BIOLISTRIK DR. SANDIE FARINA SPOG, M.KES PENDAHULUAN • Muatan Listrik : • Ada dua macam, yaitu muatan listrik positif (+), dan muatan listrik negatif (-) • Apabila dua muatan listrik yang berbeda didekatkan, maka akan saling tarik-menarik • Apabila dua muatan listrik yang sejenis didekatkan, maka mereka akan saling tolakmenolak • Medan Magnet : • suatu medan yang dibentuk dengan menggerakan muatan listrik (arus listrik) yang menyebabkan munculnya gaya di muatan listrik yang bergerak lainnya PENDAHULUAN • Medan Magnet : • Sebuah medan magnet adalah medan vektor: yaitu berhubungan dengan setiap titik dalam ruang vektor yang dapat berubah menurut waktu GELOMBANG ARUS LISTRIK • Dua aspek kelistrikan dan magnetis dalam bidang kedokteran, yaitu listrik dan magnet yang timbul dalam tubuh manusia, serta penggunaan listrik dan magnet pada permukaan tubuh manusia • Gelombang arus listrik berkaitan erat dengan pemakaian listrik untuk merangsang syaraf motoris dan syaraf sensoris MACAM GELOMBANG ARUS LISTRIK • • • • • • • • • Arus bolak balik/sinusoidal Arus setengah gelombang (telah disearahkan) Arus searah penuh tapi masih mengandung riple/desir Arus searah murni Faradik Surged faradic/sentakan faradik Surged sinusoidal/sentakan sinusoidal Galvanik yang interuptus Arus gigi gergaji MACAM GELOMBANG ARUS LISTRIK MACAM GELOMBANG ARUS LISTRIK GELOMBANG POTENSIAL AKSI • Potensial aksi merupakan fenomena keseluruhan atau tidak sama sekali (all or none) yang berarti bahwa begitu nilai ambang tercapai, peningkatan waktu dan amplitudo dari potensial aksi akan selalu sama, dengan segala macam intensitas dari rangsangan • Potensial aksi terjadi bila suatu daerah membran saraf atau otot mendapat rangsangan mencapai nilai ambang • Potensial aksi memiliki kemampuan untuk merangsang daerah sekitar sel membran untuk mencapai nilai ambang GELOMBANG POTENSIAL AKSI • Perambatan potensial aksi (gelombang depolarisasi) terjadi apabila terdapat perambatan potensial aksi ke segala jurusan sel membrane • Baik sinapsis (hubungan antara dua buah saraf) maupun neuromyal junction (hubungan saraf dengan otot) memiliki kemampuan meneruskan gelombang depolarisasi dengan cara lompat dari satu sel ke sel berikutnya • Gelombang potensial aksi terdiri : Gelombang potensial aksi dari akson, Gelombang potensial aksi dari sel otot lurik, gelombang potensial aksi dari sel otot jantung KELISTRIKAN DAN KEMAGNETAN DALAM TUBUH • Sistem saraf dan neuron : • Sistem saraf pusat • Sistem saraf tepi SISTEM SARAF MANUSIA • Bagaimana sistem saraf bekerja ? • dasar: penghantaran impulsdi sel saraf • Bagaimana proses terbangkitnya impuls ? • peristiwa kelistrikan di sel saraf (depolarisasi & potensial aksi/impuls) • Mengapa bisa terjadi ? • keterlibatan ion-ion dlm kompartmen tubuh, terutama ion Na & K di ekstrasel & intrasel • membran sel semipermeabel → pertukaran ion potensial membran ⇒ gradien konsentrasi & muatan antara ekstrasel & intrasel BILA SEL DIRANGSANG ? ⇒TRANSDUKSI RESEPTOR • Membran akan lebih permeabel, shg ion Na ekstrasel masuk ke intrasel → kenegatifan intrasel berkurang → penurunan beda potensial ekstrasel & intrasel (DEPOLARISASI) • Depolarisasi akan meningkatkan permeabilitas membran shg makin banyak ion Na ekstrasel yang masuk ke intrasel dan depolarisasi makin besar (LINGKARAN HODGKIN) • Bila terus berlanjut, suatu saat depolarisasi mencapai ambang letup shg terbentuklah POTENSIAL AKSI; bila tidak berlanjut akan kembali ke keadaan istirahat (REPOLARISASI) Potensial aksi yang menjalar → IMPULS SISTEM SARAF • Struktur dasar dari system saraf disebut neuron /sel saraf. • Sel saraf mempunyai fungsi menerima, interpretasi dan menghantarkan aliran listrik STRUKTUR SARAF SINAPS • Impuls di suatu neuron akan diteruskan ke neuron lain mll SINAPS • Neuron sblm sinaps → neuron presinaps • Neuron stlh sinaps →neuron postsinaps/pascasinaps • Penghantaran pd SINAPS LISTRIK ≈ akson ⇒ mll GAP JUNCTIONS Penghantaran pd SINAPS KIMIA perlu perantara ⇒ NEUROTRANSMITTER ISYARAT LISTRIK TUBUH • Isyarat listrik (electrical signal) tubuh merupakan hasil perlakuan kimia dari • tipe-tipe sel tertentu Dengan mengukur isyarat listrik tubuh secara selektif sangat berguna untuk memperoleh informasi klinik tentang fungsi tubuh ELEKTROMIOGRAM (EMG) • Merupakan metode pencatatan potensial otot biolistrik selama pergerakan otot • Digunakan untuk memperoleh informasi tentang aktivitas kelistrikan otot • Gerakan otot berkaitan dengan satu potensial aksi yang merambat sepanjang akson dan diteruskan ke serat otot melalui motor end plate • EMG bisa digunakan untuk mengukur sel otot tunggal maupun pada beberapa serat otot • Elektrode permukaan diletakkan pada permukaan kulit untuk mengukur isyarat listrik dari sejumlah unit motoris • Electrode jarum konsentris dimasukkan ke dalam kulit untuk mengukur aktivitas unit motoris tunggal ELEKTRONEUROGRAM (ENG) • Pembuatan ENG untuk mengetahui keadaan lengkungan reflex, mengetahui kecepatan konduksi saraf motoris dan sensoris, untuk menentukan penderita miastenia gravis • Kecepatan normal konduksi saraf motoris berkisar 40-60 m/detik • Apabila kecepatan < 10 m/detik merupakan pertanda kelainan saraf ELEKTRORETINOGRAM (ERG) • Merupakan pencatatan bentuk kompleks potensial biolistrik yang ada pada retina mata yang dikerjakan melalui rangsangan cahaya pada retina • Isyarat ERG sangat kompleks, karena merupakan sumasi efek yang terjadi di dalam mata • Bila gelombang B tidak tampak pada ERG, berarti retina penderita mengalami retinitis pigmentosa ELEKTROOKULOGRAM (EOG) • Pengukuran berbagai potensial pada kornea-retina sebagai akibat perubahan posisi dan gerakan mata ELEKTROGASTROGRAM • Merupakan EGG yang berkaitan dengan gerakan peristaltik traktus gastro intestinalis ELEKTROENSEFALOGRAM (EEG) • Pencatatan potensial aksi listrik otak merupakan sumasi dari potensial aksi sel saraf di dalam otak • Amplitudo dari isyarat EEG merupakan gelombang denyut demi denyut (peak to peak) dengan jarak antara 10 mV-100mV pada frekuensi di bawah 1 Hz sampai lebih 100 Hz • Pemeriksaan EEG bertujuan untuk : menggantikan fungsi EKG sebagai alat monitor saat operasi, mendiagnosis epilepsy dan klasifikasi epilepsy, menunjukkan tumor otak (aktivitas listrik pada daerah tumor otak akan menurun) ELEKTROKARDIOGRAM (EKG) • Merupakan pencatatan isyarat biolistrik jantung, dilakukan pada permukaan kulit. • Irama jantung diatur oleh isyarat listrik yang dihasilkan oleh rangsangan spontan pada SA Node (Simpul sinoatrial ; sel-sel khusus yang terdapat pada atrium kanan, dekat muara vena cava superior & inferior) EKG • Pencatatan potensial listrik hasil aktivitas jantung dikerjakan 12 lead. Antara lain : a. Lead Dasar (Lead Bipolar/lead standar) ; mengukur perbedaan potensial bidang frontal tubuh, terdiri dari ; Lead I, Lead II, Lead III b. Lead augmented (Lead unipolar ) ekstremitas ; mengukur perbedaan potensial bidang transversal, terdiri dari ; aVR, aVL, aVF c. Lead Prekordial (sandapan unipolar prekordial) ; melihat jantung dalam bidang transversal ; terdiri dari V1, V2, V3, V4, V5, V6 KELISTRIKAN JANTUNG • SA node ini bertindak sebagai "pace maker"; bergetarnya SA node berkicar 72 kali permenit. • Getaran tersebut dapat meningkat atau menurun diatur oleh saraf eksternal jantung yang merupakan respon/ jawaban kebutuhan darah oleh tubuh • Isyarat listrik dari SA node menyebabkan depolarisasi otot jantung atrium dan memompa darah ke ventrikel, kemudian diikuti oleh repolarisasi otot atrium KELISTRIKAN JANTUNG • Kontraksi ventrikel sehingga darah dipompa ke dalam arteri pulmonalis dan ke aorta • Saraf pada ventrikel dan otot ventrikel kemudian mengalami repolarisasi dan mulai kembali isyarat listrik dari SA node • Setelah repolarisasi, miokardium mengalami relaksasi. • Sedangkan sisi lain mengalalami depolarisasi KELISTRIKAN JANTUNG • Pada waktu repolarisasi tampak proses epikardium ke endokardium ventrikel • Pada proses depolarisasi tampak dari endokardium ke epikardium PENGGUNAAN LISTRIK PADA PERMUKAAN TUBUH • Listrik frekuensi Rendah • Frekuensi 20- 500.000 Hz, bersifat merangsang saraf dan otot sehingga terjadi kontraksi otot. • Untuk pemakaian dalam waktu singkat dan bersifat merangsang persarafan otot, dipakai arus faradic. • Untuk pemakaian jangka waktu lama dan bertujuan merangsang otot yang telah kehilangan persarafan dipakai arus listrik interuptus atau arus DC yang telah dimodifikasi • Arus faradic adalah arus listrik bolak-balik yang tidak simetris yang mempunyai durasi 0,01 – 1 ms dengan frekuensi 50 – 100 cy/det PENGGUNAAN LISTRIK PADA PERMUKAAN TUBUH • Listrik ferkuensi tinggi • Frekuensi > 500.000 Hz, bersifat memanaskan a. Short wave diathermy ( Diatermi gelombang pendek) Efeknya : • Menghasilkan panas dan peningkatan efek fisiologis karena terjadi kenaikan temperature (metabolism meningkat, suplai darah meningkat, eksitasi saraf berkurang, kontraksi otot meningkat, relaksasi otot menurun, destruksi jaringan, penurunan tekanan darah, aktivitas kelenjar keringat meningkat) • Efek terapeutik/pengobatan ( pelebaran pembuluh darah, pasokan oksigen dan makanan sel meningkat, peningkatan sel darah putih dan antibody, saraf sensoris mengalami sedasi, peningkatan absorpsi dan aliran darah daerah fraktur b. Micro Wave Diathermy (Diatermi gelombang mikro) • Efek fisiologis : menimbulkan panas pada jaringan yang kaya air, banyak mendeposit energi • Efek pengobatan : untuk pengobata pada trauma dan peradangan, nyeri dan spasme otot, bisul, bengkak, dan remati • Kontraindikasi ; tidak dapat dipakai untuk penderita gangguan sirkulasi, bisa timbul perdarahan, thrombosis dan flebitis. Penderita TBC dan tumor ganas juga tidak diperkenankan • Elektrokauter dan elektrosurgeri • Kauterisasi merupakan upaya untuk mengontrol perdarahan dengan pembakaran pada ujung-ujung perdarahan memakai frekuensi listrik 2 MHz, tegangan kurang atau sama dengan 15 kV • Elektrosurgeri digunakan untuk memotong jaringan dengan gerakan cepat (5-10 cm/detik) agar mengurangi destruksi jaringan sekitarnya. Biasa digunakan pada operasi otak, limpa, vesica felea, prostat, dan serviks • Defibrilator • Fibrilasi merupakan keadaan dimana jantung kehilangan sinkronisasi dalam aktivitas potensial listriknya • Defibrilasi usaha pengobatan fibrilasi melalui syok listrik pada daerah jantung • Dilakukan eksitasi listrik frekuensi 60 Hz, AC 6 A dalam waktu 0,25-1 detik untuk mensinkronisasikan ritme jantung atau disebut dengan Countershock • Hal ini dilakukan berulang-ulang hingga terjadi defibrilasi
