pendahuluan

79
Julizar Nazar BM MKS 1 FISIKA KESEHATAN Oleh JULIZAR NAZAR BAGIAN FISIKA KEDOKETERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2007

Upload: oberon

Post on 21-Jan-2016

140 views

Category:

Documents


0 download

DESCRIPTION

FISIKA KESEHATAN Oleh JULIZAR NAZAR BAGIAN FISIKA KEDOKETERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS ANDALAS PADANG 2007. PENDAHULUAN. Fisika mempelajari segala sesuatu tentang alam ( Ilmu Alam) Secara umum dibedakan Atas Fisika: Mekanika (gaya & Gerak) Panas (Termofisika) Gelombang & Bunyi - PowerPoint PPT Presentation

TRANSCRIPT

Page 1: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 1

FISIKA KESEHATAN

Oleh

JULIZAR NAZAR

BAGIAN FISIKA KEDOKETERAN FAKULTAS KEDOKTERAN UNIVERSITAS ANDALAS

PADANG2007

Page 2: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 2

PENDAHULUAN

Fisika mempelajari segala sesuatu tentang alam ( Ilmu Alam)

Secara umum dibedakan Atas Fisika: - Mekanika (gaya & Gerak)- Panas (Termofisika)- Gelombang & Bunyi- Cahaya & benda-benda Optik- Listrik & Magnit- Radiasi & Elektromagnetik- Materi : Gas, Cair dan Padat

Page 3: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 3

FISIKA KESEHATAN

Menerapkan Prinsip2 ( teori2) Fisika dalam Bid. Kesehatan dg Fokus utama

I. Aplikasi Prinsip Fisika pada tubuh manusia ( Fisika Tubuh Manusia).

II. Aplikasi prinsip Fisika pada alat-alat kesehatan/atau kedokteran (Instrumentasi) baik ut Diagnosa, terapi atau sebagai alat penunjang.

Page 4: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 4

• Beberapa aktivitas (kerja) keperawatan yg terkait dg aplikasi teori fisika atl:

• Mengukur tekanan darah ( Mek. Fluida)

• Membantu kelahiran ( Tekanan Mekanika)

• Mengukur suhu pasien ( Termofisika)

• Penggunaan Steteskop & USG ( Fisika Bunyi)

• Penggunaan Vakum & Inkubator ( Instrumentasi)

• Dll

Page 5: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 5

BIOMEKANIKA

1: KESETIMBANGAN PADA TUBUH

A. SEGMEN TUBUH, TITIK BERAT DAN GARIS BERAT TUBUH.

- Tubuh tdd. Segmen-segmen yang diperantarai oleh sendi.

- Segmen tubuh tdd. Kepala, leher, badan, panggul, Kaki (tdd: paha, kaki bawah dan telapak kaki), tangan (lg.atas, bawah, tlp.tangan).

- Setiap segmen mempunyai titik (pusat) berat yaitu: titik dimana

massa segmen terpusat.

Page 6: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 6

keseimbangan- Tubuh berada dalam kesimbangan jika Titik berat

masing-masing segmen terletak pada satu garis lurus ( garis berat tubuh) dan . tegak lurus (erectus) pada bidang penyangga (base of support)

- Jika TB suatu segmen bergeser, maka pergeseran ini

akan dikompensasi oleh pergeseran Titik Berat segmen yang lain dengan arah berlawanan untuk mempertahankan keseimbangan.

- Total TB berat wanita = 55 % dari tinggi berdiri.

pria = 56 %

Page 7: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 7

Page 8: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 8

Postur tubuh yag baik adalah posisi tegak lurus dan seimbang.

Posisi yg baik adalah: 1. Comfortable

2. Tak ada regangan pada ligamen dan otot3. Aktivitas metabolic minimum

4. Segmen-segmen tubuh lurus.

Postur tubuh seseorang sangatlah induvidual.

Page 9: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 9

Perubahan (peningkatan ) postur tubuh dapat dilakukan dengan latihan (exercises)

Program latihan biasanya meliputi: Endurance, Strength and flexibility

Program latihan haruslah:Terarah, terstruktur (terpola), continue dan

tidak memaksa

Page 10: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 10

GAYA

Gaya: Tarikan / Dorongan yang bekerja pada suatu benda. Merupakan penyebab terjadinya gerak pada benda.

Namun tidak semua gaya yang bekerja pada benda dapat menyebabkan gerak. Gaya baru dapat menggerakan benda apa melebihi Inertia (kelembaman) benda.

Inertia benda: Kemampuan atau kecendrungan benda untuk mempertahankan posisinya ( HK. Newton I).

Pada Benda Diam , Inertia benda sama dengan gaya normalnya.

Secara teori Gaya dapat dihitung dengan menggunakan persamaan Hk. Newton II.

F = m.a ( Newton)

Page 11: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 11

GAYA PADA TUBUHAsal : Ekstrenal: Gravitasi, Listrik & magnit

Internal : Otot dan ListrikPengaruh: Grvitasi: tekanan karena beban, Varises, hernia, urolithiasis.

Listrik : Hant. syaraf, Pemb. tulang Otot : Mengangkat benda,

Menarik, mendorong, mengedan dll.

Mekanika: Statis : Keseimbangan duduk, berdiri Dinamis: Prinsip Gerak , berjalan, berlari, Gesekan: Prinsip mempertahankan

keseimbangan: meluncur.

Page 12: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 12

C. GAYA PADA KEADAAN STATIK

Merupakan prinsip keseimbangan (balance)

Dasar Teorinya: Hk. Newton I ( Hk. Inersia)

Sarat benda berada dalam kesetimbangan:

1. Gaya = 0 ( baik Fx maupun Fy)

2. Momen = 0

dimana M = F. l

Jika M > 0, sistem akan bergerak berputar dengan pangkal lengan (sumbu) sebagai titik acuan.

Pada sistem pengungkit, kesetimbangan harus memenuhi sarat M harus 0.

Page 13: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 13

Otot bersama tulang identik dg pengungkit yg akan menyebabkan timbulnya gerakan (movement).

Pengungkit tdd:

a. Sumbu (Fulcrum) b. Titik Usaha ==> Gaya otot bekerja

c. Ttk.Tahanan (Resistance) ==> bag. yg ak. Digerakkan

d. Lengan usaha dan L. tahanan

W

R

Lr

Lw

Page 14: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 14

Ada 3 type pada sistem pengungkit.

I.Sumbu (F) tlt. antara G. Aksi (W) dan Reaksi (P)

II. W terletak antara F dengan P

III. P terletak antara F dengan W

Page 15: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 15

Pada tubuh, sistem otot, tulang dan sendi bekerja mirip seperti sistem pengungkit; dimana sendi bertindak sebagai sumbu, otot sebagai gaya penahan (P) sedangkan massa tubuh dan beban sebagai gaya aksi (W).

> W > P

Untuk memperkecil P akibat W, maka diusahakan untuk memperkecil M dengan cara memperpendek lengan (l) terhadap sumbu

Aplikasi: sikap berdiri, duduk, mengangkat barang

Page 16: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 16

2. MEKANISME GERAK TUBUH (Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis)

Gerak: Perubahan / perpindahan CG tubuh Terdiri dari: 1. Translasi: mengikuti garis lurus 2. Rotasi : Mengikuti perubahan sudut

3. Gabungan translasi + Rotasi Dasarnya: HK. Newton II. Pada GLBB: a = F/m atau F = m.a

Pada gerak berputar: Fs = m. ac

ac = perc. Sentripetal = Vt 2 /r

Vt = Kec. Tangensial = 2r/t. sehingga

Vt tergantung pada r (jari-jari lingkaran).

Page 17: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 17

Tubuh tdd. Segmen2 yg mobil ==> Postur dan gerakan

Antara segmen dipersambungkan oleh sendi

Tendon terikat pd tulang ==> bag. Dari otot yang kuat. ==> menarik tlg.

Gerakan dasar tubuh: a. bid. Sagital tdd : fleksi & ekstensib. bid. Frontal : Abduksi & adduksi

c. mengelilingi sb. Vertikal ==> rotasid. Gab. Gerakan dasar ==> oblikasi (oblique

movement)

Page 18: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 18

Berlari & berjalan sebenarnya adalah gerak berputar berulang-ulang yang berlansung ditungkai dan kaki pada articulatio caxae dan berakibat gerak translatory dengan panjang kaki r.

Dari pers. Vt = 2r/t , V akan > jika r juga >

Pada orang yang tinggi kurus diperlukan sedikit F untuk bisa bergerak lincah dibanding orang yang gemuk pendek.

Page 19: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 19

Untuk timbulnya gerak: otot harus menarik tulang

Satu otot dp menimbulkan satu atau lebih gerakan tergantung pada sudut tarikannya.

Otot dapat diidentikan sbg tali pada katrol (pulley) dan sendi sebagai katrolnya.

Page 20: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 20

Kestabilan (tubuh) tergantumg pada: a. Luas bidang penyangga (base of support) b. Tinggi rendahnya titik berat total (c.g total)

c. Besar kecilnya gesekan (friction)

Beberapa teori yg berperan dalam gerakan tubuh diantaranya adalah:

I. Hukum Inertia ( Hk. Newton I)II. Teori Akselerasi ( Hk. Newton II)

III. Hk. Reaksi (Hk. Newton III)

Page 21: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 21

Gaya yg diperlukan ut menggerakan tubuh disediakan oleh otot ( Force of muscle).

- Besarnya gaya otot tergantung pada ukuran serat otot ( size of muscle fibers)

- Arah Gaya tgt pd insersi dan sudut tarikan- F otot tdd: Rotary and nonrotary

component.- Rotary comp. Menggerakan sendi

- Nonrotary comp. Mensatabilkan sendi- Jika dua otot bekerja pada sendi yang sama,

maka Resultan Gerakan tgt pd: type sendi, sudut tarikan dan besar gaya masing2 otot.

Page 22: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 22

Kerja adalah gaya dikali jarak. Pada otot kerja dapat dihitung jika luas penampang lintang

dan gaya rata-ratanya diketahui.

Dorongan (impetus) yg diberikan pada suatu benda agar dapat bergerak haruslah melebihi

inertia benda tsb. Dan dapat diperbesar dengan menggunakan alat. Ex. Stick baseball,

golf, etc.

Mengurangi cedera dari gerakan yg diterima tubuh dapat dilakukan upaya: menggunakan bantalan (pad), memperlambat waktu sentuh,

dan merubah arah gerak.

Page 23: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 23

HUKUM NEWTON III

AKSI = - REAKSI

-. Fenomena ini menimbulkan tegangan pada otot ketika tubuh mendapat beban.

-. Juga terlihat pada sistem keseimbangan dan pergeseran titik berat tubuh.

Page 24: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 24

3. APLIKASI LAIN PRINSIP MEKANIKA PD TUBUH(M.1.3.1.3)

1. Resultant Gaya Pada traksi, perbaikan pada ortodonti, 2. Momentum (P) dan Impuls (I) Gaya. Pada Gerak Lurus Beraturan : P = m.VPada GLBB pada benda yang berbenturan:

F = m.a dimana a = (V2 –V1)/t

Sehingga: F.t = m(V2 –V1) = I I = m.V = F.t

Page 25: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 25

I = Impuls gaya yaitu tenaga yang menimbulkan m.V sedangkan t adalah lama benturan.

Pada O.R. “ Body contact” sep. Beladiri; untuk menghindari cedera pada jaringan lunak dan otot sewaktu terjadi tumbukan dapat dilakukan dengan cara memperkecil atau meniadakan waktu kontak saat berbenturan.

Page 26: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 26

3.HK.NEWTON TENTANG GRAVITASI

F = ( m1.m2)/r2

= 6,670 . 10-11 N. m2/kg

m1 = massa benda m2 = massa bumi

Berat benda = W = m.g g = ( . m2)/r2

dan m2 konstan maka g berbanding terbalik dengan jarak pangkat dua dari suatu tempat.

Page 27: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 27

Konsekuensinya: Benda semakin ringan jika semakin jauh berada dari pusat bumi.

Pada keadaan tubuh tanpa bobot (semu) orang akan mudah melakukan gerakan yang diinginkannya karena tak ada usaha yang diperlukan.

Page 28: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 28

MEKANIKA FLUIDACode: M.1.3.2

OLEH

JULIZAR NAZAR

BAGIAN FISIKA KEDOKTERANFAKULTAS KEDOKTERANUNIVERSITAS ANDALAS

Page 29: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 29

Pendahuluan

Fluida : Benda yang dapat mengalir : Cairan & gas.

Study yang membahas fluida khususnya cairan (liquid) dalam keadaan diam disebut Hidrostatika, dalam keadaan bergerak disebut Hidrodinamika

Page 30: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 30

HIDROSTATIKA (M.1.3.2)

1. Densiti dan Aplikasinya (M.1.3.2.4)

= m/V-. Berat Jenis (Spesific Gravity = SG)= z/a

-. merupakan karakteristik suatu zat.

-. Perbedaan komponen- komponen yang terlarut dalam larutan dapat dimanfaatkan untuk pemisahan kompenen-komponen tersebut.

-. Penentuan suatu zat tertentu dapat digunakan sebagai alat bantu diagnosa.

Page 31: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 31

Prinsip Archimedes.• Jika sebagian atau seluruh dari

benda berada dalam suatu fluida maka benda tersebut akan mendapat tekanan ke atas (gaya apung=Gaya Archimedes) sebesar berat fluida yang dipindahkan oleh benda tersebut.

Fkeatas = .g.V

Page 32: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 32

-. Perbedaan zat yang tercelup dengan fluida menimbulkan fenomena terapung, melayang dan terbenam.

-. F Archimedes benda kehilangan W sebesar berat V zat cair yang dipisahkannya.

-. Pemanfaatan: melatih anggota tubuh yang kurang berfungsi dalam air agar lebih mudah digerakkan.

-. Normalnya kepala janin dalam uterus menghadap ke bawah karena : kepala > badan, Vkepala < Vbadan sehingga Fbadan > Fkepala

Page 33: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 33

2. Tekanan Hidrostatik dan Aplikasinya Pada Fluida (M1.3.2.5)

P = F/ASatuan : N/m2 = Pa (Pascal)

- mmHg = Torr - Lb/inch

- mm H2O - Atm

- BarAlat Ukur: Barometer P udara luar ( terbuka) Manometer P udara tertutup

Page 34: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 34

a. Tekanan pada bejana tertutup

-. Tekanan yang dikerjakan pada fluida dalam bejana tertutup diteruskan ke semua arah tanpa berkurang besarnya (Hk. Pascal).

-. Fluida diam menggunakan tekanan tegak lurus terhadap permukaan wadahnya.

-. Tekanan pada fluida

P = .g.h-. Tekanan pada ketinggian yang sama dalam fluida

adalah sama.

Page 35: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 35

b. Tekanan pada bejana terbuka

Pa = Po + .g.ha

Pb = Po + .g.hb

Pa – Pb = .g (ha-hb)

P = .g.h

Page 36: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 36

C. P Atmosfir, P mutlak dan P lebih

P atmosfir (Po) : Tekanan udara pada permukaan laut = 1 Atm = 760 mmHg

= 1030 cmH2O

P mutlak (Pm) : Tekanan sebenarnya yang terdapat pada sistem (selalu positif)

P lebih (Pl) : Selisih Pm – Po

Pl = Pm - PoNilainya bisa (+) bisa (-)

Page 37: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 37

-. P yang terukur oleh instrumen sebenarnya adalah P lebih dari sistem tersebut.

-. Jika P sistole yang terukur = 100 mmHg maka Pm sistole sebenarnya adalah 860 mmHg.

-. Pl (baik + maupun -) sangat penting artinya bagi fungsi fisiologis tubuh.

-. Pada jantung, Pl = + diperlukan untuk aktivitas sistem peredaran darah.

-. Pada Paru Pl = - diperlukan untuk inspirasi.

Page 38: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 38

D. Aplikasi Tekanan Pada Tubuh atl pada:

a. Tekanan Darah

b. P pada Rongga Kepala: Cameron;p-107

c. P pada Mata: Cameron; p – 108

d. P pada Sistem Pencernaan: Cameron; p-109

e. P pada Rangka (Skeleton): Cameron; p-110

f. P pada Ureter: Cameron; p – 112.

Page 39: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 39

HIDRODINAMIKA ( M1.3.3)Tujuan Instruksional Umum:Mahasiswa mampu memahami Prinsip-prinsip Hidrodinamika dan

aplikasinya dalam bidang kedokteran khususnya pada tubuh manusia.

Tujuan Instruksional khusus.Mahasiswa mampu memahami tentang: 1. Jenis aliran2. Aplikasi Hukum Kontinuitas dan Pers. Bernaulli3. Peran Viskositas pada sistem sirkulasi.4. Aplikasi Hk. Pouseulle pada aliran dan tekanan darah5. Aplikasi Hk. Stokes pada mekanisme Laju Endap Darah

Page 40: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 40

I. JENIS ALIRAN

1. Aliran Fluidaa.   Streamline (laminar): Partikel fluida mengkuti sebuah

lintasan lurus dan tidak saling menyilang satu sama lain.

b.  Turbulen (berolak): tidak mengikuti lintasan lurus. Kecepatan partikel dapat berubah setiap saat.

  1. r pembuluh diperkecilLaminer ================== turbulen 2. v ditingkatkan v kritis

vc = k. /.r

Page 41: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 41

dimana k = konstanta Reynold

= 1000 untuk air

= 2000 untuk darah.

 

Pengukuran P darah dengan Sphygmo- manometer ditentukan berdasarkan adanya bunyi turbulen pada Arteri brachialis yang dibuat dengan cara menekannya dengan manset.

Page 42: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 42

2. Debit Pada Pipa Pengaliran

laju alir massa = m/t vol. Fluida = V=A.l Kec. Fluida = v = l/t m/t = . V/t =. A.l/t = . A.vpers. Kontinuitas

1. A1.v1 = 2. A2.v2 atau

A1.v1 = A2.v2

A1 A2

v2

v1

Page 43: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 43

V/t = laju alir volume fluida.= A.l/t = A.v yang disebut juga debit pengaliran (Q).

Q = A.v

  Pers. Kontinuitas dapat terlihat pada sistem peredaran darah. Darah mengalir dari jantung masuk ke aorta arteri dan seterusnya ke pembuluh kapiler yang berbeda luas penampangnya sehingga v nya juga berbeda.

Page 44: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 44

3. Prinsip Bernoulli

Bilamana kec. fluida tinggi tekanan rendah sebaliknya v rendah P tinggi.

  P1 + ½ v12 + gh1 = P2 + ½ v2

2 + gh2

  Pers. Bernoulli berlaku jika

a. Fluida tidak viscous

b. Fluida tidak termampatkan.

c. Aliran laminar dan steady state

A1

A2

y2

y1

P1

l2l1

v1

v2

Page 45: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 45

Pada prinsipnya Pers. Bernoulli adalah perubahan Energi potensial Energi kinetik.

 

Aplikasi:

1.  Venturimeter: alat untuk menentukan kecepatan aliran darah dalam pembuluh.

2.  Menjelaskan mekanisme terjadinya TIA (Transient Ischemic Attack).

(baca:Fisika Untuk Ilmu-ilmu Hayati Bab Fluida)

Page 46: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 46

4. Viskositas

Defenisi: Ukuran kental atau cairanya suatu fluida yang merupakan Gesekan Internal yang dimiliki oleh fluida tersebut.

Pada liquida: disebabkan oleh gaya kohesi Pada gas: oleh tumbukan antar molekul.

 F = .A.v/y F = Gaya alir = viskositas A = luas lempengan V = kec. Alir y = jarak lempengan ke dinding pembuluh.

F

A y

v

Page 47: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 47

HK. Poiseulle atau

 

 

Identik dengan Hk. Ohm. V = R.I P = V. ; 8l/rr = R ; Q = I

Qr

lP

4

8

l

PPrQ

8

)( 214

rP1P2

l

V/t=Q

Page 48: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 48

Pada Sistem peredaran darah:  BP = CO X PVR

  BP = Blood Pressure = tekanan darah Bervariasi sesuai dg. siklus pompa jantung Min pada P diastole, Maks pada P systole.

= P pada hk. Poiseulle = V pada hk. Ohm CO = Cardiac Output = curah jantung = volume darah yang

dipompakan jantung sesuai dengan siklus resolusi pompa jantung = Q atau V/t pada Hk. Poiseulle = I pada hk.Ohm 

PVR= Pheripheral Vascular Resistance = tahanan pembuluh perifer.

Tergantung pada luas penampang atau jari-jari pembuluh. = 8l/r4 pada Hk. Poiseulle = R pada hk.

Ohm

Page 49: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 49

Jika R, utk. mempertahankan Q, P harus Faktor- faktor yang menyebabkan R

antara lain:

1. Viskositas meningkat (zat terlarut ) 2. Jari-jari pembuluh mengecil

Pada Olah Raga atau exercise

P meningkat

R menurun

Q bertambah

Page 50: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 50

-. Pada Jantung; Daya keluaran (D = CO) adalah usaha (W) yang dikerjakan jantung persatuan waktu (t) untuk memompakan darah selama satu siklus resolusi jantung.

 D = W/t  -. Jika darah bergerak sejauh x dalam waktu t maka D =

F.x/t = F.v , dimana x/t = v adalah laju rata-rata darah dalam pembuluh dan F adalah gaya kontraksi otot jantung.

F juga menyebabkan P pada aorta dengan luas penamp. A ( F = P.A).

D = F.v F = P.A D = P.A.v A.v = Q

Maka D = P.Q

Page 51: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 51

Soal

1.   Hitung R total pembuluh darah sistemik jika diketahui P antara vena cava dan aorta rata-rata = 98 mmHg. Volume denyut jantung atau CO = 70 ml, Frekuensi denyut jantung = 72 X / menit.

2.   Hitung Daya serta uasaha yang dilakukan jantung selama 2 menit jika darah sudah beredar sejauh 2 m dari aorta.

Page 52: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 52

5. Laju Endap Darah (LED)

Gaya jatuh W = 4/3 r3 b g

Gaya F = 4/3 r3 c g

Gaya hambat = W – F

Menurut Stokes:

W – F = 6 r v

 

V = 2 r2 g (b - c )/9

F = W

F = .v.g

Page 53: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 53

dimana V = Kec. Pengendapan (laju endap)

b = density partikel

c = density zat cair. = viskositas zat cair.  -. Pada peny. Reumatik dan Gaut eritrosit cenderung

berkelompok sehingga r V -. Pada penderita haemolytic jaundice (pemecahan

Hb yang berlebihan) r cenderung v juga -. V normal untuk pria : 2 – 7 mm / 0,5 jam wanita : 3 – 10 mm / 0,5 jam

Page 54: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 54

DASAR-DASAR FISIKA RADIASI

Radiasi: Energi yang berpindah tempat yang terjadi secara spontan, continu dan tidak memerlukan medium.

Cakupan materi:1. Sumber Radiasi 2. Jenis radiasi 3. Mekanisme terjadinya radiasi4. Kualitas & Kuantitas Radiasi5. Alat ukur radiasi6. Efek biologi radiasi 7. Proteksi radiasi 8. RadiodiagnOsa9. Radioterapi

Page 55: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 55

I. SUMBER RADIASI

1. Alami (Natural):

Ex.: Cahaya matahari, sinar cosmic, cahaya UV, IR, Tampak &Radioaktif alami (U, Rd. Ra,Ga, Po, Fr, Lw)

2. Buatan (artificial)

Ex. Cahaya lampu, Laser, sinar-X

Page 56: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 56

II. JENIS RADIASI

1. Gelombang elektromagnit (gem):

Ex.: Cahaya matahari, sinar cosmic, cahaya UV, IR, panas, sinar-X laser dan sinar gamma.

2. Partikel

Ex.: partikel beta / elektron

alfa, proton, netron dan positron.

Page 57: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 57

III. MEKANISME TERJADINYA RADIASI

1. Desintegrasi inti (Fisi)

2. Penggabungan dua inti

3. Perubahan Lintasan elektron

4. Getaran inti

Page 58: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 58

IV. KUALITAS & KUANTITAS RADIASI

1. Kualitas Radiasi

a. Koefisien transformasi ()

laju perubahan inti untuk menghasilkan

radiasi.

b. Waktu paruh (T1/2 )”

Waktu yang diperlukan atom untuk meluruh

menjadi separohnya

Page 59: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 59

2. Kuantitas Radiasi a. Kuantitas aktivitas sumber radiasi i. Bequerell (Bq)

1 Bq = 1 tps II. Curie (Ci)

1 Ci = 3,7.1010 tps

b. Kuantitas Energi y diserap (Dosis radiasi) 1. Gray (Gy) 1 Gy = 1 J/kg 2. Rad (radiation absorbed Dosis)

1 rad = 100 erg/gr1Gy = 100rad

c. Dosis Radiasi Eksternal 1. Penyinaran (X) 1 X = 1 C/ kg udara 2. Rontgent (R) 1 R = 1 sC/ cm3 udara.

Page 60: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 60

ALAT UKUR (DETEKTOR) RADIASI A. PENGHITUNG JUMLAH RADIASI (AKTIVITAS)

1. Geiger Muller Counter (GMC)

2. Penghitung Bilik ionisasi

3. Penghitung Skintilasi

4. Penghitung partikel berisi gas

5. Penghitung Cerenkov

6. Penghitung Semi konduktor

B. Penghitung Dosis yang diserap (Dosimeter)

1. Dosimeter saku

2. Lencana Film (Film Badge)

3. Dosimeter Termoluminesens (TLD)

4. Dosimeter Alanin Electron Spin Resonance (A-ESR dosimeter

C. PeLacak Distribusi Radiasi dalam Tubuh

1. Rectiliner Scanner

2. Gamma Camer

3. Camera Positron Emision Tomography (Camera PET)

Page 61: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 61

EFEK BIOLOGI RADIASI

- Didasarka pada nilai kuantitatif Dosis radiasi terhadap respon tubuh

- Tingkat kerusakan: mulai dari molekul, sel, jaringan dan organ.

A. Mekanisme Efek1. Langsung: Mendisosiasi molekul setelah terjadi peristiwa ionisasi dan aktivasi

2. Tidak Langsung: Efek muncul setelah beberapa waktu objek terpapar radiasi. Mekanismenya melalui pemebentuka radikal bebas Molekul H2O (H. & .OH) dan molekul peroksida (H2O2).

Page 62: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 62

B. Sifat Efek Radiasi 1. Akut: Terpapar dengan dosis yang tinggi dalam jangka waktu yang singkatEx: Sindrom Hemopuitik, Gangguan sal.cerna, Gangguan SSP, pelepuhan, perubahan pigmentasi dan Kemandulan

2. Kronik: Terpapar dengan dosis yang rendah tetapi dalam jangka waktu yang lama atau berulang-ulang.Ex: Leukemia, Ca Paru, Ca tulang, teratogenik, dan perubahan genetika.

Page 63: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 63

PROTEKSI TERHADAP RADIASI

Tujuan: Menghindari efek yang tidak diinginkan terhadap makluk hidup.

1. Proteksi Radiasi EksternalSumber Radiasi : Sinar-X, Cemaran lingkungan atau kebocoran pusat tenaga radiasi.

A. Pekerja Radiasi 1.Minimalkan waktu paparan.2. Maksimalkan jarak dengan sumber radiasi 3. Gunakan paju pelindung4. Lindungi sumber radiasi dengan shield5. Gunakan filter untuk mengurangi intensitas6. Atur kolimator untuk Sinar-X7. Berdiri dibelakang sumber Radiasi

Page 64: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 64

B. Pasien

1. Gunakan dosis yang tepat2. Usahakan ulangan terapi seminal mungkin3. Khusus untuk mata, gunakan “Lead Eye Shield”.

2. Proteksi Radiasi InternalSumber radiasi sengaja dimasukan kedalam tubuh. Misalnya pasien yang terapi dengan radiofarmaka. Bahaya Radiasi dapat dikurangi dengan cara:1. Memastikan kelayakan pasien untuk bisa diterapi dengan radiasi.2. Pastikan instrument pemantau bekerja dengan baik3. Pilih Radiofarmaka yang cocok.4. Tempatkan pasien pada ruang khusus5. Perawat dan keluarga pasien harus menggunakan baju

pelindung.6. Kotoran pasien harus dibuang pada temapt yang khusus

Page 65: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 65

RADIASI UNTUK DIAGNOSIS

Prinsipnya: Serapan radiasi oleh jaringan yang sakit berbeda dengan serapan radiasi oleh jaringan yang normal.

Diagnosis ditegakkan berdasarkan hasil pencitraan atau perhitungan dosis radiasi yang diserap.

Diagnosis dengan radiasi dapat memberikan informasi tentang:1. Struktur morfologik jaringan2. Fungsi biologik suatu organ3. Proses metabolisme suatu zat.

Page 66: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 66

DIAGNOSIS PENYAKIT DENGAN RADIASI 1. Kelainan Tiroid.

Menilai Fungsi kel. Tiroid:Sumber Radiasi: Iodium-131Detektor: Penghitung SkintilatorCaranya: Pasien disuruh menelan Kapsul I-131 8 Ci, setelah 24 jam, jumlah I-131 dihitung dengan detektor selama 1 menit.Normal: serapan 10 – 40 %Hypertiroid: > 40 % Hypotirod: < 10 %

2. Kelainan Fungsi Ginjal.Menilai Fungsi Renal Blood Flow, Filtrasi Glomerulus dan sekresi tubulus.Sumber Radiasi: Asam hipurat(I -131) dan Dimetil Succinic AcidDetektor: Gamma CameraPrinsipnya: Radioisotop mempunyai afinitas yang tinggi dan terakumulasi pada organ ginjal sehingga dapat menilai fungsi ginjal

Page 67: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 67

3. Kelainan Fungsi Tulang.Menilai Fungsi tulang

Sumber Radiasi: P-32, Sr-85, Ba-13, Ca-45, Tc-99m MEDPDetektor: Camma CameraPrinsipnya: Serapan radiasi akan lebih tinggi pada daerah yang sedang berkembang (terutama pada tumor / kaker)

4. Kelainan Fungsi Otak.Menilai: Perfusi otak, kematian jaringan, tuomr, dan gangguan metabolisme pada otak.Sumber Radiasi: RI Tc-99m Na-perteknetat, d,l HMPAO, CBPAO, ECD dan Detektor: Gamma Camera atau Camera PET

Page 68: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 68

5. Diagnosis Fungsi Paru.Menilai Fungsi fungsi paru dan proses perfusi alveoli dan sirkulasi udara.Sumber Radiasi: Xe-131, Kr-81, Tc-99m DTPA semua berbentuk aerosolDetektor: Camma Camera, PET dan Skintilator

6. Diagnosis Fungsi Jantung.Menilai : Dinamika aliran darah digunakan I-131 albumin atau Tc-99m Na-perteknetat.Untuk Perfusi jantung digunakan Cs-129, K-43, I-131 dan Ti-klorida.Untuk Ischemia dan nekrosis jantung digunakan Tc-99m MIBI dan TebroximDetektor: Gamma Camera, PET atau Skintilator.

Page 69: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 69

7. Diagnosis Penyebab suatu penyakit.Prinsipnya memanfaatkan reaksi spesifik antigen –

antibody.Radioisotop Ga-67, Dy-167, In-111 dan Tc-99m antibody –metionin dapat digunakan untuk menenrtukan penyebab terjadinya nekrosis jantung.R.isotop I-111 oksin-tropolin dan Tc-99m antiagranulosit dapat menentukan penyebab inflamasi suatu jaringan.

8. Diagnosis Lain-lain.Cr-51 digunakan untuk penentuan volume darah

H-3 digunakan untuk menentukan volume air tubuh.Au-198 dan Tc-99m digunakan untuk menilai fungsi hepar, empedu, limpa dan lokasi pendarahan.

Page 70: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 70

RADIOTERAPI

Prinsipnya :Umumnya ditujukan untuk terapi kankermerusak jaringan kankerMenurut hukum bergonie & Tribondeu” Makin aktif suatu jaringan atau sel berpoliferasi makin sensitif pula sel atau jaringan tsbt terhadap radiasi.

Page 71: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 71

Berdasarkan Hk. B & T diatas maka tumor dibedakan :

1. Tumor ganas yang radiosensitif : mudah dihancurkan dengan penyinaran 3000- 4000 rad dlm waktu 2 – 4 minggu

2. T. ganas radioresponsif: baru dapat sembuh pada penyinaran 4000 – 5000 rad selama 4 – 5 minggu

3. T.ganas radioresisten : membutuhkan dosis > 6000 rad selama 4 – 5 minggu

Page 72: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 72

Yang perlu diperhatikan pada RT

a. Jenis radiasi yang digunakan : sinar X

b. Jenis sel : embrionic atau bukan

c. Lingk, target: sensivitas & suplay darah

d. RBE : RBE> efek juga >

Page 73: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 73

Perencanaan Terapi Radiasi

Tujuan :mendapatkan hasil yang optimum dan efek samping yang minimum

Caranya :1. Tetapkan letak dan luas target2. Tetapkan metoda yang digunakan3. Perkiraan toleransi jaringan disekitar

target

Page 74: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 74

Ad.1. Luas target

• Tumor pada kulit sinar –X 50 KV

• Dibawah kulit dpt dilakukan dgn perabaan

Diterapi dengan sinar –X 100 – 140 KV

• Jauh dibawah permukaan kulit pencitraan.

Diterapi sinar - X 200 – 400 KV

Page 75: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 75

Ad.2. Tekhnik Penyinaran

• Mempertimbangkan “Distribusi dosis dengan maksimum pada target dan minimum terhadap jaringan disekitar target

Berdasarkan letak target dibedakan atas :A. Satu lapangan (satu arah): tumor permukaan kulit.

B. Beberapa lapangan (teknik rotasi) ditujukan untuk tumor dibawah kulit

Page 76: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 76

Berdasarkan Distribusi dosis dibedakan atas :1. T.Lapangan tetap (fixed field theraphy):

teknik ini dibedakanatas :a. Teknik satu arahb. Teknik dua arah, terdiri : i. Cross Fire Technic :

ii. Teknik tangensial : Ca mammac. Teknik 3 lapangan berhadap-hadapan

2. Teknik Rotasi : dibawah kulit

Page 77: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 77

Metoda Terapi Dengan Radiasi

1. Metode Jarak jauh :

- Sumber radiasi berada diluar tubuh

- Penyinaran : waktu – waktu tertentu

- Sbb radiasi : Sinar X 205, 250 – 1000,

>400 KV dan CO-60

Page 78: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 78

2. Metode Jarak Dekat (Brachiatheraphy) Sb Radiasi terletak pd atau dalam target . Miss: Inplant Au-198 pada tumor

3. Terapi dgn Radioisotop /Radio Farmaka- Sb radiasi dimasukan ke dlm tubuh dan mengikuti aliran darah- sb radiasi selalu menggunakan bahan pembawa (vehicel)- Sb Radiasi akan sampai ke target setelah mengikuti aliran darah yang mensuply kebutuhan target- Interaksi : seleksivitas dan sensitivitas antara target dengan radio Isotop

Page 79: PENDAHULUAN

Julizar Nazar BM MKS 79

Daftar Pustaka

1. Fisika Kesehatan : Herman Cember

2. Medical Physics : Cemeron

3. Perlindungan Radiasi bagi Pasien dan Dokter Gigi: Cris Edwards DKK