Pembimbing Akademik : Dr. dr. M. Rasjad Indra, MS

dokumen-dokumen yang mirip
AKTIFITAS LISTRIK JANTUNG. Potensial Aksi Pada Jantung

Otot rangka tersusun dari serat-serat otot yang merupakan unit. penyusun ( building blocks ) sistem otot dalam arti yang sama dengan

OSILASI REGANGAN DINDING DADA BERBASIS AUSKULTASI: PEMBANGKITAN DAN METODE PENGUKURANNYA

Kontrol Dari Kecepatan Denyut Jantung

Cara Kerja Fungsi Anatomi Fisiologi Jantung Manusia

SISTEM PEREDARAN DARAH DAN KARDIOVASKULAS

STRUKTUR JANTUNG RUANG JANTUNG KATUP JANTUNG tiga katup trikuspidalis dua katup bikuspidalis katup mitral Katup pulmonal Katup aorta Arteri Koroner

Tinjauan Umum Jaringan Otot. Tipe Otot

SISTEM CARDIOVASCULAR

ANATOMI JANTUNG MANUSIA

Neuromuskulator. Laboratorium Fisiologi Veteriner PKH UB 2015

SOP ECHOCARDIOGRAPHY TINDAKAN

LAPORAN KELOMPOK PRAKTIKUM ANATOMI FISIOLOGI MANUSIA OTOT

A. Pengukuran tekanan darah secara tidak langsung

Intro. - alifis.wordpress.com

STRUKTUR DAN FUNGSI SISTEM KARDIOVASKULER

II B. Sistem Kerja dan Kontrol pada Manusia

Materi Pendalaman 01:

1. Jarak dua rapatan yang berdekatan pada gelombang longitudinal sebesar 40m. Jika periodenya 2 sekon, tentukan cepat rambat gelombang itu.

Soal SBMPTN Fisika - Kode Soal 121

SMP kelas 8 - BIOLOGI BAB 5. SISTEM PERNAPASAN PADA MANUSIALatihan Soal 5.1

SISTEM PEREDARAN DARAH PADA MANUSIA

PENGANTAR FISIOLOGI, HOMEOSTASIS, & DASAR BIOLISTRIK. Kuntarti, SKp

PENGANTAR FISIOLOGI, HOMEOSTASIS, & DASAR BIOLISTRIK. Kuntarti, SKp

PENGANTAR FISIOLOGI, HOMEOSTASIS, & DASAR BIOLISTRIK

P E T A K O N S E P. Zat dan Wujudnya. Massa Jenis Zat Wujud Zat Partikel Zat. Perubahan Wujud Zat Susunan dan Gerak Partikel Zat

Zat Cair. Gas 12/14/2011

BAB I PENDAHULUAN. Gambar 1.1. Potensial permukaan tubuh (Sumber: Clark Jr, 2010).

KAJIAN MODEL MATEMATIK SISTEM KARDIORESPIRASI

Sistem Respirasi Pada Hewan

SASARAN PEMBELAJARAN

Standar Kompetensi Menerapkan konsep besaran fisika dan pengukurannya Kompetensi Dasar A. Mengukur Besaran Fisika B. Melakukan Penjumlahan Vektor

I.1 Latar Belakang I-1

MAKALAH ANATOMI DAN FISIOLOGI MANUSIA SIFAT KERJA OTOT RANGKA

SISTEM CARDIO VASCULAR

JANTUNG dan PEREDARAN DARAH. Dr. Hamidie Ronald, M.Pd, AIFO

Sistem Peredaran Darah Manusia

BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG

Skeletal: Otot: Sendi: Fasia Hubungan sistem muskuloskeletal dengan reproduksi wanita

PR ONLINE MATA UJIAN: FISIKA (KODE A07)

USAHA (KERJA) DAN ENERGI. untuk mengetahui keadaan gerak suatu benda yang menghubungkan

5. Paru-paru dibungkus oleh dua selaput yang dinamakan... a. pleura b. bronkus c. alveolus d. trakea

METODOLOGI PENELITIAN. Waktu dan Tempat Penelitian. Alat dan Bahan Penelitian. Prosedur Penelitian

Normal EKG untuk Paramedis. dr. Ahmad Handayani dr. Hasbi Murdhani

LAPORAN FISIOLOGI MANUSIA PRAKTIKUM 2 PENGUKURAN SECARA TAK LANGSUNG TEKANAN DARAH ARTERI PADA ORANG

SD kelas 6 - ILMU PENGETAHUAN ALAM BAB 12. RANGKA DAN SISTEM ORGAN PADA MANUSIALatian soal 12.3

SMP kelas 8 - BIOLOGI BAB 6. SISTEM TRANSPORTASI PADA MANUSIALATIHAN SOAL

PREDIKSI 8 1. Tebal keping logam yang diukur dengan mikrometer sekrup diperlihatkan seperti gambar di bawah ini.

Gejala Gelombang. gejala gelombang. Sumber:

Organ yang Berperan dalam Sistem Pernapasan Manusia. Hidung. Faring. Laring. Trakea. Bronkus. Bronkiolus. Alveolus. Paru-paru

Jenis dan Sifat Gelombang

BAB GELOMBANG MEKANIK. Pada pembelajaran pertama ini kita akan mempelajari. mekanik.

1. Hasil pengukuran ketebalan plat logam dengan menggunakan mikrometer sekrup sebesar 2,92 mm. Gambar dibawah ini yang menunjukkan hasil pengukuran

INTERPRETASI ELEKTROKARDIOGRAFI STRIP NORMAL HIMPUNAN PERAWAT GAWAT DARURAT DAN BENCANA INDONESIA SULAWESI UTARA

BIOMEKANIKA SISTEM MUSKULOSKELETAL & FISIOLOGI OTOT

D. 15 cm E. 10 cm. D. +5 dioptri E. +2 dioptri

ANALISA STABILITAS DINDING PENAHAN TANAH (RETAINING WALL) AKIBAT BEBAN DINAMIS DENGAN SIMULASI NUMERIK ABSTRAK

SOAL DAN PEMBAHASAN FINAL SESI I LIGA FISIKA PIF XIX TINGKAT SMA/MA SEDERAJAT PAKET 1

SOAL UN FISIKA DAN PENYELESAIANNYA 2005

Osilasi Harmonis Sederhana: Beban Massa pada Pegas

Fisika Umum (MA-301) Getaran dan Gelombang Bunyi

Sinyal ECG. ECG Signal 1

TUGAS KEPERAWATAN GAWAT DARURAT INTERPRETASI DASAR EKG

Mekanisme Kerja Otot

Uji Kompetensi Semester 1

listrik Gaya fundamental Berkas Elektron Sinar - X Hukum Coloumb Induksi Tabung Katoda Tabung Televisi Isolator dan konduktor Sistem Syaraf

HASIL DAN PEMBAHASAN

Jawaban Soal OSK FISIKA 2014

BIOFISIKA SEL KULIAH SMT IVA FAKULTAS KEDOKTERAN UWKS Paul S. Poli/Biofisika/2006 1

GELOMBANG BERJALAN DAN GELOMBANG STATIONER

I. PENDAHULUAN. pembuluh darah secara teratur dan berulang. Letak jantung berada di sebelah kiri

GETARAN DAN GELOMBANG

BAB 2 TINJAUAN PUSTAKA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. Sebagai bintang yang paling dekat dari planet biru Bumi, yaitu hanya berjarak sekitar

BAB I PENDAHULUAN. Pada konstruksi baja permasalahan stabilitas merupakan hal yang

Sistem peredaran darah pada manusia tersusun atas jantung sebagai pusat peredaran darah, pembuluh-pembuluh darah dan darah itu sendiri.

PEMERINTAH PROVINSI DAERAH KHUSUS IBUKOTA JAKARTA DINAS PENDIDIKAN SEKOLAH MENENGAH ATAS NEGERI 39 JAKARTA

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

TEORI KINETIK GAS (II) Dr. Ifa Puspasari

BAB II TINJAUAN PUSTAKA. 1. Senyawa 1-(2,5-dihidroksifenil)-(3-piridin-2-il)-propenone

Sistem Instrumentasi Sinyal Electrocardiography untuk Analisa Dinamika Jantung

DISUSUN OLEH MUHAMMAD HANAFI ( ) HERKA ARDIYATNO ( ) LESTARI PUJI UTAMI

BAB I PENDAHULUAN. 1.1 Latar Belakang

BAB II PENJALARAN IMPULS SARAF. Ganglia basalis merupakan bagian dari otak yang memiliki peranan penting antara lain

SMA IT AL-BINAA ISLAMIC BOARDING SCHOOL UJIAN AKHIR SEMESTER GANJIL TAHUN AJARAN 2011/2012

SMP kelas 8 - BIOLOGI BAB 11. SISTEM EKSKRESI MANUSIALatihan Soal 11.4

BAB IV PEMBAHASAN DAN ANALISIS

SMP JENJANG KELAS MATA PELAJARAN TOPIK BAHASAN IX (SEMBILAN) ILMU PENGETAHUAN ALAM (IPA) SISTEM PERNAPASAN MANUSIA. A. Organ-Organ Pernapasan

D. 80,28 cm² E. 80,80cm²

Studi dan Simulasi Getaran pada Turbin Vertikal Aksis Arus Sungai

K 1. h = 0,75 H. y x. O d K 2

ALAT YANG DIPERLUKAN TALI SLINKI PEGAS

JANTUNG DAN PEMBULUH DARAH JANTUNG

Getaran, Gelombang dan Bunyi

UN SMA IPA 2013 Fisika

BAB II TEORI ALIRAN PANAS 7 BAB II TEORI ALIRAN PANAS. benda. Panas akan mengalir dari benda yang bertemperatur tinggi ke benda yang

BAB I PENDAHULUAN. I.1. Latar Belakang. Kegiatan olahraga sekarang ini telah benar-benar. menjadi bagian masyarakat kita, baik pada masyarakat

BAB II TINJAUAN PUSTAKA Jantung Elektrofisiologi jantung Aktivitas listrik jantung merupakan perubahan permeabilitas membran sel,

6. Siklus peredaran darah besar meliputi... a. ventrikel kiri - nadi - seluruh tubuh - atrium kanan

DASAR-DASAR SISTEM SYARAF DAN JARINGAN SYARAF

Transkripsi:

PENDEKATAN TEORITIS PENYUSUNAN MODEL MATEMATIK UNTUK OSILASI REGANGAN DINDING DADA AKIBAT AKTIVITAS JANTUNG Oleh : Nurida Finahari Pembimbing Akademik : Dr. dr. M. Rasjad Indra, MS

1. Fisioanatomi & Sinkronisasi 4. Osilasi akibat dinamika jantung 5. Peran Dinamika Pernafasan & Sinkronisasi 2. Telaah alat ukur 3. Model Matematis 6. Metode Pengukuran & Validasi

Kualitas Udara Aktifitas Pernafasan Regangan Elastis Dinding Dada Tekanan Rongga Dada Superposisi Getaran Denyut Jantung Getaran Dinding Dada

Ekshalasi/Inhalasi Pernafasan Regangan Elastis Dinding Dada Bunyi dan Getaran Listrik Jantung Depolarisasi/ Repolarisasi Detak Jantung/ Gerak Katup/ Aliran Darah Aorta Superposisi/ Transmisibilitas Getaran Data ECG dan Spirometry Model Matematis Sensor, Pengukuran Transformasi Kuantitas Analisis Akurasi/ Kalibrasi Verifikasi Analisis Sinkronisasi (Statistik)

Penelitian-penelitian tentang sinkronisasi kardiorespirasi pada awalnya ditujukan untuk memahami mekanisme patofisiologis (Mrowka, et.al; 2003) Sinkronisasi kardiorespirasi merupakan fenomena nyata meskipun bukan merupakan variabel utama interaksi kardiorespirasi (Toledo, et.al; 2002)

Dilakukan dengan memanfaatkan data-data hasil rekaman terpisah dari alat ukur jantung dan paru-paru, yang dikuantifikasi menjadi variabel baru Jantung dan paru-paru merupakan osilator biologis yang terletak berdekatan, sehingga memungkinkan timbul gelombang interferensi VARIABEL FISIOLOGIS ALTERNATIF

Pengembangan peralatan baru sebagai perbaikan kinerja, menawarkan akurasi, kepresisian, kepraktisan, biaya murah dan kenyamanan (Mack; 2003) Diperlukan Pemodelan Matematik

Penyusunan model matematik vibrasi kardiorespirasi yang disebabkan oleh jantung dalam kondisi fisiologi normal melalui pendekatan teoritis

HUBUNGAN FUNGSIONAL y = f (x 1 ; x 2 ; x 3 ) y : osilasi regangan dinding dada x 1 : gerak jantung x 2 : gerak diafragma x 3 : gerak otot inteostal

ALUR PEMODELAN Diagram Kinematis Otot Jantung Dinamika Gaya Konstraksi-Relaksasi Gaya Eksitasi Getaran Sinkronisasi Fase Fisiologis Potensial Aksi Sel Tekanan Intratorak Diagram Kinematis Otot Pernafasan Dinamika Gaya Kontraksi-Relaksasi Gaya Eksitasi Getaran Gelombang Tekanan Siklus dan Numerisasi Regangan Dinding Dada

FISIOLOGI KELISTRIKAN JANTUNG

POTENSIAL AKSI PACEMAKER Potensial aksi terjadi - Pada node SA tidak ada ambang batas tetap - Dimulai dengan penurunan permeabilitas membran terhadap K +, kanal tertutup - Depolarisasi Na + (F) diikuti Ca 2+ (T) yang terbuka sebentar - Potensial aksi terjadi pada saat potensial membran mencapai ambang batas - Arus depolarisasi terjadi akibat masuknya Ca 2+ melalui kanal (L) yang terbuka beberapa waktu - Kanal K + terbuka kembali, siklus berulang

POTENSIAL AKSI PACEMAKER Model matematis yang representatif untuk node SA disusun dalam kondisi sel tunggal dengan obyek jantung kelinci (Yasutaka et.al.; 2002). dv dt I Ca, L I Ca, T I Kr I Ks I to I sus I h C I m st I Na I b, Na I K, ACh I NaK I NaCa Menunjukkan karakteristik aktivitas potensial aksi pacemaker yang lebih realistik, karena telah mempertimbangkan semua variabel arus, termasuk aktivitas hambatannya

POTENSIAL AKSI PACEMAKER Model matematis yang representatif untuk node SA disusun dalam kondisi sel tunggal dengan obyek jantung kelinci (Yasutaka et.al.; 2002). Masih ditemukan inkonsistensi grafik hasil simulasi jika dibandingkan dengan aktifitas sel yang sesungguhnya Belum bisa mengakomodasi variabilitas jenis sel pacemaker yang memiliki karakteristik kelistrikan yang berbeda, Karakteristik arus yang disebabkan ion-ion lain pada sel, distribusi densitas ion pada sel dan ruang antar sel, pengaturan oleh second messengers dan modulator intraseluler

POTENSIAL AKSI SEL OTOT VENTRIKEL Bocoran kanal K + menghasilkan posisi keseimbangan negatif (-90mV) Pembukaan kanal Na + mengawali depolarisasi, diikuti pembukaan kanal Ca 2+ (L) dalam waktu yang cukup lama (stabilitas kondisi puncak) Repolarisasi mulai terjadi saat kanal Ca 2+ mulai menutup, yang diikuti pembukaan kanal K +

POTENSIAL AKSI SEL OTOT VENTRIKEL Mekanisme potensial aksi sel atrium mirip dengan sel ventrikel tapi kondisi puncaknya lebih pendek Meskipun mekanisme potensial aksi sel otot jantung hampir sama dengan sel otot rangka namun karakteristik sel jantung lebih ekstrim

POTENSIAL AKSI SEL OTOT VENTRIKEL Model matematik sel otot ventrikel disusun atas dasar pendekatan baru dimana jaringan ventrikel digambarkan sebagai benang silindris tiga dimensi dalam lingkungan cairan garam (Roth; 1991) Persamaan aktivitas arus kanal ion: J ion g L ( m V L ) g Na m 3 h( m V Na ) Belum menunjukkan perubahan kondisi yang diakibatkan peningkatan kecepatan konduktifitas dari sel pacemaker. Model benang silindris berjari-jari seragam juga belum menunjukkan kondisi fisioanatomi yang sesungguhnya.

FISIOANATOMI OTOT

FISIOANATOMI OTOT

MEKANISME KONTRAKSI-RELAKSASI Teori pergeseran filamen (slidingfilament mechanism): pemendekan saomere terjadi akibat pergeseran posisi filamen tanpa merubah panjang filamen-filamen penyusun tersebut Kontraksi otot, proses aktivasi gaya otot yang membangkitkan pergerakan crossbridge miosin filamen tebal. Cross-bridge miosin berikatan dengan molekul aktin filamen tipis dan bergerak dalam arah lengkung, aktin filamen pada garis Z tertarik ke arah pusat saomere. Terjadilah pemendekan saomere

MEKANISME KONTRAKSI-RELAKSASI

MEKANISME KONTRAKSI-RELAKSASI Perubahan panjang otot jantung akibat proses kontraksi-relaksasi dapat diindikasikan oleh pergerakan dinding jantung. Pemodelan mengasumsikan jantung sebagai bejana tekan 2 ruang (Gutterrez et.al; 2003)

MEKANISME KONTRAKSI-RELAKSASI Persamaan keseimbangan gaya 2 r t p r Panjang otot 2 p l t

PERUBAHAN VOLUME RONGGA INTRA TORAK Aktivitas fisiologis jantung mengakibatkan perubahan volume sebesar 2-5% dari total volume yang diukur di antara akhir periode diastol dan akhir periode sistol (Hoffman, Ritman, 1988) Volume total jantung diperkirakan sebesar 60 cm3 dengan massa sekitar 300 gram (Tortora, 2005) Perubahan volume jantung ini memiliki peranan sebagai pompa penambah volume bagi paru-paru (Lichtwak-Aschoff et.al., 2004) Peranan jantung dalam perubahan volume rongga intratorak dapat dilihat dari pengukuran perubahan volume paru-paru

PERUBAHAN VOLUME RONGGA INTRA TORAK Secara eksperimental, regangan dinding dada telah dijadikan parameter pengukuran perubahan volume rongga rusuk dengan menggunakan pletismograf induktansi (Palmer et.al; 2004) Pemodelan dinding dada telah dilakukan secara matematik pada penelitian terhadap aktivitas paru-paru dan otot perut (Cappelo, De Troyer; 2004) Persamaan keseimbangan statis sistem pernafasan: P ao = K R V R + K L V L P ao = K Di V Di + P ab + K L V L P ab = K A V A + P A Volume paru-paru = volume dada volume jantung volume spinal volume subphrenic

PERUBAHAN VOLUME RONGGA INTRA TORAK Untuk mengukur parameter volume-volume tersebut, dilakukan pemotretan pada beberapa kondisi pernafasan Pengukuran-pengukuran di atas masih menggunakan asumsi bahwa bentuk penampang lintang potongan tubuh hasil foto radiografis adalah mendekati elipsoidal. B

PERUBAHAN TEKANAN RONGGA INTRA TORAK Osilasi kardiogenik akibat detak jantung diketahui mempengaruhi volume paru secara signifikan (Lichtwak-Aschoff et.al., 2004) Perubahan volume paru berkaitan erat dengan tekanan pada jalan pernafasan, tekanan alveoli dan tekanan selaput pleura. Tekanan selaput pleura ini mengindikasikan interaksi antara paru dengan dinding dada, akibat perbedaan elastansi antar keduanya (Gattinoni et.al., 2004)

PERUBAHAN TEKANAN RONGGA INTRA TORAK Tekanan pleura dan paru: P pl = P aw x E cw / E tot P l = P aw x E l / E tot P pl = P aw [(0,47 P ia + 1,43) / (0,47 P ia + 1,43 + E l )] Tekanan intra abdominal ini menunjukkan pengaruh gerak diafragma sebagai salah satu komponen sistem pernafasan, namun hubungan dinamik antar semua komponen sistem belum tampak.

OSILASI REGANGAN DINDING DADA Salah satu model sistem pernafasan disusun dalam kondisi tubuh beraktivitas dinamis sehingga mengalami peepatan aksial, seperti misalnya yang terjadi pada saat berjalan atau berlari (Loring et.al., 2001) Gaya netto yang diakibatkan oleh gerak otot-otot pernafasan dada (F) dan abdominal (Fab): F m x ( PG A 1, m mx m ) ( Pe l A) ( K x cos m G o zo x) ( R cos m G yo ) sin F ab m ab x ab ( PG Aab) ( Pe, A ) ( K x ) ( R x 1 l ab m ab m ab ) m ab x o cos m ab G zo cos m ab G yo sin

OSILASI REGANGAN DINDING DADA Kekurangan dari model ini adalah perlunya dilakukan penyesuaian terhadap nilai-nilai parameter simulasi agar menunjukkan hasil yang sesuai dengan kondisi fisioanatomis, misalnya penentuan sudut α dan β tidak bisa dilakukan secara khas namun diperoleh dari coba-coba

1. SISTEM SUMBU ACUAN Mengacu pada posisi pengukuran yang direncanakan untuk vibrasi kardiorespirasi maka sistem sumbu yang digunakan adalah sistem sumbu bidang (2D) untuk arah tranversal dengan pusat sumbu mengikuti posisi segitiga Einthoven.

2. POTENSIAL AKSI OTOT JANTUNG Proses kontraksi-relaksasi otot jantung yang tampak dalam skala organ merupakan hasil dari penjalaran potensial aksi sel-sel jantung mulai dari sel-sel sistem konduksi hingga ke seluruh sel atrium dan ventrikel. Mengingat kompleksitas sel-sel penyusun sistem konduksi jantung dan adanya perbedaan karakteristik potensial aksi sel atrium dan sel ventrikel, efek total potensial aksi sel-sel otot jantung baru terlihat jika ditinjau dalam skala organ. PENGEMBANGAN KOMPILASI PERSAMAAN 1) DAN 5)

3. ADAPTASI BENTUK MODEL MATEMATIS

3. ADAPTASI BENTUK MODEL MATEMATIS m yo zo o m l e G K G m G m x m x R F A P A P x sin cos cos ) ( ) ( ) (, 1 m yo zo o m l e G K G m G m x m x R F A P A P x sin cos cos ) ( ) ( ) (, 1

Kesimpulan yang dapat diambil adalah: Pemodelan osilasi regangan dinding dada dapat dilakukan secara matematik. Model dapat disusun dari modifikasi persamaan matematik referensi. Diperlukan keseragaman metode penyusunan model mengingat beberapa referensi yang diacu masih menggunakan pendekatan empirik dan analitis. Diperlukan keseragaman dasar penetapan konstanta dan nilai-nilai variabel sehingga kemungkinan timbulnya kesalahan dapat diminimasi. Saran: 1. Masih diperlukan tinjauan tentang pemodelan dinamika sistem pernafasan dan keterlibatan variabel-variabel sinkronisasi. 2. Perlu dipertimbangkan jenis peralatan dan metode pengukuran yang digunakan untuk mendapatkan nilai-nilai variabel dan penetapan konstanta sehingga proses dan hasil validasi model dapat dipertanggungjawabkan akurasinya

Follow the light in the name of God Wishes and trust only for the best