DASAR-DASAR ELEKTRO STIMULASI

Ada tiga bidang penggunaan elektro-stimulasi yaitu :1. Elektroterapi, penggunaan dalam terapi atau pengobatan.2. Elektrodiagnosis, penggunaan dalam mendignosis penyakit3. Elektromyografi, pencatatan aktifitas elektrik dlm motor unit.

Ada tiga bentuk elektrikal yg dominan digunakan dalam stimulasi, yaitu :1. Statik (static current)2. Galvanik (galvanic current)3. Faradik (faradic current)Statik dan galvanic menghasilkan respon twitch (satu kedutan), sedangkan faradic menghasilkan respon tetanic (kejang) dan bertahan.Faradic current ditemukan oleh Faraday, merupakan induksi elektromagnetik dan dikembangkan sebagai arus listrik baru disebut faradic current. Bentuknya asimetrical alternating current pulse dan short duration, mampu menghasilkan titanic kontraksi pada otot yg innervated.

Penggunaan istilah dg tujuan terapi.1. EMS = Electrical Muscle Stimulation, adalah penggunaan lisrik utk stimulasi otot

denervated agar dapat mempertahankan kehidupannya (viability).2. ESTR = Electrical Stimulation for Tissue repair, adalah stimulasi listrik utk

mengurangi edema, memperbaiki sirkulasi, dan pengobatan luka.3. NMES = Neuromusculair electrical stimulation, adalah stimulasi utk otot yg

innervated utk mengembalikan fungsi, termasuk penguatan, mengurangi spasme, mencegah atrofi, dan re-edukasi.

4. FES = functional electrical stimulation, untuk mengaktifgkan otot dlm melakukakan fungsinya.

5. TENS = transcutaneus electrical nerve stimulation, utk mengurangi nyeri atgau terkenal dg pain management.

Karakteristik Material (benda).1. Atom, materi terkecil yg netral, terdiri dr nucleus yg mengandung proton (positif)

seimbang dg electron (negatif) yang mengelilingi nucleus. Atom akan berubah menjadi ion jika jumlah proton dan electron tidak seimbang. Dalam tubuh kita bisa membuang atau menambah electron. Ion negative, selalu mencoba membuang electron, dan ion positif selalu mencoba mendapatkan electron agar netral. Electron yg tidak terikat oleh atom, disebut free electron yg mampu bergerak ke atom yg satu ke yang lain.

2. Tubuh kita, termasuk jaringan yg hidup dan komposisinya juga terdiri dari atom, ion dan free electron.

3. Conductor, adalah material yang terdiri dari atom yg sangat reaktif thd aliran listrik, elektronya sangat bebas begerak dan sangat longgar ikatannya dalam orbit. Jadi sangat mudah dialiri listrik, contoh di tubuh kita adalah jaringan syaraf dan di luar tubuh adalah metal.

1

4. Insulator, adalah material yg ikatan elektronnya sangat kuat sehingga sukar dilalui listrik. Contoh dalam tubuh adalah lemak jaringan adipose. Kebanyakan jaringan tubuh kita bersifat semikonduktor.

Karakteristik Listrik.Listrik adalah bentuk energi yang bilamana bergerak akan mengeluarkan medan magnet, efek kimia, mekanik, dan termal dan bilamana istirahat menghasilkan tenaga listrik lain.Aliran listrik merupakan murni gerakan electron pada conductor. Jika aliran searah disebut Direct current (DC), dan bila aliran bolak-balik disebut Alternating Current(AC).

1. Charge, adalah sejumlah electron yg bebas mengalir, diukur dengan satuan coulomb (C). Satu coulomb = 6.26 x 10 pangkat 18 elektron. Aliran listrik yg dipakai dlm pengobatan diukur dengan microcoulomb atau satu/ milyard coulomb. Gharge dapat disimpan atau di gerakkan. Gudang charge atau voltage memiliki potensi bekerja membentuk driving force atau potensi listrik (electrical potential). Gerakan dari chage adalah current.

2. Current (I), adalah seberapa cepat electron mengalir atau kecepatan electron mengalir. Sedangkan ampere (A), adalah ukuran tingkat kecepatan elecktron mengalir. Satu amper = aliran satu coulomb per detik. Utk pengobatan ukuran kecepatan aliran listrik digunakan milliampere (mA) dan microampere (um).

3. Voltage (V), adalah tenaga elektromotif (EMF) yg dihasilkan oleh electrical potential. Dua daearah akan meiliki electrical potential jika kedua daerah terdapat electron charge yang berbeda. Beda potensial itu akan menimbulkan tenaga mendorong charge, menyebabkan aliran listrik dari satu daerah ke yang lain. Electron akan bergerak dari lokasi yang konsentrasinya tinggi (lebih negative) ke area yg konsentrasi electronnya rendah (kurang negative). Jadi aliran electron dari negatif ke positif. EMF mendorong electron sampai electrical potentiap kedua area menjadi seimbang. Volt (V) adalah satuan electrical potential. Dalam pengobatan dipakai satuan millivolt dan volt. Voltmeter adalah alat untuk mengukur beda potential.

4. Resistance (R), atau tahanan menentukan mudah atau sukarnya aliran dalam suatu substansi. Conductance, mudah aliran bergerak. Sehingga conductor yg baik berarti rendah resistance, sedangkan insulator mempunyai resistence yg tinggi.Ohm adalah satuan ukuran resistance. Satu ohm artinya dapat membatasi aliran listrik satu ampere dimana beda potensial satu volt. Resistance digunakan pd DC.

5. Impedance (Z), artinya sama dengan resistance yg digunakan pada AC, dan untuk menjelaskan aliran yg terjadi pada jaringan bilogi.

6. Hukum Ohm, menyatakan bahwa Current = voltage : resistance.

Karakteristik Current.Terjadinya Current diperlukan dua syarat, pertama adanya sumber energi berupa beda potensial dan kedua adanya conductor yg akan dilalui aliran listrik atau current. Current adalah gerakan electron (negative) menuju ke positif.Current yng melalui conductor seperti kawat adalah gerakan electron (electron flow), jika dikonversi dalam tubuh berupa aliran ions (ionic flow). Ion positif (cation) bergerak menuju electrode negative (catode), dan ion negative (anion) bergerak menuju electrode positif (anode). Reaksi kimia akan terjadi diantara kedua electrode dan jaringan selama

2

terjadi transfers charge. Ibarat kulit sebagai gudang yg menyimpan cairan garam (NaCl), maka sodium ion positif (Na), akan bergerak ke negative pole bercampur dengan air, membentuk sodium hydroxide (NaOH), dimana reaksi ini akan meningkatkan basa atau alkali, akan menjadikan protein lebih cair dan jaringan lebih lunak. SEdangkan ion chloride negative akan bergerak ke positif pole, bercampur dengan air membentuk asam hidrochoric (HCl), dimana reaksi kimia ini menjadikan gumpalan protein dan jaringan mengeras.

Perbandingan arus listrik dan arus air

Arus Listrik Arus AirElectron Tetes airCoulomb GalonCurrent Aliran airVoltage Tekanan airResistance atau Impedance Pipa air, lubang sempit hambatan

tinggi

3

Current stimulatorBiasanya generator atau mesin stimulator menghasilkan dua jenis current yaitu Contans (regulated) current atau Constan (regulated) voltage. Ada beberapa jenis generator yg dapat menghasilkan keduanya.

Constan current stimulator, menhasilkan current yang tak dapat dirubah, meskipun terjadi perubahan resistance (impedance). Naik turunnya voltage utk mempertahankan current flow. Keuntungannya, output konsisten terhadap respon fisiologi, jadi menentukan efek fisiologi, nisalnya kualitas kontraksi otot bisa berlangsung lama tanpa kelelahan.Kerugiannya jika terjadi pwerubahan impedance misalnya saat kontak electrode berubah atau kering, maka resistance naik, akibatnya voltage naik utk mempertahankan current flow, selanjutnya akan terjadi rasa sakit serta jaringan rusak. Stimulator yg dihasilkan dari AC dan DC kebanyakan constant current, seperti TENS.

Constan Voltage stimulator, menghasilkan voltage yg tak dapat dirubah. Naik turunnya current output tergantung dari perubahan resistance. Keuntungannya jika current turun akibat naiknya resistance akan mencegah rasa tak enak (discomfort) dan cidera.Kerugiannya, kualitas response seperti kontraksi otot, akan berubah manakala terjadi perubahan resistance.

Klasifikasi Current.A. Direct Current (DC). Sering disebut galvanic, arusnya searah dan

kontinyus dg durasi sekurangnya 1 detik. Satu electrode selalu negative dan satu electrode lainnya selalu positif selama periode stimulasi. DC menghasilkan efek kimia di jaringan tubuh. Sering digunakan utk iontoporesis, memasuukan obat dalam jaringan.

B. .Alternating Current (AC), adalah arus bola-balik secara kontinyu, bisa juga terputus-putus (burs). Perubahan arah atau bidirection sekurangnya 1 second. Perubahan muatan electrode selalu berubah setiap pase dalam cycle kadang negative dan kadang positif. Disini tidak terjadi efek kimia, selama electrode terus berubah-ubah.

C. Pulsatil (pulse) Current, adalah unidirection atau bidirection flow yang secara periodic berhenti dlm waktu kurang dari satu second (milli atau microsecond) sebelum aliran berikutnya. Current terdiri dari satu pulse dengan short duration. Setiap pulse bisa terdiri dari satu phase atau lebih. Rangkaian pulse selanjutnya sampai berhenti disebut pulse train. Efek kimia tergantung dari DC atau AC sebagai sumbernya, Efek anode atau katode terjadi bila sumbernya DC dan bila AC satu phase anode dan satu phase katode dlm satu pulse

Lihat Gambar 10-3 . Type of current.

4

Karakteristik Pulsatil Current

SINGLE PULSE PULSE TRAINWave form Interpulse intervalAmplitude FrequencyRise time/decay time Duty cycleIntrapulse interval On-off timeDuration Ramp timeCharge Total current

Penjelasan Tentang Single Pulse1. Wave form (bentuk gelombang), mengganbarkan amplitude dan durasi

dalam suatu pulse .Dibedakan menjadi Monophasic, selalu unidirection (satu arah) bisa positif atau negative.Biphasic, selalu bidirection (dua arah), satu phase positif dan yg lain negative. Disini tidak terjadi efek kimia karena electrode selalu berubah, sehingga tidak terjadi akumulasi charge pd jaringan. Utk stimualsi neuromuskuler banyak digunakan jenis ini.Penggunaan, biphasic atau poliphasic sering digunakan dalam stimulasi, tetapi tidak utk pengobatan luka.

5

2. Amplitudo, adalah maximum current, dulu sering digunakan istilah peak current. Ampiltudo menentukan kuatnya stimulasi. Diukur dg satuan milliampere atau microampere. Di mesin biasanya diberi label Intensity.Amplitudo yg besar akan menembus jaringan lebih dalam. Lihat Gb.10-7

6

3..Rise time dan Decay time.Rise time adalah waktu yg dibutuhkan untuk mencapai peak amplitude atau puncak amplitude dari posisi nol.Decay time adalah waktu yg dibutuhkan dari peak amplitodo untuk mencapai kembali ke nol.

7

4. Intrapulse Interval, adalah waktu diantara akhir phase dan awal phase berikutnya dalam satu pulse.

5. Durasi, adalah waktu yg dibutuhkan mulai awal sampai akhir dalam satu phase suatu pulse.

8

6. Phase Carge, adalah sejumlah energi listrik yg dibebaskan ke jaringan setiap phase setiap pulse, diukrui dg Microcoulumb per second.Pulse phase, adalah jumlah seluruh charge phase dalam satu pulse.

9

Penjelasan tentang Pulse Train.1. Akan lebih mudah membedakan dengan melihat gambar tentang beberapa parameter yg digunakan dalam single pulse dibandingkan dg pulse train atau “series of pulse”

2. Interpulse dan Interburst Interval.Interpulse interval, adalah waktu yg diperlukan mulai dari akhir suatu pulse sampai mulainya pulse berikutnya. Dihitung dg millisecond.Hubungannya dengan durasi, jika interpulse interval naik maka durasi turun dan sebaliknya .

10

4. FrekuensiPulse frequency, sering digunakan pulse per second (pps) atau pulse rate, yaitu jumlah pulse yg dilepaskan ke tubuh dalam satu second. Respon tubuh berdasarkan jumlah pulse bukan jumlah phase. Single monophasic, biphasic maupun poliphasin, dihitung sebgai “satu” oleh tubuh. Pembawa frekuensi adalah basis frekuensi dari AC current, sebelum dimodifikasi oleh mesin menjadi frekuensi yg berbeda masuk kedalam tubuh. Satuan frekuensi digunajkan Hertz disingkat Hz. Semakin tinggi frekuensi, respon otot berupa kontraksi titanic, dan semakin fatiq atau lelah. Semakin rendah krekuensi, kontraksi oto menjadi twitch.Hubungannya dg impedance (tahanan), semakin tinggi impedance maka rekuensi turun dan sebaliknya.Hampir semua mesin sitmulasi menggunakan low-frequency. Label tertera dalam mesin “pulse rate” menggambarkan frekuensi. Untuk terapi biasnya menggunakan frekuensi antara 1-120 pps. Kontraksi otot cukup enak dg frekuensi 15-50 pps.

5. Duty Cycle.Pada saat on time adalah waktu current masuk ke tubuh. Off time, adalah saat dimana current stop.

11

6. Ramp time, adalah waktu naiknya amplitude pada pulse train.Ramp time menentukan enak tidaknya stimulasi, biasanya 2 secon cuku confort untuk stimulasi.

7. Total Current.Total current , sinonimnya average current, adalah jumlah current yg dilepaskan masuk dalam jaringannpersecond, dihitung dg milliampere. Total cuurent menentukan savety treatment dan besarnya efek fisiologi. Total current berbanding lurus atau proporsional dengan Peak amplitude, pulse frekuency, dan phase duration. Batas aman utk terapi total current sekitar 1-4 mA/cm2 luas electrode.

12

8. ModulasiModulasi adalah macam atau variasi, satu-dua-atau lebih sebuah parameter. Bisa digunakan pada pulse, atau current, amplitude, durasi.Sweep, biasa dipakai label mesi utk modulasi pulse frekuensi.Surged AC, label utk modulasi amplitude.Ramping, label utk modulasi phase charge atau amplitude.Continuous dan Interrupted, label utk modulasi current.Surge mode, dan reciprocate mode, adalah label utk delivery interrupted current.

13

MUSCLE CONTRACTION TREATMENT(FARADISM)

Stimulasi dg mengunakan arus faradisasi sering digunakan untuk latiahn pasif kontraksi otot. Current yg digunakan adalah surging atyau interruption sehingga menghasilkan relaksasi tidak capai dan cukup nyaman.Efek fisiologi yg terjadi, semacam pumping action, sehingga membantu memperlancar aliran darah dan limfe, serta pembuangan zat sisa yg tak berguna bg tubuh.

Indikasi 1. Utk pembentukan bentuk tubuh atau pengurangan berat badan.2. Pemulihan pinggang/perut setelah melahirkan3. Jika berat badan hilang karena diet otot cenderung kendor, karena itu perlu

toning contour, agar ototnya lebih keras tidak lembek.4. Pembentukan bentuk paha, lengan ataun bokong agar proporsional dg bentuk

tubuh.5. Re-edukasi otot akibat istirahat lama, atau karena tak terpakai missal sakit.6. Mengencangkan otot dada agar buah dada tidak jatuh.7. mencegah naiknya berat badan atau obesitas.

Aplikasi Faradik.1. Metode motor point, untuk individual muscle2. Metode muscle group, untuk kelompok otot

14