SEMINAR NASIONAL

SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGY AKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

RANCANG BANGUN PISAU BEDAH LISTRIK DENGAN

FREKUENSI 450 KHZ (ESU)

Joko Sunardi *, M.FajrLS **,Toto Trikasjono**

STTN-BATAN Yogyakarta

A BSTRAK

RANCANG BANGUN PISAU BEDAH LISTRIK DENGAN FREKUENSI 450 kHz (ESU). Telahdilakukan rancang bangun pisau bedah listrik dengan frekuensi 450 kHz digunakan dalam operasi bedahtubuh menggunakan loncatan arus listrik. Alat ini terdiri dari rangkaian pembangkit frekuensi tinggi,pengatur intensitas, transformator pengganda tegangan dan electrode keluaran. Hasi/ pembuatanmenunjukkan bahwafrekuensi 450 Khz dapat dgunakan untuk memotongjaringan tubuh dengan kedalamanminimall mm dan maksimal 2 mm.

Kata kunci : rancang bangun, pisau bedah listrik, frekwensi

ABSTRA CK

DESIGN OF ELECTRICAL SURGERY UNIT USING (ESU) FREQUENCY 450 kHz (ESU). Designof ESU using frequency of 450 kHz has been carried. The eleat is a kind of knife equitment that is used insurgical operation humen body tissues by using charged electric current. Tehe ESU consist of comprieses aseries of high frequency generator, intensity regulator, meltvoltage transformer and output electrode. Theresult shows that frequency of 450 kHz can be with dept of 1 mm and maximum dept of 2 mm.

Keywords: design, electrical surgelY unit using,frequency.

1. PENDAHULUAN

1.1. Latar Belakang Masalah

Adanya perkembangan ilmu pengetahuandan teknologi khususnya teknologi kedokteran makadikembangkan suatu alat bedah denganmemanfaatkan teknologi diantaranya Pisau bedahlistrik sudah banyak dibuat salah satunya ESUdengan merk radiotom 804 yang dalampenggunaannya lebih banyak keuntungannyadibandingkan dengan alat bedah konvensional.Pisau bedah listrik adalah suatu alat bantu yangdigunakan untuk pembedahan ringan dalam operasi,karena kemampuannya untuk membedah dansekaligus membakar jaringan, sehingga akanmengurangi pendarahan saat pembedahan. Pisaubedah listrik menggunakan prinsip loncatan muatanlistrik dalam pembedahan jaringan, atau kontakelektroda dengan jaringan tidak diperlukan. Denganefek loncatan elektron yang membakar jaringanmaka hasil pembedahan akan lebih steril. Dalampembuatan Penulis berusaha untuk mempelajari danmerakit Pisau bedah listrik . Fungsi dari Pisau

bedah listrik yang penulis rakit yaitu untukpembedahan ringan.

1.2 TujuanTujuan dalam penelitian Illl adalah

membuat alat pisau bedah listrik untuk pembedahannngan.

2. DASAR TEORI

2.1 Pisau Bedah Listrik (ESU)

Pisau bedah listrik adalah suatu alat bantuyang digunakan oleh para ahli bedah dalammelakukan operasi baik secara cutting (pemotongan)maupun coagulating (penghentian aliran darah) padatubuh pasien dengan menggunakan arus pada listrikfrekuensi 300 kHz - 700 kHz yang dilewatkan ketubuh pasien dengan menggunakan elektroda.(Departemen Kesehatan, 2002).

Apabila dibandingkan denganmenggunakan pisau bedah konvensional, makapembedahan dengan memanfaatkan frekuensi tinggi

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BA TAN 600 Joko &mardi dkk

601

SEMINAR NASIONAL

SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGY AKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

mempunyal keuntungan dan kerugian sebagaiberikut:

1. Mengurangi pendarahan.2. Mengurangi kontaminasi bakteri.3. Rasa sakit relatif rendah.

4. Menutup segera jaringan-jaringan otot yangterpotong.

Kerugiannya:1. Penyembuhan luka lebih lama karena terbakar.2. Sel-sel disekitar pembedahan ikut mati.3. Dapat menimbulkan bahaya kebakaran dan

ledakan yang disebabkan oleh adanya loncatanbunga api pada waktu pembedahan. Hal inidikarenakan dalam ruang bedah dipakai gas-gasyang mudah terbakar.

Apabila arus listrik dialirkan ke dalamjaringan biologis, akan terjadi efek-efek sebagaiberikut:

1. Efek Panas (Thermal)Arus listrik yang dialirkan ke dalam jaringantubuh, menimbulkan efek panas, dan efek panastersebut tergantung pada tahanan spesifik darijaringan dan juga tingkat kepadatan arus sertalamanya aplikasi.

2. Efek Faradik

Sel-sel jaringan yang sensitif, seperti sel-selsyaraf dan otot dirangsang dengan arus listrik,yang menyebabkan sel-sel tersebut bergeraksecara berulang-ulang, sehingga terjadikontraksi jaringan. Efek ini disebut efek faradik.Untuk menghindari efek tersebut frekuensi aruslistrik sekurang-kurangnya adalah 300 kHz.

3. Efek Elektrolitik

Arus listrik akan mengakibatkan pertukaranion-ion yang terjadi di jaringan biologis denganarus searah ion-ion positif akan tertarik kekutub negatif dan ion negatif akan tertarik kekutub positif. Apabila konsentrasinyaditingkatkan sampai pada satu titik tertentu akanmenyebabkan kerusakan e1ektrolit padajaringan, namun pada saat penggunaan arus ACberfrekuensi tinggi arah pergerakan ion-ionakan berbalik berulang-ulang sesuai frekuensiarus, sehingga ion-ion akan berosilasi secaratidak nyata.Bentuk pulsa pada frekuensi tinggi Pisau bedahlistrik (ESU) :

1. Bentuk Gelombang ContinousAdalah bentuk gelombang sinusoidal yangterus-menerus dengan frekuensi dan amplitudetetap.

Joko Sunardi dkk

Gambar 1. Bentuk gelombang continous

2. Bentuk Gelombang TeredamAdalah bentuk gelombang sinusoida yangmempunyai amplitudo makin mengecil danakhirnya teredam, kemudian muncul lagi.Pembangkit gelombang tersebut diproduksi olehspark gap.

Gambar 2. Bentuk gelombang teredam

3. Bentuk Gelombang Sinusoida Teredam danTerputus

Bentuk gelombang semakin kecil (teredam) laluhilang (tak ada pulsa) dengan jarak Uangkawaktu) tertentu, kemudian muncullagi.

Gambar 3. Bentuk gelombang teredamsinusoid a teredam dan terputus

Jenis Elektroda yang dipakai dalam ESU adalah:1. Elektroda Aktif.2. Elektroda NetraI.3.Bentuk elektroda aktif:1. Needle electrode.

2. Knife electrode.3. Wire loop electrode.4. Ball electrode.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN

__ 1­__ t--====I~o====1-"

Gambar 4. Bentuk Elektrode

Pembangkit Tegangan Tinggi AC

Secara garis besar pembangkit tegangan tinggiterdiri atas :

1. Pembangkit tegangan tinggi bolak-balik (AC)2. Pembangkit tegangan tinggi searah (DC)3. Pembangkit tegangan tinggi impuls

Pembangkit Tegangan Tinggi Bolak-Balik

Tegangan tinggi bolak-balik diperoleh dari suatutrafo satu fasa dengan perbandingan belitan yangjauh lebih besar daripada trafo daya yang biasadisebut trafo uji.

~TT

Gambar 5. Rangkaian pembangkit tegangan tinggibolak-balik

Belitan primer trafo dihubungkan ke sumbertegangan rendah bolak-balik, 220V AC/50 Hz.Belitan sekundemya membangkitkan tegangantinggi dalam orde ratusan kilovolt.

v

SEMINAR NASIONAL

SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGY AKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

Pembangkit Tegangan Tinggi Searah

Tegangan tinggi searah dibangkitkan denganmenyearahkan tegangan tinggi bolak-balik.

o

Gambar 7. Rangkaian penyearah setengahgelombang

v

t

Gambar 8. Tegangan keluaran penyearah setengahgelombang

Jika dibutuhkan tegangan keluaran yang lebih ratamaka diterminal keluaran dipasang kapasitor perata.

2.1.3 Pembangkit Tegangan Tinggi ImpulsAda tiga bentuk tegangan impuls yang

mungkin dialami sistem tenaga listrik yaitu :tegangan impuls petir, tegangan impuls surjahubung, dan tegangan impuls terpotong.

Gambar 9. Jenis tegangan impuls

Alat pembangkit tegangan tinggi impuls antara lainadalah generator impuls RLC, generator impuls RC,dan generator marx. Untuk rangkaian generatorimpuls RC dapat dilihat pada gambar 10.

Rd

Gambar 6. Tegangan keluaran belitan sekunder ~TT

Re Cb

Rangkaian pembangkit tegangan tinggi bolak-balikpada Gambar 5 membangkitkan tegangan tinggibolak-balik pada frekuensi jala-jala (50/60 Hz).

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BA TAN 602

Gambar 10. Rangkaian generator impuls RC

Joko Slinardi dkk

SEMINAR NASIONAL

SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGY AKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

3. METODE PENELITIAN

Studi Literatur

Studi literature merupakan langkah awaldari penelitian In\. Hal 1m dilakukan untukmemperoleh data-data yang diperlukan baik melaluipustaka yang ada, tanya jawab dengan seorangpakar, pengamatan-pengamatan dan praktikumsecara langsung untuk memperoleh data-data yangdiperlukan untuk dianalisa. Sesuai dengan hipotesis,dari data-data yang telah dikumpulkan kemudiandilakukan pengelompokan sesuai kategori untukkemudian dibuat alatnya.

Pada rangkaian tegangan tinggi ini keluaran dariHF akan dinaikkan tegangannya oleh trafo flyback, yaitu trafo tegangan penaik tegangan (step-up) yang berinti ferit yang mempunyaifrekuensi kerja 30 kHz - 30 MHz untukmenghasilkan loncatan muatan listrik apabilatelah disalurkan oleh elektroda aktif keelektroda netral.

4. Keluaran

Rangkaian keluaran terdiri dari elektroda aktifdan elektroda netral. Energi dari keluarandialirkan ke obyek (pasien) melalui elektrodaaktif dan elektroda netral.

PEMBUATAN ALAT

Untuk pembuatan Modul Tugas Akhir ini,Penulis melakukan beberapa langkah perencanaanuntuk mendapatkan hasil yang diinginkan.Adapun langkah-Iangkah terse but adalah:

1. Merancang pembuatan HF generator,denganmengacu pada rangkaian standar.

2. Membuat gambar rangkaian modul sesuaidengan blok diagram yang telah direncanakan.

3. Mencoba gambar rangkaian di wish board.4. Melakukan perakitan komponen di PCB.5. Melakukan pengujian modul dan perbaikan

apabila ada kerusakan.6. Menentukan titik-titik pengukuran dan

melakukan pendataan.

PERENCANAAN SKEMA RANGKAIAN

TP3

""

[f.

Perencanaan Blok Diagram Gambar 12. Rangkaian Electro COllter

Gambar 11. Blok diagrampisau bet/all /istrik

Perencanaan blok diagram yang penulisrencanakan adalah sebagai berikut:

KeteranganI. Pembangkit Frekuensi Tinggi (HF)

Keluaran dari power supply masuk ke blokpembangkit HF, terjadi pembangkitan frekuensitinggi dengan menggunakan IC UC3842.

2. Pengaturan IntensitasSebelum ke rangkaian tegangan tinggi,intensitas arus dari HF generator akan diaturdengan menggunakan resistor.

3. Transformator Pengganda

PembangkitFrekuensi

Tinggi

Pengaturan

IntensitasTrafo

pengganda

Keluaran ke

elektroda

Cara kerja rangkaian:Tegangan jala-jala PLN akan disearahkan

oleh rangkaian power supply untuk mensuplay ICUC3842 dengan tegangan VCC 18 Volt. Setelah ICUC 3842 mendapatkan sup lay tegangan, maka IC iniakan bekerja dengan menghasilkan frekuensi kerjaminimal 450 kHz. Untuk menentukan frekuensinyadengan menentukan nilai RT dan CT. Disini IC UC3842 juga akan mengontrol arus dan modulasi lebarpulsa dengan puncak arus ditentukan oleh nilai dariRS. RF dan CF adalah rangkaian filter RC yangdigunakan agar arus frekuensi lebih halus. Keluarandari IC UC 3842 akan dikemudikan oleh -NChannel MOSFET, agar keluaran arus dari UC 3842dapat menjadi high atau low sesuai dengan frekuensikerja yang dihasilkan.

Setelah arus dari UC 3842 disaklarkan oleh

MOSFET maka arus akan menuju ke trafo tegangantinggi untuk dinaikkan tegangannya. Dirangkaianprimer ini arah pergerakan arus akan bolak-baliksesuai dengan frekuensinya. Arah pergerakan arusyang bolak-balik ini disebabkan oleh adanya RC.Agar dapat meloloskan frekuensi maka dipasang

Joko Sunardi dkk 603 Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BA TAN

6. DAFT AR PUST AKA

5. KESIMPULAN

1. Telah di buat Pisau bedah listrik ,denganfrekuensi 450 KHz, daya 47,97 watt.

2. Telah di uji coba dengan menggunakan mediasabun sebagai tes kalibrasi dengan hasilkedalaman minimal 1mm dan maksimal 2 mm

dengan pembanding radiotom 804

SEMINAR NASIONAL

SDM TEKNOLOGI NUKLIR VII

YOGYAKARTA, 16 NOVEMBER 2011ISSN 1978-0176

4. Kesalahan tidak terlalu mempengaruhikinerja alat.

Anonim,1997,Operating Instruction AndOperating Manual Radiotom 804,JermanMalvino. 1996. Prinsip-Prinsip ElektronikaEdisi ke Tiga. Penerbit Erlangga.Cooper, David, William. 1993. InstrumentasiElektronik dan Teknik Pengukuran. PenerbitErlangga.Carr,J., 1991 ,Introduction To BiomedicalEquipment Technology,2nd Edition,John WileyAnd Sons,New YorkCooglin R.F,1994, Penguat Operasional DanRangkaian Tterpadu Linier (Penerjemah Ir.Herman Widodo ),edisi I1,PenerbitAirlangga,JakartaDepartemen Kesehatan 2002. PedomanPemeliharaan Electro Couter.

Fizgerald,A,E dan Gebriel A,1985,Dasar-DasarElektro Teknik (Penerjemah PanturSilaban),Edisi Kelima Jilid 2,PenerbitErlanggga,JakartaGolman,L, 1981 ,The Biomedical Laser,SpingerVerlag,New YorkIbrahim,K.F,1991, Teknik Digital (PeneIjemahIr. P.Insap Santosa,M. Sc),CetakanKedua,Penerbit Andi,Y ogyakartaHayt, H. William. 1996. Rangkaian Listrik.Penerbit ITB Bandung.Sutrisno. 1986. Elektronika Teori dan

Penerapannya. Penerbit ITB Bandung.Warsito,S, 1996, Kamus Elektronika­

Indonesia,Edisi Yang Disempumakan,PenerbitPT Gramedia Pustaka Utama,JakartaWarsito,S,.1995, Vademekum Elektronika,EdisiKelima,Penerbit PT Gramedia PustakaUtama,Jakarta

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

•

./

1. Kesalahan manusia (human error),diantaranya adalah kesalahan pembacaanalat ukur, penyetelan yang tidak tepat danpemakaian instrumen yang tidak sesuai.

2. Kesalahan yang disebabkan olehkekurangan-kekurangan instrumen, sepertikerusakan atau adanya bagian-bagian yangaus dan pengaruh lingkungan terhadapperalatan atau pemakai.

3. Kesalahan yang disebabkan oleh perubahanspesifikasi dari komponen-komponen yangdipakai.

Dari hasil analisa data antara perhitungan teori danpraktek ada selisih perbedaan hal ini disebabkan :

Langkah-Iangkah pengujian :

1. Siapkan sabun sebagai media pengujian.2. Pasang elektroda aktif dan elektroda netral.3. Pasang sabun diatas elektroda netral.4. Tekan tombol power sehingga indikator power

menyala.5. Tekan foot switch dan gerakkan elektroda aktif

di atas media (sabun) sampai ada percikan api.6. Apabila dosisnya kurang, maka atur pengaturan

dosis dengan memutar saklar pengaturan dosis.

4. PENGUJIAN ALA T

Gambar 13 Cara Pemakaian Pisau Bedah Listrik

sabun

Setelah selesai dilakukan perakitan tercetaklayout PCB, pesawat diuji terlebih dahulu untukmendapatkan hasil yang dikehendaki.

rangkaian RC yang berfungsi sebagai filter. Danlilitan primer trafo arus akan diinduksi ke lilitansekunder yang mempunyai perbandingan jumlahlilitan yang lebih banyak sehingga tegangan disekunder menjadi tinggi. Untuk menyalurkan daya,maka digunakan elektroda yang dapat mengeluarkanpercikan api.

Sekolah Tinggi Teknologi Nuklir-BATAN 604 Joko Sunardi dkk