Fisika KesehatanManogari. Ssi,MT manog_sianturi@yahoo.comAda 2 bidang yang termasuk dalam fisika medis : Bidang medis (kedokteran)Bidang Fisika

Fisika kedokteran(kesehatan) berperan dalam 2 hal : Penggunaan ilmu fisika untuk menentukan fungsi tubuh meliputi kesehatan dan penyakit (faal fisika) Penggunaan fisika dalam praktek medis meliputi pengetahuan tentang benda/Alat yang digunakan dalam bidang medis contoh : USG, Laser, Sinar-X, CT Scan, MRI, EKG, Stetoskop, Termometer dll

Fisika Medis dibagi dalam 2 sub-devisi1. Fisika Kesehatan2. Kedokteran Enggineering

Pengukuran Fisika maupun disiplin ilmu lain ketika kita melakukan pengukuran sesuatu yang terpenting adalah mengukur nilai kuantitas merupakan dasar yang paling utama. Mengukur suhu tubuh 37oc Mengukur tekanan darah seseorang 120/80 mmHg

Hal-hal yang perlu diperhatikan dalam pengukuran : Proses pengukuran Proses pengukuran dalam fisika ada 2 : Pengukuran tunggal memiliki nilai ketidak pastian x = skala terkecil dari alat yang digunakan 2. Pengukuran berulang memiliki nilai ketidak pastian x = SD =

2. Registrasi Mencatat hal-hal yang diperoleh dari hasil-hasil pengukuran. Registrasi ini penting untuk memperoleh informasi yang diperlukan. Registrasi kontiniu terhadap suatu keadaan selama waktu tertentu disebut Registrasi analog

3. False Positip dan False NegatipDari hasil pengukuran kita belum dapat menentukan apa-apa tanpa membandingkan nilai yang ada (nilai normal), contoh Seorang dokter setelah memperoleh sejarah penyakit seseorang penderita, memperoleh hasil pemeriksaan jasmani dan hasil pengukuran laboratorium, baru dapat menentukan apakah penderita itu menderita suatu penyakit atau tidak. Dalam hal penentuan itu bisa terjadi false positip dan false negatip

False positip Suatu error (penyimpangan) yang terjadi dimana penderita dinyatakan menderita suatu penyakit padahal sama sekali tidak ada penyakitnyaFalse Negatip Suatu error yang terjadi dimana penderita dinyatakan tidak sakit padahal penderita tersebut menderita suatu penyakit.

Untuk menghindari/mengurangi false positip atau false negatip perlu memperhatikan Dalam pengambilan pengukuran Pengulangan pengukuranPenggunaan alat-alat yang dapat dipercayaKalibrasi sepatutnya terhadap alat-alat yang dipakai dalam kurun waktu tertentu.

Besaran dan SatuanBesaran Pokok

No Nama Besaran Satuan Dimensi 1Panjang Meter (m)L2MassaKilogram (kg)M3WaktuDetik (s)T4Arus listrikAmpere (A)I5TemperaturKelvin (k)6Intensitas cahayaCandela (cd)J7Jumlah zatMoleN

Besaran Turunan Luas (A) = P x l A = m x m = m2 = L22. Volume (V) = p x l x t V = m x m x m = m33. Massa jenis () = = ML-3

4. Kecepatan (v) = =LT-1

5. Percepatan (a) =

6. Gaya (F) = ma = Kg m/s2 = Newton = MLT-2

7. Tekanan (P) =

8. Energi (w) = F. s = N.m=

Hukum Dasar BiomekanikaAda 3 hukum dasar biomekanika Hukum Newton PertamaDisebut hukum inersia Hukum kelembaman suatu benda F = 0Hukum Newton-2F = m.a

Gaya Aksi = - Gaya Reaksi 3. Hukum Newton-3 Bila suatu benda mendapat suatu gaya aksi, maka pada saat yang bersamaan benda itu memberi gaya reaksi yang besarnya sama dengan gaya aksi tetapi arahnya berlawanan

Gaya Pada Tubuh dan Didalam Tubuh Gaya yang bekerja pada tubuh dapat kita ketahui apabila kita menabrak suatu objek atau kita ditabrak oleh benda lain Gaya yang ada didalam tubuh kita sering tidak kita ketahui, padahal gaya itu benar-benar ada.Contoh : gaya otot, yang menyebabkan mengalirnya darah dan paru-paru yang memperoleh udara sehingga kita dapat bernapas.Gaya listrik yaitu gaya antara elektron dan proton, gaya inti kuat yang dihasilkan oleh proton, dan gaya inti lemah yang dihasilkan oleh elektron dari inti atom

Jika ditinjau dari segi statis dan dinamisnya tubuh manusia, maka gaya yang bekerja pada tubuh dibagi dalam 2 tipe : Gaya pada tubuh dalam keadaan statisGaya pada tubuh dalam keadaan dinamis

1. Gaya pada tubuh manusia dalam keadaan statisTubuh dalam keadaan stasioner berarti tubuh dalam keadaan seimbang, artinya jumlah gaya dan momen gaya dalam segala arah sama dengan nol.Sistem otot dan tulang dari tubuh manusia bekerja sebagai pengumpil.Ada 3 macam sistem pengumpil yang bekerja dalam tubuh manusia

1. Kelas pertama sistem Pengumpil Titik tumpuan terletak diantara gaya berat dan gaya otot

2. Kelas Kedua sistem pengumpil Gaya berat diantara titik tumpuan dan gaya otot

3. Kelas ketiga sistem pengumpilGaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat

Dari ketiga sistem pengumpil diatas yang paling banyak adalah kelas ketiga

Tarikan otot Deltoidus

Dari gbr diatas Tarikan otot Deltoidus T = (2W1 +4 W2)/sin

Analisa gaya Dan Kegunaan klinikGaya yang bekerja pada tubuh dapat berupa : Gaya vertikal Gaya membentuk sudut Gaya horizontal

Gaya vertikal

2. Gaya membentuk sudut

3. Gaya horizontal

Pada sistem traksi tulang Berat beban yang digantung pada sisitem traksi tulang adalah W = 1/7x BBBB = Berat Badan Pasien

Soal latihanTuliskanlah rumus dimensi dari energi (kalor atau panas)Seseorang yang sedang joging melakukan gerak jinjit pada salah satu telapak kakinya. Jika panjang telapak kakinya 40 cm dan jarak pusat massa dari ujung jarinya 10 cm tentukanlah tarikan musculus gastrocnemous untuk orang yang beratnya 800NSeseorang sedang latihan fitnes menahan berat beban ditangannya dengan massa 10 kg dan massa tangannya 2 kg. Jika panjang tangan orang tersebut 30 cm dan jarak berat tangan dengan humerus 14 cm tentukanlah besar tarikan otot bisep untuk menahan beban tersebut jika jarak otot bisep dengan penopang 4 cm untuk posisi tangan horizontal.Seseorang merentangkan tangannya yang panjangnya 80 cm dan massa lenggannya 5 kg digunakan untuk menahan beban 10 kg jika pusat massa lengannya ditengah lengan dan sudut yang dibentuk otot deltoideus dengan ulna 30o dan jaraknya terhadap penopang ( R ) 20 cm tentukanlah besar tarikan otot deltoideusSeseorang yang sedang fraktur pada bagian kakinya dilakukan terapi dengan sistem traksi tulang, jika berat orang tersebut 630 N tentukanlah massa beban yang dapat digantung untuk maksud tersebut g = 10 m/s2

Panas (kalor)1. Hukum hukum thermodinamika

Termodinamika

Thermodinamika adalah ilmu mengenai fenomena-fenomena tentang energi (panas) yang berubah-ubah karena aliran panas dan usaha yang dilakukan.Thermal Dinamika

Hukum pertama termodinamikaHukum pertama termodinamika berhubungan dengan cara suatu sistem memperoleh energi dari lingkungan atau kehilangan energi ke lingkungan.Kita mendefenisikan energi dalam sistem sebagai jumlah total semua energi molekul pada sistem. Perubahan energi dalam pada sistem yang tertutup U, akan sama dengan kalor yang ditambahkan ke sistem dikurangi kerja yang dilakukan oleh sistem sbb : U = Q - w

Metabolisme Manusia dan Hukum pertama thermodinamika Manusia dan Hewan melakukan kerja, sementara kerja membutuhkan energi. Energi dibutuhkan untuk pertumbuhan, membuat sel-sel baru, untuk mengganti sel-sel lama yang telah mati.Banyak proses perubahan energi yang terjadi pada suatu organisme dan proses ini disebut sebagai Metabolisme.

Transfer panas (Perpindahan Panas)Dalam keadaan dingin yang ektrim, mekanisme pengaturan suhu terganggu sehingga tampak suhu tubuh turun secara drastis (hipotermia) Fungsi pengaturan suhu tubuh terutama terletak pada reaksi biokimia dari organisme itu sendiri energi panas yang hilang atau masuk/keluar tubuh melalui kulit ada empat cara KonduksiKonveksiRadiasiEvaporasi

KonduksiKonduksi adalah perpindahan panas dari suatu objek yang suhunya lebih tinggi ke objek lain yang suhunya lebih rendah dengan jalan kontak langsung. Berdasarkan teori kinetik dimana energi kinetis dihantarkan dari satu molekul ke molekul yang lain dengan jalan menumbuk molekeul yang lain sehingga menimbulkan hantaran panas melalui konduksi

Kecepatan aliran kalor juga bergantung pada ukuran, bahan dan bentuk benda Q = K.A (T1 T2) t L

Ahli-ahli faal sangat tertarik mengenai aliran panas molekul melalui dua material yang berbeda

JQ = - Ks.Ka (T2-T1) (Ks +Ka) x

KeteranganKs = Koefisien konduktivitas kulit (Skin)Ka = koefisien konduktivitas udara (Air) (T2-T1) = Perbedaan suhu antara udara dan kulit x = Ketebalan kulit (termasuk lap lemak)

Metode konduksiPemindahan energi panas total tergantung pada :Luas daerah kontakPerbedaan temperaturLama melakukan kontakMaterial konduksi panas

Melalui metode konduksi ini dapat berupa Kantung air panas/ botol air panasCara ini sangat efisien dalam pengobatan penderita nyeri : miss nyeri daerah abdomenHanduk panasCara ini sangat berhasil pabila pengobatan dilakukan pada daerah otot yang sakit. Miss spasme otot, fase akut poliomyelitis.

Turkihs batsh (mandi uap)Mandi uap ini sangat populer dalam masyarakat. Dipercaya sebagai penyegar atau mempunyai efek relaksasi otot.(Melahirkan dengan cara sambil merendam di air hangat)Mudpaks (lumpur panas)Lumpur panas dapat mengkonduksi panas kedalam jaringan serta dapat pula mencegah kehilangan panas tubuh (heat loss)

Wax bath ( parafin bath )Dengan cara ini sangat efisien untuk mentransfer panas pada tungkai bawah terutama pada orang tua. Electric padsCaranya dengan melingkari kawat elemen panasyang dibungkus asbes atau plastik. Untuk amanya dilengkapi dengan termostat. Output berkisar antara 8 10 watt/ foot.

TERMOGRAFIBerdasarkan kenyataan setiap benda memancarkan radiasi, telah ada usaha untuk membuat termogram dari infrah merah radiasi permukaan tubuh manusia dan teknik ini banyak dipergunakan dalam bidang klinik

Skema sistemtermografi CerminB

*