LASER

BAB I

PENDAHULUAN

1. LATAR BELAKANG

Ilmuwan menganggap cahaya sebagai gelombang yang bergerak. Jarak dari kulit sebuah gelombang ke kulit berikutnya disebut panjang gelombang. Cahaya dari matahari atau dari lampu adalah campuran banyak panjang gelombang. Setiap panjang gelombang yang berbeda menghasilkan warna yang berbeda. Sinar laser terbuat dari cahaya yang semuanya terdiri dari panjang gelombang yang sama. Berkas cahaya dalam cahaya biasa mengalir ke arah yang berbeda. Sinar laser bergerak dalam arah yang sama persis. Sinar laser tidak menyebar dan tidak melemah.

Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan alat yang dapat memancarkan cahaya (gelombang radioelektromagnetik) pada daerah infrared, visible atau ultraviolet. Cahaya yang dipancarkan oleh laser dihasilkan dari stimulasi emisi radiasi dari medium yang ada laser, emisi radiasi tersebut dikuatkan sehingga menghasilkan cahaya yang mempunyai sifat monokromatis (tunggal/hanya satu), koheren, terarah dan brightness (sifat kecerahan tinggi).

2. Rumusan Masalah

a.                                                                                           Apakah pengertian Laser?

b.                                                                                           Bagaimana fisika dasar Laser?

c.                                                                                           Bagaimana biofisika Laser?

d.                                                                                          Bagaimana neurofisiologi Laser?

e.                                                                                           Apakah efek yang ditimbulkan oleh penggunaan Laser?

f.                                                                                            Apa saja indikasi dan kontra-indikasi penggunaan Laser?

g.                                                                                           Bagaimana aplikasi penggunaan Laser?

h.                                                                                           Bagaimana penerapan aplikasi penggunaan laser?

3. Tujuan

Mampu Menjelaskan dan menerapkan Laser sebagai salah satu modalitas fisioterapi

BAB II

PEMBAHASAN

A. Definisi Laser

            Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan alat yang dapat memancarkan cahaya (gelombang radioelektromagnetik) pada daerah infrared, visible atau ultraviolet.

B.  Fisika Dasar

Cahaya merupakan suatu bentuk energi elektromagnetik yang memiliki panjang gelombang  antara 100-10.000 nanometer (nm=10^-9) dalam spektrum elektromagnetik.Cahaya tampak berkisar antara 400 (ungu) sampai 700 nm (merah). Melewati bagian merah dari cahaya tampak adalah inframerah dan microwave, dan dibawah dari bagian ungu adalah ultraviolet, x-ray, gamma, dan cosmic ray . Energi cahaya merupakan gelombang yang pancaran yang terdiri dari unit terkecil disebut “foton”. Setiap foton mengandung sejumlah energi, tergantung dari panjang gelombang (spektrum warna).

Sebuah atom terdiri dari inti atom yang disebut nukleus(berisi proton dan netron), dan awan elektron(Gambar1). Elektron-elektron ini selalu berputar mengelilingiintiatom pada orbit-orbit tertentu, sesuai dengan tingkat energinya. Dari sini kita tahu bahwa atom selalu bergerak(vibrasidanrotasi),hanya saja kita tidak bisa melihat pergerakannya di benda-benda padat seperti pintu, kursi, dan semua benda lain.Jadi,benda yang selama ini kita kira dalam keadaan diam sebenarnya tidak diam sama sekali.

Gambar1.Ilustrasi sederhana sebuah atom

Orbit elektron yang memiliki tingkat energi paling rendah adalah yang paling dekat dengan inti. Jadi, semakin jauh elektron dari inti,semakin tinggi pula tingkat energinya.Ini artinya, kalau kita memberikan energi pada atom(misalnya dalambentuk energi panas,energi listrik,atau energi cahaya) maka elektron yang berada ditingkat energi dasar (ground-stateenergylevel) dapat tereksitasi (pindah) ke orbit yang tingkat energinya lebih tinggi.

Lalu apa hubungannya dengan teknologi laser?

Gambar2. Eksitasi elektron ketingkat energi yang lebih tinggi

Elektron yang sudah pindah ke tingkat energi yang lebih tinggi ini (excited electron)berada dalam keadaan tidak stabil. Elektron ini selalu berusaha untuk kembali ke keadaan awalnya dengan cara melepaskan kelebihan energi tersebut. Energi yang dilepaskan berbentuk foton (energi cahaya) yang memiliki panjang gelombang tertentu (warna tertentu) sesuai dengan tingkat energinya. Ini yang disebut radiasi atom. Pada lampu senter atau pun lampu neon biasa, cahaya yang dihasilkan menuju kesegala arah dan memiliki bermacam panjang gelombang dan frekuensi (incoherentlight). Hasilnya adalah cahaya yang sangat lemah.

Gambar3. Kembalinya elektron ketingkat energi semula disertai emisi cahaya

Gambar 3. Foton yang terjadi dapat diperkuat dengan timbulnya foton lain    sehingga quantum energinya lebih besar dan disebut “stimulasi emisi”.

              1. Melipatgandakan emisi radiasi : Helium, Neon, Cobalt, dan CO2. Dengan spectrum 6,328 A dan IR Laser gelombang 9040 A

              2. Pancaran sinar merupakan loncatan partikel kecil ( Foton) dari satu electron atom difasilitasi dengan sebuah energy dlm pompa energi shg terjadi 3 hal :  a. absorbsi elektron,

b. energi/foton

c. emissi (quantum energi > besar)

      - Koheren dan monochromatis

      - Frekuensi sangat tinggi sehingga laser dapat bermanfaat dan merusak

Sifat-sifat Laser

1)   Cahaya koheren, Arah gelombang sinar member energi yang kontinue, sehingga absorbs dari energi laser sangat besar pengaruhnya terhadap sel (struktur biologis)

2)   Cahayanya hampir ekawarna (Monokromatik). Terdiri dari satu jenis panjang gelombang yaitu spektrum sinar visible yang terdiri dari satu warna. Sifat ini memberikan stimulus dan menghasilkan respon biologis dari suatu sel apabila mendapat stimulasi dari Laser.

3)   Berkas laser memiliki intensitas sangat tinggi, jauh lebih besar dari cahaya sumber lainnya. Bila dibandingkan dengan sinar pada umumnya, maka Laser sesuai dengan proses pembuatannya mempunyai frekuensi yang sangat tinggi, sehingga bila dikenakan pada suatu jaringan maka akan mempunyai sifat merusak (tissue damage). Sebagai tujuan terapi Laser dapat digunakan dengan tujuan :Coagulasi jaringan, pemotong jaringan dan biostimulasi.

4)   Berkas laser hampir tidak menyebar (mempunyai satu arah tertentu). Berkas semacam ini dikirim dari bumi menuju ke cermin pada bulan oleh ekspedisi Apollo 11, tetap merupakan berkas yang cukup tajam, sehingga terdeteksi ketika kembali ke bumi, walaupun telah menempuh jarak total lebih dari tiga per empat juga kilometer. Berkas cahaya yang ditimbulkan dengan cara lain akan menyebar terlau banyak.

Gambar 4. Atas. Sinar lampu merupakan gelombang elektromagnetik yang terdiri dari semua panjang gelombang, sesuai dengan urutannya. Bawah. Sinar laser bersifat monokromatik (memiliki panjang gelombang yang sama), koheren (sefase dan berkas cahaya mengalir kearah yang sama), dan collimated (tidak menyebar dan tidak melemah)

C.    Biofisika

1.      Klasifikasi Laser beserta fungsinya :

a.         Berdasarkan mediumnya :

Ada berbagai jenis laser. Medium laser bisa padat, gas, cair atau semikonduktor.Laser biasanya ditentukan oleh jenis bahan yang digunakan oleh penguatnya

1)      Solid-state laser material telah dikuatkan terdistribusi dalam matriks padat (sepertiruby atau neodymium: yttrium-aluminium garnet laser yag). Laser neodymium-yangmemancarkan cahaya inframerah pada 1.064 nanometer (nm). Sintetik, lebih baik dari pada yang alami, bahan ini digunakan untuk memastikan kemurnian suatu medium.

2)      Laser Gas (helium dan helium-neon(HeNe), merupakan laser gas yang palingumum) memiliki output utama dari lampu inframerah. CO2 laser memancarkanenergi jauh dr inframerah, dan digunakan untuk memotong material keras.

3)      Laser Excimer (nama ini berasal dari istilah excited dan dimers) menggunakan gasreaktif, seperti klorin dan fluorin, dicampur dengan gas inert seperti argon, kriptonatau xenon. Ketika elektrik dirangsang, molekul pseudo (dimer). Ketika laser,dimer menghasilkan cahaya dalam kisaran ultraviolet.

4)      Dye laser menggunakan pewarna organik kompleks, seperti rhodamine 6g, dalamlarutan cair atau suspensi sebagai media penguat.

5)      Semiconductor laser, kadang-kadang disebut dioda laser, laser yg tidak solid-state.Perangkat elektronik yg menggunakan ini umumnya sangat kecil danmenggunakan daya yang rendah. Mereka dapat dibangun menjadi array yang lebihbesar, seperti sumber penulisan dalam beberapa printer laser atau CD player.

6)      Chemical laser merupakan jenis laser dengan kekuatan dan frekuensi tinggi yang digunakan untuk tujuan militer.

b.      Berdasarkan kekuatan atau frekuensinya :

Laser dapat dikategorikan menjadi berkekuatan tinggi dan rendah, tergantung dari intensitas energi yang diantar.

1)      High-power laser

High-power laser juga disebut sebagai laser  “panas” karena efek termal yang dihasilkan. Jenisini digunakan dalam dunia medis, dalam berbagai aspek,seperti operasi, adanya gumpalan/koagulasi, ophthalmologic, dermatologic, oncologic, dan gg.peredaran darah.Klasifikasi frekuensi tinggi:

·         Kelas 1, yaitu laser yang tidak merusak

·         Kelas 2, yaitu laseryang merusak jaringan setelah 1000 kontak

·         Kelas 3, yaitu radiasi langsung yang merusak mata

·         Kelas 4, yaitu radiasi langsung atau tidak langsung yang dapat merusak mata dan kulit

2)      Low-power laser

Low-power laser yang juga disebut laser “dingin atau halus” adalah untuk penyembuhan luka dan mengurangi nyeri, namun hal ini masih baru didalam dunia medis. Termasuk didalamnya seperti penanganan cedera tendon atau ligamen, arthritis, menurunkan tingakat udema, cedera jaringan luanak, ulcer atau perawatan luka bakar, menghambat bekas luka, dan acutherapy.

2.      Interaksi Biofisis

Apabila laser dikenakan pada jaringan tubuh manusia,  akan terjadi reaksi reaksi yang memberikan efek biologis , yaitu :

1)        Interaksi dengan bioplasma (biostimulasi)

Laser dengan stimulasi ringan apabila mengenai permukaan kulit dan menembus ke dalam sel akan mempengaruhi plasma sel yang juga akan mengubah ketegangan membran sel. Perubahan ketegangan membran sel disebabkan oleh adanya frekuensi oscillasi membran sell, menyebabkan pembebasan ion Ca⁺, sehingga merangsang prostaglandin dan algogenic untuk menormalkan cedera jaringan yang melalui reaksi radang dan pada akhirnya proses inflamasi terhambat.

2)      Katalisator reaksi (Laser Catalyzed Reaction)

Apabila laser diberi sebagai stimulasi dengan quantum energi yang sangat tinggi, maka akan terjadi absorbsi foton yang berturut turut dari Laser (sinar merah atau infrared) molekul-molekul dapat berubah menjadi level energi. Stimulasi tinggi pada laser akan merangsang reaksi pada mitokondria sel yang memberikan efek terapeutik sesuai dengan tujuan terapi yang dikehendaki.

3) Frekuensi tinggi memfasilitasi jaringan, kelas 1 laser tidak merusak, kelas 2  merusak jaringan setelah 1000,  kontak kelas 3 radiasi langsung merusak mata dan kelas 4 radiasi langsung/tdk langsung, merusak mata dan kulit.

- Fungsi laser : Coagulasi jaringan, Pemotong jaringan, dan Biostimulasi Jaringan.

D.    Neurofisiologi Laser

1.       Micro Tissue Damage untuk proses reparasi jaringan lunak;

1)      iritasi lokal atau segmental

2)      efek vaskular dan selular

2.       Rangsangan pada mitokondria sel menyebabkan sintesis ATP menjadi ADP akan meningkatdan memacu Ferric sulphide redox system (dalam mitokondria)yang akan diikuti oleh peningkatan aktivitas sel-sel magrophage, sel schwann dan firocytes. Dari perubahan aktivitas tersebut secara keseluruhan apan memberikan efek terapeutik yang sesuai dengan tujuan terapi yang dikehendaki. ( Laser Catalyzed Reaction)

3.       Pain depressor, pengurangan rasa nyeri secara cepat akibat pembebasan enzim-enzim endhorpin dan reaktivasi sel-sel macrophage. Disamping itu juga terjadi penurunan oedem, berkurangnya nociceptor sebagai kelanjutan dari perbaikan sistem mikrovaskuler.

E.     Efek yang Dihasilkan oleh Penggunaan Laser

1.      Efek fisiologis yaitu memperlancar metabolik,vasodilatasi darah, dan relaksasi, fasilitasi tipe saraf tebal

2.      Efek Terapeutik antara lain reparasi radang, mengurangi nyeri, dan mengurangi spasme otot superfisial, serta mengatasi gangguan sirkulasi

F.     Indikasi dan kontra-indikasi

Indikasi :

Laser dapat digunakan untuk terapi pada :

1)   Kerusakan atau gangguan pada kulit (dermatological disorder)

2)   Memfasilitasi penyembuhan luka

3)   Mengurangi nyeri

4)   Meningkatkan tensile strength dari bekas luka

5)   Mengurangi jaringan parut

6)   Mengurangi inflamasi, proses penyembuhan tulang dan penyambungan fraktur

7)   Gangguan pada jaringan lunak seperti strain, sprain atau RA

8)   Kelainan kelainan yang merupakan indikasi terapi melalui trigger point

Kontra-indikasi :

1)      Penyinaran langsung pada mata

2)      Sekurang-kurangnya 4-6 bulan setelah pemebrian radioterapi

3)      Kelenjar endokrin (lokal)

4)      Epilepsi, tumor, dan kehamilan.

F.     Aplikasi Laser dalam Fisioterapi

a.       Persiapan penderita dan alat

1)      Untuk mengurangi refleksi energi laser, maka are ayang diobati dibersihkan terlebih dahulu dengan alkohol.

2)      Untuk mengobati area yang luas maka perlu pembagian area sesuai dengan probe laser yang mempunyai penampang kurang lebih 1 cm². Misalnya area yang diobati adalah 4 cm², maka area tersebut dibagi menjadi 4 bagian yang masing masing mempunyai luas area 1cm² dan penempatan atau aplikasi probe harus tegak lurus dengan area yang diobati sehingga memberikan nilai absorbsi yang besar.

3)      Setelah parameter atau pengukuran atau aplikasi ditentukan berdasarkan pembagian section tadi, maka probe diberikan jarak sekitar 15 mm diatas permukaan kulit, namun probe tetap tegak lurus dengan area ayang diobati.

4)      Pada penatalaksanaan terapi, maka probe dapat ditempatkan pada area trigger point dengan gerakan lambat pada seluruh area trigger point (probe yang statis menghasilkan energi densitas 10 kali lebih tinggi).

5)      Pada pengobatan kondisi RA sendi maka kontak probe sebanyak mungkin diletakkan pada garis batas sendi (ruang intra artikular).

b.      Dosis

Pada penatalaksanaan terapi dengan laser, maka penentuan dosis ditentukan oleh faktor-faktor sebagai berikut :

a.       Frekuensi, frekuaensi pengobatan antara 1 kali perhari atau 2-3 kali perminggu, sesuai dengan keadaan patologi dan hasil terapi yang diharapkan.

b.      Energi densitas (J/cm²)

Energi Densitas =Pancaran rata-rataenergi laser (W) x  waktu (sec) area yang disinari (cm2)

 

Namun, secara umum, energi densitas dibagi menjadi :

1)      minimal : 0,05 sampai 2 J/cm², Energi densitas yg lebih rendah digunakan untuk fase akut dan pada jaringan yang hiper sensibilitas seperi saraf dan transplantasi  kulit

2)      submaksimal-maksimal :lebih dari  2 J/cm², Energi densitas yg lebih tinggi digunakan untuk fase sub akut dan kronik dan kerusakan pada otot, tendon, ligamen, dll.

Dibawah ini tampak rata-rata energi densitas  yang dimiliki oleh gelombang laser :

c.       Waktu (time), pada penatalaksanaan terapi dengan laser, maka sebagai pedoman pengambilan waktu adalah 1 menit/cm².

d.      Keadaan patologi dari suatu kondisi, perlu mempertimbangkan faktor stadium dari sduatu kelainan serta aktualitasnnya, struktur jaringan yang dituju, luas area yang diobati, dan kedalamam jaringan yang dituju.

G.    Praktek

1.      Persiapan alat

2.      Persiapan pasien

3.      Teknik pelaksanaan

4.      Evaluasi

BAB III

KESIMPULAN DAN SARAN

A.      Kesimpulan

Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation) merupakan alat yang dapat memancarkan cahaya (gelombang radioelektromagnetik) pada daerah infrared, visible atau ultraviolet, sehingga menghasilkan cahaya yang mempunyai sifat monokromatis (tunggal/hanya satu), koheren, terarah dan brightness (sifat kecerahan tinggi).

B.       Saran

Ketika menggunakan modalitas Laser (Light Amplification by Stimulated Emission of Radiation), perlu memperhatikan factor-faktor dalam penentuan dosis antara lain Frekuensi, Energi densitas, waktu maupun keadaan patologi dari suatu kondisi.

DAFTAR PUSTAKA

Alex, Ward. Biophysical Bases of Electrotherapy. 1997. Butterworth Heinemann. Elsevier.

Djohan Aras. 2015. Cara Belajar Elektroterapi. Makassar

Djohan Aras. 2013. Elektroterapi untuk Fisioterapi. Makassar

Low, John, dkk. Physical Principles Explained. 1997. Butterworth Heinemann. Elsevier.

Prentice ,William E. Therapeutic modalities of Physical Therapy. 2002. The McGraw-Hill Companies, Inc.

Siregar, Haris.dkk. Neurofisiologi . 1995. Bagian Ilmu Faal. Fakultas Kedokteran Universitas Hasanuddin.

Val, Robertson, dkk. Elektroyherapy Explained, Principle and Practice. 1997. Elsevier.

Zebua, R Syukur. Jenis Laser yang Digunakan sebagai Modalitas Fisioterapi. 2011. Medan