bioelektromagnetik/ikun/2004 1

BIOELEKTROMAGNETIKBIOELEKTROMAGNETIK

2

Sub pokok bahasan

Listrik & Magnet yang timbul dalam tubuh manusia

Penggunaan listrik dan magnet pada permukaan tubuh manusia

3

Penemuan biolistrik Caldani (1856)

Kelistrikan pada otot katak yang telah mati Luigi Galvani

1780 mulai mempelajari kelistrikan pada tubuh hewan1786 kedua kaki katak terangkat ketika diberikan aliran listrik melalui konduktor

4

Penemuan biolistrik Arons (1892)

Merasa ada aliran frekuensi tinggi melalui tubuhnya sendiri

Van Seynek (1899)mengamati terjadinya panas pada jaringan yang disebabkan aliran frekuensi tinggi

Schlephake (1982)Pengobatan dengan menggunakan Short Wave

5

Rumus/ Hukum dalam BiolistrikHukum Ohm

Perbedaan potensial antara ujung konduktor berbanding langsung dengan arus yang melewati, berbanding terbalik dengan hambatan dari konduktor

R = V R = Hambatan (/ohm)

I V = Tegangan (volt) I = Arus (ampere)

6

Rumus/ Hukum dalam BiolistrikHukum Joule

Arus listrik yang melewati konduktor dengan perbedaan tegangan dalam waktu tertentu akan menimbulkan panas. V = tegangan (Volt) H (kalori) = VIT I = arus (Ampere)

J T = Waktu (detik) J = Joule = 0,239 kal

7

Macam-macam Gel. Arus listrik

Arus bolak balik/ sinusoidal

Arus setengah gelombang (telah disearahkan)

Arus searah dengan riple/ desir

Arus searah murni

8

Macam-macam Gel. Arus listrik Faradik

Surged faradik/sentakan faradik

Surged sinusoidal/ sentakan sinusoidal

Galvanik interuptus

Arus gigi gergaji

9

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh1. Sistem saraf & neuron

- SSP- SSO- Neuron/ sel saraf f(x): menerima, interprestasi & menghantarkan aliran

listrik

10

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh2. Konsentrasi ion di dalam & luar sel

Pada akson : Konsentrasi ion di dalam sel lebih negatif daripada di luar sel

11

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh3. Kelistrikan saraf

Kecepatan impuls saraf ~ serat saraf

~ ada/ tidaknya mielin Mielin = isolator yang baik; kemampuan mengaliri listrik rendahAkson tanpa mielin kec = 20-50 m/detik ( = 1 mm)Akson dengan mielin kec = 100 m/detik ( = 10 µm)

12

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

Aktivitas kelistrikan sel perpindahan ion dari dalam sel ke luar sel, atau

sebaliknya melalui membran sel

Pada keadaan istirahat:Ion Na+ luar sel >> potensial dalam sel > negatif potensial membran negatif/ istirahat (-90 mVolt) = polarisasi

Ada rangsangan listrik terhadap membran :Ion Na+ masuk ke dalam sel potensial dalam sel > positif potensial membran positif = depolarisasi

13

Fenomena “all or none”Jika rangsangan kuat depolarisasi membran mencapai

titik tertentu (nilai ambang) proses depolarisasi berlanjut & irreversible ion Na+mengalir ke dalam sel

dengan cepat dalam jumlah banyak potensial membran naik dengan cepat + 40 mVolt

Potensial aksi

(berlangsung < 1 mdetik)

Fenomena “all or none”Jika nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo potensial

aksi akan selalu sama, tidak peduli intensitas dari rangsangan tersebut.

14

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

4.Perambatan potensial aksi Membran saraf otot mendapat rangsangan mencapai nilai

ambang timbul potensial aksi

merangsang daerah sekitarnya untuk mencapai nilai ambang

perambatan potensial aksi atau gelombang depolarisasi

sel membran mengalami repolarisasi

(tingkat refrakter)

15

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

Refrakter Absolut: tidak ada rangsangan & unsur kekuatan untuk menghasilkan potensial aksi lain

Refrakter Relatif: bila ada rangsangan yang kuat akan menghasilkan potensial aksi baru setelah sel membran mendekati repolarisasi seluruhnya

16

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

5. Kelistrikan pada sinaps & neuromyial, jungtionHubungan antara 2 saraf = sinapsisBerakhirnya saraf pada otot = neuromyal junctionSinaps & neuromyal junction mampu meneruskan gel. Depdarisasi dengan cara lompat dari satu sel ke sel berikutnyadepolarisasi zat kimia pada otot bergetar menyebabkan kontraksi otot repolarisasi sel otot relaksasi

17

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

6. Kelistrikan otot jantung Pada saraf & otot bergaris: rangsangan ion Na+ masuk ke dalam sel mencapai nilai ambang depolarisasiPada otot jantung :rangsangan ion Na+ masuk ke dalam sel (mudah besar) repolarisasi komplit Na+ masuk kembali ke dalam sel depolarisasi spantan mencapai nilai ambang tanpa perlu rangsang dari luar (kec. Teratur)

18

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

Kec. dasar jantung = waktu antara mulai depolarisasi spontan sampai

mencapai nilai ambang setelah terjadi repolarisasi Dipengaruhi oleh perubahan :1. Potensial membran istirahat 2. Tingkat dari nilai ambang 3. Slap (kelengkangan) dari depolarisasi spontan terhadap

nilai ambang Mempengaruhi mekanisme kontra fisiologis terhadap

frek. Jantung Sekumpulan sel utama yang secara spontan menghasilkan

potensial aksi disebut pace maker/ perintis jantung

19

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

7. Elektroda Elektroda : untuk mengukur potensial aksi; dengan memindahkan transmisi ion ke penyalur elektron Elektroda : Perak (Ag) & tembaga (Cu)

20

Kelistrikan & kemagnetan yang timbul dalam tubuh

8. Isyarat listrik tubuh Hasil perlakuan kimia dari tipe sel-sel +++ untuk memperoleh informasi klinik tentang fungsi tubuh

EMG (Elektromiogram)ENG (Elektroneurogram) miastenia gravis ERG (Elektroretinogram) perubahan pigmen retina EOG (Elektroakulagram)EGG (Elektrogastrogram) gerakan peristaltik EEG (Elektroensefalogram) epilepsi EKG (Elektrokardiogram)

21

refrakter absolut refrakter relatif

tanpa rangsangan tetap ada perambatan potensial aksi

Gambar Periode Refrakter

Gambar Depdarisasi spontan miokardium Kec. dasar jantung = 60

t (dtk)

22

Penggunaan Listrik & Magnet pada permukaan Tubuh Jacques A.D. Arsonval 1890 listrik berfrekuensi rendah efek pemanasan1929 listrik frek. 30 MHz short wave diathermy1950 gel mikro frek 2450 MHz diatermi & pemakaian

radarArus listrik berdasarkan efek yang ditimbulkan: 1. Listrik berfrekuensi rendah (20 – 500.000 Hz)

merangsang saraf & otot sehingga terjadi kontraksi otot – stimulator dengan multivibrator -astable multivibrator

* pengulangan pemakaian dan pemilihan bentuk gelombang perlu diperhatikan

23

Penggunaan Listrik & Magnet pada permukaan Tubuh

untuk pemakaian singkat & merangsang saraf otot arus faradik

untuk pemakaian lama & merangsang otot yang telah kehilangan persyarafan arus listrik interuptus atau arus DC yang dimodifikasi

Arus AC dengan frekuensi 50 Hz, mampu :1. Merangsang saraf sensoris2. Merangsang saraf motoris 3. Berefek kontraksi otot

Diklinik Arus DC

24

Penggunaan Listrik & Magnet pada permukaan Tubuh

2. Listrik berfrekuensi tinggi (> 500.000 Hz) Belum merangsang saraf motoris & sensoris Sifat : memanaskan * Short wave diathermy (diatermi gel. Pendek) untuk memperoleh gel. Elektromognetis agar masuk ke dalam tubuh dengan 2 metode: capasitance (kondensor) & inductance (induksi= kabel) Metode kondensor Prinsip : elektroda diletakkan pada masing-masing sisi yang akan diobati & dipisahkan dari kulit dengan bahan isolatorMetode isolasi/ kabel kabel dililitkan pada daerah yang akan diobati

25

Short wave diathermyEfek diatermi gel. Pendek (Short wave diathermy) :1. Menghasilkan panas & peningkatan efek fisiologis

* Meningkatkan metobolisme * Meningkatkan darah * Menurunkan eksitasi saraf * Menurunkan relaksasi otto, meningkatkan usaha otot* Menurunkan tekanan darah karena vasodilatasi * Meningkatkan aktivitas kel. Keringat

26

Short wave diathermy2. Mempunyai efek pengobatan

* Terhadap daerah peradangan oksigenasi meningkat * Efek terhadap infeksi bakteri leukosit & antibodi

meningkat* Kehilangan nyeri panas disebabkan saraf sensoris

sedatif* Terhadap daerah yang patah meningkatkan

absorpsi & aliran darah

27

Micro wave diathermyMicro wave diathermy (diatermi gel. Mikro)panjang gelombang ( )antara inframerah & short waveGel. Mikro : 1 cm << 1 mEfek : 1.Fisiologis Menimbulkan panas pada jaringan yang banyak mengandung air; otot > banyak menyerap gel. Mikro daripada jaringan lemak2.PengobatanPada penderita yang mengalami ruda paksa (trauma) & peradangan; nyeri & spasme otot, rematik

28

Micro wave diathermyBahaya & kontra indikasi • Penderita gangguan sirkulasi meningkat perdarahan,

trombosis & flebitis • TBC & tumor ganas

Perbedaan micro wave dengan short wave1. Penetrasi gel. Mikro lebih dalam ; tp tidak dapat melewati

jaringan yang padat seperti yang dapat dilakukan oleh gel. Pendek.

2. Gel. Mikro kurang berhasil mengobati struktur yang dalam dibanding dengan diatermi gel. Pendek.

29

Electrocauter & Electrosurgery

Listrik frek tinggi mengontrol perdarahan saat pembedahan

Electrocauter (Cauterisasi = pembakaran)suatu pembakaran mengggunakan frek listrik 2 MHz, tegangan 15 kV menghentikan perdarahan pd luka menganga menggunakan gulungan kawat panas pd pemb.darah tanpa anestesi

Electrosurgerymemotong jaringan; dilakukan dg gerakan cepat 5-10 cm/detik untuk mengurangi destruksi jaringan sekitar(cth:operasi otak, limpa, vesica felea, prostat, dan serviks)

30

Defibrillator SA Node di puncak atrium kanan dekat Vena

cava superior pace maker scr sinkron memompa darah ke sirkulasi paru-paru & ke sirkulasi darah sistemik; kehilangan sinkronisasi FIBRILASI

Fibrilasi atrium: f(x) ventrikel normal ritme jantung iregular

Fibrilasi ventrikel: tdk mampu memompa darah; jika tdk dilakukan koreksi dlm bbrp menit kematian

31

Defibrillator

Penanganan fibrilasi:- massage jantung (metode mekanik)- syok listrik pd daerah jantung * countershock sinkronisasi irama jantung * defibrilasi jika tdk berespons thd countershock defibrillator