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