Transcript IDK I PSIK UA

FISIKA KESEHATAN
Oleh
JULIZAR NAZAR
BAGIAN FISIKA KEDOKETERAN
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS ANDALAS
PADANG
2007
Julizar Nazar BM MKS
1
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
Julizar Nazar BM MKS
2
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.
Julizar Nazar BM MKS
3
• 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
Julizar Nazar BM MKS
4
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.
Julizar Nazar BM MKS
5
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 %
Julizar Nazar BM MKS
6
Julizar Nazar BM MKS
7
Postur tubuh yag baik adalah posisi tegak
lurus dan seimbang.
Posisi yg baik adalah:
1. Comfortable
2. Tak ada regangan pada ligamen dan otot
3. Aktivitas metabolic minimum
4. Segmen-segmen tubuh lurus.
Postur tubuh seseorang sangatlah induvidual.
Julizar Nazar BM MKS
8
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
Julizar Nazar BM MKS
9
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 =Julizar
m.aNazar
( Newton)
BM MKS
10
GAYA PADA TUBUH
Asal : Ekstrenal: Gravitasi, Listrik & magnit
Internal : Otot dan Listrik
Pengaruh: 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.
Julizar Nazar BM MKS
11
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.
Julizar Nazar BM MKS
12
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
Lw
Lr
W
R
Julizar Nazar BM MKS
13
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
Julizar Nazar BM MKS
14
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
Julizar Nazar BM MKS
15
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 = 2r/t. sehingga
Vt tergantung pada r (jari-jari lingkaran).
Julizar Nazar BM MKS
16
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 & ekstensi
b. bid. Frontal : Abduksi & adduksi
c. mengelilingi sb. Vertikal ==> rotasi
d. Gab. Gerakan dasar ==> oblikasi (oblique
movement)
Julizar Nazar BM MKS
17
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 = 2r/t , V akan > jika r juga >
Pada orang yang tinggi kurus diperlukan sedikit F
untuk bisa bergerak lincah dibanding orang yang
gemuk pendek.
Julizar Nazar BM MKS
18
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.
Julizar Nazar BM MKS
19
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)
Julizar Nazar BM MKS
20
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.
Julizar Nazar BM MKS
21
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.
Julizar Nazar BM MKS
22
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.
Julizar Nazar BM MKS
23
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.V
Pada 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
Julizar Nazar BM MKS
24
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.
Julizar Nazar BM MKS
25
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.
Julizar Nazar BM MKS
26
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.
Julizar Nazar BM MKS
27
MEKANIKA FLUIDA
Code: M.1.3.2
OLEH
JULIZAR NAZAR
BAGIAN FISIKA KEDOKTERAN
FAKULTAS KEDOKTERAN
UNIVERSITAS ANDALAS
Julizar Nazar BM MKS
28
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
Julizar Nazar BM MKS
29
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.
Julizar Nazar BM MKS
30
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
Julizar Nazar BM MKS
31
-. 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
Julizar Nazar BM MKS
32
2. Tekanan Hidrostatik dan Aplikasinya
Pada Fluida (M1.3.2.5)
P = F/A
Satuan : N/m2 = Pa (Pascal)
- mmHg = Torr
- Lb/inch
- mm H2O
- Atm
- Bar
Alat Ukur: Barometer  P udara luar ( terbuka)
Manometer  P udara tertutup
Julizar Nazar BM MKS
33
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.
Julizar Nazar BM MKS
34
b. Tekanan pada bejana terbuka
Pa = Po + .g.ha
Pb = Po + .g.hb
Pa – Pb = .g (ha-hb)
P = .g.h
Julizar Nazar BM MKS
35
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 - Po
Nilainya bisa (+) bisa (-)
Julizar Nazar BM MKS
36
-. 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.
Julizar Nazar BM MKS
37
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.
Julizar Nazar BM MKS
38
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 aliran
2. Aplikasi Hukum Kontinuitas dan Pers. Bernaulli
3. Peran Viskositas pada sistem sirkulasi.
4. Aplikasi Hk. Pouseulle pada aliran dan tekanan darah
5. Aplikasi Hk. Stokes pada mekanisme Laju Endap Darah
Julizar Nazar BM MKS
39
I. JENIS ALIRAN
1. Aliran Fluida
a. 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 diperkecil
Laminer ================== turbulen
2. v ditingkatkan  v kritis
vc = k. /.r
Julizar Nazar BM MKS
40
dimana k = konstanta Reynold
= 1000 untuk air
= 2000 untuk darah.
Pengukuran P darah dengan Sphygmomanometer ditentukan berdasarkan adanya
bunyi turbulen pada Arteri brachialis yang
dibuat dengan cara menekannya dengan
manset.
Julizar Nazar BM MKS
41
2. Debit Pada Pipa Pengaliran
laju alir massa = m/t
vol. Fluida = V=A.l
Kec. Fluida = v = l/t
A1
m/t = . V/t
=. A.l/t
= . A.v
pers. Kontinuitas
v1
v2
A2
1. A1.v1 = 2. A2.v2 atau
A1.v1 = A2.v2
Julizar Nazar BM MKS
42
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.
Julizar Nazar BM MKS
43
3. Prinsip Bernoulli
Bilamana kec. fluida tinggi  tekanan rendah
sebaliknya v rendah  P tinggi.
P1 + ½ v12 + gh1 = P2 + ½ v22 + gh2
l2
A2
v2
l1
Pers. Bernoulli berlaku jika
A1
a. Fluida tidak viscous
P1
v1
b. Fluida tidak termampatkan.
c. Aliran laminar dan steady state
y2
y1
Julizar Nazar BM MKS
44
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)
Julizar Nazar BM MKS
45
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
F = Gaya alir
v
 = viskositas
A
A = luas lempengan
V = kec. Alir
y = jarak lempengan ke dinding pembuluh.
Julizar Nazar BM MKS
y
46
HK. Poiseulle
r 4 ( P1  P2 )atau
Q
8l
8l
P  4 Q
r
l
r
P1
P2
V/t=Q
Identik dengan Hk. Ohm. V = R.I
P = V. ;
8l/rr = R ;
Q=I
Julizar Nazar BM MKS
47
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.
= 8l/r4 pada Hk. Poiseulle = R pada hk. Ohm
Julizar Nazar BM MKS
48
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
Julizar Nazar BM MKS
49
-. 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
Julizar Nazar BM MKS
50
Soal
1. Hitung R total pembuluh darah sistemik jika
diketahui P antara vena cava dan aorta ratarata = 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.
Julizar Nazar BM MKS
51
5. Laju Endap Darah (LED)
F = W
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 
Julizar Nazar BM MKS
F = .v.g
52
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
Julizar Nazar BM MKS
53
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 radiasi
4. Kualitas & Kuantitas Radiasi
5. Alat ukur radiasi
6. Efek biologi radiasi
7. Proteksi radiasi
8. RadiodiagnOsa
9. Radioterapi
Julizar Nazar BM MKS
54
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
Julizar Nazar BM MKS
55
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.
Julizar Nazar BM MKS
56
III. MEKANISME TERJADINYA RADIASI
1.
2.
3.
4.
Desintegrasi inti (Fisi)
Penggabungan dua inti
Perubahan Lintasan elektron
Getaran inti
Julizar Nazar BM MKS
57
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
Julizar Nazar BM MKS
58
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/gr
1Gy = 100rad
c. Dosis Radiasi Eksternal
1. Penyinaran (X) 1 X = 1 C/ kg udara
2. Rontgent (R)
1 R = 1 sC/ cm3 udara.
Julizar Nazar BM MKS
59
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)
Julizar Nazar BM MKS
60
EFEK BIOLOGI RADIASI
-
-
Didasarka pada nilai kuantitatif Dosis radiasi terhadap
respon tubuh
Tingkat kerusakan: mulai dari molekul, sel, jaringan dan
organ.
A. Mekanisme Efek
1. 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).
Julizar Nazar BM MKS
61
B. Sifat Efek Radiasi
1. Akut: Terpapar dengan dosis yang tinggi
dalam jangka waktu yang singkat
Ex: 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.
Julizar Nazar BM MKS
62
PROTEKSI TERHADAP RADIASI
Tujuan: Menghindari efek yang tidak diinginkan terhadap
makluk hidup.
1. Proteksi Radiasi Eksternal
Sumber 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 pelindung
4. Lindungi sumber radiasi dengan shield
5. Gunakan filter untuk mengurangi intensitas
6. Atur kolimator untuk Sinar-X
7. Berdiri dibelakang sumber Radiasi
Julizar Nazar BM MKS
63
B. Pasien
1. Gunakan dosis yang tepat
2. Usahakan ulangan terapi seminal mungkin
3. Khusus untuk mata, gunakan “Lead Eye Shield”.
2. Proteksi Radiasi Internal
Sumber 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 baik
3. Pilih Radiofarmaka yang cocok.
4. Tempatkan pasien pada ruang khusus
5. Perawat dan keluarga pasien harus menggunakan baju
pelindung.
6. Kotoran pasien harus dibuang pada temapt yang khusus
Julizar Nazar BM MKS
64
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 jaringan
2. Fungsi biologik suatu organ
3. Proses metabolisme suatu zat.
Julizar Nazar BM MKS
65
DIAGNOSIS PENYAKIT DENGAN RADIASI
1. Kelainan Tiroid.
Menilai Fungsi kel. Tiroid:
Sumber Radiasi: Iodium-131
Detektor: Penghitung Skintilator
Caranya: 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 Acid
Detektor: Gamma Camera
Prinsipnya: Radioisotop mempunyai afinitas yang tinggi dan
terakumulasi pada organ ginjal sehingga dapat menilai fungsi ginjal
Julizar Nazar BM MKS
66
3. Kelainan Fungsi Tulang.
Menilai Fungsi tulang
Sumber Radiasi: P-32, Sr-85, Ba-13, Ca-45, Tc-99m
MEDP
Detektor: Camma Camera
Prinsipnya: 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
Julizar Nazar BM MKS
67
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 aerosol
Detektor: 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 Tebroxim
Detektor: Gamma Camera, PET atau Skintilator.
Julizar Nazar BM MKS
68
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.
Julizar Nazar BM MKS
69
RADIOTERAPI
Prinsipnya :Umumnya ditujukan untuk terapi kanker
merusak jaringan kanker
Menurut hukum bergonie & Tribondeu”
Makin aktif suatu jaringan atau sel
berpoliferasi makin sensitif pula sel
atau jaringan tsbt terhadap radiasi.
Julizar Nazar BM MKS
70
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
Julizar Nazar BM MKS
71
Yang perlu diperhatikan pada RT
a.
b.
c.
d.
Jenis radiasi yang digunakan : sinar X
Jenis sel : embrionic atau bukan
Lingk, target: sensivitas & suplay darah
RBE : RBE> efek juga >
Julizar Nazar BM MKS
72
Perencanaan Terapi Radiasi
Tujuan :mendapatkan hasil yang optimum dan efek
samping yang minimum
Caranya :
1. Tetapkan letak dan luas target
2. Tetapkan metoda yang digunakan
3. Perkiraan toleransi jaringan disekitar
target
Julizar Nazar BM MKS
73
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
Julizar Nazar BM MKS
74
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
Julizar Nazarkulit
BM MKS
75
untuk tumor dibawah
Berdasarkan Distribusi dosis
dibedakan atas :
1.
T.Lapangan tetap (fixed field theraphy):
teknik ini dibedakanatas :
a. Teknik satu arah
b. Teknik dua arah, terdiri :
i. Cross Fire Technic :
ii. Teknik tangensial : Ca mamma
c. Teknik 3 lapangan berhadap-hadapan
2. Teknik Rotasi : dibawah kulit
Julizar Nazar BM MKS
76
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
Julizar Nazar BM MKS
77
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
Julizar Nazar BM MKS
78
Daftar Pustaka
1. Fisika Kesehatan : Herman Cember
2. Medical Physics : Cemeron
3. Perlindungan Radiasi bagi Pasien dan
Dokter Gigi: Cris Edwards DKK
Julizar Nazar BM MKS
79