FISIKA KEDOKTERAN VISKOSITAS DARAH JUN 25.pptx

Kuliah aplikasi fisika kedoktran dalam praktek pelayanan kesehatan

1. VISKOSITAS DARAH DAN ASPEK MEDISNYA

2. Viskositas Darah dan Aspek Medisnya (Lili Irawati, 2010) Presentasi ini akan membahas viskositas darah dan faktor-faktor yang memengaruhinya, serta aplikasinya dalam Hukum Poiseuille. Memahami kekentalan darah sangat penting untuk mengetahui bagaimana darah mengalir ke seluruh tubuh dan dampaknya pada kesehatan. Darah mengalir terus-menerus untuk menjamin suplai oksigen dan nutrisi ke organ tubuh. Aliran ini didukung oleh jantung dan sistem pembuluh darah. Darah terdiri dari plasma dan sel-sel darah, yang menyebabkan gesekan internal dan sifat viskositas. Presented by….

3. Faktor-faktor yang Memengaruhi Viskositas Darah Hematokrit Peningkatan hematokrit (persentase sel darah merah) akan meningkatkan viskositas darah secara signifikan. Suhu Tubuh Ketika suhu tubuh naik, viskositas darah akan menurun, dan sebaliknya. Perubahan suhu ekstrem dapat memengaruhi aliran darah. Kadar Protein Plasma Peningkatan kadar protein plasma akan meningkatkan viskositas, meskipun pengaruhnya tidak sebesar hematokrit. Kecepatan Aliran Darah Viskositas darah meningkat drastis saat kecepatan aliran darah menurun, terutama di pembuluh kecil. Diameter Pembuluh Darah Pada diameter pembuluh darah kurang dari 1,5 mm, efek viskositas jauh lebih sedikit, dikenal sebagai efek Fahraeus-Lindqvist.

4. FLUIDA = zat alir Zat cair GAS - Molekul terikat secara longgar tapi berdekatan Tekanan yang terjadi karena gaya grafitasi Tekanan terjadi tegak lurus bidang Molekul bergerak bebas dan saling bertumbukan Tekanan akibat tumbukan antar molekul Tekanan terjadi tidak tegak lurus bidang

5. Aplikasi pada Hukum Poiseuille “ Kecepatan aliran darah bergantung pada radius, ketika radius meningkat dua kali lipat maka kecepatan aliran darah meningkat menjadi 16 kali”. “ Demikian juga ketika radius dibuat lebih kecil , kecepatan aliran menurun secara drastis seperti penebalan pada dinding arteri , akan menurunkan kecepatan aliran darah seperti pada angina pectoris, penyebab tersering adalah arteriosclerosis”.

6. ALIRAN ZAT CAIR MELALUI PEMBULUH DARAH F A P 1 P 2 Hukum Poiseuille : Cairan yang mengalir melalui suatu pipa kecepatannya berbanding lurus dengan penurunan tekanan dan pangkat empat jari-jari Untuk menjelaskan mengapa penderita usia lanjut mengalami pingsan Mengapa daerah ujung suhunya dingin.

7. Macam aliran darah Laminar : darah mengalir dengan kece - patan tetap melalui pembuluh darah yang panjang dan licin , darah mengalir dalam aliran laminar, dengan setiap lapisan darah tetap berjarak sama dari dinding . Turbulen : Ketika kecepatan aliran darah menjadi terlalu besar , sewaktu melewati suatu obstruksi di pembuluh , sewaktu aliran berbelok tajam , atau sewaktu mengalir melalui permukaan kasar , aliran dapat menjadi turbulen dan tidak laminar

8. Aliran Darah Laminar dan Turbulen Aliran Laminar Darah mengalir dalam lapisan-lapisan yang tetap dan sejajar, dengan bagian sentral bergerak paling cepat. Ini terjadi pada pembuluh darah yang panjang dan licin. Aliran Turbulen Terjadi ketika kecepatan aliran terlalu tinggi, melewati obstruksi, atau berbelok tajam. Darah mengalir melintang dan membentuk pusaran (aliran eddy), meningkatkan hambatan aliran. Kecenderungan turbulensi diukur dengan bilangan Reynold (Re). Jika Re melebihi 2000, turbulensi dapat terjadi bahkan di pembuluh lurus. Ini sering terjadi di arteri besar seperti aorta.

9. Hasil Rumus Poiseuille Aorta Kapiler Vena cava Kecepatan 30 cm/s 1 mm/sec 5 cm/s 3 cm 2 Luas 600 cm 2 18 cm 2 Pertukaran O 2 dan CO 2

10. Hukum Poiseuille dan Aliran Darah Hukum Poiseuille menjelaskan laju aliran darah dalam pembuluh. Kecepatan aliran darah bergantung pada radius pembuluh; jika radius meningkat dua kali lipat, kecepatan aliran meningkat 16 kali. Sebaliknya, jika radius mengecil, kecepatan aliran menurun drastis. Penebalan dinding arteri, seperti pada arteriosklerosis, dapat mengurangi radius efektif pembuluh, menyebabkan penurunan kecepatan aliran darah. Ini dapat memicu angina pektoris, ditandai nyeri dada saat aktivitas fisik. Obat seperti nitrogliserin dapat merelaksasi otot dinding arteri, memperbesar radius, meningkatkan laju aliran darah, dan mengurangi beban jantung.

11. Resistensi Pembuluh Darah Aliran darah melalui pembuluh dipengaruhi oleh perbedaan tekanan (DP) dan hambatan (resistensi). Resistensi adalah hambatan terhadap aliran darah yang tidak dapat diukur langsung, dipengaruhi oleh diameter pembuluh darah dan viskositas darah. Diameter Pembuluh Vasodilatasi (peningkatan diameter) menurunkan resistensi, sedangkan vasokonstriksi (penurunan diameter) meningkatkan resistensi. Viskositas Darah Viskositas sebagian besar dipengaruhi oleh hematokrit. Semakin tinggi viskositas, semakin tinggi resistensi pembuluh darah.

12. Tahanan terhadap debit zat cair Efek panjang Pembuluh Terhadap debit Makin panjang pembuluh, diameter sama, zat cair akan mendapat tahanan semakin besar, maka debit zat cair akan lebih besar pada pembuluh yang pendek. Panjang = 3 Panjang = 2 Panjang = 1 1 ml/min 2 ml/min 3 ml/min

13. Efek diameter pembuluh Kecepatan aliran zat cair makin cepat pada diameter yang pembuluhnya makin besar d = 1 1 ml/min d = 2 16 ml/min d = 3 256 ml/min

14. Viskositas Darah dan Koefisiennya Viskositas adalah gaya gesekan internal antara molekul-molekul fluida dalam pembuluh darah. Pada zat cair, viskositas disebabkan oleh gaya kohesi. Dalam pembuluh darah silinder, lapisan paling luar diam, sementara bagian sentral bergerak paling cepat, membentuk profil kecepatan parabolik. Tingkat kekentalan fluida dinyatakan dengan koefisien viskositas (η). Semakin kental fluida, semakin besar gaya tarik yang dibutuhkan. Satuan SI untuk koefisien viskositas adalah Ns/m² atau Pa.s.

15. Efek kekentalan Semakin kental zat cair semakin besar tahanan terhadap dinding pembuluh, sehingga dapat ditentukan konsentrasi sel darah merahnya. air 1 cm plasma 1,5 cm darah 3,5 cm Pada darah normal kekentalan 3,5 kekentalan air. Kekentalan 1 ½ kali diatas normal kekentalan 2 kali air. Kekentalan 70 kali di atas normal kekentalan 20 kali air Note :

16. Koefisien Viskositas Berbagai Fluida Tabel berikut menunjukkan koefisien viskositas untuk berbagai fluida pada suhu yang berbeda. Darah memiliki viskositas yang lebih tinggi dibandingkan air, dan plasma darah memiliki viskositas yang lebih rendah dari darah keseluruhan. Fluida Temperatur (°C) Koefisien Viskositas, η (Pa.s) Air 1,8 x 10-3 Air 20 1,0 x 10-3 Darah (keseluruhan) 37 4,0 x 10-3 Plasma Darah 37 1,5 x 10-3 Oli Mesin (SAE 10) 30 200 x 10-3 Gliserin 20 1500 x 10-3 Viskositas darah normal adalah 4-5 kali viskositas air, sedangkan viskositas plasma darah adalah 1,5 kali viskositas air.

17. Dampak Hematokrit pada Viskositas Hematokrit adalah faktor paling penting yang memengaruhi viskositas darah. Semakin tinggi persentase sel darah merah, semakin besar gesekan internal antar lapisan darah, yang meningkatkan viskositas secara signifikan. Pada hematokrit normal (40-45%), viskositas darah relatif adalah 4-5 mPa.s. Peningkatan hematokrit hingga 60-70% (polisitemia) dapat meningkatkan viskositas darah hingga 10 kali lipat dari air, meningkatkan risiko trombosis dan emboli, serta beban kerja jantung.

18. Efek tekanan terhadap debit Aliran air mengalir dari tekanan tinggi ke rendah. Aliran air sebanding terhadap perbedaan tekanan 1 ml/min 2 ml/min 3 ml/min

19. BUNYI JANTUNG Stetoskop  vibrasi jantung dan pembuluh darah besar Karena aliran laminer dan turbulensi. Hubungan EKG, bunyi jantung, ventrikel kiri dan tekanan aorta Tekanan aorta Tekanan ventrikel Suara jantung EKG Time Tekanan

20. Tekanan Darah Jumlah darah orang dewasa 4,5 liter Dlm 1 kali kontraksi jantung terpompa 80 ml darah permenit beredar satu siklus dalam tubuh. Dlam sirkulasi darah 80 % sirkulasi sistemik 20 % sirkulasi paru-paru 20 % di arteri 10 % di kapiler 70 % di vena 7 % di kapiler paru-paru 93 % di arteri dan vena paru-paru

21. TEKANAN DARAH SISTEMIK 120 95 80 Sistolik Diastolik Tek rata-rata t P TEKANAN ARTERI PARU-PARU 30 20 10 Sistolik Diastolik Tek rata-rata t P Tekanan rata-rata Menentukan banyaknya darah yang mengalir tiap satuan waktu

22. MEMBRAN KENYAL Terdapat pada Pembuluh darah, lambung, usus, alveoli dll. Bentuknya : Silinder Bola ( gelembung ) R T ( tegangan ) P

23. Alat Ukur Tekanan Zat Cair Tonometer Untuk mengukur tekanan intra okuler  penderita glaukoma Harga normal tekanan intraokuler 12 – 23 mm Hg Sistometer Untuk mengukur tekanan kandung kencing. Terdiri dari pipa kapiler yg mengandung skala cm H 2 O, terhubung ke jarum melalui pipa karet. Perbandingan : Orang dewasa 30 cm H 2 O pada penedrita prostat hipertropi mencapai 100 cm H 2 O baru terjadi pengeluaran kencing.

24. MEKANISME PARU-PARU Terdapat pleura viseralis yang menjadi satu dgn jaringan Paru-paru , diluarnya terdapat pleura parietalis. Ruang pleura viseralis dan pleura parietalis adl ruang intrapleural pleura viseralis pleura parietalis ruang intrapleural

25. pleura viseralis pleura parietalis ruang intrapleural Jika Piston ditarik maka volume di ruang intrapleural meningkat sedang Mengalami penurunan tekanan. Pada penyakit fibrosis paru-paru ( pembentukan jaringan pada paru-paru ) Piston ditarik pernya lemah sehingga perubahan tekanan kecil  kompliansi Orang dewasa 0,18 – 0,27 liter/cm H 2 O

26. Komponen udara Inspirasi ; 80 % N 2 , 19 % O 2 dan 0,04 % CO 2 Ekspirasi ; 80 % N 2 , 16 % O 2 dan 4 % CO 2

27. Kesimpulan dan Implikasi Medis 1 Definisi Viskositas Viskositas adalah gaya gesekan internal molekul fluida dalam pembuluh darah silinder. 2 Hukum Poiseuille Penebalan dinding arteri dapat menurunkan kecepatan aliran darah, menyebabkan angina pektoris akibat arteriosklerosis. 3 Nilai Viskositas Normal Viskositas darah normal 4-5 kali viskositas air; plasma darah 1,5 kali viskositas air. 4 Faktor Pengaruh Utama Hematokrit, suhu tubuh, kadar protein plasma, kecepatan aliran darah, dan diameter pembuluh darah adalah faktor-faktor kunci. Memahami viskositas darah sangat penting untuk diagnosis dan penanganan kondisi medis yang memengaruhi aliran darah dan kesehatan kardiovaskular.

28. TERIMAKASIH