Biomedical Engineering Modul Book

8/17/2019 Biomedical Engineering Modul Book

1/132

Elektronika Medika 1http://www.ziddu.com/download/13995857/BukuElkaMed1.doc.html

BAB 1

Pendahuluan

1.1 Sejarah medika elektronika

Sejarah medika elektronika , dimulai pada tahun 1786 oleh Luigi Galvani

seorang ahli anatomi Itali yang pertama kali menyelidiki bahwa otot memainkan

peranan elektris Galvani menemukan jika dua logam berbeda dihubungkan dan kedua

ujungnya terbuka ketika disentuhkan ke otot katak mati, otot otot katak berkontraksi

Ia menemukan elektrisitas hewan pada kaki katak, Galvani berpikir bahwa katak mati

membangkitkan kejut listrik !ada kenyataannya "tot katak tadi distimulasi arus

listrik yang dihasilkan oleh baterai terdiri dari dua elektroda logam dan #airan tubuh

sebagai elektrolitnya

$le%ander &olta meneliti lebih lanjut 'enomena ini dan dalam proses penelitiannya

menggunakan baterai, yaitu salah satu dari penemuan terpenting dalam sejarah 'isika,

sumber listrik arus searah

Sejarah tidak men#atat siapa yang pertama mengemukakan bahwa pulsa listrik

mengontrol otot sebaik penyediaan sinyal ke dan dari otak Instrumen sensitive

( galvanometer ) mengukur potensial listrik lemah dari jantung tidak tersedia sampai

sekitar seabad dari penemuan Galvani *a#+ues -sonval menemukan galvanometer,

alat yang sensiti' untuk mengukur arus, pada tahun 188. /espon yang lambat yang

tidak men#atatat bentuk laporan singkat sinyal listrik ketika jantung berkontraksi

eteksi terhadap sinyal yang sangat pendek dari neuron dan potensial aksi yang

berakhir sekitar beberapa detik, harus menunggu penemuan osiloskop pada abad ke

0.

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 1

http://www.ziddu.com/download/13995857/BukuElkaMed1.doc.htmlhttp://www.ziddu.com/download/13995857/BukuElkaMed1.doc.html


2/132


1.2 Biopotensial pada manusia

Listrik yang digenerasikan dalam tubuh berguna bagi pengontrolan dan pengoperasian

syara', otot dan organ Se#ara esensial 'ungsi dan akti'itas tubuh dan akti'itas tubuh

melibatkan listrik dalam berbagai #ara saha otot disebabkan oleh atraksi dari listrik

yang berlawanan 2egiatan otot pada dasarnya bersi'at elektiris Semua sinyal3

sinyal syara' dari dan menuju otot melibatkan aliran listrik

Sistim syara' memainkan peranan dasar pada setiap 'ungsi tubuh !ada dasarnya,

pusat komputer (otak) menerima sinyal internal dan ekternal, dan ( biasanya )

menghasilkan respon yang tepat In'ormasi yang dikirim sebagai sinyal elektrik

sepanjang beragam syara' Sistim yang e'isien ini dapat mengatasi berjuta in'ormasi

pada satu waktu dengan ke#epatan luar biasa

alam membawa keluar 'ungsi istimewa tubuh, sejumlah sinyal elektris

digenerasikan Sinyal3sinyal ini dihasilkan oleh kegiatan elektrokimia dari beberapa

sel engan pengukuran selekti' sinyal yang diinginkan (tanpa mengganggu 'ungsi

tubuh) kita dapat mendapatkan in'ormasi klinis yang berguna mengenai 'ungsi tubuh

se#ara parti#ular

Sistim syara' dapat dibagi menjadi dua bagian sistim syara' pusat dan sistim

syara' otonom Sistim syara' pusat terdiri dari otak, otak ke#il dan syara' peripheral 4

jaringan serabut syara' (neuron) yang mengirim in'ormasi sensor ke otak dan atau

otak ke#il ( syara' utama ) dan serabut syara' yang mengirim in'ormasi dari otak

atau otak ke#il menuju otot3otot dan kelenjar yang tepat (syara' penunjang ) Sistim

syara' otonom mengontrol beragam organ internal seperti jantung, usus dan beberapa

kelenjar !engontrolan syara' otonom biasanya diluar kesadaran

"tak merupakan organ yang luar biasa rumit dan tidak begitu dipahami "tak adalah

organ terpenting tubuh dan pada otak terdapat perlindungan istimewa "tak




3/132


dilengkapi oleh tiga membran yang berada dalam rangka kepala dan karena otak

mengambang dalam #airan 5erebrospinal (5S) yang meredam kejutan, otak seberat

1, kg memiliki

berat e'ekti' . gram "tak terhubung dengan otak ke#il yang juga dilengkapi dengan

5S dan dilindungi oleh rangka kolom spinal

nit struktur dasar dari sistim syara' adalah serabut syara', sel sel syara' yang

dikhususkan untuk penerimaan, penerjemahan dan pengiriman pesan elektris

erdapat banyak jenis serabut syara' !ada dasarnya serabut syara' terdiri dari tubuh

sel yang menerima pesan elektris dari serabut syara' lain melalui kontak 9ang disebut

Synapses yang terletak pada dendrite atau pada tubuh sel endrit adalah bagian dari

serabut sel yang khusus menerima in'ormasi dari getaran atau dari sel sel lain :ila

getaran #ukup kuat, serabut syara' mengirim sinyal elektris keluar melalui serat yang

disebut $%on $%on atau serat syara' yang mungkin sepanjang 1 m, membawa sinyal

elektris menuju otot, kelenjar atau serabut syara' lainnya

2emampuan serabut untuk menerima dan mengirim sinyal elektris telah diketahui

dengan baik :anyak riset riset terdahulu mengenai perilaku elektris serabut syara'

dilakukan pada serat syara' besar atau s+uid iameternya yang termasuk besar (; 1

mm) dari serat syara' ini memudahkan elektroda untuk dimasukkan atau digabungkan

untuk pengukuran


4/132


dari ion didalam dan diluar membran a%on kiri ke kanan dengan bertambahnya medan

listrik ini , akhirnya sama sekali memperlambat aliran ion3ion 5lorida Seiring medan

listrik , adalah perbedaan potensial menyeberangi membrane memberikan penjelasan

sederhana dari potensial istirahat


5/132


( gambar 1># , gambar 1>d , gambar 1>e ) !anas, dingin, #ahaya, suara dan bau

:ila stimulasi berupa listrik, hanya dibutuhkan tegangan sekitar 0. m& diseberang

membrane untuk menerima kegiatan potensial

Gambar 10 ransmisi impuls syara' sepanjang a%on,!ulsa voltase bergerak sepanjang syara' adalah potensial aksi

apat dijelaskan potensial istirahat dengan menggunakan model dimana membran

yang sangat tipis memisahkan larutan berkonsentrasi netral dalam 25L dari larutan

berkonsentrasi lebih ke#il, Satunya yang berkonsentrasi kurang 25L dalam larutan

membentuk ion 2@ dan ion 5l3 diperlihatkan dalam gambar : oleh (@) dan (3)

bersama sama 2ita mengamsusikan bahwa membran permeable untuk ion 5l dan

tidak permeable untuk ion 2 ari kondisi awal ion 5l berdi'usi maju mundur

menyeberangi membran , memberikan gerakan muatan negative dari kiri ke kanan

"leh karena ion 2 tidak dapat bergerak melalui membran, dengan #epat berkembang

kekurangan ion 5l dikiri membran, dan meninggalkan ion positi' disana Ion 5l yang

telah bergerak melalui membran akan membentuk lapisan muatan negative dikanan


6/132


Gambar 1.1 B 2onsentrasi khusus dalam molCliter 2@, ?a@ , 5l3 dan sejumlah besar ion protein ($)didalam dan diluar sel idalam sel lebih negative dari diluar hamper 6. sampai =. m& 5atat medanlistri ditunjukkan oleh D hanya pada membrane ,sedangkan daerah yang lebih jauh dari membrane

netral dari muatan

!erubahan potensial ini, disebut kegiatan potensial, tersebar di sepanjang a%on

2egiatan potensial adalah metode utama pengiriman sinyal dalam tubuh Stimulasi

dapat disebabkan oleh berbagai getaran 'isik atau kimia Sementara titik stimulasi

sebenarnya telah disamarkan ( dipolarisasikan ulang ) ,2arena ion 2@ telah

dikeluarkan untuk menempati potensial istirahat ( gambar 1># , gambar 1>d dan

gambar 1>e )

!ulsa tegangan adalah potensial kegiatan ntuk sebagian besar serabut syara' dan sel

sel otot, potensial kegiatan berlangsung selama beberapa milidetik, bagaimanapun

juga, potensial kegiatan untuk otot jantung dapat berlangsung dari 1. sampai >..

mili detik ( gambar 1> ) Sebuah serabut syara' dapat mengirim pada arah

sebaliknya :agaimanapun juga synapse yang menghubungkan a%on dengan serabut




7/132


syara' lainnya hanya mengiEinkan potensial kegiatan bergerak sepanjang a%on yang

jauh dari sel tubuh nya sendiri

Gambar 1.3 ransmisi impuls syara' sepanjang a%on, !ulsa voltase yang bergerak sepanjang syaratadalah potensial aksi

!engujian a%on pada berbagai serabut syara' dengan mikroskop ele#tron

mengindikasikan bahwa terdapat dua tipe serat syara' yang berbeda


8/132


Gambar 1.4 :entuk gelombang potensial aksi dari B (a) syara' a%on, (b) sel otot kerangka dan (#) selotot jantung 5atat perbedaan skala waktu

ua 'a#tor utama yang mempengaruhi ke#epatan penambahan aksi potensial ,

tahanan listrik / dalam a%on inti dan #apa#itan#e 5 (berhubungan muatan) melalui

membrane aktu t yang diperlukan memuat atau mengosongkan sirkuit listrik seri

yang simple terdiri tahanan / dan kapasitas 5 mempunyai bentuk 'ungsi ekspotensial

e%p (3tC/5) lihat tambahan : Farga dari konstanta waktu t ketika t sama dengan

/5, t H t H /5, pengurangan salah satu / datu 5 akan mengurangi kontanta waktu

dan kapasitor akan mengisi atau mengosongkan lebih #epat

2e#epatan konduksi potensial aksi tergantung pada laju pengisian atau pengosongan

sirkuit /5 ahanan internal suatu a%on sedemikian dalam gambar 5 berkurang,

diameternya bertambah ntuk dua a%on dengan si'at yang sama berbeda hanya

diameternya, sehingga a%on dengan diameter besar memiliki ke#epatan lebih tinggi

daripada a%on dengan diameter yang ke#il

Lebih besar kapasitas membrane, lebih lama membrane melakukan depolarisasi, dan

oleh karena itu menyebabkan ke#epatan penyebaran melambat Lengan myelin adalah

insulator yang baik dan bagian a%on yang ini sangat rendah kapasitasnya 2arena

kapasitas rendah, #adangan pada bagian ter3myelinasi sebuah serat syara' sangat ke#il

bila dibandingkan dengan dengan serat ter3myelinasi yang memiliki diameter dan




9/132


panjang yang sama "leh karena itu pengarahan ke#epatan pada serat ter3myelinasi

lebih #epat *aringan a%on tek ter3myelinasi ( berdiameter 1 mm ) memiliki ke#epatan

penyebaran 0. sampai . mCdet, dimana serat ter3myelinasi pada manusia

( berdiameter 1. mm ) memiliki ke#epatan penyebaran 1.. mCdetik 2onduksi

ke#epatan yang besa ini terutama dihasilkan dari kapasitas yang sangat ke#il pada

syara' ter3myelinasi

!otensial aksi berpindah sangat #epat pada porsi termyelinasi (nodes o' /anvier)

!otensial aksi direduksi pada amplitude dalam segmen termyelinasi, tetapi disimpan

dalam ukuran penuh dalam bagian tidak termyelinasi sehingga konduksi sama seperti

dalam gambar 1> ibawah kedua kondisi ini potensial aksi berpindah sangat #epat

dalam bagian termyelinasi dan lebih rendah dalam nodes, terlihat seakan akan

melompat dari satu nodes /nvier ke yang berikutnya, ini disebut konduksi salutatory

atau leaping

2euntungan syara' ter3myelinasi, seperti yang ditemukan pada manusia, ialah bahwa

syara' termyelinasi, seperti yang ditemukan pada manusia, ialah bahwa syara'

termyelinasi menghasilakan ke#epatan penyebaran yang tinggi pada a%on dengan

diameter ke#il Sejumlah besar serat syara' oleh karena itu dapat dikemas menjadi

sekelompok untuk menyediakan untuk menyediakan banyak saluran sinyal Sebagai

#ontoh ,1.... serat termyelinasi dengan diameter 1. um dapat disatukan dengan

daerah tumpang tindih sekitar 1 sampai 0 mm0, dimana 1.... serat tak ter myelinasi

dengan ke#epatan yang sama akan mendapatkan penyatuan dengan daerah tumpang

tindih sekitar 1.. #m0 atau sekitar 1.... kali lebih besar

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya =



10/132


1.3 Klasifikasi alat biomedika elektronika

2lasi'ikasi peralatan biomedika elektronika didasarkan pada posisi, dimana

potensi elektris dari pengiriman melalui syara' dan sinyal elektris yang terlihat dan

dapat diukur

a "tot 4 Dle#tromyogram ( D


11/132


BAB 2

SIS!" ## "A$%SIA

2.1 Pendahuluan

ubuh manusia terdiri dari masyarakat sel yang saling berinteraksi Sel adalah

satuan dasar bagi struktur dan 'ungsi tubuh manusia Sel3sel tubuh, yang terlalu ke#il

untuk dapat dilihat oleh mata telanjang, telah dibuktikan oleh teknik3teknik

mikroskopik sebagai unit yang terdiri dari tiga subdivisi utama, yaituB

a membran plasma, yang membungkus sel dan memisahkan #airan intersel dari

ekstrasel

b nukleus, yang mengandung asam deoksiribonukleat (?$), bahan genetik sel

# sitoplasma, bagian interior sel yang tidak ditempati oleh nukleus Sitoplasma

terdiri dari sitosol, suatu massa kompleks mirip gelatin, dan berbagai organel,

yaitu struktur sangat terorganisasi, terbungkus membran, dan tersebar di dalam

sitosol !embagian perangkat3perangkat kimiawi khusus di dalam organel3organel

memungkinkan berbagai aktivitas kimiawi yang tidak kompatibel satu sama lain

dapat berlangsung se#ara serentak di dalam kompartemen3kompartemen organel

yang terpisah

Setiap sel melakukan 'ungsi3'ungsi dasar yang penting bagi kelangsungan

hidupnya sendiri, misalnya B

a memperoleh "0 dan Eat3Eat giEi, yang digunakan sel untuk memperoleh energi

b bereaksi terhadap perubahan di lingkungan sekitar

# mengontrol perpindahan berma#am3ma#am bahan di dalam sel dan perpindahan

bahan antara sel dengan lingkungannya

d bereproduksi




12/132


Sel3sel tubuh terorganisasi dalam kelompok3kelompok 'ungsional, maksudnya

sel3sel yang memiliki struktur dan aktivitas khusus dan serupa, terorganisasi menjadi

satu jaringan erdapat empat jenis dasar jaringan, yaituB

a jaringan otot, yang khusus berkontraksi dan menghasilkan gayaJ

b jaringan sara', yang mengkhususkan diri untuk inisiasi dan transmisi impuls listrik

# jaringan epitel, yang melapisi dan membungkus berbagai permukaan dan rongga

tubuh dan juga membentuk kelenjar sekretorik

d jaringan ikat, yang menghubungkan, menyokong, dan melekatkan berbagai bagian

tubuh

*aringan3jaringan diatas lebih lanjut tersusun membentuk organ3organ, yaitu

struktur yang terdiri dari beberapa jaringan primer yang ber'ungsi bersama melakukan

suatu 'ungsi3'ungsi tertentu "rgan3organ membentuk sistem, yaitu kumpulan organ

yang melakukan 'ungsi3'ungsi terkait dan saling berinteraksi untuk menyelesaikan

suatu aktivitas bersama yang penting bagi kelangsungan hidup tubuh se#ara

keseluruhan

Sistem yang menyusun tubuh manusia dengan segala 'ungsinya dapat

dikelompokkan sebagai berikutB

a Sistem kardiovaskular yang ber'ungsi memompa darah ke seluruh tubuh

b Sistem pen#ernaan ber'ungsi melakukan pemrosesan makanan yang terjadi di

dalam mulut, perut, dan usus

# Sistem endokrin ber'ungsi pada proses komunikasi dalam tubuh dengan hormon

d Sistem kekebalan untuk mempertahankan tubuh dari penyakit

e Sistem integumen yang terdiri atas organ kulit dan rambut

' Sistem lim'atik yaitu struktur yang terlibat dalam trans'er lim'a antara jaringan

dan aliran darah


http://www.ziddu.com/download/13995857/BukuElkaMed1.doc.htmlhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_endokrinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_kekebalanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_kekebalanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_integumenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_integumenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_limfatikhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_endokrinhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_kekebalanhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_integumenhttp://id.wikipedia.org/wiki/Sistem_limfatikhttp://www.ziddu.com/download/13995857/BukuElkaMed1.doc.html


13/132


g Sistem otot yang ber'ungsi menggerakkan tubuh

h Sistem sara' ber'ungsi untuk mengumpulkan, mengirim, dan memproses

in'ormasi dalam otak dan sara'

i Sistem reproduksi yang terdiri atas organ 3 organ seksual

j Sistem perna'asan yaitu organ3organ yang digunakan dalam perna'asan

k Sistem rangka ber'ungsi untuk memberikan sokongan dan perlindungan struktural

pada tubuh

l Sistem ekskresi urine yang terdiri atas ginjal dan struktur lain yang dihubungkan

dalam produksi dan ekskresi urine

$natomi tubuh manusia tersusun atas sistem3sistem diatas dengan tugas dan 'ungsi

masing 4 masing

2.2 &arin'an #tot

!ada bab ini hanya akan dipelajari tentang sel otot, karena sel ini yang dapat

melakukan kontraksi untuk pergerakan tubuh *aringan otot atau yang dalam bahasa

awam sering disebut daging tersusun atasB

1 Sarkolema B membran yang melapisi suatu sel otot yang 'ungsinya sebagai

pelindung otot

0 Sarkoplasma B #airan sel otot yang 'ungsinya untuk tempat dimana mio'ibril dan

mio'ilamen berada

>


14/132


i dalam mio'ilamen terdapat protein kontaraktil yang disebut aktomiosin (aktin

dan miosin), tropopin dan tropomiosin 2etika otot kita berkontraksi (memendek)

maka protein aktin yang sedang bekerja dan jika otot kita melakukan relaksasi

(memanjang) maka miosin yang sedang bekerja

"tot *antung (otot #ardiak) B hanya terdapat pada jantung "tot ini merupakan otot

paling istimewa karena memiliki bentuk yang hampir sama dengan otot lurik

(mempunyai lurik3lurik) tapi bedanya dengan otot lurik yaitu bahwa otot lirik

memiliki satu atau dua nukleus yang terletak di tengahCtepi sel an otot jantung

adalah satu3satunya otot yang memiliki per#abangan yang disebut duskus

interkalaris "tot ini juga memiliki kesamaan dengan otot polos dalam hal #ara

kerjanya yakni involuntary (tidak disadari)

2.2 Konsep (omeostasis Sel

Fomeostasis menga#u kepada pemeliharaan suatu keadaan stabil dinamis di

dalam lingkungan #airan internal yang melingkupi semua sel tubuh 2arena sel3sel

tubuh tidak berkontak langsung dengan lingkungan luar, kelangsungan hidup sel

bergantung pada pemeliharaan lingkungan #airan internal yang berhubungan langsung

dengan sel Sebagai #ontoh, di lingkungan internal sel, " 0 dan Eat3Eat giEi harus terus

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 1A



15/132


menerus diganti sesuai ke#epatan penggunaannya oleh sel aktor3'aktor lingkungan

internal yang harus dipertahankan se#ara homeostasis adalah

a konsentrasi molekul3molekul nutrien

b konsentrasi "0 dan 5"0

# konsentrasi Eat3Eat sisa

d pF

e konsentrasi air, garam dan elektrolit lain

' suhu

g volume dan tekanan

ungsi sistem tubuh akhirnya bergantung pada aktivitas3aktivitas khusus sel3

sel yang menyusun setiap sistem engan demikian, homeostasis penting bagi

kelangsungan hidup setiap sel, dan setiap sel memberikan kontribusinya untuk

mempertahankan homeostasis Sistem kontrol yang mengatur aktivitas berbagai

sistem tubuh untuk mempertahankan homeostasis dapat diklasi'ikasikan dalam 0

golonganB

a kontrol intrinsik, yaitu respons kompensatorik inheren suatu organ terhadap

perubahan

b kontrol ekstrinsik, yaitu respons suatu organ yang di#etuskan oleh 'aktor3'aktor di

luar organ tersebut, seperti sistem sara' dan endokrin

:aik kontrol intrinsik maupun ekstrinsik umumnya beroperasi berdasarkan

prinsip umpan balik negati', yaitu suatu perubahan pada sebuah variabel yang diatur

men#etuskan respons yang mendorong variabel itu berlawanan arah dengan

perubahan awal, sehingga terjadi perlawanan terhadap perubahan 2eadaan

pato'isiologi terjadi jika satu atau lebih sistem tubuh gagal ber'ungsi se#ara benar,




16/132


sehingga lingkungan internal yang optimal tidak lagi dapat dipertahankan Gangguan

homeostasis serius dapat menyebabkan kematian

2.3 Konsep Bio Potensial

2.3.1 )estin' state

Sel sara' dan otot diketahui sebagai jaringan yang dapat tereksitasi (excitable

tissue) karena keduanya dapat dengan #epat mengubah permeabilitas membran

sehingga mengalami perubahan potensial membran sementara apabila tereksitasi :io

potensial dihasilkan sebagai akibat akti'itas elektrokimiawi sel3sel yang tereksitasi

tersebut $danya bio potensial pada membran sel inilah yang yang menyebabkan otot

melakukan kontraksi

!ada kondisi resting state, potensial internal sel berada pada range 4.m&

sampai 41..m& relati' terhadap potensial eksternalnya


17/132


?a@B02 @ $rus yang timbul karena mekanisme

pemompaan ini, menuju ke luar sel dan menghalangi peningkatkan negati'itas

potensial intraselular Dnergi untuk melakukan proses pemompaan ini berasal dari

energi selular $! (adenosine triphosphate)




18/132


*adi dapat disimpulkan yang mempengaruhi aliran ion melintasi membran sel

adalah B

a Gradien di''usi

b


19/132


membran mengalami polarisasi $ lessening amplitudo polarisasi ini disebut

depolarisasi, sedang peningkatan amplitudonya disebut hiperpolarisasi !ada sel

syara' perubahan potensial bisa men#apai 10.m& dalam waktu 1ms !eningkatan

intensitas maupun durasi pemberian stimulus hanya akan menghasilkan perubahan

potensial membran yang sama seperti tidak ada peningkatan intensitas maupun durasi

stimulus $ksi potensial timbul se#ara maksimal sebagai respons terhadap stimulan

atau tidak timbul sama sekali &ariasi kekuatan stimulan ter#ermin bukan pada variasi

kekuatan (besarnya) aksi potensial tetapi pada variasi 'rekuensinya

*ika membran mengalami depolarisasi, permeabilitas terhadap ion ?a@

(kondukti'itas membran terhadap ion sodium g ?a) akan meningkat, sehingga terjadi

peningkatan aliran ion ?a@ ke dalam sel erjadi depolarisasi lebih jauh, dan g ?a akan

semakin besar (jadi g ?a tergantung pada beda potensial yang melintasi membran) *ika

kondisi threshold sudah ter#apai, proses ini akan melakukan sel' regenerasi dan keluar

dari proses depolarisasi !ada kondisi ini potensial membran sesuai persamaan ?ernst

adalah potensial sodium, D ?a, sebesar @6.m& *adi perubahan permeabilitas ini

menyebabkan pembalikan potensial membran se#ara singkat, dengan in'luks ?a@

sebagai penyebab 'ase naik (dari 37. m& ke @>. m&), diikuti oleh e'luks 2 @ selama

'ase turun (dari pun#ak kembali ke resting potensial)

?amun potensial membran tidak akan pernah men#apai level potensial ?ernst

ini, karena g ?a tidak hanya tergantung pada tegangan namun juga tergantung pada

waktu (peristiwa ini sangat pendek waktunya bila dibandingkan dengan aksi

potensial), dan juga adanya penundaan peningkatan g2 yang berarti ada pengaruh

hiperpolarisasi yang men#egah potensial membran kembali ke resting potensial *ika

potensial membran mulai kembali ke potensial restingnya, g2 masih terelevasi dan

kembali ke potensial resting se#ara eksponensial an karena ion 2 @

masih terus

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 1=



20/132


mengalir keluar dari sel selama waktu itu, membran mengalami hiperpolarisasi dan

timbul undershoot potensial membran

Selama proses inisialisasi aksi potensial ini, membran tidak dapat merespons

adanya stimulus yang lain, durasi waktu ini disebut absolute re'ra#tory period

2emudian diikuti dengan relative re'ra#tory period, dimana aksi potensial dapat

dieli#ited oleh stimulus yang intensi' /e'ra#tory period ini menimbulkan batas atas

'rekuensi dimana sel yang tereksitasi mungkin akan mengalami perulangan dis#harge

Sebagai #ontoh serabut syara' dengan absolut re'ra#tory period 1 ms akan memiliki

batas ambang atas perulangan dis#harge kurang dari 1... impulsCs

Gambar 01 !erubahan konduktansi sodium dan potassium pada akti' state

$danya akti'itas peningkatan potensial membran dalam durasi waktu pendek ini dapat

digambarkan dalam sebuah rangkaian ekivalen seperti gambar A0

Gambar 00 /angkaian ekivalen sel otot pada akti' state

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 0.



21/132


!ada perambatan aksi potensial sepanjang serabut syara' tak bermyelin tunggal,

daerah yang berubah ke level akti' state pada waktu tertentu biasanya sangat

sempitCpendek dibandingkan panjang serabut se#ara keseluruhan Gambar A>

menunjukkan distribusi muatan selama perambatan aksi potensial tersebut

Gambar 0> istribusi muatan pada sel yang tereksitasi

*ika dianggap aksi potensial merambat ke arah kiri, maka membran yang ada

di depan daerah akti' akan terpolarisasi pada kondisi resting state /eversal polaritas

terlihat dalam daerah akti' karena adanya depolarisasi membran menuju potensial

positi' !ada daerah di depan daerah akti' ini pula, penurunan potensial terjadi karena

adanya aliran arus keluar melewati membran yang membuat turunnya potensial

transmembran 2etika membran terdepolarisasi ke level ambang, kira4kira 0. m&

lebih positi' dari resting potensial, daerah tersebut berubah menjadi daerah akti' $rus

yang sama yang mengalir di belakang daerah akti' tidak e'ekti' pada eksitasi

membran kembali, karena membran berada pada kondisi re'ra#tory !roses diatas

disebut sel' eksitasi, peningkatan potensial membran terjadi karena adanya arus dari

daerah akti'


22/132


Sebelum kembali ke resting state, aksi potensial menimbulkan aksi potensial

baru yang identik di daerah sebelahnya melalui aliran arus, sehingga daerah yang

sebelumnya dalan kondisi resting state akan men#apai threshold Siklus yang terus

menerus ini berlanjut sampai aksi potensial menyebar ke seluruh membran sel tanpa

mengalami penyusutan :agian membran yang baru saja dilewati oleh aksi potensial

tidak mungkin dirangsang kembali sampai bagian tersebut pulih dari periode

re'ra#tory3nya !eriode re'raktory ini akan memastikan perambatan satu arah aksi

potensial menjauhi tempat awal aksi potensial terjadi

ua #ara perambatan aksi potensial adalah sbbB

a konduksi oleh aliran arus lokal pada serat tidak bermielin, dalam hal ini aksi

potensial menyebar di sepanjang bagian membran

b konduksi saltatorik yang berlangsung lebih #epat di serat bermyelin, yaitu impuls

melompati bagian3bagian sara' yang ditutup oleh insulator mielin !ompa ?a@ 3 2 @

se#ara bertahap memulihkan ion3ion yang berpindah selama perambatan aksi

potensial ke lokasi semula untuk mempertahankan gradien konsentrasi

2.4 Kontraksi pada &arin'an #tot

!ada bagian ini hanya dibahas otot rangka saja dalam kaitannya dengan gerak

dan energi mekanik tubuh "tot rangka adalah jaringan yang peka rangsang yang

diatur oleh sara' motorik somati# dalam kesatuan yang disebut syara' motorik unit

( smu) !ergerakan impuls aksi potensial berasal dari smu alfa ke endlate motorik di

membran otot rangka adalah awal dari kontraksi otot Sebelumnya di smu endlate

telah terjadi proses depolarisasi, dan timbul otensial endlate (D!!) karena adanya

pelepasan Eat !setilkolin ( !c") se#ara terus 4 menerus $danya aksi potensial dari

smu al'a ini akan membuat pelepasan $#h menjadi sangat banyak, sehingga

depolarisasi di endplate menjadi aksi potensial otot yang kemudian menjalar




23/132


sepanjang membran sel otot dan tubulus $kibatnya 5a gate di retikulum

sarkoplasma membuka dan melepaskan ion 5a ke sitoplasma sel Ion 5a kemudian

menyebar ke seluruh sitoplasma dan melakukan ikatan dengan troponin 5 Ikatan ini

menimbulkan perubahan kon'ormasi molekul troponin, membuka binding site untuk

kepala myosin di molekul aktin

Gambar 0A Struktur otot rangka dan ikatannya dengan tulang

Gambar 0 Struktur mikroskopis otot rangka

!embukaan binding site akan menimbulkan jembatan silang antara 'ilamen

aktin dan miosin engan katalis enEim myosin3$!3ase terjadi hidrolisa $!

menjadi $!@!i@energi di kepala myosin dan mengakibatkan pembengkokan kepala

myosin hingga mio'ilamen bergerak (bergeser) ke arah pertengahan sarkomer dan

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 0>



24/132


menghasilkan kontraksi otot Seluruh peristiwa ini dimulai dari adanya perangsangan

sara' motorik hingga terjadi pergeseran mio'ilamen disebut excitation contraction

couling

alam serat otot rangka, peristiwa listrik sudah selesai sebelum peristiwa mekanik

mulai !eristiwa listrik berlangsung selama 0ms, peristiwa mekanika selama 1. 4 1..

ms *adi ion ?a@ dan 2 @ berperan dalam menghasilkan aksi potensial, sedang ion 5a@

berperan dalam memulai pergeseran mio'ilamen

*ika kemudian impuls smu berhenti, ion 5a@ akan kembali ke asalnya (retikulum

sarkoplasma), binding site di 'ilamen tertutup lagi, ikatan aktin dan myosin terlepas

dan terjadi relaksasi otot

Gambar 06 !erjalanan impuls dari ujung smu hingga menghasilkan pergeseran 'ilamen

*ika kemudian impuls smu berhenti, ion 5a@ akan kembali ke asalnya

(retikulum sarkoplasma), binding site di 'ilamen tertutup lagi, ikatan aktin dan myosin

terlepas dan terjadi relaksasi otot Seperti halnya syara' 4 syara' yang lain, smu juga

memiliki ambang stimulan tertentu *ika stimulan yang diberikan melewati

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 0A



25/132


ambangnya, maka pada syara' tersebut akan mun#ul aksi potensial dan dihantarkan

sebagai impuls

Gambar 07 iagram waktu antara aksi potensial smu (atas), aksi potensial serat otot rangka, dan

kontraksi serat otot rangka

*adi jika terdapat seberkas syara' motorik yang mendapat stimulan, maka

syara' yang dapat menghasilkan aksi potensial adalah syara' yang telah dilampaui

ambangnya

!ada pemberian stimulan yang berulang3ulang ('rekuensi pemberian stimulan

semakin tinggi), akan terjadi pelepasan ion 5a yang semakin banyak, menimbulkan

lebih banyak binding site dan jembatan silang, sehingga kekuatan kontraksi otot

semakin besar *ika 'rekuensi perangsangan ini sangat tinggi maka kontraksi otot akan

berlangsung terus menerus tanpa diikuti 'ase relaksasi otot $rtinya otot rangka yang

masih berkontraksi (namun kegiatan elektriknya sudah selesai) dapat memberikan

respons atas stimulan yang berikutnya karena pada saat itu otot tersebut telah

melampaui masa re'rakternya :erbeda dengan otot rangka, otot jantung tidak dapat

berkontraksi terus menerus karena masa re'rakter otot jantung berlangsung sama

panjang dengan masa kontraksinya




26/132


Gambar 08 !erbedaan masa kontraksi dan re'rakter otot jantung dan otot rangka

aktor lain yang mempengaruhi kekuatan kontraksi otot rangka selain

'rekuensi perangsangan adalah panjang awal otot (berkaitan dengan jumlah jembatan

silang yang mungkin dihasilkan), kedudukan sendi dan derajad kebebasannya (karena

otot rangka menempel pada tulang), adanya pengaruh dari luar seperti temperatur, pF

(mempengaruhi kinerja protein, glikogen otot, jumlah ion 2 @, ?a@ dan enEim dalam

kontraksi otot rangka) dan juga kondisi system syara' pusat seseorang

!roses kontraksi dan relaksasi selalu membutuhkan $! yang diperoleh dari

metabolisme dalam sel otot !enguraian $! akan menghasilkan energi mekanik

(menjadi tegangan otot, yang akan memendekkanCmemanjangkan panjang berkas otot

jika tegangannya melampaui beban yang harus ditahan) maupun energi thermal untuk

menjaga keseimbangan panas tubuh

!ertanyaanB

1 $pakah maksud dari sel3sel tubuh terorganisasi dalam kelompok3

kelompok 'ungsional N

0 *elaskan kontraksi pada jaringan otot

> :agaimanakah perbedaan otot jantung dan otot rangkaN

A *elaskan distribusi muatan pada sel yang tereksitasi




27/132


Bab 3

!le*tro"+oGraf ,!"G-

3.1 Pendahuluan

Dle#tro


28/132


Gambar >1 2on'igurasi diferential amlifier

!ada kon'igurasi ini, masing3masing input langsung dihubungkan dengan tiap

input dari operasional amlifier dengan hubungan non#inferting& $kibat dari

hubungan ini maka impedansi input akan selalu sangat tinggi Input dari diferential

amlifier ini ada dua yang diambil dari electrode& imana penguatan differential dari

rangkaian ini diperoleh dengan B

07

0801

R

R+=Α

/umus diatas diperoleh mengingat bahwa /0=H/08

alam modul ini terdapat /08H=2 dan /07H02 maka dapat diketahui penguatannya

sebesar B $ H 1. 2ali

3.2.2 Sin'le/!nded Intermidiete Amplifi*ation Sta'e

/angkaian ini merupakan rangkaian penguatan tingkat menengah dari

perubahan rangkaian penguatan, dimana sinyal dari penguatan dari double#ended

dirubah menjadi single ended& ntuk lebih jelasnya lagi dapat kita lihat kon'igurasi

dari rangkaian amlifier single#ended pada gambar >0




29/132


Gambar >0 2on'igurasi single#ended intermediate stage

/angkaian ini merupakan diferential amlifier normal dimana sinyalnya diambil dari

bagian interfaceing dan yang lainnya diambil dari bagian non#inferting& :ila sepasang

resistor di #ople dengan tepat,maka

>1

>0

>.

>>

R

R

R

R=

imana outut dari amlifier diketahui denganB

>.

>>

R

R' ()T =

Sehingga dapat dihitung penguatan dalam tahap ini diperoleh sebesar B

$ H 1. 2ali !enguatan

!enguatan dalam rangkaian ini tidak boleh terlalu tinggi untuk men#egah saturasi

se#ara kontinyu dari tingkat tersebut *ouling yang sempurna antar resistor, berguna

untuk mengeliminasi common mode signal&

3.2.3 0inal Sta'e dan )an'kaian 0ilter

!ada tingkat ketiga ini merupakan tahap penguatan terakhir sehingga harus diperoleh

penguatan terakhir dan band %idt" yang diinginkan, dimana untuk deteksi sinyal D5G

dan D


30/132


1. kali ( dari penguatan tahap pertama dan penguatan tahap terhadap kedua)

!enguatan dari rangkaian D5G dan D


31/132


3.2.4 0ilter Aktif

!enggunaan 'ilter diperlukan karena sinyal yang masuk bukan hanya berasal

dari sinyal otot, sehingga sinyal yang tidak sesuai dengan karakteristik sinyal otot

perlu dihilangkan 2arakteristik dari sinyal otot (Dle#tro


32/132


Gambar >A /angkaian $o% Pass Filter EM.

3.2. (i'h Pass 0ilter %ntuk !"G

/angkaian ig" Pass Filter ini digunakan untuk melewatkan sinyal input

diatas 'rekuensi yang telah ditentukan an rangkaian ini digunakan pada rangkaian

D

Gambar > /angkaian ig" Pass Filter

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya >0

+ V-12V

+V

12V

c1

110nF

c2

220nF

+

U1DTL084

r12k

r2

2k

r3

1.5k

Input

Output

+

U1B

TL084

+V

12V

+ V-12V

c1

.22uF

c2

.22uF

r3

30k

r1

15k

r2

60k

Input Output



33/132


3.2.5 Band )eje*t 0ilter

/angkaian -and Re+ect Filter ini digunakan untuk menghilangkan sinyal

gangguan dari jaringan jala3jala listrik yang memiliki 'rekwensi sebesar . FE atau

dari lingkungan sekitar !erhitungan 'rekuensi #ut o'' dari -and Re+ect Filter atau

Notc" Filter ini adalah sebagai berikutB

R* Fc

π 0

1=

imanaB # H 'rekuensi #ut o''

/ H nilai resistansi

5 H nilai kapasitansi

Gambar >6 /angkaian -and Re+ect Filter

!ada pembuatan 'ilter juga dimungkinkan dalam penggunaan resistor variabel,

hal ini dimaksudkan agar memudahkan dalam pengesetan nilai 'rekuensi yang

diharapkan !embuatan 'ilter didasarkan pada nilai 'rekuensi yang diharapkan serta

nilai kapasitansi, sehingga pengaturan hanya dilakukan pada nilai resistansi yang

lebih mudah dilakukan

!embuatan rangkaian 'ilter ini bisa dimungkinkan tidak sesuai dengan teori

yang ada, hal ini disebabkan nilai toleransi dan error pada alat maupun manusia

3.2.6 )an'kaian Adder

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya >>

c2

680nF

+ V

v2

-12V

+V

v1

12V

c1

680nF+ U1A

TL084

r4

57k

r347k

r2

1k

r1

570

Input

Output



34/132


/angkaian ini merupakan rangkaian penjumlah yang pada dasarnya

digunakan untuk menjadikan seluruh nilai sinyal input menjadi positi' (sinyal d#)

tanpa merubah bentuk sinyal dapat dikatakan untuk menaikkan nilai .&olt dari sinyal,

mengingat sinyal DA



35/132


untuk mengontrol tekanan dan aliran darah atau udara yang mengalir pada saat

respirasi

Syara' otot

2ontraksi dari otot syara' merupakan salah satu bagian dari tubuh seperti

pergerakkan tangan, umumnya pergerakkan yang sangat diperlukan seperti

saat berjalan dan berenang

*aringan otot tubuh manusia berisi seratus sel yang bentuknya silender dan

bersama digabungkan dengan jaringan syara' !ada tubuh manusia otot

merangsang untuk kontraksi yang dibangkitkan oleh sinyal dari otak seperti

gambar >8

$%on atau 'iber yang panjang dan berbentuk silinder $%on berkembang melalui

spinal nerves dan otak kemudian disebarkan ke #abang3#abang yang dimana

#abang3#abang tersebut merupakan gabungan dari 'iber

iantara otot 4 otot tersebut untuk men#apai ke #abang 4 #abangnya biasanya

se#ara individual

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya >



36/132


Gambar >8 5ontoh dari nit


37/132


Gambar >= Fasil pengukuran D= ada beberapa ma#am sinyal D= a adalah

akti'itas gerak santai dari otot tubuh !ada gambar terlihat gerakan awal dari smu H

single motor unit /ata rata besar tegangan adalah >..O&, terlihat juga semakin

bergerak otot tersebut semakin terlihat akti'itas sinyalnya

!ada hasil pengukuran dari biopa# terlihat seperti pada gambar >1. yaitu sebanding

dengan mengangkat berat beban pada lengan, karena akti'itas yang di ukur adalah otot

lengan

Gambar >1. Fasil pengukuran otot lengan dengan mengangkat berat beban yang bergantian

Seperti terlihat pada analisa gra'ik paling atas dari gambar >1.

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya >7



38/132


Fasil dan analisa selalu dikaitkan pada umur dan berat badan manusia, bila lebih

detail di pertimbangkan pula dari sejarah penyakit yang pernah di derita

!ertanyaan B

1 :erapakah penguatan untuk rangkaian D :erapakah rata rata besar amplitude sinyal D8



39/132


mempunyai hubungan kerja yang berurutan dan berkaitan antara sel sara' yang

menerima rangsangan (stimulus) dan sel sara' atau organ yang memberi tanggapan

(respon) atas rangsangan tersebut Sebagai #ontoh, apabila laparChaus, kita akan

men#ari makananCminuman dan memakannya, atau kalau lelah, kita akan istirahat

atau tidur, dan sebagainya

Sistem sara' meliputi otak, sumsum tulang belakang, dan sel3sel sara'

Impuls akan merambat melalui sel sara', sampai di pusat sara' (otak) yang ber'ungsi

untuk mengkoordinasikan kegiatan tubuh manusia Se#ara umum, system sara'

mempunyai 'ungsi sebagai berikutB

1 =



40/132


apa dan bagaimana kerja dari system sara', maka terlebih dahulu akan dibahas

mengenai susunan sel sara' dan jenis3jenis sel sara'

4.2. Sel Saraf ,$euron-

Sel sara' disebut juga neuron ?euron adalah bagian terke#il dari system

sara' :entuk dari neuron (sel sara') yang terdapat pada tubuh berma#am3ma#am,

bergantung dari tempat dan 'ungsinya Se#ara umum, sel sara' tersusun dari 5ell

:ody (badan sel), neurit (akson), dendrite, neuro'ibril, myelin sheath (selaput

myelin), dan nodus ranvier :adan sel (#ell body) terdiri dari inti sel (nu#leus) yang

dikelilingi oleh #airan sel yang disebut sitoplasma !ada badan sel sara' terdapat

penjuluran sitoplasma yang berupa serabut3serabut halus !enjuluran sitoplasma ada

yang mempunyai serabut panjang dan ada yang mempunyai serabut pendek

!enjuluran sitoplasma yang berupa serabut pendek disebut dendrit Sedangkan

penjuluran sitoplasma yang berserabut panjang disebut neurit (akson) endrit

ber'ungsi untuk menerima dan menghantarkan rangsangan (stimulus) menuju ke

badan sel Sedangkan 'ungsi akson (neurit) adalah untuk menghantarkan rangsangan

(impuls) dari badan sel sara' ke sel sara' yang lainnya :entuk dan bagian3bagian dari

sel sara', seperti pada gambar A1

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya A.



41/132


Gambar A1 Susunan dan :agian Sel sara'

!ada akson terdapat per#abangan akson yang terdiri dari benang3benang

halus yang disebut neuro'ibril ?euro'ibril pada per#abangan akson ada yang

dibungkus oleh selaput halus yang disebut myelin sheath (selaput myelin)J dan ada

juga yang tidak dibungkus oleh selaput myelin $kson yang tidak tertutup (tidak

dibungkus) oleh selaput myelin disebut ?odus /anvier ungsi nodus ranvier adalah

untuk memper#epat pengiriman dan jalannya impuls, sedangkan 'ungsi selaput myelin

adalah untuk memper#epat pengiriman dan jalannya impuls, serta melindungi akson

dan memberi nutrisi pada akson Selaput myelin tersusun atas kumpulan sel S#hwann

Sel s#hwann membentuk jaringan yang membantu menyediakan makanan bagi akson

dan membantu pembentukan akson (regenerasi) Fubungan akson dari suatu sel sara'

dengan dendrite dari sel sara' yang lain disebut Sinapsis !ada sinapsis ini terdapat

#elah pertemuan akson dan dendrite yang disebut #elah sinapsis !ada #elah sinapsis

inilah terjadi lon#atan3lon#atan biolistrik yang bermuatan ion dan penyampaian

impuls dengan bantuan Eat kimia berupa asetilkolin yang berperan sebagai pengirim

(transmitter)

4.3. Sistem saraf ,$er7ous-

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya A1



42/132


Sistem sara' (nervous) terdiri dari system sara' pusat (5entral nervous

system), dan System sara' tepi (!eripheral nervous system) 5entral nervous system

terdiri dari otak (brain) dan spinal #ord (sumsum tulang belakang) Sedangkan

peripheral nervous system terdiri dari sara' #ranial (#ranial nerves) yang merupakan

serabut (urat) sara' yang terdapat di otak, dan sara' spinal (spinal nerves) yang

merupakan serabut sara' yang terdapat pada sumsum tulang belakang Serabut sara'

adalah sel3sel sara' yang membentuk bundelan3bundelan :lok diagram dari nervous

system seperti terlihat pada gambar A0

Gambar A0 :lok iagram ?ervous System

Satu serabut sara' terdiri dari selubung yang didalamnya terdapat sel sara'

sensory (sensory 'ibers) yang ber'ungsi untuk membawa impuls dari reseptor (indera)

ke sara' pusat, sel sara' motor (


43/132


:erdasarkan aktivitas gerak yang dilakukan oleh tubuh manusia, ada somati#

system (System gerak sadar), dan autonomi# system (system gerak autonom) Somati#

system adalah system gerak yang dilakukan se#ara sadar, sedangkan autonomi#

system adalah system gerak yang dilakukan se#ara tidak sadar (autonom) atau disebut

juga gerak re'lek Somati# System (System sara' sadar) yang berasal dari #ranial

nervous menuju ke organ tertentu, misalnya mata, hidung, dan teliga, sedangkan

somati# system yang berasal dari spinal nervous berhubungan dengan bagian3bagian

tubuh, misalnya lengan, kaki, dan otot lurik ungsi dari somati# system (system sara'

sadar) adalah mengantar impuls dari reseptor (alat indera) ke otak dan dari otak ke

e'ektor (otot atau kelenjar) Sara' ini berhubungan dengan kegiatan3kegiatan yang kita

sadari, atau dapat menentukan apakah kita akan melakukan kegiatan atau tidak

Skema kerja somati# system seperti pada gambar A>

Gambar A> Skema kerja Somati# System (System sara' sadar)

$utonomi# System disusun (system sara' tak sadar) oleh serabut sara' yang

berasal dari otak maupun dari sumsum tulang belakang dan langsung menuju keorgan

yang bersangkutan system sara' tak sadar terdiri dari sympatheti# system dan

parasymphatheti# system 2erja atau pengaruh dari kedua susunan sara' ini saling

berlawanan 2erja dari system sara' sympatheti# adalah memper#epat denyut jantung

dan memperlebar pembuluh darah jantung, sedangkan kerja dari sara'

parasymphatheti# adalah sebaliknya Skema kerja $utonomi# system seperti pada

gambar AA

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya A>



44/132


Gambar AA Skema kerja $utonomi# System (System sara' tak sadar)

4.4. Kelistrikan Pada Sinapsis dan $eurom+al &un*tion

jung neurit dari satu sel sara' akan bertemu dengan ujung dendrite dari sel

sara' lainnya, dan impulse dapat berpindah dari neurit ke dendrite empat

bertemunya antara 0 sel sara' ini disebut sinapsis Sel sara' akan berakhir pada sel

otot Fubungan antara sel sara' dengan sel otot disebut ?euromyal jun#tion :aik

sinapsis maupun neuromyal jun#tion mempunyai kemampuan meneruskan gelombang

depolarisasi dengan #ara lompat dari satu sel ke sel yang berikutnya Gelombang

depolarisasi ini penting pada sel membrane otot, oleh karena pada waktu terjadi

depolarisasi, Eat kimia yang terdapat pada otot akan triggerCbergetar yang

menyebabkan terjadinya kontraksi otot dan setelah itu akan terjadi repolarisasi sel otot

dimana otot akan mengalami relaksasi 2eadaan inilah yang menimbulkan kelistrikan

pada sinapsis dan neuromyal jun#tion sehingga menimbulkan sinyal listrik berupa

gelombang pada otot dan sel sara' $ktivitas listrik pada otot dan sel sara' ini dapat

diukur dengan menggunakan D


45/132


Gambar A $liran $rus Listrik !ada Synapsis dan sel Sara'

4. #tak

Sistem sara' pada manusia terdiri dari system sara' pusat dan system sara'

tepi System sara' pusat terdiri dari otak yang ber'ungsi sebagai pusat #ontol atau

pegendalikan semua aktivitas yang disadari didalam tubuh, seperti berpikir,

berbi#ara, melihat, bergerak, dan sebagainya "tak terdiri dari "tak besar (#erebrum),

otak ke#il (#erebellum), dan batang otak (brain stem) "tak besar (#erebrum) terdiri

dari 'rontal lobe, parietal lobe, o##ipital lobe dan temporal lobe Susunan dan bagian3

bagian daripada otak dapat dilihat pada gambar A6

Gambar A6 Susunan dan bagian3bagian "tak

5erebrum (otak besar) mempunyai 0 belahan yaitu belahan otak kiri dan

belahan otak kanan !ermukaannya berlipat3lipat atau berkerut3kerut :elahan otak

kanan ber'ungsi untuk mengatur dan mengendalikan atau melayani tubuh sebelah kiri,

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya A



46/132


sedangkan belahan otak kiri mengatur dan melayani tubuh sebelah kanan Susunan

dan bagian dari #erebrum terlihat pada gambar A7

Gambar A7 Susunan dari 5erebrum

ungsi dari 5erebrum adalah sebagai pusat pengendalian kegiatan tubuh yang

disadari, seperti berpikir, berbi#ara, melihat, bergerak, mengingat, dan mendengarkan

$ktivitas pikiran terjadi dalam kulit otak yang berkerut atau permukaan #erebrum

5erebrum mempunyai 0 lapisan, yaituB

1 Lapisan korteks, adalah lapisan paling luar dengan #irri3#iri tipis dan berwarna

kelabu

0 Lapisan dalam, adalah lapisan tebal dan berwarna putih

ungsi otak ke#il (#erebellum) adalah sebagai pengatur keseimbangan tubuh

dan mengkoordinasikan kerja otot3otot ketika seseorang akan melakukan gerakan

*adi #erebellum mengatur gerakan otot, dimana serabut sara' (sel3sel sara') membawa

pesan3pesan sensorik ke otak dan menyampaikan perintah dari otak ke tubuh

:atang otak (brain stem) berhubungan dengan spinal #ord (sumsum tulang

belakang) yang terletak memanjang didalam rongga tulang belakang, mulai dari ruas3

ruas tulang leher sampai ruas3ruas tulang pinggang ungsi dari pada brain stem

adalah untuk mengendalikan kegiatan3kegiatan yang tidak kita sadari, misalnya

denyut jantung dan pernapasan Sedangkan 'ungsi sumsum tulang belakang adalah




47/132


untuk menghantarkan impuls menuju ke otak dan dari otak, serta merupakan pusat

pengatur gerak re'leks

System sara' tepi terdiri dari system sara' sadar (somati# system), dan

system sara' tak sadar (autonomi# system) Sara' sadar meliputi 10 pasang sara'

#ranial di otak yang berhubungan dengan organ tertentu (misalnya mata, hidung, dan

telinga), dan >1 pasang sara' spinal di sumsum tulang belakang yang berhubungan

dengan bagian3bagian tubuh (misalnya kaki, lengan, dan otot)

4.. Kelistrikan pada #tak

iameter serabut (serat) sara' di otak ada yang berdiameter besar dan ada

yang berdiameter ke#il Sedangkan jenis serat sara' ada 0 jenis, yaitu yang

mempunyai lapisan myelin, dan yang tidak mempunyai lapisan myelin 2e#epatan

impuls bergerak dalam sel sara' yang mempunyai serat sara' berlapisan myelin adalah

lebih #epat dibandingkan bergerak didalam sel sara' tanpa serat sara' lapisan myelin


48/132


sel sara' di otak $mplitudo dari isyarat DDG merupakan gelombang denyut demi

denyut (peak to peak) dengan jarak antara 1. m& 4 1.. m& pada 'rekwensi dibawah

1 FE sampai lebih 1.. F

ujuan pengukuran DDG adalah untuk mendiagnosa penyakit epilepsy dan

untuk menunjukkkan tumor otak, karena aktivitas listrik pada daerah tumor akan

menurun :erdasarkan 'rekwensinya, aktivitas sinyal listrik di otak (sinyal DDG)

dapat dibagi atas jenis utama, yaitu Delta, Theta, Alpha, Beta, and Gamma. aerah

'rekwensi, amplitude dan kondisi dari sinyal DDG dapat dilihat pada table A1

Sedangkan bentuk dari sinyal DDG dapat dilihat pada gambar A8

Gambar A8 :entu3bentuk Sinyal DDG

abel A1 *enis3jenis Sinyal DDG

Sin+al

0rekuensi

tipikal ,(8-

Amplitudo

ipikal ,9:- Kondisi

$lpha 8 3 1> 0. 3 0..

rilek (mata

tertutup)

:eta 1>3 >. 3 1.

bekerja,

berpikir

elta 1 3 1 0. 3 0..

tidur dalam

kondisi stres

theta A 3 8 1.

tidur dan

bermimpi




49/132


4.6. Kelainan Pada Sistem Saraf.

2elaianan pada sistem sara' dapat terjadi akibat adanya kerusakan pada

sistem sara' akibat luka, penggunaan obat3obatan, atau kerusakan yang bersi'at

genetik :eberapa jenis kelainan pada sistem sara' yang sering dijumpai adalah sakit

kepala akibat melebarnya pembuluh darah pada daerah selaput otak, epilepsi yang

terjadi akibat adanya gangguan penghantar impuls listrik pada sel3sel sara', amnesia

akibat adanya trauma dan geger otak karena ke#elakaan, alEheimer yang biasanya

dialami oleh manula akibat adanya penurunan jumlah senyawa kimia yang membantu

penghantaran impuls pada sel sara', parkinson berupa tremor pada tangan, gerakan

menjadi lambat dan otot menjadi kaku akibat adanya ketidak seimbangan kimia dalam

sel sistem sara', polio yang disebabkan oleh in'eksi virus polio pada sumsum tulang

belakang, dan meningitis akibat adanya in'eksi virus atau bakteri pada selaput otak

!ertanyaanB

1 Sistem syara' mempunyai apa sajaN

0 *elaskan sistem syara' tak sadar itu yang bagaimanaN

> *elaskan tentang susunan bagian otak

A $pakah 'ungsi otak ke#ilN

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya A=



50/132


BAB

!!;)# !$;!P(A# G)AP( ,!!G-

.1 Pendahuluan

"tak tertutup oleh tempurung kepala, yang mana dilindungi langsung oleh tulang

tengkorak empurung kepala ditutui oleh kulit yang tipis, yang disebut s*alp ,kulit

kepala- Sebagian besar otak yang terletak langsung di bawah tulang tempurung

kepala adalah *erebral *orte< ,kulit otak- 2ulit otak tersusun dari sel syara'

(neurons), yang mana banyak se#ara 'ungsional terhubung dengannya, dan terhubung

dengan bagian otak yang lain Selalu ada akti'itas listrik dalam bentuk impuls syara'

yang terkirim dan diterima ke dan dari syara' cortical, meskipun sedang tidur alam

pengertian ilmu biologi (sebaik pengertian ilmu medis atau hukum), tidak adanya

akti'itas listrik pada lapisan otak manusia mengindikasikan kematian ungsi lapisan

otak meliputi pikiran abstrak, pertimbangan, kesengajaan dan ketidaksengajaan

kendali otot kerangka, pengenalan dan perbendaan dari somatic, 2isceral dan stimuli

sensor yang spesi'ik aerah 4 daerah khusus dari lapisan otak mengolah atau

menghasilkan berbagai jenis in'ormasi


51/132


tetap di bawah tempurung kepala, elektrode yang ditempatkan dimana saja di atas

kulit kepala yang menjadi bagian otak, masih bisa mendeteksi akti'itas listrik terkait

dengan 'ungsi neuron !erekaman akti'itas listrik dari otak menggunakan elektroda

dinamakan el*troen*ephalo'ram atau !!G (electro 3 listrik, ence"elo 3 otak,

gram 3 rekaman)

.2 Komponen sin+al !!G

Dlektroda DDG akan mendeteksi akti'itas otak hanya untuk daerah di bawah

elektroda saja


52/132


memperoleh bentuk gelombang seperti gelombang alpha tersinkronisasi, terjadi

desinkronisasi atau blok alpha Sehingga gelombang beta direpresentasikan dari

gerakan kulit kepala

elta dan heta

Irama elta dan heta merupakan bentuk DDG 'rekuensi rendah yang meningkat

selama tidur pada orang dewasa normal Seperti orang yang tidur dari tahap awal

hingga lelap (dimana didahului dengan tidur /D


53/132


Gambar 0 !engukuran bipolar otak belakang

ntuk lebih jelasnya pengukuran pada DDG ini beragam lihat gambar > di bawah ini

Gambar > !osisi pengukuran DDG

!erlu di ingat bahwa pengukuran sinyal sinyal ini akan lebih jelas bila di lihat dari

beberapa sudut pandang seperti pada gambar A Sebenarnya pengukuran DDG ada 0

ma#am #ara yaituB

a 5ara pengukuran serial ampli'ier

b 5ara pengukuran paralel ampli'ier

?amun #ara pengukuran tersebut nantinya selalu di bagi A 'ilter yang akan

menghasilkan A ma#am sinyal DDG yaitu $lpha, :eta, elta dan heta

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya >



54/132


Gambar A etail posisi pengukuran DDG

.4 (asil sin+al !!G

!ada hasil pengukuran sinyal DDG harus di bagi menjadi A ma#am dari hasil

pengukuran !embagian A ma#am sinyal tersebut tergantung instrumentasi sistem,

misalnya se#ara hardware atau se#ara so'tware

Seperti terlihat pada gambar adalah hasil pengukuran sebelum di bagi bagi

menjadi A ma#am sinyal Sedangkan pada gambar 6 adalah gambar sinyal DDG

yang telah di bagi menjadi A ma#am sinyal

Gambar Fasil pengukuran sinyal DDG sebelum di pisah pisahkan

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya A



55/132


Gambar 6 Fasil pengukuran sinyal DDG setelah dibagi menjadi A ma#am sinyal

. Analisa sin+al !!G

ntuk pengukuran sinyal DDG pasien harus sesuai petunjuk yaitu model

pengambilan sinyal DDGB

a !osisi mata terjaga

b !osisi mata tertutup

# !osisi tertidur C tidak sadar

d !osisi sedang ber'ikir ringan dan berat

ari hasil model pengambila sinyal tersebut akan didapat pula analisa yang jelas

:erikut ini terlihat gambar sinyal DDG dari penderita epilepsi dan lainnya

Gambar 7 Fasil pengambilan dari penderita epilipsi

!ertanyaan

1 Sebutkan komponen sinyal DDG

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya



56/132


0 *elaskan letak elektrode pada pengukuran DDG

> *elakan tentang sinyal DDG bila pasien abnormal

A $pakah yang mempengaruhi sinyal DDGN

BAB

&A$%$G "A$%SIA

.1 Pendahuluan

*antung sebenarnya merupakan dua pompa yang terpisahB (1) &antun' ba'ian kanan=

yang memompa darah ke paru3paru dan (0) &antun' ba'ian kiri= yang memompa

darah ke bagian tubuh lainnya Setiap bagian *antung itu dibagi lagi menjadi dua

ronggaB (a) atrium dan (b) 7entrikel. 2edua atrium memompakan darah terakhir di

atrium ke dalam dua ventrikel sesaat sebelum kontraksi ventrikel 2urang dari satu

detik kemudian ventrikel berkontraksi memompakan darah ke paru3paru dan ke

jaringan sistemik &entrikel disebut sebagai pompa yang kuat




57/132


*antung mempunyai empat katup terpisah yang menyalurkan darah ke satu arah dan

men#egahnya mengalir balik ua di antara katup itu yaitu katup atrio7entrikularis

ber'ungsi menyalurkan darah ke kedua ventrikel ua yang lainnya yaitu katup

semilunaris bekerja sebagai pintu keluar ventrikel 2etika ventrikel berkontraksi

tekanan terhadap katup $& akan mengakibatkan katup ini tertutup, sehingga darah

ventrikel tidak mengalir kembali ke atrium !ada saat yang sama tenaga kontraksi

ventrikel akan mendorong darah ke arah katup semilunaris sehingga terbuka, dan

mengalirlah darah ke arteri pulmonalis atau aorta. 2emudian pada waktu ventrikel

melemas, tekanan darah yang tinggi dalam pembuluh3pembuluh besar akan

menendang balik katup semilunaris sehingga tertutup, dan dengan demikian darah

yang telah dipompakan ke dalam arteri di#egah mengalir kembali ke ventrikel !ada

saat relaksasi ventrikel ini darah dari vena sistemik kembali ke jantung, mendorong

katup $& sampai terbuka dan mengisi lagi ventrikel sebagai persiapan untuk siklus

berikut

alam banyak hal otot jantung sangat mirip dengan otot rangka, tetapi ia mempunyai

dua si'at khusus sehingga sesuai bagi jantung untuk ber'ungsi sebagai pompa

!ertama, serabut otot jantung adalah saling berhubungan antara yang satu dengan

yang lainnya sehingga potensial aksi yang bersumber di manapun di dalam massa

otot, akan berjalan ke setiap penjuru dan seluruh otot berkontraksi serentak engan

kontraksi yang serentak itu darah dapat diperas menuju satu 2edua, potensial aksi otot

jantung berlangsung >C1. detik, ini berarti 1. kali atau lebih dibanding lama potensial

aksi dalam otot3otot rangka "leh sebab itu lama kontraksi otot jantung juga

berlangsung kira3>C1. detik, dan ini sesuai dengan waktu yang diperlukan oleh untuk

mengalir dari jantung ke dalam arteri3arteri




58/132


*antung mempunyai susunan pengatur irama yang khusus yang terdiri dari (1) simpul

sinoatrialis (simpul S$), yang terletak di dinding atrium kanan dekat tempat

masuknya vena kavaJ (0) simpul atrio7entrikularis (simpul $&), yang terletak di

septum atrium dekat pertemuan kedua atrium dengan ventrikelJ dan (>) suatu sistem

yang terdiri dari serabut otot jantung yang besar yang dapat menyalurkan impuls

jantung dengan #epat dari simpul $& ke seluruh bagian ventrikel

alam jantung normal simpul S$ menjadi pengatur ke#epatan denyut jantung, dan

oleh sebab itu disebut pa#emaker jantung !ada orang istirahat simpul S$ se#ara

ritmik men#etuskan 70 denyut per menit !otensial aksi yang timbul dari simpul ini

disebut impuls jantung, menyebar ke seluruh jantung berturut3turut melalui atrium,

simpul $&, susunan !urkinje, dan masuk ke dalam ventrikel untuk akhirnya

mempersara'i otot3otot ventrikel

!ada saat impuls jantung melalui simpul $&, perjalanan impuls tertunda selama 1C1.

detik lebih, sebab serabut di simpul ini sangat ke#il sehingga penyaluran impulsnya

sangat lambat !enundaan ini sangat penting bagi 'ungsi jantung karena

memungkinkan atrium berdenyut sepersekian detik sebelum kontraksi ventrikel

engan demikian darah dapat mengalir ke dalam ventrikel sebelum siklus pompa

ventrikel dimulai

:ila jaringan jantung pada suatu saat mengalami kerusakan, seperti yang sering terjadi

bila salah satu pembuluh koroner tersumbat, sebagian dari sistem konduksi jantung

dapat terhambat dengan akibat penyaluran impuls menjadi tidak normal lagi Sebagai

#ontoh hambatan konduksi dari simpul $& ke sistem !urkinje yang biasa disebut

sebagai blok jantung sering terjadi pada usia tua :ila ini terjadi atrium tetap

berdenyut dengan ke#epatan normal yaitu kira3kira 70 per menit, tetapi sinyal dari

atrium gagal diteruskan ke ventrikel alam keadaan demikian serabut !urkinje




59/132


ventrikel akan mengeluarkan impulsnya sendiri dengan ke#epatan 1 sampai A.

denyut per menit, dan 'okus baru ini sekarang menjadi pa#emaker dari ventrikel *adi

ventrikel berdenyut dengan ke#epatan sendiri yang berbeda dengan irama atriumJ

atrium dan ventrikel tidak lagi berdenyut berturutan se#ara teratur

Gangguan konduksi jantung jenis lain yang lebih hebat ialah'ibrilasi ventrikel alam

keadaan ini sinyal jantung tak henti3hentinya berputar3putar di ventrikel dalam bentuk

sirkuit "leh sebab itu bagian3bagian jantung terus menerus berkontraksi tanpa masa

istirahat yang sebenar3nya diperlukan untuk pengisian darah ke dalam ventrikel

$kibatnya 'ungsi pompa jantung terhenti, dan orang meninggal dalam beberapa detik

arah dapat mengalir dalam sirkulasi sistemik disebabkan adanya te3kanan dalam

arteri, dan ke#epatan alirannya per menit ditentu kan oleh tahanan total, yang dikenal

tahanan peri'er total /umus di bawah ini menunjukkan hubungan antara aliran darah,

tekanan, dan tahanan

ekanan

$liran arah H

ahanan

ekanan yang terdapat dalam arteri ditimbulkan oleh ventrikel yang memompakan

darahnya ke dalam aorta ahanan terhadap aliran darah dalam sirkulasi sistemik

ditimbulkan oleh gesekan antara darah dengan permukaan dinding pembuluh darah

ahanan terjadi dalam pembuluh3pembuluh darah yang ke#il terutama arterial dan

kapiler, karena tahanan berbanding terbalik dengan pangkat empat diameter pem3

buluh *adi tahanan dari pembuluh darah berdiameter 1 milimeter (mm) adalah 16 kali

tahanan pembuluh yang berdiameter 0 mm

ekanan darah rata3rata normal dalam aorta adalah 1.. mmFg, dan jumlah darah

yang mengalir dalam seluruh sirkulasi sistemik, disebut #urah jantung, kira3kira

adalah liter per menit (LCmen) pada keadaan istirahat ?amun #urah jantung ini,

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya =



60/132


sekali pun pada orang biasa, dapat meningkat menjadi 1 sampai 0. LCmen selama

olahraga berat dan pada atlet terlatih baik dua kali nilai itu

$liran darah dalam jaringan terutama diatur oleh mekanisme autoregulasi lokalJ ini

berarti pengaturan adalah berdasarkan ke#epatan pemakaian nutrien dalam jaringan


61/132


Gambar 61 Skematis sirkulasi dua bagian dari jantung dan sirkulasi sistemik dan pulmonal

Gambar 60 memperlihatkan detil jantung yang ber'ungsi sebagai pompa arah yang

memasuki atrium kanan dari vena besar didorong oleh kontraksi atrium dan

mengalir melalui katup tri/kuspidalis untuk masuk ke dalam 7entrikel kanan. ari

ventrikel kanan darah dipompakan melalui katup pulmonalis ke arteri pulmonalis

yang kemudian mengalir melalui paru3paru, dan terakhir melalui vena pulmonalis

masuk ke dalam atrium kiri. engan kontraksi atrium kiri darah didorong melalui

katup mitralis ke 7entrikel kiri= dan dari sini dipompa melalui katup aorta untuk

memasuki aorta dan dialirkan melalui sirkulasi sistemik




62/132

m i l l i v o l t


Gambar 60 :agian 'ungsional dari jantung

2edua atrium merupakan pompa primer yang memaksa sisa darah terakhir masuk ke

dalam ventrikel yang bersangkutan sesaat sebelum kontraksi ventrikel Sisa darah

terakhir yang dipompakan masuk ke dalam ventrikel ini membuat ventrikel menjadi

lebih e'isien dalam kerjanya sebagai pompa dibanding kalau tidak mempunyai

mekanisme pengisian yang khusus ?amun demikian ventrikel adalah demikian

kuatnya sehingga tetap dapat memompa sejumlah besar darah walaupun atrium tidak

ber'ungsi

.3 )itme Suara &antun'

Sebagian besar serabut otot jantung dapat berkontraksi se#ara ritmik 2emampuan ini

dimiliki oleh sekelompok serabut otot jantung yang ke#il yang terletak di dinding

superior atrium kanan yang disebut simpul sinoatrialis, atau lebih sederhana disebut

simpul S$ !elepasan impuls se#ara ritmik oleh simpul S$

Gambar 6> memperlihatkan potensial aksi ritmik yang dihasilkan oleh serabut di

simpul S$ *rebab timbulnya irama ritmik ini adalah sebagai berikutB membran dari


hreshold pada saat a#tion

potential



63/132


serabut3serabut simpul S$ walaupun dalam keadaan istirahat adalah sangat permiabel

terhadap natrium "leh sebab itu jumlah besar ion natrium masuk ke dalam serat,

mengakibatkan potensial membran istirahat terus naik ke arah nilai yang lebih positi',

seperti terlihat pada gambar 2etika potensial membran men#apai kritik yang disebut

nilai TambangT, mendadak terjadilah potensial aksi !ada akhir potensial aksi untuk

sementara membran kurang permiabel terhadap ion natrium, dan lebih permiabel

terhadap kalium dibanding dalam keadaan normal Ion kalium bo#or keluar sambil

membawa muatan positi' !otensial membran bagian dalam menjadi lebih negati'

daripada sebelumnya, dan keadaan ini disebut hiperpolarisasi, disebabkan

berkurangnya muatan positi' 2eadaan ini berlangsung sepersekian detik kemudian

hilang, karena permiabilitas terhadap ion natrium dan kalium kembali ke keadaan

semula Setelah itu kebo#oran alamiah dari membran terhadap ion natrium akan

menimbulkan potensial aksi berikutnya !roses ini berlangsung berulang3ulang

sepanjang kehidupan, menghasilkan penggiatan ritmik pada serabut3serabut simpul

S$ dengan 'rekuensi 70 kali per menit pada keadaan normal, dengan jumlah denyutan

jantung seluruhnya kira3kira dua bilyun dalam kurun waktu kehidupan seseorang

alam keadaan normal potensial aksi yang berasal dari simpul S$ menyebar ke

seluruh jantung dan dengan demikian menimbulkan kontraksi ritmik pada jantung

?amun bila simpul S$ gagal menghasilkan impuls ritmik, daerah jantung yang lain

akan mulai menghasilkan impuls dan mengambil alih kendali denyutan jantung, dan

ini akan dibahas lebih lengkap di bagian belakang bab ini

!emanjangan Lama !otensial $ksi *antung dan Lama32ontraksi

!erbedaan penting lain antara otot jantung dan otot rangka ialah kontraksi otot jantung

berlangsung lebih lama daripada otot rangka, yaitu kira3kira 1. sampai 1 kali lama

kontraksi otot rangka

Politeknik Elektronika Negeri Surabaya 6>



64/132


Gambar 6A !otensial aksi ritmik dari serat otot ventrikel

2ontraksi otot jantung berlangsung lama, karena potensial aksi otot jantung juga

berlangsung lama Ini diperlihatkan dalam Gambar 6A !otensial aksi otot jantung

berbentuk plateau, tidak berbentuk spike run#ing yang #epat kembali ke garis dasar,

seperti yang terjadi pada serabut3serabut sara' besar dan serabut3serabut otot rangka

!lateau ini seperti terlihat pada gambar berlangsung .,> detik, sebelum kembali ke

keadaan istirahat !enyebab timbulnya plateau ini ialah lambatnya membran

berepolarisasi setelah depolarisasi


65/132


2arena ion kalsium membawa muatan positi' maka keadaan positi' dalam serat dapat

diper3tahankan selama proses plateau, sehingga tidak terjadi repolarisasi Setelah

sekian per sepuluh detik arus masuk ion kalsium berhenti dan ter3jadilah repolarisasi,

potensial aksi kembali ke garis dasar

alam otot atrium lama potensial aksi dan juga lama kontraksi adalah .,1 detik,

sedangkan dalam otot ventrikel kira3kira .,> detik

.3.1 P!$GA%)A$ I)A"A &A$%$G

Irama denyut jantung yang hakiki dapat terlihat mudah dengan memperhatikan

jantung pada dada yang terbuka *antung kura mempunyai tiga ruangan, bukan dua

ruangan di tiap sisi seperti pada jantung manusia /uangan pertama disebut sinus, dan

dua lainnya sama seperti pada manusia yaitu atrium dan ventrikel

engan perkataan lain irama jantung ditimbulkan di dinding jantung itu sendiri, dan

bila bagian jantung dikeluarkan dari tubuh, bagian itu akan tetap berkontraksi ritmik

selama nutrisinya di#ukupi

Simul S! sebagai Pacemaker 4antung Manusia Setiap kali sinus berkontraksi,

potensial aksinya disalurkan sepanjang serabut otot dari sinus ke atrium, dan

kemudian dari atrium ke ventrikel, sehingga bagian3bagian jantung itu berkontraksi

berurutan

$kibat dari blok potensial aksi antara sinus dan ium (blok S$) dan blok antara atrium

dengan &entrikel (blok $&) terlihat di bagian kanan gambar !erhatikanlah bahwa

atrium dan ventrikel kemudian berdenyut dengan ke#epatan menurut iramanya

sendiri

i dinding superior atrium kanan dekat tempat masuk vena kava superior terdapat

daerah ke#il yang disebut sebagai simpul sinoatrialis (simpul S$), yang sesuai

dengan sisa sinus semasa embrio seperti yang terdapat pada binatang rendah




66/132


rekuensi kontraksi serabut otot di simpul S$ manusia kira3kira 70 kali per menit,

sedangkan otot atrium manusia penyut A. sampai 6. kali per menit dan ventrikel kira3

kira 0. kali per menit 2arena simpul S$ mempunyai irama berke#epatan lebih tinggi

dari bagian jantung yang manapun, maka impuls yang berasal dari simpul S$

menyebar ke atrium dan ventrikel, merangsang tempat3tempat itu dengan #epat

sehingga mereka tidak pernah berdenyut perlahan seperti ke#epatan asli yang mereka

miliki Sebagai hasilnya irama simpul S$ menjadi irama dari seluruh jantung, dan

karena itu simpul S$ disebut sebagai pema#u jantung

.4 Aliran arah dan Pen'aturann+a

*umlah darah yang dipompa oleh jantung pada waktu orang dalam keadaan istirahat

kira3kira liter per menit (LCmenit) Ini disebut #urah jantung, nilainya dapat

meningkat setinggi 0 sampai > LCmenit selama atlet berolahraea sangat berat,

atauturun menjadi 1, LCmenit setelah mengalami perda3rahan hebat tanpa

menimbulkan kematian mendadak, walaupun orang akan tetap meninggal bila

keadaan itu berlangsung lebih dari satu atau dua jam

abel 61 $liran arah dan 5urah *antung

persen mlCmen

"tak 1A 7..

*antung A 0..

:ronki 0 1..

Ginjal 00 11..Fati 07 1>.

!ortal (01) (1..)

$rterial (6) (>..)

"tot 1 7.

ulang 0.

2ulit (musim dingin) 6 >..

2elenjar tiroid 1 .

2elenjar adrenal . 0

*aringan lain > 17

otal 1... ...




67/132


$liran darah ke berbagai bagian tubuh selama keadaan istirahat terlihat dalam abel

61 2ita melihat bahwa otak menerima kira3kira 1A persen dari aliran darah total,

ginjal menerima 00 persen, hati 07 persen, dan otot3otot yang merupakan separuh dari

tubuh kita hanya menerima 1 persen ?amun pada waktu berolahraga terjadi

perubahan yang besar, hampir seluruh kenaikan aliran darah terjadi dalam otot,

sehingga sekarang merupakan 7 sampai 8. persen dari aliran darah total

5ara untuk


68/132


engan #ara itu pembuluh darah tidak perlu dibuka bila kita memakai 'lowmeter ini

Selain itu respons alat ini sangat #epat sehingga dapat mengukur setiap perubahan

bahkan yang terjadi dalam waktu .,.1 detik 2arena keuntungan3keuntungan itu jenis

'lowmeter ini banyak digunakan dalam

Biomedical Engineering Modul Book

Documents

Transcript of Biomedical Engineering Modul Book