APLIKASI FISIKA PADA DUNIA
KESEHATAN
PENERAPAN
TERMOGRAFI UNTUK DIAGNOSIS
NAMA :WAHYUNI USMAN
NIM : 1613201010
DOSEN
PEMBIMBING : KHAIRIATI RAWZIS,M.Pd
PROGRAM
STUDI S1 KESEHATAN MASYARAKAT
UNIVERSITAS PAHLAWAN TUANKU TAMBUSAI
DAFTAR
ISI
Kata
pengantar.................................................................................................. 3
Pengertian
termografi........................................................................................ 4
Jenis
– jenis termografi...................................................................................... 5
Skema
termografi klinik.................................................................................... 6
Penggunaan
energi panas untuk pengobatan.................................................... 7
Penggunaan
termografi untuk Diagnosis ....................................................... 13
Kesimpulan..................................................................................................... 14
KATA
PENGANTAR
Puji syukur kita panjatkan kehadiran Allah SWT yang telah
memberikan rahmat serta hidayah-nya sehingga penyusunan makalah ini dapat
diselesaikan. Makalah ini disusun untuk diajukan sebagai mata kuliah fisika
dengan judul “Penerapan termografi untuk
diagnosis”
Terima kasih
saya sampaikam kepada ibu dosen mata kuliah yang telah membimbing dan
memberikan kuliah demi lancarnya tugas ini.
Demikianlah makalah ini disusun semoga bermanfaat, agar
dapat memenuhi mata kuliah.
Bangkinang, 9 september 2016
Wahyuni
usman
Penerapan termografi untuk
diagnosis
A. Pengertian termografi
Termografi
adalah metode diagnosa yang didasarkan pada perbedaan temperatur antar jaringan
dari tubuh manusia. Distribusi temperatur yang bervariasi ini bisa disebabkan
karena faktor fisik eksternal dan juga faktor internal seperti metabolisme dan
aktivitas jaringan yang dekat dengan kulit. Menurut Max Planck (1901), basis
mengenai besarnya radiasi pada tubuh manusia saat temperatur 300 K (27 oC) akan
memberika spektrum radiasi gelombang Infra Red berkisar antara 0,8 mikrometer
hingga 1 milimeter.
Setiap
materi di alam tersusun oleh suatu sistem struktur molekul. Molekul ini
memiliki energi yang dinamakan energi dalam, yaitu suatu energi yang dibutuhkan
untuk aktivitas molekul. Akibat energi yang dimiliki oleh molekul ini akhirnya
dapat diketahui panas dinginya sebuah bahan atau materi. Hukum fisika
menyebutkan bahwa seluruh zat yang berada dalam temperatur di atas nol absolut
( 0°K ) akan memancarkan radiasi panas akibat temperaturnya. Dari radiasi
temperatur ini diketahui bahwa energi tersebut merambat melalui medium hampa
udara ke lingkungan dalam spektrum gelombang elektromagnetik inframerah.
Spektrum tersebut terletak pada batas antara cahaya tampak dan gelombang mikro.
Energi gelombang ini yang terdapat dalam bentuk photon, dapat dideteksi oleh
sebuah sensor inframerah. Melalui sebuah sistem prosesing sinyal digital,
radiasi panas ini dapat dtampilkan dalam bentuk visual (imaging) yang dinamakan
Termografi.
Grafik fungsi spektrum
radiasi sebagai fungsi temperatur dapat dilihat pada gambar berikut:
B. Jenis - jenis Termografi
Termografi
ada dua, yaitu:
Kulit
-> radiator infra merah yang efisien. Suhu di permukaan kulit dipengaruhi
proses yang menimbulkan panas di jaringan bawah kulit : peradangan, gangguan
sirkulasi darah, tumor aktif.
1. Termografi
dengan prinsip keseimbangan panas
·
Dibuat dari lempeng tipis nitrat
sellulosa dan dilapisi dengan minyak tipis pengabsorbsi panas.
·
Permukaan kulit yang telah mencapai
keseimbangan panas memberi warna pada suhu tertentu.
·
Pada kulit normal akan berwarna hijau, bila
suhu tidak ada akan terjadi perubahan warna film sellulosa dari coklat menjadi
kemerah-merah.
2. Termografi
dengan prinsip fotokonduktivitas
·
Dengan menggunakan kamera infra merah,
panas yang dipancarkan kulit berupa radiasi infra merah oleh susunan optis
dijatuhkan ke detektor infra merah menjadi diskontinu.
·
Oleh transduser infra merah diubah menjadi
pulsa listrik kemudian diperkuat dengan amplifier kemudian ditampilkan gambar
di layar Cathode Ray Tube (CRT).
·
Untuk mendapatkan hanya berkas infra merah
saja pada transduser dipakai filter transparan yang hanya melewatkan radiasi
infra merah.
C. Skema termografi klinik
Tujuannya untuk adaptasi sebelum termografi
dilakukan sehingga hasil termogram kontras.
1. Gambaran termografi fotokonduktivitas infra
merah:
·
Gambaran termogram permukaan tubuh dalam
keadaan normal adalah simetris bagian kiri dan kanan.
·
Gambaran termogram dapat berwarna hitam
putih : daerah panas gambarnya putih – daerah dingin gambarnya hitam.
·
Termogram
berwarna disertai dengan batang penunjuk suhu (temperature reference bar)
terdapat pada bagian bawah layar Cathode Ray Tube (CRT).
·
Batang penunjuk warna dingin : ungu pucat,
hijau, biru muda
·
Batang penunjuk warna panas : merah, coklat,
kuning, putih
·
Warna biru pada 30oC dianggap temperatur
normal maksimum sebagai petunjuk kalibrasi pada suhu lingkungan 21oC.
·
Hubungan gambaran rekaman dengan daerah
pancaran panas dalam tubuh.
·
Gambaran termogram yang menunjukkan
pancaran panas lebih tinggi dari sekitarnya (normal) membantu untuk diagnostic.
Contoh :
Ø Kanker
payudara temperaturnya lebih tinggi dari jaringan sekitarnya 1oC.
Ø Kulit
sekitar sendi yang menderita peradangan temperaturnya naik sampai 5oC.
·
Gambaran termogram dapat menunjukkan
lokasi daerah tubuh yang masih mempunyai sirkulasi darah yang baik penting
untuk amputasi.
·
Dengan membuat termogram
berurutan/berseri dapat dilihat kemajuan atau kemunduran pengobatan.
D. Penggunaan energi panas untuk
pengobatan
Energi
panas bila mengenai salah satu bagian tubuh akan menaikan temperatur daerah
tersebut.Efek panas tersebut dapat dilihat menurut :
a)
Fisika yaitu pemuaian ke segala
arah
b)
Kimia yaitu kecepatan reaksi kimia
akan meningkat karena reaksi oksidasi meningkat pada kenaikan temperatur. Permeabilitas
membran sel akan meningkat sehingga terjadi peningkatan metabolisme jaringan
yang menyebabkan terjadinya peningkatan pertukaran antara zat kimia tubuh dan
cairan tubuh
c)
Biologis yaitu merupakan gabungan efek panas
fisika dan kimia. Adanya peningkatan sel darah putih, pelebaran pembuluh darah
sehingga sirkulasi darah meningkat.
Metode
yang dipakai untuk transfer energi panas untuk pengobatan
a) Metode
Konduksi
Metode ini merupakan dasar dari fisik
kedua benda. Apabila terdapatperbedaan temperature antara kedua benda maka
panas akan di transfer secarakonduksi yaitu dari benda yang lebih panas ke
benda yang lebih dingin. Pemindahan energi panas total tergantung pada :
·
luas daerah kontak
·
perbedaan temperature
·
lama melakukan kontak
·
material konduksi panas
Dapat berupa :
1. Kantong
air panas / botol berisi air panas dengan cara ini sangat efisien dalam
pengobatan penderita nyeri. Misalnya nyeri pada daerah sekitar abdomen
2. Handuk
panas dengan cara ini sangat berhasil apabila pengobatan dilakukan pada daerah
otot yang sakit.misalnya spasme (kejang) otot, fase akut poliomyelitis.
3. Mandi uap (Turkish Bath), mandi uap ini sangat
popular di kalangan masyarakat tetapi manfaat dari metode ini belum diketahui
dengan pasti, hanya dinyatakan sebagai penyegar atau dikatakan mempunyai efek
relaksasi otot.
4. Lumpur panas (Muds Packs), Lumpur panas dapat
mengkonduksikan panas kedalam jaringan serta dapat pula mencegah kehilangan
panas tubuh (heat loss).
5. Wax
bath (paraffin bath) Dengan cara ini sangat efisien untuk mentransfer panas
pada tungkai bawah terutama pada orang tua. Caranya letakan wax di dalam bak
dan dipanaskansampai temperature 115 O sampai 120°F. lama merendam kaki
berkisar antara30 menit sampai satu jam.
6. Electric pads dengan cara melingkari kawat
elemen panas yang dibungkus asbes atauplastic. Untuk amanya dilengkapi dengan
termostas. Output berkisar antara 8-10 Watt/ footKe enam metode konduksi
tersebut dapat melakukan pengobatan terhadappenyakit : Neuritis,Sprains,
Strain, Contusio, Silausitis, Low back pain.
Metode 1 – 6 dapat dilakukan terhadap
pengobatan :
·
Neuritis
·
Sinusitis
·
Contusio
·
Low
back pain
b) Radiasi
Metode yang digunakan
untuk pemanasan permukaan tubuh secara radiasi (pemancaran) yang serupa dengan
pemanasan sinar matahari atau nyala api. Radiasi bersumber dari :
1. Electric
fire ada 2 tipe :
·
(Old type fire ) Mempunyai 750 watt dengan range radiasi
antara merah dan mendekati infra merah serta panjang gelombang lebih pendek
dari 15.000 Ao.
·
(
Pencil bar type à ) mempergunakan reflector rectangular dan shape like acoustic
type.
2. Infra
merah.
·
Untuk mendapat infra red maka dipakai
lampu pijar berkisar antara 250 watt – 1.000 Watt serta diberi filter merah.
·
Gelombang infra red yang dipergunakan
antara 800 s/d 40.000 nm (1 nm = 10-9).
·
Penetrasi energi gelombang padakulit ± 3 mm
dan meningkat dipermukaan kulit, bila kita gunakan large lamp maka radiasi yang
diperoleh mendekati infra red tetapi kualitas emisi gelombang pajang radiasi
lebih dari pada radient infra red heat lamp. Lampu radient infra red berkisar
antara 7.500 s/d 12.000 A° tetapi kenyataan maksimal 40.000 A°
·
Kalau memakai silicon yang mengandung
chlorium resistant element di dalamnya maka benda akan memproduksi cahaya
serupa dengan sinar tampak. Metoda radiasi dengan infra red ini secara umu
serupa dengan metoda konduksi panas, namun lebih efektif dibandingkan dengan
metode konduksi. Oleh karena penetrasi energi panas ke jaringan lebih dalam.
c) Elektromagnetis
Ada dua metoda yang dipakai untuk
transfer panas ke dalam jaringan tubuh yaitu:
1. Short
weve diathermy (diatermi gelombang pendek)
Supaya energi panas dapat di transfer ke
dalam tubuh maka dapat dilakukan dengan dua cara :
a. Teknik
Kondensor
·
Bagian tubuh sebelah menyebelah
diletakkan dua metal plate like electrode
·
Pada permukaan elektrode diberikan larutan
elektrolit. Dengan adanya aliran bolak balik (AC) molekul-molekul dalam tubuh
menjadi agitasi dengan akibat kenaikan temperatur.
Hal ini sesuai dengan hukum Joule
Dimana:
H = energi panas (kalori)
V = voltage (volt)
I
= arus (ampere)
T = waktu (detik)
J = ekivalen Joule (1 Joule = 0,239
kalori = 0,738 ft/lb)
b. Inductothermy (diatermi dengan metode
induksi)
·
Bagian tubuh yang akan dipanasi
dililitkan dengan kabel kemudian dialirkan listrik. Dengan cara ini jaringan
tubuh tidak berada dalam sirkuit tetapi terletak dalam medan magnet dari suatu
koil.
·
Aliran bolak-balik di dalam koil akan
menimbulkan medan magnet yang bolak-balik di dalam jaringan. Sebagai
kensekuensinya timbul arus eddy yang memproduksi panas di daerah yang
bersangkutan.
·
Frekuensi yang digunakan pada short wave
diathermy 1 MHz sudah cukup untuk memanaskan jaringan.
·
Kegunaan short wave diathermy pada keadaan
kram otot (muscle spam) :
Ø nyeri
pada intervertebrali
Ø penyakit degeneratif pada persendian
Ø bursitis (radang bursa)
2. Micro
Wave Diathermy (Diatermi Gelombang Mikro)
Penggunaan micro wave diathermy lebih mudah
dibandingkan short wave diathermy termasuk gelombang radio dengan ossilasi pada
frekuensi yang sangat tinggi. Energinya terletak antara short wave diathermy
dan infra merah. Pada tahun 1940, frekwensi ossilasi yang dipakai 2.450 M
Hz.Ternyata pada penelitian selanjutnya frekwensi 900 M Hz lebih efektif.Untuk
memperoleh frekwensi 900 M Hz dengan memakai magnetron. Penyakit yang memerlukan
pengobatan micro wave diathermy :
·
Arthritis
·
Strains
·
patah tulang (fracture)
·
keseleo (sprain)
·
bursitis
·
radang tendon
d) Gelombang
ultrasonic
Gelombang ultrasonic
ini sangat berbeda dengan gelombang elektromagnetis. Gelombang ultrasonic
diperoleh dari gelombang bunyi (Audible Sound) dengan frekuensi mendekati 1 M
Hz. Pada waktu penggunaan ultrasonic maka piezo electric trandsduser diletakan
langsung pada jaringan yang akan diobati. Intensitas yang dipergunakansekitar 5
watt / cm.
Penggunaan ultrasonic
lebih efektif pada tulang dibandingkandengan soft tissue oleh karena tulang
lebih banyak menyerap panas. Ultrasonik selain dipergunakan untuk terapi
pengobatan juga dipergunakan untuk diagnostik .
Max Planck (1901)
telah meletakkan basis mengenai besarnya radiasi tubuh manusia pada T = 300 K
(27C) akan memberi spektra radiasi L (T) dan panjang gelombang infra red
berkisar 0,8 um < (< 1 mm).
Persamaan lengkap dari Planck :
L (T ) = [ exp - 1 ]
SR.m
L (T ) = spektra
radiasi
c = kecepatan gelombang
elektromagnetis yang besarnya 3.10 m/s.
h = konstanta Planck
6.63 x 10 J.S.
k = konstanta Boltzmann
1,38 x 10 J.K
Stefan
– Boltzmann telah memberikan hubungan antara
banyaknya pancaran dengan temperatur sebagai berikut :
L = L(T) d = e.T ( W) Atau
W
= e.T
W
= tenaga radiasi total persatuan luas dinyatakan dalam Watt per m
e
= daya pancar (emissivity) permukaan harganya terletak antara 0 – 1 ;
untuk tubuh manusia e = 1. = konstanta Stefan – Boltzmann
5,7 x 10 W/cm K
Apabila
temperatur suatu benda sangat tinggi akan tampak hot red, pancaran radiasinya
akan tampak.
Ada beberapa hal yang harus diperhatikan
sebelum melakukan termografi
1. Pakaian
penderita harus dilepas sebelum termografi dilakukan
2. Penderita
sebelumnya ditempatkan pada ruangan dengan suhu 21oC selama 15 menit. Tujuannya
untuk adaptasi sebelum termografi dilakukan sehingga hasil termogram kontras.
E. Penggunaan Termografi untuk
Diagnosis
Berdasarkan
setiap benda yang memancarkan radiasi ( W = e T
) maka pada tahun 1950 telah ada usaha untuk membuat termogram dari
infrared radiasi permukaan tubuh manusia. Dan tehnik ini banyak dipergunakan
dalam bidang klinik.
Hal-hal
yang dapat didiagnosis dengan mempergunakan tehnik termografi antara lain:
·
Carcinoma mamma
·
Vascular desease (penyakit pembuluh
darah)
·
Untuk follow up pada penderita post
operatif oleh karena diabetes.
·
Untuk Cereberal Vascular Desease
·
Arthritis akut.
·
Patello (femoral pain (nyeri pada
persendian lutut)
·
Primary erythemalgia
KESIMPULAN
1.
Radiasi
Radiasi
adalah mekanisme kehilangan panas tubuh dalam bentuk gelombang panas
inframerah. Gelombang inframerah yang dipancarkan dari tubuh memiliki panjang
gelombang 5 – 20 mikrometer. Tubuh manusia memancarkan gelombang panas ke
segala penjuru tubuh. Radiasi merupakan mekanisme kehilangan panas paling besar
pada kulit (60%) atau 15% seluruh mekanisme kehilangan panas.
2.
Evaporasi
Evaporasi ( penguapan air dari kulit ) dapat
memfasilitasi perpindahan panas tubuh. Setiap satu gram air yang mengalami
evaporasi akan menyebabkan kehilangan panas tubuh sebesar 0,58 kilokalori.
Pada
kondisi individu tidak berkeringat, mekanisme evaporasi berlangsung sekitar 450
– 600 ml/hari. Hal ini menyebabkan kehilangan panas terus menerus dengan kecepatan
12 – 16 kalori per jam.
Evaporasi ini tidak dapat dikendalikan karena
evaporasi terjadi akibat difusi molekul air secara terus menerus melalui kulit
dan sistem pernafasan.
Enegi
panas mula-mula akan penetrasi kedalam jaringan kulit dalam bentuk berkas
cahaya (dalam bentuk radiasi atau konduksi) kemudian akan menghilang didalam
jaringan yang lebih dalam berupa panas, panas tersebut kemudian diangkut ke
jaringan lain dengan cara konveksi yaitu diangkut ke jaringan seluruh tubuh
melalui cairan tubuh, dan energi panas akan dikeluarkan melalui evaporasi
(keringat)
3. Termografi
Termografi
adalah alat diagnostik yang menggunakan energi panas (mendeteksi temperatur
permukaan kulit) serta memberikan gambaran termogram
v Ada
2 jenis Termografi :
·
Termografi dalam keseimbangan panas
·
Termografi dengan fotokonduktivitas
infra merah
v Hal-hal
yang dapat didiagnosis dengan mempergunakan tehnik termografi antara lain:
1. carcinoma mammae
2. vascular desease (penyakit pembuluh darah)
3. untuk follow up pada penderita post operatif
oleh karena diabetes.
4. untuk Cereberal Vascular Desease
5. arthritis akut.
6. Patello (femoral pain (nyeri pada persendian
lutut)
7. Primary
erythemalgia.
Tidak ada komentar:
Posting Komentar