BIOLISTRIK

BIOELEKTROMAGNETIK
Kuntarti, SKp
Staf Kelompok Keilmuan DKKD FIK-UI
bioelektromagnetik/ikun/2004
1
Sub pokok bahasan
 Listrik & Magnet yang timbul dalam
tubuh manusia
 Penggunaan listrik dan magnet pada
permukaan tubuh manusia
bioelektromagnetik/ikun/2004
2
Penemuan biolistrik
 Caldani (1856)
Kelistrikan pada otot katak yang telah mati
 Luigi Galvani
1780 mulai mempelajari kelistrikan pada
tubuh hewan
1786 kedua kaki katak terangkat ketika
diberikan aliran listrik melalui
konduktor
bioelektromagnetik/ikun/2004
3
Penemuan biolistrik
 Arons (1892)
Merasa ada aliran frekuensi tinggi melalui
tubuhnya sendiri
 Van Seynek (1899)
mengamati terjadinya panas pada jaringan yang
disebabkan aliran frekuensi tinggi
 Schlephake (1982)
Pengobatan dengan menggunakan Short Wave
bioelektromagnetik/ikun/2004
4
Rumus/ Hukum dalam
Biolistrik
Hukum Ohm
Perbedaan potensial antara ujung konduktor
berbanding langsung dengan arus yang melewati,
berbanding terbalik dengan hambatan dari
konduktor
R=V
I
R = Hambatan (/ohm)
V = Tegangan (volt)
I = Arus (ampere)
bioelektromagnetik/ikun/2004
5
Rumus/ Hukum dalam
Biolistrik
Hukum Joule
Arus listrik yang melewati konduktor dengan
perbedaan tegangan dalam waktu tertentu akan
menimbulkan panas.
H (kalori) = VIT
J
V = tegangan (Volt)
I = arus (Ampere)
T = Waktu (detik)
J = Joule = 0,239 kal
bioelektromagnetik/ikun/2004
6
Macam-macam Gel. Arus listrik
Arus bolak balik/ sinusoidal
Arus setengah gelombang
(telah disearahkan)
Arus searah dengan riple/
desir
Arus searah murni
bioelektromagnetik/ikun/2004
7
Macam-macam Gel. Arus listrik
Faradik
Surged faradik/sentakan
faradik
Surged sinusoidal/ sentakan
sinusoidal
Galvanik interuptus
Arus gigi gergaji
bioelektromagnetik/ikun/2004
8
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
1. Sistem saraf & neuron
- SSP
- SSO
- Neuron/ sel saraf
f(x): menerima, interprestasi & menghantarkan aliran
listrik
bioelektromagnetik/ikun/2004
9
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
2. Konsentrasi ion di dalam & luar sel
Pada akson : Konsentrasi ion di dalam sel lebih negatif
daripada di luar sel
bioelektromagnetik/ikun/2004
10
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
3. Kelistrikan saraf
Kecepatan impuls saraf
~  serat saraf
~ ada/ tidaknya mielin
Mielin = isolator yang baik; kemampuan
mengaliri listrik rendah
Akson tanpa mielin kec = 20-50 m/detik ( = 1 mm)
Akson dengan mielin kec = 100 m/detik ( = 10 µm)
bioelektromagnetik/ikun/2004
11
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
Aktivitas kelistrikan sel
 perpindahan ion dari dalam sel ke luar sel, atau
sebaliknya melalui membran sel
Pada keadaan istirahat:
Ion Na+ luar sel >>  potensial dalam sel > negatif
 potensial membran negatif/ istirahat (-90 mVolt) =
polarisasi
Ada rangsangan listrik terhadap membran :
Ion Na+ masuk ke dalam sel  potensial dalam sel >
positif  potensial membran positif = depolarisasi
bioelektromagnetik/ikun/2004
12
Fenomena “all or none”
Jika rangsangan kuat  depolarisasi membran mencapai
titik tertentu (nilai ambang) proses depolarisasi
berlanjut & irreversible  ion Na+mengalir ke dalam sel
dengan cepat dalam jumlah banyak  potensial membran
naik dengan cepat + 40 mVolt

Potensial aksi
(berlangsung < 1 mdetik)

Fenomena “all or none”
Jika nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo potensial
aksi akan selalu sama, tidak peduli intensitas dari rangsangan
tersebut.
bioelektromagnetik/ikun/2004
13
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
4.Perambatan potensial aksi
Membran saraf otot mendapat rangsangan mencapai
nilai ambang  timbul potensial aksi

merangsang daerah sekitarnya untuk mencapai nilai
ambang

perambatan potensial aksi atau gelombang
depolarisasi

sel membran mengalami repolarisasi
(tingkat refrakter)
bioelektromagnetik/ikun/2004
14
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
Refrakter Absolut:
tidak ada rangsangan & unsur kekuatan
untuk menghasilkan potensial aksi lain
Refrakter Relatif:
bila ada rangsangan yang kuat akan
menghasilkan potensial aksi baru 
setelah sel membran mendekati repolarisasi
seluruhnya
bioelektromagnetik/ikun/2004
15
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
5. Kelistrikan pada sinaps & neuromyial, jungtion
Hubungan antara 2 saraf = sinapsis
Berakhirnya saraf pada otot = neuromyal
junction
Sinaps & neuromyal junction mampu
meneruskan gel. Depdarisasi dengan cara
lompat dari satu sel ke sel berikutnya
depolarisasi  zat kimia pada otot bergetar
menyebabkan kontraksi otot  repolarisasi sel
otot  relaksasi
bioelektromagnetik/ikun/2004
16
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
6. Kelistrikan otot jantung
Pada saraf & otot bergaris:
rangsangan  ion Na+ masuk ke dalam sel 
mencapai nilai ambang  depolarisasi
Pada otot jantung :
rangsangan  ion Na+ masuk ke dalam sel
(mudah besar) repolarisasi komplit  Na+
masuk kembali ke dalam sel  depolarisasi
spantan mencapai nilai ambang tanpa perlu
rangsang dari luar (kec. Teratur)
bioelektromagnetik/ikun/2004
17
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
Kec. dasar jantung = waktu antara mulai depolarisasi
spontan sampai
mencapai nilai ambang setelah terjadi repolarisasi
Dipengaruhi oleh perubahan :
1. Potensial membran istirahat
2. Tingkat dari nilai ambang
3. Slap (kelengkangan) dari depolarisasi spontan terhadap
nilai ambang
 Mempengaruhi mekanisme kontra fisiologis terhadap
frek. Jantung
Sekumpulan sel utama yang secara spontan menghasilkan
potensial aksi disebut pace maker/ perintis jantung
bioelektromagnetik/ikun/2004
18
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
7. Elektroda
Elektroda : untuk mengukur potensial
aksi; dengan memindahkan transmisi ion
ke penyalur elektron
Elektroda : Perak (Ag) & tembaga (Cu)
bioelektromagnetik/ikun/2004
19
Kelistrikan & kemagnetan
yang timbul dalam tubuh
8.
Isyarat listrik tubuh
Hasil perlakuan kimia dari tipe sel-sel +++ untuk
memperoleh informasi klinik tentang fungsi tubuh
EMG (Elektromiogram)
ENG (Elektroneurogram)  miastenia gravis
ERG (Elektroretinogram)  perubahan pigmen retina
EOG (Elektroakulagram)
EGG (Elektrogastrogram)  gerakan peristaltik
EEG (Elektroensefalogram)  epilepsi
EKG (Elektrokardiogram)
bioelektromagnetik/ikun/2004
20
refrakter absolut
refrakter relatif
tanpa rangsangan
tetap ada perambatan potensial aksi
Gambar Periode Refrakter
Gambar Depdarisasi spontan miokardium
Kec. dasar jantung = 60
t (dtk)
bioelektromagnetik/ikun/2004
21
Penggunaan Listrik & Magnet
pada permukaan Tubuh
Jacques A.D. Arsonval
1890 listrik berfrekuensi rendah  efek pemanasan
1929 listrik frek. 30 MHz short wave diathermy
1950 gel mikro frek 2450 MHz  diatermi & pemakaian
radar
Arus listrik berdasarkan efek yang ditimbulkan:
1. Listrik berfrekuensi rendah (20 – 500.000 Hz)
 merangsang saraf & otot sehingga terjadi kontraksi
otot – stimulator dengan multivibrator -astable
multivibrator
* pengulangan pemakaian dan pemilihan bentuk
gelombang perlu diperhatikan
bioelektromagnetik/ikun/2004
22
Penggunaan Listrik & Magnet
pada permukaan Tubuh
 untuk pemakaian singkat & merangsang saraf otot
 arus faradik
 untuk pemakaian lama & merangsang otot yang telah
kehilangan persyarafan
 arus listrik interuptus atau arus DC yang dimodifikasi
Arus AC dengan frekuensi 50 Hz, mampu :
1. Merangsang saraf sensoris
2. Merangsang saraf motoris
3. Berefek kontraksi otot
Diklinik  Arus DC
bioelektromagnetik/ikun/2004
23
Penggunaan Listrik & Magnet
pada permukaan Tubuh
2.
Listrik berfrekuensi tinggi (> 500.000 Hz)
 Belum merangsang saraf motoris & sensoris
 Sifat : memanaskan
* Short wave diathermy (diatermi gel. Pendek) untuk
memperoleh gel. Elektromognetis agar masuk ke dalam
tubuh dengan 2 metode: capasitance (kondensor) &
inductance (induksi= kabel)
Metode kondensor
Prinsip : elektroda diletakkan pada masing-masing sisi
yang akan diobati & dipisahkan dari kulit dengan bahan
isolator
Metode isolasi/ kabel
 kabel dililitkan pada daerah yang akan diobati
bioelektromagnetik/ikun/2004
24
Short wave diathermy
Efek diatermi gel. Pendek (Short wave diathermy) :
1. Menghasilkan panas & peningkatan efek fisiologis
* Meningkatkan metobolisme
* Meningkatkan darah
* Menurunkan eksitasi saraf
* Menurunkan relaksasi otto, meningkatkan usaha otot
* Menurunkan tekanan darah karena vasodilatasi
* Meningkatkan aktivitas kel. Keringat
bioelektromagnetik/ikun/2004
25
Short wave diathermy
2.
Mempunyai efek pengobatan
* Terhadap daerah peradangan  oksigenasi
meningkat
* Efek terhadap infeksi bakteri  leukosit & antibodi
meningkat
* Kehilangan nyeri  panas disebabkan saraf sensoris
sedatif
* Terhadap daerah yang patah  meningkatkan
absorpsi & aliran darah
bioelektromagnetik/ikun/2004
26
Micro wave diathermy
Micro wave diathermy (diatermi gel. Mikro)
panjang gelombang ( )antara inframerah & short wave
Gel. Mikro : 1 cm << 1 m
Efek :
1.Fisiologis
Menimbulkan panas pada jaringan yang banyak
mengandung air; otot > banyak menyerap gel. Mikro
daripada jaringan lemak
2.Pengobatan
Pada penderita yang mengalami ruda paksa (trauma) &
peradangan; nyeri & spasme otot, rematik
bioelektromagnetik/ikun/2004
27
Micro wave diathermy
Bahaya & kontra indikasi
• Penderita gangguan sirkulasi  meningkat perdarahan,
trombosis & flebitis
• TBC & tumor ganas
Perbedaan micro wave dengan short wave
1. Penetrasi gel. Mikro lebih dalam ; tp tidak dapat melewati
jaringan yang padat seperti yang dapat dilakukan oleh gel.
Pendek.
2. Gel. Mikro kurang berhasil mengobati struktur yang
dalam dibanding dengan diatermi gel. Pendek.
bioelektromagnetik/ikun/2004
28
Electrocauter & Electrosurgery
 Listrik frek tinggi  mengontrol perdarahan saat
pembedahan
 Electrocauter (Cauterisasi = pembakaran)
suatu pembakaran mengggunakan frek listrik 2 MHz,
tegangan 15 kV
 menghentikan perdarahan pd luka menganga
menggunakan gulungan kawat panas pd pemb.darah
tanpa anestesi
 Electrosurgery
memotong jaringan; dilakukan dg gerakan cepat 5-10
cm/detik untuk mengurangi destruksi jaringan sekitar
(cth:operasi otak, limpa, vesica felea, prostat, dan serviks)
bioelektromagnetik/ikun/2004
29
Defibrillator
 SA Node di puncak atrium kanan dekat Vena
cava superior  pace maker scr sinkron
memompa darah ke sirkulasi paru-paru & ke
sirkulasi darah sistemik; kehilangan sinkronisasi
 FIBRILASI
 Fibrilasi atrium: f(x) ventrikel normal  ritme
jantung iregular
 Fibrilasi ventrikel: tdk mampu memompa darah;
jika tdk dilakukan koreksi dlm bbrp menit 
kematian
bioelektromagnetik/ikun/2004
30
Defibrillator
 Penanganan fibrilasi:
- massage jantung (metode mekanik)
- syok listrik pd daerah jantung
* countershock  sinkronisasi irama
jantung
* defibrilasi  jika tdk berespons thd
countershock  defibrillator
bioelektromagnetik/ikun/2004
31