Mengukur Kecepatan Bunyi

Cepat rambat bunyi dapat diukur dengan metode resonansi. Mengukur cepat rambat gelombang bunyi dapat dilakukan dengan metode resonansi pada tabung resonator (kolom udara). Pengukuran menggunakan peralatan yang terdiri atas tabung kaca yang panjangnya 1 meter, sebuah slang karet/plastik, jerigen (tempat air) dan garputala.

Mengukur Cepat Rambat Bunyi

Percobaan resonansi untuk mengukur cepat rambat bunyi

Resonansi I jika :

L₁ =  atau λ = 4 L1

Resonansi II jika :

L2 =  atau λ =  L2

Resonansi ke III jika :

L3 =  λ atau λ = L3

Atau λ dapat dicari dengan

λ= 2 (L₂ – L₁) = (L₃ – L₁)

Bagaimana prinsip kerja alat ini? Mula-mula diatur sedemikian, permukaan air tepat memenuhi pipa dengan jalan menurunkan jerigen. Sebuah garputala digetarkan dengan cara dipukul menggunakan pemukul dari karet dan diletakkan di atas bibir tabung kaca, tetapi tidak menyentuh bibir tabung dan secara perlahan-lahan tempat air kita turunkan. Lama-kelamaan akan terdengar bunyi yang makin lama makin keras dan akhirnya terdengar paling keras yang pertama. Jika jerigen terus kita turunkan perlahan-lahan (dengan garputala masih bergetar dengan jalan setiap berhenti dipukul lagi), maka bunyi akan melemah dan tak terdengar, tetapi semakin lama akan terdengar makin keras kembali. Apa yang menyebabkan terdengar bunyi keras tersebut?

Gelombang yang dihasilkan garputala tersebut merambat pada kolom udara dalam tabung dan mengenai permukaan air dalam tabung, kemudian dipantulkan kembali ke atas. Kedua gelombang ini akan saling berinterferensi. Apabila kedua gelombang bertemu pada fase yang sama akan terjadi interferensi yang saling memperkuat, sehingga pada saat itu pada kolom udara timbul gelombang stasioner dan frekuensi getaran udara sama dengan frekuensi garputala. Peristiwa inilah yang disebut resonansi. Sebagai akibat resonansi inilah terdengar bunyi yang keras. Resonansi pertama terjadi jika panjang kolom udara sebesar , peristiwa resonansi kedua terjadi jika panjang kolom udara , ketiga jika  dan seterusnya. Dengan mengukur panjang kolom udara saat terjadi resonansi, maka panjang gelombang bunyi dapat dihitung.

Persamaan Matematis Cepat Rambat Bunyi

Oleh karena itu, cepat rambat gelombang bunyi dapat dicari dengan persamaan :

v = f × λ

dengan :

λ = panjang gelombang bunyi (m)
f = frekuensi garputala (Hz)
v = cepat rambat gelombang bunyi (m/s)

Sumber : http://fisikazone.com/cepat-rambat-bunyi/

Televisi

Gelombang Elektromagnetik Pada Televisi

Gelombang TV adalah gelombang elektromagnetik yang sangat kompleks. Hal ini disebabkan oleh kenyataan bahwa gelombang TV mengandung informasi tidak hanya suara, tetapi juga informasi dalam bentuk gambar. Oleh karena itu, gelombang TV terdiri atas :

1. gelombang “blanking”, yang berfungsi menghaspus berkas elektron pada saat “retrace” pada proses “scanning” sebuah gambar.

2. gelombang sinkronisasi vertikal dan horizontal, yang berfungsi mensinkronkan proses scanning dalam arah vertikal dan horizontal.

3. gelombang AM, yang berfungsi membawa informasi gambar.

4. gelombang FM, yang berfungsi membawa informasi suara.

Jadi sinyal suara dikirimkan dalam bentuk modulasi FM, sedangkan gambar dalam bentuk modulasi AM. Oleh karena itu, suara yang dibawa oleh gelombang TV cenderung lebih tahan terhadap gangguan kelistrikan alam, sedangkan gambar lebih mudah terganggu.

Disamping itu, karena gelombang TV mengandung gelombang FM, maka agar siaran TV dapat diterima di tempat-tempat yang jauh biasanya diperlukan pesawat pemancar ulang (relay) disekitar tempat-tempat tersebut. Dan lebih dari itu, untuk memperoleh penerimaan siaran yang sangat baik, biasanya dibantu oleh satelit buatan yang dapat menangkap dan memancarkan ulang siaran TV tersebut. Fluktuasi arus listrik atau tegangan listrik yang sesuai dengan variasi intensitas cahaya biasa disebut sinyal video (video signal).

Frekuensi dari sinyal video ini berkisar antara 30 Hz sampai 4 MHz, bervariasi sesuai dengan isi gambar. Pulsa-pulsa sinkronisasi adalah getaran-getaran energi listrik yang dibangkitkan oleh osilator pada stasiun pemancar televisi. Pulsa-pulsa ini mengontrol frekuensi scanning horizontal dan scanning vertikal pada kamera di statsion pemancar dan pada pesawat penerima.

Pulsa-pulsa Blanking menjadikan berkas elektron tidak beroperasi (tidak bekerja) selama elektron kembali dari unjung garis horizontal ke posisi awal garis horizontal berikutnya, serta selama elektron kembali dari bawah ke atas pada arah. Proses ini terjadi di dalam kamera di statsion pemancar dan di dalam pesawat penerima televisi.

Sumber : http://gipeng.blogspot.com/2012/05/gelombang-elektromagnetik-pada-televisi.html

Radio

APLIKASI GELOMBANG ELEKTROMAGNETIK DALAM KEHIDUPAN SEHARI-HARI

Des9

1. GELOMBANG RADIO

Radio adalah salah satu cara untuk mengirim pesan jarak jauh. Suara diubah menjadi gelombang yang disebut gelombang radio. Gelombang ini merambat dari satu tempat ke tempat lain melalui udara. Kita tidak dapat melihatnya karena ia tidak kasat mata. Gelombang radio juga digunakan untuk mengirim sinyal dari stasiun radio, stasion televisi, dan antar telepon seluler. Berikut contoh aplikasi gelombang radio dalam kehidupan sehari-hari:

– Di stasion radio, musik dan suara lain diubah menjadi sinyal listrik. Sinyal ini kemudian dikirim ke menara pemancar yang mengubahnya menjadi gelombang radio.

stasion radio

– Radio walkie-talkie mengubah suara menjadi gelombang radio. Gelombang itu merambat ke radio walkie talkie lain yang mengubahnya menjadi suara kembali.

Radio walkie-talkie

-Radio teleskop adalah contoh aplikasi berikutnya. Alat ini menangkap gelombang radio dari luar angkasa. Para ahli astronomi mempelajari gelombang ini untuk mencari tahu tentang alam semesta yang tidak dapat diketahui dengan teleskop biasa.

Radio teleskop

– Antena radio juga menangkap gelombang radio dari pemancar, kemudian radio mengubah gelombang itu kembali menjadi suara.

Antena radio

Dari contoh-contoh aplikasi gelombang radio di atas menunjukkan bahwa adanya gelombang radio memberikan masukan yang sangat luar biasa dalam dunia sains untuk mendorong perkembangan kehidupan manusia. Manusia tidak lagi bersusah payah dalam mengirim pesan dan agak sedikit terhibur berkat adanya pemahaman tentang gelombang radio. Kemudian kemajuan teknologi ini juga mempermudah segala aktivitas manusia.

Sumber : https://rizkirahima.wordpress.com/2015/12/09/aplikasi-gelombang-elektromagnetik-dalam-kehidupan-sehari-hari/

Sonifikasi

APA ITU SONIFIKASI

Sonifikasi adalah prosespemberian energi gelombang ultrasonik pada suatu bahan (larutan atau campuran), sehingga bahan tersebut dapat dipecah menjadi bagian yang sangat kecil.


Di laboratoriumm, sonifikasi dilakukan dengan bantuan alat yang disebut sonikator. Pada alat pembuatan kertas, juga terdapat alat yang memancarkan gelombang ultrasonik pada serat selulosa, sehingga tersebar lebih merata dan menjadikan kertas lebih kuat.

Sonifikasi dapat digunakan untuk produksi nanopartikel seperti nanoemulsi dan nanokristal. Sonifikasi juga dapat mempercepat ekstaksi (pengambilan) minyak dari dalam jaringan tumbuhan dan pemurnian minyak bumi.

Sumber : http://listaaaaanetta0008.blogspot.com/2018/03/pengertian-dan-penerapan-sonifikasi.html

Pembersih Ultrasonik

PENERAPAN PEMBERSIH ULTRASONIK

Ultrasonic Cleaning atau ultrasonic cleaner adalah alat pembersih yang menggunakan gelombang ultrasonik (biasanya 20 -400Khz)  dan cairan pembersih khusus (minimal aquadest ) digunakan untuk membersihkan bagian alat atau glassware .

Gelombang Ultrasonik dapat digunakan dengan hanya menggunakan air biasa, tapi penambahan solvent khusus akan membantu membuat dampak lebih baik.

Proses pembersihan biasanya berlangsung 3 sampai 6 menit.

Dalam perkembangannya alat ini juga sekarang digunakan untuk melarutkan sample.

Alat ini cocok juga digunakan untuk membersihkan : Kacamata, perhiasan, peralatan kedokteran gigi, printer head, sisir, peralatan tatto, gigi palsu, arloji, dan lain sebagainya.

Karakteristik Proses Ultrasonic Cleaner

Pembersihan Ultrasonik menggunakan proses gelembung kavitasi yang diinduksi oleh tekanan frekwensi tinggi ( suara ) yang mengagitasi cairan.

Proses Agitasi menghasilkan tekanan besar pada bahan bahan yang melekat pada sampel seperti logam, plastik, gelas, karet atauu keramik. Tekanan ini juga masuk ke lubang lubang atau bagian terdalam dari sample.

Tujuan utama adalah memindahkan atau membersihkan segala kontaminasi pada sample padat.

Air atau cairan pembersih lainnya dapat digunakan tergantung dari jenis kontaminan dan bahan yang akan disonifikasi. Kontaminan dapat berupa debu, minyak, pigmen, karat, lemak, ganggang, jamur, bakteri, pengapuran , senyawa polishing, flux agent, sidik jari, jelaga lilin, residu khamir, cairan biologi seperti darah dan lain lain.

Pembersihan Ultrasonic dapat digunakan untuk berbagai ukuran, jenis dan material alat bantu kerja. Dan tidak perlu memisahkan bagian bagian pada saat pembersihan.

Sample tidak boleh diletakkan dibagian bawah alat selama proses pembersiahan, karena akan mencegah proses cavitasi pada sampel yang tidak terkena dengan air. Karena itu dibutuhkan rak atau keranjang untuk menahan object diatas bagian bawah.

Frekuensi Ultrasonic Cleaner

Saat ini kita bisa mendapat sistem ultrasonik dengan frekwensi antara 20 sampai 950 KHz, yang dapat dipilih berdasarkan pekerjaan yang akan digunakan, jenis kontaminan yang akan dibersihkan dan tingkat kebersihan yang akan dicapai.

Kenyataannya, kebanyakan sistem saat ini mempunyai lebih dari satu frequensi ultrasonik. Alat tersebut mungkin akan menggunakan 40/70/170 untuk pembersihan secara bertahap

Frekwensi umum yang bisa digunakan adalah 20-40 untuk pembersihan berat pada peralatan seperti mesin blok logam berat, tanah yang sangat berminyak .

frekwensi 4- -70 kHz digunakan untuk pembersihan umum dari bagian optik mesin , sangat baik untuk membersihkan partikel kecil.

Sumber : http://listaaaaanetta0008.blogspot.com/2018/03/penerapan-pembersih-ultrasonik.html

Terapi Ultrasonik

PENERAPAN TERAPI ULTRASONIK

Apa itu Terapi Ultrasound

Terapi ultrasound adalah metode pengobatan yang menggunakan teknologi ultrasound atau gelombang suara untuk merangsang jaringan tubuh yang mengalami kerusakan. Walaupun telah lama digunakan di bidang kedokteran untuk berbagai tujuan, teknologi ultrasound lebih dikenal sebagai alat pemeriksaan daripada sebagai alat terapi. Salah satu keuntungan terapeutik dari ultrasound yang belum terlalu dikenal adalah pengobatan cedera otot. Oleh karena itu, terapi ultrasound sering digunakan dalam pengobatan muskuloskeletal dan cedera akibat olahraga.

Keberhasilan penggunaan teknologi ultrasound sebagai alat terapi bergantung pada kemampuannya untuk merangsang jaringan yang ada di bawah kulit dengan menggunakan gelombang suara frekuensi tinggi, mulai dari 800.000 Hz – 2.000.000 Hz. Efek penyembuhan dari ultrasound pertama ditemukan pada sekitar tahun 1940. Awalnya, terapi ini hanya digunakan oleh terapis fisik dan okupasi. Namun, saat ini penggunaan terapi ultrasound telah menyebar ke cabang ilmu kedokteran lainnya.

Siapa yang Perlu Menjalani Terapi Ultrasound dan Hasil yang Diharapkan

Saat ini, terapi ultrasound lebih banyak digunakan dalam pengobatan cedera muskuloskeletal. Pasien yang dapat memanfaatkan teknologi ultrasound sebagai terapi muskuloskeletal adalah mereka yang menderita penyakit berikut:

• Plantar fasciitis (peradangan pada fascia plantar di tumit)
• Siku tenis
• Nyeri pada bagian bawah punggung
• Penyakit temporomandibular
• Ligamen yang terkilir
• Otot yang tegang
• Tendonitis (peradangan tendon)
• Peradangan sendi
• Metatarsalgia (peradangan sendi metatarsal di telapak kaki)
• Iritasi sendi facet
• Sindrom tabrakan (impingement syndrome)
• Bursitis (peradangan bursa/kantung cairan sendi)
• Osteoartritis (pengapuran sendi)
• Jaringan luka
• Artritis reumatoid

Namun, tergantung pada cara dan tingkat penggunaan terapi ultrasound, terapi ini juga dapat digunakan untuk menangani penyakit yang serius dan kronis seperti kanker. Jenis metode terapi ultrasound antara lain adalah:

• Lithotripsi (untuk menghancurkan batu di saluran kemih)
• Terapi kanker
• Pemberian obat tepat sasaran dengan ultrasound
• Ultrasound Intensitas Tinggi (High Intensity Focused Ultrasound/HIFU)
• Pemberian obat dengan ultrasound trans-dermal
• Penghentian pendarahan (hemostasis) dengan ultrasound
• Trombolisis dengan bantuan ultrasound

Setelah dipancarkan pada bagian tubuh yang membutuhkan pengobatan, teknologi ultrasound akan menyebabkan dua efek utama: termal dan non-termal. Efek termal disebabkan oleh penyerapan gelombang suara ke jaringan halus tubuh, sedangkan efek non-termal disebabkan oleh microstreaming, streaming akustik, dan kavitasi, atau akibat bergetarnya jaringan yang menyebabkan terbentuknya gelembung mikroskopis.

Cara Kerja Terapi Ultrasound

Terapi ultrasound memiliki banyak tingkat, tergantung pada frekuensi dan intensitas dari suara yang digunakan. Tingkat keragaman yang tinggi ini sangat menguntungkan untuk alat terapeutik karena terapis dapat menyesuaikan intensitas terapi agar sesuai dengan penyakit yang ditangani. Namun pada dasarnya terapi ultrasound bekerja dengan menggunakan gelombang suara yang ketika dipancarkan pada bagian tertentu tubuh dapat meningkatkan suhu dari jaringan tubuh yang rusak.

Untuk pengobatan muskuloskeletal, terapi ultrasound bekerja dengan tiga cara:

• Mempercepat proses penyembuhan dengan memperlancar aliran darah di bagian tubuh yang mengalami gangguan.
• Menyembuhkan peradangan dan edema (penimbunan cairan), sehingga dapat mengurangi rasa sakit.
• Memperlunak jaringan luka

Terapi ultrasound juga dapat digunakan untuk:

• Menghancurkan timbunan zat asing di dalam tubuh, seperti timbunan kalkulus, mis. batu ginjal dan batu empedu; ketika telah dipecahkan menjadi bagian-bagian yang lebih kecil, dapat dikeluarkan dari tubuh dengan aman dan mudah
• Meningkatkan proses penyerapan dan keberhasilan obat di bagian tubuh tertentu, mis. memastikan bahwa obat kemoterapi mengenai sel kanker otak yang tepat
• Menghilangkan timbunan kotoran ketika tindakan pembersihan gigi
• Membantu sedot lemak, mis. sedot lemak dengan bantuan ultrasound
• Membantu dalam skleroterapi atau perawatan laser endovenous, yang dapat digunakan sebagai metode penghilangan varises non-bedah
• Memicu agar gigi atau tulang dapat tumbuh kembali (hanya ketika menggunakan denyut ultrasound intensitas rendah)
• Menghilangkan penghalang darah di otak (blood-brain barrier) agar obat dapat diserap tubuh dengan baik
• Bekerja bersama antibiotik untuk menghancurkan bakteri

Untuk mendapatkan manfaat dari terapi ini, ultrasound harus dipancarkan pada kulit dari bagian tubuh yang mengalami kerusakan dengan menggunakan transduser atau alat yang dirancang khusus untuk terapi ini. Saat gelombang suara telah dipancarkan, gelombang tersebut akan diserap oleh jaringan halus tubuh, seperti ligamen, tendon, dan fascia.

Kemungkinan Komplikasi dan Resiko Terapi Ultrasound

Walaupun teknologi ultrasound telah banyak digunakan, namun tetap ada panduan cara penggunaan ultrasound yang aman. Panduan ini bertujuan untuk mencegah risiko tertentu yang dapat terjadi, sekecil apapun kemungkinannya. Risiko tersebut meliputi:

• Luka bakar akibat terapi ultrasound
• Pendarahan akibat terapi mekanis
• Efek biologis yang tidak terlalu berpengaruh namun tidak dapat diperkirakan

Namun, karena terapi ultrasound hanya menggunakan gelombang suara sebagai komponen utama dalam pengobatan, terapi ini tidak memiliki risiko bahaya seperti terapi lainnya seperti bahaya dari terapi radiasi. Selain itu, pasien tidak berisiko terkena kanker, walaupun terapi ultrasound dilakukan berkali-kali dan jumlah gelombang suara yang dikenakan pada pasien bertambah.

Untuk memastikan keamanan dan keselamatan pasien, risiko dan keuntungan dari terapi ultrasound harus dicermati dengan seksama. Sebelum menjalani terapi ultrasound, pasien harus membandingkan keuntungan yang bisa didapatkan dengan risiko yang bisa terjadi. 

Sumber : http://listaaaaanetta0008.blogspot.com/2018/03/penerapan-terapi-ultrasonik.html

Sonar

Sistem sonar

sistem sonar yaitu sistem yang digunakan untuk mendeteksi tempat dalam melakukan pergerakan dengan deteksi suara frekuensi tinggi (ultrasonik). Dengan contoh yaitu ketika seekor anjing menggerakkan telinganya. Anjing sering menggerakkan telinga ketika melakukan pelacakan atau berburu. Beberapa mamalia akan menggunakan daun telinga mereka untuk mengarahkan suara ke dalam saluran pendengarannya.

Sonar atau Sound Navigation and Ranging merupakan suatu metode penggunaan gelombang ultrasonik untuk menaksir ukuran, bentuk, dan kedalaman benda benda.

Gambar. Lumba-lumba dan kelelawar

Daun telinga membantu hewan untuk menentukan arah dari mana suara tersebut datang dan akan dapat mendeteksi suara samar. Kelelawar merupakan hewan yang mampu mendengarkan bunyi ultrasonik dengan frekuensi diatas 20.000 Hz, Kelelawar ini dapat mengeluarkan gelombang ultrasonik pada saat ia terbang. Gelombang yang dikeluarkan akan dipantulkan kembali oleh benda-benda atau binatang lain yang akan dilewatinya dan diterima oleh suatu alat yang berada di tubuh kelelawar, kemampuan kelewar untuk menentukan lokasi ini disebut dengan ekolokasi.

Untuk terbang dan berburu, kelelawar akan memanfaatkan bunyi yang frekuensinya tinggi,kemudian mendengarkan gema yang dihasilkan. Pada saat kelelawar mendengarkan gema, kelelawar tidak dapat mendengar suara lain selain dari yang dipancarkannya sendiri. Lebar frekuensi yang mampu didengar oleh makhluk ini sangat sempit, yang lazimnya menjadi hambatan besar untuk hewan ini karena adanya Efek Doppler.

Habitat asal lumbalumba adalah di lautan. Lumba-lumba dapat dilihat di permukaan air, namun sebagian besar waktu mereka di kedalaman lautan yang cukup gelap. Sekalipun hidup di kedalaman lautan, lumba-lumba mempunyai sistem yang memungkinkan untuk berkomunikasi dan menerima rangsangan, yaitu sistem sonar. Sistem ini berguna untuk mengindera bendabenda di lautan, mencari makan, dan berkomunikasi.

Berikut ini cara kerja sistem sonar lumba-lumba. Lumba-lumba bernapas melalui lubang yang ada di atas kepalanya. Tepat di bawah lubang ini, terdapat kantung-kantung kecil berisi udara. Dengan mengalirkan udara melalui kantung-kantung ini, lumba-lumba menghasilkan bunyi dengan frekuensi tinggi. Kantung udara ini berperan sebagai cermin akustik yang memfokuskan bunyi yang dihasilkan gumpalan kecil jaringan lemak yang berada tepat dibawah lubang pernapasan. 

Kemudian, bunyi ini dipancarkan ke arah sekitarnya secara terputus-putus. Gelombang bunyi lumba-lumba segera memantul kembali bila membentuk suatu benda. Pantulan gelombang bunyi tersebut ditangkap di bagian rahang bawahnya yang disebut “jendela akustik”. Dari bagian tersebut, informasi bunyi diteruskan ke telinga bagian tengah, dan akhirnya ke otak untuk diterjemahkan. Pantulan bunyi dari sekelilingnya memberi informasi rinci tentang jarak benda-benda dari mereka, ukuran dan pergerakannya.

Dengan cara tersebut, lumba-lumba mengetahui lokasi mangsanya. Lumba-lumba juga mampu saling berkirim pesan walaupun terpisahkan oleh jarak lebih dari 220 km. Lumbalumba berkomunikasi untuk menemukan pasangan dan saling mengingatkan akan bahaya.

Penerapan dalam kehidupan sehari-hari

Dimanfaatkan untuk mengamati janin bayi dalam kandungan, yang dikenal dengan ultrasonografi (USG). Alat ini akan memancarkan berkas ultrasonik ke rahim ibu hamil, kemudian melacak perubahan frekuensi bunyi mantul dari jantung yang berdenyut dan darah yang beredar.

Digunakan untuk mendeteksi adanya penyakit pada manusia, seperti mendeteksi adanya kista pada ovarium.

Digunakan untuk menentukan kedalaman dasar lautan yang diperoleh dengan cara memancarkan bunyi ke dalam air.

Sumber : https://annisseptidiani.wordpress.com/kelas-viii/sistem-sonar/

Ultrasonografi (USG)

ULTRASONOGRAFI (USG)

USG adalah pemeriksaan dalam bidang penunjangn diagnostic yang memanfaatkna gelombang ultrasonic dengan frekuensi yang tinggi dalam menghasilkan imaging, tanpa menggunakan radiasi, tidak menimbulkan rasa sakit(non traumatic), tidak menimbulkan efek samping(non invasive). Selain itu ultrasounografi relative murah, pemeriksaannya relative cepat  dan peralatannya relative murah.

Gelombang suara ultra sonic memiliki frekuensi lebih dari 20000 Hz, tetapi yang dimanfaatkan dalam teknik ultrasonografi(kedokteran) gelombang suara dengan frekuensi 1-10 MHz.

Ultrasonic adalah gelombang suara dengan frekuensi lebih tinggi dari pada kemampuan pendengaran telinga manusia, sehingga kita tidak bisa mendengarnya sama sekali suara yang dapat didengar olaeh manusia antara 20-20000Hz gelombang ultrasound ini dpat dihasilkan oleh getaran mekanik pada kwarsa yang diberi tegangan listrik bolak-balik dengan frekuensi ultrasonic.

MANFAAT USG

Untuk pemeriksaan kanker pada hati dan otak, melihat janin didalam rahim ibu hamil, melihat pergerakan serta perkembangan sebuah janin, mendeteksi perbedaan antara jaringan-jaringan lunak dalam tubuh, yang tidak dapat dilakukan olah sinar-x, sehingga mampu menemukan tumor atau gumpalan lunak ditubuh manusia.

KOMPONEN USG

• Pulser
•  Transducer 
• Control Panel USG
• Mesin USG

§  Display / monitor

A.                PULSER

            Alat yang berfungsi sebagai penghasil tegangan untuk merangsang Kristal pada transducer dan membangkitkan pulsa ultrasonic

B.                 TRANSDUCER

            Transducer adalah alat yang berfungsi sebagai transmitter (pemancar) sekaligus sebagai recevier (penerima). Dalam fungsinya sebagai pemancar, transducer merubah energi listrik menjadi energi mekanik berupa getaran suara berfrekuensi tinggi. Fungsi recevier pada transducer merubah energi mekanik menjadi listrik.

Elemen penyusun transducer

1.      Elemen aktif

            Yaitu kristal piezo elektrik, biasanya lead titanate atau lead zirconate dalam bentuk bubuk, kemudian diproses sesuai bentuk dan ukuran yang dikehendaki.  Efek Piezoelektrik yaitu bahan-bahan yang dapat menimbulkan tegangan ketika bentuk bahan tersebut berubah atau material yang mengalami perubahan bentuk bila menerima suatu tegangan.

2.      Elemen Samping (Backing Material)

      Yaitu bahan yang berada tepat dibelakang elemen aktif dan berfungsi untuk menyerap suara  yang memantul kebelakang (menjauhi pasien) dan meningkatkan karakteristik imaging tranduser.

3.      Matching Layer

      Terletak didepan kristal kontak langsung dengan kulit pasien, yang memiliki nilai impedansi antara kulit dan kristal sehingga energi suara dapat secara maksimal ditranmisikan.

4.      Wire (kabel)

Digunakan sebagai perantara pengirim dan menerima energi untuk diproses menjadi gambar.

A.    Jenis jenis transducer

1.      Transducer Convex

Di aplikasikan pada pemeriksaan seperti Abdomen, GYN, OB, Urologi.

2.      Transducer Linier

Di aplikasikan pada pemeriksaan seperti organ yang kecil (small part) agar gambaran lebih terfokuspada organ yang diperiksa. dan ada juga transducer linier yang berukuran sedang yang biasanya digunakan untuk pemeiksaan Ortopedic, Breast.

3.      Transducer Micro Convex

Transducer jenis ini ada yang berukuran kecil dan sedang yang biasanya diaplikasikan pada pemeriksaan perdiatric, cardiac.

4.      Trasducer Endocavity

Transducer ini digunakan untuk pemeriksaan organ dalam yang dimasukan ke dalam tubuh pasien baik secara endorectel maupun endovaginal.

Konfigurasi Tranduser

1.      Linear array tranduser

      Khusus untuk pola scanning linear.

2.      Flat sequenced array

Mengandung sejumlah elemen piezoelektrik yang tersusun linear, yang ditransmisikan secara sekuensial kelompok-kelompok. Setiap kelompok elemen menghasilkan suatu garis akustik dan kelompok yang sama ini menunggu echo-echo yang kebali sebelumkelompok berikutnya ditransmisikan. Garis-garis akustik ini sejajar satu sama lain.

3.      Curved linear array (convex array)

Mengandung sejumlah elemen piezoelektrik yang ditransmisikan secara sekuensial dalam kelompok-kelompok. Permukaan tranduser yang melengkung menghasilkan suatu blunted pie sctor cross sectional image.

4.      Phased array tranduser

Mengandung sejumlah elemen piezoelektrik di sepanjang permukaan scanning yang kecil. Tiap garis akustik diarahkan dengan mentransimisikan semua elemen sebagai satu kelompok tetapi dengan perbedaan waktu yang kecil (phase). Phased array tranduser menghasilkan suatu sector image, tetapi berbeda daricorved linear array, area kontak dengan kulit jauh lebih kecil dan pie shaped sector image yang dihasilkan merupakan lapangan pandang yang terbatas untuk struktur-struktur yang terletak dekat permukaan kulit.

5.      Trapezoidal array tranduser

Merupakan gabungan dari sequenced array dan phase array untuk neghasilkan format imaging trapezoid (vektor), yang dicapai dengan menambhakan lapangan pandang sektor ke kedua sisi linear image persegi panjang.

Cara kerja transducer

Pulsa listrik yang dihasilkan oleh generator diubah menjadi energi akustik oleh transducer, yang dipancarkan dengan arah tertentu pada bagian tubuh yang akan dipelajari. Sebagian akan dipantulkan dan sebagian lagi akan merambat terus menembus jaringan yang akan menimbulkan bermacam-macam echo sesuai dengan jaringan yang dilaluinya. Pantulan echo yang berasal dari jaringan-jaringan tersebut akan membentur transducer, dan kemudian diubah menjadi pulsa listrik lalu diperkuat dan selanjutnya diperlihatkan dalam bentuk cahaya pada layar oscilloscope. Dengan demikian bila transducer digerakkan seolah-olah kita melakukan irisan-irisan pada bagian tubuh yang dinginkan, dan gambaran irisan-irisan tersebut akan dapat dilihat pada layar monitor yang dapat diamati untuk pemerisksaan.

Tranduser mempunyai frekwensi (untuk pulse US) yang ditentukan oleh ketebalan dan cepat rambat bahan piezoelektrik. Semakin tipis aktif elemen, semakin tinggi frekwensi tranduser. Semakin besar cepat rambat aktif material, semakin besar frekwensi trandusernya.

Kecepatan sebelum kembali eksitasi pulser ke tranduser disebut Pulse Repertition Frequency (PRF) yang ditentukan oleh timing section. Timing section juga memberikan sinkronasi pada bagian-bagian sistem lain sehingga echo yang kembali akan diproses dan di display sesuai dengan posisi aksialnya.

Frekuensi tranduser dipengaruhi oleh beberapa hal yaitu

a.   Bandwidth (Hz)

Yaitu rentang frekwensi terendah dan tertinggi suara yang dikeluarkan oleh tranduser. Semakin kecil bandwidth nilai frekwensi yang dikeluarkan tranduser semakin tepat. Damping material akan meningkatkan nilai bandwith. Semakin pendek pulsa, semakin tinggi bandwidth. Misal tertulis 3,5 MHz yang dikeluarkan bisa 2-5 MHz. 

b.   Faktor Q

Faktor Q menunjukan kemampuan tranduser untuk mengeluarkan frekwensi ultrasound yang bersih/jernih. Tranduser imaging cenderung mempunyai faktor Q yang rendah, hal tersebut diperlukan karena untuk menghasilkan pulsa pendek.Pulsa pendek akan menghasilkan resolusi aksial yang baik. Bandwidth lebar dan faktor Q rendah akan menghasilkan pulsa pendek sehingga resolusi aksial semakin baik.

c.   Panjang pulsa (Pulse Length)

                  Panjang pulse yang digunakan untuk diagnostik yang paling ideal adalah very short pulse yang dikeluarkan kristal, dan kristal menunggu waktu yang cukup panjang unutk menerimasuara yang kembali.

A.  CONTROL PANEL

Komponen dari pesawat USG yang tak kalah penting yaitu Control Panel. Control Panel digunakan untuk mengatur jalannya pemeriksaan USG. Misalnya untuk memberi tanda pada sonografi, memperbesar gambar, mengukur panjang dan volume gambar dan sebagainya. Di bawah ini kita akan membahas komponen-komponen apa saja yang ada di control panel.

Komponen-komponen Pada Control Panel

     

Mesin USG memiliki banyak pilihan dan fitur. Kontrol dasar yang perlu untuk dibiasakan diri pada tahap awal pembelajaran adalah

1.      Tombol On/Off

Tombol untuk mengaktifkan atau me-non aktifkan pesawat USG.

2.      Begin With a New Patient

Tombol yang digunakan untuk memulai pemeriksaan dengan pasien yang baru.

3.      Enter Name (ID)

Tombol untuk memasukkan nama pasien atau identitas pasien.

                                                                                                        

4.      Menu Selection

Untuk memilih jenis pemeriksaan, contohnya pemeriksaan abdomen atau kelenjar tyroid.

5.      Change of Transducer

Tombol untuk memilih jenis transducer sesuai dengan pemeriksaan yang akan dilakukan.

6.      Trackball

Digunakan untuk benda bergerak pada monitor (mirip dengan menggunakan mouse pada PC), digunakan dalam hubungannya dengan pengukuran, annotating, bergerak Res / kotak Dopler ke lokasi yang diinginkan. Memiliki tombol ginjal kedua sisi yang digunakan untuk memilih fungsi (sama dengan mengklik tombol pada mouse untuk PC).

7.      Freeze

Ini memungkinkan gambar yang akan diadakan (beku) pada layar. Sementara gambar dibekukan pengukuran kemudian dapat diambil dan anotasi organ dapat diterapkan ke gambar sebelum disimpan.

8.      Res atau Zoom

Ini akan memungkinkan perbesaran bidang gambar USG. Melihat Res / daerah diskalakan memiliki keuntungan dari pandangan yang lebih rinci dengan kelemahan anatomi kurang terlihat untuk memandu gerakan Sonograph.

9.      Kaliper

Ini digunakan untuk mengukur jarak (misalnya panjang ginjal). Hal ini digunakan dengan memilih tempat mulai dengan menekan tombol ginjal dan menggunakan trackball untuk mengukur ke tanda kedua. Jarak antara dua tanda kemudian akan ditampilkan pada layar diukur dalam cm. Ini dapat digunakan dengan fungsi lain seperti Res / Freeze.

10.  Gain

Fungsi ini sangat mirip dengan kontrol kecerahan. Sinyal gema kembali ke tubuh akan diubah menjadi sinyal elektronik dengan transduser. Sinyal elektronik harus diperkuat untuk menghasilkan gambar pada monitor. Ini penguatan sinyal disebut Gain dan akan mengatur kekuatan gema yang diterima.

11.  Time Gain

Apakah penyesuaian untuk sensitivitas di kedalaman masing-masing untuk memungkinkan kompensasi atas kehilangan sinyal dari lebih dalam jaringan. Ini dapat diatur sehingga organ-organ seperti hati akan memiliki kecerahan seragam pada semua kedalaman. Ini adalah serangkaian slider yang beragam, sehingga Anda dapat mengatur keuntungan waktu berbeda untuk setiap kedalaman.

12.  Measurements

Untuk mengukur objek yang akan diperiksa, seperti biometri, jarak, volume, indeks Doppler.

13.  Annotation

Untuk memberikan keterangan pada hasil gambaran berupa teks, body mark, kiri-kanan, atas-bawah.

14.  Body Marker

Tombol yang berfungsi untuk menentukan sisi kanan dan kiri dari pasien.

15.  Image Recording

Tombol yang berfungsi untuk merekam hasil gambaran.

16.  Single

Tombol yang berfungsi untuk membuat gambaran menjadi satu pada monitor.

17.  Dual

Tombol yang berfungsi untuk membuat gambaran menjadi dua pada monitor. Biasanya digunakan untuk pemeriksaan ginjal untuk perbandingan.

18.  Quad

Tombol yang berfungsi untuk membuat gambaran menjadi empat pada monitor.

Mode Pencitraan Kontrol

1.      Depth/ F.O.V. ( Field Of View) Control

Memvariasikan kedalaman F.O.V. bervariasi zoom menulis dan oleh karena itu jumlah pixel per cm dan potensi resolusi spasial dari sistem. Adalah penting untuk tidak menggunakan itu FOV yang terlalu besar yang mengurangi resolusi spasial dicapai tetapi juga untuk tidak 'klip' ​​FOV terlalu erat di daerah bunga sehingga hubungan dengan struktur lainnya tidak ditampilkan.

2.      Gain

Mengacu pada tingkat amplifikasi diterapkan untuk semua sinyal kembali. Jika diatur terlalu rendah akan ada underwriting gambar dan echo nyata akan hilang dari tampilan. Jika diatur terlalu tinggi akan ada Timpa dari layar dengan kebisingan artefactual diperkenalkan dan juga pengurangan resolusi kontras karena semua gema mendapatkan semakin cerah.

3.      T.G.C. ( Time Gain Control )

T.G.C. ini kontrol mengkompensasi efek redaman dengan semakin meningkatkan jumlah amplifikasi diterapkan pada sinyal dengan kedalaman (waktu). Sonogram ini bertujuan untuk menghasilkan gambar kecerahan seragam dari atas ke bawah dan ini memerlukan penyesuaian rutin kontrol ini selama pemindaian.

4.      Power atau Output Control

Ini mengontrol kekuatan tegangan spike diterapkan pada kristal pada emisi pulsa. Meningkatkan daya output meningkatkan intensitas balok dan karena itu kekuatan echo kembali ke transduser. yakni meningkatkan sinyal untuk ransum kebisingan (SNR). Namun juga meningkatkan dosis pasien USG. Ini adalah praktek terbaik untuk beroperasi pada daya minimum dan keuntungan maksimum, mengingat meskipun itu tidak ada jumlah keuntungan dapat mengimbangi kekuatan cukup. Alternatif yang jelas untuk meningkatkan daya output jika artefak 'putus sekolah' ditemui di kedalaman adalah dengan menggunakan transduser frekuensi yang lebih rendah.

5.      Dynamic Range

Mengacu pada berbagai gema diproses dan ditampilkan oleh sistem, dari terkuat untuk paling lemah. Gema terkuat yang diterima adalah mereka dari 'utama bang' dan transduser-kulit interface dan mereka akan selalu menjadi kekuatan yang sama. Sebagai DR berkurang oleh karena itu gema pada akhir yang lebih lemah dari spektrum yang akan hilang. DR dapat dianggap sebagai ambang variabel menulis untuk sinyal lemah. Untuk umum pencitraan DR harus dijaga pada tingkat maksimum untuk memaksimalkan potensi kontras resolusi. Namun dalam situasi di mana tingkat rendah kebisingan atau artefak menurunkan kualitas gambar DR dapat dikurangi sebagian untuk menghilangkan penampilan.

6.      Focal Zones

Fokus pemindaian sonogram terus-menerus harus memeriksa posisi dari zona fokal (s) dan memastikan mereka berada pada kedalaman bunga. Beberapa zona fokus dapat digunakan untuk memaksimalkan resolusi lateral lebih mendalam jika gerakan tidak ditemui, tetapi penting untuk meminimalkan zona fokus digunakan ketika menilai struktur bergerak yaitu jantung janin.

Sumber : http://lisdanurindra.blogspot.com/2013/11/ultrasonografi-usg.html