FISIKA KESEHATAN

MANFAAT GELOMBANG ELEKTROMAGNET DALAM BIDANG KESEHATAN

1. Gelombang Mikro (Microwave)

Dalam dunia kesehatan,  gelombag mikro (microwave) memegang peranan penting. Karakteristik yang dimanfaatkan adalah kemampuannya untuk menghasilkan energi panas. Hampir semua penggunaan gelombag mikro (microwave) dalam kesehatan berkaitan dengan pemanasan suatu jaringan tubuh. Prinsipnya mirip dengan gelombag mikro (microwave) oven. Untuk menghancurkan tumor yang bersarang dalam tubuh. Gelombang mikro (microwave) diarahkan pada lokasi tumor. Lokasi sel tumor bisa ditentukan  menggunakan gelombang mikr dengan prinsip yang sama seperti teknologi radar. Cairan tumor menyerap gelombang mikro sehingga terjadi ektasi atom. Panas yang di hasilkan gelombang mikro bisa menghancurkan jaringan tumor tersebut secara tepat tanpa melukai jaringan sehat). Proses ini tidak memerlukan pembedahan sehingga pasien tidak merasakan sakit sama sekali.

2. Sinar Inframerah

Sinar inframerah dihasilkan oleh proses di dalam molekul dan benda panas. Telah diketahui bahwa benda panas akibat aktivitas (getaran) atomik dan molekuler di dalamnya dianggap memancarkan gelombang panas dalam bentuk sinar inframerah. Oleh karena itu, sinar inframerah sering disebut radiasi panas.

Foto inframerah yang bekerja berdasarkan pancaran panas suatu objek dapat digunakan untuk membuat lukisan panas dari suatu daerah atau objek. Hasil lukisan panas dapat menggambarkan daerah yang panas atau tidak panas. Suatu lukisan panas dari satu gedung dapat digunakan untuk mengetahui daerah mana dari gedung itu yang menghasilkan panas berlebihan sehingga dapat dilakukan perbaikan-perbaikan yang diperlukan.

Gambar 3.1 Hasil citra foto inframerah tubuh manusia untuk pemeriksaan kesehatan

Dalam bidang kesehatan sinar infra merah berfungsi untuk mengaktifkan molekul air dalam tubuh. Hal ini disebabkan inframerah mempunyai getaran yang sama dengan molekul air. Jadi jika molekul tersebut pecah, akan terbentuk molekul tunggal yang dapat meningkatkan cairan tubuh.

Peningkatan sirkulasi mikro dan getaran molekul air dari pengaruh inframerah akan menghasilkan panas yang menyebabkan pembuluh kapiler membesar. Jika sirkulasi mikro dalam tubuh meningkat, racun dapat dibuang dari tubuh kita melalui metabolisme. Hal ini dapat mengurangi beban liver, ginjal dan mengembangkan Ph dalam tubuh. Sinar inframerah dapat membersihkan darah, memperbaiki tekstur kulit, dan mencegah rematik karena asam urat yang tinggi. Inframerah jarak jauh banyak digunakan pada alat-alat kesehatan. Pancaran panas yang berupa pancaran sinar inframerah dari organ-organ tubuh bisa dijadikan sebagai informasi kondisi kesehatan organ tersebut. Hal ini sangat bermanfaat bagi dokter dalam diagnosis kondisi pasien sehingga dokter dapat mengambil keputusan yang sesuai dengan kondisi pasien.

3. Cahaya (Sinar Tampak).

Cahaya tampak  digunakan  bagi fisikawan mendapatkan informasi visual tentang pasien. Contoh kontekstual dalam kehidupan sehari-hari adalah warna organ dalam seseorang untuk menentukan ketidaknormalan struktur tubuh seseorang. Berbagai contoh peralatan seperti ophtalmoscope untuk melihat ke bagian dalam mata dan otoscope untuk melihat bagian dalam telinga. Konsep gelombang elektromagnetik yang diterapkan adalah menggunakan cahaya tampak yang difokuskan ke bagian yang dikehendaki.

Demikian dengan instrumen yang lain yaitu, endoscope yang digunakan untuk melihat bagian dalam rongga tubuh, cystoscope untuk mengamati blader, practoscope untuk mengamati rectum, bronchoscope untuk mengamati udara yang lewat ke dalam paru- paru. Beberapa endoscope adalah berupa tabung (pipa) dengan sumber cahaya untuk illuminasi daerah yang diinginkan.

Dengan teknik fiber-optic dapat dibuat endoscope yang lentur untuk mendapatkan informasi pada tempat-tempat yang jauh seperti intestine, untuk membuka atau membuat kanal, untuk menempatkan sampel pada jaringan (biopsi), dan untuk pengamatan mikroskopis lebih lanjut. Karena cahaya membawa energi sehingga dapat mengakibatkan panas jika diserap. Ini dimanfaatkan dalam endoscope. Pemanasan dapat dikurangi dengan mengurangi cahaya infra-merah dari sumber cahaya dengan filter Infra-merah. Transilluminasi adalah mentransmisikan cahaya pada jaringan tubuh dengan memberi kilatan cahaya melalui jari-jari untuk melihat pijaran cahaya yang dihasilkan. Pijaran utama adalah merah karena warna lain diserap oleh sel-sel darah merah.

4. Sinar Ultraviolet.

Penerapan atau pemanfaatan sinar ultraviolet adalah untuk proses sterilisasi makanan dimana kuman dan bakteri berbahaya di dalam makanan dapat dimatikan .

5. Sinar-X.

Sinar-X dikenal luas dalam dunia kedokteran sebagai sinar Rontgen. Dipakai untuk memeriksa organ bagian dalam tubuh. Tulang yang retak di bagian dalam tubuh dapat terlihat menggunakan sinar-X ini.Sinar-X berada pada rentang frekuensi 300x 10⁶ GHz dan 50 x 10⁹ GHz. Penemuan sinar-X dianggap sebagai salah satu penemuan penting dalam fisika. Sinar-X ditemukan oleh ahli fisika Jerman bernama Wilhelm Rontgen saat sedang mempelajari sinar katoda. Cara untuk memproduksi sinar-X adalah melalui mekanisme yang disebut radiasi perlambatan. Mekanisme ini yang ditempuh oleh Rontgen saat pertama kali menghasilkan sinar-X. Dalam teori radiasi gelombang elektromagnetik diketahui bahwa muatan listrik yang dipercepat atau diperlambat akan menghasilkan gelombang elektromagnetik. Selain melalui radiasi perlambatan, sinar-X juga dihasilkan dari proses transisi internal elektron di dalam atom atau molekul.

Gambar 3.2 Foto hasil penyinaran sinar-X

6. Sinar Gamma.

                Sinar Gamma sering digunakan untuk membunuh organisme yang dikenal dengan istilah irradiation. Sehingga dapat  mengobati tipe kanker tertentu. Serangkaian Sinar Gamma dipancarkan langsung pada sel yang terkena kanker untuk dimusnahkan. Prosedur ini dikenal dengan istilah Gamma-Knife Surgery (pembedahan dengan pisau gamma).  

Gambar 3.3 Gamma-Knife Surgery

 Jika Sinar Gamma mengenai molekul DNA dalam batas tertentu, sel tubuh akan memperbaiki gen yang rusak. Proses perbaikan sel berhasil setelah paparan sinar Gamma dengan dosis tinggi dilakukan. Sedangkan untuk paparan dosis rendah proses perbaikannya lambat. Resikonya adalah kerontokan rambut, nausea atau mual, dan menyebabkan kematian tanpa perawatan medis.

Selain itu,sinar gamma berfungsi untuk mensterilkan peralatan medis, Radiasi pengion adalah energi tinggi yang terpancar dari radiasi isotop radioaktif seperti Kobalt-60 (sinar gamma) atau yang dihasilkan oleh percepatan mekanis elektron sampai pada kecepatan dan energi tinggi (sinar katode, sinar beta). Sinar gamma mempunyai keuntungan mutlak karena tidak menyebabkan kerusakan mekanik. Akan tetapi kekurangan sinar ini adalah di hentikan dari mekanik elektron akselerasi (yang dipercepat), keuntungan elektron yang dipercepat adalah kemampuannya memberikan output laju doisis yang lebih seragam. Aksi letal radiasi pengionan menghacurkan mikroorganisme dengan menghentikan reproduksi sebagai hasil mutasi letal. Mutasi ini disebabkan karena transformasi radiasi menjadi molekul penerima pada sinar x. Menurut teori, Mutasi ini dapat disebabkan oleh tindakan tidak langsung, dimana molekul-molekul air diubah menjadi kesatuan yang berenergi tinggi seperti hidrogen dan ion hidroksil. Sehingga menyebabkan perubahan energi pada asam nukleat dan molekul lain sehingga hilangnya keberadaannya bagi metabolisme molekul sel bakteri.