ThermofisikaThermofisika1.1. Hukum Thermodinamika dan Hukum Thermodinamika dan

PenerapannyaPenerapannya

2.2. Pengaturan Suhu TubuhPengaturan Suhu Tubuh

3.3. Transfer PanasTransfer Panas

4.4. Penggunaan Energi panas dalam Penggunaan Energi panas dalam pengobatan dan Energi dingin dalam pengobatan dan Energi dingin dalam kedokterankedokteran

Hukum Thermodinamika dan Hukum Thermodinamika dan PenerapannyaPenerapannya

• Termodinamika adalah : ilmu yang mempelajari hukum-hukum yang mengatur perubahan energi dari suatu bentuk ke bentuk lain, aliran dan kemampuan energi melakukan usaha.

• Dua istilah yang berkaitan erat dalam termodinamika, yaitu:

Sistem

adalah : sesuatu yang menjadi subyek pembahasan atau fokus perhatian.

Lingkungan

adalah : segala sesuatu yang tidak termasuk dalam sistem atau segala keadaan di luar sistem.

Metabolisme sebagai konversi energiMetabolisme sebagai konversi energiMetabolisme : proses perubahan yang terjadi dalam

satu organisme ( jumlah totalreaksi kimia atau fisika yang diperlukan untuk kehidupan )

Kecepatan metabolisme : kecepatan dimanaenergi dalam diubah di dalam tubuh

Dalam metabolisme terkandung Anabolisme dan Katabolisme

Anabolisme: menunjukkan reaksi sintesis menjurus ke penyimpanan energi di dalam tubuh

Katabolisme:menggambarkan kerusakan jaringan dan penggunaan sumber energi

Hukum Pertama TermodinamikaHukum Pertama Termodinamika

• Panas neto yang ditambahkan pada suatu sistem sama dengan perubahan energi internal sistem ditambah usaha yang dilakukan oleh sistem.

Q = ΔU + WQ = + panas masuk ke sistem

- panas keluar dari sistemU = energi internal sistemW = + usaha dilakukan oleh sistem

- usaha dilakukan pada sistem

Tabel kecepatan metabolisme untuk manusia dengan bobot 65 Tabel kecepatan metabolisme untuk manusia dengan bobot 65 kgkg

Kegiatan Kecepatan Metabolisme ( Kkal/jam)

Tidur 60

Kegiatan ringan ( makan, berpakaian)

200

Kegiatan sedang 400

Berlari 1000

Duduk tegak 100

Tabel kecepatan metabolisme untuk manusia dengan bobot 65 Tabel kecepatan metabolisme untuk manusia dengan bobot 65 kgkg

Kegiatan Kecepatan Metabolisme ( Kkal/jam)

Tidur 60

Kegiatan ringan ( makan, berpakaian)

200

Kegiatan sedang 400

Berlari 1000

Duduk tegak 100

Hukum II ThermodinamikaHukum II ThermodinamikaMemenuhi Persamaan :

Karena W = Q1-Q2, maka

%1001

XQ

W

%1001

21 xQ

QQ

ENERGI PANAS DALAM BIDANG ENERGI PANAS DALAM BIDANG KESEHATANKESEHATAN

Sejarah Penggunaan Panas Dalam Bidang Sejarah Penggunaan Panas Dalam Bidang Kesehatan:Kesehatan:

Romans 600 thn SM memakai minyak panas untuk memijatTuan Fause mempergunakan “ hotsbrichs” dalam pengobatan nyeri yang disebabkan oleh rheumatikRoebereiner 1816 membicarakan pemakaian sinar dalam bidang pengobatan

Lengevin tahun 1917 menemukan “Piezo Elektrik Generator “ yang kemudian para klinis mempergunakan Ultrasonik dalam pengobatan

Reyn thn 1913 menggunakan Sinar Ungu Ultra dalam irradiasi tubuh manusia

Schliepluke thn 1927 melaporkan hasil pengobatan dengan mempergunakan “Short Wave Diathermy”

TRANSFER PANASTRANSFER PANAS

• Menurut Hukum “ VANTT HOFF” yaitu menurunnya reaksi kimia tubuh seiring dngan menurunnya temperatur tubuh

• Reaksi kimia di dalam tubuh tergantung pada temperatur tubuh

• Apabila dalam keadaan dingin yang ekstrim “Homeostatic Mekanism” Hipotermia

• Keadaan Hipotermia digunakan pada operasi jantung sebagai proteksi metabolisme agar dapat mencegah keadan Anoksia karena jaringan membutuhkan oksigen sangat rendah

• Fungsi pengaturan suhu terutama terletak pada reaksi biokimia dari organisme itu sendiri, reaksi panas dan hasil metabolisme serta heat loss melalui lingkungan.

• Energi panas yang hilang atau masuk ke dalam tubuh melalui kulit ada empat cara yaitu:

KONDUKSI (Conduction)KONVEKSI (Convection)RADIASI (Radiation)EVAPORASI ( Evaporasi)

• Mekanisme: Energi panas mula – mula akan penetrasi kedalam jaringan

kulit dalam bentuk berkas cahaya (radiasi atau konduksi), kemudian akan menghilang di daerah jaringan yang lebih dalam berupa panas. Panas akan diangkut kedalam jaringan dengan cara konveksi yaitu melalui aliran tubuh.

Metode Yang Dipakai Untuk Transfer Metode Yang Dipakai Untuk Transfer Energi Dalam PengobatanEnergi Dalam Pengobatan

• Metode Konduksi

• Metode Radiasi

• Metode Elektromagnetis

• Metode Ultrasonik

Mekanisme hilangnya panas pada Bayi Baru LahirMekanisme hilangnya panas pada Bayi Baru Lahir

• Kehilangan panas karena udara yang mengalir

• Misal : kipas angin, aliran AC, jendela terbuka

• Pencegahan ????

KONVEKSI

KONDUKSIKONDUKSI

• Cara kehilangan panas krn menempel pada benda dingin

• Misal : stetoskop, timbangan dll

RADIASIRADIASI

• Kehilangan panas bayi karena suhu di ruangan lebih dingin dari suhu tubuh bayi

• Pencegahan : suhu ruangan cukup hangat, diselimuti terutama kepala bayi (luas terbesar)

• Kehilangan panas karena tubuh bayi yang basah (menguap dengan air yang menempel di tubuh bayi)

• Pencegahan segera keringkan bayi

EVAPORASI

KESEIMBANGAN PANAS

Pengaturan Temperatur Tubuh

Manusia adalah makhluk yang memiliki sistem Homoestatis Suatu sistem yang dapat mengatur dirinya sendiri

Proses Homoestatis aktivitasnya diatur oleh assp yaitu Hypothalamus dengan mengatur keseimbangan produksi panas dan kehilangan panas

Hypothalamus terbagi dua yaitu:

1. Hypothalamus Anterior: Mengatur suhu panas yakni dengan menghilangkan panas dengan pelebaran pembuluh darah permukaan kulit, pertambahan pernafasan, keringat, anoreksia

2. Hypothalamus Posterior: Mengatur suhu dingin dengan mengatur pembentukan panas dengan menggigil, penyempitan pembuluh darah permukaan kulit, lapar

Mekanisme Aktifitas Pengaturan Mekanisme Aktifitas Pengaturan Suhu Tubuh Dengan Umpan Suhu Tubuh Dengan Umpan BalikBalik

Mekanisme Aktifitas Oleh Dingin:Mekanisme Aktifitas Oleh Dingin:MenggigilMenggigilKelaparanKelaparanPeningkatan aktifitas otot bergarisPeningkatan aktifitas otot bergarisPeningkatan sekresi Norefeneprin Peningkatan sekresi Norefeneprin dan efeneprindan efeneprinPenyempitan Pembuluh darah Penyempitan Pembuluh darah kettaneuskettaneusKulit mengkerutKulit mengkerut

Peningkatan Produksi Panas

Penurunan Kehilangan panas

Mekanisme Aktifitas Oleh Panas:Mekanisme Aktifitas Oleh Panas:

• Pelebaran pembuluh darah kulitPelebaran pembuluh darah kulit

• BerkeringatBerkeringat

• Peningkatan PernafasanPeningkatan Pernafasan

• Nafsu makan berkurangNafsu makan berkurang

• Lesu dan lembamLesu dan lembam

Peningkatan kehilangan Panas

Penurunan produksi

panas

TERMOGRAFI

Dasar Termografi

A. Slonim melukiskan distribusi temperatur permukaan kulit dari satu titik ke titik lain berbeda-beda. Variasi ini tergantung pada: Faktor Fisik Metabolisme internal Proses sirkulasi yang dekat dengan kulit

Topografi

Besar – kecilnya radiasi tergantung kepada perbedaan temperatur yang ada.

Apabila temperatur suatu benda sangat tinggi akan tampak Hot Red, pancaran radiasi akan tampak.

Kulit manusia merupakan radiator infra merah yang efisien

Termografi bekerja pada tahap awal angiogenesis, yaitu suatu penyaluran langsung darah ke sel kanker, yg merupakan langkah penting sebelum formasi tersebut berkembang tumbuh menjadi seukuran tumor

Termografi adalah: Alat diagnostik yang menggunakan energi panas (mendekati temperatur permukaan kulit) yang memberikan gambaran termogram

Suhu permukaan kulit dipengaruhi proses yang menimbulkan panas dijaringan bawah kulit antara lain: peradangan , gangguan sirkulasi darah, tumor aktif

Penggunaan Termografi Untuk Diagnosis

Hal- hal yang dapat didiagnosis dengan tehnik Termografi adalah:

a. Carsinoma Mammab. Vascular diseasec. Untuk Follow up pada penderita post operasi oleh

karena DMd. Untuk Cerebral Vascular Dieseasee. Artitis Acutef. Patello Femoral Paing. Primary Erythelmalgia

Termografi Memberi Informasi Penting Untuk Diagnostik

1. Ca. Mamae yaitu: dengan mamografi akan tampak temperaturnya lebih tinggi 1 0 C pada pend Ca. normalnya hasil sama pada bagian tubuh bilateral

2.2. Termografi payudara adalah metode deteksi Termografi payudara adalah metode deteksi payudara yang sudah ada sejak sekitar 1960-payudara yang sudah ada sejak sekitar 1960-an, menggunakan scanner pemantau panas an, menggunakan scanner pemantau panas untuk mendeteksi variasi badab dijaringan untuk mendeteksi variasi badab dijaringan payudara. Namun, scenner infra merah di payudara. Namun, scenner infra merah di tahun-tahun tsb kurang begitu sensitif. Saat tahun-tahun tsb kurang begitu sensitif. Saat ini termografi payudara yang lebih modenr ini termografi payudara yang lebih modenr telah mengalami kemajuan yang sangat telah mengalami kemajuan yang sangat pesat dibandingkan sebelumnya.pesat dibandingkan sebelumnya.

Skrining termografi sangat sederhana. Ia Skrining termografi sangat sederhana. Ia mengukur panas radiasi infra merah dari mengukur panas radiasi infra merah dari tubuh dan menerjemah informasi ini ke tubuh dan menerjemah informasi ini ke dalam bentuk gambar. dalam bentuk gambar.

Termografi tidak memakai peralatan mekanik Termografi tidak memakai peralatan mekanik yang menekan atau radiasi ionisasi, dan dapat yang menekan atau radiasi ionisasi, dan dapat mendeteksi tanda-tanda kanker payu dara mendeteksi tanda-tanda kanker payu dara sebelum ia berkembang 10 tahun lebih awal sebelum ia berkembang 10 tahun lebih awal dibanding mammografi atau pemeriksaan fisikdibanding mammografi atau pemeriksaan fisik

Sirkulasi darah anda Sirkulasi darah anda yang normal berada yang normal berada dalam kendali sistem dalam kendali sistem syaraf autonomik yang syaraf autonomik yang mengatur fungsi tubuhmengatur fungsi tubuh

3. menunjukkan pada sendi yang meradang temperatur naik sampai 5 0 Untuk Amputasi yaitu: termogram berfungsi untuk menunjukkan lokasi daerah tubuh yang mempunyai sirkulasi yang baik

4. Artitis Hemostatis yaitu termogram C

Hal-hal Yang Diperhatikan Sebelum Melakukan Termografi:

Pakaian penderita harus dilepaskan Penderita dibaringkan dalam posisi yang nyaman

dan aman Penderita ditempatkan pada suhu ruangan 21 0 C

selama 20 Menit Sebelum pelaksanaan penderita diberikan

penjelasan terhadap prosedur pelaksanaan

Prinsif Kerja Termografi :

Termografi pada prinsifnya ada dua macam: Termografi dengan keseimbangan panas Termografi dengan Fotokonduktivitas infra merah

Termografi Dengan Prinsif Keseimbangan Panas

Dibuat dari lempengan tipis Nitrat Sellulosa dan dilapisi minyak tipis pengabsorpsi panas.

Permukaan kulit yang telah mencapai keseimbangan panas gambaraan (warna) tertentu pada suatu temperatur tertentu

Misalnya: Permukaan kulit normal memberikan warna Hijau. Bila suhu meningkat maka terjadi perubahan warna Film Cellulosa dari warna coklat menjadi kemerah-merahan tergantung pada kenaikan temperatur kulit

Termografi Dengan Prinsif Fotokonduktivitas

Prinsifnya:

Mempergunakan kamera Infra Merah. Panas yang dipancarkan permukaan kulit berupa radiasi Infra merah oleh sususnan optis dijatuhkan kedetektor infra merah menjadi diskontinu oleh transduser infra merah dirubah menjadi pulsa listrik.kemudian diperkuat dengan amplifer kemudian ditampilkan gambar dilayar Cathode Ray Tube (CRT)

Untuk mendapatkan hanya berkas infra merah Untuk mendapatkan hanya berkas infra merah saja pada transduser dipakai filter transparan saja pada transduser dipakai filter transparan yang hanya melewatkan radiasi infra merahyang hanya melewatkan radiasi infra merah

Gambaran termograf permukaan tubuh Gambaran termograf permukaan tubuh manusia dalam keadaan normal adalah manusia dalam keadaan normal adalah symetris bagian kiri dan kanansymetris bagian kiri dan kanan

Gambaran termograf dapat berwarna hitam Gambaran termograf dapat berwarna hitam putihputih

Daerah panas gambarnya putihDaerah panas gambarnya putih Daerah dingin gambarnya hitamDaerah dingin gambarnya hitam

• Termograf berwarna gambarannya:Termograf berwarna gambarannya:

Petunjuk Warna dingin:Petunjuk Warna dingin: Ungu pucat, Hijau, Biru mudaUngu pucat, Hijau, Biru muda Petunjuk Warna panas:Petunjuk Warna panas: merah, coklat, kuning dan putihmerah, coklat, kuning dan putih

UngUngu u pucapucatt

HijauHijau BiruBiru MeraMerahh

CoklaCoklatt

KuninKuningg

PutihPutih

27 27 º º CC

28 28 º Cº C 30 30 º Cº C 31 31 º Cº C 32 32 º Cº C 33 33 º Cº C 34 34 º Cº C

Penggunaan Energi panas dalam pengobatanPenggunaan Energi panas dalam pengobatan

A.Efek Panas:A.Efek Panas:

1. Fisika1. Fisika

2. Kimia2. Kimia

3. Biologi3. Biologi

B. Metoda yang dipakai dalam pengibatan:B. Metoda yang dipakai dalam pengibatan:

1. Metoda Konduksi1. Metoda Konduksi

2. Metoda radiasi2. Metoda radiasi

3. Metoda Elektromagnetis3. Metoda Elektromagnetis

a. Short wave diathermya. Short wave diathermy

b. Micro wave diathermyb. Micro wave diathermy

4.Gelombang ultrasonik4.Gelombang ultrasonik