Attachment(26)

Aplikasi kelistrikan dan magnet dalam kesehatan 1. Kejutan Listrik (Electrical shock) Syok listrik atau kejutan listrik adalah suatu nyeri pada saraf sensoris yang diakibatkan aliran listrik yang mengalir secara tiba tiba melalui tubuh. Menurut Gabrie (1996:262) Bahaya syok listrik sangat besar, tubuh penderita akan mengalami ventricular fibrillation (fibrilasi ventrikel) yang kemdiaan diikuti dengan kematian. Penggunaan instrumentasi elektronik pada waktu melalakukan pengobatan dan diagnostik tanpa memperhatikan persyaratan yang ada akan timbul bahaya syok. Dalam bidang kedokteren ada dua macam syok listrik, yaitu syok yang dibuat dengan tujuan tertentu dan syok tanpa tujuan tertentu. a. Syok dengan tujuan tertentu Syok listrik ini dilakukan atas dasar indikasi medis, dalam bidang kesehatan dikenal dengan “electric syok”/electro convultion therapy”. Beberapa penderita psikosis (gangguan jiwa) sengaja dilakukan syok dengan tujuan terapi dimana di antara temporalis kanan dan kiri penderita dialiri arus listrik dalam orde 0,5 A sampai 1,5 A dengan tegangan sebesar 80 sampai 110 volt dalam waktu 1/10 sampai 1/5 detik. b. Syok tanpa tujuan tertentu Timbulnya syok ini akibat dari suatu kecelakaan. Faktor – faktor yang menyokong sehingga timbulnya syok listrik antara lain: 

Petunjuk penggunaan alat – alat yang kurang jelas.



Prosedur testing secara teratur .



Peralatan EKG yang lama tanpa menggunakan transformator.



Petuga – petuga yang kurang latihan



Kurang pengertian akan kelistrikan maupun bahaya – bahaya yang ditimbulkan



Kurang pengertian tentang cara – cara proteksi bagi petugas sendiri maupun penderita.

Syok yang timbul karena kecelakaan di kenal dengan earth syok. Seseorang memperoleh syok apabila salah satu bagian tubuh menyentuh kawat fasa sedangkan bagian tubuh lain menyentuh kawat netral. walaupun petugas sudah memakai sepatu dengan alas karet, syok dapat pula terjadi. Berdasarkan besar

1

kecilnya tegangan maka earth shock dapat dibagi dalam low temsion shock dan high tension shock. 

Low tension shock (syok tegangan rendah) Low tension shock terjadi berkaitan dengan pemakaian generator yang menghasilkan arus listrik dengan tegangan rendah atau berkaitan dengan pemakaian lampu panas radient atau lampu sinar ultra ungu.



High tension shock (syok tegangan tinggi) High tension shock terjadi berkaitan dengan pemakaian generator tegangan tinggi, generator gelombang pendek atau step up transformator. Penderita yang mengalami syok, kulit badannya akan mengelupas seluruhnya. Syok semakin serius apabila arus yang melewati tubuh semakin besar.

Menurut hukum Ohm, besarnya arus listrik tergantung pada tegangan dan tahanan yang ada,

(1)

Berarti tegangan penting dalam menentukan beberapa arus yang dapat dilewati oleh tahanan yang diberikan oleh tubuh. Ada bebarapa parameter yang berperan mempengaruhi tingkat syok dinataranya yaitu: a. Seseorang akan menderita syok lebih serius pada tegangan 220 volt daripada tegangan 80 volt, oleh karena kuat arus pada tegangan 220 volt lebih besar daripada tegangan 80 volt dengan nilai R yang sama. b. Basah tidaknya kulit penderita c. Basah tidaknya lantai Menurut Skofronick, J.G. dan Cameron. J. R. (1978:233-250) Sekitar 50% dari pria dewasa merasa arus 60 Hz ini sekitar 1,0 mA. Wanita menganggap level mereka sepertiga lebih rendah daripada yang dirasakan oleh laki-laki. Tingkat persepsi tergantung frekuensi, itu akan naik dengan meningkatnya frekuensi di atas 100 Hz. Bagi arus 60 Hz yang meningkat di atas tingkat persepsi itu akan menyebabkan kesemutan di tangan atau badan, pada arus 10 sampai 20 mA, kontraksi otot berkelanjutan terjadi di tangan dan tidak bisa melepaskan dari elektroda. Kurva pada gambar 1.8 menunjukkan arus diatas persepsi yang 50%

2

pria dewasa tidak memiliki kemampuan untuk mengendalikan tindakan otot mereka (tidak bisa melepaskan elektroda).

Gamabar 1.8

kurva arus terhadap frekuensi di atas persepsi yang mana setengah dari semua pria tidak dapat melepaskan elektroda. Bagi perempuan adalah dua-pertiga dari yang ditampilkan. Tingkat arus 60 Hz di mana 99,5% dari semua pria bisa melepaskan elektroda adalah sekitar 9 mA. Untuk memahami bahaya dari kawat yang ditanahkan rusak kita perlu memahami kebocoran arus. Dalam semua peralatan listrik atau elektronik ada beberapa arus dari bagian daya ac dengan kasus logam dari instrumen atau alat. Kebocoran arus ini biasanya mengalir ke tanah melalui kawat yang ditanahkan pada kabel listrik. Sumber utama dari kebocoran arus adalah kapasitansi antara kabel listrik ac dan tanah atau antara transformator daya.. impedansi x dari kapasitansi c untuk tegangan frekuensi f adalah (2) kebocoran kapasitansi yang khas adalah 2x10-2 μF. Jika potensial ac adalah 110 V pada frekuensi 60 Hz, maka reaktansi kapasitifnya adalah 1,3x105 Ω dan kebocoran arusnya Mari kita lihat apa yang akan terjadi jika kebocoran arus ini berada di instrumen EKG dengan kawat yang ditanahkan rusak dan unit yang terhubung ke pasien di

3

ICU yang juga memiliki alat pacu jantung.. karena kebocoran arus tidak bisa mengalir ke tanah melalui kawat ditanahkan yang rusak, itu akan mengalir melalui alat pacu jantung ke tanah. Arus mikro syok ini bisa mengakibatkan fibrilasi ventrikel dan kematian.

Gambar 1.9 Skemati alat listrik yang menunjukkan kebocoran kapasitasi , C L. Kapasitansi terjadi antara kabel listrik ac dan tanah dan antara transformator daya dan kasusnya, yang biasanya ditanahkan. Total kebocoran kapasitansi C biasanya sekitar 2x10-2 μF

Gamabar 1.10 Instrumen EKG dengan kerusakan kawat yang ditanahkan pada kabel listrik akan menempatkan 110 V melalui reaktansi kapasitif untuk 1,3 x105Ω dan resistansi pada tubuh. Elektroda internal pacu jantung akan memberikan jalan

4

impedansi yang relatif rendah untuk kebocoran arus. Pada tingkat arus di atas 30 μA bisa terjadi fibrilasi ventrikel. Ada sejumlah cara untuk mengurangi bahaya sengatan sekitar rumah sakit, tubuh kurang sensitif terhadap arus searah daripada arus 60 Hz . Oleh karena XC = ∞ jika f = 0 maka tidak akan ada kebocoran arus karena kapasitansi jika kita mengoperasikan peralatan listrik kita dengan arus searah. Bahaya juga bisa dikurangi dengan mengoperasikan peralatan listrik pada frekuensi yang lebih tinggi dari 60 Hz di mana sensitivitas jantung fibrilasi ventrikel jauh lebih sedikit. Salah satu cara bertujuan mengurangi bahaya adalah dengan menggunakan isi ulang, alat bertenaga baterai dalam diagnostik, terapi, dan pemantauan situasi. Outputnya akan digabungkan menurut ilmu optik untuk sistem tampilan konvensional, sehingga tidak akan ada kontak antara pasien dan sistem tampilan. Meskipun pendekatan ini mahal, tetapi itu akan mengurangi bahay 2. Listrik berfrekuensi tinggi dalam kesehatan (high- frequency electricity in medicine) Listrik berfrekuensi tinggi tidak mempunyai sifat merangsang saraf motoris maupun saraf sensoris, kecuali dilakukan rangsangan dengan pengulangan yang lama. Frekuensi tinggi ini mempunyai sifat memanaskan sehingga digunakan untuk diatermi yang dapat dibagi menjadi dua tipe yaitu : a. Diatermi gelombang pendek (Short wave diathermy) Pada diatermi ini terdapat dua metode yang digunakan untuk memperoleh gelombang elektromagnetis agar masuk ke dalam badan, yaitu : 1.

Metode kapasitansi (metode kondensor) Dalam metode kapasitansi diatermi gelombang pendek, jaringan yang akan

dipanaskan atau diobati ditempatkan di antara dua pelat kapasitor dan dipisahkan dari kulit dengan bahan isolator. Apabila kedua pelat kapasitor dialiri arus listrik, maka akan tercipta medan listrik diantara keduanya. Yang perlu diperhatikan adalah bahwa ukuran pelat kapasitor harus lebih besar daripada struktur yang diobati dan jarak penempatannya harus sama terhadap kulit.

5

Gambar. 1.10 Dalam metode kapasitansi, jaringan ditempatkan di antara dua pelat kapasitor. 2.

Metode induksi (metode kabel)

Metode ini dilakukan dengan cara melilitkan kabel pada daerah yang akan diobati, misal daerah abdomen (perut). Arus 30 MHz dalam kumparan menghasilkan medan magnet bolak-balik dalam jaringan yang menghasilkan arus bolak balik di dalamnya. Energi yang hilang oleh arus bolak balik muncul sebagai panas dalam jaringan. Pada metode ini dapat menimbulkan efek medan listrik dan medan magnet secara bersamaan. Bagian tubuh yang akan dipanaskan atau diobati ditempatkan dalam atau dekat induktor.

Gambar 1.11 b. diatermi gelombang mikro (Micro wave diathermy) Seperti gelombang cahaya, gelombang mikro dapat ditransmisikan, dipantulkan atau dibiaskan di permukaan, dan diserap oleh medium. Beberapa pengaturan antena standar untuk diatermi gelombang mikro memanfaatkan properti refleksi untuk mengarahkan radiasi pada jaringan, di mana sebagian dari itu direfleksikan dan sebagian ditransmisikan. Untuk 2450 MHz radiasi energi

6

yang dipantulkan dari kulit mungkin lebih dari 50%. kesesuaian impedansi yang baik antara antena dan jaringan meningkatkan jumlah radiasi yang ditransmisikan. Radiasi yang ditransmisikan diserap oleh tubuh dan menghasilkan panas.

Gamabr 1.12 Efek yang ditimbulkan tergantung jumlah energi radiasi yang diserap. Besar absorbs dapat dinyatakan dalam rumus eksponensial : I = Iₒ e -x/d I Iₒ e x d

(3)

: intensitas radiasi yang diserap (I=37% dari Iₒ) (W/m²) : intensitas radiasi pada permukaan kulit (W/m²) : koefisien absorbs : kedalaman radiasi dalam jaringan (m) : tebal jaringan (m) Percobaan telah menunjukkan bahwa penyerapan ini terkait dengan

jumlah air dalam jaringan dan interaksi yang menghasilkan panas terjadi antara medan listrik dalam radiasi gelombang mikro dan momen dipol listrik dari molekul-molekul air dalam tubuh. Molekul air memiliki dipol listrik permanen karena pusat muatan positif pada inti dari tiga atom yang membentuk molekul tidak di tempat yang sama sebagai pusat muatan negatif. Sedikit perpindahan pada pusat muatan dalam molekul menghasilkan dipol listrik permanen dalam molekul air. Medan listrik

7

dari gelombang mikro mencoba untuk menyelaraskan dipol listrik dari molekul air dengan itu. Dalam melakukan proses penyelarasan, energi diserap oleh jaringan sehingga menghasilkan panas. Jumlah energi yang diserap tergantung pada frekuensi gelombang mikro; energi terbaik diserap pada frekuensi mendekati 20 GHz (1 GHz = 10 9 Hz) dan buruk pada frekuensi yang lebihrendah mendekati 100 MHz dan pada frekuensi yang lebih tinggi sekitar 1000 GHz.

Gambar.1.13 Kerusakan dapat disebabkan oleh paparan berlebih ke radiasi elektromagnetik. Testis dan mata lebih sensitif terhadap suhu tinggi daripada bagian lain dari tubuh. Panas berlebih pada testis dapat menyebabkan kemandulan sementara, mungkin panas berlebih testis suatu hari nanti dapat digunakan sebagai alat kontrol kelahiran. Panas berlebih dari mata dapat menyebabkan katarak. Karena bahaya radiasi elektromagnetik, tingkat paparan gelombang mikro jangka panjang maksimum pada 10 mW/cm 2 yang telah ditetapkan oleh pemerintah federal. Biro radiologi kesehatan FDA memberlakukan peraturan tersebut. Jika satu-setengah dari permukaan tubuh (9x10 3 cm 2) terkena radiasi pada tingkat maksimum ini dan semua daya peristiwa yang diserap, 90 W daya dihasilkani; ini kira kira tingkat produksi energi tubuh ketika tidak aktif, atau laju metabolisme dari dasarnya. Tingkat paparan radiasi jangka panjang ini hanya sepersepuluh dari kekuatan radiasi maksimal yang bisa diserap dari matahari yang mencolok pada tubuh (100 mW/cm2). Listrik frekuensi tinggi juga digunakan untuk mengontrol pendarahan selama operasi. Membakar luka terbuka telah digunakan untuk menghentikan

8

pendarahan selama lebih dari 2000 tahun. Di masa itu minyak panas dituangkan ke dalam luka dan setrika panas ditekan pada luka tanpa menggunakan anestesi. Sekarang, pembakaran dilakukan dengan frekuensi tinggi (> 2 MHz), tegangan tinggi busur (≤15kV). Elektroda pelat bokong memberikan kontak listrik dengan luas yang besar. Kerapatan arus pada pelat bokong kecil dibandingkan dengan kerapatan arus di probe elektroda, yang memiliki ujung yang sangat kecil. Dengan mengontrol bentuk probe dan kerapatan arus, memungkinkan untuk mengantarkan jumlah panas yang berbeda ke jaringan melalui busur listrik. Pada pengaturan instrumen yang berbeda, probe dapat digunakan untuk mengentalkan baik yg kecil sampai sedang,ukuran pembuluh darah yang terlalu kecil untuk mengikat (bakar listrik) atau memotong melalui jaringan (operasi listrik). Yang harus diperhatikan bahwa elektroda plat bokong memiliki kontak yang cukup sehingga pembakaran tidak terjadi dan bahwa unit tidak menimbulkan bahaya sengatan listrik. Kontak listrik yang baik dengan kulit dipastikan dengan menggunakan perekat listrik dari pada pelat bokong. Apa yang membuat operasi listrik bekerja? Arus mengalir ketika probe frekuensi tinggi dimasukkan dalam jaringan dan dalam kondisi tertentu suatu kerapatan daya yang tinggi akan timbul di sekitar probe.

Gambar.1.14 3.

Listrik berfrekuensi rendah dan magnetisme dalam pengobatan (low frekquency electricity and magnetism in medicine)

Ketika sebuah konduktor listrik digerakkan tegak lurus terhadap medan magnet, tegangan diinduksi dalam konduktor sebanding dengan hasil dari medan magnet dan kecepatan konduktor (hukum faraday itu). Hukum ini juga berlaku

9

untuk cairan yg bergerak tegak lurus terhadap medan magnet, yg merupakan dasar dari meteran aliran darah magnetik. Darah bertindak sebagai fluida yg menghantarkan dan Jika mengalir dengan kecepatan melalui medan magnet B. sehingga tegangan V yang diinduksi antara elektroda. (4)

Gamabar.1.15 Skema meteran aliran darah magnetik. Ketika darah merupakan suatu fluida yang menghantarkan melewati medan magnet, muatan positif dan negatif dipisahkan, menghasilkan tegangan V.Dimana d adalah diameter pembuluh darah. Karena V, B dan d bisa diukur, maka kecepatannya dapat diperoleh. volume aliran darah Q melalui pembuluh dapat dihitung, karena Q adalah hasil kali dari kecepatan dengan luas pembuluh πd²/4, atau (5) Banyak fungsi tubuh seperti mengatur denyut jantung dan mempertahankan suhu konstan dan banyak proses tubuh seperti pernapasan dan keringat (berkeringat) dikontrol oleh sistem saraf otonom. Sementara kontrol ini tidak disengaja, rangsangan eksternal atau kegiatan emosional dapat mempengaruhi fungsi dan proses-proses ini. Misalnya, aktivitas psikologis yang tinggi dapat menyebabkan seseorang berkeringat. Keringat yg demikian merupakan salah satu proses yang dapat dipantau untuk mengungkapkan perubahan dalam emosional subjek atau keadaan psikologis. Perubahan keringat (aktivitas kelenjar keringat) terkait dengan resistensi kulit; perbedaan dari dasarnya atau normal, resistensi kulit (BSR) akibat perubahan psikologis atau rangsangan eksternal disebut respon kulit galvanik

10

(GSR). Penurunan resistensi kulit menunjukkan peningkatan aktivitas kelenjar keringat, sedangkan peningkatan resistensi kulit menunjukkan aktivitas kelenjar keringat berkurang. GSR dapat dengan mudah diukur ketika ada konsentrasi kelenjar keringat, seperti telapak tangan atau telapak kaki. GSR tergantung pada aktivitas kelenjar keringat saja, dan bukan pada jumlah keringat yang terlihat. Ada beberapa cara mengukur GSR. pertama, resistansi antara dua elektroda yang melekat pada jari-jari yang berbeda diukur. cara lain, sebuah elektroda aktif ditempatkan pada telapak tangan dan elektroda netral kedua ditempatkan pada pergelangan tangan atau bagian belakang tangan . Biasanya suatu konstanta kecil arus searah

( ̴ 10 μA/cm² ) dilewatkan melalui elektroda; tegangan yang

dihasilkan menunjukkan GSR karena tegangan sebanding dengan resistansi.

Gamabr.1.16 metode untuk mengukur tanggapan kulit galvanik (GSR). Telapak tangan memiliki konsentrasi kelenjar keringat yang tinggi, sementara wilayah pergelangan tangan mengandung sedikit kelenjar keringat. Sumber arus konstan melewati arus antara elektroda di lokasi tersebut. Tegangan yang dihasilkan tergantung pada resistance (aktivitas kelenjar keringat) antara elektroda. 4.

Penelitian saat ini melibatkan listrik yang diterapkan dalam tubuh

Ada yang menarik sekali pada jenis tegangan tinggi fotografi yang disebut fotografi Kirlian, dinamai pengembang utamanya, seorang Rusia bernama Semyon Kirlian. Teknik fotografi ini terdiri dari menangkap pada film "aura" atau corona dari orang yang mengalami tegangan elektromagnetik frekuensi tinggi ( ̴ 1 MHz). Korona spektakuler di sekitar jari-jari tampaknya berubah dengan keadaan emosional, mental, dan fisik seseorang. Korona telah menarik perhatian dari

11

berbagai orang termasuk para psikolog dan praktisi medis mencari alat medis baru dan telah banyak spekulasi tentang apa yang menyebabkan hal itu. Beberapa peneliti percaya bahwa foto Kirlian adalah gambar cahaya dari penembakan listrik (korona) pada kulit. Warna korona tergantung pada komposisi gas yang ada, dan pendukung teori ini percaya bahwa warna dalam foto Kirlian tergantung pada kimia permukaan kulit, jumlah kelembaban dan komposisi gas di sekitarnya. Hal ini jelas bahwa lebih banyak eksperimen yang diperlukan untuk menentukan semua faktor yang terlibat dalam fenomena ini. Pada tingkatan arus yang lebih rendah daripada yang digunakan untuk bius listrik, tidur listrik dapat distimulasi. Sebuah sinyal 100 Hz dari 1 mA arus ratarata yang digunakan dengan elektroda ditempatkan di atas setiap mata dan setiap tulang karang (tonjolan tulang di belakang telinga)adalah efektif. tidur listrik telah dibahas dalam literatur asing selama beberapa tahun, tetapi ada minat yang terbatas di negara-negara Amerika. Penelitian terbaru tentang fenomena ini di Amerika Serikat telah berurusan dengan dasar dan kegunaannya dalam psikiatri.

12