4 Electrogoniometer Rf

Gambar 3.4 Electrogoniometer Rf

d. Lembar pengamatan untuk mencatat data hasil pengukuran.

3.3 PENGOLAHAN DATA

Hasil perhitungan dan pengolahan data merupakan tahap menghitung gaya dan momen dari masing-masing model prosthetic eksoskeletal, endoskeletal merk Regal dan endoskeletal model pengembangan untuk menentukan prosthetic yang memiliki besar gaya dan momen yang seimbang. Adapun langkah-langkah pengolahan data, yaitu:

1. Menghitung gaya dan momen pada masing-masing prosthetic eksoskeletal, endoskeletal model pengembangan dan endoskeletal merk Regal dengan menggunakan dasar biomekanika. Perhitungan gaya dan momen dilakukan berdasarkan data yang telah dikumpulkan pada masing-masing fase gerakan pada waktu pengguna prosthetic bawah lutut menggunakan masing-masing model prosthetic secara bergantian. Perhitungan meliputi gaya dan momen yang bekerja pada persendian hip, knee, dan ankle baik kaki normal maupun kaki prosthetic.

2. Pengukuran keseimbangan gaya dan momen pada masing-masing prosthetic bawah lutut. Perbandingan prosthetic ini dilakukan antara model prosthetic eksoskeletal, endoskeletal merk Regal dan endoskeletal model pengembangan

dimana perbandingannya dilakukan pada

3.4 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL PENELITIAN

Pada tahap analisis dan interpretasi hasil penelitian dilakukan analisis perbandingan antara gaya dan momen yang muncul pada gerakan jalan untuk masing-masing prosthetic baik prosthetic eksoskeletal, endoskeletal merk Regal maupun endoskeletal pengembangan dan dilakukan analisis apakah gaya dan momen yang muncul mendekati gaya dan momen yang bekerja pada manusia normal. Selain itu juga dianalisis keseimbangan gaya dan momen yang muncul pada masing-masing model prosthetic sehingga diketahui desain prosthetic bawah lutut terbaik bagi amputee .

3.5 KESIMPULAN DAN SARAN

Bagian terakhir penelitian berisi kesimpulan yang menjawab tujuan akhir dari penelitian berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data yang telah dilakukan serta rekomendasi jenis prosthetic yang memiliki keseimbangan terbaik saat digunakan dalam gerakan berjalan.

4.1 PENGUMPULAN DATA

Proses pengumpulan dan pengolahan data meliputi proses pengukuran anthropometri dari pengguna prosthetic kaki bawah lutut, pengukuran dimensi prosthetic kaki bawah lutut, komponen ankle joint, memodelkan fase gerakan berjalan dari pengguna prosthetic bawah lutut.

4.1.1 Data Anthropometri Pengguna Prosthetic Bawah Lutut

Data awal merancang prosthetic kaki bawah lutut dari identitas pengguna, yaitu: Nama

: Ngadirin

Jenis kelamin

: Laki-laki

Tinggi badan

: 162 cm

Berat prosthetic

: 2,212 kg

Tempat tanggal

: Boyolali, 16 Mei 1976

lahir Riwayat amputasi : Kecelakaan lalu lintas Kaki amputasi

: Kaki kanan bawah lutut dengan panjang stump kaki 16,5 cm Jenis prosthetic

: Bawah lutut model eksoskeletal dengan socket quardrilateral Berat badan

: 52,2 kg (tanpa prosthetic)

Gambar 4.1 Pengukuran anthropometri pengguna prosthetic bawah lutut

Pengukuran antropometri pengguna prosthetic kaki bawah lutut dilaksanakan di Laboratorium Sistem Perancangan Kerja dan Ergonomi Jurusan Teknik Industri UNS.

Tabel 4.1 Anthropometri pengguna prosthetic Badan

Tinggi pengguna prosthetic 162 cm

Lingkar pelvis 83,5 cm Lingkar dari tronchanter to anterior midline

80 cm Stump length

16,5 cm

Paha

Data ischial tuberosity (SB saat berdiri) 54,5 cm Tibial plateau (KB saat berdiri)

43,5 cm

Lutut

Knee widht saat duduk 9,5 cm Top of knee (puncak sendi lutut saat

duduk) 43 cm

Betis

Tibial plateau (KB saat berdiri) 43,5 cm Calf circumference (lingkar calf)

34,5 cm Tinggi calf circumference

30 cm Ankle circumference (lingkar mata kaki)

26 cm Tinggi ankle circumference

8,5 cm

Sepatu

4.1.2 Pengukuran Dimensi Ketiga Prosthetic Bawah Lutut

Data pengukuran dimensi ketiga prosthetic kaki bawah lutut yang digunakan dalam pengujian, yaitu:

Tabel 4.2 Dimensi prosthetic kaki bawah lutut

No. Keterangan

Eksoskeletal

Tipe Pengembangan

Merk Regal

1. Berat

1436 gram 2. Force

--- 4. Tinggi strap V frame

3. Tinggi prosthetic 43 cm

48 cm 6. Foot (Telapak Kaki)

5. Tinggi total prosthetic 68 cm

4.1.3 Model Prosthetic Bawah Lutut

Desain prosthetic yang diukur dalam penelitian ini ada tiga jenis, yaitu satu desain eksoskeletal dan dua desain endoskeletal yang berbeda. Desain endoskeletal terdiri dari tiruan Otto Bock (Merek Regal buatan Taiwan) dan pengembangan dengan ankle joint sistem double axis.

1. Prosthetic Yang Digunakan Oleh Pengguna (Prosthetic Eksoskeletal)

Model prosthetic eksoskeletal bawah lutut yang digunakan oleh pengguna pada saat diteliti terdiri dari bagian komponen fork strap, thigh corset , socket, shank (betis), dan SACH foot.

Gambar 4.2 Prosthetic bawah lutut yang digunakan pengguna pada saat diteliti

Prosthetic eksoskeletal memiliki korset paha yang memberikan kekuatan pada anteroposterior stump-socket. Pengguna prosthetic bawah lutut dipasangkan korset paha dengan check strap (penyangga paha belakang), akibatnya pengguna bergantung pada gerakan mekanis penyangga (check strap) paha belakang dan dapat menahan extensi lutut. Mekanika check strap memberikan ketahanan total pada reaksi lantai dengan penyesuaian stump secara bebas dalam socket. Hal tersebut menunjukkan penyesuaian yang tepat dari korset paha, batang sisi, dan check strap memungkinkan untuk modifikasi pola tekanan hubungan anteroposterior stump–socket.

Gambar 4.3 Fork strap dan thigh corset Gambar 4.3 Fork strap dan thigh corset

SACH foot terdiri dari kayu dan ditempelkan pada material karet. Kepadatan tumit baji sepatu dapat divariasi antara lembut, medium dan keras disesuaikan menurut karakteristik gaya berjalan, tingkatan aktivitas, umur, berat, dan pilihan orang yang diamputasi. SACH foot dapat digunakan oleh pengguna sekitar dua tahun sampai tiga tahun sebelum diganti, jika tidak rusak sebelum waktunya. Keputusan mengganti telapak kaki ditentukan oleh kondisi kerusakan struktural pada telapak kaki, pecahnya material, pertimbangan warna kosmetik, dan perubahan kondisi kesehatan atau permintaan pasien.

Gambar 4.5 SACH foot

Meskipun, kelemahan dari model prosthetic eksoskeletal tidak mampu meng-akomodasi pada bidang permukaan yang tidak rata atau bergelombang, seperti bidang tanah yang berbatu. Prosthetic jenis ini tidak terdapat komponen yang disebut dengan ankle joint yang merupakan bagian penghubung SACH foot dengan shank (betis). Bagian ankle joint ini dirancang mempunyai kemampuan melakukan gerakan flexi dan extensi.

pada proses produksi prosthetic dan inovasi teknologi pada produk atau komponen prosthetic. Pengembangan model prosthetic bawah lutut dalam penelitian ini dapat dilihat pada prosthetic endoskeletal baik tiruan Otto Bock merk Regal buatan Taiwan dan hasil pengembangan prosthetic yang sudah ada dipasaran.

a. Tipe prosthetic endoskeletal buatan Taiwan merek Regal

Desain prosthetic endoskeletal pada bagian shank berupa metal pylon. Tujuannya adalah agar kekuatan gaya berat tubuh pengguna dapat distribusikan pada kaki prosthetic secara merata pada saat berjalan. Fungsi metal pylon pada bagian shank untuk menggantikan fungsi tulang pada betis kaki.

Gambar 4.6 Ankle joint dengan sistem double axis

Prosthetic endoskeletal ini memiliki ankle joint dengan sistem double axis yang memungkinkan bagian ankle melakukan gerakan flexi dan extensi. Sehingga memungkinkan pengguna mengarahkan kaki secara baik. Desain ankle joint yang terdiri dari poros pengatur gerakan yang dihubungkan dengan bahan setengah lingkaran yang berfungsi sebagai penahan atau pengendali putaran dari poros pada saat melakukan gerakan flexi dan extensi dari telapak kaki. Titik tumpuan adaptor dibagian

Gambar 4.7 Ankle joint dengan double axis yang dikembangkan Regal

Komponen ankle joint yang ditempatkan pada bagian depan SACH foot untuk melakukan gerakan flexi dan extensi masih mengandalkan dari kelenturan atau fleksibilitasan bahan SACH foot. Bahan yang digunakan untuk menahan getaran ditempatkan dibagian belakang ankle joint dalam menjaga kefleksibilitasan menggunakan bahan karet plastik.

Gambar 4.8 Desain ankle joint dengan double axis

Gambar 4.9 Komponen penyambung ankle joint dengan shank Gambar 4.9 Komponen penyambung ankle joint dengan shank

Kelemahan dari model prosthetic endoskeletal yang diproduksi oleh Manufaktur Regal buatan Taiwan, posisi gerakan flexi dan extensi pada bidang SACH foot masih terbatas dalam kepekaan pada saat adanya tekanan dari atas.

b. Tipe prosthetic endoskeletal model pengembangan 2009

Desain shank pada prosthetic endoskeletal pengembangan ini menggunakan metal pylon. Ankle jointnya memiliki sistem yang sama dengan sistem dari model merk Regal, yaitu menggunakan sistem double axis dengan pengembangan di tahun 2009. Beberapa kelebihan hasil ankle joint yang dikembangkan yaitu sifat link dan joint komponen lebih sederhana, adanya bagian yang bergerak, tidak memerlukan pemeliharaan, memberikan penampilan yang lebih menarik, tenang saat digunakan, dan mudah menyesuaikan untuk sepatu high-heel.

Gambar 4.10 Sistem double axis pada prosthetic pengembangan

Gambar 4.11 Komponen ankle joint dengan kemampuan double axis

Setiap bagian komponen prosthetic kaki bawah lutut dirancang dalam satu modular yang lebih sederhana untuk memenuhi aspek kesederhanaan produk (simplicity). Komponen link dan joint dari pergerakan mata kaki dapat dibuat masal dengan aspek keterulangan (reproductability). Bagian penopang komponen link dan joint dari ankle joint berfungsi sebagai stabilizer pergerakan pada mata kaki, juga dapat dibuat Setiap bagian komponen prosthetic kaki bawah lutut dirancang dalam satu modular yang lebih sederhana untuk memenuhi aspek kesederhanaan produk (simplicity). Komponen link dan joint dari pergerakan mata kaki dapat dibuat masal dengan aspek keterulangan (reproductability). Bagian penopang komponen link dan joint dari ankle joint berfungsi sebagai stabilizer pergerakan pada mata kaki, juga dapat dibuat

Gambar 4.12 Prosthetic pengembangan dengan sistem double axis

c. Penggerak ankle joint dengan sistem double axis

Bagian-bagian pada ankle joint pada prosthetic bawah lutut yang meliputi ankle adaptor sebanyak 1 buah, rool joint sebanyak 1 set, flat rool joint support sebanyak 2 buah, pegas gerakan flexi sebanyak 1 buah, pegas gerakan extensi sebanyak 1 buah, as vertikal untuk menghubungkan dengan ankle adaptor dengan SACH foot sebanyak 1 buah dan penguat pada SACH foot sebanyak 2 buah.

Gambar 4.13 Komponen prosthetic pengembangan

Komponen pada link dan joint pada ankle foot dengan komponen adaptor dan SACH foot dapat membantu penguna saat melakukan gerakan berjalan pada fase stance. Komponen roll joint pada bagian knee adaptor pada desain ankle join memungkinkan bagian ankle joint dapat melakukan

gerakan flexi dan extensi dengan sudut ankle ( θ 3 ) sekitar 8º. Bagian komponen rool joint juga dapat diproduksi masal dengan aspek mampu keterulangan (repr-ductability) pada desain komponennya.

Gambar 4.14 Komponen sistem double axis pada prosthetic pengembangan Gambar 4.14 Komponen sistem double axis pada prosthetic pengembangan

4.1.4 Fase Dalam Siklus Berjalan

Dua fase penting dalam gerakan jalan yaitu fase berdiri (stance fase) dan fase mengayun (swing fase). Kaki berada pada fase berdiri saat kaki menapak atau bersinggungan dengan lantai, kaki berada pada fase mengayun adalah saat kaki tidak bersinggungan dengan lantai.

Gambar 4.15 Double support dan single support

Pada saat kaki melangkah pasti ada fase dimana kedua kaki menumpu pada lantai (double support). Pada fase ini berat badan ditransfer ke 2 kaki, fase ini relatif sebentar dibandingkan fase yang lain. Stride length merupakan jarak linear antara point saat telapak kaki dari salah satu kaki menapak dengan point selanjutnya saat telapak kaki yang sama menapak

Pengguna prosthetic kaki untuk amputasi bawah lutut dibagi dalam tiga kondisi berjalan yaitu saat kontak tumit, selama penyerapan goncangan dari tahap midstance, selama tahapan push-off. Fase berjalan pada pengguna prosthetic kaki bawah lutut dimulai dengan fase heel contac, foot flat, midstance point, heel off, toe off dan diakhiri dengan swing.

Data berupa video aktivitas berjalan oleh pengguna prosthetic digunakan untuk mengambil data gambar fase berjalan. Hal ini dilakukan dengan meng-capture gambar enam fase dari video yang didapat. Hasil capture data video untuk fase berjalan dapat dilihat pada gambar 4.16.

Gambar 4.16 Fase berjalan dari pengguna prosthetic bawah lutut

Pada kontak tumit langsung, jangka pendek sekitar 5% dari siklus berjalan, stabilitas lutut dijaga dengan extensi aktif dari sendi pangkal paha. Hanya terjadi sedikit perbedaan dari fase berjalan bagi penguna prosthetic kaki bawah lutut dengan kondisi normal yaitu saat gerakan

4.2 PEMODELAN BIOMEKANIKA PADA PENGGUNA PROSTHETIC BAWAH LUTUT

Pada gerakan jalan yang terpenting adalah keseimbangan dari pengguna. Gerakan ini memperlihatkan bagaimana kedua kaki saling menyeimbangkan berat tubuh dalam pergerakan berpindah dari satu posisi ke posisi berikutnya. Pengguna prosthetic bergerak dengan memperlihatkan bagaimana prosthetic ini dapat menyeimbangkan dalam berjalan sehingga prosthetic dapat dinyatakan nyaman dipakai. Pergerakan berjalan berpindah dari satu posisi ke posisi berikutnya dapat dinyatakan dalam gaya dan momen inersia.