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