan tidak enak dalam pekerjaan dan terhadap
lingkungan sekitarnya akan menimbulkan reaksi masyarakat yaitu protes terhadap
kebisingan.
Pada suatu penelitian di Jerman menunjukkan pekerja yang mengalami
kebisingan dapat menyebabkan gangguan hormonal, system saraf dan merusak
metabolisme. Para ahli Rusia menemukan pekerja-pekerja di industri mengalami
perubahan saluran darah dan timbul bradicardia, fisik lesu dan mudah terangsang.
2.14.3 Pencegahan Ketulian Dari Proses Bising
Prinsip pencegahan ketulian dari proses bising adalah menjauhi dari
sumber bising. Untuk itu dapat dilakukan dengan cara :
a. Mesin atau alat-alat yang menghasilkan bising diberikan cairan pelumas.
b. Membuat tembok pemisah antara sumber bising dengan tempat kerja.
c. Pekerja-pekerja diharapkan memakai pelindung telinga seperti ear muff / penutup
telinga ; penutup telinga ini sangat baik, tetapi tidak nyaman dipakai oleh karena
sangat kaku. Selain ear muff dapat pula memakai ear plug / penyumbat telinga, tetapi
berefek terhadap bising yang tingkatnya rendah. Kadang-kadang dapat pula
menggunakan woll-katun atau woll-sintetis untuk mencegah kebisingan, tetapi woll
katun kurang bermamfaat untuk mencegah kebisingan daripada menggunakan woll
sintetis.
2.14.4 Parameter Kebisingan
Dalam menentukan tipe/macam-macam bising mencakup parameter
dasar dan turunan yaitu :
a. Parameter dasar- Frekwensi, dinyatakan dalam hertz yaitu siklus perdetik.
7/28/2019 biomekanika ovoy
49/66
- Tenaga bunyi dinyatakan dalam watt yaitu energi pancaran bunyi total.- Tekanan bunyi, dinyatakan dalam mikropaskal (upa), yaitu intensitas sebagai akar
dari kwadrat amplitude.
b. Parameter turunan- Tingkat tekanan bunyi ( sound pressure level)
Dinyatakan dalam dB yang mana menyatakan tingkat dalam frekwensi
yang berkaitan dengan tekanan bunyi. Kegunaan : untuk mengukur / menentukan pita
frekwensi. Hubungan antara tekanan bunyi dengan tingkat tekanan bunyi dapat dilihat
dalam skala decibel (dB) yaitu logaritma dari tekanan bunyi :
Sound pressure level (dB) = P1 = Tekanan bunyi (upa)
Po = Tekanan bunyi dasar = 20 upa (yaitu 0,002 Pa)
- Tingkat bunyi
Sama dengan dB yang mana menunjukkan tingkat linieritas.
2.14.5 Takaran Bising (Dose Noise)
Yang dimaksud dengan takaran kebisingan adalah ekivalensi tingkat dB
(dB equivanlent = dB Leq ) berkaitan dengan tingkat dB tetap yang dapat
menghasilkan energi bunyi A lebih dari satu periode waktu.
Secara matematika tingkat bunyi dapat dinyatakan sebagai berikut :
Leq = 10 Log dt. dB
2.14.6 Peralatan Dan Metodologi Dalam Mendeteksi Bising
Peralatan dan metodologi yang dipergunakan dalam menetukan tingkat
kebisingan sangat erat kaitannya.Untuk mencapai tujuan dan hasil yanh diharapkan
perlu mengetahui peralatan yang berkaitan dalam menentukan kebisingan.
a. Peralatan.
Alat-alat yang dipakai dalam laboratorium dan kegunaan dalam survey
kebisingan dapat dilihat daftar table dibawah ini .
7/28/2019 biomekanika ovoy
50/66
Peralatan Penggunaan Sound level meter dB ; dB and dB instantaneous
fast (200 mm ) or slow (500 mm ) Sound level meter and octave band analysis As
above with octave analysis 31,5 16 KHzImpulse noise meter Peaks level as
instantanous or average. Noise average meter Average noise for time specifield.
Noise dose meter Noise dose relative to predetermined Leq dB. Tape recorder
Recording of noise prior to analysis. Third octave analyzer Detailed analysis from
meter or tape. Statistical distribution analyzer Divides noise into level classes. Real
time analyzer Gives instantanous changes in spesies
b. Metodologi pengukuran bising
Maksud mengukur kebisingan adalah :
- Memperoleh data kebisingan dimana saja maupun diperusahaan.
- Untuk memngurangi tingkat kebisingan agar tidak menimbulkan
gangguan.
Sejalan dengan tujuan pengukuran maka perlu menggunakan
metodologi serta peralatan yang tepat.Alat utama dalam pengukuran kebisingan
adalah sound level meter. Alat ini untuk mengukur kebisingan antara 30 130 dB
dari frekwensi 2020.000 Hz.
Dalam kaitan analisa frekwensi dari suatu kebisingan biasanya
dilakukan dengan alat octave band analiser untuk mengukur frekwensi menengah
dari 31, 5, 63, 125, 250, 500, 1000, 2.000, 4.000, 8.000,16.000 dan 31.500 Hz.
Informasi yang diperoleh dari hasil pengukuran akan dipakai dalam estimasi tingkat
bising dan menentukan bilakah menggunakan alat proteksi bising. Selain itu
frekwensi analiser dipakai untuk estimasi pengukuran kebisingan. Untuk keperluan
analisa akan distribusi bising, biasanya memakai tape recorder.
Hasil rekaman kebisingan nantinya akan dibawa ke laboratorium
untuk dianalisa dengan menggunakan octave band analyzer seperti dB, dB (A), dB
(A), leg ; dan data yang diperoleh akan dibuat distribusi statistic dengan
menggunakan statistical distribution analyzer. Kadang kala data dari sound level
meter tidak dapat diukur, untuk itu perlu dipikirkan suatu tehnik atau metode tertentu.
7/28/2019 biomekanika ovoy
51/66
Suatu contoh pengukuran kebisingan impulsive ; pengukuran bising ini sangat sulit
oleh karena waktu kejadian sangat singkat. Untuk itu Bohs (1976) memberikan suatu
analisa tehnik pengukuran sebagai berikut :
Catatan :
Penggunaan osciloskop sangat baik namun sangat sulit. Dalam
melakukan survey kebisingan pada lingkungan pekerjaan, sering menggunakan tehnik
medan. Ada 3 macam medan bumi yaitu :
- Medan dekat.
- Medan bebas.
- Medan semigaduh
Hanya dalam medan bebas dapat menggunakan Hukum kebalikan
kwadrat dan tingkat bunyi berkaitan dengan sumber bunyi. Pada medan dekat dan
medan semigaduh banyak faktor ikut berperan pula misalnya : permukaan cekung
memberi pantulan bunyi.
2.15 Vibrasi
2.15.1 Bentuk Vibrasi
Vibrasi adalah getaran, dapat disebabkan oleh getaran udara atau
getaran mekanis : misalnya mesin atau alat-alat mekanis lainnya. Oleh sebab itu
vibrasi kita bedakan dalam 2 bentuk :
a. Vibrasi karena getaran udara yang pengaruhnya terutama pada akustik.b. Vibrasi karena getran mekanis mengakibatkan timbulnya resonansi / turut
bergetarnya alat-alat tubuh dan berpengaruh terhadap alat-alat tubuh yang
sifatnya mekanis pula.
c. Penjalaran vibrasi udara dan efek yang timbulVibrasi udara oleh karena benda bergetar dan diteruskan melalui udara akan
mencapai telinga. Getaran dengan frekwensi 1- 20 Hz tidak akan terjadi
gangguan pengurangan pendengaran tetapi pada intensitas lebih dari 140
dB akan terjadi gangguan vestibular yaitu gangguan orientasi, kehilangan
7/28/2019 biomekanika ovoy
52/66
keseimbangan dan mual-mual. Akan timbul nyeri telinga, nyeri dada dan
bisa terjadi getaran seluruh tubuh (Gierke dan Nixon, 1976)
d. Penjalaran vibrasi mekanik dan efek yang timbulPenjalaran vibrasi mekanik melalui sentuhan kontak dengan permukaan
benda yang bergerak; sentuhan ini melalui daerah yang terlokalisasi (tool-
hand vibration) atau mengenai seluruh tubuh (whole body vibration).
Bentuk tool hand vibration merupakan bentuk yang terlazim di dalam
proses pekerjaan.
Efek yang timbul :
Efek vibrasi terhadap tubuh tergantung besar kecilnya frekuensi yang mengenai
tubuh.
Pada frekuensi 3-9 Hz : Akan timbul resonansi pada dada dan perut.
6-10 Hz : Dengan intensitas 0,6 g. tekanan darah, denyut jantung, pemakaian O2 dan
volume perdenyut sedikit berubah. Pada intensitas 1,2 g terlihat banyak perubahan
system peredaran darah. 10 Hz : Leher, kepala, pinggul, kesatuan otot dantulang akan
beresonansi. 13-15 Hz ; Tenggorokan akan mengalami resonansi.
Pada frekwensi kurang dari 20 Hz , tonus otot akan meningkat; akibat kontraksi statis
ini otot menjadi lemah, rasa tidak enak dan kurang ada perhatian. Pada frekwensi
diatas 20 Hz otot-otot menjadi kendor dan frekwensi 30- 50 Hz digunakan dalam
kedokteran olahraga untuk memulihkan otot-otot sesudah kontraksi luar biasa.
2.15.2 Efek Vibrasi Terhadap TanganAlat-alat yang dipakai akan bergetar dan getaran tersebut disalurkan
pada tangan. Getaran-getaran dalam waktu singkat tidak berpengaruh pada tangan
sebab di dalam jangka waktu cukup lama akan menimbulkan kelainan pada tangan
berupa:
Kelainan pada persyarafan dan peredaran darah. Gejala kelainan ini mirip dengan
fenomena Raynauld yaitu keadaan pucat dan biru dari anggota badan. Pada saat
anggota badan kedinginan , tanpa ada penyumbatan pembuluh darah tepi dan tanpa
7/28/2019 biomekanika ovoy
53/66
kelainan-kelainan gizi. Fenomena Raynauld ini terjadi pada frekwensi 30 40 Hz.
Kerusakan-kerusakan pada persendian tulang.
3.15.3 Sikap Tubuh Terhadap Gerakan Mekanis
Badan merupakan susunan elastis yang kompleks dengan tulang sebagai
penyokong alat-alat dan landasan kekuatan serta kerja otot. Kerangka, alat-alat, urat
dan otot memiliki sifat elastis yang bekerja secara serentak sebagai peredam dan
penghaantar getaran.Pengaruh getaran terhadap tubuh ditentukan sekali oleh posisi
tubuh atau sikap tubuh.
2.3 Biolistrik
Kelistrikan memegang peranan penting dalam bidang kedokteran. Ada dua
aspek kelistrikan dan magnetis dalam bidang kedokteraan yaitu listrik dan magnet
yang timbul dalam tubuh manusia, serta penggunaan listrik dan magnet pada
permukaan tubuh manusia.
Pada tahun 1856 Caldani menunjukkan kelistrikan pada otot katak telah mati.
Luigi Galvani (1780) mulai mempelajari kelistrikan pada tubuh hewan kemudian
pada tahun 1786 Luigi Galvani melaporkan hasil eksperimennya bahwa kedua kakikatak terangkat ketika diberikan aliran listrik lewat suatu konduktor.
Arons (1892) merasakan ada aliran frekuensi tinggi melalui beliau sendiri
serta pembantunya/asistennya. Pada tahun 1899 Van Seynek melakukan pengamatan
tentang terjadinya panas pada jaringan yang disebabkan oleh aliran frekuensi tinggi.
Schliephake (1928) melaporkan tentang pengobatan penderita dengan
mempergunakan short wave.
2.3.1 Rumus/hukum dalam biolistrik
Ada beberapa rumus/hukum yag berkaitan dengan biolistrik antara lain:
hukum Ohm dan hukum Joule.
Hukum Ohm:
7/28/2019 biomekanika ovoy
54/66
Perbedaan potensial antara ujung konduktor berbanding langsung dengan arus
yang melewati, berbanding terbalik dengan tahanan dari konduktor.
R = V/I
R = dalam Ohm
I = amper
V = tegangan
Hukum Joule:
Arus listrik yang melewati konduktor dengan perbedaan tegangan (V) dalam
waktu tertentu akan menimbulkan panas. Hal ini dinyatakan dalam rumus:
H1 (kalori) = VIT/J
V = tegangan dalam voltage
I = arus dalam amper
T = waktu dalam detik
J = joule = 0,239 Kal.
2.3.2 Macam-macam gelombang arus listrik
Pengetahuan tentang gelombang arus listrik ini penting artinya oleh karena
dalam banyak hal berkaitan erat dengan penggunaan arus listrik untuk merangsang
syaraf motoris atau syaraf sensoris. Gelombang-gelombang arus listrik yang
dimaksud dapat dilihat di bawah ini:
1. Arus bolak-balik/sinusoidal2. Arus setengah gelombang (telah disearahkan)3. Arus searah penuh tapi masih mengandung riple/desir4. Arus searah murni5. Faradik6. Surged faradic/sentakan faradik7. Surged sinusoidal/sentakan sinusoidal8. Galvanik yang interuptus9. Arus gigi gergaji
7/28/2019 biomekanika ovoy
55/66
2.3.4 Kelistrikan dan kemagnetan yang timbul dalam tubuh
1. Sistem syaraf dan neuron
Sistem saraf dibagi dalam dua bagian yaitu sistem saraf pusat dan sistem saraf
otonom. Sistem saraf pusat terdiri dari otak, medulla sp