PROPOSAL TUGAS AKHIR PEMBAHASAN ULTRASOUND THERAPY MODEL ERBOSONAT COMFORT Disusun sebagai salah satu syarat untuk menyusun karya tulis ilmiah Program Studi DIII Teknik Elektromedik STIKES Widya Husada Semarang
\
Oleh : MUHAMMAD NUR ROCHIM NIM 09.4.026
PRODI DIII TEKNIK ELEKTROMEDIK STIKES WIDYA HUSADA SEMARANG 2012
INTISARI
Kual Kualita itass peral peralata atan n kese kesehat hatan an di ruma rumah h saki sakit, t, meru merupa pakan kan perk perkem emba bang ngan an ilmu ilmu pengertahuan pengertahuan dan teknologi teknologi yang sangat pesat, kemajuan ilmu pengertahuan pengertahuan ini berdampak berdampak pada kemajuan kemajuan disegala disegala bidang khususnya khususnya dalam bidang kesehatan kesehatan yang telah membawa membawa dampak positif besar, yang dapat dilihat pada perkembangan teknologi peralatan kesehatan rumah sakit, terutama pada peralatan elektromedik sebagai penunjang pelayanan kesehatan. Begitu Begitu juga juga dengan dengan perkem perkemban bangan gan sumbe sumberr daya daya manusi manusiaa di bidang bidang kesehat kesehatan an semaki semakin n mening meningkat kat dan optima optimall sebaga sebagaii wujud wujud untuk untuk kesejah kesejahtera teraan an umum. umum. Salah Salah satu satu peningkatan peningkatan pelayanan pelayanan kesehatan, kesehatan, maka perlu ditunjang ditunjang dengan dengan perkembangan perkembangan alat kesehatan. Salah satunya dengan peralatan terapi yang efektif, dengan harapan agar lebih mudah mudah dan efektif efektif pada pada pengg penggunaa unaanny nnya, a, tak berdam berdampak pak negatif negatif bagi bagi operato operatorr ataupun ataupun pemakai pemakai peralatan peralatan tersebut. tersebut. Salah satu bentuk bentuk peralatan terapi adalah Ultrasound Therapy yaitu suatu alat terapi yang menggunakan menggunakan frekuensi gelombang Ultrasound Ultrasound (0.75 – 3 MHz) yang yang dapat dapat membant membantu u mengu mengurang rangii
kekaku kekakuan/ an/ perlengke perlengketan tan otot, mengurang mengurangii nyeri, nyeri,
melanca melancarka rkan n sirkulas sirkulasii darah. darah. Cara Cara kerja kerja alat ini adalah adalah menggunak menggunakan an gelombang gelombang suara freku frekuen ensi si tingg tinggii untu untuk k menin meningk gkatk atkan an produ produks ksii pana panass jarin jaringa gan n dalam dalam sehin sehingg ggaa dapat dapat mengur mengurang angii rasa nyeri. nyeri. Alat Alat ultraso ultrasound und terapi terapi ini mengg mengguna unakan kan rangkaia rangkaian n pemban pembangki gkitt frekuensi yang menghasilkan arus berfrekwensi tinggi yang mencapai 0,75 s.d 3 MHz. MHz. Arus ini berja berjalan lan menem menembu buss kabe kabell koak koaksi sial al pada pada trans transdu ducer cer elek elektro troda da yang yang kemu kemudi dian an di konversikan menjadi vibrasi oleh adanya efek piezoelektrik.
LEMBAR PENGESAHAN
Telah disetujui dan disahkan di Semarang Tanggal…..…Bulan…...Tahun….. Proposal Tugas Akhir dengan judul “ULTRASOUND THERAPY ERBOSONAT COMFORT”
Menyetujui Pembimbing 1
Pembimbing 2
Sugeng Santoso, BE. ST
Agung Satrio Nugroho, ST
Mengetahui Koordinator Karya Tulis Ilmiah
Agung Satrio Nugroho, ST
I.
LATAR BELAKANG
Dalam kemajuan ilmu pengetahuan dan tekhnologi yang pesat saat ini. Serta perkembangan pula ilmu kedokteran saat ini, khususnya di bidang kesehatan. Kemajuan tersebut dapat dilihat pada perkembangan teknologi peralatan kesehatan di rumah sakit, terutama peralatan elektromedik sebagai penunjang pelayanan kesehatan. Sekarang ini banyak ditemui teknik pengobatan salah satunya dengan menggunakan terapi fisik. Fisioterapi atau terapi fisik merupakan teknik pengobatan dengan modalitas fisik. Beberapa modalitas fisik yang terdapat di pergunakan antara lain : listrik, suara, panas, dingin, magnet, tenaga gerak dan air. Modalitas fisik inilah yang kemudian menjadi dasar aplikasi fisioterapi. Salah satu aplikasi terapi fisik adalah terapi suara / ultrasound dengan melakukan sejumlah diagnosis atas kondisi dan penyakit yang berbeda-beda. Akhir-akhir ini kita dikagetkan dengan mengetahui bahwa ultrasound dapat membantu meringankan beberapa masalah, terutama masalah yang berkaitan dengan sistem muskoskeletal . Pendekatan pengobatan dengan cara ini juga sangat aman dan lebih murah dibandingkan dengan metode modern ataupun tradisional lainnya. Terapi ultrasound merupakan jenis thermotherapy (terapi panas) yang dapat mengurangi nyeri akut maupun kronis. Terapi ini menggunakan arus listrik yang dialirkan lewat transducer yang mengandung kristal kuarsa yang dapat mengembang dan kontraksi serta memproduksi gelombang suara yang dapat ditransmisikan pada kulit serta ke dalam tubuh. Berdasarkan hal tersebut diatas serta ingin meningkatkan pengetahuan tentang alat tersebut maka penulis membuat pembahasan dengan judul :
ʺPESAWAT ULTRASOUND THERAPYʺ
II.
TUJUAN
Tujuan dari pembuatan karya tulis ilmiah ini adalah : 1.
Sebagai salah satu syarat kelulusan dalam menyelesaikan
pendidikan di Prodi DIII Teknik Elektromedik STIKES Widya Husada Semarang. 2.
Mengaplikasikan teori dan praktek elektronika dan elektromedik
yang diperoleh dari bangku kuliah. 3.
III.
Untuk mengetahui lebih jauh tentang Ultrasound Therapy.
PEMBATASAN MASALAH
Dalam penyajian karya tulis ilmiah ini, penulis membatasi masalah yang berkaitan dengan Ultrasound therapy saja. Hal ini bertujuan untuk menghindari pelebaran masalah.
IV.
METODOLOGI
a.
Metode Literatur
Yaitu dengan cara memanfaatkan buku-buku referensi sebagai penunjang dalam pengambilan teori dasar. b.
Metode Wawancara
Yaitu melakukan konsultasi dengan dosen pembimbing dan juga dengan pihak-pihak yang mengetahui tentang alat tersebut. V.
TINJAUAN PUSTAKA
Terapi ultrasound adalah terapi fisik yang menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi untuk meningkatkan produksi panas jaringan dalam sehingga dapat mengurangi rasa nyeri mengatasi
cedera
musculoskeletal
injuries,
arthritis
dan
fibromyalgia. Prinsip dasar pada Ultrasound Therapy menggunakan
rangkaian
pembangkit frekuensi atau osilator, amplifier, dan rangkaian komparator dan rangkaian tranduser. V.1
Rangkaian Osilator 1. Osilator colpitt Osilator Collpit adalah salah satu topologi osilator yang efektif digunakan untuk pembangkit gelombang sinus pada rentang frekuensi antara 10kHz hingga 10MHz. Osilator ini menggunakan rangkaian tertala LC dan umpanbalik positif melalui suatu pembagi tegangan kapasitif dari rangkaian tertala. Umpanbalik ini bisa ditopankan deret maupun jajar. Frekuensi osilasi ditentukan oleh rumus:
f 0
=
1 2π
1 1 + L C 1 C 2 1
Gambar 5.1 Rangkaian osilator colpitt
2. Osilator clapp Osilator Clapp adalah versi modifikasi osilator Colpitt dengan kemantapan frekuensi lebih baik. Frekuensi ditentukan oleh deret kondensator Co dan induktor Lo dan bukan oleh kondensator jajar C1 dan C2 seperti dalam rangkaian osilator Colpitt standar. Untuk osilator Clapp dan umpan balik positif diadakan oleh C1 dan C2.Dengan rumus : f 0
=
1
1
2π L0 C 0
Gambar 5.2 Rangkaian osilator clap
3.
Osilator Kristal Disebut osilator kristal karena osilator ini menggunakan kristal kwarsa sebagai
komponen penentu
frekuensinya.
Kristal
osilator
digunakan untuk menghasilkan isyarat dengan tingkat kestabilan frekuensi yang sangat tinggi. Kristal pada osilator ini terbuat dari quartz atau Rochelle salt dengan kualitas yang baik. Material ini memiliki kemampuan mengubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa getaran atau sebaliknya. Kemampuan ini lebih dikenal dengan piezoelectric effect. Aplikasinya dalam rangkaian osillator seperti pada gambar berikut.
Gambar 5.3 Rangkaian osilator Krista
Kapasitor C1 dan C2 membentuk kapasitansi beban untuk kristal. Kapasitansi beban optimum (CL) untuk kristal yang diberikan ditentukan oleh produsen atau pembuat kristal. Persamaan untuk menghitung nilai C1 dan C2 adalah C L
=
C 1 * C 2 C 1 + C 2
+ C S
Dimana Cs adalah kapasitansi pada PCB, biasanya nilai 5pf dapat digunakan untuk tujuan perhitungan. Sekarang C1 dan C2 dapat dipilih untuk memenuhi persamaan di atas. Biasanya C1 dan C2 yang dipilih sehingga mereka kurang lebih sama. Nilai-nilai besar C1 dan / atau C2
meningkatkan stabilitas frekuensi tetapi menurunkan gain loop dan dapat menyebabkan masalah start up.
V.2
Rangkaian Amplifier
Inverting Inverting amplifier ini, input dengan outputnya berlawanan
polaritas. Jadi ada tanda minus pada rumus penguatannya. Penguatan inverting amplifier adalah bisa lebih kecil nilai besaran dari 1, misalnya
-0.2 , -0.5 , -0.7 , dst dan selalu negatif. Rumus nya : V 0
=−
Rf Ri
Vi
Gambar 5.4 Rangkaian Op Amp inverting
Non Inverting Rangkaian non inverting ini hampir sama dengan rangkaian
inverting hanya perbedaannya adalah terletak pada tegangan inputnya dari
masukan noninverting. Rumusnya seperti berikut : V 0
sehingga persamaan menjadi V 0
Rf = + 1 Vi Ri
=
Rf + Ri Ri
Vi
Hasil tegangan output non inverting ini akan lebih dari satu dan selalu positif. Rangkaian nya adalah seperti pada gambar berikut ini :
Gambar 5.5 Rangkaian Op Amp Non Inverting
Buffer Rangkaian buffer adalah rangkaian yang inputnya sama dengan
hasil outputnya. Dalam hal ini seperti rangkaian common colektor yaitu berpenguatan = 1. Rangkaiannya seperti pada gambar berikut ini
Gambar 5.6 Rangkaian Buffer
Nilai R yang terpasang gunanya untuk membatasi arus yang di keluarkan. Besar nilainya tergantung dari indikasi dari komponennya, biasanya tidak dipasang alias arus dimaksimalkan sesuai dengan kemampuan op-ampnya.
Adder/ Penjumlah
Rangkaian penjumlah atau rangkaian adder adalah rangkaian penjumlah yang dasar rangkaiannya adalah rangkaian inverting amplifier dan hasil outputnya adalah dikalikan dengan penguatan seperti pada rangkaian inverting. Pada dasarnya nilai outputnya adalah jumlah dari penguatan
masing
masing
dari
inverting,
seperti
:
Gambar 5.6 Rangkaian Adder
Integrator Rangkaian integrator op-amp ini juga berasal dari rangkaian
inverting dengan tahanan umpan baliknya diganti dengan kapasitor. Perhitungan nilai untuk R F berkaitan dengan komponen lainnya, yaitu f a< f b dimana rumus f a adalah : f b
1 =
R1C F 2π
, f 0
1 =
R1C F 2π
, misa f a
= f b / 10 l
Gambar 5.7 Rangkaian Integrator
Oscilator Pada bagian ini menjelaskan op-amp untuk oscilator yang dapat
diatur atur frekuensi outputnya dengan gelombang yang bervariasi pula. Pada dasarnya fungsi oscilator adalah sinyal AC atau gelombang tegangan
saja.
Lebih
spesifik
lagi,
oscilator
adalah
proses
pengulanganbentuk gelombang tertentu pada amplitudo dan frekuensi yang tetap tanpa eksternal input.
Salah satu aplikasinya digunakan sebagai Voltage Control Oscilator (VCO) adalah penguatan dengan ouput frekuensinya tergantung dari input rangkaian. Selanjutnya terdapat rangkaian Schmitt Trigger yang berfungsi sebagai komparator yaitu tegangan referensi menjadi lebih tinggi apabila sinyal input bergerak dari tegangan rendah ke tegangan tinggi dari pada sinyal input tinggi ke rendah.
Gambar 5.8 Voltage Control Oscilator
V.3
Transduser
Alat yang mengubah suatu bentuk energi kedalam bentuk energi yang lain terbuat dari bahan kristal sintetik seperti barium titanate
atau sirkon timbal titanat yang memiliki potensi piezeloelectric yakni potensi untuk memproduksi arus listrik bila dilakukan penekanan pada kristal. Transduser ultrasonic mengubah energi listrik menjadi energi mekanik, dalam bentuk suara dan sebaliknya. Transduser ultrasonik terdiri atas dua macam yaitu pengirim (transmitter) Tx dan penerima (receiver) Rx yang akan menghasilkan medan listrik pada saat material berubah bentuk atau dimensinya sebagai akibat gaya mekanik.
Lapisan tipis piezoelectric adalah suatu bahan tipis yang terbuat dari bahan piezoelectric misalnya Rochelle-salt atau quartz yang memiliki kemampuan menghasilkan tegangan listrik bila dikenai tekanan. Bila bahan tersebut dikenai tekanan maka akan terjadi distorsi dan tekanan listrik akan dihasilkan dari kedua permukaannya
Gambar 5.9 Prinsip kerja bahan piezoelectric transducer
Tekanan pada piezoelectric ceramic →perubahan momen dipol →tegangan. Pada prinsipnya, efek piezoelectric diperoleh dari ketidakseimbangan distribusi arus listrik pada bahan piezoelktric yang disebabkan oleh terjadinya tegangan (stress) pada bahan tersebut dan selanjutnya mengakibatkan terjadinya regangan. Bila kedua permukaan bahan tersebut dilapisi dengan bahan logam dan lempengan kecil tembaga ditempelkan padanya, maka perubahan arus listrik ini akan mengakibatkan terjadinya sinyal tegangan
listrik pada lempeng tembaga tersebut. Efek ini dapat dibalik yaitu bila tegangan listrik dikenakan pada bahan tersebut maka akan terjadi regangan. Tabel 1 Aplikasi piezoelectric berdasarkan tipe getaran
VI.
BLOK DIAGRAM PESAWAT ULTRASOUND THERAPY
FR O N T PA N EL
SW ITC H B OA R D ELEKTRODA ULTRASOU ND
TIMER
M IK R OC ON T R OL LER
OSC IL LA T OR
A M PL IF IER
SC H IM IT T R IGGER
OUTPUT FILTER
SIMULTAN STECKDOSE
U N IT PLU G
VII.
F IL TER
POW ER SU PPLY
CARA KERJA BLOK DIGRAM
Pada saat
saklar ON /OFF ditekan. Tegangan dari jala – jala PLN
sebesar 220 V AC masuk ke rangkaian catu daya. Pada rangkaian catu daya mengubah tegangan AC menjadi tegangan DC dengan rangkaian penyearah, kemudian tegangan yang telah ditentukan nilainya tersebut diberikan ke masing – masing blok rangkaian main board dan rangkaian display melalui rangkaian switching tegangan . Pada rangkaian main board terdapat processor sistem yang berfungsi mengatur semua perintah dari alat ini. Pada rangkaian oscillator yang menghasilkan frekuensi gelombang yang tinggi, frekuensi yang
digunakan antara 0.8 sampai dengan 3 megahertz (800 sampai dengan 3,000 kilohertz). Selanjutnya pada rangkaian amplifier digunakan sebagai Voltage Control Oscilator (VCO) adalah penguatan
dengan
ouput frekuensinya tergantung dari input rangkaian. Selanjutnya
terdapat rangkaian Schmitt Trigger yang berfungsi sebagai komparator yaitu tegangan referensi menjadi lebih tinggi apabila sinyal input bergerak dari tegangan rendah ke tegangan tinggi dari pada sinyal input tinggi ke rendah. Pada rangkaian Timer, waktu terapi dapat diatur mulai dari 1 – 30 menit sesuai dengan keperluan. Terdapat transducer yang terletak pada aplikator/
elektroda. Transducer terbuat dari kristal sintetik seperti barium titanate atau sirkon timbal titanat yang memiliki potensi piezeloelectric yakni potensi untuk memproduksi arus listrik bila
dilakukan penekanan pada kristal. Gelombang suara yang dihasilkan dapat mengakibatkan molekul molekul pada jaringan bergetar sehingga menimbulkan energi mekanis dan panas. Keadaan ini menimbulkan panas pada lapisan dalam tubuh seperti otot, tendo, ligamen, persendian dan tulang. Ada dua macam bentuk gelombang output ultrasound terapi ini yakni gelombang kontinyu dan gelombang intermittent (pulsed ).
VIII.
SISTEMATIKA PENULISAN
Untuk mempermudah dalam pembuatan karya tulis ilmiah ini, maka penulis sertakan sistematika penulisan sebagai berikut : BAB I
PENDAHULUAN
Bab ini di uraikan menjadi beberapa sub bab, antara lain : latar belakang, maksud dan tujuan penulisan, pembatasasan masalah, metode penulisan, sistematika penulisan. BAB II
TEORI DASAR
Pada bab ini di uraikan mengenai pengertian pesawat Ultrasound Therapy dan penjelasan tentang komponen yang digunakanT BAB III
PEMBAHASAN ALAT
Pada bab ini diuraikan tentang pembahasan alat tentang cara kerja alat dengan cara menganalisa setiap blok diagram, maintenance, dan trouble shooting . BAB V
PENUTUP
Hasil kesimpulan dari pembahasan alat serta saran dari hasil pembahasan sehingga dapat dikembangkan dengan lebih baik.
IX.
JADWAL PELAKSANAAN
Kegiatan perencanaan ini disebut oleh penulis pada saat disetujui proposal yang penulis ajukan. Jadwal kegiatan yang penulis buat sesuai dengan tabel berikut : April
Mei
Juni
Juli
Kegiatan I
II
III
IV I
II
III IV
I
II
III IV
I
II
III IV
Pengumpulan Data Pembuatan KTI Bimbingan KTI Ujian Sidang
X.
PENUTUP
Penulis berharap semoga rencana pembahasan alat dapat terlaksana sesuai dengan program yang telah penulis susun. Untuk itu penulis harapkan bantuan kritik dan saran yang membangun dari semua pihak untuk membantu dalam pembahasan alat ini.
DAFTAR PUSTAKA
1. 2.
Buku “Service Manual dan User Manual ERBE Erbosonat Comfort”
dr. Arovah, Novita Intan, MPH. 2010. Dasar – Dasar Fisioterapi pada Cedera : Yogyakarta.
3.
Zuhal, Zhanggischan. 2004. Prinsip Dasar Elektroteknik. Jakarta :Gramedia Pustaka Utama.
