Fisika Ultrasonik

5/6/2018 Fisika Ultrasonik - slidepdf.com

http://slidepdf.com/reader/full/fisika-ultrasonik 1/8

A. Pengertian Gelombang Ultrasonik

Ultrasonik adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk

bisa didengar oleh telinga manusia, yaitu kira-kira di atas 20 kiloHertz. Hanya

beberapa hewan, seperti lumba-lumba menggunakannya untuk komunikasi,

sedangkan kelelawar menggunakan gelombang ultrasonik untuk navigasi. Dalam hal

ini, gelombang ultrasonik merupakan gelombang ultra (di atas) frekuensi gelombang

suara (sonik).

Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas.

Reflektivitas dari gelombang ultrasonik ini di permukaan cairan hampir sama dengan

permukaan padat, tapi pada tekstil dan busa, maka jenis gelombang ini akan diserap.

Frekuensi yang diasosiasikan dengan gelombang ultrasonik pada aplikasi

elektronik dihasilkan oleh getaran elastis dari sebuah kristal kuarsa yang diinduksikan

oleh resonans dengan suatu medan listrik bolak-balik yang dipakaikan (efek

piezoelektrik). Kadang gelombang ultrasonik menjadi tidak periodik yang disebut

derau (noise), dimana dapat dinyatakan sebagai superposisi gelombang-gelombang

periodik, tetapi banyaknya komponen adalah sangat besar. Kelebihan gelombang

ultrasonik yang tidak dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak

suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang

seperti pada sistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan.

Nama : Nurhikmah

NIM : 1005015065

Fisika - KesMas 2010 C

http://id.wikipedia.org/wiki/Suara


http://id.wikipedia.org/wiki/Getaran


http://id.wikipedia.org/wiki/Frekuensi

http://id.wikipedia.org/wiki/Telinga


http://id.wikipedia.org/wiki/Manusia

http://id.wikipedia.org/wiki/Hertz




http://id.wikipedia.org/wiki/Tekstil


http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronik

http://id.wikipedia.org/wiki/Sensor


http://id.wikipedia.org/wiki/Robot




http://id.wikipedia.org/wiki/Manusia





http://id.wikipedia.org/wiki/Elektronik


http://id.wikipedia.org/wiki/Robot




B.Aplikasi Gelombang Ultrasonik dalam Kesehatan

Saat ini perkembangan dunia teknologi sangat berkembang pesat terutama

dalam dunia IT (Informatic Technology). Perkembangan dunia IT berimbas pada perkembangan berbagai macam aspek kehidupan manusia. Salah satu aspek yang

terkena efek perkembangan dunia IT adalah kesehatan. Dewasa ini dunia kesehatan

modern telah memanfaatkan perkembengan teknologi untuk meningkatkan efisiensi

serta efektivitas di dunia kesehatan. Salah satu contoh pengaplikasian dunia IT di

dunia kesehatan adalah penggunaan alat-alat kedokteran yang mempergunakan

aplikasi komputer, salah satunya adalah USG (Ultra sonografi).

USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan

gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi

(250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.

Pada awalnya penemuan alat USG diawali dengan penemuan gelombang ultrasonik

kemudian bertahun-tahun setelah itu, tepatnya sekira tahun 1920-an, prinsip kerja

gelombang ultrasonik mulai diterapkan dalam bidang kedokteran. Penggunaan

ultrasonik dalam bidang kedokteran ini pertama kali diaplikasikan untuk kepentingan

terapi bukan untuk mendiagnosis suatu penyakit. Dalam hal ini yang dimanfaatkan

adalah kemampuan gelombang ultrasonik dalam menghancurkan sel-sel atau jaringan

“berbahaya” ini kemudian secara luas diterapkan pula untuk penyembuhan penyakit-

penyakit lainnya. Misalnya, terapi untuk penderita arthritis, haemorrhoids, asma,

thyrotoxicosis, ulcus pepticum (tukak lambung), elephanthiasis (kaki gajah), dan

bahkan terapi untuk penderita angina pectoris (nyeri dada).

Baru pada awal tahun 1940, gelombang ultrasonik dinilai memungkinkan

untuk digunakan sebagai alat mendiagnosis suatu penyakit, bukan lagi hanya untuk

terapi. Hal tersebut disimpulkan berkat hasil eksperimen Karl Theodore Dussik,

seorang dokter ahli saraf dari Universitas Vienna, Austria. Bersama dengan

saudaranya, Freiderich, seorang ahli fisika, berhasil menemukan lokasi sebuah tumor

otak dan pembuluh darah pada otak besar dengan mengukur transmisi pantulan

gelombang ultrasonik melalui tulang tengkorak. Dengan menggunakan transduser

(kombinasi alat pengirim dan penerima data), hasil pemindaian masih berupa gambar



dua dimensi yang terdiri dari barisan titik-titik berintensitas rendah. Kemudian George

Ludwig, ahli fisika Amerika, menyempurnakan alat temuan Dussik.

Tahun 1949, John Julian Wild, ahli bedah Inggris yang bekerja di Medico

Technological Research Institute of Minnesota, berkolaborasi dengan John Reid,

seorang teknisi dari National Cancer Institute. Mereka melakukan investigasi terhadap

sel-sel kanker dengan alat ultrasonik. Beberapa jenis alat yang dibuat untuk

kepentingan investigasi tersebut antara lain B-mode ultrasound, transduser/alat

pemindai jenis A-mode transvaginal, dan transrectal. Prinsip alat-alat tersebut

mengacu pada sistem radar. Oleh sebab itu mereka kemudian menyebutnya sebagai

Tissue Radar Machine (mesin radar untuk deteksi jaringan).

Beberapa hasil penelitian lanjutan yang cukup penting dalam bidang obstetri

ginekologi antara lain ditemukannya metode penentuan ukuran janin (fetal biometry),

teknologi transduser/alat pemindai digital, transduser dua dimensi dan tiga dimensi

modern penghasil tampilan gambar jaringan yang lebih fokus, dan penentuan jenis

kelamin janin dalam kandungan (Fetal Anatomic Sex Assignment/FASA).

Teknologi transduser digital sekira tahun 1990-an memungkinkan sinyal

gelombang ultrasonik yang diterima menghasilkan tampilan gambar suatu jaringan

tubuh dengan lebih jelas. Penemuan komputer pada pertengahan 1990 jelas sangat

membantu teknologi ini. Gelombang ultrasonik akan melalui proses sebagai berikut,

pertama, gelombang akan diterima transduser. Kemudian gelombang tersebut diproses

sedemikian rupa dalam komputer sehingga bentuk tampilan gambar akan terlihat pada

layar monitor. Transduser yang digunakan terdiri dari transduser penghasil gambar

dua dimensi atau tiga dimensi. Seperti inilah hingga USG berkembang sedemikian

rupa hingga saat ini.

Ultrasonografi medis (sonografi) adalah sebuah teknik diagnostik pencitraan

menggunakan suara ultra yang digunakan untuk mencitrakan organ internal dan otot,

ukuran mereka, struktur, dan luka patologi, membuat teknik ini berguna untuk

memeriksa organ. Sonografi obstetrik biasa digunakan ketika masa kehamilan.

Pilihan frekuensi menentukan resolusi gambar dan penembusan ke dalam tubuh

pasien. Diagnostik sonografi umumnya beroperasi pada frekuensi dari 2 sampai 13megahertz.Sedangkan dalam fisika istilah “suara ultra” termasuk ke seluruh energi



akustik dengan sebuah frekuensi di atas pendengaran manusia (20.000 Hertz),

penggunaan umumnya dalam penggambaran medis melibatkan sekelompok frekuensi

yang ratusan kali lebih tinggi.

Ultrasonografi atau yang lebih dikenal dengan singkatan USG digunakan luas

dalam medis. Pelaksanaan prosedur diagnosis atau terapi dapat dilakukan dengan

bantuan ultrasonografi (misalnya untuk biopsi atau pengeluaran cairan). Biasanya

menggunakan probe yang digenggam yang diletakkan di atas pasien dan digerakkan:

gel berair memastikan penyerasian antara pasien dan probe.

Dalam kasus kehamilan, Ultrasonografi (USG) digunakan oleh dokter spesialis

kedokteran (DSOG) untuk memperkirakan usia kandungan dan memperkirakan hari

persalinan. Dalam dunia kedokteran secara luas, alat USG (ultrasonografi) digunakan

sebagai alat bantu untuk melakukan diagnosa atas bagian tubuh yang terbangun dari

cairan. Sonograf ini menunjukkan citra kepala sebuah janin dalam kandungan.

Ultrasonografi medis digunakan dalam:

• Kardiologi

• Endokrinologi

• Gastroenterologi• Ginaekologi

• Obstetrik

• Ophthalmologi

• Urologi

• Intravascular ultrasound

• Contrast enhanced ultrasound



SKEMA CARA KERJA USG

1. Transduser

Transduser adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh

yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada

pemeriksaan prostat. Di dalam transduser terdapat kristal yang digunakan untuk

menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transduser. Gelombang

yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan)

sehingga fungsi kristal disini adalah untuk mengubah gelombang tersebut

menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat

diterjemahkan dalam bentuk gambar.

2. Monitor yang digunakan dalam USG

3. Mesin USG

Mesin USG merupakan bagian dari USG

dimana fungsinya untuk mengolah data yang

diterima dalam bentuk gelombang. Mesin USG

adalah CPUnya USG sehingga di dalamnya

terdapat komponen-komponen yang sama

seperti pada CPU pada PC. Cara USG merubah

gelombang menjadi gambar pemeriksaan USG atau Ultrasonografi dalam dunia

kedokteran memang bukan barang baru. Toh, kehadirannya terkadang masih

menimbulkan kekhawatiran pada sebagian orangtua tentang penggunaan dan

manfaatnya. Misalnya, kekhawatiran akan radiasi yang ditimbulkan dari alat

tersebut. Beberapa orang bahkan menyangsikan manfaat alat ini mengingat ada



satu dua kasus kelainan bayi yang dianggap tak terdeteksi oleh pemeriksaan USG.

Belum lagi soal biaya. Beberapa klinik/rumah sakit memang sudah memasukkan

biaya USG dalam biaya pemeriksaan kehamilan. Namun cukup banyak juga yang

menagih pemeriksaan ini sebagai biaya tersendiri.

TAK ADA RADIASI

Pemeriksaan USG merupakan pemeriksaan penunjang yang dilakukan pada

ibu hamil. Sebelum ada alat ini, denyut jantung janin baru dapat didengar pada usia

kehamilan 16-18 minggu. Sementara dengan USG, pada usia kehamilan 6-7 minggu

sudah dapat dideteksi. USG juga dapat mendeteksi kelainan-kelainan bawaan di usia

kehamilan yang lebih awal.

CARA PEMERIKSAAN

Pemeriksaan USG dapat dilakukan dengan dua cara yaitu:

1) Pervaginam

−

Memasukkan probe USG transvaginal/seperti melakukan pemeriksaan dalam− Dilakukan pada kehamilan di bawah 8 minggu.

− Lebih mudah dan ibu tidak perlu menahan kencing.

− Lebih jelas karena bisa lebih dekat pada rahim.

− Daya tembusnya 8-10 cm dengan resolusi tinggi.

− Tidak menyebabkan keguguran.

2) Perabdominan

− Probe USG di atas perut.

− Biasa dilakukan pada kehamilan lebih dari 12 minggu.

− Karena dari atas perut maka daya tembusnya akan melewati otot perut,

lemak baru menembus rahim.



JENIS PEMERIKSAAN USG

1. USG 2 Dimensi

Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). Kualitas

gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapat ditampilkan.

2. USG 3 Dimensi

Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang gambar lagi yang

disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu

benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. Begitupun keadaan

janin dari posisi yang berbeda. Ini dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar

(bukan janinnya yang diputar).

3. USG 4 Dimensi

Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk USG 3 dimensi yang

dapat bergerak (live 3D). Kalau gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis,

sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya dapat “bergerak”. Jadi pasien

dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim.

4. USG Doppler

Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama

aliran tali pusat. Alat ini digunakan untuk menilai keadaan/kesejahteraan janin.

Penilaian kesejahteraan janin ini meliputi:

- Gerak napas janin (minimal 2x/10 menit).- Tonus (gerak janin).

- Indeks cairan ketuban (normalnya 10-20 cm).

- Doppler arteri umbilikalis.

- Reaktivitas denyut jantung janin.



Documents

Fisika Ultrasonik