Bioakustik membahas bunyi yang berhubungan dengan makhluk hidup, terutama manusia. Dokumen ini menjelaskan tentang gelombang bunyi, mekanisme pendengaran, ultrasonik dalam kesehatan seperti diagnostik dan pengobatan, serta penggunaan alat USG.

1. BIOAKUSTIK
Akustik membahas semua hal yang
berhubungan dengan bunyi,
Bioakustik membahas bunyi yang
berhubungan dengan makhluk hidup,
terutama manusia.
Bahasan bioakustik: proses pendengaran dan
instrumen bunyi

2. • Pengertian gelombang
• Gelombang Bunyi
1. Sifat Gelombang Bunyi
2. Intensitas gelombang bunyi
3.Efek Doppler
4.Mekanisme penerimaan gel bunyi
• Ultrasonik dalam kesehatan
1.Karakteristik gelombang ultrasonik
2. Sifat penyerapan gelombang bunyi
3.Efek gelombang ultrasonik
4.Penggunaan ultrasonik ( Ultrasonik pelengkap diagnostik dan
pengobatan)
• Alat Pendengaran

3. Pengertian Gelombang
• Gelombang merupakan getaran
• Pada gelombang terdapat istilah-istilah:
1. Amplitudo ( A)
2. Panjang gelombang ( )
3. Waktu Perioda ( T)
4. Frekuensi ( f)
5. Cepat rambat gelombang ( V )
• Persamaan yang berlaku pada Gelombang:

Vfatau
T
V
 

4. Gelombang Bunyi
• Terjadinya bunyi :
1. Sumber getar
2. Medium
3. Pendengar
• Berdasarkan frekuensi, bunyi dibedakan dalam 3
kelompok:
1. Infrasonik ( frekuensi dibawah 20 Herz )
2. Audiosonik ( frekuensi 20 – 20.000 Hz)
3. Ultrasonik ( frekuensi diatas 20.000Hz)

5. Frekuensi, kecepatan dan panjang gelombang bunyi
Bunyi dihasilkan oleh benda yang bergetar. Berdasarkan
frekuensinya, getaran digolongkan menjadi 3, yaitu:
 Infrasonik (frekuensi <20 Hz)
 Tak tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya
getaran gempa, tanah longsor dan sebagainya.
 Audio Sonik (frekuensi 20 Hz sampai dengan 20.000 Hz).
 Tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya
suara pembicaraan, suara lonceng dan sebagainya.
 Ultrasonik (frekuensi >20.000 Hz).
 Tak tertangkap oleh indera pendengar manusia, misalnya
getaran yang dihasilkan oleh magnet listrik, getaran kristal
piezo elektrik yang digunakan beberapa instrumen
kedokteran (USG, diatermi dll).

6. COURTESY FROM YOUTUBE

7. Sifat Gelombang Bunyi
• Gelombang bunyi mempunyai sifat:
a. dapat dipantulkan ( refleksi)
b. dapat diserap ( absorpsi )
c. dapat diteruskan ( transmisi )
• Hubungan amplitudo :
21
21
0 ZZ
ZZ
A
AR



21
1
0
2
ZZ
Z
A
AT



8. Penyerapan gelombang bunyi
• Nilai amplitudo bunyi yang menetap pada
jaringan
x
eAA 
 0
Bahan Koef absorpsi Ketebalan
jaringan (cm)
Otot 0,13 2,7
Lemak 0,05 6,9
Otak 0,11 1,2
Tulang 0,4 6,95
Air 2,5 x 10-4 14 x 10 3

9. Intensitas Gelombang Bunyi
• Intensitas gelombang bunyi adalah energi yang melewati
medium 1 m2/s atau watt/m2
• Intensitas: I = ½ Z ( 2πfA)2
• Skala Desible:
Io adalah intensitas ambang, besarnya 10-12 Watt/m2
• Intensitas gelombang bunyi yang masuk ke dalam jaringan:
0
log10
I
I
TI 
x
oeII 2


11. WARNA BUNYI
Suara memiliki karakter yang berbeda-beda
meskipun memiliki frekuensi sama sekalipun.
Hal ini dipengaruhi oleh perubahan tekanan
udara dalam gelombang bunyi.
Karakter suara yang berbeda-beda ini lazim
disebut warna suara atau timbre.

13. Efek Dopler:
Frekuensi bunyi berubah
akibat
perubahan jarak sumber bunyi-pendengar.

14. • Di bidang kedokteran, efek doppler dapat dimanfaatkan untuk
membantu mendiagnosis ada tidaknya trombus/posisi
gumpalan, instrumen menentukan kecepatan aliran darah
dengan mengukur perbedaan frekuensi antara sinyal yang
dipancarkan dan sinyal yang diterima setelah pemantulan dari
sel darah yang bergerak
• Persamaan Efek Dopller:
S
S
P
P f
VV
VV
f




15. Mekanisme Penerimaan Bunyi
• Reseptor bunyi : telinga
• Otak mengumpulkan dan menyatukan
informasi
• Telinga manusia normal mampu mendeteksi
bunyi antara 20 – 20.000 Hz, dengan
sensitivitas tertinggi kisaran 2000-5500 Hz

16. Telinga dan proses pendengaran
Organ yang berperan menerima getaran suara
Getaran tergolong sebagai energi mekanik
Energi mekanik ini diterima dan diolah di dalam
telinga, lalu diubah menjadi energi listrik setelah
diterima oleh reseptor saraf sensorik di organon korti
telinga dalam

18. Proses pengolahan suara oleh telinga:
1. Pada telinga luar
Aurikel (daun telinga) mengumpulkan gelombang suara untuk
diteruskan ke liang telinga. Bandingkan bentuk corong daun telinga
dengan stetoskop serta bandingkan pula fungsinya.
Meatus akustikus eksternus (liang telinga luar) yang areanya lebih
sempit akan meningkatkan intensitas suara dan diteruskan menuju
telinga tengah. Bandingkan pula bentuk dan struktur liang telinga
dengan stetoskop tadi.
Membrana timpani (gendang telinga) sebagai pembatas telinga luar
dan telinga tengah digetarkan dan menguatkan suara. Luas
membrana timpani kira-kira 51 mm2.

19. 2. Pada telinga tengah
Tulang-tulang pendengaran (malleus, inkus dan stapes) menguatkan
suara dengan mekanisme gaya ungkit dan melanjutkannya menuju
pembatas telinga dalam yaitu foramen ovale.
Efek dari gaya ungkit tulang pendengaran terhadap getaran suara
adalah 1,3 kali. Cermati bahwa tulang-tulang pendengaran berawal
dari membrana timpani seluas 51 mm2 dan berakhir pada foramen
ovale dengan luas kira-kira 3 mm2. Dengan demikian getaran suara
yang masuk ke dalam telinga mengalami amplifikasi sebesar:
51/3 x 1,3 = 22 kali

20. 3. Pada telinga dalam
Telinga dalam: kokhlea (rumah siput) dan duktus semisirkularis
(saluran setengah lingkaran).
Di dalam kokhlea terdapat 3 saluran: skala vestibuli dan skala timpani
yang berisi cairan perilimfe, yang akan bergetar meneruskan getaran
dari foramen ovale. Selanjutnya getaran ini akan menggetarkan cairan
endolimfe dan organ korti di skala ketiga (skala media).
Organ korti merupakan sel-sel rambut sebagai reseptor pendengaran.
Dengan kata lain energi mekanik berupa getaran tadi merangsang
reseptor saraf sensorik pendengaran (Nervus VIII) dan diteruskan
sebagai energi listrik menuju otak untuk ditafsirkan.

22. Respon frekuensi telinga
Pada usia muda batas atas masih 20.000 Hz, di usia pertengahan berkurang menjadi
15.000 Hz dan pada usia lanjut menjadi 10.000 Hz. Telinga manusia memiliki sensitifitas
tertinggi pada frekuensi 3.000 Hz yang menimbulkan rasa tidak nyaman, misalnya suara
jeritan atau alarm. Penyebab dari kondisi tersebut adalah kokhlea adalah tabung dengan
panjang 2,5 cm yang tertutup di salah satu ujung.

23. Respon frekuensi telinga dikategorikan sebagai berikut:
•Pada frekuensi rendah telinga sangat tidak sensitif. Frekuensi 20 Hz
membutuhkan intensitas suara kira-kira 1 W/m2.
•Pada frekuensi ambang atas pendengaran, frekuensi 100 Hz membutuhkan
intensitas suara kira-kira 10-10 W/m2.
Pada frekuensi ambang bawah pendengaran, frekuensi 3000 Hz sangat
menusuk

24. Level (dBA) Noise Effect
0 Ambang pendengaran
20 Denyut nadi
30 Detak jam
40 Percakapan tenang
50 Jalanan sepi
70 Hoover in a room
90 Jalanan 7 m
Pemaparan lama
menimbulkan kerusakan
pendengaran
100 Kebisingan pabrik
120 Suara diskotik Batas ketidaknyamanan
140 Pesawat udara 25 m Batas nyeri
160 Rifle close to ear
Merobek membrana
timpani
Skala kebisingan
Kebisingan diukur dengan skala desibel (dB). Berikut ini
merupakan daftar nilai kebisingan dalam berbagai situasi dan
dampak yang dapat timbul.

25. Kehilangan pendengaran
Kehilangan pendengaran dapat teradi akibat:
•Kerusakan mekanis akibat cedera kepala
•Penyakit (penyakit yang menghambat gerakan tulang-tulang
pendengaran dapat diatasi dengan operasi atau menggunakan
alat bantu pendengaran. Penyakit yang merusak saraf menuju
kokhlea sulit diatasi)
•Terpapar pada kegaduhan secara berlebihan (Tinitus dapat
terjadi setelah terpapar kegaduhan konser rock, atau saat distress
ketika tak bias tidur).
•Proses penuaan (proses penuaan menimbulkan penurunan
sensitifitas terhadap suara)

26. Ultrasonik frekuensi diatas 20.000Herz
Mempunyai daya tembus yang sangat besar
Dapat digunakan Untuk :
1.Diagnosa ( Frekuensi 1 – 5 Mhz dan I = 0,01
watt/cm2)
2.Pengobatan ( I = 1 Watt/cm2 )
3.Merusak Jaringan kanker ( I = 1000 Watt/cm2 )

27. Ultrasonik dalam Kesehatan
 Gelombang Bunyi dengan frekuensi diatas 20.000Hz
 Efek Gelombang Ultrasonik:
1. Mekanik
2. Panas
3. Kimia
4. Biologis
 Frekuensi dan daya ultrasonik
1. Untuk diagnostik : Frekuensi 1-5 MHz,
daya 0,01 Watt/cm2
2. Untuk Pengobatan dayanya 1 Watt/cm2
3. Untuk merusak jaringan kanker dayanya 1000 Watt/cm2

28. Penggunaan Ultrasonik Dalam Kesehatan
 Efek Doppler merupakan dasar penggunaan ultrasonik yaitu terjadi
perubahan frekuensi akibat adanya pergerakan pendengar atau
sebaliknya, dan getaran yang dikirim ke tempat tertentu( ke obyek)
akan direfleksi oleh obyek i
 Ultrasonik sebagai pelengkap diagnostik, ada 3 macam metoda:
1. A Scanning, yang dicari besar amplitudo, yaitu mendiagnosa tumor
otak, memberi informasi tentang penyakit mata,tumor retina
2. B Scanning ,disebut bright scanning. Metoda ini banyak digunakan
di klinik karena dapat memperoleh gambaran dua, tiga bahkan
empat dimensi. Mewtoda ini dapat memperoleh informasi struktur
dalam
( hati, lambung, usus, jantung janin), mendeteksi kehamilan,
memberi petunjuk type kista
3. M Scanning,modulasi scanning, untuk memperoleh informasi
gerakan alat-alat , misalnya jantung, timbunan zat cair dalam
kantong jantung.
Kelebihan M Scanning dapat dikerjakan sambil pengobatan
berlangsung

29.  Ultrasonik sebagai Pengobatan
Karena Ultrasonik mempunyai efek kimia dan
biologi, maka dapat digunakan sebagai
pengobatan.
Ultrasonik memberi efek kenaikkan
temperatur dan peningkatan tekanan, efek ini
timbul karena jaringan mengabsorpsi energi
bunyi,maka dipakai sebagai diaterrmi
Ultrasonik sebagai diatermi, intensitas yang
dipakai 1-10 Watt/cm2

30.  USG ( Ultrasonography)
Ultrasonografi medis (sonografi) adalah sebuah
teknik diagnostik pencitraan menggunakan suara
ultra yang digunakan untuk mencitrakan organ
internal dan otot, ukuran mereka, struktur, dan
luka patologi, membuat teknik ini berguna untuk
memeriksa organ. Sonografi obstetrik biasa
digunakan ketika masa kehamilan.

31.  USG adalah suatu alat dalam dunia
kedokteran yang memanfaatkan gelombang
ultrasonik, yaitu gelombang suara yang
memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz –
2000 kHz) yang kemudian hasilnya
ditampilkan dalam layar monitor.
Source picture : Book
“Biomedical Engineering”

32. Ultrasonografi medis digunakan dalam:
* Kardiologi
* Endokrinologi
* Gastroenterologi
* Ginekologi
* Obstetrik
* Urologi
* Intravascular ultrasound
* Contrast enhanced ultrasound

33. Prinsip Kerja
 Gelombang ultrasonik akan melalui proses
sebagai berikut, pertama, gelombang akan
diterima transduser. Kemudian gelombang
tersebut diproses sedemikian rupa dalam
komputer sehingga bentuk tampilan gambar
akan terlihat pada layar monitor. Transduser
yang digunakan terdiri dari transduser
penghasil gambar dua dimensi atau tiga
dimensi.

34. Peralatan USG
 Transduser
 Monitor Monitor yang digunakan
dalam USG
 Mesin USG

35. Source: Book “Biomedical Engineering”

36. JENIS PEMERIKSAAN USG
1. USG 2 Dimensi
Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan
melintang). Kualitas gambar yang baik sebagian besar
keadaan janin dapat ditampilkan.
2. USG 3 Dimensi
Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang
gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil
mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam
hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas.
Begitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. Ini
dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan
janinnya yang diputar).

37. JENIS PEMERIKSAAN USG
 USG 4 Dimensi
Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk
USG 3 dimensi yang dapat bergerak (live 3D). Kalau
gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis,
sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya
dapat “bergerak”. Jadi pasien dapat melihat lebih
jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam
rahim.
 USG Doppler
Pemeriksaan USG yang mengutamakan
pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat.