APLIKASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK
Konsep gelombang
elektromagnetik ternyata sangat luas tidak hanya berkaitan dengan TV atau
ponsel saja, melainkan banyak aplikasi lain yang bisa sering kita temukan
sehari-hari di sekitar kita. Aplikasi tersebut meliputi microwave, radio,
radar, atau sinar-x. Selain itu karya Röntgen yang mengantarkan dirinya
mendapatkan hadiah nobel fisika pada 1901 ini akan menjadi sebuah alat yang
sangat berguna sekali dalam kedokteran.
Sinar-X adalah sebuah
fenomena yang ditemukan oleh Roentgen pada laboratoriumnya. Sebuah fenomena
yang kemudian menjadi awal pencitraan medis (medical imaging) pertama, tangan
kiri istrinya menjadi uji coba eksperimen penemuan ini. Inilah menjadi titik
awal penggunaan pencitraan medis untuk mengetahui struktur jaringan manusia
tanpa melalui pembedahan terlebih dahulu. Penemuan ini juga menjadi titik awal
perkembangan fisika medis di dunia, yang menkonsentrasikan aplikasi ilmu fisika
dalam bidang kedokteran.
Eksperimen Röntgen terhadap tangan istrinya, menjadi inspirasi produksi alat yang dapat membantu dokter dalam diagnosa terhadap pasien, dengan mengetahui citra tubuh manusia. Citra atau gambar yang dihasilkan dari sinar-X ini sifatnya adalah membuat gambar 2 dimensi dari organ tubuh yang dicitrakan dengan memanfatkan konsep atenuasi berkas radiasi pada saat berinterakasi dengan materi. Gambar atau citra objek yang diinginkan kemudian direkam dalam media yang kemudian dikenal sebagai film. Dari Gambar yang diproduksi di film inilah informasi medis dapat digali sesuai dengan kebutuhan klinis yang akan dianalisis.
Setelah puluhan tahun sinar-X ini mendominasi dunia kedokteran, terdapat kelemahan yaitu objek organ tubuh kita 3 dimensi dipetakan dalam gambar 2 dimensi. Sehingga akan terjadi saling tumpah tindih stukur yang dipetakan, secara klinis informasi yang direkam di film dapat terdistorsi. Inilah tantangan berikutnya bagi fisikawan untuk berkreasi. Tahun 1971, seorang fisikwan bernama Hounsfield memperkenalkan sebuah hasil invensinya yang dikenal dengan Computerized Tomography atau yang lazim dikenal dengan nama CT Scan. Invensi Hounsfield ini menjawab tantangan kelemahan citra sinar-X konvensional yaitu CT dapat dapat mencitrakan objek dalam 3 Dimensi yang tersusun atas irisan-irisan gambar (tomography) yang dihasilkan dari perhitungan algoritma(bahasa program) komputer. Karya Hounsfield ini menjadi revolusi besar-besaraan dalam dunia pencitraan medis atau kedokteran yang merupakan rangkaian yang berkaitan. Citra/gambar hasil CT dapat menujukan struktur tubuh kita secara 3 dimensi, sehingga secara medis dapat dijadikan sebagai sebuah alat bantu untuk penegakkan diagnosa yang dibutuhkan. Untuk mengabadikan penemunya dalam CT terdapat bilangan CT atau Hounsfield Unit (HU), namun penemuan ini juga meruapakan jasa Radon dan Cormack.
Tahun 1990an, lahir kembali sebuah perangkat yang dikenal dengan nama Magnetic Resonance Imaging. Perangkat ini invensi yang tidak kalah hebatnya dengan CT, karena menggunakan sistem fisika yang berbeda. MRI istilah kerennya menggunakan pemanfaatan aktivitas fisis spin tubuh manusia pada saat berada dalam medan magnet yang kuat dan kemudian dengan sistem gangguan gelombang radio yang sama dengan frekuensi Larmor, menghasilkan sebuah sinyal listrik. Sinyal inilah yang dikenal dengan Free Induction Decay yang kemudian dievaluasi dengan Transformasi Fourier menjadi citra 3 Dimensi. Invensi ini juga sangat fenomenal, karena terobosan baru yang tidak menggunakan radiasi pengion seperti CT dan sinar Roentgen untuk dapat menghasilkan sebuah citra dengan resolusi yang yang sangat baik dalam mencitrakan stuktur tubuh manusia khususnya organ kepala. Inventor MRI mendapat ganjaran hadiah nobel bidang fisologi dan kedokteran tahun 2003.
Inilah sekelumit peranan fisika yang yang sangat revlusioner mengubah dunia kedokteran menjadi modern. Tanpa lahirnya sinar-X, CT, dan MR bagaimana kita dapat mengetahui posisi kelainan yang ada ditubuh kita bagian dalam atau kanker? Dengan karya fisikawan, insiyur, ahli komputer munculah sebuah teknologi yang digunakan untuk penegakkan diagnosa. Banyak teknologi lain yang dikembangkan oleh para fisikawan dan ilmuwan lain untuk kedokteran seperti halnya ultrasonografi, linear accelerator untuk radioterapi, dan juga CT dan USG 4 Dimensi.
Eksperimen Röntgen terhadap tangan istrinya, menjadi inspirasi produksi alat yang dapat membantu dokter dalam diagnosa terhadap pasien, dengan mengetahui citra tubuh manusia. Citra atau gambar yang dihasilkan dari sinar-X ini sifatnya adalah membuat gambar 2 dimensi dari organ tubuh yang dicitrakan dengan memanfatkan konsep atenuasi berkas radiasi pada saat berinterakasi dengan materi. Gambar atau citra objek yang diinginkan kemudian direkam dalam media yang kemudian dikenal sebagai film. Dari Gambar yang diproduksi di film inilah informasi medis dapat digali sesuai dengan kebutuhan klinis yang akan dianalisis.
Setelah puluhan tahun sinar-X ini mendominasi dunia kedokteran, terdapat kelemahan yaitu objek organ tubuh kita 3 dimensi dipetakan dalam gambar 2 dimensi. Sehingga akan terjadi saling tumpah tindih stukur yang dipetakan, secara klinis informasi yang direkam di film dapat terdistorsi. Inilah tantangan berikutnya bagi fisikawan untuk berkreasi. Tahun 1971, seorang fisikwan bernama Hounsfield memperkenalkan sebuah hasil invensinya yang dikenal dengan Computerized Tomography atau yang lazim dikenal dengan nama CT Scan. Invensi Hounsfield ini menjawab tantangan kelemahan citra sinar-X konvensional yaitu CT dapat dapat mencitrakan objek dalam 3 Dimensi yang tersusun atas irisan-irisan gambar (tomography) yang dihasilkan dari perhitungan algoritma(bahasa program) komputer. Karya Hounsfield ini menjadi revolusi besar-besaraan dalam dunia pencitraan medis atau kedokteran yang merupakan rangkaian yang berkaitan. Citra/gambar hasil CT dapat menujukan struktur tubuh kita secara 3 dimensi, sehingga secara medis dapat dijadikan sebagai sebuah alat bantu untuk penegakkan diagnosa yang dibutuhkan. Untuk mengabadikan penemunya dalam CT terdapat bilangan CT atau Hounsfield Unit (HU), namun penemuan ini juga meruapakan jasa Radon dan Cormack.
Tahun 1990an, lahir kembali sebuah perangkat yang dikenal dengan nama Magnetic Resonance Imaging. Perangkat ini invensi yang tidak kalah hebatnya dengan CT, karena menggunakan sistem fisika yang berbeda. MRI istilah kerennya menggunakan pemanfaatan aktivitas fisis spin tubuh manusia pada saat berada dalam medan magnet yang kuat dan kemudian dengan sistem gangguan gelombang radio yang sama dengan frekuensi Larmor, menghasilkan sebuah sinyal listrik. Sinyal inilah yang dikenal dengan Free Induction Decay yang kemudian dievaluasi dengan Transformasi Fourier menjadi citra 3 Dimensi. Invensi ini juga sangat fenomenal, karena terobosan baru yang tidak menggunakan radiasi pengion seperti CT dan sinar Roentgen untuk dapat menghasilkan sebuah citra dengan resolusi yang yang sangat baik dalam mencitrakan stuktur tubuh manusia khususnya organ kepala. Inventor MRI mendapat ganjaran hadiah nobel bidang fisologi dan kedokteran tahun 2003.
Inilah sekelumit peranan fisika yang yang sangat revlusioner mengubah dunia kedokteran menjadi modern. Tanpa lahirnya sinar-X, CT, dan MR bagaimana kita dapat mengetahui posisi kelainan yang ada ditubuh kita bagian dalam atau kanker? Dengan karya fisikawan, insiyur, ahli komputer munculah sebuah teknologi yang digunakan untuk penegakkan diagnosa. Banyak teknologi lain yang dikembangkan oleh para fisikawan dan ilmuwan lain untuk kedokteran seperti halnya ultrasonografi, linear accelerator untuk radioterapi, dan juga CT dan USG 4 Dimensi.
SISTEM
BIOLISTRIK DALAM TUBUH MANUSIA
Semua alat tubuh manusia, khususnya syaraf dan otot
dalam menjalankan fungsinya selalu berkaitan dengan peristiwa listrik. Dengan
demikian sebenarnya manusia merupakan satu sistem biolistrik yang sangat
menarik untuk diamati.
Manusia
disusun oleh lebih dari 1 triliun sel, yang masing-masing sel mempunyai
muatan listrik lebih kurang 90 mV dengan muatan positip diluar membran
sel dan muatan negatip didalamnya. Cukup hanya dengan hubungan seri menggunakan
3.000 sel saja akan dihasilkan beda potensial sebesar 270 volt, lebih besar
dari tegangan listrik 220 volt milik PLN. Padahal kita memiliki lebih dari 1
triliun sel. Itulah gambaran betapa dahsyatnya manusia andaikata hal itu dapat
terjadi dalam tubuh manusia. Ada jenis ikan tertentu seperti belut listrik (Electric
Eel) yang dapat mengembangkan perbedaan potensial cukup besar antara bagian
kepala dan ekor, sehingga dapat digunakan untuk menyengat lawan atau mangsanya.
Kehidupan manusia yang semakin kompleks, disertai dengan adanya polusi dalam segala bidang kehidupan, baik yang bersifat fisik (air, udara, gelombang) maupun yang bersifat mental (stress, frustasi), menimbulkan berbagai macam problematika hidup yang menyebabkan banyak manusia menjadi sakit. Penyakit dapat menimbulkan gangguan listrik dalam tubuh dan sebaliknya gangguan listrik pada suatu organ dapat menimbulkan gejala penyakit. Dalam dunia kedokteran, peristiwa listrik dalam tubuh ini sudah dimanfaatkan antara lain untuk mendiagnosa gelombang otak dengan alat EEG, mengamati listrik jantung dengan ECG, dan sebagainya.
KESETRUM
Kesetrum dapat
digambarkan sebagai akibat dari tegangan kejut pada listrik yang mengenai tubuh
manusia. Listrik terdiri dari muatan positif (proton) dan muatan negatif
(elektron). Muatan yang berlawanan saling tarik menarik dan muatan yang sama
saling tolak menolak. Jika muatan lisrik yang saling tarik menarik dipisahkan,
dapat menghasilkan energi potensial. Listrik mengalir dari energi potensial
tinggi ke energi potensial rendah.Nah, bumi/tanah memiliki energi potensial yang rendah. Sehingga jika kamu berdiri dan kakimu menyentuh bumi kemudian tanganmu memegang kabel yang berarus listrik, maka arus listrik tersebut akan melewati tubuhmu melalui otot atau rambut dan kemudian menuju bumi/tanah.
Dalam hal ini, tubuh manusia berperan sebagai konduktor (penghantar listrik yang baik) karena di dalam tubuh manusia banyak mengandung air. Sedangkan kertas, karet, kayu dan kaca merupakan isolator (penghantar listrik yang buruk). Karena tubuh manusia itu merupakan konduktor yang baik, oleh karena itu kamu harus berhati-hati karena kesetrum itu bisa berbahaya bagi tubuh kita. Bahaya dari kesetrum itu bermacam-macam mulai dari hanya sekedar kaget, kerusakan pada sistem jaringan tubuh hingga menyebabkan kematian. Semua itu tergantung dari besar kecilnya arus yang mengalir di tubuh kita.
Bagaimana caranya mencegah agar tidak kesetrum? Caranya mudah, kamu bisa memakai sandal jika akan memegang atau menghubungkan kabel ke stop kontak. Atau matikan dulu aliran listriknya jika kamu ingin memperbaiki alat-alat yang menggunakan listrik. Dan masih banyak lagi cara aman agar tidak kesetrum aliran listrik. Namun yang terpenting adalah, kamu harus selalu berhati-hati ya. Minta tolong pada orang tuamu atau orang dewasa jika ingin menyalakan aliran listrik.
0 Comments
