BY :METTY SUSANTI, M.Pd

BIOTHERMAL

DEFENISIBIOTHERMAL MERUPAKAN ILMU FISIKA

YANG MEMPELAJARI TENTANG SUHU, ENERGI ( PANAS DAN DINGIN ) DAN HUBUNGANNYA DENGAN MAKHLUK HIDUP.

SUHU ADALAH SUATU TINGKAT, DERAJAT PANAS ATAU DINGINNYA SUATU BENDA

JENIS-JENIS SUHU

1. SUHU LINGKUNGAN, yaitu suhu yang kondisinya berubah atau bergantung pada cuaca dan iklim.

2. SUHU BENDA MATI, yaitu suhu yang kondisinya berubah-ubah bergantung pada suhu lingkungan

3. SUHU BADAN MAKHLUK HIDUP, yaitu suhu yang kondisinya tetap stabil ( tidak dipengaruhi oleh iklim dan lingkungan )

Keseimbangan thermal merupakan suatu kondisi dimana suhu tubuh tetap stabil 37 0 C tanpa dipengaruhi oleh suhu lingkungan.

Keseimbangan thermal dapat dicapai tubuh manusia karena tubuh manusia memiliki sistem pengaturan suhu secara umpan balik.

SISTEM PENGATURAN SUHU ( SPS )Sistem pengaturan yang meliputi sistem pengaturan proses produksi panas dan proses kehilangan panas.SPS dapat dibagi dalam 2 jenis, yaitu :

1.SPS Umpan Balik, yaitu sistem pengaturan dimana setelah terjadi proses kehilangan panas langsung disertai dengan proses produksi panas. Hal ini terjadi pada semua MH

2. SPS Tanpa Umpan Balik, yaitu sistem pengaturan dimana setelah terjadi proses kehilangan panas tidak disertai dengan produksi panas. Peristiwa ini terjadi pada benda mati

A.Proses Produksi Panas pada Saat Dingin Terjadinya Vacokontraksi ( Penyempitan pembuluh darah )

Ex : kulit mengkerut tujuannya untuk memperkecil panas yang keluar dari kulit.

Terjadinya Peningkatan aktivitas kelenjar Thyroid, Ex : rasa lapar, semangat kerja, beraktivitas dan menggigil

Terjadinya Peningkatan ekskresi/ retensi urine, karena proses metabolisme yang berlangsung secara cepat ).

SISTEM PENGATURAN SUHU ( SPS )

B. Proses Kehilangan Panas ( Pada saat panas )1. Proses Vasadilatasi ( pelebaran pembuluh darah pada kulit. Ex

: berkeringat2. Penurunan aktivitas kelenjar Thyroid. Ex : letih, lesu, nafsu

makan berkurang3. Peningkatan pernapasan, supaya cepat mengeluarkan panas

dari tubuh.Keabnormalan Suhu Tubuh1. Hipothermia ( 28 °C – 30°C ), suatu kondisi dimana suhu

tubuh turun mencapai harga batasan normalnya.Ex : 1. dehidrasi

2. Pasca operasi ( bedah otak dan jantung ) pada saat bedah otak ( hipotalamus ) otak tidak akan bekerja, sementara sistem pengaturan suhu tubuh ada diotak. Selain itu dingin karena obat bius yang digunakan dan kehilangan darah.3. Berada di ketinggian ( puncak )

2. Hyperthemia ( 39 °C – 40°C ), yaitu suatu kondisi dimana suhu tubuh naik melebihi batasan normalnya 4°C.

E x : pada saat demam, pada saat bayi di vaksinasi, pada saat terkena infeksi bakteri dan virus pada saat keracunan.

TOPOGRAFI SUHU BADAN/ TUBUH

Yaitu gambaran keadaan suhu pada beberapa bagian anggota tubuh. Daerah topografi meliputi : Axila, rektum ( anus ), telinga dan oral.

Tujuan/ kegunaanya antara lain :1.Untuk mendapatkan sekaligus membandingkan

keadaan suhu pada masing-masing anggota tubuh yang lebih akurat

2.Untuk menentukan dan megukur suhu kulit rata-rata ( MST – Manskin Temperature ) dan suhu tubuh rata-rata ( MBT )MBT = 0,69 T rektal + 0,33 TMsT ….MST = 0,07 T kepala + 0,14 T lengan + 0,05 T tangan + 0,07 T kaki + 0,13 T betis + 0,09 T Paha + 0,35 T batang tubuh

SKALA TEMPERATUR ( SUHU )CELCIUS

(° C)FAHRENHEIT

(° F)KELVIN

(° K)REAMUR

(° R)RANKIN(° Rk)

ZONA

100

0

-273

212

32

-460

373

273

0

80

0

-218,5

672

492

0

Titik didih( tertinggi

)Titik beku( titik nol )

Titik mutlak

Lebar skala 100

Lebar skala 180

Lebar skala 100

Lebar skala 80

Lebar skala 180

Titik terendah

5 9 5 4 9 Perbandingan skala

ENERGIEnergi merupakan kemampuan suatu benda untuk melakukan usaha atau kerja.Dalam keadaan beristirahat kita membutuhkan energi sebanyak 80 %. Yaitu :1.25 % untuk kerja otot dan jantung2.19 % untuk kerja otak3.26 % untuk kerja hati dan limpha4.10 % untuk kerja ginjal

Pada saat bekerja, energi otak 19 % tadi akan berkurang sebab pada saat diam otak kan bekerja lebih

Energi dirumuskan dengan :W = F x s w = usaha ( Joule )

F = Gaya ( Newton )s = perpindahan ( meter )

KONVERSI ENERGIYAITU Perubahan bentuk energi1.Energi kimia energi panas

ex : proses pembakaran zat makanan dalam tubuh yang menyebabkan tubuh menjadi panas/ HPM ( Hasil Pembakaran Makanan )

2. Energi kimia energi listrikEx : Batrai, aki

3. Energi Listrik energi panasex : setrika, lampu, magic com

4. Energi listrik energi kinetik ( gerak )Ex : kipas angin, tape, CD, Belender.

Siklus dan Konversi Energi Pada Tubuh

Siklus yaitu perubahan yang kontinu dan tidak ada putusnyaSumber energi manusia berasal dari hasil pembakaran zat

makanan yang pasti akan adanya dan mengalami kelebihan energi ataupun kekurangan energi. Dalam keadaan normal atau jika kelebihan energi sedikit maka akan disimpan dalam bentu glikogen di otot dan dihati, tetapi jika kita makan dalam jumlah banyak maka akan disimpan dalam bentuk lemak di dalam kulit dan usus. Kemudian sebagian energi yang dilepaskan / dikeluarkan dalam bentuk :

1.Rutin ( 5 % dari energi yang dihasilkan oleh tubuh dikeluarkan dala bentuk feses urine dan keringat )

2.Tidak rutin (beraktivitas ), jika mempunyai aktivitas sehari-hari

BESARAN ENERGI1. Jumlah energi ( kalori atau joule )2. Laju konversi energi ( laju metabolisme =

kalori/ jam atau kalori/ menit)Note : dalam keadaan istirahat ata normal

laju metabolisme tiap 1 m2 luas permukaan tubuh ( LPB )= 1 Met ( dimana 1 Met = 50 kal/ m2 jam )

1 kalori = 4,2 joule1 kkal = 1000 kal

Contoh Soal :Seorang bidan sedang mengukur suhu tubuh pasiennya, dari hasil pengukurannya didapat suhu tubuh rata-rata pasien 37,08 0 c. jika suhu rektal pasien 37 0 c.maka tentukalah : a.Suhu kulit rata-rata pasien tersebutb.Konversikan suhu kulit rata-rata tersebut ke dalam skala fahrenheit

Diket : MBT = 37,08 0 cT rektal = 370 c

Dit : a. T MST = ….. ?

b. berapa fahrenheit ?

Jawab : a. MBT = 0,69 T rektal + 0,33 T MST

37,08 = ( 0,69 ) ( 37 ) + 0,33 T MST 37,08 = 25,53 + 0,33 T MST 0,33 T MST = 37,08 – 25,530,33 T MST = 11,55T MST = 11,55/ 0,33T MST = 35 0 c

b. 35 0 c = 180 F

BASAL METABOLIK RATE

Merupakan laju metabolisme tubuh dalam keadaan istirahat persatuan waktu

Faktor-faktor yang mempengaruhi BMR1.Jenis kelamin Pria lebih tinggi daripada wanita2.Tinggi badan dan berat badan semakin tinggi

dan berat BMR semakin tinggi nilainya3.Suhu semakin tinggi suhu tubuh seseorang

semakin tinggi BMR nya. “ setiap kenaikan 10 C dan suhu normal ( 37 0 C )

maka MBR nya naik 10 %4. Usia usia produktif lebih tinggi daripada usia

balita an lansia5. Aktivitas kelenjar Thyroid semakin aktif kelenjar

thyiroid memproduksi hormonnya, maka semakin tinggi BMR orang tersebut

HUKUM KONVERSI ENERGI( Hukum Thermofdinamika)

1. Hukum 1 Thermodinamika

“ besarnya energi dalam suatu sistem sama dengan jumlah panas yang diserap atau hilang dari tubuh dikurangi dengan aktivitas yang dilakukan sistem/ tubuh “.

∆U = ∆Q - ∆W

∆U = energi dalam sistem/ tubuh

∆Q= Panas yang diserap/ hilang dari sistem

∆W = aktivitas sistem / tubuh atau energi yang masih bisa di jadikan kerja

2. Hukum II Thermodinamika

“ Tidak mungkin suatu mesin yang bekerja dalam suatu siklus menerima panas dari suatu reservoir dan merubah panas itu seluruhnya menjadi kerja ( penghematan energi”.

ή = W/ Q1 x 100 % W= Q1 – Q2

ή = efesiensi ( penghematan ) energi dari sistem/ tubuh ( % )

Q1 = Panas yang dhasilkan/ diterima ( kalori )

Q2 = Panas yang dikeluarkan/ hilang ( kalori )

3. Hukum III Thermodinamika

“ Energi tidak dapat diciptakan dan tidak dapat dimusnahkan tetapi hanya dapat brubah ke bentuk lain ( mengalami konversi )

PANAS ( HEAT )Salah satu ciri-ciri panas adalah dapat mengalami transferMacam-macam transfer panas1. Konduksi, merupakan proses transfer panas suatu zat tanpa disertai

perpindahan massa dan partikel zat tersebut. Atau kontak langsung yang tidak disertai perpindahan zatex : memanaskan ujung batang logam, berpindahnya panas dari tubuh ke kursi

2. Konveksi, merupakan prosese transfer panas dari suatu zat yang disertai dengan perpindahan massa dan partikel zat tersebut.ex : memasak air dalam ceret, proses pendinginan pada AC

3. Radiasi, merupakan proses transer panas dari semua permukaan benda / objek dalam bentuk pancaran gelombang elektromagnetikex : efek rumah kaca, memasak dengan microwave, oven, berjenur dipantai

4. Evaporasi, merupakan proses transfer panas dari suatu zat melalui perubahan bentuk zat dari zat cair menjadi uap ( proses pelepasan panas )Ex : kehiangan panas melalui penguapan paru-paru, kehilangan panas melalui keringat.

# Transver panas secara konduksi, radiasi dan evaporasi terjadi secara kontak langsung ( tanpa perantara )

# Transver panas secara konveksi dan evaporasi sama-sama dipengaruhi oleh kecepatan gerakan angin.

Contoh soal :

1. Seorang bidan memiliki LPB 1,7 m2 . Jika laju metabolisme setiap 1 m2 LPB bidang tersebut 1MET maka tentukanlah :

a. Jumlah energi yang dbutuhkan bidan selama 1 hari

b. jika suhu tubuh bidan naik menjadi 40 0 C ( sakit ) maka berapakah laju metabolisme bidan itu sekarang !

Diket : LPB =1,7 m2

t = 1 hari = 24 jam

1 Met = 50 kal/ m2 jam

Dit : a. ∑ E 1 hari ?

b. L Met dalam keadaan sakit ?

Jawab :

a. ∑ E = LPB x t x 1 Met

= 1,7 m2 x 24 jam x 50 kal/ m2 jam

= 2040 kal

b. laju metabolisme dalam keadaan sehat = LPB x 1 Met

= 1,7 m2 x 50 kal/ m2 jam

= 85 kal/ jam

Untuk kenaikan 400 C ( naik 30 C dari suhu normal ) maka lajuBMR 30 %, maka

BMR pada 400 C = L BMR ( sehat ) + 30 % ( LBR sehat )

= 85 kal/ jam + 30 % ( 85 Kal/jam )

= 85 kal/jam + 25,5 kal/ jam

= 110,5 kal/jam

2. Seorang bidan dalam beraktivitas seharinya menghabiskan energi sebesar 2000 kal ( belum termasuk pengeluaran rutin ). Jika energi yang dihasilkan bidan tersebut 20 % lebih besar dari energi yang dikeluarkannya melalui aktivitas, maka tentukanlah :

a. jumlah sisa energi yang bisa dijadikan kerja/ usaha

b. efisiensi energi bidan tersebut

Diket : Q2 = 2000 kal + pengeluaran rutin ( 5 % dari Q1 )

= 2000 kal + 5 % (2400) Q1 = 2000 kal + 20 % ( 2000)

= 2000 kal + 120 kal = 2000 kal + 400 kal

= 2120 kal = 2400 kal

Dit : a. W = …. ?

b. ή = …. ?

Jawab :a.W = Q1 – Q2

W =2400 kal – 2120 kalW = 280 kal

b. ή = W/ Q1 x 100 % = 280 kal/ 2400 kal x 100 % = 11,7 %

EFEK & MANFAAT PANASEfek yang timbul :

1. Efek Fisika : Terjadinya pemuaian zat kesegala arah ( Panjang dan volum )

2. Efek kimia : Mempercepat reaksi kimia ( cepat lelah )

3. Efek biologis : dapat memperlebar pembuluh darah, kulit ( jerawat, flek )

Manfaat

1. Untuk relaksasi/ untuk media pijat

2. Untuk pengobatan berbagai penyakit

METODE PENGOBATAN DENGAN ENERGI PANAS

1. METODE KONDUKSI

dengan media :handuk panas, lumpur panas, mandi uap, kantong air panas

penyakit yang bisa diobati : keseleo, kesadaran menurun, sinusitis, neuritis ( ketegangan saraf )

2. METODE RADIASI

Dengan media : Inframerah, listrik api

Penyakit yang diobati sama dengan metode konduksi tetapi lebih efektif

3. METODE ELEKTROMAGNETIKDengan media : diatermi gelombang pendek, diatermi gelombang mikroPenyakit yang diobati : kram otot, radang tendon, rematik ringan, gejala stoke ringan4. METODE ultrasonikDengan media : Tranduser plezo elektrikPenyakit yang bisa diobati : penyakit tulang, rematik tulang, penyakit ujung tulang.

DINGIN merupakan salah satu bentuk energi yang berkaitan suhu

KONSEP ENERGI DINGIN

1.KRIOBIOLOGI merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang efek dari energi dingin ( energi dibawah suhu titik beku )

Efek biologis energi dingina. Krionekrosis merupakan efek energi dingin yang dapat merusak jaringan sel

tubuhb. Krioadhesi merupakan energi dingin yang dapat melengketkan jaringan sel

tubuhc. Kriohemostatis merupakan efek energi dingin yang dapat menghentikan

aliran darah ( pada saat operasi untuk menghentikan darah )d. Krioanastesis, merupakan efek energi dingin yang dapat menghentikan

respon syaraf ( efek bius ) akibat operasi/ pembedahan

Dalam dunia kedokteran kriohemostatis dan krioanastesis sangat bermanfaat pada kondisi tertentu. Contoh pada saat pengoperasian

2. KRIOLOGI merupakan ilmu pengetahuan yang mempelajari tentang pembentukan dan penggunaan energi dingin.I.PEMBENTUKAN ENERGI DINGIN

a. Helium cair ( -269 0 C ) penggunaan untuk reaktor nuklirb. Nitrogen cair ( -196 0 C ) penggunaan untuk operasic. NO2 O ( -89,5 0 C ) cadangan dari nitrogen caird. Freon (( -41 0 C )

II. KEGUNAAN ENERGI DINGIN dalam keperluan rumah tangga seperti AC dan lemari es )

• Pengawetan seperti untuk menyimpan darah, obat-obatan• Pengobatan seperti untuk mengobati nyeri dan bengkak• Media/ material seperti untuk operasi jaringan kanker, dan sebagai material

utama mesin AC dan kulkas.

SKEMA SISTEM THERMOGRAFISistem Thermografi adalah semua alat yang digunakan untuk terapi medis dengan menggunakan hasil gambaran radiasi panas yang dipancarkan oleh permukaan tubuhRadiasi adalah sinar/ cahaya yang dipancarkan oleh suatu benda,objek ataupun zat

Kegunaan Thermografi• untuk mendiagnosis penyakit kanker mamae ( payudara)• untuk mendiagnosis penyakit-penyakit pembuluh darah• untuk mendiagnosis penyakit nyeri lutut pada persendian bagian dalam.

Hal-hal yang harus diperhatikan sebelum melakukan thermografi • Pakaian pasien dilepaskan• Pasien terlebih dahulu dimasukkan ke dalam ruangan khusus yang bersuhu 21 0 C selama 20 menit