Penerapan Prinsip Fisika Pada Alat Medis

PERAN FISIKA DALAM BIDANG KESEHATAN 

Saat ini perkembangan dunia teknologi sangat berkembang pesat terutama dalam dunia IT (Informatic Technology). Perkembangan dunia IT berimbas pada perkembangan berbagai macam aspek kehidupan manusia. Salah satu aspek yang terkena efek perkembangan dunia IT adalah kesehatan. Dewasa ini dunia kesehatan modern telah memanfaatkan perkembengan teknologi yang menggunakan prinsip ilmu fisika untuk meningkatkan efisiensi serta efektivitas di dunia kesehatan. 

Abad 20 ditandai dengan perkembangan yang menakjubkan di bidang ilmu dan teknologi, termasuk disiplin ilmu dan teknologi kesehatan. Terobosan penting dalam bidang ilmu fisika dan teknologi ini memberikan sumbangan yang sangat berharga dalam diagnosis dan terapi berbagai penyakit termasuk penyakit-penyakit yang menjadi lebih penting secara epidemologis sebagai konsekuensi logis dari pembangunan di segala bidang yang telah meningkatkan kondisi sosial ekonomi masyarakat.

A. 7 Contoh Alat Kesehatan Yang Menggunakan Prinsip Fisika 

1. ELEKTROMYOGRAM

Cara kerjanya adalah dengan menempatkan dua elektroda (atau sensor) di kulit pada otot yang akan dimonitor. Otot-otot yang paling sering digunakan oleh praktisi biofeedback adalah frontalis (otot yang berkerut di dahi Anda), masseter (otot rahang), dan trapezium (otot-otot bahu yang kaku ketika Anda sedang stres).

Mesin ini digunakan untuk merehabilitasi pasien yang mengalami kelumpuhan akibat terkena stroke. Bahkan ketika seseorang tidak lagi memiliki sensasi pada anggota tubuh yang lumpuh dan tidak dapat menggerakkannya, EMG seringkali dapat mendeteksi aktivitas listrik dalam otot. Mesin EMG menguatkan pancaran gelombang listrik dari anggota tubuh yang lumpuh. Saat pasien menjadi sadar akan hal tersebut, sistem sarafnya akan merangsang aktivitas otot. Hal ini akan membuat ujung saraf baru dapat tumbuh pada otot yang dilakukan EMG tadi, sehingga pasien dapat kembali melakukan beberapa gerakan.

EMG lebih sering digunakan untuk merelaksasi otot yang tegang yang disebabkan oleh stres. Ketika elektroda menangkap otot yang tegang, mesin akan memberikan sinyal, seperti cahaya yang berwarna atau suara. Dengan cara ini, pasien dapat merasakan dan memonitor kelanjutan aktivitas otot dan mulai berfokus untuk mengenali seperti apa rasanya otot yang tegang. Saat menyadari akan proses internal ini, Anda akan mulai mengenali saat ketegangan mulai muncul dalam kehidupan sehari-hari. Latihan biofeedback seperti ini berguna untuk mengontrol ketegangan sebelum menjadi lebih buruk atau menyebabkan masalah fisik lainnya. EMG sering digunakan untuk pengobatan sakit kepala, sakit punggung, sakit leher, serta penyakit yang terkait dengan stres, misalnya asma dan jerawat.

2. ENDOSCOPY

Alat Endoscopy dengan menggunakan Teknologi tinggi yang berfungsi untuk melihat keadaan/kondisi saluran cerna dan organ lainnya. Dengan pemeriksaan tindakan Endoscopy, berupaya untuk meningkatkan kualitas hidup pasien dengan resiko yang minimal karena :

- Mendeteksi kelainan saluran cerna secara dini (Early Detection)

- Tanpa operasi (Non Surgery) dan Handal (Reliable)

- Tindakan Terapi Secara Langsung (Timely Treatment). Ketika terdeteksi adanya Kelainan Saluran Cerna dengan menggunakan alat ini, dokter kami akan langsung mengarahkan pelanggan agar dengan segera melakukan tindakan terapi.

- Tingkat pemulihan yang cepat (Quick Recovery)

Keuntungan Tindakan Endoscopy :

1. Dapat melakukan biopsy

2. Memotong polip

3. Menghentikan pendarahan

4. Memasang Stent pada sumbatan

5. Mengangkat jaringan tumor ganas stadium sangat dini

6. Membuang batu saluran empedu

7. Sebagian kasus One Day Care

3. PRINSIP KERJA RESPIROMETER

Alat ini bekerja atas suatu prinsip bahwa dalam pernapasan ada oksigen yang digunakan oleh organisme dan ada karbon dioksida yang dikeluarkan olehnya. Jika organisme yang bernapas itu disimpan dalam ruang tertutup dan karbon dioksida yang dikeluarkan oleh organisme dalam ruang tertutup itu diikat, maka penyusutan udara akan terjadi. Kecepatan penyusutan udara dalam ruang itu dapat dicatat (diamati) pada pipa kapiler berskala.

4. USG ( Ultrasonografi)

Ultrasonografi medis (sonografi) adalah sebuah teknik diagnostik pencitraan menggunakan suara ultra yang digunakan untuk mencitrakan organ internal dan otot, ukuran mereka, struktur, dan luka patologi, membuat teknik ini berguna untuk memeriksa organ. Sonografi obstetrik biasa digunakan ketika masa kehamilan.
Pilihan frekuensi menentukan resolusi gambar dan penembusan ke dalam tubuh pasien. Diagnostik sonografi umumnya beroperasi pada frekuensi dari 2 sampai 13 megahertz.
Sedangkan dalam fisika istilah "suara ultra" termasuk ke seluruh energi akustik dengan sebuah frekuensi di atas pendengaran manusia (20.000 Hertz), penggunaan umumnya dalam penggambaran medis melibatkan sekelompok frekuensi yang ratusan kali lebih tinggi.

5. RONTGEN

Sinar-X atau sinar Röntgen adalah salah satu bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100 pikometer (mirip dengan frekuensi dalam jangka 30 PHz to 60 EHz). Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk dari radiasi ion dan dapat berbahaya.
Sinar-X merupakan suatu gelombang elektromagnetik yang dihasilkan dari suatu tabung rontgen. Kegunaan Sinar-X
Dalam ilmu kedokteran, sinar x dapat digunakan untuk melihat kondisi tulang, gigi serta organ tubuh yang lain tanpa melakukun pembedahan langsung pada tubuh pasien. Biasanya, masyarakat awam menyebutnya dengan sebutan ‘’FOTO RONTGEN’’. Selain bermanfaat, sinar x mempunyai efek/dampak yang sangat berbahaya bagi tubuh kita yaitu apabila di gunakan secara berlebihan maka akan dapat menimbulkan penyakit yang berbahaya, misalnya kanker. Oleh sebab itu para dokter tidak menganjurkan terlalu sering memakai ‘’FOTO RONTGEN’’ secara berlebihan.
• Sinar-X lembut digunakan untuk mengambil gambar foto yang dikenal sebagai radiograf. Sinar-X boleh menembusi badan manusia tetapi diserap oleh bahagian yang lebih tumpat seperti tulang. Gambar foto sinar-X digunakan untuk mengesan kecacatan tulang, mengesan tulang yang patah dan menyiasat keadaan organ-organ dalam badan.
• Sinar-X keras digunakan untuk memusnahkan sel-sel kanser. Kaedah ini dikenal sebagai radioterapi.

Dalam bidang perindustrian, sinar-X boleh digunakan untuk :
• Mengesan kecacatan dalam struktur binaan atau bahagian-bahagian dalam mesin dan enjin.
• Menyiasat rekahan dalam paip logam, dinding konkrit dan dandang tekanan tinggi.
• Memeriksa retakan dalam struktur plastik dan getah.
• Sinar-X digunakan untuk menyelidik struktur hablur dan jarak pemisahan antara atom-atom dalam suatu bahan hablur.

6.  Prinsip kerja X-Ray

Kebanyakan diagram tabung sinar-x memperlihatkan sinar-x sebagai bentukan pola segitiga yang teratur seperti yang dihasilkan pada tititk fokus. Hal ini memberikan tujuan yang baik dalam hal penekanan tentang kerja radiasi sinar-x diluar tabung. Tetapi radiasi sebenarnya tidak seperti itu. Sebenarnya, sinar-x itu seperti cahaya tampak yang dalam.
Penyebarannya dari sumber melalui suatu garis lurus yang menyebar ke segala arah kecuali dihentikan oleh bahan penyerap sinar-x. Karena alasan tersebut maka tabung sinar-x ditutup dalam satu rumah tabung logam yang mampu menghentikan sebagian besar radiasi sinar-x, hanya sinar-x yang berguna yang dibiarkan keluar dari tabung melalui sebuah jendela/window. Sinar-x yang berguna tadi disebut sebagai berkas primer. Berkas sinar yang terletak pada tengah garisnya ini disebut central ray.

Diperlukan pembangkitan tegangan yang tinggi di dalam tabung sinar-x agar dapat dihasilkan berkas sinar-x. Rangkaian listriknya dirancang sedemikian rupa sehingga kV-nya dapat diubah dalam rentang yang besar -biasanya 30 kV sampai 100 kV- atau lebih. Bila kV yang lebih rendah digunakan, maka sinar-x memiliki panjang gelombang yang lebih panjang dan lebih mudah diserap sehingga disebut sebagai soft x-ray. Harus dipahami bahwa berkas sinar-x itu terdiri dari sinar dengan panjang gelombang yang berbeda. Radiasi yang dihasilkan pada rentang kV yang lebih tinggi akan memiliki energi yang lebih besar dan panjang gelombang yang lebih pendek.

7. Elektrocardiografi (ECG)

1. Definisi EKG

Elektrokardiografi adalah ilmu yang mempelajari aktivitas listrik jantung. Elektokardiogram adalah suatu grafik yang menggambarkan rekaman listrik jantung. Elektrokardiografi merupakan pemantulan aktiifitas listrik dari serat-serat otot jantung secara goresan. Dalam perjalanan abad ini, perekaman EKG sebagai cara pemeriksaan tidak invasif, sudah tidak dapat lagi dihilangkan dari klinik.

2. Kegunaan EKG
Pada umumnya pemeriksaan EKG berguna untuk mengetahui :
• Aritmia.
• Fungsi alat pacu jantung.
• Gangguan konduksi interventrikuler.
• Pembesaran ruangan-ruangan jantung.
• Iskemik miokard.
• Penyakit perikard.
• Gangguan elektrolit.

Fungsi elektrokardiografi adalah untuk mendeteksi pulsa listrik yang dibangkitkan oleh jantung melalui titik-titik tertentu pada permukaan anggota tubuh manusia dengan menghubungkannya melalui electrode.
Elektrokardiografi bekerja berdasarkan adanya pulsa listrik jantung. Alat ini dirancang dengan menggunakan komponen yang sifatnya peka terhadap arus, tegangan maupun frekuensi, maka penempatan alat pada ruangan perlu mendapat perhatian.

Sumber : https://pythanymph.blogspot.com/2011/08/alat-alat-kesehatan-yang-terkait-dengan.html