SUARA, ULTRA SOUND DAN ENERGI SUARA. Oleh Sugijanto

Energi suara adl vibrasi mekanik yg membentuk glb longitudinal dlm massa. Terjadi pressure peregangan yg menyebabkan displacement molekul dgn gerak osilasi (grk dari dan ke scr reguler) Suara akustik memiliki tekanan 0,01 – 0,03 Pa (pascal=1nm-2)

PRODUKSI SUARA DAN US Suara akustik dihasilkan oleh sirkuit osilator dilewatkan induktan (elektromagnetik) menggetarkan membrane. Generator dengan sirkuit osilator Pada loud speaker. Ultra sound (frek >20.000 Hz) dihasilkan dari piezo electric (PZT) menggetarkan plat metal transducer, Dengan osilator frekwensi tinggi sbg generator. Barium titanate dan lead circonate titanate (PZT) Pada treatment head (transducer)

RESONANSI Bila gelombang mekanik frekwensi tertentu berdekatan dengan massa yang memiliki nila osilasi frekwensi yang sama akan terjadi osilasi paksa = resonansi. Terjadi pada garpu tala Pendengaran terjadi karena resonansi, 20 Hz – 20.000 Hz.

Gerak massa pada gelombang suara merupakan osilasi dengan arah ‘dari dan ke’ Penyebaran suara dengan arah gelombang longitudinal Amplitudo adl ukuran tertinggi dan terendah gelombang. Dikenal sbg intensitas, besarnya energi.

Frekwensi glb suara dan ultra sound

Kecepatan suara Kecepatan suara dlm media tergantung dari hambatan (impedansi akustik) media

Sifat gelombang suara Frekwensi (f) jumlah siklus dlm detik. Audio 20 Hz – 20 kHz, Ultra sound > 20.000 Hz. Panjang gelombang () durasi satu siklus gelombang suara dlm ms. Amplitudo adl ukuran tertinggi dan terendah gelombang. Merupakan besarnya energi glb suara. Kecepatan (v) waktu yang ditempuh gelombang suara dlm detik. Kecepatan dan amplitudo akan berubah bila melalui media tertentu, frekwensi relatif tetap.

Damping suara Akibat hilang energi terjadi penurunan amplitudo secara eksponensial (oleh penyerapan energi dalam media) Penyerapan energi suara diubah menjadi vibrasi melekul (mechanical effect), panas (thermal effect) dan perubahan muatan listrik membrane (piezo lectric effect)

Rintangan suara Hambatan suara dalam media terjadi oleh: Penyerapan energi gelombang: frekwensi tetap, panjang gelombang dan kecepatan berubah. Pemantulan gelombang: Makin besar perbedaan impedansi media makin besar pemantulan. Pembiasan: Makin besar perbedaan impedansi media makin besar pembiasan. Pengaruh pada media tergantung besarnya penyerapan energi.

Acoustic impedance dan refleksi Besarnya penyerapan energi tgt nila acoustic impedance Besarnya pemantulan glb suara tgt perbedaan media

Pengaruh glb suara melalui media jaringan tubuh Hambatan gelb suara dlm media oleh sifat hambatan (impedansi) media. Terjadi penyerapan (absorbsi) energi suara. Molekul dlm media terjadi osilasi (vibrasi) Timbul panas. Impedansi media tergantung kepadatan dan kelenturan media. Makin padat makin besar hambatan. Makin kaku (kurang lentur) makin besar hambatan Tulang > tendon (ujung otot) > ligament (jar ikat sendi) > otot > cairan tubuh

GENERATOR ULTRA SOUND Ultra sound dihasilkan dari generator (sirkuit osilator) frekwensi tinggi. Gelombang listrik osilasi dilewatkan pada kristal piezo electric menghasilkan osilasi mekanik (gelombang mekanik) dgn frekfwensi tetap. Dlm ultra sound therapy f= 1 MHz dan 3 MHz. Dilewatkan membran transducer (treatment head)

Intensitas (amplitudo) dan waktu (durasi) Besarnya amplitudo tergantung dari besarnya energi yg berasal dari amplitudo osilasi (dari sirkuit osilator). Intensitas ultra sound dlm watt/cm2 Berpengaruh pd besarnya vibrasi dlm media Durasi (waktu) adalah jumlah waktu total yng digunakan untuk pengobatan dlm menit. Berpengaruh pd jumlah energi yang dapatr diserap media.

BEAM NON FORMATIO RATE Pd permukaan transducer terjadi interferensi (superposisi) gelombang Terjadi ketidak samaan bentuk amplitudo gelombang US  variasi intensitas. Dikenal sebagai BNR (beam non formatio rate). Nilai tertinggi yg diijinkan 6 kali I.

EFECTIVE RADIATING AREA (ERA) Pd permukaan transducer terjadi emisi glb ultra sound. Luas permukaan transducer yg mengeluarkan gelombang US dikenal sbg ERA (efective radiating area) Era 1cm2 dan 5cm2.