TUGAS FISIKA

Alat dengan prinsip fisika

‘ELEKTROKARDIOGRAM (EKG)’

Disusun untuk memenuhi tugas mata kuliah dasar Fisika

Dosen Pengampu : Eko Yulianto

Oleh :

Nama : Nimas Dwi Ayu R

NIM : 6411413126

Rombel : 04

JURUSAN ILMU KESEHATAN MASYARAKAT

FAKULTAS ILMU KEOLAHRAGAAN

UNIVERSITAS NEGERI SEMARANG

2013

i

KATA PENGANTAR

Puji syukur penulis panjatkan atas kehadirat Tuhan Yang Maha Esa karena atas limpahan

berkahnya penulis dapat menyelesaikan tugas Fisika mengenai alat-alat kedokteran yang

menggunakan prinsip-prinsip fisika sebagai dasar acuannya. Dalam makalah ini penulis

mengangkat ‘Elektrokardiogram’ atau yang sering disingkat EKG sebagai materi yang akan

dibahas.

‘Tak ada gading yang tak retak’ penulis menyadari makalah ini masih jauh dari

kesempurnaan. Oleh sebab itu, kami mengharapkan kritik dan saran dari pembaca demi

kesempurnaan makalah kami untuk ke depannya. Mudah – mudahan makalah ini bermanfaat

bagi kita semua khususnya bagi mahasiswa – mahasiswi yang mengikuti mata kuliah dasar

Fisika.

Semarang, 10 Desember 2013

Penulis

ii

DAFTAR ISI

Halaman Judul ................................................................................................................. i

Kata Pengantar ................................................................................................................ii

Daftar Isi ...............................................................................................................iii

Pendahuluan .................................................................................................................1

Prinsip Kerja .................................................................................................................1

Cara Kerja .................................................................................................................2

Kegunaan .................................................................................................................4

Daftar Pustaka .................................................................................................................5

iii

PENDAHULUAN

Sejarah elektrokardiograf (EKG) bermula pada tahun 1872. Saat itu Alexander Muirhead

memperoleh rekaman detak jantung pasien di St. Bartholomew’s Hospital dengan cara

menghubungkan kabel ke pergelangan tangan pasien. Kemudian oleh John Burdon Sanderson

aktivitas tersebut divisualisasikan menggunakan electrometer kapiler Lipmann. Augustus Waller

ialah orang pertama yang mengadakan pendekatan sistematis pada jantung dari sudut pandang

listrik menggunakan mesin elektrokardiografnya yang terdiri atas electrometer kapiler Lippmann

yang dipasang ke sebuah proyektor. Akhirnya, prinsip elektrokardiogram baru benar-benar

digunakan oleh Willem Einthoven yang merupakan seorang dokter Belanda kelahiran Indonesia,

yakni Kota Semarang, yang membuat gebrakan dengan menggunakan galvanometer senar yang

ditemukannya pada tahun 1901, yang lebih sensitif daripada elektrometer kapiler yang digunakan

Waller. Ia menuliskan huruf P, Q, R, S dan T ke sejumlah defleksi, dan menjelaskan sifat-sifat

elektrokardiografi sejumlah gangguan kardiovaskuler. Hingga pada tahun 1924, ia mendapat

penghargaan Nobel untuk penemuannya tersebut. Dewasa ini, peralatannya pun telah

berkembang misal dengan adanya interpretasi elektrokardiogram yang dikomputerisasikan.

PRINSIP KERJA

Elektrokardiogram pada dasarnya menggunakan prinsip fisika, yakni menerapkan prinsip

‘Biolistrik’. Elektrokardiogram ini bekerja dengan prinsip mengukur perbedaan potensial listrik.

Dalam tubuh manusia menghasilkan listrik walaupun dengan jumlah yang sangat kecil, dan

apabila ada listrik, maka pasti ada perbedaan potensial atau tegangan listrik. Tegangan  listrik ini

dapat mengilustrasikan keadaan denyut jantung manusia.

Rangsangan secara spontan oleh sel-sel khusus yang terdapat pada atrium kanan (SA

node) menghasilkan isyarat listrik yang akan mengatur irama jantung. SA node ini bergetar

sekitar 72 kali/menit dan bertindak sebagai ‘pace maker’. Getaran ini dapat meningkat atau

menurun, diatur oleh saraf eksternal jantung yang merupakan respon akan kebutuhan darah oleh

tubuh. Isyarat listrik tersebut menyebabkan depolarisasi otot jantung atrium dan memompa darah

ke ventrikel yang kemudian diikui oleh repolarisasi otot atrium. Isyarat listrik ini kemudian

dilanjutkan ke AV node dan menyebabkan depolarisasi ventrikel kanan dan kiri yang akan

membuat kontraksi ventrikel, sehingga darah dipompa dalam arteri pulmonalis dan ke aorta.

Saraf ventrikel dan otot ventrikel mengalami depolarisasi dan isyarat dari AV node mulai

1

kembali. Pada prinsipnya, saraf

dan otot jantung dianggap sebagai

sumber listrik tertutup dalam dada

dan perut (torso) yang dianggap

sebagai suatu konduktor listrik.

Karena tidak mungkin kelistrikan

jantung diukur secara langsung,

maka diagnostic dilakukan dengan

cara mengukur potensial listrik di

permukaan tubuh yang dihasilkan

oleh jantung.

CARA KERJA

A. Cara Kerja Alat

Pada dasarnya, seluruh jaringan listrik pada jantung mampu menghasilkan impuls listrik.

Otot jantung menghasilkan arus listrik dan disebarkan ke jaringan sekitar jantung dan

dihantarkan melalui cairan-cairan yang dikandung oleh tubuh. Sehingga sebagian kecil aktivitas

listrik ini mencapai hingga ke permukaan tubuh. Namun SA node memiliki kemampuan yang

paling besar dalam menghasilkan impuls listrik.. Apabila SA node gagal untuk menghasilkan

impuls, maka fungsinya bisa saja digantikan oleh jaringan lainnya, meskipun impulsnya

cenderung lebih rendah. Impuls listrik ini menyebabkan depolarisasi serta repolarisasi seperti

yang sudah disebutkan di prinsip alat elektrokardiogram diatas. Elektroda yang ditempatkan pada

permukaan tubuh akan merekam gelombang depolarisasi dan repolarisasi sewaktu kedua

peristiwa ini menjalar di seluruh jantung. Bila gelombang depolarisasi yang menjalar di jantung

itu bergerak menuju ke arah sebuah elektroda di permukaan, elektroda itu akan merekam defleksi

positif (elektroda A). Bila gelombang depolarisasi itu bergerak menjauhi elektroda, elektroda itu

akan merekam defleksi negatif (elektroda B). Biasanya elektroda ditempatkan pada lengan

tangan dan kaki. Karena pada bagian-bagian ini, pulsa tegangan menggambarkan kerja denyut

jantung mendekati keadaan sebenarnya. Elektroda ini diperlukan untuk mengubah energi ionis

dari sinyal jantung menjadi energi elektris. Dan elektroda ini dapat digunakan melalui dua cara

yaitu dengan cara dimasukan ke tubuh (invasif) dan ditempelkan pada permukaan tubuh (non

2

invasif). Untuk kenyamanan pasien, biasanya yang sering digunakan adalah cara non invasif.

Elektroda yang digunakan pada cara ini berupa lempengan bahan logam yang dilapisi larutan

elektrolit.

Untuk memperbesar amplitudo sinyal diperlukan Penguat, karena agar dapat diolah sound

card maka sinyal EKG dari tubuh harus diperkuat sehingga amplitudo sinyal akan menjadi

maksimal 3 volt. Dengan demikian penguatan yang harus diberikan adalah sebesar 1000 kali.

Setelah itu sinyal diolah oleh PC. Sinyal yang masuk ke sound card kemudian akan diubah

menjadi sinyal digital yang diubah oleh software dalam bentuk bilangan. Selanjutnya bilangan

tersebut akan diolah sehingga dapat ditampilkan oleh monitor dan dicetak oleh printer.

Karena adanya aktivitas listrik yang dapat memicu aktivitas secara mekanis ini, sehingga

menyebabkan EKG dapat digunakan untuk mendiagnosis kecepatan denyut jantung yang

abnormal, gangguan irama jantung, serta kerusakan otot jantung. Oleh karena itu, apabila terjadi

kelainan pola listrik, maka biasanya juga akan disertai adanya kelainan mekanis atau otot jantung

manusia. Dan apabila jantung normal akan menghasilkan sinyal gelombang seperti dibawah ini

B. Cara Kerja

1. Mempersiapkan alat, yakni:

a. Mesin EKG yang dilengkapi dengan 3 kabel, sebagai berikut :

Satu kabel untuk listrik (power)

3

Satu kabel untuk bumi (ground)

Satu kabel untuk pasien, yang terdiri dari 10 cabang dan diberi tanda dan warna.

b. Plat elektrode yaitu

4 buah elektrode extremitas dan manset

6 Buah elektrode dada dengan balon penghisap.

c. Jelly elektrode / kapas alcohol

d. Kertas EKG

e. Kertas tissue/kasa

2. Persiapan oleh pasien

a. memberitahu kepada pasien tentang tujuan perekaman EKG

b. membuka pakaian pasien

c. membaringkan pasien secara terlentang dalam keadaan tenang selama perekaman.

3. Menempatkan Elektrode

Sebelumnya kulit pasien dibersihkan di sekitar pemasangan manset,kemudian diberi jelly dan

setelah itu kabel elektrode dihubungkan dengan pasien.

Elektrode extremitas atas dipasang pada pergelangan tangan kanan dan kiri searah

dengan telapak tangan.

Pada extremitas bawah dipasang pada pergelangan kaki kanan dan kiri sebelah dalam.

Posisi pada pengelangan bila diperlukan dapat dipasang sampai ke bahu kiri dan kanan dan

pangkal paha kiri dan kanan. Kemudian kabel-kabel dihubungkan : Merah (RA / R) lengan

kanan, kuning (LA/ L) lengan kiri hijau (LF / F ) tungkai kiri, dan (RF / N) tungkai kanan-hitam.

Kemudian dari hasil pemasangan tersebut terbentuk 2 sandapan (lead), yaitu :

1) Sandapan bipolar (sandapan standar) yang ditandai dengan angka romawi I, II, III

2) Sandapan Unipolar Extremitas (Augmented axtremity lead) yang ditandai dengan simbol

aVR, aVL, aVF.

3) Pemasangan elektroda dada (Sandapan Unipolar Prekordial) yang ditandai dengan huruf

V dan disertai angka di belakangnya yang menunjukkan lokasi diatas prekordium

4. Merekam EKG

1) Mengidupkan mesin EKG dan ditunggu untuk pemanasan.

2) Standarisasi EKG diperiksa kembali, antara lain kalibrasi 1 mv (10 mm) dan kecepatan

25 mm/detik

4

3) Melakukan kalibrasi dengan menekan tombol run/start dan setelah kertas bergerak,

tombol kalibrasi ditekan 2 -3 kali berturut-turut

4) Dengan memindahkan lead selector kemudian dibuat pencatatan EKG secara berturut-

turut yaitu sandapan (lead) I, II, III, aVR,aVL,aVF,VI, V2, V3, V4, V5, V6. Setelah

pencatatan, tutup kembali dengan kalibrasi seperti semula sebanyak 2-3 kali, setelah itu

mesin EKG dimatikan.

5) Alat-alat EKG dibersihkan dengan kasa atau tissue

6) Mencatat identitas pasien di kertas ekg bagian atas, yang berupa nama, umur,

tanggal/Jam, dan dokter yang merawat; serta yang membuat perekaman pada kiri bawah

KEGUNAAN

1. Untuk mengetahui adanya kelainan-kelainan irama jantung/disritmia

2. Untuk mengetahui kelainan-kelainan otot jantung

3. Untuk mengetahui pengaruh/efek obat-obat jantung

4. Membantu menemukan gangguan elektrolit (misalnya:hiperkalemia dan hipokalemia)

5. Untuk mengetahui adanya perikarditis

6. Memperkirakan adanya pembesaran jantung/hipertropi atrium dan ventrikel

7. Memandu tingkatan terapi dan risiko untuk pasien yang dicurigai ada infark otot jantung akut

8. Memungkinkan penemuan abnormalitas konduksi (misalnya: blok cabang berkas kanan dan

kiri)

9. Sebagai alat tapis penyakit jantung iskemik selama uji stres jantung

10. Untuk mendeteksi penyakit bukan jantung (misalnya:emboli paru atau hipotermia)

DAFTAR PUSTAKA

5

anonim. 2013. Elektrokardiogram. http://www.wikipedia.com. Diakses pada tanggal 6 Desember

2013

Fitria, Nova. 2012. Elektrokardiogram. http://nersnova.blogspot.com. Diakses pada tanggal 6

Desember 2013

6