10

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Osteoarthritis

Osteoarthritis (OA) merupakan penyakit sendi degeneratif kronis

yang menyerang struktur kartilago sendi secara perlahan hingga

menimbulkan gangguan dampak pada tulang, jaringan lunak, dan cairan

synovial di sekitarnya (Goodman & Fuller, 2009).

Berdasarkan jenisnya, Osteoarthritis dibagi menjadi dua golongan

yaitu : Osteoarthritis Primer dan Osteoarthritis Sekunder. OA Primer adalah

jenis OA yang tidak diketahui penyebabnya dan alur terjadinya proses

degenerasi sendi diasosiasikan dengan adanya defek pada kartilago sendi.

Sedangkan, untuk OA Sekunder memiliki penyebab yang pasti, yang mana

dihasilkan oleh trauma, infeksi, hemarthrosis, osteonecrosis, dan beberapa

kondisi lainnya (Goodman & Fuller, 2009)

Gambar 2.1 Osteoarthritis

Sumber : Goodman & Fuller (2009)

11

Osteoarthritis (OA) merupakan kelainan sendi degenratif kronis

yang umumnya terjadi akibat respon terhadap perubahan fisiologis penuaan

dan pada umumnya terjadi pada sendi-sendi besar atau sendi-sendi yang

menumpu berat badan (Akinpelu et al, 2009). Berdasarkan data yang

diperoleh dari American College of Rheumatology 2012 menyatakan bahwa

kasus OA paling banyak terjadi pada regio tangan (hand), panggul (hip), dan

lutut (knee) (Hochberg et al., 2012). Dinyatakan bahwa ketiga region tersebut

merupakan bagian tubuh yang paling banyak mengalami pembebanan selama

proses kehidupan.

2.1.1 Osteoarthritis Genu

Osteoarthritis Genu merupakan penyakit sendi degeneratif kronis

yang mengenai persendian lutut. Prevalensi terjadinya OA lutut adalah

berkisar 23,3% pada usia 50-59 dan 25,5% pada usia 60-69 tahun.

Beberapa studi telah mempelajari beberapa faktor resiko penyebab

terjadinya Osteoarthritis Genu pada kelompok populasi Caucasians.

Beberapa faktor resiko yang paling umum diantara meliputi umur, jenis

kelamin, obesitas, riwayat operasi lutut ataupun riwayat trauma lutut, atau

beberapa pekerjaan yang memerlukan pembebanan besar seperti angkat-

angkut, berlutut, dan squat (Jensen, 2008, Felson, 2004). Di mana di antara

faktor resiko ini yang paling mempengaruhi adalah umur serta obesitas.

Namun hal ini juga bergantung pada penyebaran demografis dan sosial

budaya yang berbeda-beda seperti pada populasi yang memerlukan aktivitas

berjalan dalam jangka waktu lama dan pada medan yang berat (Jensen, 2008).

12

2.1.2 Anatomi Biomekanik pada Osteoarthritis Genu

Sendi lutut merupakan sendi yang paling besar dan kompleks pada

tubuh manusia. Sendi lutut didesain untuk mobilitas dan stabilitas. Sendi lutut

berfungsi untuk menopang tubuh ketika berdiri dan berjalan. Selain berjalan,

lutut juga merupakan unit fungsional primer dalam aktivitas yang

memerlukan pembebanan seperti memanjat, duduk, berdiri, melompat, dan

lain-lain (Sudaryanto & Anshar, 2011).

Sendi lutut terbentuk oleh Tibiofemoral joint dan Pattelofemoral

joint. Kemudian dilapisi oleh kapsul sendi yang lentur, dan disertai beberapa

jaringan konektif seperti bursa (suprapatellaris, subpopliteal, dan bursa

gastrocnemius) dan ligamen-ligamen yang memperkuat dan membantu

stabilitas sendi lutut seperti ligament collateral medial, ligament collateral

lateral, ligament popliteal oblique, ligament cruciatum anterior, ligament

ligament cruciatum posterior, ligament tranversal, serta traktus iliotibialis

(Neumann, 2009).

Pada sendi tibiofemoral dibentuk oleh tulang tibia dan femur dan

membentuk biaxial modified hinge joint. Pada ujung permukaan tulang femur

dilapisi oleh kartilago hyaline, dan pada ujung permukaan tulang tibia dilapisi

oleh kartilago hyaline dan dilapisi oleh jaringan fibrokartolago yang

membentuk meniskus. Kartilago hyaline ini berfungsi untuk mengurangi gaya

friksi antar kedua permukaan tulang selama terjadinya gerakan pada sendi

lutut dan meniskus berfungsi memperbaiki kongruenitas dan sebagai shock

absorber antara kedua permukaan sendi (Sudaryanto & Anshar, 2011).

13

Sendi lutut diperkuat oleh grup otot besar yang berfungsi sebagai

penggerak utama dan juga berfungsi untuk stabilitas aktif sendi lutut.

Beberapa grup otot tersebut adalah otot quadriceps femoris dan otot

hamstring. Otot quadriceps terdiri dari otot rectus femoris, vastus lateralis,

vastus medialis, dan vastus intermedius. Sedangakan otot hamstring terdiri

dari otot biceps femoris, semimembranosus, dan semitendinosus. Otot

quadriceps berfungsi sebagai ekstensor sendi lutut dengan arah tarikan yang

berbeda-beda setiap bagian otot, sedangkan otot hamsting berfungsi utama

untuk fleksor sendi lutut.

Gambar 2.2. Arah tarikan otot Quadricep Femoris

Sumber : Neumann (2009)

14

Bagian medial pada sendi lutut normal mendapatkan pembebanan

sekitar 70% dari berat badan. Hal ini terjadi oleh karena lintasan dari vektor

ground reaction force (GRF) pada sendi lutut. Lintasan GRF berjalan

melewati bagian medial dan posterior lutut. Momen yang diciptakan oleh

gaya pada sendi lutut ini dibentuk oleh momen gaya fleksi dan adduksi. Pada

pasien dengan osteoarthritis genu akan terjadi peningkatan momen aduksi

pada lutut.

Gambar 2.3. Lintasan GRF pada lutut normal dan lutut OA

Sumber : Reeves & Bowling (2012)

Magnitude pada adduksi lutut menghasilkan penyempitan ruang

sendi, melonggarnya kapsul bagian medial, timbulnya nyeri dan

terganggunya aktivitas fungsional (Reeves & Bowling, 2012). Fenomena

melonggarnya kapsul sendi tersebut juga dikenal dengan istilah pseudo-laxity.

Untuk mengatasi sensasi instabilitas sendi ini otot-otot yang memperkuat

bagian medial mengalami kontraksi untuk menstabilisasi aspek medial sendi

15

lutut, yang mana hal ini meningkatkan pembebanan pada bagian medial dan

mempercepat proses degenratif.

Gambar 2.4 Ruang sendi pada OA dan pada lutut normal

Sumber : Lidtke (2011)

Penurunan ruang sendi akan meningkatakan gaya reaksi pada sendi

pada bagian medial selama aktivitas berjalan yang akan meningkatkan gaya

friksi pada kedua permukaan sendi. Gaya friksi tersebut dapat menyebabkan

nyeri yang berdampak pada inhibisi otot dan mempengaruhi aktivitas

fungsional. Friksi pada kartilago akan mengganggu artrokinematika (slide &

roll) pada sendi lutut, sehingga akan mempengaruhi osteokinematika sendi

lutut.

16

Gambar 2.5. Pembebanan selama berjalan pada OA

Sumber : Neumann (2009)

2.1.3 Insiden

Osteoarthritis Genu merupakan penyakit sendi yang paling umum

dan terbanyak di dunia. Prevalensi penderita OA di seluruh dunia adalah

sekitar 9% pada laki-laki dan 18% pada perempuan (Mody & Wolf, 2003).

Dan di Amerika diperkirakan 60% dari orang dewasa memilki OA Genu.

Prevalensi terjadinya OA lutut adalah berkisar 23,3% pada usia 50-59 dan

25,5% pada usia 60-69 tahun. Prevalensi terjadinya OA akan meningkat

seiring bertambahnya usia dengan usia terbanyak pada kelompok 50-69

tahun. Diketahui juga, bahwa jenis kelamin memiliki pengaruh terhadap

angka prevalensi OA lutut dimana prevalensi nya lebih besar pada kelompok

jenis kelamin perempuan.

Di Indonesia, Osteoarthritis merupakan penyakit rematik yang

paling banyak ditemui, dan berdasarkan data dari World Health Organization

17

(WHO) menyebutkan bahwa tercatat ada 8,1% dari total penduduk,

mengalami kasus OA di Indonesia. Berdasarkan data Kongres Nasional Ikatan

Reumatologi Indonesia (2005), di kabupaten Malang dan kota Malang

ditemukan prevalensi sebesar 10 dan 13,5%, dan di Jawa Tengah kejadian

penyakit Osteoarthritis sebesar 5,2% dari total penduduk.

2.1.4 Etiologi dan Faktor Resiko Osteoarthritis Genu

Beberapa faktor resiko penyebab terjadinya OA lutut dapat dibagi

menjadi dua yaitu faktor predisposisi dan faktor biomekanik (Maharani,

2007). Dimana faktor predisposisi merupakan faktor yang dapat

meningkatkan resiko seseorang mengalami OA lutut sedangkan faktor

biomekanik ditinjau dari pembebanan oleh pergerakan tubuh yang

menyebabkan terjadinya OA.

Beberapa faktor predisposisi diantaranya faktor demografi seperti

umur, jenis kelamin, dan ras atau etnis serta faktor genetik, faktor gaya hidup,

dan faktor metabolik masing-masing memberikan kontribusi terhadap

terjadinya kasus OA lutut. Studi menunjukkan bahwa 27% orang yang berusia

63-70 tahun terdiagnosis mengalami OA melalui bukti radiografik dan

meningkat mencapai 40% pada usia 80 tahun lebih (Maharani, 2007).

Beberapa faktor biomekanik yang berpengaruh terhadap angka

kejadian OA lutut diantaranya adanya riwayat trauma lutut, kelainan anatomis

yang dimilki, faktor pekerjaan, aktivitas fisik, kebiasaan olah raga, kelemahan

otot, serta laksitas sendi. Trauma yang serius menyebabkan hampir setengah

dari seluruh kasus OA pada lutut (Goodman & Fuller, 2009). Tidak ada

18

pengaruh antara lari yang regular dengan lari yang moderat, namun olah raga

yang melibatkan intensitas tinggi, pembebanan langsung pada sendi akibat

kontak dengan pemain lain sangat beresiko meningkatkan kasus OA lutut,

terutama pada saat pembebanan langsung pada sendi terjadi secara repetitif

dan melibatkan gaya twisting. Kerusakan pada Anterior Cruciatum Ligament

ditemukan dapat meningkatkan resiko terjadinya OA akibat abnormalitas

gerakan lutut.

Joint Hypermobility Syndrome merupakan suatu kelainan dimana

terjadinya laksitas yang berlebihan pada banyak sendi (multiple) yang

diakibatkan oleh adanya kelainan sistemik pada sintesis kolagen dengan

berkurangnya rasio antara kolagen tipe 1 dengan kolagen tipe III (Pocinki,

2010). Sindroma ini sering diasosiasikan dengan kelainan seperti Ehlers-

Danlos Syndrome, RA, SLE atau Marfan’s Syndrome (Pocinki, 2010) dimana

wanita yang memilki kelainan ini akan mengalami OA lutut lebih cepat dari

keadaan normal.

Studi menunjukkan bahwa kelemahan otot juga sangat berpengaruh

terhadap kejadian OA lutut dimana dalam penelitian ini menunjukkan bahwa

adanya hubungan yang signifikan antara Arthrogenic Muscle Inhibition

(AMI) dengan insiden terjadinya OA lutut yang sangat dipengaruhi oleh daya

kontraksi otot Quadricep (p<0,001) (Rice et al, 2011).

19

2.1.5 Patogenesis Osteoarthritis Genu

Proses terjadinya penyakit pada Osteoarthritis Genu terdiri dari

degradasi kartialgo, pembentukan tulang baru, dan chronic synovitis.

1. Degradasi Kartilago dan Sinovitis

Secara normal, perusakan dan perbaikan jaringan kartilago

articular terjadi secara seimbang yang dikontrol oleh Sitokin

(perusakan) dan Growth Factor (perbaikan). Namun, pada

OsteoArthritis Genu, lebih terjadi dominasi pada proses kerusakan

kartilago. Proses degradasi kartilago pada OA dapat dibagi menjadi

3 fase yaitu: I) degradasi proteolitik pada matrix kartilago, II)

Fibrilasi pada permukaan kartilago, III) Chronic Synovitis (Shamley

& Louis, 2005).

2. Pembentukan Tulang Periartikular

Pada Osteoarthritis¸ terjadi pembentukan tulang baru dalam

bentuk subchondral sclerosis serta pembentuk osteophyte.

Subchondral sclerosis terbentuk saat kartilago sendi mengalami

kerusakan dan menghilangnya kemampuan shock-absorber.

Menghilangnya kemampuan meredam gaya tersebut, menyebabkan

gaya pembebanan akan ditransmisikan langsung menuju tulang dan

hal tersebut menstimulasi pembentukan tulang baru. Hal ini

menjelasakan terhadap fenomena penebalan trabeculae dan

peningkatan densitas tulang dibawah permukaan tulang pada titik

dimana terjadinya pembebanan maksimal. (Shamley & Louis, 2005)

20

Substansi kimia seperti Growth Factor yang dihasilkan oleh

synovium juga memiliki andil dalam stimulasi pembentukan tulang

baru. Tulang pada pasien dengan Osteoarhtritis Genu memilki kadar

growth factor IGF-1, IGF-2, dan TGF-β yang lebih tinggi daripada

sendi yang tidak memiliki OA. Namun, penelitian menunjukkan

bahwa pasien dengan OA, terutama pada hypertrophic OA,

cenderung memiliki densitas tulang yang baik dan mengurangi

resiko terjadi nya osteoporosis dibandingkan orang yang normal

(Shamley & Louis, 2005),

3. Sinovitis Kronis

Synovial Phagocyte meliputi partikel-partikel yang berasal

dari degradasi kartilago, melepasakan enzim degradatif yang

memicu chronic synovitis. Synovitis diasosiasikan dengan

meningkatnya produksi cytokine, kerusakan kartilago lebih lanjut,

dan menyebabkan lebih banyak synovitis, yang disebut dengan cycle

of destruction (Shamley & Louis, 2005). Synovitis menyebabkan

penebalan dan fibrosis pada kapsul sendi yang mana dapat

menghasilkan deformitas sendi.

2.1.6 Manifestasi Klinis

Manifestasi klinis yang khusus pada Osteoarthritis Genu meliputi

pembesaran tulang, nyeri, keterbatasan Range of Motion (ROM), adanya

krepitasi, pembengkakan sendi, deformitas sendi, morning stiffness, dan

tanda-tanda inflamasi (American College of Rheumatology, 2012). Adanya

21

tanda-tanda inflamasi dan pembengkakan jaringan lunak menunjukkan bahwa

OA masih berada dalam keadaan akut.

Nyeri yang dirasakan pada pasien OA lebih diakibatkan oleh karena

adanya kekacauan mekanikal gerakan daripada proses inflamasi yang sedang

terjadi (Goodman, Fuller, 2009). Nyeri pada OA dideskripsikan sebagai nyeri

yang dalam, diperburuk oleh adanya aktivitas, dan berkurang setelah istirahat.

Nyeri dapat juga dirasakan selama istirahat ataupun saat malam hari dan hal

tersebut diasosiasikan dengan progresifitas penyakit tingkat lanjut.

Nyeri selama aktivitas dikaitkan erat dengan adanya enthesopathy

dan akibat oleh faktor mekanis. Nyeri pada malam hari merupakan indikator

beratnya penyakit dan dapat terjadi akibat adanya intraosseus hypertension.

Kekakuan (stiffness) dalam jangka waktu yang singkat (kurang dari 30 menit)

dapat terjadi setelah tidak melakukan aktivitas atau diam selama beberapa

menit termasuk di dalamnya duduk lama dan tidur. Morning Stiffness

dikatakan juga sebagai gel phenomenon atau joint gelling yang pada

umumnya hanya terjadi selama 5 – 10 menit setelah bangun tidur. Kekakuan

yang dirasakan melebihi 30 menit menandakan adanya penyakit peradangan

sendi seperti Rheumatoid Arthritis (RA) (Dziedzic & Hammond, 2010).

Krepitasi ditandainya dengan adanya suara yang dihasilkan selama

pergerakan lutut. Krepitasi ini diakibatkan oleh gesekan yang dihasilkan oleh

kedua permukaan katrilago yang telah kasar akibat erosi selama gerakan

sendi. (Goodman & Fuller, 2009, Dziedzic & Hammond, 2010). Krepitasi

dapat diperiksa dengan meminta pasien untuk menggerakan tungkai bawah

22

atau meminta pasien untuk bangun dari tempat duduk dan duduk dari posisi

berdiri dengan pemeriksa melakukan palpasi di bagian lutut (Paet, et al.,

2004).

Muscle Wasting atau kelemahan otot akan terjadi seiring dengan

meningkatknya progresifitas dari Osteoarthritis. Penelitian telah

menunjukkan adanya hubungan yang signifikan antara OA dengan

menurunnya kekuatan otot-otot utama disekitar sendi yang mengalami OA

merupakan salah satu gejala klinis yang khas dari OA misalnya kelemahan

otot Quadriceps, adanya Trendelenburg Sign, dan abnormalitas gait (Dziedzic

& Hammond, 2010).

Menurunnya Range of Motion (ROM) secara seignifikan dan adanya

nyeri pada batas akhir gerakan merupakan gejala klinis utama dari OA Genu

(Dieppe & Lohmander 2005). Adanya keterbatasan ROM ini disebabkan oleh

beberapa hal seperti adanya kontraktur pada ligament yang menstabilisasi

sendi disekitar OA, abnormalitas kerja otot selama gerakan sehingga terjadi

deviasi dan memberikan stress kontak yang besar pada salah satu sisi, serta

hilangnya proses artrokinematika slide selama gerakan osteokinematika lutut.

Hilangnya ROM normal sendi lutut juga dijadikan sebagai skala prediktif

untuk memperkirakan terjadinya insiden OA pada masyarakat.

Seseorang yang memiliki OA akan sulit untuk mempertahankan

keseimbangan normal seperti berdiri atau berdiri dengan satu kaki dalam

jangka waktu tertentu. Beberapa alasan yang dapat menyebabkan hal tersebut

adalah karena adanya kelemahan otot yang memberikan stabilisasi aktif pada

23

lutut selama aktivitas berdiri (Dziedzic & Hammond, 2010). Suatu penelitian

dengan metode Cross-Sectional menunjukkan bahwa adanya hubungan yang

signifikan antara kejadian Osteoarthritis Genu dengan insiden jatuh pada

lansia (β= -34,4, p ≤ 0,0001) (Vennu & Bindwas, 2014). Hal ini menunjukkan

bahwa terjadi nya penurunan keseimbangan dan propriosepsi yang cukup

bermakna pada pasien OA.

Penelitian di Amerika juga menunjukkan bahwa sekitar 40% orang

dewasa yang memiliki OA lutut memilki status keshatan yang rendah dan

buruk, serta lebih dari 50% melaporkan mengalami jatuh pada tahun

sebelumnya (Arnold & Gyurcsik, 2012). Nyeri kronis yang dirasakan dapat

menghambat pasien OA untuk melakukan aktivitas sehari-hari, menyebabkan

berkurangnya aktfitas fisik dan menurunkan kualitas hidup. Masyarakat

dengan OA melaporkan bahwa nyeri sangat memperngaruhi hidup dari

berbagai perspektif, seperti aktivitas fungsional dan social, hubungan

interpersonal, status emosional, dan body image.

2.1.7 Klasifikasi Osteoarthritis Genu

Kriteria klasifikasi osteoarthritis genu menurut Kellgren dan

Lawrence dapat dijabarkan sebagai berikut:

Tabel 2.1. Kriteria Klasifikasi Osteoarthritis Genu menurut Kellgren dan

Lawrence

Deskripsi Original Aleternatif A Alternatif B Alternatif C Alternatif D

Grade I

Penyempitan sendi

yang meragukan,

dan kemungkinan

osteofit pada tepi

Osteofit yang

meragukan

Kemungkinan hanya

tampak osteofit

Kemungkinan

adanya osteofit pada

tepi

Patologi yang

meraguukan

24

Grade 2

Osteofit yang jelas,

dan kemungkinan

adanya penyempitan

sendi

Osteofit yang jelas,

tidak ada gangguan

pada space sendi

Osteofit yang jelas,

kemungkinan

penyempitan sendi

Osteofit yang jelas,

kemungkinan

penyempitan sendi

Minimal osteofit,

kemungkinan

penyempitan, cyst

dan sceloris

Grade 3

Adanya osteofit

moderat, di

beberapa tempat,

penyempitan sendi

yang jelas, sclerosis,

kemungkinan

defromitas

Penyempitan ruang

sendi yang cukup

besar dengan

osteofit

Osteofit moderat dan

penyempitan sendi

yang jelas

Adanya osteofit

moderat, di

beberapa tempat,

penyempitan sendi

yang jelas, sclerosis,

kemungkinan bony

attrition

Osteofit moderat

dan jelas, dengan

penyempitan sendi

yang cukup besar

Grade 4

Otseofit besar,

penyempitan sendi

yang besar,

sclerosis yang

parah, dan

deformitas yang

jelas

Gangguan pada

ruang sendi yang

parah dengan

sclerosis

subchondral

Osteofit besar,

penyempitan ruang

sendi yang parah,

sclerosis.

Otseofit besar,

penyempitan sendi

yang besar,

sclerosis yang

parah, dan

deformitas yang

jelas (bony attrition)

Gangguan yang

bermakna, osteofiit

yang besar dan

penyempitan ruang

sendi yang jelas.

Gambar 2.6. Foto Rontgen Osteoarthritis Genu

Sumber: Goodman & Fuller (2009)

25

2.1.8 Diagnosis Osteoarthritis Genu

Tabel 2.2 Diagnosis OA Genu berdasarkan American College of

Rheumatology

Klinis dan

Laboratorium

Klinis dan radiografi Klinis

Nyeri lutut ditambah

dengan sedikitnya lima

dari Sembilan hal

berikut :

Nyeri lutut ditambah

dengan sedikitnya

satu dari tiga hal

berikut :

Nyeri lutut

ditambah dengan

sedikitnya tiga dari

enam hal berikut :

Usia > 50 tahun Usia > 50 tahun Usia > 50 tahun

Kekakuan < 30

menit

Kekakuan < 30

menit

Kekakuan < 30

menit

Krepitasi Krepitasi dan Krepitasi

Nyeri tulang Osteofit Nyeri tulang

Pembengkakan

tulang

(penampakan

osteofit dapat

Pembengkakan

tulang

Perabaan tidak

hangat

Diperoleh dengan

pemeriksaan

Perabaan tidak

hangat

Laju endap darah <

40 mm/jam

Rontgen)

Faktor Rheumatoid

1:40

Terdapat cairan

synovial OA

92% sensitive,

75% specific.

91% sensitive

86% specific

95% sensitive

69% spesific

Keterangan: tanda cairan synovial osteoarthritis adalah jernih,

viskus atau jumlah sel darah putih kurang dari 2000/mm3

26

2.1.9 Diagnosis Banding

Osteoarhtritis Genu merupakan salah satu penyakit yang tergolong

dalam bidang kajian Rheumatology. Beberapa penyakit Rheumatology

lainnya meliputi Rheumatoid Arthritis, Gout Arhtritis yang memilki gejala

hampir sama dengan Osteoarhtritis Genu. Pentingnya diagnosis banding

dalam hal ini untuk mengekslusi pasien yang memiliki gangguan Inflamatory

Arthritis tersebut. Rheumatoid Arthritis merupakan suatu gangguan pada

sendi dimana terjadinya inflamasi kronis yang bersifat sistemis dan progresif.

Pada RA umumnnya terjadi keterlibatan sendi secara simetris atau bilateral

(sendi kanan dan kiri) dan umumnya menyerang sendi-sendi kecil seperti jari-

jari tangan, kaki, dan lain-lain. Pada keadaan kronis, beberapa sistem yang

diserang meliputi sistem cardiovascular, pulmonal, gastrointestinal

(Goodman & Fuller, 2009).

Sedangkan pada Gout Arthritis, merupakan keadaan patologi

dimana terjadinya peningkatan kadar asam urat dalam tubuh, yang kemudian

akan terdeposisi dalam sendi sebagai kristal urat. Hyperuricemia merupakan

penyebab utama terjadinya gout artritis dan hal ini terjadi sebagai akibat dari

tinggi nya kadar purin dalam tubuh ataupun adanya gangguan sekresi pada

purin tersebut. Beberapa manifestasi klinisnya adalah nyeri hebat yang

bersifat akut, terjadi tiba-tiba pada malam hari, adanya erythema, tenderness,

dan hipersensitifitas pada sendi. Pada fase kronis, muncul pembengkakan

pada sendi berupa thopi (Goodman & Fuller, 2009).

27

2.2 Perturbation Training

2.2.1 Definisi Perturbation Training

Perturbation didefiniskan sebagai perubahan dalam jumlah kecil

terhadap sistem tubuh, terutama pada sistem keseimbangan yang pada

umumnya sering mengalami gangguan oleh lingkungan luar atau merupakan

reaksi tak sadar terhadap adanya gaya eksternal yang datang secara tiba-tiba

dan tidak terduga (Brotzman & Manske, 2011). Beberapa contohnya adalah

seorang pemain sepak bola yang berlari mundur setelah bereaksi terhadap

adanya hadangan dari pemain lawan atau seorang pemain basket yang

berusaha menghindari pemain lawan dengan merubah arah dan kecepatan lari.

Perturbation Training melibatkan pengaplikasian gaya yang

berpotensi dapat mengacaukan kestabilan kepada lutut yang mengalami

gangguan yang bertujuan untuk meningkatkan neuromuscular awareness,

neuromuscular response, dan stabilitas dinamis pada lutut untuk

menstabilisasi sendi tersebut (Brotzman & Manske, 2011). Tujuan dari

Perturbation Training adalah untuk mengedukasi pasien agar dapat

menghasilkan reaksi otot yang selektif dan adaptif pada lutut dalam respon

terhadap adanya gaya yang diadministrasikan pada bidang permukaan

tumpuan untuk memperoleh knee-protective neuromuscular response.

2.2.2 Konsep Perturbation Training

Sangatlah penting untuk melibatkan komponen balance-recovery

reaction dalam konsep rehabilitasi karena komponen ini merupakan

kemampuan ataupun ketidakmampuan seseorang untuk merespon secara

28

efektif terhadap adanya perturbasi keseimbangan (kehilangan keseimbangan

akibat adanya perubahangaya) yang akan menentukan apakah orang tersebut

akan jatuh atau tidak (Mansfield et al., 2007). Perturbasi keseimbangan dapat

terjadi akibat adanya perubahan reaksi support terhadap keseimbangan yang

mana perubahan reaksi tersebut harus melibatkan pergerakan tungkai yang

sangat cepat (melangkah ataupun meraih objek untuk sebagai pegangan) dan

merupakan komponen yang sangat penting terhadap adanya perturbasi

keseimbangan (Maki & Mellroy, 2006). Gerakan kompensasi (melangkah

cepat dan meraih objek) ini merupakan satu-satunya mekanisme pertahanan

atau perlindungan tubuh terhadap adanya gaya perturbasi yang besar

(Mansfield et al, 2010). Gaya reaksi ini juga harus terjadi pada magnitude

yang rendah, hal ini menyebabkan seseorang yang mengalami perturbasi

dapat bereaksi secara natural dan automatis (tanpa perintah atau usaha tungkai

yang berlebihan) (Mansfield et al, 2010).

Perturbation Training merupakan latihan spesifik yang dirancang

untuk mencakup komponen balance-recovery reaction. Perturbation yang

berarti gangguan, bukan merupakan jenis latihan yang dibuat dengan tujuan

untuk mengganggu keseimbangan seorang pasien, namun dari adanya

gangguan dalam wujud gaya ini diharapkan pasien mampu beradaptasi

dengan memberikan respon spesifik terhadap gaya gangguan (perturbasi)

tersebut untuk mempertahankan posisi tetap statis. Dalam latihan ini, pasien

mempelajari bagaimana berespon terhadap adanya gaya eksternal dari

lingkungan luar (gravitasi, berat beban, dan lain-lain).

29

Dalam Perturbation Training, respon yang dihasilkan oleh pasien

harus bersifat spesifik, cepat, dan efisien.

1. Spesifik

Suatu respon dikatakan spesifik jika respon berupa kontraksi otot

yang dihasilkan sesuai dengan gaya eksternal yang diterima. Seperti contoh,

jika ada momen gaya yang diaplikasikan pada lutut ke arah posteromedial

dengan sudut 300 dari garis horizontal, maka ko-kontraksi yang dihasilkan

pasien harus mencakup arah anterolateral dengan sudut 300 dari garis

horizontal untuk menjaga agar lutut tetap dalam keadaan statis.

2. Cepat

Respon bersifat cepat berarti respon yang dihasilkan pasien haruslah

sesegera mungkin setelah gaya eksternal teraplikasi pada bagian tubuh.

Respon yang cepat akan menentukan apakah sesorang akan jatuh atau kah

berhasil mempertahankan keseimbangan. Respon yang cepat diperlukan

untuk menghasilkan gerakan yang automatis sehingga tidak diperlukan

kontraksi sadar (voluntary contraction) untuk melawan sebuah gaya yang

teraplikasikan pada tubuh terutama pada gaya yang datang secara tiba-tiba

yang membuat seseorang tidak memiliki banyak waktu untuk berfikir.

3. Efisien

Respon yang bersifat efisien berarti respon yang dihasilkan dalam

bentuk kontraksi otot besarnya sesuai dengan besarnya gaya eksternal yang

teraplikasi pada bagian tubuh tertentu. Respon efisien menghasilkan gerakan

yang halus dan terkendali serta akurat dan bukan sebuah kontraksi yang kuat

30

dan berlebihan. Kontraksi yang efisien diperlukan untuk menciptakan gaya

isometrik yang membuat bagian tubuh yang terpapar gaya eksternal tetap

statik pada satu posisi. Kontraksi yang berlebihan akan menghasilkan

perpindahan atau pergerakan pada bagian tubuh (kontraksi isotonic), sehingga

posisi tidak berhasil dipertahankan secara statik yang berdampak pada

hilangnya komponen stabilitas.

2.2.3 Teknik-teknik Perturbation Training

Perturbation Training terdiri dari 3 jenis teknik latihan yaitu: 1)

Roller board Translation, 2) Tilt Board Perturbation, 3) Roller board &

Stationary Platform Perturbation. Dalam setiap pelaksanaan teknik, pasien

diminta untuk berespon terhadap gaya yang berubah ke berbagai arah dengan

kontraksi otot yang sangat akurat dan efisien untuk mencegah atau

meminimalisasi penggunaan otot yang berlebihan.

1. Roller board Translations

Dalam latihan ini, pasien diinstruksikan untuk berdiri dengan kedua

kaki menapak pada sebuah papan dengaan ketebalan sekitar 1,3 cm

(Fitzgerald et al., 2002) yang dibawahnya dipasang sebuah roda yang dapat

memudahkan papan tersebut untuk bergerak ketika diberikan gaya. Seorang

Fisioterapis kemudian mengaplikasikan gaya translational ke berbagai arah

(gaya perturbasi) pada papan tersebut. Gaya perturbasi yang diberikan

dimulai dengan intensitas ringan yang kemudian akan ditingkatkan selama

proses latihan jika pasien dirasa mampu untuk beradaptasi terhadap

perturbasi. Intensitas ringan yang dimaksud adalah gaya translational pada

31

papan diberikan dengan kecepatan rendah dan dengan jarak yang rendah

(amplitudo rendah).

Gambar 2.7 Roller board Translation

Sumber : Fitzgerald et al (2002)

Selama latihan ini pasien hanya diminta untuk menjaga

keseimbangannya dan mempertahankan posisi tungkai agar tetap statik

namun pasien tidak diinstruksikan perihal ke arah mana gaya translasional

akan diaplikasikan. Pasien juga diminta untuk menjaga pandangan pada level

horizontal untuk menghasilkan respon neuromuscular yang maksimal

(Brotzman & Manske, 2011).

2. Tilt Board Perturbation

Pada latihan ini, pasien diinstruksikan untuk berdiri pada sebuah

papan yang memiliki permukaan bawah yang membentuk sebuah lengkungan

cembung atau yang biasa disebut dengan Wobble board. Pasien dapat berdiri

dengan satu kaki maupun dengan dua kaki, yang disesuaikan dengan kondisi

umum pasien. Namun Duke & Brotzman (2011) menyarankan untuk

melakukan single-limb support (berdiri dengan satu kaki) untuk

32

meningkatkan reaksi keseimbangan pada tungkai spesifik. Kemudian

fisioterapis memberikan gaya ke arah anterior-posterior, medial-lateral pada

papan secara acak (Fitzgerald et al., 2002). Gaya perturbasi juga dapat

dihasilkan dengan menekan atau menginjak bagian ujung whoble board yang

menyebabkan papan menjadi miring secara tiba-tiba.

Pasien diinstruksikan untuk mempertahankan keseimbangan dan

kembali ke posisi netral secepat mungkin setelah fisioterapis memberikan

gaya pada papan tersebut. Pasien diminta berdiri stabil dengan papan miring

ke lateral, medial, anterior, posterior, maupun ke arah diagonal. Latihan dapat

di tingkatkan progresifitasnya dengan cara merubah posisi pasien yang

awalnya berdiri dengan tegak menjadi berdiri dengan posisi semi-squat

Gambar 2.8 Tilt Board Perturbation

Sumber : Fitzgerald et al (2002)

3. Roller board & Stationary Platform Perturbation

Roller board & Stationary Platform Perturbation adalah jenis

latihan yang dimana pasien diisntruksikan untuk berdiri dengan satu tungkai

pada permukaan yang statis (stationary platform) sedangkan tungkai lainnya

33

berada pada permukaan yang dapat bergerak (roller board) dan fisioterapis

mengaplikasikan gaya translasional ke berbagai arah secara acak pada roller

board tersebut. Pasien diinstruksikan untuk menyamakan gaya dengan gaya

yang kita berikan atau pasien diminta untuk mencegah roller board bergerak

tanpa adanya ko-kontraksi dari tungkai bawah atau pasien diminta untuk

menjaga roller board agar tetap berada dalam posisinya semula. Hal ini

ditujukkan untuk menghasilkan kontraksi isometrik pada tungkai selama

adanya perpindahan gaya.

Gambar 2.9 Roller board & Stationary Platform Perturbation

Sumber : Fitzgerald et al (2002)

Beberapa hal yang sangat penting untuk diperhatikan oleh

fisioterapis adalah memperhatikan ko-kontraksi mengukur kecepatan dan

besarnya gaya yang diberikan oleh pasien (Brotzman & Manske, 2011).

Dalam hal ini, pasien belajar untuk mengaktivasi kelompok otot secara

selektif dalam respon terhadap adanya paparan ancaman dari luar (Brotzman

& Manske, 2011). Pasien tidak diminta untuk melakukan kontraksi yang kuat

34

atau melebihi gaya yang diberikan oleh fisioterapis, namun hanya

diperintahkan untuk menyamakan gaya dan arah dengan yang diberikan oleh

fisioterapis. Tujuannya adalah untuk lebih menghasilkan ko-kontraksi otot

yang selektif pada tungkai bawah terhadap adanya gaya destabilisasi daripada

menghasilkan ko-kontraksi otot yang kuat (Fitzgerald et al, 2002).

2.2.4 Indikasi dan Kontraindikasi Perturbation Training

Perturbation training sangat baik diberikan jika tujuan utama dari

intervensi adalah terjadinya peningkatan stabilitas dan keseimbangan.

Perturbation training diindikasikan pada beberapa kondisi yang

memungkinkan terjadinya penurunan stabilitas seperti pasca operasi Anterior

Cruciatum Ligamen (ACL), pasca patah tulang, pada kondisi artritis. Selain

itu, perturbation training juga baik pada lansia yang mengalami penurunan

keseimbangan statis dan dinamis oleh efek neuromuscular yang dihasilkan.

Perturbation training juga diindikasikan untuk meningkatkan performa atlet

yang membutuhkan gaya perturbasi dalam pertandingan (Brotzman &

Manske, 2011)

Belum ada penelitian yang menyebutkan kontraindikasi dari

pemberian perturbation training, namun menurut Fitzgerald et al (2002)

menyatakan bahwa perturbation training harus dipertimbangkan

pemberiannya pada kondisi arthritis yang berat dengan inflamasi aktif,

maupun kondisi-kondisi adanya gangguan kognisi dan atensi serta adanya

gangguan psikis.

35

2.3 Resistance Exercise

2.3.1 Definisi Resistance Exercise

Resistance Exercise merupakan merupakan segala jenis latihan aktif

yang dimana kontraksi otot baik secara statik maupun dinamis ditahan oleh

gaya yang berasal dari luar baik secara manual maupun mekanikal (Kisner &

Colby, 2012). Resistance Exercise atau yang biasa disebut dengan Resistance

Training merupakan komponen rehabilitasi yang sangat esensial kepada

seseorang yang memiliki keterbatasan serta untuk meningkatkan kualitas

hidup terutama meningkatkan performa kemampuan motoris (motor skill

performance) serta mencegah resiko adanya injuri dan penyakit (Kisner &

Colby, 2012).

2.3.2 Prinsip Resistance Exercise

Beberapa prinsip umum yang digunakan dalam pengaplikasian

Resistance Exercise adalah: 1) prinsip Overload, 2) prinsip SAID, dan 3)

Prinsip Reversibility dimana penjelasannya adalah sebagai berikut.

1. Prinsip Overload

Dalam pelatihan yang dilakukan pada sebuah otot yang

bertujuan untuk meningkatkan kekuatan dan kemampuan fungsional

otot tersebut, maka beban yang digunakan dalam pelatihan harus

melebihi kapasitas normal dari otot tersebut (Overload). Hal ini

menyebabkan otot beradaptasi dalam peningkatan jumlah beban

yang diterima dan berdampak pada meningkatnya kapasitas normal

dari otot tersebut mencapai level pembebanan yang diberikan. Jika

36

beban yang diberikan tetap konstan setelah otot beradaptasi terhadap

pembebanan baru, maka level kekuatan otot tersebut mampu

dipertahankan namun tidak meningkat.

Prinsip Overload fokus pada pembebanan yang meningkat

pada otot dengan memanipulasi intensitas ataupun volume latihan.

Intensitas pada Resistance Exercise merujuk kepada seberapa berat

beban yang diberikan kepada otot yang dilatih, sedangkan Volume

termasuk di dalamnya variable seperti jumlah repetisi, set, dan

frekuensi.

2. Prinsip SAID (Spesific Adaptation to Imposed Demand)

Prinsip SAID menyatakan bahwa spesifisitas sebuah latihan

merupakan fondasi yang esensial dalam merancang sebuah program

latihan. Prinsip ini berlaku untuk semua sistem dalam tubuh dan

merupakan penjelasan dari hukum Wolf yang menyatakan bahwa

sistem tubuh lambat laun akan dapat beradaptasi terhadap stress

yang diberikan terhadapnya. Prinsip SAID membantu fisioterapis

menentukan resep latihan dan parameter apa yang dapat dipilih

untuk menciptakan latihan spesifik untuk mencapai tujuan yang

spesifik (Kisner & Colby, 2012).

3. Prinsip Reversibility

Perubahan adaptif dalam sistem tubuh seperti kekuatan dan

endurance sebagai respon terhadap Resistance Training bersifat

sementara kecuali pola latihan penguatan tetap dilakukan atau

37

pasien tetap berpartisipasi dalam program pemeliharaan dari

Resistance Exercise.

Detraining, yang direfleksikan sebagai penurunan performa

otot dimulai setelah seminggu atau dua minggu setelah berhenti

melakukan pelatihan, dan akan terus berlanjut hingga efek dari

pelatihan sepenuhnya menghilang. Dari alasan ini, sangatlah penting

bahwa latihan penguatan dan daya tahan harus dicantumkan dalam

aktivitas sehari-hari sesegera mungkin dalam kajian rehabilitasi.

Juga disarankan bahwa pasien hendaknya berpartisipasi dalam

program pemeliharaan sebagai komponen integral dalam program

kesehatan jangka panjang (Kisner & Colby, 2012).

2.3.3 Open Kinematic Chain-Exercise

Open Kinematic Chain Exercise merupakan jenis resistance

exercise dimana bagian distal dari segmen yang akan dilatih dapat bebas

bergerak, tanpa melibatkan pergerakan pada sendi di sekitarnya. Pergaerakan

ekstremitas hanya terjadi di bagian distal dari sendi yang terkait, dan aktivasi

otot terjadi pada otot yang melewati otot tersebut. Open Kinematic Chain

Exercise pada umumnya dilakukan pada posisi Non-Weight Bearing (tidak

menumpu berat badan). Dalam Open Kinematicc Chain Exercise,

pembebanan yang diberikan diaplikasikan pada bagian distal dari segmen

yang bergerak (Kisner & Colby, 2012).

38

Gambar 2.10 Open Kinematic Chain Exercise

Sumber: Kisner & Colby (2012)

Open Kinematic Chain Exercise lebih efektif digunakan untuk

meningkatkan kemampuan otot secara individual. Individual diartikan

sebagai kontraksi pada salah satu otot saja atau satu kelompok otot saja.

Selama Open-Chain Exercise, akan dihasilkan kontrol gerakan yang lebih

baik karena hanya terjadi pergerikan sendi tunggal saja dibandingkan dengan

Close-Chain Exercise yang terjadi pergerkan pada multiple joint. Pada Open

Kinematic Chain Exercise, stabilisasi diaplikasikan oleh fisioterapis dengan

melakukan manual kontak pada bagian proksimal sendi. Kontrol pergerakan

yang lebih besar pada Open-Chain Exercise dapat bermanfaat pada fase awal

dalam proses rehabilitasi.

Dalam Open Kinematic Chain Exercise juga dapat terjadi ko-

aktivasi pada otot agonis dan otot antagonis selama proses latihan. Beberapa

latihan yang bersifat Open-Chain yang dapat menghasilkan ko-aktivasi

39

tersbut antara lain seperti metode stabilisasi dalam PNF (Stabilizing Reversal,

Rhythmic Stabilization). Pada beberapa studi mengenai open-chain

concentric isokinetic exercise pada otot-otot yang bekerja di lutut, ko-aktivasi

pada agonis dan antagonis terlihat dengan jelas pada akhir ekstensi lutut.

Peneliti menyatakan bahwa otot-otot fleksor lutut teraktivasi dan berkontraksi

secara eksentrik pada akhir ROM ekstensi untuk memperlambat (deselerasi)

pergerakan tungkai tepat sebelum akhir Range of Motion (ROM). Beberap

peneliti juga menyebutkan bahwa Open-chain Exercise dengan intensitas

tinggi memiliki efek samping pada sendi yang tidak stabilitis, cidera, atau

sendi yang sedang berada dalam proses penyembuhan akut.

Karena Open Kinematic Chain Exercise pada dasarnya dilakukan

dalam keadaan tidak menumpu berat badan (non-waeight bearing), maka

latihan jenis ini tepat diberikan pada keadaan dimana menumpu berat badan

(weight-bearing) merupakan kontraindikasi atau pada kondisi dimana

terjadinya keterbatasan ROM yang sangat signifikan. Latihan jenis ini juga

sangat tepat digunakan pada keadaan inflamasi akut seperti adanya tanda-

tanda pembengkakan dan nyeri. Latihan jenis ini tepat digunakan dalam

program rehabilitasi dini seperti pada kondisi post fraktur.

2.3.4 Closed Kinematic Chain Exercise

Closed Kinematic Chain Exercise melibatkan pergerakan dimana

bagian distal segmen berada dalam keadaan stabil (fixed) pada bagian

permukaan. Dalam latihan jenis ini, pergerakan pada salah satu sendi

menyebabkan pergerakan simultan pada bagian distal yang disertai dengan

40

pergerakan pada bagian sendi proximal. Contohnya adalah ketika melakukan

bilateral short-arc squat motion (mini squat), terjadi fleksi knee, disertai

dengan fleksi hip dan dorsofleksi ankle. Close Kinematic Chain Exercise pada

umumnya dilakukan dalam keadaan Weight Bearing (menumpu berat badan).

Gambar 2.11 Closed Kinematic Chain Exercise

Sumber: Grossi et al (2005)

Berbeda dari open-chain exercise, pada close-kinematic chain

exercise tidak akan didapatkan kontraksi otot yang bersifat individual,

melainkan juga akan terjadi kontraksi oleh grup-grup otot yang sinergis yang

berkontribusi dalam gerakan substitusi selama proses latihan ini. Selama

close-chain exercise pasien lebih menggunakan kemampuan otot-otot untuk

menstabilisasi dalam mengontrol pergerakan sendi yang dituju, serta

mengontrol gerakan sendi proksimal serta distal dari sendi yang dituju.

Pada latihan ini, akan terjadi aproksimasi sendi yang lebih tinggi jika

dibandingkan dengan open-chain exercise. Aproksimasi sendi ini berdampak

pada menurunnya gaya potong (shear) antara kedua permukaan sendi selama

41

terjadinya pergerakan. Aproksimasi sendi yang terjadi selama close-chain

exercise ini dapat meningkatkan kongruenitas pada sendi yang akan

berkontribusi terhadap peningkatan kestabilan sendi (Kisner & Colby, 2012).

Karena Closed Kinematic Chain exercise dilakukan dalam posisi

weight-bearing, banyak penelitian yang melaporkan bahwa close-chain

exercise dapat menstimulasi mekanoreseptor pada otot dan sendi,

memfasilitasi ko-aktivasi daripada sekelompok otot agonis dan antagonis (ko-

kontraksi) yang selanjutnya meningkatkan stabilitas dinamis. Selama posisi

squat, otot hamstring dan otot quadriceps melakukan kontraksi secara

bersamaan untuk mengontrol hip dan lutut. Pada ekstremitas atas, Closed-

chain Exercise dalam posisi menumpu berat badan menghasilkan ko-aktivasi

pada otot-otot yang menstabilisasi scapula dan glenohumeral, sehingga hal

tersebut berdampak pada peningkatan stabilitas dinamus pada shoulder

complex.

Kesadaran terhadap posisi sendi atau gerakan merupakan salah satu

fondasi penting dalam proses pembelajaran motoris (motor learning) selama

latihan pada fase awal yang berperan sebagai kontrol neuromuscular selama

pergerakan fungsional. Diperkirakan bahwa Closed-chain exercise

menyediakan stimulus proprioseptif dan kinestetik yang lebih besar jika

dibandingkan dengan open-chain exercise. Secara teori, hal tersebut

dikarenakan kontraksi multiple yang dihasilkan selama menumpu berat

badan, menghasilkan lebih banyak reseptor sensoris pada otot, struktur

intraartikular dan ekstraartikular yang terstimulasi untuk mengontrol gerakan.

42

Elemen menumpu berat badan (pembebanan axial) selama proses closed-

kinematic chain exercise menyebabkan aproksimasi pada sendi, hal ini

menstimulasi mekanoreseptor pada otot dan reseptor disekitar sendi untuk

meningkatkan input sensoris dalam proses kontrol gerakan. Closed Kineamtic

Chain Exercise merupakan pilihan utama dalam meningkatkan keseimbangan

dan kontrol postural selama posisi tegak (Kisner & Colby, 2012).

Beberapa indikasi dari Closed Kinematic Chain Exercise antara lain

adalah kondisi-kondisi dimana diinginkan peningkatan stabilitas pada sendi

terkait seperti osteoarthritis grade ringan, kerobekan anterior cruciatum

ligamen (ACL), pos-op meniskus, dan pada fase rehabilitasi lanjut cidera

msukuloskeletal. Sedangkan kontraindikasi pemberian Closed Kinematic

Chain Exercise antara lain pada kondisi-kondisi yang tidak dimungkinkan

adanya pembebanan seperti patologi arthritis yang berat, beberapa kondisi

cidera akut seperti sprain ligamen, kondisi oeteoporosis berat serta

kontraindikasi pada fase awal rehabilitasi pasca fraktur tulang (Kisner &

Colby, 2012)

Tabel 2.3 Karaktersitik Closed Kinematic Chain dengan Open

Kinematic Chain Exercise

Open Kinematic Chain Exercise Closed Kinematic Chain Exercise

Bagian distal segmen dapat bergerak

bebas

Pergerakan sendi secara individual,

tidak ada pergerakan pada sendi

sekitarnya

Bagian distal tetap kontak dengan

permukaan

Gerakan sendi yang saling

berhubungan dengan sendi di sekitar

dan membentuk pola

43

Pergerakan pada segmen tubuh terjadi

pada bagian distal dari sendi terkait

Terjadi aktivasi pada otot, terutama

otot prime mover

Pergerakan pada segmen tubuh

terjadi pada bagian distal dan

proksimal sendi terkait

Terjadi aktivasi pada beberapa grup

otot, baik distal maupun proksimal

dari sendi terkait

Dilakukan dalam posisi tidak

menumpu berat badan

Dilakukan dalam posisi menumpu

berat badan

Tahanan diberikan pada segmen distal

yang bergerak

Tahan diberikan secara multiple pada

segmen yang bergerak

Peggunaan beban eksternal

Stabilisasi eksternal biasanya

diperlukan (secara manual atau

menggunakan peralatan)

Penggunaan beban axial

Stabilisasi internal oleh aktivasi otot,

kompresi sendi, dan kontrol postural

Sumber: Kisner & Colby (2012)

2.4 Ultrasound Terapi

2.4.1 Definisi

Ultrasound terapi merupakan salah satu modalitas fisioterapi yang

menggunakan energi akustik atau gelombang suara untuk menghasilkan efek

fisiologis dalam tubuh baik efek thermal dan non-thermal. Ultrasound

menimbulkan getaran mekanik dengan bentuk gelombang longitudinal jika

kontak dengan jaringan lunak dan membentuk gelombang transversal ketika

kontak dengan jaringan keras seperti tulang yang akan menghasilkan efek

fisiologis dengan menginduksi respon klinis yang signifikan dalam sel,

jaringan dan organ melalui efek thermal dan nonthermal. Ultrasound adalah

44

salah satu modalitas fisioterapi yang dapat menghasilkan efek dengan

penetrasi yang dalam (deep penetration) dan baik digunakan dalam kondisi

akut, sub akut, dan kronis (Draper & Pretince, 2005).

Gambar 2.12. Ultrasound

Sumber: Dokumentasi Pribadi

2.4.2 Fisika Dasar

Ultrasound dibentuk oleh gelombang suara dengan frekuensi tinggi

yang dihasilkan oleh generator piezoelectric yang terdapat pada ujung

transduser. Transduser dibentuk oleh Kristal piezoelectric seperti quartz

dengan ketebalan sekitar 2-3 mm. Kristal piezoelectric ini berfungsi

mengkonversi energi listrik yang didistribusikan menjadi energi akustik

melalui deformasi yang dihasillkan oleh Kristal piezoelectric. Pada

transduser ultrasound, terdapat permukaan yang benar-benar menghasilkan

gelombang suara yang disebut dengan effective radiating area (ERA).

Ultrasound memiliki beberapa jenis transduser dengan ukuran ERA yang

45

berbeda-beda. Besarnya area yang diobati harus lebih besar sekitar 2 hingga

3 kali dibandingkan dengan ukuran ERA (Draper & Pretince, 2005).

Ultrasound terapi memiliki rentangan frekuensi antara 0,75 hingga

3.0 MHz. Dalam ultrasound terapi, frekuensi yang umumnya digunakan

adalah 1 MHz dan 3 MHz. Frekuensi pada ultrasound menentukan dalamnya

penetrasi yang dihasilkan. Penggunaan frekuensi 1 MHz mampu melewati

jaringan superfisial dan utamanya diabsorpsi pada jaringan yang lebih dalam

pada kedalaman 2 hingga 5 cm. Sedangkan pada frekuensi 3 MHz, energi

yang dihasilkan diserap utamanya pada jaringan superfisial sehingga

menghasilkan penetrasi yang lebih dangkal sekitar 1 hingga 3 cm (Draper &

Pretince, 2005).

Ultrasound dapat menghasilkan dua jenis gelombang yaitu

gelombang countinuous dan pulsed. Pada gelombang continuous, gelombang

yang dihasilkan tetap konstan selama pengaplikasian dan energi yang

dihasilkan sebesar 100%. Dengan pulsed ultrasound, intensitas yang

ditransmisikan akan diinterupsi secara periodik sehingga memiliki fase on-

time dan off-time. Dengan penggunaan gelombang pulsed, rata-rata intensitas

yang dihasilkan menjadi berkurang (Draper & Pretince, 2005).

Amplitudo merupakan besarnya gelombang arah dari suatu

gelombang. Amplitudo dideskripsikan sebagai pergerakan partikel dalam

suatu medium. Dalam ultrasound terapi, amplitude digambarkan sebagai

besarnya intensitas yang dihasilkan oleh generator. Intensitas merupakan

power yang dihasilkan per unit area degan satuan W/cm2.

46

2.4.3 Transmisi Gelombang Ultrasound pada Jaringan Biologis

Tidak seperti gelombang elektromagnetik yang dapat

ditransmisikan melalu ruang vacuum, transmisi energi akustik pada

ultrasound bergantung pada pergerakan molekul. Pada ultrasound terdapat

gelombang transversal dang gelombang longitudinal. Pada gelombang

longitudinal, pergerakan molekul terjadi searah dengan arah gelombang yang

ditransmisikan. Pada gelombang longitudinal ini akan terjadi kompresi dan

refraksi pada molekul. Pada gelombang tranversal, pergerakan molekul

terjadi dalam arah yang tergak lurus dengan arah transmisi gelombang.

Gelombang transversal terjadi ketika energi suara melewati jaringan yang

keras (Draper & Pretince,

2005).

Gambar 2.13. Transmisi Gelombang Ultrasound pada jaringan

Sumber: Prentice et al (2002)

Kecepatan energi akustik yang dihasilkan oleh generator ultrasound

bergantung pada densitas dari suaru jaringan. Semakin padat (densitas tinggi)

suatu material jaringan akan memiliki kecepatan transmisi yang lebih tinggi.

Pada frekuensi 1 MHz, energi suara melewati jaringan lunak dengan

47

kecepatan 1540 m/s dan melewati tulang kompak dengan kecepatan 4000 m/s

(Draper & Pretince, 2005).

Ketika gelombang ultrasound berjalan melewati jaringan, maka

terjadi atenuasi atau berkurangnya intensitas energi. Atenuasi ini dapat terjadi

sebagai akibat dari adanya absorpsion, dispersion, dan scattering. Energi

ultrasound akan diserap secara maksimal pada jaringan dengan kadar protein

yang tinggi. Jaringan dengan kadar air yang tinggi memiliki rata-rata absorpsi

yang rendah. Lemak memiliki tingkat absorpsi yang sedikit rendah,

sedangkan otot memiliki tingkat absorpsi yang tinggi. Jaringan saraf perifer

memiliki daya absorpsi 2x lebih tinggi daripada otot, sedangkan tulang

mengabsorpsi energi ultrasound paling banyak.

Energi akustik berjalan melewati udara akan sepenuhnya

dipantulkan. Energi ultrasound berjalan melewati jaringan lemak, akan terjadi

pantulan dan pembiasan pada interface jaringan otot. Pada interface antara

jaringan tulang dan otot, energi akustik ultrasound sepenuhnya dipantulkan

(Draper & Pretince, 2005).

2.4.4 Efek Fisiologis Ultrasound

Gelombang ultrasound dapat menginduksi respon pada sel,

jaringan, dan organ melalui efek thermal dan efek non-thermal secara

signifikan. Jaringan yang mengalami kerusakan memiliki respon yang lebih

tinggi terhadap energi ultrasound dibandingkan dengan jaringan yang normal.

Efek Thermal pada penggunaan ultrasound adalah untuk

meningkatkan temperatur jaringan. Dari peningkatan temperatur jaringan

48

tersebut akan menghasilkan pemanjangan serat kolagen pada tendon dan

kapsul sendi, penurunan kekakuan sendi, pengurangan spasme otot, modulasi

nyeri, peningkatan aliran darah, dan respon inflamasi ringan yang dapat

membantu dalam resolusi peradangan kronis. Peningkatan suhu 10C

membantu meningkatkan metabolisme dan proses penyembuhan,

peningkatan suhu 20-30C mengurangi nyeri dan spasme otot, dan peningkatan

40C meningkatkan ekstensibilitas kolagen dan mengurangi kekakuan sendi

(Draper & Pretince, 2005).

Melalui efek nonthermal penggunaan ultrasound dapat

menghasilkan kavitasi dan microstreaming pada pergerakan molekul. Hal

tersebut merangsang pelepasan histamin dari mast cells yang meningkatkan

transport ion kalsium melintasi membran sel sehingga merangsang pelepasan

histamin. Histamin menarik polimorfonuklear leukosit, bersama dengan

monosit yang fungsi utamanya adalah untuk melepaskan agen chemotactic

dan faktor pertumbuhan yang merangsang fibroblast dan sel endotel untuk

membentuk kolagen, vascularized digunakan untuk pengembangan jaringan

ikat baru yang sangat penting untuk perbaikan yang cepat. Dengan demikian

pemakaian ultrasound dengan efek non-thermal dapat efektif dalam

memfasilitasi proses penyembuhan terutama pada kondisi kerusakan jaringan

akut (Draper & Pretince, 2005).

2.4.5 Indikasi dan Kontraindikasi

Indikasi pemberian ultrasound dibedakan berdasarkan efek yang

diinginkan. Indikasi untuk pemberian continuous ultrasound adalah ketika

49

efek utama yang diinginkan adalah peningkatan temperatur jaringan seperti

pada beberapa kondisi seperti adanya jaringan parut, kontraktur sendi,

inflamasi kronis, spasme otot, nyeri, meningkatkan ekstensibilitas kolagen,

regenerasi jaringan, tendonitis kronis, epicondylitis, phantom pain, dan lain-

lain Sedangkan pada pulsed ultrasound baik dipakai pada kondisi cidera akut,

inflamasi akut dan sub akut, dan aktualitas nyeri yang tinggi (Allen, 2006).

Kontraindikasi pemberian ultrasound adalah paparan langsung

kepada daerah malignan, pada kehamilan, adanya implan plastik, daerah yang

mengalami hemmorhagic, daerah yang mengalami ischemic, daerah yang

mengalami infeksi, adanya pace-maker, pada daerah ephyphysial plate,

thrombotic, pada daerah mata, gonad, dan medulla spinalis pasca

laminectomy, dan total joint replacement. (Cameron, 2003, Allen, 2006)

2.5 Kemampuan Fungsional pada Osteoarthritis Genu

Kemampuan fungsional didefinisiikan sebagai kemampuan

seseorang untuk melakukan tugas spesifik berkaitan dengan aktivitas sehari-

hari. Fungsional diartikan sebagai aktivitas yang memiliki tujuan dan fungsi

tertentu sesuai konteks dengan aktivitas yang produktif. Beberapa aktivitas

fungsional dalam kaitannya dengan aktivitas sehari-hari diantaranya adalah

aktivitas makan, minum, mandi, bermain, perawatan diri, ambulasi,

berinteraksi sosial dan kegiatan-kegiatan lainnya. Dalam memenuhi aktivitas

tersebut, seseorang memerlukan fungsi fisik yang cukup baik untuk mencapai

tugas-tugas tersebut dengan baik. Fungsi fisik tersebut yang dikatakan sebagai

kemampuan fungsional, yang dimana nantinya, kemampuan fungsional

50

tersebut digunakan untuk menuntaskan tugas-tugas spesifik yang berkaitan

dengan aktfitas kehidupan sehari-hari.

Hilangnya kemampuan fisik yang diakibatkan oleh adanya

gangguan (impairment), keterbatasan fungsi (functional limitation), dan

disabilitas berdampak pada terbatasnya kemampuan fungsional seseorang

yang pada akhirnya menyebabkan terganggunya proses pemenuhan aktivitas

sehari-hari. Pada Osteoarthritis Genu, proses-proses patologis yang terjadi

tentunya menyebabkan terhambatnya fungsi fisiologis dalam sistem

muskuloskeletal pada region tersebut. Manifestasi klinis yang dihasilkan

seperti nyeri, keterbatasan ROM, kelemahan otot, akan mengganggu

kemampuan fungsional seseorang dalam beberapa aktivitas, terutama

aktivitas fungsional yang menggunakan pembebanan pada tubuh seperti

berdiri, jongkok, duduk ke berdiri, dan berjalan, naik turun tangga (Susilawati

et al., 2015)

Pada Osteoarthritis, banyak faktor yang mempengaruhi

terganggunya kemampuan fungsional seseorang dalam aktivitas kehidupan

sehari-hari, yang dimana faktor-faktor ini saling berkaitan satu sama lain.

Kemampuan fungsional pada Osteoarthritis Genu tidak mampu ditentukan

hanya dengan mengukur kualitas dan kuantitas nyeri yang dirasakan.

Beberapa pasien Osteoarthritis Genu tidak mengalami nyeri, namun mereka

tidak mampu bergerak bebas karena masih terasa adanya stiffness pada regio

terkait. Begitu pula beberapa pasien tidak merasakan adanya kekakuan pada

sendi, namun melaporkan bahwa nyeri yang sangat mengganggu aktivitasnya.

51

Maka dari itu, pada Osteoarhtritis, beberapa faktor yang mempengaruhi

kemampuan fungsional sendi yaitu adanya nyeri, kekakuan, dan kesulitan

dalam melakukan aktivitas fungsional dasar (Susilawati et al., 2015).

2.5.1 Efek Nyeri terhadap Penurunan Kemampuan Fungsional

Menurut International Association for Study of Pain (IASP), nyeri

adalah pengalaman perasaan emosional yang tidak menyenangkan akibat

terjadinya kerusakan aktual maupun potensial, atau menggambarkan kondisi

terjadinya kerusakan pada jaringan. Perubahan fungsi pada nyeri memicu

respon protektif dengan maksud untuk menjaga agar kerusakan jaringan tetap

menimal (Borda et al., 2013). Kapasitas pengalaman nyeri memiliki fungsi

protektif. Jika kerusakan jaringan tidak dapat dihindarkan, akan terjadi

perubahan bertahap pada sistem saraf perifer dan sistem saraf pusat yang

bertanggung jawab terhadap persepi nyeri.

Banyak teori yang menjelaskan mekanisme nyeri yang terjadi dan

bagaimana nyeri tersebut dirasakan. Menurut American Pain Society (2010),

mekanisme nyeri diawali oleh adanya stimulus noxious pada reseptor sensorik

yang kemudian dilanjutkan melalui empat tahap yaitu: transduksi, transmisi,

persepsi, dan modulasi. Transduksi adalah suatu proses dimana terjadi

konversi daripada energi panas, mekanis, atau kimia menjadi sebuah energi

listrik yang dilakukan oleh reseptor sensoris yang bernama nociceptor.

Transmisi merupakan mekanisme penghantaran energi listrik yang diterima

oleh nociceptor menuju ke medulla spinalis dan otak. Persepsi merupakan

pemaparan atau penggambaran sinyal listrik tersebut menjadi sebuah

52

pengalaman sensoris. Modulasi merupakan suatu mekanisme inhibisi yang

mempengaruhi transimsi nyeri di level spinal cord (American Pain Society,

2010).

Pada Osteoarthritis Genu, nyeri terjadi sebagai akibat adanya

kontak antara kedua permukaan tulang. Pada sendi yang normal, kedua

permukaan tulang pembentuk sendi ditutupi oleh jaringan kartilago yang

tidak memiliki persarafan sensoris di dalamnya, sehingga kontak pada kedua

permukaan kartilago ini tidak menghasilkan input sensoris (Dziedzic &

Hammond, 2010). Namun pada sendi yang mengalami Osteoarthritis,

degenerasi kartilago dan subchondral sclerosis menyebabkan terjadinya

kontak antara kedua permukaan tulang yang dimana tulang memiliki

persarafan sensoris dan free nerve ending yang berfungsi sebagai nociceptor

(Shamley & Louis, 2005, Dziedzic & Hammond, 2010). Pembentukan tulang

(osteophyte) juga memiliki peran terhadap timbulnya nyeri pada kondisi

Osteoarthritis (Goodman & Fuller, 2009).

1.5.2 Efek Joint Stiffness terhadap Penurunan Kemampuan

Fngsional

Kekakuan (stiffness) didefinisikan sebagai kemampuan suatu objek

untuk bertahan pada keadaan awalnya (statik) ketika menerima paparan gaya

eksternal. Kekakuan sendi dapat terjadi sebagai akibat dari tidak terpaparnya

suatu objek dalam jangka waktu yang cukup lama, atau dapat terjadi akibat

abnormalitas paparan terhadap suatu objek yang di luar lingkup gerak yang

seharusnya (Latash & Zatsiorsky, 1993).

53

Kekakuan merupakan salah satu keluhan pada OA yang

menyebabkan terbatasnya kemampuan fungsional individu dalam melakukan

beberapa tugas spesifik. Kekakuan pada OA umumnya terjadi pada pagi hari

yang dikatakan sebagai morning stiffness, serta terjadi ketika berada dalam

keadaan statis dalam jangka waktu yang cukup lama. Gejala kekakuan sendi

pada pasien osteoarthritis genu dirasakan di dalam dan di sekitar sendi yang

terkait. Kekakuan sendi pada osteoarthritis sering dijabarkan sebagai

kekakuan jangka pendek (short-lived stiffness) yang biasanya berlangsung

kurang dari 30 menit. Kekakuan yang dirasakan lebih dari 30 menit

merupakan sebuah indicator terjadinya penyakit inflamasi sendi seperi

rheumatoid arthritis (Dziedzic & Hammond, 2010).

1.5.3 Efek Kelemahan Otot dan Instabilitas dalam Penurunan

Kemampuan Fungsional

Seseorang dengan osteoarthritis pada lutut ditemukan mengalami

kelemahan kelemahan otot pada otot quadriceps, dengan defisit kekuatan

sekitar 20% - 45% jika dibandingkan dengan kekuatan otot pada orang

normal. Kelemahan otot quadriceps yang persisten merupakan kondisi klinis

yang sangat penting pada pasien osteoarthritis genu karena mempengaruhi

gangguan stabilitas pada lutut dan kemampuan fungsional penderita (Rice et

al, 2011). Selebihnya, otot quadriceps memilki fungsi protektif pada

persendian lutut dimana otot quadriceps bekerja secara eksentrik selama fase

awal menapak (stance phase) dan berperan untuk memperlambat (deselerasi)

54

pergerakan tungkai saat menuju fase heel strike dengan tujuan untuk

menurunkan gaya impulsif menuju lutut (Brandt et al, 2008).

Kelemahan pada otot quadriceps diasosiasikan dengan

meningkatnya rata-rata pembebanan pada sendi lutut (Rice et al, 2011).

Beberapa data menunjukkan bahwa semakin besar gaya tension yang

dihasilkan otot quadriceps akan melindungi lutut dari beberapa insiden nyeri,

kehilangan kartilago, serta penyempitan ruang sendi tibiofemoral (Segal et

al., 2010). Stabilitas pada sendi lutut memerlukan gaya internal dalam

magnitude yang untuk melawan gaya eksternal yang dialami oleh lutut. Otot

quadriceps dinyatakan mampu meredam gaya pada lutut dan menyediakan

stabilitas dinamis. Kelemahan otot quadriceps dapat merubah stress kontak

pada kartilago artikular yang diasosiasikan dengan insiden nyeri lutut dan

dapat berkontribusi terhadap kejadian osteoarthritis genu (Segal et al., 2010).

Kelemahan otot, nyeri, dan gagguan fungsional membentuk sebuah

siklus pada pasien dengan osteoarthritis genu. Dalam siklus tersebut,

dinyatakan bahwa kelemahan otot menghasilkan pembebanan yang abnormal

pada sendi lutut dan dikaitkan dengan instabilitas, dimana pembebanan yang

abnormal pada lutut tentunya memicu nyeri di sekitar persendian. Nyeri yang

dialami pasien kemudian membatasi aktivitas fungsional pasien yang

kemudian akan memperberat kelemahan otot yang dialami pasien. Siklus

tersebut terus berputar dan mempengaruhi progresifitas penyakit tersebut

(Iwamoto et al., 2011).

55

1.5.4 Indeks Pengukuran Fungsional Osteoarthritis Genu

WOMAC (Western Ontario and McMaster Universities

Osteoarhtritis Index) adalah indeks yang digunakan untuk menilai keadaan

pasien dengan osteoarthritis pada lutut (Choundhary & Kishor, 2013). Total

24 parameter yang terdiri dari nyeri, kekakuan (stiffness), fungsi fisik dan

sosial dievaluasi menggunakan WOMAC. WOMAC juga dapat digunakan

untuk memantau perkembangan penyakit atau untuk menentukan efektivitas

obat anti-rematik (Susilawati et al, 2015). Semakin tinggi nilai yang diperoleh

menunjukkan besarnya keterbatasan fungsional pasien sedangkan nilai yang

rendah menunjukkan perbaikan kemampuan fungsional. Parameter WOMAC

antara lain:

1. Nyeri

a. Berjalan kaki

b. Menaiki anak tangga

c. Aktivitas pada malam hari

d. Istirahat

e. Menumpu

2. Kekakuan

a. Kekakuan pagi hari (morning stiffness)

b. Kekakuan sepanjang hari

3. Fungsi Fisik

a. Kesulitan turun tangga

b. Kesulitan naik tangga

56

c. Kesulitan dari posisi duduk ke berdiri

d. Kesulitan berdiri

e. Kesulitan duduk di lantai

f. Kesulitan berjalan pada permukaan datar

g. Kesulitan masuk dan keluar dari kendaraan

h. Kesulitan berbelanja

i. Kesulitan memakai kaos kaki

j. Kesulitan berbaring di tempat tidur

k. Kesulitan melepaskan kaus kaki

l. Kesulitan bangun dari tempat tidur

m. Kesulitan masuk dan keluar kamar mandi

n. Kesulitan masuk dan keluar toilet

o. Kesulitan duduk

p. Kesulitan melakukan tugas-tugas berat

q. Kesulitan melakukan tugas-tugas ringan

2.3.3.1 Penilaian dan Interpretasi Indeks WOMAC

1. Penilaian

Tabel 2.4 Kriteria Penilaian Indeks WOMAC

Skor Keterangan

0 Tidak

1 Ringan

2 Sedang

3 Parah

4 Sangat Parah

57

2. Interpretasi

Tabel 2.5 Intepretasi Nilai Indeks WOMAC

Jenis Pemeriksaan Total Skor Keterangan

Sakit 0 Minimum

20 Maksimum

Kekakuan 0 Minimum

8 Maksimum

Fungsi Fisik 0 Minimum

68 Maksimum

Total 96 Maksimum Skor

Keterangan Hasil skor WOMAC:

Minimum skor total: 0

Maksimum skor total: 96