TUJUAN PENELITIAN MANFAAT PENELITIAN BATASAN MASALAH ASUMSI PENELITIAN HUMAN MOTION

commit to user I - 3 1.2 PERUMUSAN MASALAH Perumusan masalah dalam penelitian ini adalah bagaimana kemampuan prosthetic atas lutut model endoskeletal dengan sistem energy storing mekanisme 2 bar untuk membantu aktivitas berjalan cepat pada bidang datar dengan dynamic cycle gait .

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang dicapai dalam penelitian ini yaitu mengetahui kemampuan prosthetic atas lutut model endoskeletal dengan energy storing mekanisme 2 bar dalam menunjang amputee atas lutut ketika melakukan aktivitas berjalan cepat pada bidang datar dengan dynamic cycle gait .

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Manfaat yang dapat diperoleh dari penelitian ini yaitu memberikan rekomendasi dalam pengembangan penelitian prosthetic atas lutut model endoskeletal dengan sistem energy storing .

1.5 BATASAN MASALAH

Agar sasaran dalam penelitian ini tercapai, maka diperlukan batasan- batasan, sebagai berikut: 1. Pengambilan data dilakukan terhadap satu pasien laki-laki usia 49 tahun pengguna prosthetic kaki atas lutut saat berjalan cepat pada bidang datar. 2. Formulasi model fase berjalan cepat pada analisis dynamic cycle gait menggunakan persamaan lagrange of motion .

1.6 ASUMSI PENELITIAN

Asumsi-asumsi yang digunakan dalam penelitian ini, sebagai berikut: 1. Anggota gerak atas dan tubuh kepala, leher, tangan, dan batang tubuh pengguna prosthetic dianggap sebagai beban. 2. Satu siklus gerakan berjalan cepat secara lengkap dibagi menjadi delapan fase gerakan. 3. Gaya dianggap terjadi pada center of mass COM. commit to user I - 4 4. Kajian gerakan berjalan cepat pada penelitian ini tidak memperhitungkan gaya gesek yang terjadi saat aktivitas berjalan cepat.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Penyusunan tugas akhir ini terbagi menjadi beberapa bab yang berisi uraian penjelasan dan dibagi kembali dalam beberapa topik subbab. Secara garis besar, uraian pada bab-bab dalam sistematika penulisan, dijelaskan di bawah ini.

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang perlunya diadakan penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penulisan. Uraian bab ini dimaksudkan untuk menjelaskan latar belakang penelitian sehingga dapat memberikan manfaat sesuai dengan tujuan penelitian dengan batasan-batasan dan asumsi yang digunakan.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi dasar-dasar teori yang menjadi landasan bagi penelitian, baik dari buku, jurnal, maupun berbagai sumber literatur lainnya. Bab ini menjelaskan tentang human motion , human locomotion , keseimbangan gerak, human amputee locomotion , prosthetic atas lutut dan energy storing . BAB III METODOLOGI PENELITIAN Merupakan gambaran terstruktur yang disusun dalam flow chart dari alur pelaksanaan penelitian tugas akhir. Metodologi menguraikan materi penelitian, alat, tata cara penelitian, variabel dan data yang dikaji serta cara analisis yang dipakai untuk menarik kesimpulan. Kerangka metodologi penelitian disusun mulai dari tahap identifikasi permasalahan awal, tahap pengumpulan dan pengolahan data, penentuan usaha work dan energi serta nilai torsi pada setiap joint pengguna prosthetic atas lutut endoskeletal dengan memperhatikan fungsi energy storing . commit to user I - 5 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Menjelaskan proses pengumpulan dan pengolahan data yang diperoleh selama pelaksanaan penelitian, sesuai dengan usulan permasalahan yang diangkat. Data yang dikumpulkan berupa data anthropometri amputee , data dimensi prosthetic endoskeletal dengan energy storing, serta data pengukuran sudut θ gerakan pada ankle , knee dan hip joint saat fase berjalan cepat dalam satu siklus gerakan. Selanjutnya, data yang diperoleh diolah dengan menggunakan pendekatan teori yang relevan dengan pokok permasalahan yang dibahas dalam penelitian.

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Tahap analisis dan interpretasi hasil berisi pembahasan permasalahan yang ada berdasarkan hasil pengumpulan dan pengolahan data yang telah dilakukan pada bab sebelumnya. Bab ini menguraikan hasil pengukuran besarnya usaha work dan energi serta nilai torsi pada setiap joint dalam satu siklus gerakan berjalan cepat pada pengguna prosthetic atas lutut tipe endoskeletal . BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN Merupakan tahap akhir penyusunan laporan penelitian yang berisi uraian pencapaian tujuan penelitian yang diperoleh dari analisis pemecahan masalah maupun hasil pengumpulan data serta saran perbaikan bagi teknologi prosthetic. commit to user II - 1

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Penelitian ini menggunakan konsep biomekanik dan gerakan manusia sebagai landasan teori yang memberikan acuan dalam mengevaluasi masalah yang dibahas dalam penelitian ini. Konsep biomekanik digunakan untuk memodelkan manusia dalam suatu sistem benda jamak yang tersusun dari stick diagram pada setiap joint yang saling terhubung membentuk satu kesatuan. Tinjauan pustaka mengenai gerak anggota tubuh bagian bawah kaki manusia, prinsip gerakan berjalan dan prinsip biomekanik anggota gerak bagian bawah kaki manusia diperlukan untuk mengetahui keseluruhan konsep kajian pendukung penelitian prosthetic endoskeletal atas lutut.

2.1 HUMAN MOTION

Gerak adalah suatu perubahan tempat kedudukan pada suatu benda dari titik keseimbangan awal. Sebuah benda dikatakan bergerak jika benda itu berpindah kedudukan terhadap benda lainnya baik perubahan kedudukan yang menjauhi maupun yang mendekati www.organisasi.org, 2006. Gambar 2.1 Tipe analisis gerakan Sumber: Hamill dan Knutzen , 2009 Gerakan-gerakan yang terjadi pada tubuh manusia bekerja pada garis-garis imaginer yang membagi sumbu tubuh dalam satu titik pusat. Tiga bidang kardinal commit to user II - 2 yang berasal di pusat gravitasi adalah bidang sagital , yang membagi tubuh ke kanan dan kiri; bidang frontal , membagi tubuh ke depan dan belakang, dan bidang melintang, membagi tubuh ke atas dan bawah. Gerakan terjadi di atau sejajar dengan bidang pada sumbu mediolateral bidang sagital , sumbu anteroposterior bidang frontal , atau sumbu longitudinal bidang melintang. Referensi bidang ini penting digunakan untuk menyediakan uraian spesifik dalam suatu gerakan. Gambar 2.2 Posisi anatomi manusia Sumber: Hamill dan Knutzen, 2009

2.1.1 Perspektif Analisis Gerakan Manusia

Perspektif analisis gerakan manusia dapat dibagi dalam dua perspektif yaitu kinetik dan kinematik. Kinematik adalah pengukuran gerakan atau lebih spesifiknya adalah deskripsi geometrik gerakan dalam hal perpindahan, kecepatan dan percepatan. Sistem kinematik digunakan dalam analisis gait untuk mencatat posisi dan orientasi segmen tubuh, sudut pada joint dan kesesuaian linear dan angular kecepatan dan percepatan Whittle, 2007. Menurut Joseph Hamill dan Kathleen M. Knutzen tahun 2009, perspektif analisis kinematik menekankan pada karakteristik gerakan dari sudut pandang spasial dan digunakan dalam waktu yang bersifat sementara temporal tanpa mempedulikan gaya penyebab gerakan. Studi commit to user II - 3 kinematika terdiri atas penguraian gerakan yang menyebabkan seberapa cepat benda bergerak, seberapa tinggi benda bergerak dan berapa jauh perpindahannya. Sehingga posisi, kecepatan dan gerakan adalah perhatian utama pada analisa kinematik. Kinetik adalah area studi yang meneliti gaya yang terjadi pada sistem. Analisis yang dilakukan adalah dengan menguraikan gaya yang menyebabkan gerakan. Hal ini lebih sulit dilakukan dan dipahami karena gaya tidak dapat dilihat, hanya efek dari gaya yang dapat diamati. Evaluasi terhadap gaya yang dihasilkan pada tubuh sangat penting dilakukan, karena bertanggungjawab pada terbentuknya seluruh gerakan dan untuk mempertahankan posisi atau postur tubuh saat kita tidak bergerak.

2.1.2 Gerakan Dasar Anggota Gerak Bawah Manusia

Anggota gerak adalah bagian tubuh yang dipergunakan untuk bergerak dan berpindah tempat. Anggota gerak ini dibagi menjadi anggota gerak atas lengan dan tangan, upperlimb dan anggota gerak bawah tungkai dan kaki, lower limb . Tulang-tulang yang membentuk anggota gerak bawah meliputi tulang panggul oscoxae , tulang tungkai atas femur , tulang kering tibia , tulang betis fibula , tulang pergelangan kaki tarsal bones , tulang telapak kaki metatarsal , dan tulang jari kaki Wibowo, 2005. Gambar 2.3 Tulang dan sambungan anggota gerak bawah Sumber: Whittle, 2007 commit to user II - 4 Menurut Joseph Hamill dan Kathleen M. Knutzen tahun 2009, enam pergerakan dasar terjadi pada berbagai kombinasi di dalam persendian tubuh anggota gerak bawah. Dua pergerakan pertama yaitu flexion dan extension yang terjadi pada mata kaki, ankle , pinggul dan jari kaki. Flexion adalah suatu pergerakan membengkok yang mengurangi sudut relatif persendian antara dua segmen bersebelahan. Sedangkan e xtension adalah suatu gerakan meluruskan yang menambah sudut relatif persendian antara dua segmen bersebelahan seperti memposisikan persendian kembali ke titik nol atau titik acuan. Gambar 2.4 Flexion dan extension Sumber: Hamill dan Knutzen, 2009 Abduksi adalah suatu pergerakan menjauh dari sumbu tengah badan atau ruas tubuh. Memindahkan lengan tangan atau kaki ke luar sisi atau merentangkan jari tangan atau jari kaki adalah contoh abduks i . Sedangkan, aduksi adalah pergerakan kembali segmen tubuh ke arah sumbu tengah badan. Gerakan abduksi- aduksi toes dapat dilakukan atas peran sendi pergelangan kaki dan otot adductor hallucts . commit to user II - 5 Gambar 2.5 Abduksi dan aduksi Sumber: Hamill dan Knutzen, 2009 Dua pergerakan dasar yang terakhir melibatkan perputaran rotasi. Rotasi dapat berupa medial internal atau lateral eksternal. Rotasi hanya berputar kearah kanan dan kiri pada kepala dan batang tubuh. Pada saat posisi dasar awal, perputaran internal atau medial mengacu pada pergerakan suatu segmen dari suatu sumbu vertikal melalui segmen sedemikian hingga permukaan anterior segmen bergerak ke arah sumbu tengah badan selagi permukaan posterior bergerak menjauhi sumbu tengah. Perputaran eksternal atau lateral adalah pergerakan kebalikan dimana permukaan anterior bergerak menjauhi sumbu tengah dan permukaan posterior segmen bergerak ke arah sumbu tengah. Otot yang berperan dalam pergerakan rotasi kaki diantaranya, otot tibialis posterior dimana menggerakkan toes ke sisi medial , sedangkan otot peroneus longus menggerakkan bagian toes ke arah lateral . Pergerakan ini sangat bergantung pada persendian ankle dan subtalar joint. Gambar 2.6 Rotasi persendian lutut Sumber: Hamill dan Knutzen, 2009 commit to user II - 6 2.2 BERJALAN CEPAT Jalan cepat adalah gerak maju dengan melangkah tanpa adanya hubungan terputus dengan tanah. Setiap kali melangkah kaki depan harus menyentuh tanah sebelum kaki belakang meninggalkan tanah. Saat melangkah satu kaki harus berada di tanah, maka kaki tersebut harus lurus atau lutut tidak bengkok dan tumpuan kaki dalam keadaan posisi tegak lurus www.moccasport.com, 2009. Gambar 2.7 Teknik jalan cepat Sumber: www.moccasport.com, 2009 Gambar 2.7 menunjukkan teknik berjalan cepat dimana posisi badan saat bergerak maju cenderung lebih condong ke depan. Posisi kaki saat melangkah lurus ke depan satu garis dengan garis khayal dari badan atau garis khayal di antara kedua ujung kaki jari-jari segaris, tidak ke luar atau ke dalam. pada saat menumpu tumit harus mendarat lebih dahulu terus bergerak ke arah depan secara teratur. Menurut Boonstra 1993, pengukuran berjalan cepat sebagai alat dalam melakukan gait analysis berdasarkan pada asumsi bahwa kecepatan berjalan adalah parameter dasar yang jika diukur secara objektif dapat menunjukkan kemampuan berjalan seseorang. Pada umumnya orang normal berjalan lebih cepat daripada amputee. Kecepatan berjalan amputee dipengaruhi oleh stride length jarak perpindahan dan stride and swing times waktu perpindahan . commit to user II - 7 Menurut Taylor, 1996 kecepatan berjalan diklasifikasikan menjadi 3 jenis yaitu lambat, normal dan cepat dengan masing-masing kecepatan secara berurutan sebesar 4,4 kmjam, 5,1kmjam dan 5,5 kmjam.

2.3 HUMAN LOCOMOTION