Termodinamika Dalam Bidang Kedokteran

 Energi Panas Dalam Bidang Kedokteran
-    Apabila energi panas mengenai salah satu bagian tubuh, akan menaikkan temperature daerah tersebut.
-    Efek panas :
a.    Fisik : menyebabkan semua zat mengalami pemuaian segala arah.
b.    Kimia : Kecepatan reaksi kimia akan meningkat dengan peningkatan temperatur. Misalnya : Reaksi oksidasi, Permeabilitas membrane sel, Metabolisme jaringan.
c.    Biologis : Merupakan pengggabungan dari efek panas terhadap fisik dan kimia. Misal : Peningkatan sel darah putih, Fenomena reaksi peradangan, dilatasi pembuluh darah, peningkatan tekanan kapiler, tekanan O2 dan CO¬2, penurunan pH.

i.    Penerapan energi panas dalam pengobatan
a.    Metode Konduksi
-    “Apabila ada perbedaan temperatur  antara kedua benda maka panas akan ditransfer secara konduksi yaitu dari benda yang lebih panas ke benda yang lebih dingin”.
-    Pemindahan energi panas total tergantung pada luas daerah kontak, perbedaan temperatur, lama melakukan kontak, material konduksi panas.

-    Contoh:
•    Kantong air panas/botol berisi air panas ; efisien untuk pengobatan    nyeri abdomen (perut)
•    Handuk panas ; efektif untuk spasme otot, fase akut poliomyelitis.
•    Turkish batsh (mandi uap) ; sebagai penyegar atau relaksan otot.
•    Mud packs (lumpur panas) ; mengonduksi panas ke dalam jaringan, mencegah kehilangan panas.
•    Wax bath (parafin bath) ; efisien untuk mentransfer panas pada tungkai bawah terutama orang tua. Cara Wax Bath : wax diletakkan di dalam bak dan dipanaskan sampai temperature 1150- 1200F . Kaki direndam selama 30 menit-1 jam.
•    Electric Pads. Caranya : melingkari kawat elemen panas yang dibungkus asbes atau plastic. Dilengkapi dengan termostat.
-    Metode konduksi bermanfaat untuk pengobatan terhadap penyakit neuritis, Sprains, Strain, Contusio, Sinusitis, Low Back Pain

b.    Metode Radiasi
-    Untuk pemanasan permukaan tubuh serupa dengan pemanasan dengan sinar matahari atau nyala api.
-    Sumber radiasi :
a.    Electric fire
•    Old type fire ; Memiliki daya 750 W, range radiasi antara merah - mendekati infra red, panjang gelombang < 15.0000 A0, untuk home treatment.
•    Pensil Bar tipe ; Menggunakan reflector rectangular dan shape like acoustic type.
b.    Infra Merah ;
- Memakai lampu pijar berkisar antara 250 – 2000 W, diberi filter merah.
- Gelombang infra red yang dipakai antara 800 – 40.000 nm.
- Penetrasi energi / gelombang pada kulit ± 3 mm dan meningkat di permukaan kulit.
- Lebih efektif bila dibandingkan dengan metode konduksi panas, karena penetrasi energi panas ke jaringan lebih dalam.

c.    Metode Elektromagnetis
Ada dua jenis :
a.    Short wave diathermy (diatermi gelombang pendek)
-    Digunakan pada kram otot (muscle sprain), nyeri pada intervertebrale disk, penyakit degeneratif pada persendianm radang bursa (bursitis)
-    Dua macam metode elektromagnetis :
•    Teknik Kondensor (Conductor technique) ; Bagian tubuh sebelah menyebelah diletakkan dua metal plate like electrode. Pada permukaan electrode diberikan larutan elektrolit. Dengan adanya aliran AC (bolak-balik), molekul tubuh menjadi agitasi karena kenaikan temperature.
•    Diatermi Metode Induksi (Inductothermy) ; Bagian tubuh yang akan dipanasi, dililitkan dengan kabel, lalu dialiri listrik. Jaringan tubuh tidak berada dalam sirkuit, tetapi terletak dalam median magnet dari suatu koil. Frekuensi yang dipakai 1 MHz.

b.    Micro Wave Diathermy (Diatermi gelombang mikro)
-    Digunakan untuk patah tulang (Fraktur), Sprains dan Strains, Bursitis, Radang tendon, Artritis.
-    Menggunakan magnetron untuk menghasilkan gelombang radio dengan osilasi pada frekuensi 900 MHz.
-    Besar energinya terletak antara short wave diathermy dan infra merah.

d.    Gelombang ultrasonik
-    Diperoleh dari gelombang bunyi (Audible Sound) dengan frekuensi hampir 1 MHz.
-    Jaringan yang akan diobati ditempeli permukaannya oleh  piezo electric transduser dengan intensitas 5 W/cm2.
-    Lebih efektif pada tulang dibandingkan pada soft tissue oleh karena tulang lebih banyak menyerap panas
-    Bisa digunakan untuk terapi (pengobatan) dan diagnostik.

2.2    Energi Dingin Dalam Bidang Kedokteran
-    Terjadi efek patologis pada jaringan bila terkena temperature di bawah titik beku. Efek tersebut antara lain :
a.    Krioadhesia (menghasilkan adhesi)
b.    Krionekrosis ( merusakkan jaringan), melalui ; pecahnya membran sel, dehidrasi intraseluler, denaturasi protein, hipometabolisme seluler, iskemik local, respon imunologik.
c.    Efek hemostasis
d.    Efek anastesia

i. Penerapan energi dingin dalam pengobatan
-    Penyimpanan darah (Bank Darah). Agar darah bertahan lama dilakukan dengan dua teknik :
•    Thin Walled container / wadah berdinding tipis ; Wadah dibuat dari metal tipis, terdiri dari dua dinding. Volume darah berada di antara dua dinding. Juga dimasukkan Liquid Nitrogen, terbentuk darah Frozen, disimpan pada Nitrogen cair (-1960C).
•    Blood Sand Method ; Darah disemprot pada permukaan cairan Nitrogen, terbentuk butir-butir, lalu dikumpulkan dan disimpan di wadah khusus.
-    Penyimpanan Sperma (Bank Sperma)
-    Penyimpanan Bone Marrow (Sumsum tulang)
-    Penyimpanan jaringan tubuh  lainnya.
-    Penyimpanan obat-obat an
-    Pengobatan edema akibat trauma akut dan sakit kepala ; memakai ice bag/kantong es.
-    Pengobatan nyeri dan bengkak lokal ; dipakai kompres dingin
-    Operasi Jaringan Kanker ; memakai cairan nitrogen untuk merusak jaringan kanker yang luas. Untuk beberapa jenis sel, dibantu dengan gliserol atau dimethil sulfonat sebagai proteksi agent.

2.3    Efek dari Busana – Clo
-    Suhu kulit optimal untuk kenyamanan adalah 340C. Suhu ini dapat dipertahankan dengan menambah baju yang sesuai dengan aktifitas.
-    Clo adalah satuan yang menunjukkan nilai seperangkat pakaian yang dibutuhkan untuk mempertahankan seseorang dalam keadaan istirahat dalam sebuah ruangan bersuhu 210C (700F) dengan pergerakan udara sebesar 0,1 m/detik dan kelembaban udara < 50%.
-    1 Clo = sebuah pakaian kerja yang ringan.
-    2 Clo = membuat seseorang dapat bertahan dalam suhu yang dingin dibanding pengunaan 1 Clo.
-    4 Clo pakaian dibutuhkan oleh orang yang hidup di Arctic
-    6 Clo memiliki nilai isolasi setara dengan bulu serigala.
-    Seseorang membutuhkan jumlah Clo yang lebih besar untuk merasa nyaman ketika sedang istirahat disbanding ketika sedang aktifitas.

Sumber :

·         Cameron JR, et al. 2006. Fisika Tubuh Manusia . Jakarta : Sagung Seto, hal :19-41

·         Gabriel, J.F, 1996. Fisika Kedokteran, Jakarta : EGC, hal : 99-139