Seperti yang kita ketahui bahwa dibidang kedokteran, dikenal istilah Ultrasonography (USG). USG merupakan suatu metode diagnostik dengan menggunakan gelombang ultrasonik. Sebelum membahas lebih jauh tentang USG, sebelumnya kita perlu mengetahui definisi darigelombang ultrasonic itu sendiri. Gelombang ultrasonic adalah suara atau getaran dengan frekuensi yang terlalu tinggi untuk bias didengar oleh mausia, yaitu kira-kira diatas 20 kilohertz. Dalam hal in gelombang ultrasonik merupakan gelombang diatas frekuensi suara. Gelombang ultrasonik dapat merambat dalam medium padat, cair dan gas. Reflektifitas dari gelombang ultrasonik ini dipermukaan cairan hampir sama dengan permukaan padat, tetapi pada tekstil dan busa dapat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Kelebihan gelombang ultrsonik yang tidak dapoat didengar, bersifat langsung dan mudah difokuskan. Jarak suatu benda yang memanfaatkan delay gelombang pantul dan gelombang datang seperti padasistem radar dan deteksi gerakan oleh sensor pada robot atau hewan.
Pemahaman mengani sifat fisik gelombang ultrasonik sangat diperlukan di dalam pemeriksaan USG, antara lain :
1. Untuk mengetahui prinsip kerja, cara pemakaian & cara pemeriksaan alat USG.
2. Untuk membuat interpretasi gambaran USG & mengenal berbagai gambaran artefak yang ditimbulkan.
3. Untuk memahami efek biologik & segi keamanan dalam penggunaan alat diagnostik USG yang dewasa ini masih perlu dipantau.
Pada awalnya penemuan alat USG diawali dengan penemuan gelombang ultrasonik kemudian bertahun-tahun setelah itu, tepatnya sekira tahun 1920-an, prinsip kerja gelombang ultrasonik mulai diterapkan dalam bidang kedokteran. Penggunaan ultrasonik dalam bidang kedokteran ini pertama kali diaplikasikan untuk kepentingan terapi bukan untuk mendiagnosis suatu penyakit.
Dalam hal ini yang dimanfaatkan adalah kemampuan gelombang ultrasonik dalam menghancurkan sel-sel atau jaringan “berbahaya” ini kemudian secara luas diterapkan pula untuk penyembuhan penyakit-penyakit lainnya. Misalnya, terapi untuk penderita arthritis, haemorrhoids, asma, thyrotoxicosis, ulcus pepticum (tukak lambung), elephanthiasis (kaki gajah), dan bahkan terapi untuk penderita angina pectoris (nyeri dada). Baru pada awal tahun 1940, gelombang ultrasonik dinilai memungkinkan untuk digunakan sebagai alat mendiagnosis suatu penyakit, bukan lagi hanya untuk terapi.
b. Sonar
Prinsip kerja sonar berdasarkan prinsip pemantulan gelombang ultrasonik. Alat ini diperkenalkan pertama kali oleh Paul Langenvin, seorang ilmuwan dari Prancis pada tahun 1914.
Pada saat itu Paul dan pembantunya membuat alat yang dapat mengirim pancaran kuat gelombang bunyi berfrekuensi tinggi (ultrasonik) melalui air. Pada dasarnya SONAR memiliki dua bagian alat yang memancarkan gelombang ultrasonik yang disebut transmiter (emiter) dan alat yang dapat mendeteksi datangnya gelombang pantul (gema) yang disebut sensor (reciver). Gelombang ultrasonik dipancarkan oleh transmiter (pemancar) yang diarahkan ke sasaran, kemudian akan dipantulkan kembali dan ditangkap oleh pesawat penerima (reciver). Dengan mengukur waktu yang diperlukan dari gelombang dipancarkan sampai gelombang diterima lagi, maka dapat diketahui jarak yang ditentukan. Untuk mengukur kedalaman laut, SONAR diletakkan di bawah kapal. Dengan pancaran ultrasonik diarahkan lurus ke dasar laut, dalamnya air dapat dihitung dari panjang waktu antara pancaran yang turun dan naik setelah digemakan.
Sistem indera adalah bagian dari sistem saraf yang berfungsi untuk proses informasi indera. Di dalam sistem indera, terdapat reseptor indera, jalur saraf, dan bagian dari otak ikut serta dalam tanggapan indera.
Veterbrata memiliki sistem indera yang lebih berkembang dari hewan invetebrata. Berikut ini penjelasan indera pada ikan, katak, burung dan mamalia.
1.Sistem Indra pada Ikan
Ikan memiliki indera yang disebut gurat sisi, mata, alat pedengaran dan alat pencium. Gurat sisi berfungsi mengetahui perubahan air. Sehingga ikan mengetahui kedudukannya didalam air.
Indra yang berkembang baik pada ikan adalah indra pecium dan indra penglihat. Indra penglihatan pada ikan berupa sepasang mata yang dilindungi selaput yang tembus cahaya. Indera pencium pada ikan terdapat didekat mulutnya. Indera pendengar ikan hanya terdiri dari atas telinga dalam saja yang berfungsi sebagai organ pendengar dan alat keseimbangan indra pendengar ini kurang berkembang dengan baik.
2.Sistem Indra pada katak
Pada katak indera penglihatan dan indera pencium berkembang lebih baik dari pada organ indera lainnya. Inder apenglihatan pada katak berupa mata yang dilindungi kelopak dan membran tembus cahaya yang disebut membran niktitans.
Membran ini berfungsi menjaga kelembaban mata selama didarat dan menghindari gesekan selama di air. Indera pendengar pada katak hanya terdiri dari telinga bagian tengaj dan telinga bagian dalam. Bagian telinga paling luar berupa selaput gendang telingan (Membran timpani) yng berfungsi menangkap getaran suara.
3.Sistem Indra pada Reptil
Indera reptil yang berkembang dengan baik adalah indera pencium. Pada kadal dan ular, indera penciumnya terletak di langit- langit rongga mulutnya, berupa lubang- lubang kecil yang tepinya mengandung sel- sel saraf pencium.
4.Sistem Indra pada Burung
Indera pada burung yang berkembang dengan baik adalah indera penglihatan yaitu mata. Mata burung dapat berakomodasi dengan baik. Burung yang hiduo dan mencari makanan pada malam hari pada retinanya banyak mengandung sel batang. Sedangkan burung yang hidup dan mencari makanan pada retinanya banyak mengandung sel kerucut.
Umumnya burung memiliki daya akomodasi yang sangat baik sehingga dapat melihat mangsanya dari jauh.
5.Sistem Indra pada Mamalia
Indera mamalia umumnya berkembang dengan baik. Kepekaan indera pada masing- masing mamalia berbeda- beda misalnnya kuncing, anjing mempunyai indera pendengaran yang istimewa.
Selain indera pendengran, anjing memiliki indera pencium yang sangat tajam. Menangkap getaran bunyi setinggo 150.000 Hz.
B.Sistem Indra Hewan Invertebrata
Sistem indera invetebrata masih sangat sederhana. Berikut inio dijelaskan sistem indera protozoa. Coulenterata, Molusca, cacing pipih, cacing tanah dan serangga.
1.Sistem Indra pada Hewan bersel Satu (Protozoa)
Pada umumnya tidak memiliki indera, tetapi peka terhadap rangsangan cahaya. Bila ada cahaya kuat, amoeba dan paramaecium akan menjauh. Englena hanya memiliki alat menerima rangsang cahaya berupa bintik mata berwarna merah didekat flagelnya. Bila ada cahaya tersebut.
2.Sistem Indra pada Hewan Berongga (Coelenterata)
Hewan berongga seperti ubur- ubur memiliki sel- sel pigmen dan sel sensori yang peka tehadap cahay serta sejumlah tentakel sebagai alat peraba.
3.Sintem Indra pada Hewan Lunak (Mollusca)
Bekicot mempunyai dua pasang antena. Pada sepasang antenna yang panjang, diujungnya terdapat mata sebagai indra penglihatan, sedangkan sepasang antena yang pendek berfungsi sebagai indera peraba.
4.Sistem Indra pada Cacing Pipih
Cacing pipih, contohnya planaria memiliki sepasang bintik mata pada bagian interior tubuhnya. Bintik mata tersebut sangat peka terhadap rangsangan cahaya. Planaria cenderung bergerak menjahui cahaya.
5.Sistem Indra pada Cacing Tanah
Cacing tanah memiliki indera penerima rangsangan yang cukup baik. Indera tersebut berada di permukaan tubuhnya dan hanya mampu membedakan gelap terang. Sel- sel yang sesitif terhadap rangsangan cahaya tersebut di lapisan kulit bagian dorsal,(atas), terutama pada bagian anterior (depan). Cacing tanah cenderung bergerak menjauhi cahaya. Cacing tanah juga peka terhadap rangsangan- rangsangan sentuhan, zat- zat kimia, dan suhu.
6.Sistem Indra pada Serangga
Serangga memiliki indera penglihatan berupa mata tunggal (oseli), mata majemuk (mata faset) dan ada pula yang memiliki keduanya. Mata tunggal umumnya berbentuk segitiga, mata majemuk terdiri dari ribuan alat penerima rangsangan cahaya yang disebut Omatidium. Setiap omatidiun terdiri dari lensa, sel konus, pigmen, sel fotoreseptor, dan jatuh tegak lurus pada lensa.
Apabila dibagi kedalam kelompok alat indera, maka dapat kita bagi kedalam tiga grup kelompok, yakni :
1.Kemoreseptor
Yaitu alat indera yang merespon terhadap rangsangan zat kimia yaitu indera pembau (hidung) dan indera pengecap (lidah).Penciuman, penghiduan, atau olfaksi, adalah penangkapan atau perasaan bau. Perasaan ini dimediasi oleh sel sensor tespesialisasi pada rongga hidungvertebrata, dan dengan analogi, sel sensor padaantenainvertebrata.
Untuk hewan penghirup udara, sistem olfaktori mendeteksizat kimiaasiri atau, pada kasus sistem olfaktori aksesori, fase cair. Pada organisme yang hidup di air, seperti ikan atau krustasea, zat kimia terkandung pada medium air di sekitarnya.
Penciuman, seperti halnya pengecapan, adalah suatu bentukkemosensor. Zat kimia yang mengaktifkan sistem olfaktori, biasanya dalam konsentrasi yang sangat kecil, disebut dengan bau.
2.Mekanoreseptor
Yaitu alata indera yang merespon terhadap rangsangan gaya berat, tegangan suara dan tekanan yakni indera peraba (kulit) dan indera pendengaran (telinga). Pendengaran adalah kemampuan untuk mengenali suara. Dalam manusia dan binatang bertulang belakang, hal ini dilakukan terutama oleh sistem pendengaran yang terdiri daritelinga, syaraf-syaraf, dan otak.
Tidak semua suara dapat dikenali oleh semua binatang. Beberapa spesies dapat mengenali amplitudo dan frekuensi tertentu. Manusia dapat mendengar dari 20 Hz sampai 20.000 Hz. Bila dipaksa mendengar frekuensi yang terlalu tinggi terus menerus, sistem pendengaran dapat menjadi rusak.
3.Photoreseptor/ Fotoreseptor
Yaitu alat indera yang merespon terhadap rangsangan cahaya seperti indera penglihatan atau mata. Penglihatan adalah kemampuan untuk mengenali cahaya dan menafsirkannya, salah satu dari indra. Alat tubuh yang digunakan untuk melihat adalah mata.
Banyak binatang yang indra penglihatannya tidak terlalu tajam dan menggunakan indra lain untuk mengenali lingkungannya, misalnya pendengaran untuk kelelawar.
BAB III
KESIMPULAN
Bagian dari koordinasi lain adalah sistem indera. Setiap organism memiliki alat indera pada tubuhnya. Indera adalah bagian dari tubuh yang mampu menerima rangsangan tertentu. Fungsi alat- alat adalah menerima berbagai rangsangan dari lingkungan di sekitarnya, kepekaan masing- masing indera tergantung dari masing- masing organisme
Alat indera kita merupakan asset terpenting tubuh kita oleh sebab itu jagalah kesehatan alat indera kita agar tetap sehat dan berfungsi dengan baik.
Mekanisme Pendengaran pada Telinga Manusia dan Perancangan Akustik Ruang
A. Telinga manusia
Telinga merupakan salah satu organ tubuh yang dimiliki oleh manusia yang berfungsi sebagai indera pendengaran yang menerima dan menginterpreta-sikan gelombang suara yang diterima, juga untuk menjaga keseimbangan. Telinga memiliki reseptor khusus yang berfungsi untuk mengenali geetaran suara dengan batas frekuensi yang dapat didengar, yaitu pada frekuensi 20–20k Hz.
1. Bagian-bagian telinga manusia Berdasarkan letaknya, telinga manusia dibedakan menjadi tiga bagian, yaitu telinga luar, tengah, dan dalam. Setiap bagian telinga tersebut memiliki tugas dan fungsi masing-masing. Jika salah satu dari bagian telinga memiliki gang-guan, maka akan mempengaruhi proses pendengaran secara keseluruhan.
Gambar 1. Bagian-bagian telinga manusia
a. Telinga luar Telinga luar berfungsi sebagai penangkap getaran bunyi dari luar. Bagian telinga luar terdiri dari daun telinga (pinna) dan liang telinga. Daun telinga berfungsi sebagai penangkap dan pengumpul getaran suara. Liang telinga atau saluran telinga berfungsi untuk menjaga agar tidak ada benda asing masing kedalam. Pada dinding saluran telinga luar dihasilkan minyak serumen.
b. Telinga tengah Telinga tengah merupakan rongga yang berisi udara dan berfungsi menjaga tekanan udara agar tetap seimbang. Bagian telinga tengah terdiri dari gen-dang telinga (tymphanic membrane) dan tiga tulang pendengaran (malleus, inkus, stapes). Gendang telinga berfungsi sebagai penghubung antara telinga luar dan telinga tengah. Gendang telinga bergetar dengan cepat dalam mene-rima gelombang suara dan mengubah energi suara menjadi energi mekanik. Tulang pendengaran saling terhubung satu sama lain dan berfungsi untuk mengirimkan getaran yang diterima gendang telinga menuju telinga dalam.
Gambar 2. Organ Telinga Tengah Manusia
c. Telinga dalam Telinga dalam terdiri atas bagian tulang dan bagian membran. Bagian telinga dalam terdiri dari koklea (rumah siput). Didalam koklea terdapat organ korti yang merupakan organ pendengaran. Didalam organ korti terdapat sel-sel rambut sensori yang merupakan reseptor getaran.
2. Mekanisme sistem pendengaran manusia Proses mendengar diawali dengan gelombang suara masuk melalui telinga luar (daun telinga). Kemudian gelombang suara memasuki rongga telinga dan mengalami amplifikasi melalui proses resonansi. Selanjutnya gelombang suara akan menuju membran timpani. Di membran timpani, gelombang suara diubah menjadi getaran. Getaran tersebut akan menyebabkan tiga tulang pendengaran ikut bergetar untuk mengubah tekanan suara menjadi energi mekanik. Dalam proses ini terjadi penyamaan impedansi antara telinga luar dan telinga bagian tengah. Kemudian getaran diteruskan ke koklea, dimana pada koklea terdapat cairan yang akan ikut bergetar. Akibat getaran tersebut, cairan akan bergerak dan merangsang sel-sel rambut pada organ korti yang terdapat di koklea. Getaran tersebut kemudian akan dikirimkan melalui saraf sensoris menuju otak dalam bentuk impuls. Otak menerima impuls dan me-nerjemahkannya sebagai suara.
Manusia dapat melakukan persepsi terhadap gelombang akustik yang dite-rima. Persepsi tersebut terbagi dua, yaitu Interaural Time Difference (ITD) dan Interaural Intensity Difference (IID). a. Interaural Time Difference (ITD), merupakan perbedaan waktu saat gelombang suara sampai pada kedua teli-nga. Kedua telinga dipisahkan oleh jarak 18 cm sehingga menyebabkan terja-dinya perbedaan waktu tersebut. Telinga yang lebih dekat dengan sumber su-ara akan lebih cepat menerima gelombang suara dibandingkan telinga yang lain. b. Interaural Intensity Difference (IID), menunjukkan bahwa posisi telinga yang lebih dekat dengan sumber suara akan menerima intensitas suara yang lebih tinggi dibandingkan telinga yang lain.
3. Memperbaiki fungsi pendengaran Gangguan pendengaran pada manusia dapat bersifat sementara dan perma-nen. Gangguan pendengaran sementara (temporary threshold shift) terjadi karena kenaikan nilai ambang pendengaran secara sementara setelah adanya bising dan bersifat reversible. Hal ini dapat terjadi karena level suara, durasi pajanan, frekuensi yang diuji, usia, jenis kelamin, dll. Umumnya akan hilang setelah pemulihan ambang dengar selama 1–7 hari. Gangguan pendengaran permanen (permanent threshold shift) terjadi ketika seseorang telah mende-ngar bising berlebih dalam jangka waktu yang lama, sehingga mengalami ke-hilangan pendengaran yang bersifat permanen dan tidak dapat disembuh-kan (irreversible).
Gangguan pendengaran dapat ditanggulangi dengan alat bantu dengar tuli. Alat bantu dengar sendiri terdiri dari sebuah mikrofon untuk menangkap su-ara, amplifier untuk meningkatkan volume suara, speaker untuk menghantar-kan suara yang volumenya telah dinaikkan. Selain itu dapat juga mengguna-kan pencangkokan koklea (implant koklea). Implant koklea dilakukan pada penderita tuli berat yang tidak dapat mendengar meskipun telah mengguna-kan alat bantu dengar. Alat ini dicangkokan dibawah kulit di belakang teli-nga. Alat ini terdiri dari sebuah mikrofon untuk menangkap suara sekitar, prosesor percakapan untuk memilih dan mengubah suara yang tertangkap mikrofon, sebuah transmitter dan stimulator/penerima untuk menerima si-nyal dari prosesor percakapan dan merubahnya menjadi gelombang listrik, dan elektroda untuk mengumpulkan gelombang dari stimulator dan mengi-rimnya ke otak.
Gambar 3. Implant Koklea
B. Material akustik
1. Jenis-jenis material akustik absorber Jenis-jenis material akustik absorber (penyerap suara) dapat dibedakan men-jadi empat, yaitu bahan porous, panel absorpsi, resonator, dan manusia (pakaian) juga benda di sekeliling ruangan.
a. Bahan porous, adalah bahan yang menyerap energi suara dengan mengu-bah energi suara menjadi energi panas dalam pori-pori lalu diserap. Contoh bahan porous antara lain busa, karpet, gorden, glasswool. Absoptivitas me-ningkat seiring dengan bertambahnya ketebalan material. Penyerapan pada frekuensi rendah dapat ditingkatkan dengan memasang material jauh dari dinding.
b. Panel absorpsi, terdiri dari tiga macam, yaitu: • Panel langsung menempel pada tembok. Absorpsi nya kecil baik pada frekuensi tinggi maupun rendah • Rongga antara panel dan tembok kosong. Dengan adanya rongga, karakte-ristik absorpsi berubah. Pada frekuensi rendah, koefisien absorpsi lebih besar daripada saat frekuensi tinggi • Rongga antara panel dan tembok diisi glasswool. Pada frekuensi rendah, koefisien absorpsi semakin besar
c. Resonator Resonator menyerap energi bunyi paling efisien dalam pita frekuensi sempit dekat resonansi. Peredaman berada dalam pita frekuensi sempit di dekat resonansi.
d. Manusia, pakaian, atau benda di sekeliling ruangan Untuk faktor-faktor seperti manusia, pakaian, atau benda-benda di sekeliling ruangan, dapat dilihat dari koefisien absorpsi nya.
2. Contoh aplikasi rekayasa material akustik Dalam merancang suatu auditorium, terdapat beberapa syarat kondisi akus-tik, yaitu: a. Tingkat tekanan suara cukup untuk semua tempat di dalam ruangan dan merata. b. Waktu dengung optimal sesuai fungsi dan volume ruangan c. Bebas dari cacat akustik (echo, konsentrasi suara, bayangan suara) d. Bebas dari bising yang mengganggu dari luar maupun dari dalam ruangan e. Jarak ke sumber suara sedekat mungkin f. Letakkan sumber suara lebih tinggi dari audiens g. Lantai meninggi pada bagian belakang h. Sumber suara dikelilingi permukaan pantul i. Langit-langit memiliki bentuk yang memantulkan ke seluruh audiens (memiliki sudut tertentu)
Untuk merekayasa material akustik, dapat dilakukan dengan mengubah ma-terial menjadi absorber atau reflektor sesuai fungsinya. Untuk kasus peman-tulan energi suara yang berlebihan sehingga mengganggu kejelasan suara ucapan, maka perlu dilakukan penggantian material akustik reflektor yang berlebihan menjadi absorber atau penambahan material absorber. Selain itu, pemantulan energi suara yang berlebihan dapat disebabkan karena terdapat cacat akustik.
Agar suara yang sampai ke audiens terdengar jelas, dapat dilakukan dengan membuat dinding di daerah panggung/sumber suara berbahan reflektor. Se-lain itu, langit-langit dibuat berbahan reflektor dengan sudut tertentu untuk merefleksikan gelombang suara dari sumber ke audiens secara merata. Pele-takkan kursi audiens dibuat berundak agar suara sampai ke audiens tidak ter-halang oleh audiens di depannya. Pada bagian dinding digunakan bahan re-flektor dan absorber agar suara yang datang dapat dipantulkan menuju au-diens, tetapi tidak dengan energi yang berlebihan. Lantai dan kursi audiens dibuat berbahan absorber agar suara dapat diserap.
Cacat akustik juga dapat mempengaruhi pemantulan energi suara yang berle-bihan. Untuk menanggulangi hal tersebut dapat dilakukan dengan membuat dinding tidak merata agar pantulan suara tersebar, dan pada dinding bagian belakang dibuat berbahan absorber.
C. Coincidence effect
Coincidence effect adalah efek yang disebabkan oleh frekuensi tinggi. Gelom-bang yang memiliki frekuensi tinggi menyebabkan gelombang berjalan longi-tudinal disepanjang dinding.
Gambar 4. Coincidence Effect
D. Karakteristik transmission loss
Berdasarkan frekuensi kerja, karakteristik transmission loss dapat dibagi menjadi tiga, yaitu stiffness control, mass control, dan damping control region.
Gambar 5. Karakteristik Transmission Loss
1. Stiffness control region, yaitu karakteristik transmisi suara yang disebabkan karena adanya kekakuan material. Stiffness control terjadi untuk transmisi panel pada frekuensi yang rendah. Pada stiffness control region, suara akan mengalami penurunan sebesar 6 dB untuk setiap satu oktaf.
2. Damping control region, yaitu karakteristik transmisi suara yang dipengaruhi oleh coincidence effect. Damping control terjadi untuk transmisi panel pada frekuensi kritis.
3. Mass control region, yaitu karakteristik transmisi suara yang dipengaruhi oleh massa dari material. Mass control terjadi untuk transmisi panel pada frekuensi diatas frekuensi resonansi terendah. Pada mass control region, suara akan mengalami peningkatan sebesar 6 dB untuk setiap satu oktaf.
Berdasarkan konsep tentang karakteristik transmission loss diatas, kita dapat melakukan perancangan selubung ruangan. Untuk ruangan yang digunakan untuk kegiatan musik, dibutuhkan dominasi energi suara berfrekuensi ren-dah sehingga suara dari dalam ruangan tidak mengganggu dan terganggu daerah luar ruangan. Perancangan selubung dapat dilakukan dengan meng-gunakan material reflektor secara optimal agar suara yang terdengar sama pada semua tempat di dalam ruangan. Untuk menanggulangi kelebihan ener-gi pemantulan, dapat digunakan bahan absorber yang banyak untuk mence-gah suara yang berlebihan sehingga dapat diredam. Hal ini bertujuan agar suara musik yang berada di dalam ruangan terdengar merata ke seluruh rua-ngan dan tidak mengganggu dan terganggu oleh keadaan luar ruangan, sama halnya seperti perancangan auditorium.
Untuk ruangan yang digunakan untuk kegiatan percakapan, dominasi energi yang dibutuhkan tidak pada frekuensi serendah untuk ruangan musik. Pada ruangan ini diperlukan material reflektor pada dinding depan, dinding sam-ping, dan lanngit-langit depan. Pada dinding belakang, langit-langit bela-kang, dan lantai dapat menggunakan bahan absorber.
