ultrasound

Ultrasound

Ultrasound therapy adalah suatu terapi dengan menggunakan getaran mekanik gelombang suara dengan frekuensi lebih dari 20.000 Hz. Yang digunakan dalam Fisioterapi adalah 0,5-5 MHz dengan tujuan untuk menimbulkan efek terapeutik melalui proses tertentu.

1. Fisika Dasar Ultrasound

a. Efektif Radiating Area (ERA)

Permukaan tranduser tidak semuanya memancarkan gelombang ultrasound melainkan hanya permukaan tertentu yang disebut efektif radiating area. Oleh sebab itu ERA merupakan tolak ukur yang tentu dalam penentuan dosis. Sifat bekas gelombang Ultrasound

Sifat berkas gelombang ultrasound dibedakan atas dua bagian yaitu :

Area Convergensi, ciri-cirinya adalah :

1) Terjadi gejala interferensi pada daerah yang tidak homogen pada berkas tersebut sehingga timbul variasi intensitas yang besar yang disebut dengan intensity peaks sedangkan gejala interferensi yang tidak homogen disebut Beams Non Uniformity Ratio (BNR). BNR tidak bisa dihilangkan sama sekali. Nilai normalnya adalah 4 sampai 6 kali intensity peaks

2) Bentuk berkasnya convergensi dimana panjang area convergensi ditentukan oleh diameter tranduser

3) Penyebaran berkasnya lebih terpusat, hal ini juga tergantung pada frekuensi dan diameter tranduser, dimana bila frekuensi tinggi maka panjang area convergensi akan panjang demikian pula jika tranduser besar maka area konvergensi semakin panjang

Area Divergensi, ciri-cirinya adalah :

1) Tidak terjadi gejala interferensi yang menyebabkan berkas gelombang sama

2) Berkas gelombang yang menyebar

b. Fenomena fisik yang terjadi pada ultrasound

1) Bentuk Gelombang

Bentuk gelombang ultrasound adalah longitudinal yang memerlukan medium yang elastis sebagai media perlambatan. Setiap medium elastis kecuali yang hampa udara. Gelombang elastis longitudinal menyebabkan kompresi dan ekspansi medium pada jarak separuh gelombang yang menyebabkan variasi tekanan pada medium

2) Refleksi atau pemantulan

Refleksi atau pemantulan terjadi bila gelombang ultrasound melalui dua media yang berbeda. Banyaknya energi yang dipantulkan tergantung independence acuistik spesifik dari berbagai media.

Karena faktor pemantulan gelombang pada permukaan media, maka energi paling besar pada jaringan interface.

3) Penyebaran Gelombang ultrasound

Penyebaran gelombang ultrasound atau divergensi dalam tubuh timbul karena adanya divergen dan adanya refleksi. Di dalam jaringan bundel ultrasound dapat menyebar oleh karena adanya refleksi sehingga timbul efek-efek di luar daerah pancaran bundel ultrasound

4) Penyerapan dan Penetrasi Ultrasound

Jika gelombang ultrasound masuk ke dalam jaringan maka efek yang diharapkan adalah efek biologis. Oleh karena adanya penyerapan tersebut maka semakin dalam gelombang ultrasound masuk dan intensitasnya semakin berkurang

Gelombang ultrasound diserap oleh jaringan dalam berbagai ukuran tergantung pada frekuensi, frekuensi rendah penyerapannya lebih sedikit dibandingkan dengan frekuensi tinggi. Jadi ada ketergantungan antara frekuensi, penyerapan dan kedalaman efek dari gelombang ultrasound. Disamping itu refleksi, koefisien penyebaran menentukan penyebarluasan ultrasound di dalam jaringan tubuh.

Tabel 1. Koefisien Penyerapan pada Frekuensi 1 MHz dan 3 MHz

Medium	Frek. 1 MHz	Frek. 3 MHz
Darah Pembuluh darah Tulang Kulit Tulang rawan Udara Tendon Otot Lemak Air (20°C) Serabut saraf	0,028 0,4 3,22 0,62 1,16 2,27 1,12 0,76 0,28 0,14 0,0006 0,2	0,084 1,2 - 1,86 3,48 8,28 3,38 2,28 0,84 0,42 0,0018 0,6

Dari tabel di atas, nampak ada dua nilai absorbsi di dalam jaringan otot. Adanya perbedaan yang penting disini adalah karena arah dari bundel ultrasound terhadap jaringan otot. Pertama, jika bundel ultrasound jatuh secara tegak lurus terhadap jaringan otot. Kedua, jika bundel ultrasound berjalan sejajar dengan jaringan otot. Pada keadaan yang kedua nilai absorbsinya hampir tiga kali lebih kecil. Sebuah satuan yang lebih praktis dalam hal penyebaran adalah Half Value Depth atau jarak nilai setengah (HVD). Yang dimaksud jarak nilai setengah adalah jarak dimana intensitas dari ultrasound dalam suatu media tertentu tinggal separuh. Jarak nilai setengah ini ditentukan koefisien penyerapan

Tabel 2. Jarak Nilai Setengah Pada Beberapa Medium

Medium	Frek. 1 MHz	Frek. 3 MHz
Tulang Kulit Tulang rawan Udara Tendon Otot Lemak Air (200C)	2,1 mm 11,1 mm 6 m 2,5 mm 2,5 mm 9 mm 24,6 mm 50 mm 11500 mm	- 4 mm 2 mm 0,8 mm 0,8 mm 3 mm 16,5 mm 16,5 mm 3833,3 mm

Dari tabel di atas dapat dilihat bahwa banyaknya energi ultrasound diserap dalam jaringan tendon dan jaringan tulang rawan. Penetrasi terdalam, dimana efek terapeutik masih bisa kita harapkan dinyatakan dalam istilah “Penetration Depth” adalah merupakan suatu titik dimana intensitas ultrasound yang diberikan masih tersisa 10%

5) Pembiasan

Pembiasan gelombang ultrasound ditentukan oleh nilai indeks tiap-tiap media pada jaringan, dimana indeks bias ditentukan oleh kecepatan gelombang ultrasound pada tiap-tiap medium. Nilai indeks bias (n) = 1 berarti tiap pembiasan sedangkan nilai indeks bias lebih dari 1 berarti pembiasan mendekati garis normal dan jika indeks bias kurang dari 1 berarti pembiasan menjauhi garis normal. Besarnya pembiasan ditentukan oleh sudut datang dan kecepatan gelombang suara pada media yang dilaluinya.

6) Coupling Media

Untuk dapat meneruskan gelombang ultrasound ke dalam jaringan tubuh maka dibutuhkan suatu medium yang berada antar tranduser dan permukaan tubuh yang akan diultrasound Adapun ciri-ciri coupling media yang baik pada penggunaan ultrasound secara umum adalah :

a) Bersih dan steril

b) Tidak terlalu cair kecuali metode under water

c) Tidak terlalu cepat diserap oleh kulit

d) Transparansi

e) Mudah dibersihkan

2. Efek Ultrasound

a. Efek Mekanik

Bila gelombang ultrasound masuk ke dalam tubuh maka akan menimbulkan pemampatan dan peregangan dalam jaringan sama dengan frekuensi dari mesin ultrasound sehingga terjadi variasi tekanan dalam jaringan. Dengan adanya variasi tersebut menyebabkan efek mekanik yang sering disebut dengan istilah “micromassage” yang merupakan efek terapeutik yang sangat penting karena hampir semua efek ini sangat diharapkan sehingga pada daerah micro tissue damage baru yang memacu proses inflamasi fisiologis.

b. Efek Panas

Micromassage pada jaringan akan menimbulkan efek “friction” yang hangat. Panas yang ditimbulkan oleh jaringan tidak sama tergantung dari nilai “acustic independance”, pemilihan bentuk gelombang, intensitas yang digunakan dan durasi pengobatan. Area yang paling banyak mendapatkan panas adalah jaringan “interface” yaitu antara kulit dan otot serta periosteum. Hal ini disebabkan oleh adanya gelombang yang diserap dan dipantulkan. Agar efek panas tidak terlalu dominan digunakan intermitten ultrasound yang efek mekanik lebih dominan dibandingkan efek panas.

Pada tendon dan otot akan meningkatkan temperatur sebesar 0,07 derajat Celcius perdetik. Pengukuran ini dilakukan pada sebuah model jaringan otot. Jadi tanpa adanya efek regulasi dari sirkulasi darah.

c. Efek Biologis

Efek lain dari micromassage adalah efek biologis yang merupakan refleks fisiologis dari pengaruh mekanik dan pengaruh panas. Efek biologis yang ditimbulkan oleh ultrasound antara lain :

1) Meningkatkan sirkulasi darah

Salah satu efek yang ditimbulkan oleh ultrasound adalah panas sehingga tubuh memberikan reaksi terhadap panas tersebut yaitu terjadinya vasodilatasi, hal tersebut disebabkan oleh :

a) Adanya pembebasan zat-zat pengiritasi jaringan yang merupakan konsekuensi dari sel-sel tubuh yang rusak sebagai akibat dari mekanisme vibrasi

b) Adanya iritasi langsung pada serabut saraf efferent atau bermielin tebal. Iritasi ini mengakibatkan terjadinya post excitatory depression dalam aktivitas orthosympatik

2) Rileksasi Otot

Dengan adanya efek panas maka akan mengakibatkan vasodilatsi pembuluh darah sehingga terjadi perbaikan sirkulasi darah yang mengakibatkan rileksasi otot. Hal ini disebabkan oleh karena zat-zat pengiritasi diangkut oleh darah disamping itu efek vibrasi ultrasound mempengaruhi serabut afferent secara langsung dan mengakibatkan rileksasi otot.

3) Meningkatkan Permeabilitas Membran

Melalui mekanisme getaran gelombang ultrasound maka cairan tubuh akan didorong ke membran sel yang menyebabkan perubahan konsentrasi ion sehingga mempengaruhi nilai ambang dari sel-sel.

4) Mempercepat proses penyembuhan jaringan

Dengan pemberian ultrasound akan menyebabkan terjadinya vasodilatasi pembuluh darah sehingga meningkatkan suplai bahan makanan pada jaringan lunak dan juga terjadi peningkatan antibody yang mempermudah terjadinya perbaikan jaringan yang rusak. Disamping itu akibat dari efek panas dan efek mekanik yang ditimbulkan oleh ultrasound menyebabkan terjadinya kerusakan jaringan secara fisiologis yang mengakibatkan terjadinya reaksi radang yang diikuti oleh terlepasnya “P” substance, prostaglandin, bradikin dan histamine yang mengakibatkan terangsangnya serabut saraf bermyelin tipis sehingga timbul rasa nyeri. Namun dengan terangsangnya “P” substance tersebut mengakibatkan proses induksi proliferasi akan lebih terpacu sehingga mempercepat terjadinya penyembuhan jaringan yang mengalami cedera.

Reaksi “P” substance bersama neurotransmitter lainnya seperti histamine, bradikinin dan prostaglandin merupakan kelompok senyawa amin yang ikut berperan dalam reaksi radang yang terjadi oleh karena adanya kerusakan jaringan akibat trauma atau stimulus mekanik, stimulus elektris maupun stimulus kimia. Reaksi “P” substance tersebut dapat bersifat vascular dan reaksi seluler yang pada prinsipnya memacu induksi proliferasi fibroblast pada fase pembentukan jaringan kollagen muda sebagai proses regenerasi awal yang dimulai sejak 24-30 jam pertama. “P” substance juga merupakan salah satu neurotransmitter yang sangat bermanfaat bagi dimulainya proses regenerasi jaringan. Pada fase akut nocisensorik akan teriritasi oleh reaksi kimia akibat “P” substance di sekitar lesi. Dengan demikian maka pada fase akut suatu peradangan akan ditandai dengan nyeri yang hebat.

5) Mengurangi Nyeri

Nyeri dapat dikurangi dengan menggunakan ultrasound, selain dipengaruhi oleh efek panas juga berpengaruh langsung pada saraf. Hal ini disebabkan oleh karena gelombang pula dengan intensitas rendah sehingga dapat menimbulkan pengaruh sedative dan analgesi pada ujung saraf afferent II dan IIIa sehingga diperoleh efek terapeutik berupa pengurangan nyeri sebagai akibat blockade aktivitas pada HPC melalui serabut saraf tersebut.

d. Indikasi Ultrasound

1) Kelainan-kelainan / penyakit pada jaringan tulang sendi dan otot

2) Keadaan-keadaan post traumatik

3) Fraktur

4) Rheumathoid Arthritis pada stadium tidak aktif

5) Kelainan / penyakit pada sirkulasi darah

6) Penyakit-penyakit pada organ dalam

7) Kelainan / penyakit pada kulit

8) Luka bakar

9) Jaringan parut oleh karena operasi

10) Kontraktur

e. Kontra Indikasi Ultrasound

1) Mata

2) Jantung

3) Uterus pada wanita hamil

4) Epiphysela plates

5) Testis

6) Post laminectomi

7) Hilangnya sensibilitas

8) Tumor

9) Diabetes Mellitus (DM)

10) Trombhoplebitys dan Varises