kajian fisiologi tiga desain prosthetic kaki bagian …/kajian... · mengukur denyut nadi....

1

KAJIAN FISIOLOGI TIGA DESAIN PROSTHETIC KAKI BAGIAN BAWAH LUTUT PADA AMPUTEE DIBANDING

ORANG NORMAL DENGAN MEMPERTIMBANGKAN NILAI BASAL METABOLIC RATE

Skripsi

PUTU PRIMAWATI I 0305009

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET

SURAKARTA 2010

2



Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik

PUTU PRIMAWATI I 0305009

JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK

UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA

2010

3

LEMBAR PENGESAHAN Judul Tugas Akhir:



Ditulis oleh:

Putu Primawati I 0305009

Mengetahui,

LEMBAR VALIDASI

Pembantu Dekan I Fakultas Teknik

Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP. 19561112 195403 2 007

Ketua Jurusan Teknik Industri

Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 19641007 199702 1 001

Dosen Pembimbing I

Ir. Lobes Herdiman, MT NIP. 19641007 199702 1 001

Dosen Pembimbing II

Retno Wulan Damayanti, ST, MT NIP. 19800306 200501 2 002

4

Judul Tugas Akhir :



Ditulis oleh:

Putu Primawati I 0305009

Telah disidangkan pada hari Jum'at tanggal 29 Januari 2010

Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta,

dengan

Dosen Penguji

1. Ir. Munifah, MSIE, MT NIP 19561215 198701 2 001

2. Ilham Priadythama, ST, MT

NIP 19801124 200812 1 002

Dosen Pembimbing

1. Ir. Lobes Herdiman, MT NIP 19641007 199702 1 001

3. Retno Wulan Damayanti, ST, MT NIP 19800306 200501 2 002

SURAT PERNYATAAN

5

ORISINALITAS KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Putu Primawati

Nim : I 0305009

Judul tugas akhir : Kajian Fisiologi Tiga Desain Prosthetic Kaki Bagian

Bawah Lutut pada Amputee Dibanding Orang Normal

dengan Mempertimbangkan Nilai Basal Metabolic Rate

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun tidak

mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti bahwa

Tugas Akhir yang saya susun mencontoh atau melakukan plagiat dapat dinyatakan

batal atau gelar Sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau

dicabut.

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya dan apabila

dikemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup

menanggung segala konsekuensinya.

Surakarta, Januari 2010

Putu Primawati

I 0305009

SURAT PERNYATAAN

6

PUBLIKASI KARYA ILMIAH

Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini,

Nama : Putu Primawati

Nim : I 0305009

Judul tugas akhir : Kajian Fisiologi Tiga Desain Prosthetic Kaki Bagian

Bawah Lutut pada Amputee Dibanding Orang Normal

dengan Mempertimbangkan Nilai Basal Metabolic Rate

Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat

lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing 1 dan

Pembimbing 2. Bersamaan dengan syarat pernyataan ini bahwa hasil penelitian

dari Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun bersedia digunakan untuk

publikasi dari proceeding, jurnal, atau media penerbit lainnya baik di tingkat

nasional maupun internasional sebagaimana mestinya yang merupakan bagian

dari publikasi karya ilmiah

Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenar-benarnya.


Putu Primawati

I 0305009

KATA PENGANTAR

7

Segala puji bagi Allah Bapa yang telah memberi anugerah dan karunia-Nya

sehingga penulis berhasil menyelesaikan Laporan Tugas Akhir “Kajian Fisiologi

Tiga Desain Prosthetic Kaki Bagian Bawah Lutut pada Amputee Dibanding

Orang Normal dengan Mempertimbangkan Nilai Basal Metabolic Rate” ini

dengan baik.

Dengan segenap ketulusan hati penulis menyampaikan ucapan terima

kasih atas segala bantuan dari berbagai pihak sehingga dapat menyelasaikan

Laporan Tugas Akhir ini. Penulis menyampaikan terimakasih kepada:

1. Allah Bapa atas anugerah, karunia, dan segalanya yang memampukan penulis

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini.

2. Ibu dan Bapak atas dukungan dan doa yang tak pernah putus sehingga berhasil

menyelesaikan Laporan Tugas Akhir ini. Sayang selalu.

3. Bapak Ir. Lobes Herdiman, MT selaku Ketua Jurusan Teknik Industri

Universitas Sebelas Maret Surakarta, Pembimbing Akademik, dan Dosen

Pembimbing 1. Terima kasih atas bimbingan, bantuan, dan kesabaran bapak

selama penyelesaian Laporan Tugas Akhir.

4. Ibu Retno Wulan Damayanti ST, MT selaku Dosen Pembimbing 2, terima

kasih atas segala bimbingan, masukan, dan semangat ibu selama penyelesaian

Laporan Tugas Akhir.

5. Ibu Ir. Munifah, MSIE, MT dan Bapak Ilham Priadythama, ST, MT selaku

Dosen Penguji, terima kasih atas masukan dan perbaikan untuk Laporan

Tugas Akhir ini.

6. Bapak Taufik Rohman STP, MT selaku koordinator Tugas Akhir yang telah

membantu mempermudah pelaksanaan Tugas Akhir ini.

7. Seluruh dosen Teknik Industri yang telah mewariskan indahnya ilmu Teknik

Industri kepada penulis. Serta seluruh Admin TI atas segala bantuannya.

8. Adik terkasih, Titis dan seluruh keluargaku serta Pandu tercinta atas

dukungan, semangat, dan doanya dalam penyelesaian laporan Tugas Akhir ini.

9. Bala 2005 TI UNS atas kebersamaan, keceriaan, semangat, dukungan, dan

kerjasama kalian semua. Terima kasih telah menjadi mutiara-mutiara dalam

rangkaian hidupku. Tetap sehat, tetap semangat, sukses akan kita raih.

10. Teman-teman seperjuangan –Agus, Anna, Galih– terima kasih atas semangat

dan kegilaannya yang membuat tetap bertahan. Merdeka!!!

8

11. Sohib-sohib terbaik –Dian, Imung, Anna, Endri, Danang, Rony, Adwin–

untuk bantuan, semangat, keceriaan, dan doanya. Yes we can!!!

12. Sobat D’Kanerz, it’s a gift being part of you, guys. Terima kasih untuk

semangat dan keceriaan yang menulariku.

13. My sisters –Rani, Arum, Vanny, Djenk Wied, Tante Yuun, Mba End– atas

semangat, nasihat, dan doanya. Loph you, sisto.

14. Semua pihak yang belum tertulis di atas, terima kasih atas segala bantuan dan

dukungannya.

Sebagai akhir dari kata pengantar ini, penulis menyampaikan bahwa laporan ini

masih jauh dari sempurna dikarenakan keterbatasan kemampuan yang penulis

miliki. Saran dan kritik diharapkan untuk perbaikan. Semoga laporan ini

bermanfaat dan dapat memberikan inspirasi bagi semua, Amiin.

Mohon maaf & terima kasih.


Penulis

ABSTRAK Putu Primawati, NIM: I 0305009. KAJIAN FISIOLOGI TIGA DESAIN PROSTHETIC KAKI BAGIAN BAWAH LUTUT PADA AMPUTEE DIBANDING ORANG NORMAL DENGAN MEMPERTIMBANGKAN NILAI BASAL METABOLIC RATE. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Januari 2010.

9

Berjalan merupakan salah satu aktivitas dasar yang dilakukan oleh alat

gerak bagian bawah, yaitu kaki. Kehilangan pada bagian tersebut, yang disebut amputasi, menimbulkan keterbatasan dalam berjalan. Keterbatasan ini dapat dipenuhi dengan adanya alat bantu gerak (prosthetic). Penggunaan alat ini menyebabkan peningkatan energi sebesar 10-15% untuk berjalan. Padahal besarnya penggunaan energi ini perlu mempertimbangkan nilai Basal Metabolic Rate (BMR). Prosthetic kaki bawah lutut yang dikaji adalah jenis eksoskeletal, endoskeletal Merek Regal, dan endoskeletal Pengembangan. Penelitian ini mengkaji fisiologi terhadap aktivitas berjalan pada amputee dengan menggunakan tiga desain prosthetic tersebut dibandingkan dengan orang normal.

Metode pengukuran fisiologi yang digunakan meliputi empat kriteria, yaitu %CVL (Cardiovasculair Load), energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan konsumsi oksigen. Pengukuran dilakukan secara tidak langsung yaitu dengan mengukur denyut nadi. Responden berjumlah 1 orang amputee dan 10 orang normal. Setiap responden berjalan normal pada lintasan 12 meter dan berjalan pada treadmill sejauh 100 meter dengan tiga kecepatan berbeda. Empat kriteria dihitung berdasarkan nilai denyut nadi. Denyut nadi diukur dengan metode 10 denyut dan menggunakan alat sensor pada treadmill.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan memberikan hasil %CVL sebesar 3.21±0.09% yang lebih rendah dibanding dua desain prosthetic lainnya, sedangkan %CVL responden normal yaitu 3.14±0.57%. Hasil pengukuran energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan konsumsi oksigen menunjukkan kestabilan garis yang mirip dengan responden normal. Dimana nilai BMR amputee yaitu 1372 Kkal/hari, sedangkan nilai BMR responden normal berkisar 1472±8.48 Kkal/hari dan keduanya masuk dalam kategori BMI (Body Mass Index) yaitu ‘langsing’. Hal tersebut menunjukkan bahwa desain prosthetic kaki bagian bawah lutut terbaik dalam mengakomodasi aktivitas berjalan yaitu desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan karena memberikan nilai pengukuran fisiologi yang paling mendekati responden normal Kata kunci: fisiologi, prosthetic kaki bagian bawah lutut, BMR xvii + 133 halaman; 64 gambar; 38 tabel; 1 lampiran Daftar pustaka: 26 (1919-2009)

ABSTRACT Putu Primawati, NIM: I 0305009, PHYSIOLOGY STUDY OF THREE BELOW KNEE PROSTHETIC DESIGN ON AMPUTEE COMPARE TO NORMAL PEOPLE CONSIDERING BASAL METABOLIC RATE VALUE. Thesis. Surakarta: Industrial Engineering Department, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, Januari 2010.

Walking is one of basic activity done by lower part moving device, called leg. Losing at the division, called amputation, generates limitation in walking.

10

This limitation can be completed by artificial limbs (prosthetic). Usage of this device causes improvement of energy about 10-15% for walking. Besides the level of improvement energy need to consider Basal Metabolic Rate (BMR) value. Below knee prosthetic designs studied in this experiment are exoskeleton, Regal endoskeleton, and Expansion endoskeleton. This research study physiology to walking activity at amputee by using those three prosthetic designs compared to normal people.

Method of physiology applied covers four criterions. They are %CVL (Cardiovasculair Load), energy expenditure, calorie requirement, and oxygen consumption. Measurement is done indirectly with measuring pulse. One amputee and ten normal people selected for this research. Each responder is walking normally 12 meters and in treadmill 100 meters with three different speeds. The criterions are calculated based on pulse value. Pulse is measured with 10 pulses method and applies censor device at treadmill.

Result of research indicates that Expansion endoskeleton prosthetic design gives result of %CVL value 3.21±0.09% lower than two other prosthetic designs, while %CVL normal responder is 3.14±0.57%. Result of energy expenditure, calorie requirement, and oxygen consumption shows stability of line looking like normal responder. Amputee’s BMR value is 1372 Kkal/hari, while value BMR of normal responder approximately 1472±8.48 Kkal/hari. Both amputee and normal responder categorize BMI (Body Mass Index) that is ‘slim’. The conclusion for best below knee prosthetic in accommodating walking activity is Expansion endoskeleton prosthetic design because giving value of nearest physiology of normal people.

Keywords: physiology, below knee prosthetic, BMR xvii + 133 pages; 64 figures; 38 tables; 1 appendixes References: 26 (1919-2009)

11

DAFTAR ISI

HALAMAN JUDUL .................................................................................

LEMBAR PENGESAHAN ......................................................................

LEMBAR VALIDASI ..............................................................................

SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH ............................

SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH ...................................

KATA PENGANTAR ...............................................................................

ABSTRAK .................................................................................................

ABSTRACT ..............................................................................................

DAFTAR ISI .............................................................................................

DAFTAR TABEL .....................................................................................

DAFTAR GAMBAR ................................................................................

BAB I PENDAHULUAN ......................................................................

1.1 Latar Belakang .......................................................................

1.2 Perumusan Masalah ...............................................................

1.3 Tujuan Penelitian ...................................................................

1.4 Manfaat Penelitian .................................................................

1.5 Batasan Masalah .....................................................................

1.6 Asumsi ....................................................................................

1.7 Sistematika Penulisan ............................................................

BAB II TINJAUAN PUSTAKA .............................................................

2.1 Prosthetic ...............................................................................

2.1.1 Definisi prosthetic .........................................................

2.1.2 Komponen prosthetic kaki bawah lutut .............................

2.1.3 Prosthetic bawah lutut yang berkembang di Indonesia ...

2.2 Pola Jalan Normal Pada manusia ...........................................

2.2.1 Fase berjalan .................................................................

2.2.2 Gerakan anggota tubuh saat berjalan ............................

2.3 Body Mass Index (BMI) ........................................................

2.4 Metabolisme Basal .................................................................

2.5 Konsep Fisiologi Manusia .....................................................

2.5.1 Aktivitas fisik manusia ..................................................

i

ii

iii

iv

v

vi

viii

ix

x

xiii

xv

I-1

I-1

I-4

I-4

I-4

I-4

I-5

I-5

II-1

II-1

II-1

II-2

II-8

II-9

II-9

II-11

II-15

II-16

II-18

II-18

xii

2.5.2 Kelelahan (Fatique) ......................................................

2.5.3 Denyut jantung .............................................................

2.5.4 Energi ekspenditur ........................................................

2.5.5 Aerobic capacity ............................................................

2.6 Penelitian Sebelumnya ...........................................................

BAB III METODOLOGI PENELITIAN ............................................

3.1 Identifikasi Masalah ………….............................................

3.2 Pengumpulan Data .................................................................

3.3 Pengolahan Data .....................................................................

3.4 Analisis Data dan Interpretasi Hasil ......................................

3.5 Kesimpulan dan Saran ............................................................

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA ..................

4.1 Pengumpulan Data .................................................................

4.1.1 Desain prosthetic kaki bawah lutut …...........................

4.1.2 Pengguna prosthetic kaki bawah lutut .........................

4.1.3 Responden normal ........................................................

4.2 Pengolahan Data ....................................................................

4.2.1 Menentukan nilai BMI ..................................................

4.2.2 Menentukan nilai BMR .................................................

4.2.3 Menentukan denyut nadi ...............................................

4.2.4 Menentukan tingkat kelelahan ......................................

4.2.5 Menentukan energi ekspenditur ....................................

4.2.6 Menentukan kebutuhan kalori .......................................

4.2.7 Menentukan konsumsi oksigen ......................................

4.2.8 Perbandingan hasil pengukuran pada pengguna

prosthetic dan responden normal ..................................

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL ..............................

5.1 Analisis Hasil Penelitian .........................................................

5.1.1 Analisis Hasil Perhitungan Nilai BMI dan BMR ...........

5.1.2 Analisis Hasil Perhitungan %CVL ................................

5.1.3 Analisis Hasil Perhitungan %CVL per Fase .................

5.1.4 Analisis Hasil Perhitungan Energi Ekspenditur .................

II-22

II-25

II-29

II-31

II-33

III-1

III-2

III-4

III-7

III-8

III-8

IV-1

IV-1

IV-1

IV-4

IV-7

IV-12

IV-12

IV-14

IV-15

IV-20

IV-40

IV-45

IV-51

IV-58

V-1

V-1

V-1

V-2

V-4

V-7

xiii

5.1.5 Analisis Hasil Perhitungan Kebutuhan Kalori .................

5.1.6 Analisis Hasil Perhitungan Konsumsi Oksigen .................

5.1.7 Analisis terhadap Faktor yang Perlu Dikontrol …..........

5.2 Interpretasi Hasil .....................................................................

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN ...................................................

6.1 Kesimpulan ..............................................................................

6.2 Saran ......................................................................................

DAFTAR PUSTAKA

LAMPIRAN

V-9

V-11

V-13

V-16

VI-1

VI-1

VI-1

xiv

DAFTAR TABEL

Hal.

Tabel 2.1

Tabel 2.2

Tabel 2.3

Tabel 2.4

Tabel 2.5

Tabel 2.6

Tabel 4.1

Tabel 4.2

Tabel 4.3

Tabel 4.4

Tabel 4.5

Tabel 4.6

Tabel 4.7

Tabel 4.8

Tabel 4.9

Tabel 4.10

Tabel 4.11

Tabel 4.12

Tabel 4.13

Tabel 4.14

Tabel 4.15

Tabel 4.16

Tabel 4.17

Tabel 4.18

Perbandingan nonartikulasi dan artikulasi assembly .........

Klasifikasi body mass index (BMI) menurut WHO ..........

Klasifikasi body mass index (BMI) orang Asia dewasa ....

Kebutuhan energi untuk melakukan berbagai jenis pekerjaan ...........................................................................

Kebutuhan energi untuk aktivitas fisik manusia ...............

Klasifikasi kerja berdasarkan % CVL ...............................

Data denyut nadi aktivitas berjalan normal pengguna prosthetic ...........................................................................

Data denyut nadi aktivitas berjalan di treadmill pengguna prosthetic ...........................................................................

Data denyut nadi aktivitas berjalan normal respondennormal ................................................................................

Data denyut nadi aktivitas berjalan pada treadmillresponden normal ..............................................................

Nilai BMI pada responden normal ....................................

Nilai BMR pada responden normal ...................................

Hasil perhitungan denyut nadi pengguna prosthetic .........

Hasil perhitungan denyut nadi responden normal .............

Hasil perhitungan % CVL pengguna prosthetic ...............

Hasil perhitungan % CVL responden normal ...................

Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan pada pengguna prosthetic ...........................................................................

Distribusi % CVL per siklus pada pengguna prosthetic ..

Nilai % CVL per siklus terbesar pada pengguna prosthetic ...........................................................................

Waktu per fase berjalan pada pengguna prosthetic ...........

Distribusi nilai % CVL per fase pada pengguna prosthetic ...........................................................................

Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan pada responden normal ................................................................................

Distribusi % CVL per siklus pada responden normal ......

Nilai % CVL per siklus terbesar pada responden normal..

II-4

II-15

II-16

II-20

II-21

II-28

IV-6

IV-7

IV-9

IV-11

IV-14

IV-15

IV-17

IV-19

IV-21

IV-23

IV-25

IV-27

IV-28

IV-29

IV-30

IV-32

IV-33

IV-34

xv

Tabel 4.19

Tabel 4.20

Tabel 4.21

Tabel 4.22

Tabel 4.23

Tabel 4.24

Tabel 4.25

Tabel 4.26

Tabel 4.27

Tabel 4.28

Tabel 4.29

Tabel 4.30

Tabel 4.31

Tabel 5.1

Waktu per fase berjalan pada responden normal ..............

Distribusi nilai % CVL per fase pada responden normal...

Hasil perhitungan energi ekspenditur pengguna prosthetic ...........................................................................

Hasil perhitungan energi ekspenditur responden normal...

Hasil perhitungan kebutuhan kalori pengguna prosthetic..

Hasil perhitungan kebutuhan kalori responden normal .....

Hasil perhitungan konsumsi oksigen pengguna prosthetic

Hasil perhitungan konsumsi oksigen responden normal....

Rekapitulasi hasil perbandingan % CVL ..........................

Rekapitulasi hasil perbandingan % CVL per fase .............

Rekapitulasi hasil perbandingan energi ekspenditur .........

Rekapitulasi hasil perbandingan kebutuhan kalori ............

Rekapitulasi hasil perbandingan konsumsi oksigen ..........

Perbandingan nilai maksimum-minimum %CVL per fase

IV-35

IV-37

IV-41

IV-43

IV-47

IV-49

IV-53

IV-55

IV-58

IV-59

IV-60

IV-62

IV-63

V-6

xvi

DAFTAR GAMBAR

Hal. Gambar 2.1

Gambar 2.2

Gambar 2.3

Gambar 2.4

Gambar 2.5

Gambar 2.6

Gambar 2.7

Gambar 2.8

Gambar 2.9

Gambar 2.10

Gambar 2.11

Gambar 2.12

Gambar 2.13

Gambar 2.14

Gambar 2.15

Gambar 2.16

Gambar 2.17

Gambar 2.18

Gambar 2.19

Gambar 2.20

Gambar 2.21

Gambar 2.22

Gambar 2.23

Gambar 2.24

Gambar 3.1

Gambar 3.2

Gambar 4.1

Gambar 4.2

Prosthetic bawah lutut ......................................................

Nonarticulated foot-ankle assembly ..................................

Articulated foot-ankle assembly ........................................

Jenis shank pada prosthetic ...............................................

Jenis socket pada prosthetic ..............................................

Cuff suspension .................................................................

Waist belt ...........................................................................

Thigh corset .......................................................................

Prosthetic bawah lutut patellar tendon bearing (PTB) ......

Siklus pola jalan (gait cycle) .............................................

Fase berdiri (stance phase) ...............................................

Fase berayun (swing phase) ..............................................

Gerakan kaki dan sendi pada fase heel contact .................

Gerakan kaki dan sendi pada fase foot flat dan acceleration .......................................................................

Gerakan kaki dan sendi pada fase point midstance dan midswing ...........................................................................

Gerakan kaki dan sendi pada fase heel off ........................

Gerakan kaki dan sendi pada fase toe off dan deceleration .......................................................................

Gerakan pinggul dan bahu pada saat berjalan ...................

Gerakan tulang belakang dan bahu pada saat berjalan ......

Gerakan tulang belakang dan bahu pada saat berjalan ......

Hubungan massa tubuh dengan nilai BMR .......................

Hubungan denyut jantung dengan kondisi kerja dan konsumsi energi ................................................................

Pembagian denyut jantung pada saat beraktivitas .............

Total energi ekspenditur ....................................................

Metodologi penelitian .......................................................

Alat yang digunakan dalam penelitian ..............................

Jenis prosthetic yang digunakan .......................................

Pengukuran data awal pada pengguna prosthetic .............

II-2

II-3

II-4

II-5

II-6

II-7

II-7

II-8

II-9

II-10

II-10

II-11

II-11

II-12

II-12

II-12

II-13

II-13

II-14

II-14

II-17

II-26

II-26

II-30

III-1

III-4

IV-1

IV-5

xvii

Gambar 4.3

Gambar 4.4

Gambar 4.5

Gambar 4.6

Gambar 4.7

Gambar 4.8

Gambar 4.9

Gambar 4.10

Gambar 4.11

Gambar 4.12

Gambar 4.13

Gambar 4.14

Gambar 4.15

Gambar 4.16

Gambar 4.17

Gambar 4.18

Gambar 4.19

Gambar 4.20

Gambar 4.21

Gambar 4.22

Gambar 4.23

Gambar 4.24

Gambar 4.25

Gambar 4.26

Gambar 4.27

Fase berjalan pada pengguna prosthetic ...........................

Fase berjalan pada responden normal ...............................

Grafik hasil pengukuran denyut nadi pengguna prosthetic

Grafik hasil pengukuran denyut nadi responden normal ..

Grafik hasil perhitungan % CVL pengguna prosthetic .....

Grafik hasil perhitungan % CVL responden normal ........

Siklus pola jalan (gait cycle) .............................................

Grafik hasil pengamatan terhadap siklus berjalan pengguna prosthetic ..........................................................

Grafik distribusi % CVL per siklus pengguna prosthetic..

Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar pada pengguna prosthetic ..........................................................

Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase pada pengguna prosthetic ..........................................................

Distribusi % CVL per fase pada pengguna prosthetic ......

Distribusi % CVL pada gerak per fase pengguna prosthetic ...........................................................................

Grafik hasil pengamatan terhadap siklus berjalan responden normal ..............................................................

Grafik distribusi % CVL per siklus responden normal .....

Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar pada responden normal ..............................................................

Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase pada responden normal ..............................................................

Distribusi % CVL per fase pada responden normal ..........

Distribusi % CVL pada gerak per fase responden normal

Energi ekspenditur pada pengguna ketiga desainprosthetic ...........................................................................

Energi ekspenditur responden normal (kecepatan 1,2 km/jam) .............................................................................

Energi ekspenditur responden normal (kecepatan 1,6 km/jam) .............................................................................

Energi ekspenditur responden normal (kecepatan 2 km/jam) .............................................................................

Kebutuhan kalori pada pengguna ketiga desain prosthetic

Kebutuhan kalori responden normal (kecepatan 1,2 km/jam) .............................................................................

IV-6

IV-10

IV-17

IV-20

IV-22

IV-24

IV-24

IV-26

IV-27

IV-28

IV-29

IV-30

IV-31

IV-32

IV-34

IV-35

IV-36

IV-37

IV-38

IV-41

IV-44

IV-44

IV-45

IV-47

IV-50

xviii

Gambar 4.28

Gambar 4.29

Gambar 4.30

Gambar 4.31

Gambar 4.32

Gambar 4.33

Gambar 4.34

Gambar 4.35

Gambar 4.36

Gambar 4.37

Gambar 4.38

Kebutuhan kalori responden normal (kecepatan 1,6 km/jam) .............................................................................

Kebutuhan kalori responden normal (kecepatan 2 km/jam) .............................................................................

Konsumsi oksigen pada pengguna ketiga desainprosthetic ...........................................................................

Konsumsi oksigen responden normal (kecepatan 1,2 km/jam) .............................................................................

Konsumsi oksigen responden normal (kecepatan 1,6 km/jam) .............................................................................

Konsumsi oksigen responden normal (kecepatan 2 km/jam) .............................................................................

Grafik perbandingan % CVL amputee dan responden normal ...............................................................................

Grafik perbandingan % CVL per fase amputee dan responden normal ..............................................................

Grafik perbandingan energi ekspenditur amputee dan responden normal ..............................................................

Grafik perbandingan kebutuhan kalori amputee dan responden normal ..............................................................

Grafik perbandingan konsumsi oksigen amputee dan responden normal ..............................................................

IV-50

IV-51

IV-53

IV-56

IV-57

IV-57

IV-59

IV-60

IV-61

IV-63

IV-64

xix

BAB I PENDAHULUAN

Manusia memiliki alat gerak pada tubuhnya, yaitu sepasang tangan

sebagai alat gerak atas dan sepasang kaki sebagai alat gerak bawah. Alat gerak

tersebut berfungsi dalam melakukan aktivitas sehari-hari dan sebagai alat

penyeimbang tubuh. Ketiadaan salah satu alat gerak tersebut menyebabkan

kesulitan dalam melakukan aktivitas yang berkaitan dengan fungsi alat gerak serta

menimbulkan ketidakseimbangan pada tubuh manusia.

1.1 LATAR BELAKANG

Banyak pengukuran dilakukan untuk melihat seberapa jauh tingkat

ergonomi suatu alat bantu gerak ketika digunakan. Ergonomi ini didefinisikan

sebagai ilmu yang mempelajari tentang aspek-aspek manusia dalam lingkungan

kerjanya yang ditinjau dari aspek anatomi, fisiologi, psikologi, engineering,

manajemen dan desain perancangan (Nurmianto, E., 2004). Ergonomi terkait

dengan pengukuran terhadap optimasi, efisiensi, kesehatan, keselamatan dan

kenyamanan manusia di tempat kerja. Penelitian ini mengukur besar beban kerja

fisik khususnya aktivitas berjalan sehingga dipusatkan pada pengukuran ergonomi

dari aspek fisiologi .

Pengukuran aspek fisiologi merupakan pengukuran terhadap fungsi organ-

organ manusia dalam melakukan aktivitas untuk mengukur beban kerja fisik.

Aktivitas otot pada kerja fisik mengubah beberapa fungsi dalam tubuh yaitu

denyut jantung (heart rate), tekanan darah, output jantung, komposisi kimia

dalam darah dan urin, temperatur tubuh, perspiration rate, ventilasi paru-paru dan

konsumsi oksigen oleh otot (Sulistyadi dan Susanti, 2003). Pengukuran terhadap

perubahan tersebut digunakan untuk mengukur konsumsi energi. Pengukuran

fisiologi membantu mengetahui besarnya beban kerja fisik dan konsumsi energi

serta oksigen dalam melakukan aktivitas, khususnya dalam berjalan, baik pada

orang amputee maupun orang normal.

Kehilangan suatu bagian tubuh terutama anggota gerak pada amputee

mengakibatkan keterbatasan dalam beraktivitas. Aktivitas berjalan pada amputee

dengan alat bantu gerak (prosthetic) tentu berbeda dengan orang normal sehingga

xx

nilai pengukuran fisiologi keduanya pun berbeda. Suatu aktivitas yang dilakukan

seorang amputee akan membutuhkan energi dan oksigen dalam jumlah yang lebih

besar dibandingkan orang normal, selain itu tingkat kelelahan pun lebih besar.

Verne T. Inman (1968) mengungkapkan bahwa ketiadaan suatu gerakan tubuh

karena hilangnya suatu anggota tubuh menyebabkan pemakaian energi meningkat

sebesar 10-15%. Pemakaian energi ini dipengaruhi oleh nilai BMR (Basal

Metabolic Rate) sebab nilai ini menggambarkan 60-75 % total energi (Rowett

Research Institute, 1992).

Metabolisme basal merupakan penggunaan energi oleh tubuh ketika

berada dalam kondisi istirahat. Nilainya berbeda pada setiap individu tergantung

usia, jenis kelamin, dan berat badan. Nilai ini biasanya disebut BMR. Orang

dengan nilai BMR tinggi berarti energi terbakar lebih banyak pada kondisi

istirahat. Laki-laki dewasa memerlukan kalori untuk metabolisme basal sekitar

23.87 Kkal/hari/kg (Grandjean, 1993). Pengukurannya berkaitan dengan nilai

energi dan oksigen yang dibutuhkan. Secara tidak langsung diketahui dengan

pengukuran denyut jantung. Orang akan mengalami kelelahan jika siklus kerja

fisiologi tidak seimbang antara aktivitas dengan istirahat.

Pada laki-laki normal dengan umur 20-40 tahun energi yang dibutuhkan

sebesar 2900 Kkal/hari (National Research Council, 1996). Penelitian yang

dilakukan Mike Laymon, et al (2008) mengungkapkan bahwa energi yang

digunakan untuk laki-laki normal dengan umur 20-40 tahun dan sehat dalam

kondisi istirahat sekitar 654,1 kal/jam dan setelah beraktivitas selama 60 menit

berkisar antara 389,2-1027,5 kalori. Konsumsi oksigen sekitar 0,36 liter/menit dan

sesaat setelah melakukan aktivitas selama 60 menit meningkat menjadi rata-rata

2,12 liter/menit. Penelitian Robert L. Waters, et al (1976) menyebutkan nilai

energy cost relatif untuk orang normal sebesar 38% dengan O2 uptake sebesar 13

± 2.7 ml/kg/menit.

Penelitian Robert L. Waters, et al (1976) memberikan nilai besarnya

energi yang dibutuhkan oleh amputee ketika berjalan. Penelitian dilakukan

terhadap 14 orang below-knee amputee dengan umur berkisar 30 tahun. Rata-rata

energy cost relatif yang dibutuhkan oleh below-knee amputee sekitar 35%.

xxi

Besarnya oksigen yang dikonsumsi (O2 uptake) yaitu sebesar 15.5 ml/kg/menit.

Nilai maximal aerob capacity sekitar 45 ± 9 ml/kg/menit.

Perbedaan konsumsi energi dan oksigen antara amputee dengan orang

normal kemungkinan dipengaruhi oleh desain prosthetic yang digunakan

amputee. Pada penelitian ini akan dikaji tiga desain below-knee prosthetic (BKP)

yang berbeda yaitu eksoskeletal, endoskeletal tiruan Otto Bock merek Regal, dan

endoskeletal pengembangan. Fokus perbedaan ketiga desain tersebut terletak pada

komponen ankle joint.

Pada sebuah penelitian (Herdiman, L., 2009) diungkapkan beberapa

perbedaan ketiga desain BKP tersebut. Desain prosthetic eksoskeletal merupakan

desain yang berkembang di Indonesia. Desain ini mudah dalam pembuatannya

dan harganya terjangkau masyarakat. Kekurangan desain ini yaitu kurang presisi,

tidak adanya komponen pengganti pergelangan kaki (ankle joint) dan tidak

terdapat penguat (pylon) pada bagian dalam. Ankle joint bersifat kaku (fixed) dan

tidak fleksibel (unflexibility). Desain prosthetic endoskeletal impor merupakan

desain yang lebih modern dibandingkan desain eksoskeletal. Desain ini lebih

modern dengan adanya pylon dan komponen ankle joint. Komponen ankle joint

didesain dengan sistem double axis yang memungkinkan gerakan flexion dan

extension pada bagian ankle yaitu plantarflexion dan dorsiflexion. Salah satunya

diproduksi oleh Taiwan dengan merek Regal yang mengadaptasi prosthetic Otto

Bock buatan Jerman. Kualitas kepresisian, kenyamanan, bahkan fleksibilitas lebih

baik daripada desain eksoskeletal, namun harganya kurang terjangkau bagi

sebagian besar masyarakat Indonesia, serta karakteristik fisik tidak sesuai untuk

digunakan orang Indonesia. Pada tahun 2009 telah dikembangkan prosthetic

endoskeletal oleh Lobes Herdiman yang mengakomodasi kekurangan kedua

desain prosthetic sebelumnya. Pada desain ini terdapat pylon dan komponen ankle

joint. Komponen ankle joint didesain dengan sistem double axis, sama halnya

pada desain endoskeletal merek Regal, namun dengan tingkat fleksibilitas yang

berbeda. Jika diterapkan di Indonesia, hasilnya lebih baik dibandingkan desain

eksoskeletal dan harganya tetap terjangkau.

Penelitian ini dilakukan untuk mengkaji fisiologi pengguna prosthetic

menggunakan tiga desain prosthetic yang berbeda saat melakukan aktivitas

xxii

berjalan terhadap empat kriteria pengukuran fisiologi. Hasil akhirnya yaitu berupa

rekomendasi desain prosthetic dengan pengukuran fisiologi paling mendekati

kondisi orang normal.

1.2 PERUMUSAN MASALAH

Berdasarkan latar belakang di atas maka perumusan masalah yang dapat

diangkat adalah bagaimana memilih desain prosthetic kaki bawah lutut dalam

mengakomodasi aktivitas berjalan.

1.3 TUJUAN PENELITIAN

Tujuan yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu pemilihan desain

prosthetic kaki bawah lutut dalam mengakomodasi aktivitas berjalan. Sub tujuan

yang harus dicapai, yaitu:

1. Mengukur aspek fisiologi yang meliputi tingkat kelelahan (%CVL), energi

ekspenditur, kebutuhan kalori, dan konsumsi oksigen yang dikeluarkan oleh

pengguna prosthetic kaki bagian bawah lutut dan responden normal yang telah

dihitung nilai BMR keduanya terlebih dahulu.

2. Menentukan desain prosthetic terbaik dengan memperhatikan hasil

pengukuran fisiologi yang mendekati kondisi responden normal.

1.4 MANFAAT PENELITIAN

Adapun manfaat yang ingin dicapai dalam penelitian ini yaitu memberikan

rekomendasi pada pengguna prosthetic kaki bawah lutut mengenai desain

prosthetic dengan pengukuran fisiologi mendekati responden normal.

1.5 BATASAN MASALAH

Batasan masalah dari penelitian pengukuran fisiologi jenis-jenis prosthetic

kaki bagian bawah lutut, sebagai berikut:

1. Penelitian dilakukan kepada individu yang hanya kehilangan satu anggota

gerak bawah lutut yaitu bagian kanan dan stump (bagian segmen tubuh sisa

dari amputasi) masih dapat digerakkan.

2. Responden berjenis kelamin laki-laki. Responden amputee berjumlah satu

orang dan responden normal berjumlah sepuluh orang.

xxiii

1.6 ASUMSI

Asumsi-asumsi yang digunakan pada penelitian pengukuran fisiologi

jenis-jenis prosthetic kaki bagian bawah lutut untuk mendekatkan segi teoritis

dengan kondisi sebenarnya, sebagai berikut:

1. Responden amputee dan responden normal tidak mempunyai penyakit

kelainan jantung.

2. Aspek psikologis tidak mempengaruhi hasil penelitian.

3. Responden amputee sudah terbiasa menggunakan ketiga desain prosthetic.

1.7 SISTEMATIKA PENULISAN

Sistematika penulisan penelitian pengukuran fisiologi prosthetic bawah

lutut dapat diuraikan seperti di bawah ini.

BAB I PENDAHULUAN

Bab ini berisi alasan atau latar belakang diadakan penelitian mengenai

pemilihan desain prosthetic bawah lutut dengan meninjau metabolisme basal dan

pengukuran fisiologi disertai pula perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat

penelitian, batasan masalah, asumsi, dan sistematika penulisan dari penelitian.

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

Bab ini berisi dasar-dasar teori dan hasil-hasil penelitian sebelumnya yang

menunjang pembahasan masalah yaitu mengenai jenis prosthetic, mengenai

karakter-karakter pokok prosthetic serta bagian-bagiannya, dan mengenai

pengukuran fisiologi serta hal-hal lain yang berkaitan.

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Bab ini berisi mengenai kerangka pemikiran dari penelitian yang memuat

tahap-tahap penelitian mulai dari tahap identifikasi permasalahan awal, tahap

pengumpulan dan pengolahan data, tahap pengukuran fisiologi pengguna

prosthetic bawah lutut dan orang normal, langkah-langkah pembandingan

pengukuran fisiologi, interpretasi hasil, dan penarikan kesimpulan.

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini berisi data penelitian yang terdiri dari data primer dan data

sekunder. Data primer berkenaan dengan hasil eksperimen yang dilakukan

terhadap pasien pengguna prosthetic kaki bawah lutut, sedangkan data sekunder

merupakan data hasil eksperimen yang dilakukan terhadap sepuluh orang normal

xxiv

sebagai bahan pembanding. Eksperimen dan pengambilan data dilakukan di Lab.

LPSKE Teknik Industri UNS. Pada bab ini dijelaskan pula cara pengolahan data-

data tersebut.

BAB V ANALISIS HASIL PENELITIAN

Bab ini berisi interpretasi dari hasil pengolahan data, baik data primer

maupun data sekunder serta membandingkan terhadap tujuan penelitian yang

ditetapkan.

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini berisi kesimpulan dari hasil pengolahan data penelitian, dan saran

untuk penelitian mengenai pengukuran fisiologi serta masukan untuk pemilihan

jenis prosthetic kaki bagian bawah lutut.

xxv

BAB II TINJAUAN PUSTAKA

2.1 Prosthetic

Prosthetic merupakan alat ganti anggota gerak tubuh yang tidak ada.

Penjelasan mendetail mengenai definisi dan indikasi prosthetic, fungsi,

komponen-komponen, serta bahan prosthetic kaki bagian bawah lutut diuraikan

sebagai berikut.

2.1.1 Definisi Prosthetic

Prosthetic adalah suatu pengganti artifisial untuk bagian tubuh yang

hilang. Meski definisi tersebut berhubungan dengan tidak adanya telinga, mata,

gigi atau bagian tubuh lain tetapi yang menjadi pembahasan disini adalah bagian

tubuh yang berfungsi sebagai alat gerak (Mehrsheed Sinaki, M.D.,M.S, 1993).

Prosthetic dibuat untuk memobilisasi penderita amputasi yaitu mengganti bagian

atau fungsi alat tubuh yang hilang. Anggota gerak tubuh terdiri dari anggota gerak

atas yaitu lengan dan tangan serta anggota gerak bawah yaitu kaki.

Kaki merupakan bagian tubuh manusia yang berfungsi sebagai penopang

tubuh (weight bearing) dan sebagai alat gerak bawah (locomotion). Kedua fungsi

kaki tersebut menunjang manusia untuk beraktivitas sehari-hari. Pergerakan kaki

diatur oleh tulang, sendi, otot dan syaraf.

Ketiadaan alat gerak bawah ini dapat disebabkan oleh dua hal, yaitu

amputasi dan defisiensi bawaan. Amputasi adalah pemotongan bagian tubuh

karena masalah tertentu seperti misalnya penyakit, trauma atau kecelakaan, dan

tumor. Defisiensi bawaan adalah ketiadaan bagian tubuh sejak lahir.

Pembahasan berikutnya hanya menyangkut permasalahan kaki saja, karena

tujuan dari penelitian ini yaitu untuk mengukur tingkat fisiologi kaki tiruan

(prosthetic) dengan tiga desain yang berbeda. Ketiadaan kaki (amputasi) dapat

dibagi menjadi empat yaitu ketiadaan kaki bagian atas lutut (above-knee) dan

ketiadaan kaki bagian bawah lutut (below-knee), ketiadaan bagian tengah lutut

(middle-knee) dan ketiadaan telapak kaki (syme).

xxvi

2.1.2 Komponen Prosthetic Kaki Bawah Lutut (Below-Knee Prosthetic)

Komponen dasar dari prosthetic bawah lutut (below-knee) terdiri dari foot,

ankle, shank, socket, dan sistem suspensi. Bentuk prosthetic bawah lutut

ditunjukkan pada gambar 2.1 berikut.

Sistem suspensi

Socket

shank

Ankle Foot

Gambar 2.1 Prosthetic bawah lutut (below-knee) Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1990

Bagian-bagian prosthetic bawah lutut:

1. Foot – ankle,

Foot (kaki dasar) dan ankle manusia menyerap daya deselerasi pada saat

tumit menapak, memberi dukungan selama posisi setengah berdiri tegak, dan

menyesuaikan ayunan untuk membuat tubuh tegak dan bergerak ke depan pada

tahap selanjutnya. Karakter yang harus dimiliki oleh foot-ankle, yaitu :

a. Mampu menahan bobot (berat) tubuh.

b. Mampu meredam getaran saat kontak tumit (heel contact).

c. Mampu secara cepat mencapai posisi mendatar (foot-flat).

d. Mampu mendukung sendi metatarsophalangeal saat fase berdiri.

e. Menyerupai atau mirip dengan kontur kaki yang sebenarnya.

Terdapat dua jenis assembly foot-ankle, yaitu assembly tanpa artikulasi

(nonarticulated) dan assembly dengan artikulasi (articulated). Pada assembly

tanpa artikulasi, foot-ankle terdiri dari sambungan yang tidak fleksibel, sedangkan

pada assembly dengan artikulasi, sumbu (axis) yang dipasang bersifat fleksibel

sehingga memungkinkan pengguna yang aktif untuk berlari dan melompat.

Penjelasan mengenai jenis foot-ankle dijabarkan secara lebih lengkap berikut ini.

a. Nonarticulated Foot-Ankle Assembly

SACH (solid ankle cushion heel) foot merupakan salah satu assembly non

artikulasi. Bahan yang biasa dipakai untuk sumbu (axis) adalah kayu atau

xxvii

aluminium dengan bagian tumit dilapisi karet spons. Pergerakan yang dapat

dilakukan oleh assembly ini sangat minimal. Gambar 2.2 (a) menunjukkan

bentuk SACH foot.

Single axis foot merupakan assembly non artikulasi yang kedua. Gerakan yang

dihasilkan oleh assembly ini lebih meningkat dibandingkan SACH foot,

walaupun gerakannya bukan merupakan gerakan mediolateral ataupun rotasi.

Bentuk single axis foot dapat dilihat pada gambar 2.2 (b).

(a) SACH foot (b) Single axis foot

Gambar 2.2 Nonarticulated foot-ankle assembly Sumber: Prosthetic-Orthetic Education, Nortwestern University

Medical School, 1969

b. Articulated Foot-Ankle Assembly

Assembly ini sering disebut sebagai kaki dinamis karena memungkinkan

pergerakan yang lebih banyak dibandingkan assembly non artikulasi. Terdiri

dari axis yang fleksibel dimana pengguna dapat berlari dan melompat dengan

nyaman, dan daya dukung atau topangan untuk sepatu lebih besar.

Seattle foot adalah salah satu jenis kaki dinamis. Kaki tiruan ini lebih meredam

getaran dan lebih menyerap energi pada saat kontak tumit, dengan demikian

menyediakan dorongan yang lebih baik.

STEN (stored energy) foot juga merupakan kaki dinamis. Kaki tiruan ini terdiri

dari tiga bagian axis yang terbuat dari kayu yang dikombinasikan dengan tiga

penyumbat dari karet. Perpindahan atau transfer bobot badan ke kaki pertama-

tama menekan penyumbat. Desain ini memungkinkan jumlah energi yang

keluar lebih sedikit dibanding assembly non artikulasi. Dibandingkan dengan

SACH foot, kaki ini lebih berat dan lebih mahal. Bentuk kaki dari seattle foot

dan STEN foot dapat dilihat pada gambar 2.3.

xxviii

(a) Seattle foot (b) STEN foot

Gambar 2.3 Articulated foot-ankle assembly Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1990

Perbandingan kelebihan dan kekurangan antara non artikulasi assembly

dan artikulasi assembly dapat dilihat pada tabel 2.1.

Tabel 2.1 Perbandingan nonartikulasi dan artikulasi assembly

2. Shank,

Shank adalah bagian penghubung antara foot, ankle dan socket. Shank

berfungsi untuk memindahkan dan membagi beban dari socket ke bagian foot.

Terdapat dua jenis shank, yaitu exoskeletal dan endoskeletal. Exoskeletal shank

pada umumnya dibuat dari bahan yang ringan namun kuat dan kokoh. Bahan yang

sering dipakai misalnya plastik, aluminium dan kayu. Pada exoskeletal shank,

ruang bagian bawah socket dan blok ankle dilubangi untuk mengurangi berat.

Pada endoskeletal shank, terdapat tambahan tumpuan yang berupa tonggak untuk

lebih memperkokoh dan memudahkan pemindahan beban dari socket ke bagian

foot. Tonggak pada endoskeletal shank terbuat dari logam atau pipa plastik.

Komponen Kelebihan Kekurangan

Single axis foot statis

1. Meningkatkan stabilitas lutut. 2. Harganya murah. 3. Perawatan mudah dan murah.

1. Tidak mengakomodasi individu yang aktif.

2. Meningkatkan beban lutut. 3. Berjalan menjadi lambat.

SACH foot

1. Harga murah. 2. Perawatan mudah dan murah. 3. Beragam ukuran dan tinggi. 4. Dapat dipakai oleh setiap level

amputasi. 5. Paling banyak dipakai untuk

prosthetic kaki.

1. Tidak ada dorongan atau tenaga saat posisi berdiri.

2. Tidak mengakomodasi individu yang ingin melompat.

3. Berjalan menjadi lambat.

Dynamic foot

1. Adanya dorongan atau tenaga saat posisi berdiri.

2. Mengakomodasi individu yang aktif, dapat untuk berlari, melompat dan untuk berjalan jauh.

1. Harganya mahal. 2. Perawatan susah dan

membutuhkan biaya tambahan.

3. Tidak semua kasus amputasi dapat menggunakan.

xxix

Bagian luar juga dilapisi dengan bahan yang lembut agar penampilan menyerupai

kaki yang sebenarnya.

Keuntungan exoskeletal shank yaitu selain murah, pembuatannya mudah,

pelapisan bagian luar lebih berdaya tahan. Kekurangan dari shank ini yaitu

kemampuan menopang tubuh lebih kecil dibanding endoskeletal shank.

Keuntungan endoskeletal shank yaitu lebih modern, lebih mampu menopang

beban tubuh, lebih kuat. Kekurangan shank ini yaitu lebih mahal, pembuatan lebih

sulit dan rumit, pelapisan bagian luar kurang berdaya tahan. Bentuk kedua jenis

shank dapat dilihat pada gambar 2.4.

(a) Exoskeletal shank (b) Endoskeletal shank

Gambar 2.4 Jenis shank pada prosthetic Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1990

3. Socket,

Socket adalah bagian dari prosthetic sebagai tempat dimasukkannya

puntung kaki (stump) yang masih ada. Jadi bagian ini menyambung atau

berhubungan langsung dengan puntung kaki, bahkan tak jarang socket ini

menempel pas pada bagian puntung. Socket harus mampu menyokong bobot

badan dan mendukung sisa puntung secara kuat dan nyaman untuk semua

aktivitas pengguna. Socket dibuat menempel pas pada sisa puntung secara kuat

untuk mengurangi gerakan atau gesekan antara socket dan kulit. Banyak gesekan

antara socket dan kulit menyebabkan pengguna merasa kurang nyaman selama

beraktivitas, dan mengakibatkan resiko yang lebih besar pada abrasi kulit.

Pembuatan socket didasarkan pada ukuran puntung tiap-tiap pengguna

agar socket menempel dengan tepat. Jadi setiap pengguna mempunyai ukuran

socket yang berbeda. Pembuat prosthetic mencatat karakter puntung dari masing-

xxx

masing pengguna, mengukur puntung, mengukur batang kaki yang masih utuh

untuk kesimetrisan, kemudian membuat cetakan untuk pengepasan socket.

Rancangan yang paling sering dipakai adalah socket PTB (patellar-

tendon-bearing). Socket ini dirancang untuk berbagi berat badan pada tendon

patellar. Socket ini dirancang benar-benar menempel total dengan ujung tungkai

sehingga edema dan masalah kulit diminimalkan. Pada bagian dalam ditambahkan

bahan lembut agar puntung kaki lebih nyaman.

Jenis socket yang kedua yaitu socket keras (hard socket). Jenis ini tidak

menyertakan bahan lembut di bagian dalam socket. Ada beberapa persyaratan

yang harus dipenuhi bagi puntung kaki yang memakai socket ini yaitu puntung

kaki harus benar-benar mature yaitu sembuh tanpa ada luka maupun bengkak

sedikitpun dan jaringan pada puntung harus bagus. Hard socket tidak cocok bagi

individu dengan jaringan bagian puntung yang kurang bagus, yang mengalami

masalah pembuluh darah, yang urat puntungnya sensitif, dan yang ukuran puntung

senantiasa berubah ukuran.

Hasil pengembangan socket adalah ISNY (Icelandic-Swedish-New York

University) PTB socket merupakan hasil penelitian gabungan negara-negara

tersebut. Bahannya dari karbon fiber ditambah laminasi frame untuk

memindahkan bobot. Kelebihannya yaitu lebih ringan, lebih nyaman, fleksibel

dan lebih tipis. Kekurangannya antara lain, karena tipis maka kurang berdaya

tahan, serta penampilan yang diberi frame tersebut menjadi kurang menarik.

Bentuk socket PTB dan bentuk socket ISNY dapat dilihat pada gambar 2.5.

(a) Socket PTB (b) Socket ISNY Gambar 2.5 Jenis socket pada prosthetic

Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1990

4. Sistem Suspensi,

Sistem suspensi merupakan bagian yang berfungsi untuk mengaitkan

keseluruhan prosthetic pada bagian dari tubuh kita. Tujuannya agar prosthetic

xxxi

terpasang sempurna pada tungkai kaki. Sistem suspensi bermacam-macam

jenisnya, berikut beberapa jenis suspensi tersebut.

a. Cuff Suspension,

Menggunakan manset yang terbuat dari kulit atau anyaman dakron yang kuat

untuk dipasangkan pada bagian dalam socket yang kemudian diikatkan pada

bagian paha. Bentuk suspensi ini dapat dilihat pada gambar 2.6.

Cuff Suspension

Gambar 2.6 Cuff suspension Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1990

b. Waist belt,

Menggunakan manset yang terbuat dari kulit atau anyaman dakron yang kuat,

namun tidak diikatkan pada paha, melainkan diikatkan mengelilingi pinggang.

Ikat pinggang yang dipasangkan di pinggang terbuat dari anyaman katun.

Biasanya dipakai pada individu dengan stump yang pendek. Gambar 2.7

menunjukkan bentuk waist belt.

Waist belt

Gambar 2.7 Waist belt Sumber: Bella J. May, EdD, 1996

c. Thigh corset,

Sistem penggantung menggunakan waist belt dengan dililitkan pada pinggang.

Terdapat tambahan yaitu pada paha dipasang korset yang berfungsi

memperkuat penggantung. Sistem ini merupakan ciri prosthetic bawah lutut

konvensional. Gambar 2.8 memperlihatkan bentuk dari thigh corset.

xxxii

Thigh corset

Gambar 2.8 Thigh corset Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1999

2.1.3 Prosthetic Bawah Lutut yang Berkembang di Indonesia

Terdapat dua jenis prosthetic bawah lutut yang secara resmi berkembang

di Indonesia yaitu prosthetic bawah lutut konvensional dan prosthetic bawah lutut

patellar tendon bearing (PTB). Prosthetic bawah lutut PTB lebih modern

dibanding prosthetic bawah lutut konvensional. Keterangan mengenai masing-

masing jenis prosthetic dipaparkan lebih jelas.

1. Prosthetic bawah lutut konvensional.

Ciri khas jenis ini adalah sistem suspensi berupa thigh corset. Weight

bearing atau penopangan tubuh dibebankan pada paha, maka thigh corset ini

sangat berperan. Jenis ini kurang modern dan merepotkan karena sulitnya

pemasangan tali pada korset sehingga kurang diminati pasien amputasi.

2. Prosthetic bawah lutut patellar tendon bearing (PTB)

Jenis prosthetic ini lebih modern dibandingkan prosthetic konvensional.

Weight bearing atau penopangan tubuh dibebankan pada tendon patella lutut.

Jenis ini lebih banyak dipesan karena selain lebih modern, prosthetic jenis ini juga

lebih praktis dikenakan bagi pengguna. Gambar 2.9 menunjukkan bentuk dari

prosthetic jenis patellar tendon bearing (PTB).

xxxiii

Gambar 2.9 Prosthetic bawah lutut patellar tendon bearing (PTB) Sumber: Dokumentasi RSOP Prof.Dr.R. Soeharso Solo, 2003

2.2 POLA JALAN NORMAL PADA MANUSIA

Berjalan merupakan salah satu cara yang dilakukan oleh manusia untuk

berpindah tempat dari satu tempat ke tempat lain. Kegiatan berjalan merupakan

kegiatan yang sangat kompleks. Pada saat berjalan hampir semua anggota tubuh

manusia ikut bergerak untuk mempertahankan keseimbangan tubuh. Menurut

Grandjean (1993), aktivitas berjalan normal dilakukan dengan jumlah langkah tiap

menitnya sebesar 75 langkah sampai dengan 110 langkah dengan jarak tiap

langkah berkisar antara 50 cm sampai dengan 75 cm. Kecepatan berjalan manusia

sangat dipengaruhi oleh jenis alas kaki yang dipakai. Orang normal biasanya

berjalan dengan kecepatan antara 4 km/jam sampai dengan 5 km/jam. Pada saat

berjalan terjadi beberapa fase yang dialami oleh manusia.

2.2.1 Fase Berjalan

Siklus pola jalan (gait cycle) dimulai saat kaki menyentuh lantai dan

berakhir pada kontak kaki yang sama pada lantai. Dua komponen utama siklus

pola jalan (gait cycle) manusia adalah fase berdiri (stance phase) dan fase berayun

(swing phase). Anggota tubuh berada pada fase berdiri (stance phase) ketika kaki

menyentuh lantai dan anggota tubuh berada pada fase berayun (swing phase)

ketika salah satu kaki tidak menyentuh lantai. Jumlah relatif waktu yang dipakai

tiap fase pada siklus pola jalan untuk kecepatan berjalan pada umumnya, yaitu:

1. Fase berdiri (stance phase) – 60% dari siklus,

2. Fase berayun (swing phase) – 40% dari siklus.

xxxiv

Siklus pola jalan manusia dapat dilihat pada gambar 2.10.

Gambar 2.10 Siklus pola jalan (gait cycle) Sumber: Lower-limb prosthetics, 1990

Berdasarkan gambar 2.10, fase-fase berjalan dijelaskan dalam uraian berikut.

1. Fase berdiri (stance phase),

Fase berdiri (stance phase) dikelompokkan menjadi lima bagian yaitu kontak

dengan tumit (heel contact), kaki datar (foot-flat), titik setengah berdiri

(midstance point), tumit terangkat (heel-off) dan jari kaki terangkat (toe-off).

Fase berdiri (stance phase) dapat dilihat pada gambar 2.11.

Gambar 2.11 Fase berdiri (stance phase) Sumber: Lower-limb prosthetics, 1990

Dari gambar 2.11 dapat dilihat fase berdiri pada saat berjalan. Kontak dengan

tumit (heel-contact) mengacu pada saat tumit menyentuh lantai dalam waktu

yang singkat, kaki datar (foot-flat) mengacu pada saat kontak awal kaki depan

dengan lantai, titik setengah berdiri (midstance point) terjadi pada saat

trochanter berada pada posisi lurus vertikal dengan bisector vertikal terhadap

kaki, tumit terangkat (heel-off) terjadi pada saat tumit naik dari lantai dan jari

kaki terangkat (toe-off) terjadi ketika jari kaki meninggalkan lantai.

2. Fase berayun (swing phase),

Fase berayun (swing phase) dibagi dalam tiga interval yaitu akselerasi

(acceleration), setengah berayun (midswing) dan penurunan kecepatan

(decelaration). Setiap bagian membentuk sepertiga dari fase berayun (swing

phase). Fase berayun (swing phase) dapat dilihat pada gambar 2.12.

xxxv

Gambar 2.12 Fase berayun (swing phase) Sumber: Lower-Limb Prosthetics, 1990

Dari gambar 2.12 dapat dilihat fase berayun pada saat berjalan. Bagian pertama

adalah periode akselerasi (acceleration) merupakan kecepatan akselerasi

anggota tubuh bagian bawah setelah jari kaki meninggalkan lantai. Interval

selanjutnya adalah interval setengah berayun (midswing) dimana anggota kaki

yang berayun terangkat dan bergerak kedepan menuju bagian tubuh yang

berada di fase berdiri (stance phase). Bagian akhir dari fase berayun (swing

phase) ditandai dengan penurunan kecepatan dari pergerakan anggota tubuh

yang cepat sebagai pendekatan akhir dari interval.

2.2.2 Gerakan Anggota Tubuh Pada Saat Berjalan

Berjalan merupakan kegiatan yang melibatkan gerak dari hampir semua

bagian tubuh manusia. Pergerakan bagian-bagian tubuh pada saat berjalan

berfungsi untuk mempertahankan keseimbangan tubuh manusia. Bagian tubuh

yang berperan menjaga keseimbangan saat berjalan (Rubberbug, 2008), yaitu:

1. Bagian telapak kaki dan tungkai bawah,

Bagian kaki dan tungkai bawah ini merupakan bagian terpenting pada saat

berjalan. Kedua bagian ini menggerakkan tubuh ke depan dan bagian sendi

harus ditekuk agar kita berjalan secara normal. Berjalan diawali dengan

mengayunkan kaki kedepan sehingga beban tubuh berpindah ke kaki bagian

depan. Pergerakan inilah yang disebut sebagai heel contact. Pergerakan kaki

dan sendi-sendi tubuh pada posisi ini dapat dilihat pada gambar 2.13.

Gambar 2.13 Gerakan kaki dan sendi pada fase heel contact Sumber: Rubberbug, 2008

xxxvi

Saat beban tubuh berada di bagian kaki depan, lutut menekuk untuk menyerap

goncangan. Posisi ini disebut foot flat (pada fase berdiri) atau posisi

acceleration (pada posisi berayun). Tubuh memiliki titik terendah. Pergerakan

kaki dan sendi-sendi tubuh pada posisi ini dapat dilihat pada gambar 2.14.

Gambar 2.14 Gerakan kaki dan sendi pada fase foot flat dan acceleration Sumber: Rubberbug, 2008

Saat tubuh bergerak ke depan, lutut menjadi lurus dan mencapai titik tertinggi.

Posisi ini disebut sebagai posisi midswing (pada fase berayun) atau posisi point

midstance (pada fase berdiri). Pada posisi ini tubuh memiliki titik terendah.

Pergerakan kaki dan sendi-sendi tubuhnya dapat dilihat pada gambar 2.15.

Gambar 2.15 Gerakan kaki dan sendi pada fase point midstance dan midswing

Sumber: Rubberbug, 2008

Saat tubuh bergerak ke depan, beban tubuh berpindah dari bagian tumit ke

bagian jari kaki. Posisi tubuh mulai jatuh ke depan dengan salah satu kaki

berayun untuk mencapai tanah. Posisi ini disebut posisi heel off. Pergerakan

kaki dan sendi-sendi tubuh pada posisi ini dapat dilihat pada gambar 2.16.

Gambar 2.16 Gerakan kaki dan sendi pada fase heel off Sumber: Rubberbug, 2008

xxxvii

Pergerakan terakhir dari kaki dan tungkai bawah kaki ini terjadio saat kaki yang

bebas berayun tersebut menyentuh tanah dan kaki yang menumpu tubuh

meninggalkan tanah. Posisi inilah yang disebut sebagai posisi toe off (pada fase

berdiri) dan posisi deceleration (pada fase berayun). Pergerakan kaki dan sendi-

sendi tubuh pada posisi ini dapat dilihat pada gambar 2.17.

Gambar 2.17 Gerakan kaki dan sendi pada fase toe off dan deceleration Sumber: Rubberbug, 2008

2. Bagian pinggul, tulang belakang dan bahu,

Pinggul merupakan tempat pusat massa (gravitasi) dari tubuh seseorang.

Pinggul merupakan awal dari semua keseimbangan pergerakan tubuh. Selama

berjalan, pergerakan pinggul dibagi menjadi dua macam. Gerakan pertama,

pinggul berputar mengelilingi tulang belakang dengan menggerakkan kaki ke

depan dan ke belakang. Jika kaki kanan bergerak ke depan, pinggul juga

bergerak ke depan. Gerakan kedua, posisi kaki menarik pinggul melewati poros

dan membuat pinggul bergerak ke kiri dan ke kanan. Kedua gerakan ini

mempengaruhi tulang belakang dan bahu untuk mempertahankan

keseimbangan. Gerakan pinggul dapat dilihat pada gambar 2.18.

Gambar 2.18 Gerakan pinggul dan bahu pada saat berjalan


Dari gambar 2.18 dapat diketahui bahwa pada saat posisi foot flat, pinggul

harus berotasi mengelilingi poros tulang belakang. Untuk menjaga

keseimbangan, bahu berayun pada arah yang berlawanan. Dari bagian depan,

tulang belakang berada pada posisi relatif lurus tapi dari bagian atas, dapat

xxxviii

dilihat posisi dari bahu dan pinggul yang berputar berlawanan untuk

mempertahankan keseimbangan.

Gambar 2.19 Gerakan tulang belakang dan bahu pada saat berjalan


Dari gambar 2.19 dapat dilihat bahwa dari pandangan depan, pinggul ditarik

oleh beban dari kaki yang bebas berayun. Hal ini menyebabkan perputaran

sudut pada bagian bahu. Pada saat dilihat dari atas, dapat dilihat bahwa pinggul

dan bahu mempunyai sudut yang sama.

Gambar 2.20 Gerakan tulang belakang dan bahu pada saat berjalan


Dari gambar 2.20 dapat dilihat bahwa pada saat kaki kedua ekstensi, pinggul

dan bahu keliahatan sama rata jika dilihat dari bagian depan. Dari bagian atas,

dapat dilihat bahwa rotasi dari bahu dan pinggul sudah sempurna.

3. Bagian lengan,

Pada saat berjalan, bagian lengan tubuh berayun pada kedua sisi tubuh manusia.

Lengan tampak seperti pendulum (bandul ayun). Pada saat lengan melakukan

ekstensi secara penuh, hal ini menyebabkan proses berjalan tampak lebih alami.

4. Bagian kepala,

Pada saat berjalan normal, posisi kepala biasanya berusaha tegak dengan

kondisi mata tetap fokus ke depan untuk mengetahui arah tubuh bergerak.

Selain itu, kepala juga dapat berputar ke kiri dan ke kanan untuk mengamati

keadaan sekeliling pada saat berjalan.

xxxix

2.3 BODY MASS INDEX (BMI)

Body mass index (BMI) adalah bilangan yang digunakan untuk

mengetahui tingkat obesitas seseorang. Body mass index (BMI) disebut juga

dengan indeks massa tubuh (BMI). BMI pertama kali diperkenalkan oleh

Organisasi Kesehatan Dunia (WHO). Tujuan WHO mengeluarkan BMI ini adalah

untuk menetapkan suatu ukuran atau klasifikasi obesitas yang dapat berlaku

secara umum dan tidak bergantung pada bias-bias kebudayaan. Nilai BMI tidak

dipengaruhi oleh umur dan jenis kelamin, namun hanya mempertimbangkan berat

badan dan tinggi badan manusia. Keterbatasan BMI adalah tidak dapat digunakan

bagi anak-anak dalam masa pertumbuhan, wanita hamil dan orang yang sangat

berotot (atlet). BMI ditentukan dengan rumus dibawah ini.

BMI = 2H

W ..........................................................................................persamaan 2.1

dengan; W adalah berat badan dalam kg

H adalah tinggi badan dalam m

Klasifikasi nilai BMI menurut WHO dalam website Forum Obesitas (2008) dapat

dilihat pada tabel 2.2.

Tabel 2.2 Klasifikasi body mass index (BMI) menurut WHO

Kategori BMI (kg/m2) Resiko terkena penyakit Langsing < 18.5 Rendah

Proporsional 18.5-24.9 Rata-rata

Gemuk ≥ 25

a. Pra obesitas 25-29.9 Meningkat

b. Obesitas I 30-34.9 Sedang

c. Obesitas II 35-39.9 Berbahaya

d. Obesitas III ≥ 40 Sangat berbahaya Sumber: WHO dalam Forum Obesitas, 2008

WHO melakukan penelitian mengenai BMI di Singapura pada tahun 2000.

Hasil penelitian menunjukkan orang Singapura dengan BMI 27-28 kg/m2

mempunyai lemak tubuh sama dengan orang kulit putih dengan BMI 30 kg/m2.

Hasil ini membuat WHO mengeluarkan standar BMI yang secara khusus berlaku

bagi orang-orang Asia dewasa. Klasifikasi BMI untuk orang Asia dewasa dapat


Tabel 2.3 Klasifikasi body mass index (BMI) orang Asia dewasa

xl

Kategori BMI (kg/m2) Resiko terkena penyakit Langsing < 18.5 Rendah

Proporsional 18.5-22.9 Rata-rata

Gemuk ≥ 23

a. Pra obesitas 23-24.9 Meningkat

b. Obesitas I 25-29.9 Sedang

c. Obesitas II ≥30 Berbahaya Sumber: WHO dalam Forum Obesitas, 2008

Dari tabel 2.3 dapat dilihat bahwa ukuran BMI untuk orang Asia berbeda

dengan BMI orang Eropa. BMI untuk orang Asia tidak ada klasifikasi untuk

obesitas III seperti pada BMI orang Eropa.

2.4 METABOLISME BASAL

Metabolisme basal adalah istilah untuk menunjukkan jumlah keseluruhan

aktivitas metabolisme dengan tubuh dalam keadaan istirahat fisik dan mental.

Kecepatan metabolisme basal diukur pada waktu istirahat, di tempat tidur, tidak

terganggu oleh apapun dengan pemasukan oksigen dan pengeluaran karbon

dioksida diukur. Faktor-faktor yang mempengaruhi kecepatan metabolisme basal

yaitu ukuran tubuh (luas permukaan atau massa tubuh), umur, jenis kelamin,

iklim, jenis pakaian yang dipakai, dan jenis pekerjaan. Hubungan antara

kecepatan metabolisme basal beberapa jenis makhluk hidup dengan massa

tubuhnya dapat dilihat pada gambar 2.21.

Kebutuhan energi suatu individu tergantung pada kondisi metabolismenya,

diwujudkan dalam nilai basal metabolic rate (BMR) dan tingkat keaktifan tubuh.

BMR adalah tingkat konsumsi tenaga pada tubuh saat posisi diam. Pentingnya

mengetahui nilai BMR yaitu mampu menghitung dengan teliti berkaitan dengan

keseimbangan energi dalam tubuh kita. Nilai BMR normal rata-rata 92 Kkal/jam

atau 1200-1800 Kkal/hari. Nilai BMR berbeda-beda pada setiap orang tergantung

usia, jenis kelamin, dan genetika. Pada setiap orang BMR ada kemungkinan

nilainya berubah tergantung kondisi yang berbeda. Misalnya, dalam kondisi stres

nilai BMR cenderung lebih tinggi. Nilai BMR juga lebih tinggi pada orang aktif

(atlet), anak-anak, dan wanita hamil. Saat orang beranjak tua, BMR mereka

semakin berkurang yaitu berkurang 2% untuk setiap 10 tahun.

xli

Gambar 2.21 Hubungan massa tubuh dengan nilai BMR Sumber: School of Health Sciences, Universitas Sains

Malaysia, 1995

BMR dapat dijelaskan sebagai jumlah minimum dari kalori-kalori yang

diperlukan untuk mendukung fungsi-fungsi dan proses-proses tubuh ketika

beristirahat, seperti bernafas dan memompa darah dari dan menuju jantung. Selain

BMR, tingkat latihan fisik serta jumlah lemak dan otot pada tubuh mempengaruhi

banyaknya kalori yang terbakar pada seseorang dalam satu hari.

BMR melambangkan sekitar 60-75% dari total energi pada tubuh. BMR

memegang sekitar tiga perempat atas kebutuhan tenaga suatu individu.

Determinan utama dari BMR adalah berat badan dan komposisi tubuh. Laki-laki

biasanya mempunyai nilai BMR 10-15% lebih tinggi dibandingkan wanita karena

mereka cenderung memiliki lebih banyak otot.

BMR dapat diartikan sebagai jumlah panas yang diproduksi (heat

production) oleh tubuh dalam kondisi basal per satuan luas tubuh per satuan

waktu. Murrel (1965) merumuskan persamaan waktu istirahat yang dibutuhkan

dalam siklus kerja fisiologi. Dalam rumusan tersebut nilai metabolisme basal

ditetapkan senilai 1.5 Kkal/menit. Ada beberapa perumusan untuk menentukan

nilai BMR seseorang, salah satunya adalah persamaan menurut Harris dan

Benedict yang didapatkan pada tahun 1919, seperti berikut.

Untuk laki-laki, sebagai berikut :

hariKkaltahun

acm

hkg

mP /4730.66

17550.6

10033.5

17516.13

÷÷ø

öççè

æ+-+= .........persamaan 2.2

xlii

Untuk wanita, sebagai berikut :

hariKkaltahun

acm

hkg

mP /0955.655

16756.4

18496.1

15634.9

÷÷ø

öççè

æ+-+= .........persamaan 2.3

dengan ;

P : nilai BMR atau heat production (Kkal/hari)

m : berat badan (kg)

h : tinggi badan (cm)

a : usia (tahun)

2.5 KONSEP FISIOLOGI MANUSIA

Fisiologi kerja adalah studi tentang fungsi organ-organ manusia yang

digunakan untuk melakukan aktivitas. Kemampuan manusia untuk melaksanakan

kegiatannya tergantung pada struktur fisik dari tubuhnya. Semua kegiatan tubuh

manusia memerlukan tenaga yang diperoleh karena adanya proses metabolisme

dalam otot, yaitu berupa kumpulan proses-proses kimia yang mengubah bahan

makanan menjadi bentuk kerja mekanis dan panas.

2.5.1 Aktivitas Fisik Manusia

Secara garis besar, kegiatan-kegiatan kerja manusia dapat digolongkan

menjadi kerja fisik (otot) dan kerja mental (otak) dengan intensitas yang berbeda.

Tingkat intensitas yang terlampau tinggi memungkinkan pemakaian energi yang

berlebihan, sebaliknya intensitas yang terlalu rendah menimbulkan rasa bosan dan

jenuh. Karena itu perlu diupayakan tingkat intensitas yang optimum yang ada

diantara kedua batas ekstrim tadi dan tentunya untuk tiap individu berbeda.

Pemisahan antara kerja fisik dan mental tidak dapat dilakukan secara

sempurna, karena saling berhubungan erat. Dilihat dari energi yang dikeluarkan,

kerja mental murni relatif lebih sedikit mengeluarkan energi dibandingkan dengan

kerja fisik. Kerja fisik mengakibatkan pengeluaran energi yang berhubungan erat

dengan konsumsi energi.

Wignjosoebroto (1991) menyatakan bahwa aktivitas fisik merupakan suatu

kegiatan yang memerlukan usaha fisik manusia yang kuat selama periode kerja

berlangsung. Menurut Sulistyadi dan Susanti (2003), aktivitas fisik manusia

menghasilkan perubahan pada fungsi beberapa alat tubuh yang dapat dideteksi

xliii

melalui konsumsi oksigen, denyut jantung per detik, peredaran udara dalam paru-

paru, temperatur tubuh, konsentrasi asam laktat dalam darah, komposisi kimia

dalam darah dan air seni, tingkat penguapan dan beberapa faktor lainnya.

Pengukuran tersebut dapat digunakan untuk mengukur konsumsi energi.

Kerja fisik dikelompokkan oleh Davis dan Miller, yaitu :

a. Kerja total seluruh tubuh, yang mempergunakan sebagian besar otot biasanya

melibatkan duapertiga atau tiga perempat otot tubuh.

b. Kerja sebagian otot, yang membutuhkan lebih sedikit energi ekspenditur

karena otot yang digunakan lebih sedikit.

c. Kerja otot statis, otot digunakan untuk menghasilkan gaya tetapi tanpa kerja

mekanik. Membutuhkan kontraksi sebagian otot.

Sampai saat ini metode pengukuran kerja fisik, dilakukan dengan menggunakan

beberapa standar, yaitu :

1. Konsep horse-power (foot-pounds of work per minute) oleh Taylor, tetapi tidak

memuaskan.

2. Tingkat konsumsi energi untuk mengukur pengeluaran energi.

3. Perubahan tingkat kerja jantung dan konsumsi oksigen (metode terbaru).

Tiffin mengemukakan kriteria-kriteria yang dapat digunakan untuk

mengetahui pengaruh pekerjaan terhadap manusia dalam suatu sistem kerja, yaitu:

a. Kriteria faali meliputi : kecepatan denyut jantung, konsumsi oksigen, tekanan

darah, tingkat penguapan, temperatur tubuh, komposisi kimia dalam darah dan

air seni. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui perubahan fungsi alat-alat

tubuh selama bekerja.

b. Kriteria Kejiwaaan meliputi : pengukuran hasil kerja yang diperoleh dari

pekerja. Kriteria ini digunakan untuk mengetahui pengaruh seluruh kondisi

kerja dengan meihat hasil kerja yang diperoleh dari pekerja.

Aktivitas fisik yang dilakukan secara terus menerus sering disebut dengan

aktivitas kardiovaskuler. Aktivitas kardiovaskuler merupakan kegiatan yang

dilakukan oleh seseorang saat beraktivitas dengan pola yang ritmis dan terus

menerus pada suatu periode waktu tertentu. Selama aktivitas kardiovaskuler

dilakukan, jantung memompa darah ke seluruh otot dalam tubuh manusia.

xliv

Aktivitas fisik menyebabkan pengeluaran energi yang berhuibungan erat

dengan konsumsi energi. Dalam hal penentuan konsumsi energi, biasanya

digunakan parameter indeks kenaikan bilangan kecepatan jantung. Indeks ini

merupakan perbedaan antara kecepatan denyut jantung pada saat istirahat dengan

kecepatan denyut jantung pada waktu bekerja (Sulistya dan Susanti, 2003).

Konsumsi energi pada tubuh diukur dengan satuan kilo kalori (Kkal) sehingga

dari pernyataan di atas dapat disimpulkan bahwa konsumsi energi menjadi tolak

ukur yang dapat dipakai sebagai penentu berat atau ringannya suatu kerja fisik.

Menurut Grandjean (1993), konsumsi energi (kalori) merupakan indikator

terhadap beban kerja dan dapat digunakan untuk mengukur waktu istirahat dan

membandingkan tingkat efisiensi pekerjaan dari beberapa perbedaan alat dan

metode yang digunakan dalam melakukan pekerjaan. Pemakaian energi yang

dibutuhkan oleh pria dan wanita untuk melakukan beberapa macam pekerjaan

dapat dilihat pada tabel 2.4.

Tabel 2.4 Kebutuhan energi untuk melakukan berbagai jenis pekerjaan

Tabel 2.4 Kebutuhan energi untuk melakukan berbagai jenis pekerjaan (lanjutan)

xlv

Sumber: Grandjean, 1993

Dari tabel 2.4 dapat dilihat bahwa tingkat konsumsi energi yang

dibutuhkan oleh pria lebih besar daripada wanita. Berbagai macam aktivitas yang

dilakukan oleh tubuh juga menunjukkan tingkat konsumsi energi yang berbeda.

Hal ini dapat dilihat pada tabel 2.5.

Tabel 2.5 Kebutuhan energi untuk aktivitas fisik manusia

Tabel 2.5 Kebutuhan energi untuk aktivitas fisik manusia (lanjutan)

xlvi

Sumber: Grandjean, 1993

Dari tabel 2.5 dapat dilihat bahwa aktivitas berjalan membutuhkan tingkat

konsumsi energi sebesar 2.1 kkal/menit. Menurut Grandjean (1993), kecepatan

normal orang saat berjalan adalah sebesar 4 km/jam sampai dengan 5 km/jam.

2.5.2 Kelelahan (Fatigue)

Sutalaksana (2006) menyatakan bahwa kelelahan adalah suatu pola yang

timbul pada suatu keadaan yang secara umum terjadi pada setiap individu yang

sudah tidak sanggup lagi melakukan aktivitasnya. Pada dasarnya pola ini

ditimbulkan oleh dua hal yaitu fisiologis (objektif) dan psikologis (subjektif).

Faktor fisiologis terjadi karena adanya perubahan-perubahan faali dalam tubuh

manusia. Faktor psikologis terjadi karena adanya perasaan tidak senang terhadap

suatu aktivitas.

Kata kelelahan menunjukkan keadaan yang berbeda-beda, tetapi semuanya

berakibat pada pengurangan kapasitas kerja dan ketahanan tubuh. Kelelahan

terjadi pada syaraf dan otot-otot manusia sehingga otot tersebut tidak dapat

berfungsi dengan baik. Makin berat beban yang dikerjakan dan gerakan semakin

tidak teratur, maka kemungkinan timbulnya kelelahan sangat cepat. Hal ini perlu

dipelajari agar tingkat kekuatan otot manusia dapat ditentukan dan beban kerja

yang diberikan dapat disesuaikan dengan kemampuan otot manusia. Ralph M.

Barnes menggolongkan kelelahan dalam 3 bagian, yaitu :

1. Perasaan lelah

xlvii

2. Kelelahan karena perubahan fisiologis dalam tubuh

3. Menurunnya kemampuan kerja.

Pada dasarnya kelelahan terjadi jika kemampuan otot telah berkurang dan

mengalami puncaknya bila otot tersebut sudah tidak mampu lagi bergerak

(kelelahan sempurna).

Grandjean (1993) menyebutkan bahwa faktor-faktor yang mempengaruhi

kelelahan, yaitu:

1. Besarnya tenaga yang dikeluarkan, 4. Kebiasaan olahraga dan latihan,

2. Frekuensi dan lama bekerja, 5. Jenis kelamin,

3. Cara dan sikap dalam beraktivitas, 6. umur.

Menurut Grandjean (1993), kelelahan dibagi menjadi dua bagian, yaitu:

1. Kelelahan otot (muscular fatigue),

Kelelahan otot adalah gejala kesakitan yang dirasakan otot akibat otot terlalu

tegang. Ketika otot diberi rangsang, ia berkontraksi dan terjadi ketegangan. Jika

rangsang diberikan secara terus-menerus, maka performansi otot semakin

menurun yang dapat dilihat pada kekuatan otot dan gerakan otot yang semakin

lambat. Sutalaksana (2006) menyatakan bahwa pada kondisi tubuh terdapat

cukup oksigen, kontraksi otot berlangsung secara aerobik. Sedangkan pada

kondisi tubuh tidak terdapat cukup oksigen, kontraksi otot berlangsung secara

anaerobik dan menghasilkan asam laktat. Kandungan asam laktat yang tinggi

inilah yang menimbulkan rasa lelah.

2. Kelelahan umum (general fatigue)

Salah satu gejala kelelahan umum adalah munculnya perasaan letih.

Berdasarkan penyebabnya, gejala kelelahan umum dapat dibedakan menjadi

enam, yaitu:

a. Visual fatigue,akibat ketegangan yang berlebihan pada mata,

b. General bodily fatigue,akibat beban fisik yang berlebihan pada seluruh organ

tubuh,

c. Mental fatigue, akibat kerja mental atau otak yang berlebihan,

d. Nervous fatigue, akibat tekanan yang berlebihan pada suatu bagian sistem

psikomotor pada pekerjaan yang membutuhkan ketrampilan,

xlviii

e. Kelelahan akibat kemonotonan pekerjaan dan kondisi kerja yang

menjemukan,

f. Kelelahan kronis akibat akumulasi sejumlah faktor yang terus menerus

menyebabkan kelelahan,

g. Circadian fatigue, bagian dari ritme siklus siang-malam dan awal periode

tidur.

Suma'mur (1984) menyatakan bahwa gejala-gejala pada tubuh yang

mengindikasikan adanya kelelahan, yaitu:

1. Perasaan berat di kepala 16. Cenderung untuk lupa

2. Seluruh tubuh nenjadi lelah 17. Kurang percaya diri

3. Kaki terasa berat 18. Cemas terhadap sesuatu

4. Menguap 19. Tidak dapat mengontrol sikap

5. Merasa kacau pikiran 20. Tidak dapat tekun dalam pekerjaan

6. Mengantuk 21. Sakit kepala

7. Merasakan beban pada mata 22. Kekakuan di bahu

8. Kaku dan canggung dalam gerakan 23. Merasa nyeri di punggung

9. Tidak seimbang dalam berdiri 24. Pernafasan tertekan

10. Keinginan untuk berbaring 25. Haus

11. Merasa susah untuk berpikir 26. Suara serak

12. Lelah bicara 27. Pening

13. Menjadi gugup 28. Spasme dari kelopak mata

14. Tidak dapat berkonsentrasi 29. Tremor pada anggota badan

15. Tidak dapat fokus terhadap sesuatu 30. Merasa kurang sehat

Gejala pertama sampai dengan gejala ke sepuluh menunjukkan pelemahan

kegiatan, gejala ke sebelas sampai dengan ke dua puluh menunjukkan pelemahan

motivasi dan gejala ke dua puluh satu sampai dengan gejala ke tiga puluh

menunjukkan kelelahan fisik akibat keadaan umum. Apabila kelelahan tidak dapat

disembuhkan, suatu saat terjadi kelelahan kronis yang dapat meningkatnya

ketidakstabilan psikis, depresi, tidak semangat dan kecenderungan sakit.

Kelelahan pada manusia dapat diukur berdasarkan tiga macam,yaitu :

xlix

1. Mengukur kecepatan denyut jantung dan pernafasan

2. Mengukur tekanan darah, peredaran udara dalam paru-paru, jumlah oksigen

yang digunakan, jumlah karbondioksida yang dihasilkan, temperatur badan,

komposisi kimia dalam urin dan darah.

3. Mengukur variasi perubahan air liur (saliva) karena lelah dengan alat penguji

kelelahan Riken Fatigue Indicator dengan ketentuan pengukuran elektroda

logam.

Metode yang digunakan dalam pengukuran tingkat kelelahan dibagi menjadi

enam macam (Grandjean, 1993), yaitu :

1. Pengukuran kualitas dan kuantitas dari performansi kerja,

2. Pengukuran secara subyektif terhadap tingkat kelelahan dengan menggunakan

kuesioner,

3. Pengukuran dengan electroencephalography (EEG),

4. Pengujian frekuensi dari Flicker-fusion mata,

5. Pengukuran psikomotorik,

6. Pengukuran kejiwaan atau mental.

Kelelahan dapat dikurangi dengan berbagai cara (Sutalaksana, 2006), yaitu :

1. Menyediakan kalori secukupnya sebagai asupan tubuh,

2. Bekerja dengan menggunakan metode kerja yang baik,

3. Memperhatikan kemampuan tubuh, artinya pengeluaran tenaga tidak melebihi

pemasukannya dengan memperhatikan batasan-batasannya,

4. Memperhatikan waktu kerja yang teratur, artinya harus dilakukan pengaturan

terhadap jam kerja, waktu istirahat dan sarana-sarananya, masa libur dan

rekreasi,

5. Mengatur lingkungan fisik sebaik-baiknya seperti suhu, kelembapan, sirkulasi

udara, pencahayaan, kebisingan, getaran, dan bau atau wangi-wangian,

6. Berusaha untuk mengurangi monotoni dan ketegangan akibat kerja, misalnya

menyediakan musik dan menggunakan dekorasi ruangan kerja.

2.5.3 Denyut Jantung

Jantung merupakan organ tubuh yang berfungsi memompa darah ke

seluruh tubuh. Darah yang dipompa membawa makanan yang diperlukan otot.

Selain itu adanya sirkulasi darah, zat-zat sampah yang berbahaya bagi tubuh dapat

l

dikeluarkan. Jantung bekerja diluar kemauan dan memiliki kemampuan khusus.

Proses keluar masuknya darah ke jantung menghasilkan denyut jantung.

Johnson (1991) menyebutkan bahwa denyut jantung adalah banyaknya

kontraksi yang dilakukan oleh otot jantung untuk memompa darah keseluruh

tubuh dalam interval waktu tertentu. Denyut jantung pada keadaan normal adalah

70 denyut/menit dengan selang antara 50-100 denyut/menit. Denyut jantung

sangat ditentukan oleh usia dan jenis kelamin. Jantung yang sehat kembali bekerja

normal setelah 15 menit sesudah beraktivitas.

Denyut jantung manusia dipengaruhi lingkungan fisik tempat beraktivitas.

Hubungan tingkat lingkungan fisik, denyut jantung dan konsumsi energi dapat

dilihat pada gambar 2.22. Pembagian denyut jantung pada saat beraktivitas dapat

dilihat pada gambar 2.23.

Gambar 2.22 Hubungan denyut jantung dengan kondisi kerja dan konsumsi energi Sumber: Grandjean, 1993

Gambar 2.23 Pembagian denyut jantung pada saat beraktivitas Sumber: Grandjean, 1993

li

Dari gambar 2.23 dapat dilihat adanya beberapa tingkat antara denyut jantung

sebelum dan sesudah bekerja. Menurut Grandjean (1993), tingkat denyut jantung

dibagi menjadi lima definisi, yaitu:

1. Resting pulse adalah jumlah rata-rata denyut jantung sebelum memulai suatu

pekerjaan,

2. Working pulse adalah jumlah rata-rata denyut jantung selama melakukan suatu

pekerjaan,

3. Work pulse adalah selisih antara jumlah denyut jantung selama bekerja dan

sebelum bekerja,

4. Total recovery pulse (recovery cost) adalah jumlah denyut jantung mulai dari

berhenti bekerja sampai denyut nadi kembali normal. Menurut E.A Muller

dalam Grandjean (1993), total recovery pulse adalah salah satu cara untuk

mengukur kelelahan (fatigue) dan pemulihan (recovery),

5. Total work pulse (cardiac cost) adalah jumlah denyut jantung mulai dari

memulai pekerjaan sampai dengan tingkat istirahat.

Konsumsi energi melalui denyut jantung biasa diukur dengan alat yang

disebut Electro Cardio Graph (ECG). Selain itu, konsumsi energi dapat diukur

secara manual dengan metode sepuluh denyut jantung (Tarwaka dkk, 2004)

sebagai berikut:

6010

xnperhitungawaktu

denyutJantungDenyut =

.....................................persamaan 2.4

Setelah didapatkan nilai dari denyut jantung masing-masing aktivitas,

tingkat peningkatan denyut jantung akibat aktivitas kardiovaskuler (Tarwaka,

2004) dapat diketahui dengan dengan rumus, yaitu :

%100)(

)ker(% x

istirahatdenyutmaksimaldenyutistirahatdenyutjadenyut

CVL-

-= ...................persamaan 2.5

Grandjean (1993) mendefinisikan beberapa hal, sebagai berikut:

a. Jumlah denyut jantung istirahat merupakan rata-rata denyut jantung sebelum

pekerjaan dimulai.

b. Jumlah denyut nadi bekerja merupakan rata-rata denyut jantung selama bekerja.

c. Denyut jantung maksimal ditentukan dengan rumus berikut :

lii

Denyut jantung maksimal = 220 – usia (untuk pria)

Denyut jantung maksimal = 200 – usia (untuk wanita)

Hasil perhitungan % CVL tersebut kemudian dibandingkan dengan % CVL yang

telah ditetapkan dalam tabel 2.6.

Tabel 2.6 Klasifikasi kerja berdasarkan % CVL

% CVL Keterangan

< 30 % Tidak terjadi kelelahan

30% - 60% Diperlukan perbaikan

30% - 80% Kerja dalam waktu singkat

80% - 100% Diperlukan tindakan segera

> 100% Tidak diperbolehkan melakukan aktivitas

Sumber: Tarwaka dkk, 2004

Dari tabel di atas, dapat dilihat bahwa beban kerja yang mempunyai nilai

% CVL kurang dari 30 % masih dikategorikan sebagai aktivitas ringan dan belum

menunjukkan terjadinya kelelahan. Kelelahan akut terjadi jika nilai % CVL

melebihi 100 % dan tidak diperbolehkan untuk melakukan aktivitas.

Perhitungan tingkat kelelahan (% CVL) per fase gerak berjalan dilakukan

dengan menghitung terlebih dulu jumlah siklus yang terjadi sepanjang lintasan

berjalan kemudian diambil nilai rata-ratanya. Perhitungan nilai % CVL per siklus

didapatkan dari nilai % CVL dibagi rata-rata jumlah siklus yang terjadi,

dirumuskan pada persamaan 2.3 berikut.

Nilai % CVL per siklus = siklusjumlahCVLnilai %

..........................................persamaan 2.6

Dari nilai % CVL per siklus diambil nilai yang terbesar dari beberapa perulangan

yang dilakukan, ditentukan pula waktu untuk melakukan setiap fase gerakan.

Perhitungan nilai % CVL per fase merupakan hasil pembagian waktu per fase

dengan waktu selama satu siklus dikali dengan nilai % CVL per siklus terbesar,

dirumuskan pada persamaan 2.4 berikut.

Nilai % CVL per fase = CVLxsikluswaktu

faseperwaktu%

1..............................persamaan 2.7

liii

2.5.4 Energi Ekspenditur

Manusia mengoksidasi dengan cara metabolisme karbohidrat, protein,

lemak, dan alkohol untuk menghasilkan energi. Energi yang dihasilkan

dibutuhkan untuk :

1. Memelihara fungsi tubuh; untuk bernafas, menjaga denyut jantung, menjaga

tubuh tetap hangat dan semua fungsi berjalan normal.

2. Aktivitas fisik; untuk gerak perpindahan dan kontraksi otot.

3. Pertumbuhan dan pembaruan yang membutuhkan pembuatan jaringan baru.

Energi diukur dalam satuan joule atau kalori. Satu joule (J) ditetapkan

sebagai energi yang digunakan saat memindahkan berat 1 kilogram (kg) sejauh 1

meter (m) dengan kekuatan 1 newton (N). Satu kalori ditetapkan sebagai energi

yang dibutuhkan untuk menaikkan temperatur dari 1 gram (gr) air dari 14.5oC

sampai 15.5oC. Dalam prakteknya, kedua satuan tersebut digunakan secara

berbeda dalam pengukuran cairan. Satu kalori setara dengan 4.184 joule. Manusia

menggunakan energi dalam jumlah besar, karena itu para ahli nutrisi

menggunakan satuan yang lebih besar, yaitu kilojoule.

1 kilojoule (kJ) = 1000 joule

1 megajoule (MJ) = 1000000 joule

1 kilokalori (Kkal)= 1000 kalori

Untuk mengubah menjadi satuan yang lain :

1 kKal = 4.184 kJ

1 MJ = 239 Kkal

Terdapat tiga tingkat energi fisiologis yang umum, yaitu istirahat, limit

kerja aerobik dan kerja anaerobik. Pada tahap istirahat, pengeluaran energi yang

diperlukan untuk mempertahankan kehidupan tubuh disebut Tingkat Metabolisme

Basal (Basal Metabolic Rate, BMR). Hal tersebut mengukur perbandingan

oksigen yang masuk ke dalam paru-paru dengan karbon dioksida yang keluar.

Berat tubuh dan luas permukaan adalah faktor penentu yang dinyatakan dalam

kilokalori/area permukaan/jam. Rata-rata manusia yang mempunyai berat 65 kg

dan mempunyai area permukaan 1.77 m2 memerlukan energi sebesar 1 kilokalori

per menit. Sedangkan suatu kerja disebut aerobik bila suplai oksigen pada otot

sempurna. Jika suplai tidak sempurna, sistem kekurangan oksigen dan kerja

liv

menjadi anaerob. Hal ini dipengaruhi oleh aktivitas fisiologis yang dapat

ditingkatkan melalui latihan.

Energi ekspenditur (EE) laki-laki dan wanita selama satu hari penuh dibagi

menjadi komponen yang berbeda yang dapat ditentukan masing-masing. Terdiri

dari : basal metabolic rate (BMR), diet induced thermogenesis (DIT), dan

physical activity (PA).

Gambar 2.24 Total energi ekspenditur Sumber : Rowett Research Institute, 1992

1. Basal Metabolic Rate (BMR)

BMR adalah jumlah minimum dari tenaga yang diperlukan oleh tubuh jika

dikaitkan dengan ilmu fisiologi dan istirahat secara mental. BMR diukur di

dalam kondisi-kondisi yang dibakukan, yang dilakukan dengan subyek pada

saat keadaan setelah makan malam (berpuasa untuk sedikitnya 12 jam/post-

prandial), pada istirahat yang mencukupi di suatu lingkungan thermoneutral

(tidak terlalu panas atau dingin). Jika salah satu kondisi tersebut tidak

dijumpai (selang waktu untuk berpuasa lebih pendek) pengukuran biasanya

disebut resting metabolic rate (RMR).

2. Diet Induced Thermogenesis (DIT)

Disebut juga post-prandial thermogenesis (PPT) atau efek termis dari

makanan (termic effect of food, TEF). DIT berperan sekitar 10% dari energi

total yang dibutuhkan (Energy Intake, EI). Ini adalah jumlah dari tenaga

memanfaatkan di dalam pencernaan, absorpsi, dan transportasi nutrisi.

3. Physical Activity (PA)

PA merupakan komponen variabel terbanyak dari EE di dalam manusia. Hal

ini termasuk tambahan EE selain RMR dan TEF karena aktivitas otot dan

lv

meliputi aktivitas fisik minor (menggigil dan menggelisahkan). Nilai PA ini

berperan sekitar 15-30% dari total kebutuhan EE harian.

Bilangan nadi atau denyut jantung merupakan peubah yang penting dan

pokok baik dalam penelitian lapangan maupun penelitian laboratorium. Dalam hal

penentuan konsumsi energi, biasa digunakan parameter indeks kenaikan bilangan

kecepatan denyut jantung. Indeks ini merupakan perbedaan antara kecepatan

denyut jantung pada waktu kerja tertentu dengan kecepatan denyut jantung pada

waktu istirahat. Jumlah total dari energi yang diperlukan oleh individu bergantung

pada tingkat aktivitas dan berat badan mereka. Semakin berat dan aktif maka lebih

banyak tenaga yang diperlukan.

Untuk merumuskan hubungan antara energi ekspenditur dengan kecepatan

denyut jantung, dilakukan pendekatan kuantitatif hubungan antara energi

ekspenditur dengan kecepatan denyut jantung dengan menggunakan analisis

regresi. Bentuk regresi hubungan energi dengan kecepatan denyut jantung adalah

regresi kuadratis dengan persamaan sebagai berikut :

Y = 1.80411- (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2 ...........................persamaan 2.8

dengan ; Y : energi ekspenditur (kilokalori/ menit)

X : kecepatan denyut jantung (denyut/ menit)

Setelah diketahui nilai energi ekspenditurnya, maka dapat diketahui pula

kebutuhan kalori dalam melakukan suatu kegiatan kerja tertentu dengan

menggunakan perhitungan berikut :

badanberatkgjamperWxY

KaloriKebutuhan /60

= ....................persamaan 2.9

dengan ; Y : energi ekspenditur (kilokalori/ menit)

W : berat badan (kg)

2.5.5 Aerobic Capacity

Pengeluaran energi, kerja fisiologis, dan biaya fisiologis berkaitan erat

dengan konsumsi oksigen. Hal ini dapat diukur secara langsung dalam liter/menit

atau secara tidak langsung dalam detak jantung/menit. Unit satuan dasar yang

digunakan adalah pengeluaran kalori dalam gram kalori/ menit. Aerobic capacity

adalah level maksimum konsumsi oksigen (oxygen uptake). Aerobic capacity

ditunjukkan dengan VO2 max dan biasanya diungkapkan dalam liter per menit.

lvi

Sinonim aerobic capacity adalah physical work capacity, maximal oxygen uptake,

dan maximal aerobic capacity or power. Faktor-faktor yang mempengaruhi

aerobic capacity adalah :

· Faktor somatis : dimensi tubuh, usia, jenis kelamin

· Faktor fisik : motivasi, sikap

· Ligkungan : ketinggian, temperatur, kelembaban

· Karakteristik pekerjaan : beban/intensitas kerja, durasi kerja, ritme kerja,

teknik kerja

· Karakteristik psikologi pekerja yang merupakan turunan secara genetik

(inherited at birth)

Aerobic capacity dapat ditentukan dengan dua cara, yaitu direct

assessment dan indirect assessment. Direct assessment melibatkan pengujian

maksimal dan biasanya dilakukan kepada anak-anak muda, orang yang terlatih

seperti atlit dan sebagainya. Indirect assessment merupakan pengujian

submaksimal dan biasanya lebih sesuai dilakukan pada pekerja-pekerja industri.

Ada tiga metode indirect assessment yang biasa digunakan :

1. Metode Regresi. Metode ini didasarkan pada dua faktor yaitu hubungan linier

antara heart rate dan VO2 pada beban kerja submaksimal yang diharapkan

berdasar usia. Metode ini memiliki kelemahan, yaitu adanya variasi heart

rate maksimum diantara individu.

2. Metode berdasarkan Astrand Nomogram (Astrand and Rodahl, 1986).

Metode ini didasarkan pada pengukuran submaksimal konsumsi oksigen dan

heart rate. Nomogram menggunakan faktor koreksi usia. Kelemahan metode

ini adalah kesalahan dalam membaca data dari nomogram khususnya bagi

mereka yang tidak terlatih.

3. Metode Konvensional Tayyari (Siconolfi et al., 1985; Tayyari, 1995). Metode

ini untuk mengestimasi VO2 didasarkan pada berat badan dan heart rate

selama berjalan pada treadmill. Tayyari merumuskan sebuah persamaan utuk

menghitung konsumsi oksigen maksimal, yaitu:

AGGHR

VWbV ´

-+++

=72

15.13)10(263.00

max2

...............................persamaan 2.10

dengan ;

lvii

VO2 max = konsumsi oksigen maksimal (liter/menit)

Wb = berat badan (kg)

V = kecepatan berjalan pada treadmill (km/jam)

HR = heart rate (denyut/menit) selama berjalan pada treadmill

G = faktor gender (G=10 untuk laki-laki dan G=0 untuk perempuan)

AG = faktor koreksi usia = 1.12 – (0.0073 x usia)

2.6 PENELITIAN SEBELUMNYA

Robert L. Waters, et al (1976) melakukan penelitian mengenai energi yang

dibutuhkan para amputee untuk berjalan berkaitan dengan tingkat amputasi bagian

kaki. Penelitian ini dilakukan terhadap dua kelompok amputee dengan level

amputasi yang berbeda, yaitu vascular dan traumatic. Kelompok vascular terdiri

dari 13 above-knee amputee, 13 below-knee amputee, dan 15 Syme amputee.

Kelompok traumatic terdiri dari 15 above-knee amputee dan 14 below-knee

amputee. Responden berjalan pada lintasan sejauh 60.5 meter. Pernafasan diukur

dengan Douglas Bag untuk menganalisis oksigen dan karbon dioksida. Denyut

jantung, tingkat pernafasan, serta polanya diamati dengan alat transduser. Setiap

percobaan berjalan rata-rata selama lima menit dengan dua kecepatan berbeda,

lambat dan cepat. Nilai oksigen yang dikonsumsi dan bilangan denyut jantung

digunakan untuk memperkirakan nilai maksimum kapasitas kerja secara aerobik.

Hasil dari penelitian ini adalah nilai maksimum kapasitas kerja secara aerobik

pada responden above-knee amputee kedua kelompok lebih rendah dibandingkan

pada responden below-knee amputee maupun orang normal.

Keytel, et al (2005) melakukan penelitian untuk memperkirakan nilai

energi ekspenditur dari pengamatan denyut jantung. Tujuan penelitian ini yaitu

mengukur faktor komposisi tubuh, jenis latihan, hubungan denyut jantung dengan

energi ekspenditur, dan mengembangkan persamaan ramalan energi ekspenditur.

Responden berjumlah 115 orang dengan umur 18-45 tahun. Penelitian dilakukan

dengan cara responden beraktivitas menggunakan treadmill dan cycle ergometer

pada tiga kondisi berbeda. Denyut jantung dan rasio pernafasan diukur. Suatu

analisis mixed-model mengidentifikasi jenis kelamin, denyut jantung, berat badan,

konsumsi oksigen, dan umur sebagai faktor untuk memperkirakan nilai energi

ekspenditur. Kesimpulan yang diambil yaitu adanya kemungkinan mengetahui

lviii

nilai energi ekspenditur dari denyut jantung suatu kelompok dengan terlebih dulu

menyesuaikan faktor umur, jenis kelamin, massa tubuh, dan kebugaran.

Mike Laymon, et al (2008) melakukan penelitian mengenai energi

ekspenditur secara aerob dalam latihan selama 60 menit. Penelitian ini dilakukan

pada 6 orang wanita dan 7 orang laki-laki dengan umur rata-rata 18-48 tahun.

Responden melakukan aktivitas selama 60 menit. Pengukuran dilakukan terhadap

konsumsi oksigen sesaat sebelum beraktivitas, setiap lima menit saat beraktivitas,

dan selama 4 jam setelah beraktivitas. Hasil penelitian ini yaitu rata-rata nilai

energi ekspenditur yaitu 517,4 ± 231,7 kalori. Rata-rata energi ekspenditur pada

laki-laki yaitu 654,1 kalori dan pada wanita yaitu 358 kalori.

Lobes Herdiman, dkk (2009) melakukan penelitian mengenai kajian

fisiologi pada karakteristik prosthetic kaki endoskeletal jenis Above-Knee

Prosthetic (AKP). Tujuannya adalah mengukur tingkat fisiologi pengguna

prosthetic endoskeletal hasil perancangan dibandingkan dengan prosthetic

eksoskeletal. Penelitian dilakukan dengan cara mengukur tingkat kelelahan, energi

ekspenditur, dan getaran mekanik saat berjalan. Amputee berjalan pada treadmill

sejauh 100 meter menggunakan kedua prosthetic bergantian dengan tiga

kecepatan berbeda (1,2 km/jam; 1,6 km/jam; dan 2 km/jam). Denyut jantung

diukur saat sebelum berjalan, saat berjalan pada jarak 50 meter, 60 meter, dan 100

meter. Selain itu diukur denyut jantung setelah berjalan pada menit ke-2, ke-4,

dan ke-6. Hasil penelitian ini adalah prosthetic endoskeletal menunjukkan hasil

yang lebih baik dibandingkankan prosthetic eksoskeletal dilihat dari peningkatan

%CVL lebih kecil. Peningkatan pengeluaran energi ekspenditur menunjukkan

lebih stabil, getaran mekanik yang ditimbulkan untuk berjalan normal lebih stabil,

dan frekuensi tekanan pada stump yang dilakukan berulang untuk berjalan normal

pada frekuensi 100 Hz masih memberikan rasa nyaman bagi pengguna.

Kuo-Feng Huang, et al (2001) melakukan penelitian mengenai kajian

kinematik dan energi yang dibutuhkan oleh below-knee amputees. Tujuannya

mengukur karakteristik berjalan secara dinamis dan energi yang dibutuhkan.

Penelitian ini dilakukan terhadap 6 below-knee amputees dengan usia 41,83 ±

6,27 tahun terdiri dari 3 vascular amputees dan 3 traumatic amputees

menggunakan foot tipe SACH, single axis, dan multiple axis. Selain itu juga

lix

dibandingkan dengan kondisi normal yaitu 5 orang laki-laki yang berusia 33,83 ±

5,15 tahun. Penelitian ini dilakukan dengan cara responden berjalan pada

treadmill dengan kecepatan 1 km/jam; 1,5 km/jam; dan 2 km/jam. Hal tersebut

dinilai sebagai fase pemanasan dan trial setelah beristirahat selama 20 menit.

Setelah denyut jantung mencapai 60 % denyut jantung maksimal, energi yang

dibutuhkan diukur selama minimal 2 menit. Metode tersebut dilakukan pada dua

kelompok amputees menggunakan tiga jenis foot berbeda. Hasil penelitian ini

adalah kelompok vascular amputees membutuhkan energi yang lebih besar

dibandingkan kelompok traumatic amputees. Perbedaan energi yang dibutuhkan

cukup besar antara ketiga jenis foot prosthetic.

lx

BAB III METODOLOGI PENELITIAN

Permasalahan dalam penelitian ini adalah mengenai pengukuran fisiologi

terhadap tiga desain prosthetic kaki bagian bawah lutut. Langkah-langkah

penelitian yang digunakan dapat dilihat pada gambar 3.1.

Latar Belakang

Penetapan Tujuan dan Manfaat Penelitian

Perumusan Masalah

Studi Pustaka

Pengamatan Aktivitas Berjalan pada Pengguna Prosthetic dan 10

Responden Normal

Pengumpulan Data Denyut Nadi (berjalan normal)

Pengumpulan Data Denyut Nadi (treadmill)

Perhitungan % CVL

Perhitungan Energi Ekspenditur, Kebutuhan Kalori, dan VO2 maks

Distribusi % CVL per fase berjalan

Penentuan Responden Normal (n = 10 orang)

Penentuan Responden Amputee (n = 1 orang)

Pengecekan Kesesuaian BMI (Body Mass Index) dan BMR (Basal Metabolic Rate)

Sesuai ?

A

Video Capture 6 Fase Gerakan dan Waktu Tempuh

Gambar 3.1 Metodologi penelitian

lxi

Perbandingan % CVL, Energi Ekspenditur, Kebutuhan Kalori, dan VO2 maks antara

Pengguna Prosthetic dengan Responden Normal

Kesimpulan dan Saran

Analisis dan Interpretasi Hasil Penelitian

A

Rekomendasi Desain Prosthetic

Gambar 3.1 Metodologi penelitian (lanjutan)

3.1 IDENTIFIKASI MASALAH

Tahap identifikasi permasalahan merupakan tahap awal yang dilakukan

sebelum melakukan penelitian. Tahap identifikasi masalah diawali dari

menentukan latar belakang dan perumusan masalah, menentukan tujuan dan

manfaat penelitian, serta studi pustaka (literatur). Tahap-tahap yang dilakukan

dalam tahap identifikasi permasalahan ini dapat dijelaskan, sebagai berikut:

1. Latar belakang.

Prosthetic merupakan pengganti alat gerak anggota tubuh sehingga amputee

dapat melakukan aktivitas berjalan pada umumnya, namun dalam

pemakaiannya pengguna prosthetic memerlukan adaptasi. Di pasaran telah

berkembang dua desain prosthetic, yaitu eksoskeletal dan endoskeletal. Pada

tahun 2009 juga telah dikembangkan prosthetic endoskeletal yang

menjembatani perbedaan kedua prosthetic yang telah ada di pasaran.

Dalam aktivitas berjalan tentu dibutuhkan energi dan oksigen. Kelelahan dapat

timbul karena tidak seimbangnya aktivitas dengan istirahat. Begitu pula

halnya dengan pengguna prosthetic. Permasalahannya terletak pada tingkat

keseimbangan fisiologi pengguna prosthetic akankah tetap mampu mendekati

kondisi pada orang normal.

Karena alasan tersebut di atas, pada penelitian ini dikaji tingkat fisiologi

ditinjau dari metabolisme basal. Pengukuran dilakukan terhadap tingkat

lxii

kelelahan (% CVL), energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan konsumsi

oksigen pada pengguna prosthetic kaki bawah lutut (Below-Knee

Prosthetic/BKP). Penelitian dilakukan terhadap tiga desain prosthetic berbeda

saat melakukan aktivitas berjalan dibandingkan dengan kondisi normal.

2. Perumusan masalah.

Dengan pengukuran fisiologi dapat diketahui besarnya tingkat energi dan

tingkat kelelahan yang dihasilkan. Perbedaan desain prosthetic dapat berarti

perbedaan hasil pengukuran fisiologi, terlebih dibandingkan dengan orang

normal. Karena itu penelitian ini mengukur tiga desain prosthetic yang

berbeda dengan membandingkan hasilnya dengan tingkat fisiologi normal.

Permasalahan yang dirumuskan adalah bagaimana memilih desain prosthetic

kaki bagian bawah lutut terbaik dalam mengakomodasi aktivitas berjalan.

3. Penetapan tujuan dan manfaat penelitian.

Maksud adanya tujuan dan manfaat penelitian yaitu untuk menemukan arah

serta sasaran yang ingin dicapai dalam suatu penelitian dan ditetapkan

berdasarkan permasalahan yang diteliti. Penelitian ini bertujuan untuk

memilih desain prosthetic kaki bawah lutut dalam mengakomodasi aktivitas

berjalan. Manfaat yang didapat yaitu memberikan rekomendasi pada

pengguna prosthetic kaki bagian bawah lutut mengenai jenis prosthetic

dengan tingkat fisiologi mendekati orang normal.

4. Studi pustaka.

Studi pustaka dilakukan dengan mencari literatur dan bahan-bahan yang

digunakan untuk mendukung penelitian. Informasi yang didapat mampu

mendukung perencanaan awal penelitian, pelaksanaan pengumpulan data,

bahkan pengolahan data. Informasi dari literatur diperlukan juga agar

pengetahuan mengenai prosthetic bawah lutut lebih lengkap.

lxiii

3.2 PENGUMPULAN DATA

Pengukuran fisiologi prosthetic bawah lutut dilakukan yaitu untuk

mengetahui tingkat fisiologi pengguna prosthetic dibandingkan dengan orang

normal. Informasi diperoleh sebagai dasar dalam pengukuran fisiologi dilakukan

pengumpulan data. Pengumpulan data yang dilakukan di Laboratorium

Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik Industri UNS. Data yang

diambil dari responden ada dua yaitu data awal dan data utama penelitian. Data

awal meliputi usia, tinggi dan berat badan, baik pengguna prosthetic maupun

responden orang normal. Sedangkan data utama terdiri dari data primer dan data

sekunder. Data primer yaitu data denyut nadi hasil pengamatan terhadap pola

berjalan pada pengguna prosthetic dan sepuluh responden orang normal. Terdiri

dari data denyut nadi pada aktivitas berjalan normal (eksperimen 1) dan pada

aktivitas berjalan di treadmill (eksperimen 2). Data sekunder yaitu data berupa

rekaman video aktivitas berjalan. Alat yang digunakan dalam penelitian ini, antara

lain berupa stopwatch, tensimeter, timbangan (pengukur tinggi dan berat badan),

dan cyclometer yang dapat dilihat pada gambar 3.2.

(a) Stopwatch (b) Tensimeter

(c) Timbangan (d) Cyclometer

Gambar 3.2 Alat yang digunakan dalam penelitian Sumber: Lab Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi Teknik

Industri UNS, 2009

lxiv

Pengukuran yang pertama kali dilakukan yaitu usia dan pengukuran

tinggi badan dan berat badan. Jumlah responden yaitu satu orang amputee

(pengguna prosthetic) dan sepuluh orang normal. Pemilihan responden normal

disesuaikan dengan nilai BMI (Body Mass Index) dan BMR (Basal Metabolic

Rate) amputee sehingga keduanya dapat dibandingkan. Nilai BMI ditentukan

dengan persamaan 2.1 dan nilai BMR ditentukan dengan persamaan 2.2.

Ketentuan umum dalam pelaksanaan eksperimen meliputi pengamatan

terhadap pola berjalan dalam penelitian ini, sebagai berikut:

1. Lintasan yang dilalui pada aktivitas berjalan normal (eksperimen 1) sepanjang

12 meter. Sedangkan pada aktivitas berjalan di treadmill (eksperimen 2)

sepanjang 100 meter.

2. Pada eksperimen 1 dilakukan enam kali perulangan. Pada eksperimen 2

dilakukan tiga kali dengan kecepatan berbeda yaitu 1.2 km/jam, 1.6 km/jam,

dan 2 km/jam (Herdiman, L., 2009).

3. Pengukuran denyut nadi dilakukan dengan metode 10 denyut untuk

eksperimen 1 dan menggunakan alat ukur untuk eksperimen 2.

4. Responden diberikan waktu istirahat selama 10 menit untuk melakukan setiap

perulangan berikutnya.

Petunjuk pelaksanaan eksperimen diperlukan sebagai alat untuk

menentukan prosedur operasional dalam pengambilan data. Hal ini bertujuan agar

eksperimen berjalan sesuai tujuan yang diharapkan. Petunjuk pelaksanaan untuk

eksperimen 1, sebagai berikut:

1. Khusus untuk pengguna prosthetic, amputee memakai tiga desain prosthetic

yang digunakan dalam eksperimen bergantian,

2. Pengukuran lamanya waktu untuk sepuluh denyut nadi dilakukan sebelum

melakukan eksperimen pada percobaan berjalan pertama. Data ini merupakan

data denyut nadi sebelum melakukan eksperimen pada percobaan berjalan

pertama,

3. Responden melakukan eksperimen dengan berjalan sejauh 12 meter,

4. Pengukuran lamanya waktu sepuluh denyut nadi kembali diukur. Data ini

merupakan data denyut nadi setelah melakukan percobaan berjalan pertama,

lxv

5. Responden beristirahat selama 10 menit sebelum melakukan percobaan

berjalan kedua,

6. Setelah beristirahat, denyut nadi responden kembali diukur sebelum responden

melakukan percobaan berjalan kedua. Data ini merupakan data denyut nadi

responden sebelum melakukan percobaan berjalan kedua,

7. Responden melakukan percobaan berjalan kedua sepanjang 12 meter,

8. Pengukuran lamanya waktu sepuluh denyut nadi responden kembali di ukur.

Data ini merupakan data denyut nadi responden setelah melakukan percobaan

berjalan kedua,

9. Pengukuran lamanya waktu sepuluh denyut nadi responden baik sebelum dan

setelah percobaan berjalan dilakukan sampai percobaan berjalan keenam,

10. Setelah melakukan keenam perulangan percobaan berjalan, pengguna

prosthetic mengganti desain prosthetic yang lain atau beralih pada sepuluh

responden orang normal.

Sedangkan petunjuk pelaksanaan untuk eksperimen 2, sebagai berikut:

1. Khusus untuk pengguna prosthetic, amputee memakai tiga desain prosthetic

yang digunakan dalam eksperimen bergantian,

2. Responden dipersiapkan untuk berjalan di treadmill. Lintasan yang ditempuh

sepanjang 100 meter. Kecepatan pertama yang digunakan yaitu 1.2 km/jam,

3. Pengukuran denyut nadi selama berjalan di treadmill dilakukan pada empat

titik, yaitu sebelum melakukan eksperimen, saat eksperimen pada jarak 30

meter, jarak 50 meter, dan 100 meter,

4. Setelah selesai berjalan, responden beristirahat selama 10 menit,

5. Eksperimen dilanjutkan kembali dengan penggantian kecepatan yang

digunakan yaitu 1.6 km/jam,

6. Pengukuran denyut nadi selama kondisi berjalan sama dengan pengukuran

untuk kecepatan sebelumnya,

7. Setelah responden beristirahat selama 10 menit, eksperimen dilanjutkan

kembali dengan penggantian kecepatan yang digunakan 2 km/jam,

8. Pengukuran denyut nadi selama kondisi berjalan sama dengan pengukuran

untuk kecepatan sebelumnya,

lxvi

9. Setelah melakukan percobaan berjalan dengan tiga kecepatan berbeda,

pengguna prosthetic mengganti desain prosthetic yang lain atau beralih pada

sepuluh responden orang normal.

Setelah semua eksperimen selesai dilakukan, data hasil eksperimen tersebut

direkapitulasi agar dapat dilakukan pengolahan data.

3.3 PENGOLAHAN DATA

Setelah dilakukan pengumpulan data, langkah berikutnya adalah mengolah

data tersebut untuk mendapatkan hasil (output) dari penelitian ini. Pengolahan

data dilakukan dengan urutan, sebagai berikut:

1. Perhitungan % CVL untuk pengguna prosthetic dan responden orang normal.

Data hasil pengamatan terhadap aktivitas berjalan normal berupa lamanya

waktu untuk melakukan 10 denyut sebelum dan setelah berjalan. Data tersebut

dikonversi ke dalam bilangan denyut nadi per menit menggunakan persamaan

2.4. Nilai % CVL dihitung dari data hasil konversi denyut nadi dan denyut

maksimum responden menggunakan persamaan 2.5. Denyut maksimum

didapat dari nilai (220 – usia) untuk responden laki-laki.

2. Perhitungan distribusi % CVL per fase berjalan untuk pengguna prosthetic

dan responden orang normal.

Dalam perhitungan ini dilakukan pengamatan terhadap data berupa video

rekaman aktivitas berjalan normal (eksperimen 1). Pertama, pengamatan

terhadap jumlah siklus untuk setiap percobaan berjalan kemudian diambil nilai

rata-ratanya. Kedua, perhitungan distribusi fatique per siklus dengan cara

membagi nilai % CVL dengan jumlah rata-rata siklus menggunakan

persamaan 2.6. Ketiga, pemilihan nilai fatique terbesar untuk setiap kelompok

percobaan berjalan (enam kali perulangan). Keempat, pengamatan waktu

tempuh setiap fase pada video rekaman. Kelima, perhitungan distribusi %CVL

untuk setiap fase berjalan menggunakan persamaan 2.7.

3. Perhitungan energi ekspenditur, kebutuhan kalori, konsumsi energi, dan

VO2maks untuk pengguna prosthetic dan responden orang normal.

Perhitungan ini menggunakan hasil pengamatan aktivitas berjalan di treadmill.

Perhitungan nilai energi ekspenditur menggunakan persamaan regresi

lxvii

kuadratis pada persamaan 2.8. Perhitungan kebutuhan kalori per jam per kg

berat badan menggunakan rumus pada persamaan 2.9. Data yang diolah yaitu

nilai energi ekspenditur. Perhitungan konsumsi oksigen menggunakan data

awal pengukuran denyut nadi pada aktivitas berjalan di treadmill. Perhitungan

ini menggunakan rumus pada persamaan 2.10.

4. Perbandingan hasil pada pengguna prosthetic dengan responden orang normal.

Perbandingan hasil disajikan dalam bentuk grafik untuk mengetahui desain

prosthetic dengan tingkat kedekatan hasil pengukuran fisiologi dengan kondisi

normal. Hasil perhitungan yang dibandingkan yaitu nilai %CVL, distribusi

%CVL per fase, energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan VO2 maks.

5. Rekomendasi desain prosthetic terbaik

Hasil perbandingan memberikan informasi mengenai desain prosthetic terbaik

sesuai responden amputee. Informasi tersebut dapat dijadikan rekomendasi

dalam memilih desain prosthetic terbaik untuk aktivitas berjalan.

3.4 ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Pada tahap ini dilakukan analisis terhadap hasil perbandingan % CVL,

energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan VO2 maks yang dikeluarkan antara

pengguna prosthetic dengan orang normal. Selain itu dianalisis distribusi fatique

sesuai fase berjalan. Pada akhirnya diketahui desain prosthetic dengan kualifikasi

paling mendekati nilainya dengan orang normal.

3.5 KESIMPULAN DAN SARAN

Tahap terakhir penelitian yaitu membuat kesimpulan yang menjawab

tujuan akhir dari penelitian berdasarkan hasil pengolahan dan analisis data yang

telah dilakukan serta saran yang disampaikan untuk dapat semakin memperbaiki

kualitas prosthetic yang dihasilkan sesuai dengan kajian fisiologi.

lxviii

BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA

Bab ini membahas proses pengumpulan data dan proses pengolahan data

sesuai dengan rumusan masalah dan tujuan yang ingin dicapai dari penelitian ini.

Bagian pertama membahas proses pengumpulan data eksperimen. Bagian kedua

membahas proses pengolahan data. Keduanya dilakukan sebagai dasar dalam

memberikan analisis terhadap penyelesaian permasalahan yang dihadapi.

4.1 PENGUMPULAN DATA

Tahap pengumpulan data ini dilakukan untuk mendapatkan data awal

untuk pengukuran fisiologi dari pengguna prosthetic kaki bawah lutut dan orang

normal. Pada tahap-tahap pengumpulan data lebih lengkap dapat dilihat pada

subbab selanjutnya.

4.1.1 Desain Prosthetic Kaki Bawah Lutut

Desain prosthetic yang diukur dalam penelitian ini ada tiga, yaitu satu

desain eksoskeletal dan dua desain endoskeletal yang berbeda. Desain

endoskeletal terdiri dari tiruan Otto Bock (Merek Regal) dan pengembangan

dengan ankle joint sistem double axis. Desain prosthetic tersebut dapat dilihat

pada gambar 4.1.

(a) eksoskeletal (b) tiruan Otto Bock (c) pengembangan

Gambar 4.1 Jenis prosthetic yang digunakan

lxix

1. Desain Prosthetic Eksoskeletal

Desain ini menggunakan korset paha dengan check strap (penyangga paha

belakang) yang memberikan kekuatan pada anteroposterior stump-socket.

Akibatnya pengguna bergantung pada gerakan mekanis check strap 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 sehingga memungkinkan untuk modifikasi pola tekanan hubungan

anteroposterior stump–socket.

Desain eksoskeletal mendukung permukaan atas dari SACH foot

prosthetic yang dihubungkan oleh persendian. Hal ini dilakukan untuk mencegah

bagian foam atau rubber pada tumit sepatu dari pengubahan secara proximal pada

heel-strike. Pada saat telapak kaki dimasukkan ke dalam sepatu, bagian daerah

tumit sepatu dapat dimampatkan dan menyerap goncangan saat berjalan oleh

bahan yang dipakai.

SACH foot desain ini terbuat dari kayu dan ditempelkan pada material

karet. Kepadatan tumit bajinya 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

±2-3 tahun sebelum diganti, jika tidak rusak sebelum waktunya. Keputusan

penggantian ditentukan oleh kondisi kerusakan struktural pada telapak kaki,

pecahnya material, pertimbangan warna kosmetik, dan perubahan kondisi

kesehatan atau permintaan pasien.

Kelemahan dari desain ini yaitu tidak mampu mengakomodasi gerakan

pada bidang permukaan yang tidak rata atau bergelombang. Pada prosthetic

desain 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.

2. Desain Prosthetic Endoskeletal Tiruan Otto Bock

Desain ini menggunakan komponen ankle joint yang memungkinkan

gerakan flexi dan extensi. Desain ankle joint terdiri dari poros pengatur gerakan

yang dihubungkan dengan bahan setengah lingkaran yang berfungsi sebagai

lxx

penahan atau pengendali putaran dari poros pada saat melakukan gerakan flexi

dan extensi dari telapak kaki.

Komponen ankle joint yang ditempatkan pada SACH foot bagian depan

untuk gerakan flexi dan extensi masih mengandalkan kelenturan bahan SACH

foot. Bahan yang digunakan untuk menahan getaran ditempatkan di bagian

belakang ankle joint dalam menjaga kelenturan bahan karet plastik.

Kelebihan desain ankle joint pada komponen ankle adaptor dengan titik

pusat massa yaitu berat tubuh pengguna dapat distribusikan ke bagian telapak kaki

agar menopang beban ke atas pada bagian ankle joint. Kemampuan ini dibantu

dengan adanya komponen 2 as yang terpasang secara vertikal pada bagian SACH

foot. Pengguna dapat melakukan aktivitas berjalan lebih mudah tanpa adanya

hambatan dari prosthetic kakinya, terutama menggunakan sepatu high-heels.

Adanya ankle joint memungkinkan pengguna mengarahkan kaki secara baik.

Kelebihan lainnya yaitu berat tubuh pengguna dapat ditopang secara baik dan

memberikan keseimbangan pola ayunan jalan antara kedua kaki.

Kelemahan desain prosthetic endoskeletal tiruan Otto Bock yang

diproduksi oleh Manufaktur Regal buatan Taiwan yaitu posisi gerakan flexi dan

extensi pada bidang SACH foot masih terbatas dalam kepekaan pada saat adanya

tekanan dari atas.

3. Desain Prosthetic Endoskeletal Pengembangan 2009

Desain komponen ankle joint ini mempertimbangkan beberapa gerakan

yang disebabkan tekanan pada bagian kaki dibanding gerakan keseluruhan

komponen. Keuntungan ankle joint dengan sistem double axis yang sama dengan

desain tiruan Otto Bock, menggunakan sistem hasil dari 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-heels.

Setiap bagian komponen prosthetic kaki bawah lutut dirancang dalam satu

modular yang lebih sederhana untuk memenuhi aspek kesederhanaan produk

(simplicity). Komponen link dan joint pada ankle joint serta stabilizer mata kaki

dapat dibuat secara masal dengan aspek keterulangan (reproductability).

lxxi

Keberadaan sistem ankle joint pada SACH adaptor memungkinkan

telapak kaki dapat membentuk double axis. Pengembangan prosthetic kaki jenis

below knee prosthetic (BKP) diarahkan pada desain endoskeletal dengan

mekanisme telapak kaki sistem ankle joint. Pengembangan ini menjadikan

pengguna lebih leluasa dalam melakukan aktivitas jalan dengan pengarahan

telapak kaki dalam berjalan dapat sesuai kemauan pengguna.

4.1.2 Pengguna Prosthetic Kaki Bawah Lutut (Responden Amputee)

Data pengguna prosthetic kaki bawah lutut diambil pada bulan September

2009 di Laboratorium Perancangan Sistem Kerja dan Ergonomi (LPSKE) Teknik

Industri UNS. Pemakaian prosthetic ini dikarenakan pengguna mengalami

kecelakaan yang menyebabkan proses amputasi kaki bagian bawah lutut.

Prosthetic yang digunakan yaitu prosthetic bawah lutut desain eksoskeletal.

Berikut adalah data pengguna prosthetic.

Nama : Ngadirin

Jenis kelamin : Laki-laki

Tinggi badan : 162 cm

Berat prosthetic : 2,212 kg

Tempat tanggal lahir : Boyolali, 16 Mei 1976

Riwayat amputasi : Kecelakaan lalu lintas

Kaki amputasi : Kaki kanan bawah lutut dengan panjang stump kaki 16 cm

Desain prosthetic : Bawah lutut desain eksoskeletal dengan socket quardrilateral

Berat badan : 52,2 kg (tanpa prosthetic)

lxxii

Gambar 4.2 Pengukuran data awal pada pengguna prosthetic

Eksperimen untuk pengambilan data pengguna prosthetic dilakukan pada

tanggal 15 September 2009 di LPSKE. Pengambilan data dilakukan dengan

melakukan pengamatan terhadap aktivitas berjalan normal dan aktivitas berjalan

menggunakan treadmill.

Pada aktivitas berjalan normal dilakukan pengambilan data denyut nadi

sebelum berjalan (kondisi istirahat) dan sesudah (kondisi berjalan) dengan metode

10 denyut. Denyut nadi dihitung lamanya waktu untuk melakukan 10 denyut

menggunakan stopwatch. Jarak yang ditempuh sepanjang 12 meter dan dilakukan

sebanyak enam kali perulangan. Perulangan yang dimaksudkan yaitu percobaan

berjalan sebanyak enam kali dan diberi notasi P1, P2, P3, P4, P5, dan P6.

Sehingga untuk setiap percobaan berjalan (P) dilakukan pengambilan data pada

kondisi istirahat dan berjalan. Tujuan dilakukan perulangan yaitu agar didapatkan

hasil dengan pola yang hampir sama. Selain diambil data pengukuran denyut nadi,

diambil data berupa video aktivitas berjalan normal oleh pengguna prosthetic.

Data hasil eksperimen ditabelkan untuk memudahkan dalam pembacaan.

Data ini digunakan untuk mengetahui tingkat kelelahan (fatique) dengan

menghitung % CVL. Hasil pengambilan data berupa konversi dari waktu 10

denyut menjadi jumlah denyut per menit dapat dilihat pada tabel 4.1.

lxxiii

Tabel 4.1 Data denyut nadi aktivitas berjalan normal pengguna prosthetic

Pengukuran Denyut Nadi (detik) Jenis Prothese

Kondisi Pengukuran P1 P2 P3 P4 P5 P6 istirahat 6.10 5.76 5.78 5.81 5.75 5.83

Eksoskeletal berjalan 5.81 5.51 5.53 5.57 5.51 5.59 istirahat 5.48 5.56 5.71 5.60 4.89 6.00 Endoskeletal

Merek Regal berjalan 5.32 5.38 5.52 5.42 4.78 5.78 istirahat 5.34 5.51 6.12 5.51 5.72 5.30 Endoskeletal

Pengembangan berjalan 5.23 5.38 5.95 5.39 5.58 5.19

Data berupa video aktivitas berjalan normal oleh pengguna prosthetic

digunakan untuk mengambil data gambar fase berjalan. Hal ini dilakukan dengan

meng-capture gambar enam fase dari video yang didapat. Selain itu dihitung pula

lamanya waktu yang dibutuhkan untuk melakukan setiap fase berjalan tersebut.

Data hasil perhitungan waktu ini akan disajikan pada bagian pengolahan data.

Hasil capture data video untuk fase berjalan dapat dilihat pada gambar 4.3.

Gambar 4.3 Fase berjalan pada pengguna prosthetic

lxxiv

Pada aktivitas berjalan menggunakan treadmill jarak yang ditempuh

sepanjang 100 meter masing-masing untuk tiga kecepatan berbeda, yaitu 1.2

km/jam, 1.6 km/jam, dan 2 km/jam. Pengambilan data denyut nadi dilakukan

sebelum berjalan (DN0), denyut nadi pada jarak berjalan 30 meter (DN1), denyut

nadi pada jarak berjalan 50 meter (DN2), dan denyut nadi pada jarak berjalan 100

meter (DN3). Denyut nadi sebelum dan selama berjalan dihitung menggunakan

alat sensor pada treadmill untuk aktivitas berjalan. Data lain yang diambil juga

berupa video aktivitas berjalan.

Data berikut digunakan untuk menghitung nilai energi ekspenditur,

kebutuhan kalori, dan konsumsi oksigen (VO2 maks). Hasil pengambilan data

denyut nadi dapat dilihat pada tabel 4.2.

Tabel 4.2 Data denyut nadi aktivitas berjalan di treadmill pengguna prosthetic

Pengukuran Denyut Nadi (denyut/menit) Jenis Prothese

Kecepatan (km/jam) DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

1.2 63 76 85 92 1.6 68 82 90 96 Eksoskeletal

2 74 86 94 99 1.2 56 65 73 79 1.6 60 70 78 84

Endoskeletal Merek Regal

2 65 75 84 90 1.2 67 72 75 78 1.6 71 75 76 80

Endoskeletal Pengembangan

2 74 77 78 82

4.1.3 Responden Normal

Responden normal ditentukan dengan memilih responden normal dengan

nilai BMI (Body Mass Index) dan BMR (Basal Metabolic Rate) yang bersesuaian

dengan nilai BMI dan BMR amputee. Perhitungan nilai BMI dan BMR ini akan

dibahas pada bagian pengolahan data. Hal ini dilakukan agar responden normal

sesuai digunakan sebagai pembanding terhadap amputee.

Eksperimen dilakukan terhadap 10 orang responden normal di LPSKE

pada tanggal 14-15 Oktober 2009. Responden normal ini merupakan mahasiswa

dengan umur rata-rata 20-23 tahun. Jumlah 10 orang diasumsikan cukup mewakili

lxxv

kondisi normal pada umumnya. Pengukuran terhadap responden normal

digunakan sebagai acuan untuk mengetahui kedekatan hasil pengukuran pada

amputee yang menggunakan prosthetic dengan orang normal. Berikut adalah data

10 orang responden normal.

1. Nama : Agus 6. Nama : Harto

Usia : 22 tahun Usia : 20 tahun

Tinggi badan : 172 cm Tinggi badan : 168 cm

Berat badan : 50 kg Berat badan : 52 kg

2. Nama : Puput 7. Nama : Galih




3. Nama : Diesel 8. Nama : Tendy




4. Nama : Brian 9. Nama : Muha




5. Nama : Denta 10. Nama : Panggih




Urutan pengambilan data dilakukan sama seperti perlakuan terhadap

pengguna prosthetic. Data yang diambil berupa data denyut nadi dan data berupa

video. Data hasil pengamatan terhadap aktivitas berjalan normal diambil dengan

enam kali perulangan yaitu percobaan berjalan 1 (P1), percobaan berjalan 2 (P2),

percobaan berjalan 3 (P3), percobaan berjalan 4 (P4), percobaan berjalan 5 (P5),

percobaan berjalan 6 (P6). Data hasil pengamatan denyut nadi untuk aktivitas

berjalan pada responden normal dapat dilihat pada tabel 4.3.

lxxvi

Tabel 4.3 Data denyut nadi aktivitas berjalan normal responden normal

Pengukuran Denyut Nadi (detik) Responden ke-

Kondisi Pengukuran P1 P2 P3 P4 P5 P6

1 istirahat 7.34 6.93 7.39 7.03 7.28 7.29 kerja 7.03 6.67 6.99 6.74 7.03 6.97 2 istirahat 9.47 9.12 7.82 8.18 7.94 7.78 kerja 8.85 8.65 7.57 7.84 7.62 7.43 3 istirahat 8.06 8.37 8.04 7.87 7.46 7.21 kerja 7.65 7.88 7.68 7.53 7.08 6.89 4 istirahat 10.03 10.53 9.61 9.33 10.73 10.43 kerja 9.48 9.77 8.97 8.67 9.86 9.81 5 istirahat 6.23 7.39 6.98 7.28 6.56 6.53 kerja 5.98 6.94 6.67 6.87 6.29 6.22 6 istirahat 7.75 7.31 6.94 7.12 6.84 6.87 kerja 7.27 6.97 6.63 6.89 6.56 6.63 7 istirahat 7.91 7.21 7.98 7.12 6.84 7.10 kerja 7.57 6.91 7.58 6.88 6.59 6.87 8 istirahat 8.28 8.03 8.11 8.09 8.12 8.04 kerja 7.94 7.58 7.72 7.74 7.74 7.75 9 istirahat 7.59 7.28 7.18 7.74 8.00 7.75 kerja 7.35 6.94 6.89 7.42 7.59 7.35

10 istirahat 7.69 7.28 8.12 8.23 8.32 7.98 kerja 7.37 6.88 7.84 7.85 7.81 7.61

Hasil capture data video untuk fase berjalan dapat dilihat pada gambar 4.4

sedangkan data hasil perhitungan lamanya waktu untuk setiap fase disajikan pada

bagian pengolahan data. Capture enam fase yang dilakukan yaitu untuk fase heel

contact (kontak dengan tumit), fase foot-flat (kaki datar), fase midstance point

(titik setengah berdiri), fase heel-off (tumit terangkat), fase toe-off (jari kaki

terangkat), dan fase midswing (setengah berayun).

lxxvii

Gambar 4.4 Fase berjalan pada responden normal

lxxviii

Gambar 4.4 Fase berjalan pada responden normal (lanjutan)

Pengambilan data untuk aktivitas berjalan pada treadmill juga dilakukan

sama seperti pada pengguna prosthetic. Hasilnya berupa data denyut nadi yang


Tabel 4.4 Data denyut nadi aktivitas berjalan pada treadmill orang normal

Pengukuran Denyut Nadi (denyut/menit) Responden

ke- Kecepatan (km/jam) DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

1.2 80 96 102 101 1.6 79 93 90 91 1

2 78 79 82 96 1.2 73 88 93 87 1.6 75 77 75 79 2

2 81 83 85 90 1.2 85 90 92 98 1.6 79 81 86 91 3

2 80 82 84 90 1.2 78 79 80 83 1.6 75 76 75 78 4

2 74 77 78 80 1.2 86 92 98 102 1.6 90 93 102 103 5

2 92 95 98 102

lxxix

1.2 81 82 85 86 1.6 77 88 89 88

6

2 83 88 91 89 1.2 75 83 89 85 1.6 79 81 90 92 7

2 80 84 88 95 1.2 79 85 86 89 1.6 85 89 88 91 8

2 79 80 83 88 1.2 80 81 85 83 1.6 85 88 93 91 9

2 83 90 89 92 1.2 75 80 82 85 1.6 79 89 90 86 10 2 78 79 85 83

4.2 PENGOLAHAN DATA

Pengolahan data dalam penelitian ini dibagi menjadi beberapa bagian.

Bagian-bagiannya yaitu perhitungan denyut nadi, perhitungan aktivitas

cardiovaskuler (% CVL), perhitungan distribusi % CVL menurut fase berjalan,

perhitungan energi ekspenditur, perhitungan kebutuhan kalori, dan perhitungan

konsumsi oksigen. Bagian-bagian pengolahan data ini dijelaskan secara lebih

detail pada bagian-bagian berikut ini.

4.2.1 Menentukan Nilai BMI

Perhitungan nilai BMI responden amputee dan normal menggunakan

persamaan 2.1. Data yang digunakan adalah data pengukuran tinggi badan dan

berat badan. Perhitungan nilai BMI pada pengguna prosthetic maupun kondisi

normal dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:

1. Pengguna Prosthetic Kaki Bawah Lutut

Pengukuran terhadap amputee menunjukkan bahwa amputee memiliki tinggi

badan 1,62 m dan berat badan 52,2 kg. Nilai BMI sebesar 19,89 dan dapat

disimpulkan bahwa amputee masuk dalam kategori ‘langsing’.

BMI amputee = 89,1962,1

2,522=

lxxx

2. Responden Normal

Pengukuran terhadap responden normal dapat dilihat pada penjelasan, sebagai

berikut:

a. Penentuan nilai BMI pada responden normal ke-2.

Pengukuran terhadap responden normal ke-2 menunjukkan bahwa

responden memiliki tinggi badan 1,70 m dan berat badan 51 kg. Nilai BMI

sebesar 17,65 dan dapat disimpulkan bahwa responden ini masuk dalam

kategori ‘langsing’.

BMI responden normal ke-2 = 65,1770,1

512=

b. Penentuan nilai BMI pada responden normal ke-3.






522=

c. Penentuan nilai BMI pada responden normal ke-4.






512=

Penentuan nilai BMI dilakukan terhadap setiap responden normal dan dipilih

responden yang memiliki nilai BMI dengan kategori yang sama dengan

amputee yaitu kategori ‘langsing’. Hasil perhitungan selengkapnya dapat


lxxxi

Tabel 4.5 Nilai BMI pada responden normal

Responden ke-

Berat Badan (kg)

Tinggi Badan (m)

Nilai BMI Kategori

1 50 1.72 16.90 langsing 2 51 1.70 17.65 langsing 3 52 1.69 18.21 langsing 4 51 1.71 17.44 langsing 5 50 1.74 16.51 langsing 6 52 1.68 18.42 langsing 7 52 1.69 18.21 langsing 8 50 1.72 16.90 langsing 9 52 1.68 18.42 langsing 10 51 1.67 18.29 langsing

4.2.2 Menentukan Nilai BMR

Perhitungan nilai BMR responden amputee dan normal menggunakan

persamaan 2.2 yaitu untuk laki-laki. Data yang digunakan adalah data usia,

pengukuran tinggi badan, dan berat badan. Perhitungan nilai BMR pada pengguna

prosthetic maupun kondisi normal dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:


Pengukuran menunjukkan bahwa amputee berusia 33 tahun, memiliki tinggi

badan 162 cm dan berat badan 52,2 kg. Nilai BMR sebesar 1372 Kkal/hari.

BMR amputee = ÷÷ø

öççè

æ+-+ 4730.66

1

)33(7550.6

1

)162(0033.5

1

)2,52(7516.13

tahuncmkg

= 1372 Kkal/hari

2. Responden Normal

Pengukuran responden normal dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:

a. Penentuan nilai BMR pada responden normal ke-2.


responden berusia 22 tahun, memiliki tinggi badan 170 cm dan berat badan

51 kg. Nilai BMR sebesar 1470 Kkal/hari.

BMR = ÷÷ø

öççè

æ+-+ 4730.66

1

)22(7550.6

1

)170(0033.5

1

)51(7516.13

tahuncmkg

= 1470 Kkal/hari

lxxxii

b. Penentuan nilai BMI pada responden normal ke-3.




BMR = ÷÷ø

öççè

æ+-+ 4730.66

1

)22(7550.6

1

)169(0033.5

1

)52(7516.13

tahuncmkg

= 1479 Kkal/hari

c. Penentuan nilai BMI pada responden normal ke-4.




BMR = ÷÷ø

öççè

æ+-+ 4730.66

1

)22(7550.6

1

)171(0033.5

1

)51(7516.13

tahuncmkg

= 11475 Kkal/hari

Penentuan nilai BMR dilakukan pada setiap responden normal dan dipilih

responden dengan nilai BMR mendekati nilai amputee. Hasil perhitungan

selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.6.

Tabel 4.6 Nilai BMR pada responden normal

Responden ke-

Berat Badan (kg)

Tinggi Badan (cm)

Umur (tahun)

Nilai BMR (Kkal/hari)

1 50 172 22 1466 2 51 170 22 1470 3 52 169 22 1479 4 51 171 22 1475 5 50 174 22 1476 6 52 168 20 1487 7 52 169 22 1479 8 50 172 23 1459 9 52 168 22 1474 10 51 167 21 1462

4.2.3 Menentukan Denyut Nadi

Perhitungan denyut nadi responden per menit dilakukan dengan

menggunakan persamaan 2.4. Data yang digunakan adalah data waktu yang

diambil dengan metode 10 denyut sebelum (istirahat) dan setelah (berjalan)

lxxxiii

melakukan aktivitas berjalan. Perhitungan denyut nadi pada pengguna prosthetic

maupun kondisi normal dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:


Data yang digunakan adalah data dari pengukuran denyut nadi pengguna

prosthetic pada aktivitas berjalan normal pada tabel 4.1.

a. Percobaan berjalan 1 (P1) dengan prosthetic eksoskeletal.

Setelah beristirahat selama 10 menit, waktu yang dibutuhkan untuk

mencapai 10 denyut nadi pada pengguna prosthetic eksoskeletal adalah 6,10

detik. Sedangkan setelah berjalan, waktu yang dibutuhkan adalah 5,81 detik.

Denyut nadi istirahat = 36,986010,6

10=x denyut/menit

Denyut nadi berjalan = 27,1036081,5

10=x denyut/menit

b. Percobaan berjalan 1 (P1) dengan prosthetic endoskeletal merek Regal.


mencapai 10 denyut nadi pada pengguna prosthetic endoskeletal merek

Regal adalah 5,48 detik. Sedangkan setelah berjalan, waktu yang dibutuhkan

adalah 5,32 detik.


10=x denyut/menit


10=x denyut/menit

c. Percobaan berjalan 1 (P1) dengan prosthetic endoskeletal

pengembangan.


mencapai 10 denyut nadi pada pengguna prosthetic endoskeletal

pengembangan adalah 5,34 detik. Sedangkan setelah berjalan, waktu yang

dibutuhkan adalah 5,23 detik.


10=x denyut/menit


10=x denyut/menit

lxxxiv

Setiap hasil pengukuran dihitung dan dikonversi ke dalam bilangan denyut

nadi/menit, baik untuk kondisi istirahat maupun kondisi berjalan. Hasil

perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.7.

Tabel 4.7 Hasil perhitungan denyut nadi pengguna prosthetic

Pengukuran Denyut Nadi (denyut/menit) Jenis Prothese


Eksoskeletal berjalan 103.27 108.89 108.50 107.72 108.89 107.33 istirahat 109.49 107.91 105.08 107.14 122.70 100.00 Endoskeletal

Merek Regal berjalan 112.78 111.52 108.70 110.70 125.52 103.81 istirahat 112.36 108.89 98.04 108.89 104.90 113.21 Endoskeletal

Pengembangan berjalan 114.72 111.52 100.84 111.32 107.53 115.61

Hasil perhitungan denyut nadi pada tabel 4.7 disajikan dalam bentuk grafik.

Hal ini dilakukan agar lebih mudah dalam menganalisis dan mengetahui

tingkat perbedaan denyut kondisi istirahat dan kondisi beraktivitas yaitu

berjalan. Grafik dapat dilihat pada gambar 4.5.

Gambar 4.5 Grafik hasil pengukuran denyut nadi pengguna prosthetic

lxxxv

Pada grafik terlihat bahwa denyut nadi pada kondisi istirahat lebih rendah

dibandingkan denyut pada kondisi berjalan. Hal ini terjadi pada setiap

perulangan percobaan jalan menggunakan ketiga desain prosthetic berbeda.

2. Responden Normal

Data yang digunakan adalah data dari pengukuran denyut nadi 10 responden

orang normal pada aktivitas berjalan normal yaitu tabel 4.3.

a. Percobaan berjalan 1 (P1) pada responden ke-1.


mencapai 10 denyut nadi pada responden ke-1 adalah 7,34 detik. Sedangkan

setelah berjalan, waktu yang dibutuhkan adalah 7,03 detik.


10=x denyut/menit


10=x denyut/menit

b. Percobaan berjalan 1 (P1) pada responden ke-3.





10=x denyut/menit


10=x denyut/menit

c. Percobaan berjalan 1 (P1) pada responden ke-5.





10=x denyut/menit


10=x denyut/menit

lxxxvi

Setiap hasil pengukuran dihitung dan dikonversi ke dalam bilangan denyut

nadi/menit, baik untuk kondisi istirahat maupun kondisi berjalan. Hasil


Tabel 4.8 Hasil perhitungan denyut responden normal

Pengukuran Denyut Nadi (denyut/menit) Responden ke-


1 kerja 85.35 89.96 85.84 89.02 85.35 86.08 istirahat 63.36 65.79 76.73 73.35 75.57 77.12

2 kerja 67.80 69.36 79.26 76.53 78.74 80.75 istirahat 74.44 71.68 74.63 76.24 80.43 83.22 3 kerja 78.43 76.14 78.13 79.68 84.75 87.08 istirahat 59.82 56.98 62.43 64.31 55.92 57.53 4 kerja 63.29 61.41 66.89 69.20 60.85 61.16 istirahat 96.31 81.19 85.96 82.42 91.46 91.88

5 kerja 100.33 86.46 89.96 87.34 95.39 96.46 istirahat 77.42 82.08 86.46 84.27 87.72 87.34

6 kerja 82.53 86.08 90.50 87.08 91.46 90.50 istirahat 75.85 83.22 75.19 84.27 87.72 84.51

7 kerja 79.26 86.83 79.16 87.21 91.05 87.34 istirahat 72.46 74.72 73.98 74.17 73.89 74.63

8 kerja 75.57 79.16 77.72 77.52 77.52 77.42 istirahat 79.05 82.42 83.57 77.52 75.00 77.42

9 kerja 81.63 86.46 87.08 80.86 79.05 81.63 istirahat 78.02 82.42 73.89 72.90 72.12 75.19

10 kerja 81.41 87.21 76.53 76.43 76.82 78.84

Hasil perhitungan denyut nadi pada tabel 4.8 disajikan dalam bentuk grafik.


tingkat perbedaan denyut kondisi istirahat dan kondisi beraktivitas yaitu

berjalan. Grafik dapat dilihat pada gambar 4.6.

lxxxvii

Gambar 4.6 Grafik hasil pengukuran denyut nadi responden normal

Pada grafik terlihat bahwa denyut nadi pada kondisi istirahat lebih rendah

dibandingkan denyut pada kondisi berjalan. Hal ini terjadi pada setiap

perulangan percobaan jalan pada sepuluh responden normal.

4.2.4 Menentukan Tingkat Kelelahan (%CVL)

Perhitungan nilai tingkat kelelahan (%CVL) dilakukan dengan

menggunakan persamaan 2.5. Data yang digunakan adalah data hasil perhitungan

denyut nadi per menit, sebelum (istirahat) dan setelah (berjalan) melakukan

aktivitas berjalan, dan denyut maksimum dari pengguna prosthetic juga kondisi

normal. Denyut nadi maksimum laki-laki diperoleh dari 220 – usia pengguna

prosthetic ataupun usia responden orang normal. Perhitungan %CVL pengguna

prosthetic maupun kondisi normal dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:


Data yang digunakan adalah hasil perhitungan denyut nadi pengguna prosthetic

pada aktivitas berjalan normal, yaitu pada tabel 4.7. Data denyut nadi

maksimum pengguna prosthetic yaitu sebesar 187 denyut/menit.

lxxxviii

a. Percobaan berjalan 1 (P1) dengan prosthetic eksoskeletal.

Setelah beristirahat selama 10 menit, denyut nadi pada pengguna prosthetic

eksoskeletal adalah 98,36 denyut/menit. Sedangkan setelah berjalan, denyut

nadi adalah 103,27 denyut/menit. Maka nilai %CVL sebesar 5,54 %.

%CVL = 54,5%10036,98187

36,9827,103=

--

x %

b. Percobaan berjalan 1 (P1) dengan prosthetic endoskeletal merek Regal.


endoskeletal merek Regal adalah 109,49 denyut/menit. Sedangkan setelah

berjalan, denyut nadi adalah 112,78 denyut/menit. Maka nilai %CVL

sebesar 4,25 %.

%CVL = 25,4%10049,109187

49,10978,112=

--

x %

c. Percobaan berjalan 1 (P1) dengan prosthetic endoskeletal pengembangan.


endoskeletal pengembangan adalah 112,36 denyut/menit. Sedangkan setelah

berjalan, denyut nadi adalah 114,72 denyut/menit. Maka nilai %CVL

sebesar 3,17 %.

%CVL = 17,3%10036,112187

36,11272,114=

--

x %

Setiap perulangan dihitung nilai %CVL atau tingkat kelelahan yang dialami.

Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.7.

Tabel 4.9 Hasil perhitungan %CVL pengguna prosthetic

Pengukuran %CVL Jenis Prothese

P1 P2 P3 P4 P5 P6

Eksoskeletal 5.54 5.71 5.64 5.31 5.50 5.25

Endoskeletal Merek Regal 4.25 4.57 4.42 4.46 4.39 4.37

Endoskeletal Pengembangan 3.17 3.37 3.15 3.10 3.21 3.25

Hasil perhitungan %CVL dibuat grafik agar dapat dianalisis dengan cara

membandingkan performasi ketiga desain prosthetic yang digunakan terhadap

kondisi fisiologi dari pengguna. Grafik dapat dilihat pada gambar 4.7.

lxxxix

Gambar 4.7 Grafik hasil perhitungan % CVL pengguna prosthetic

Pada grafik di atas dapat dilihat tingkat kelelahan akibat aktivitas berjalan

normal dari prosthetic yang digunakan. Hasilnya menunjukkan bahwa nilai %

CVL untuk prosthetic endoskeletal pengembangan lebih kecil dibandingkan

dengan prosthetic desain eksoskeletal dan endoskeletal merek Regal.

2. Responden Normal

Data yang digunakan adalah hasil perhitungan denyut nadi responden normal

pada aktivitas berjalan normal yaitu pada tabel 4.8.

a. Percobaan berjalan 1 (P1) pada responden ke-1.

Setelah beristirahat selama 10 menit, denyut nadi pada responden ke-1

adalah 81,74 denyut/menit. Sedangkan setelah berjalan, denyut nadi adalah

85,35 denyut/menit. Denyut nadi maksimalnya adalah 220 – 22 = 198

denyut/menit. Maka nilai % CVL sebesar 3,10 %.

% CVL = 10,3%10074,8119874,8135,85

=--

x %

b. Percobaan berjalan 1 (P1) pada responden ke-3.





xc

% CVL = 23,3%10044,7419844,7443,78

=--

x %

c. Percobaan berjalan 1 (P1) pada responden ke-5.





% CVL = 96,3%10031,96198

31,9633,100=

--

x %

Setiap perulangan dihitung nilai % CVL atau tingkat kelelahan yang dialami.


Tabel 4.10 Hasil perhitungan % CVL responden normal

Pengukuran % CVL Responden ke-

Denyut Nadi Maks P1 P2 P3 P4 P5 P6

1 198 3.10 3.03 3.98 3.26 2.54 3.27 2 198 3.30 2.70 2.09 2.55 2.59 3.01 3 198 3.23 3.53 2.84 2.83 3.67 3.37 4 198 2.51 3.14 3.29 3.66 3.47 2.59 5 198 3.96 4.51 3.57 4.26 3.69 4.32 6 200 4.17 3.40 3.56 2.43 3.33 2.81 7 198 2.79 3.15 3.23 2.58 3.02 2.49 8 197 2.49 3.63 3.04 2.73 2.95 2.28 9 198 2.17 3.49 3.07 2.77 3.29 3.49 10 199 2.80 4.11 2.11 2.80 3.71 2.95

Hasil perhitungan % CVL selanjutnya dibuat grafik agar dapat dianalisis lebih

lanjut dengan cara membandingkan performasi sepuluh orang responden untuk

kondisi normal. Grafik hasil perhitungan dapat dilihat pada gambar 4.8.

xci

Gambar 4.8 Grafik hasil perhitungan % CVL responden normal

Pada grafik di atas dapat dilihat tingkat kelelahan akibat aktivitas berjalan

normal pada sepuluh responden normal. Hasilnya menunjukkan bahwa nilai %

CVL responden normal berada dalam range rata-rata 2,0-3,5 %.

Berikutnya dilakukan perhitungan distribusi nilai tingkat kelelahan

(%CVL) pada enam fase berjalan. Fase berjalan dipilih sesuai dengan gambar 4.9.

Gambar 4.9 Siklus pola jalan (gait cycle) Sumber: Lower-limb prosthetics, 1990

Pada gambar tersebut terdapat tujuh fase gerakan berjalan yaitu heel

contact, foot flat, midstance point, heel off, toe off, midswing, dan kembali pada

heel contact. Fase pertama dengan fase ketujuh merupakan gerakan yang sama

(heel contact). Kesamaan gerakan tersebut dapat berarti bahwa energi yang

dikeluarkan hampir sama dan kelelahan yang ditimbulkan juga hampir sama.

Alasan tersebut membuat penelitian ini menggunakan enam fase gerakan dalam

berjalan.

1 2 3 4 5 6 7

xcii

Melalui pengamatan data berupa video aktivitas berjalan normal sebanyak

enam kali perulangan, terhitung pengguna prosthetic maupun responden orang

normal melakukan sekitar 10 siklus berjalan. Setiap aktivitas berjalan sejauh 12

meter didapatkan 10 siklus, setiap siklusnya terdiri dari enam fase. Perhitungan %

CVL per fase berjalan dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:


Data yang digunakan adalah hasil perhitungan % CVL pengguna prosthetic

pada aktivitas berjalan normal, yaitu pada tabel 4.9. Selain itu didukung data

video rekaman terhadap aktivitas berjalan normal.

a. Pengamatan jumlah siklus berjalan,

Pengamatan dilakukan terhadap data berupa video rekaman aktivitas

berjalan pengguna prosthetic. Setiap percobaan berjalan dihitung jumlah

siklus yang dihasilkan. Jumlah siklus rata-rata yang terpilih yaitu 10 siklus.

Siklus berjalan sepanjang 12 meter ditempuh selama 15 detik dengan siklus

perulangan dalam berjalan sebanyak 10 siklus. Diestimasi bahwa gerakan 1

siklus berjalan dapat ditempuh sejauh 1,2 meter dengan waktu tempuh

selama 1,5 detik per siklus. Rekapitulasi hasil penghitungan jumlah siklus


Tabel 4.11 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan pada pengguna prosthetic

Percobaan Jalan ke- (jumlah siklus) Jenis Prothese

1 2 3 4 5 6 Rata-rata

Siklus Jumlah Siklus

Eksoskeletal 9 10 9 10.5 11 10 9.917 10 Endoskeletal Merek Regal

11 10 10 11 10.5 10 10.417 10


10 10.5 11 10.5 10.5 10 10.417 10

Hasil pengamatan terhadap jumlah siklus yang terjadi dalam setiap

percobaan berjalan pada tabel 4.11 di atas disajikan dalam bentuk grafik.


perubahan jumlah siklus dalam setiap perulangan percobaan berjalan. Grafik

dapat dilihat pada gambar 4.10.

xciii

Gambar 4.10 Grafik hasil pengamatan terhadap siklus berjalan pengguna prosthetic

Pada grafik terlihat bahwa banyaknya siklus yang terjadi pada setiap

percobaan berjalan adalah 9-11 siklus. Dalam perhitungan lebih lanjut

diambil nilai rata-rata jumlah siklus yang terjadi yaitu 10 siklus.

b. Perhitungan distribusi % CVL per siklus untuk setiap aktivitas berjalan,

Perhitungan distribusi % CVL per siklus ini dilakukan dengan menggunakan

persamaan 2.6 yaitu membagi nilai % CVL pada tabel 4.9 dengan jumlah

siklus pada tabel 4.11. Berikut adalah beberapa contoh perhitungannya

menggunakan persamaan 2.6.

· Pada prosthetic eksoskeletal percobaan jalan ke-1,

= 1054,5

= 0,554 %

· Pada prosthetic endoskeletal merek Regal percobaan jalan ke-3,

= 1042,4

= 0,442 %

· Pada prosthetic endoskeletal pengembangan percobaan jalan ke-5.

= 1021,3

= 0,321 %

Setiap perulangan percobaan jalan dihitung nilai % CVL atau tingkat

kelelahan yang dialami pada setiap siklus. Hasil perhitungan selengkapnya


xciv

Tabel 4.12 Distribusi % CVL per siklus pada pengguna prosthetic

Distribusi % CVL per Siklus pada Percobaan Jalan ke- (dalam %) Jenis Prothese

1 2 3 4 5 6 Eksoskeletal 0.554 0.571 0.564 0.531 0.550 0.525 Endoskeletal Merek Regal

0.425 0.457 0.442 0.446 0.439 0.437


0.317 0.337 0.315 0.310 0.321 0.325

Penentuan distribusi nilai % CVL pada tabel 4.12 di atas disajikan dalam

bentuk grafik sehingga lebih mudah dalam menganalisis dan mengetahui

nilai distribusi % CVL per siklus untuk setiap percobaan jalan. Grafik dapat


Gambar 4.11 Grafik distribusi % CVL per siklus pengguna prosthetic

Pada grafik terlihat bahwa distribusi nilai % CVL setiap siklus pada desain

prosthetic endoskeletal pengembangan lebih rendah dibandingkan dua

desain prosthetic lainnya. Hal ini sementara dapat mengindikasikan bahwa

prosthetic dengan distribusi nilai % CVL lebih rendah berarti lebih baik.

c. Pemilihan nilai % CVL per siklus terbesar,

Pemilihan ini dilakukan terhadap nilai hasil perhitungan distribusi % CVL

terbesar dari enam kali percobaan. Nilai yang terpilih tersebut digunakan

sebagai dasar perhitungan % CVL per fase. Hasil pemilihan dapat dilihat

pada tabel 4.13.

xcv

Tabel 4.13 Nilai % CVL per siklus terbesar pada pengguna prosthetic

Jenis Prothese % CVL

per siklus

Eksoskeletal 0.571 Endoskeletal Merek Regal 0.457 Endoskeletal Pengembangan 0.337

Penentuan nilai % CVL per siklus terbesar pada tabel 4.13 di atas disajikan

dalam bentuk grafik sehingga lebih mudah dalam menganalisis dan

mengetahui perbandingan ketiga desain prosthetic. Grafik dapat dilihat pada

gambar 4.12.

Gambar 4.12 Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar pada pengguna prosthetic

Pada grafik terlihat bahwa nilai % CVL per siklus terbesar untuk ketiga

desain. Dari ketiga nilai tersebut, nilai untuk desain prosthetic endoskeletal

pengembangan lebih rendah dibandingkan dua desain prsosthetic lainnya.

d. Pengamatan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai setiap fase berjalan,

Pengamatan ini dilakukan secara langsung terhadap data video rekaman.

Setiap fase dihitung waktu tempuhnya kemudian dipilih satu siklus dengan

rekapitulasi waktu per fasenya. Hasil penghitungan waktu tempuh per fase

yang terpilih dapat dilihat pada tabel 4.14.

xcvi

Tabel 4.14 Waktu per fase berjalan pada pengguna prosthetic

Waktu pada Fase ke- (detik) Jenis Prothese

1 2 3 4 5 6 Waktu 1

Siklus Eksoskeletal 0.324 0.149 0.089 0.306 0.142 0.142 1.152 Endoskeletal Merek Regal

0.335 0.234 0.114 0.362 0.212 0.182 1.439


0.413 0.153 0.138 0.397 0.196 0.188 1.485

Hasil pengamatan terhadap waktu di atas disajikan dalam bentuk grafik.

Grafik dapat dilihat pada gambar 4.13.

Gambar 4.13 Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase pada pengguna prosthetic

Pada grafik terlihat bahwa lamanya waktu per fase pada desain eksoskeletal

lebih sedikit dibandingkan kedua desain lainnya.

e. Perhitungan distribusi % CVL untuk setiap fase berjalan.

Data yang dipakai yaitu data pada tabel 4.13 dan 4.14. Perhitungan distribusi

%CVL untuk setiap fase berjalan menggunakan persamaan 2.7. Contoh

perhitungannya dapat dilihat, sebagai berikut:

· Fase 1 pada prosthetic eksoskeletal,

= 571,0152,1324,0

x = 0,1605 %

· Fase 1 pada prosthetic endoskeletal merek Regal,

xcvii

= 457,0439,1335,0

x = 0,1063 %

· Fase 1 pada prosthetic endoskeletal pengembangan.

= 337,0485,1413,0

x = 0,0937 %


kelelahan yang dialami pada setiap fase berjalan untuk pengguna prosthetic.


Tabel 4.15 Distribusi nilai % CVL per fase pada pengguna prosthetic

% CVL per fase Jenis Prothese

1 2 3 4 5 6 Eksoskeletal 0.1605 0.0738 0.0441 0.1516 0.0703 0.0703 Endoskeletal Merek Regal

0.1063 0.0742 0.0362 0.1148 0.0673 0.0577


0.0937 0.0347 0.0313 0.0901 0.0445 0.0426

Hasil tersebut kemudian diplotkan pada grafik berikut, dapat dilihat tingkat

kelelahan akibat aktivitas berjalan normal pada pengguna prosthetic. Hasil

menunjukkan bahwa nilai %CVL untuk prosthetic endoskeletal

pengembangan lebih kecil daripada semua fase jika dibandingkan dengan

prosthetic desain eksoskeletal dan endoskeletal merek Regal. Grafiknya


Gambar 4.14 Distribusi % CVL per fase pada pengguna prosthetic

xcviii

Hasil perhitungan distribusi %CVL per fase pada tabel 4.15 dipasangkan

dengan hasil capture gambar video rekaman menggunakan ketiga desain

prosthetic pada gambar 4.3. Hasilnya dapat dilihat pada gambar 4.15.

Gambar 4.15 Distribusi % CVL pada gerak per fase pengguna prosthetic

2. Responden Normal

Data yang digunakan adalah hasil perhitungan % CVL responden normal pada

aktivitas berjalan normal, yaitu pada tabel 4.10. Selain itu didukung data video

rekaman terhadap aktivitas berjalan normal.

a. Pengamatan jumlah siklus berjalan,

Pengamatan dilakukan terhadap data berupa video rekaman aktivitas

berjalan responden normal. Pada setiap percobaan berjalan dihitung jumlah

siklus yang dihasilkan. Untuk percobaan jalan ke-1 responden ke-1 terhitung

xcix

10 siklus. Untuk percobaan jalan ke-3 responden ke-5 terhitung 10,5 siklus.

Untuk percobaan jalan ke-4 responden ke-10 terhitung 11 siklus.

Siklus berjalan sepanjang 12 meter ditempuh selama 11 detik dengan siklus

perulangan dalam berjalan sebanyak 10 siklus. Diestimasi bahwa gerakan 1

siklus berjalan dapat ditempuh sejauh 1,2 meter selama 1,1 detik/siklus.

Rekapitulasi hasil penghitungan jumlah siklus dilihat pada tabel 4.16.

Tabel 4.16 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan pada responden normal

Percobaan Jalan ke- (jumlah siklus) Responden ke- 1 2 3 4 5 6

Rata-rata

Jumlah Siklus

1 10 10.5 10.5 10 11 10.5 10.42 10 2 10.5 10 10 9.5 10 10 10.00 10 3 9.5 9 9 8.5 9 8.5 8.92 9 4 10 9.5 9.5 10 10 9.5 9.75 10 5 10.5 10 10.5 10 10.5 10.5 10.33 10 6 10 9.5 9.5 10 10 10 9.83 10 7 9.5 9.5 10 10 9.5 10 9.75 10 8 9 8 8.5 9.5 9 9 8.83 9 9 10.5 10.5 10.5 10.5 10 10.5 10.42 10 10 10 10.5 10.5 11 10 10.5 10.42 10

Hasil pengamatan terhadap jumlah siklus yang terjadi dalam setiap

percobaan berjalan pada tabel 4.16 di atas disajikan dalam bentuk grafik.


perubahan jumlah siklus dalam setiap perulangan percobaan berjalan. Grafik


c

Gambar 4.16 Grafik hasil pengamatan terhadap siklus berjalan responden normal

Pada grafik terlihat bahwa banyaknya siklus yang terjadi pada setiap

percobaan berjalan pada responden normal adalah 8-11 siklus. Dalam

perhitungan lebih lanjut diambil nilai rata-rata jumlah siklus yang terjadi

pada setiap responden.

b. Perhitungan distribusi % CVL per siklus untuk setiap aktivitas berjalan,

Perhitungan distribusi % CVL ini dilakukan dengan menggunakan

persamaan 2.6 yaitu membagi nilai % CVL pada tabel 4.10 dengan jumlah

siklus yang ditentukan pada tabel 4.16. Berikut adalah beberapa contoh

perhitungannya.

· % CVL per siklus responden ke-1 percobaan jalan ke-1,

= 1010,3

= 0,310 %

· % CVL per siklus responden ke-3 percobaan jalan ke-3,

= 984,2

= 0,315 %

· % CVL per siklus responden ke-5 percobaan jalan ke-5.

= 1069,3

= 0,369 %

ci


kelelahan yang dialami pada setiap siklus. Hasil perhitungan selengkapnya


Tabel 4.17 Distribusi % CVL per siklus pada responden normal

Distribusi % CVL per Siklus pada Percobaan Jalan ke- (dalam %) Responden

ke- 1 2 3 4 5 6

1 0.310 0.303 0.398 0.326 0.254 0.327 2 0.330 0.270 0.209 0.255 0.259 0.301 3 0.359 0.392 0.315 0.314 0.408 0.374 4 0.251 0.314 0.329 0.366 0.347 0.259 5 0.396 0.451 0.357 0.426 0.369 0.432 6 0.417 0.340 0.356 0.243 0.333 0.281 7 0.279 0.315 0.323 0.258 0.302 0.249 8 0.277 0.403 0.338 0.303 0.327 0.254 9 0.217 0.349 0.307 0.277 0.329 0.349 10 0.280 0.411 0.211 0.280 0.371 0.295

Penentuan distribusi nilai % CVL pada tabel 4.17 disajikan pada grafik 4.17

sehingga lebih mudah dalam menganalisis dan mengetahui nilai distribusi

%CVL per siklus untuk setiap percobaan jalan.

Gambar 4.17 Grafik distribusi % CVL per siklus responden normal

Pada grafik terlihat bahwa distribusi nilai % CVL setiap siklus pada

responden normal berbeda-beda. Perbedaan ini dikarenakan setiap

responden memiliki cara berjalan dan lebar langkah yang berbeda-beda.

cii

c. Pemilihan nilai % CVL per siklus terbesar,

Pemilihan ini dilakukan terhadap nilai hasil perhitungan distribusi % CVL

terbesar dari enam kali percobaan pada tabel 4.17. Nilai yang terpilih

tersebut digunakan sebagai dasar perhitungan % CVL per fase. Hasil

pemilihan dapat dilihat pada tabel 4.18.

Tabel 4.18 Nilai % CVL per siklus terbesar pada responden normal

Responden ke-

% CVL per siklus

1 0.398 2 0.330 3 0.408 4 0.366 5 0.451 6 0.417 7 0.323 8 0.403 9 0.349 10 0.411

Penentuan nilai % CVL per siklus terbesar pada tabel 4.18 di atas disajikan

dalam bentuk grafik sehingga lebih mudah dalam menganalisis dan

mengetahui kesesuaian hasil pada kesepuluh responden normal. Grafik dapat


Gambar 4.18 Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar pada responden normal

Pada grafik terlihat bahwa nilai % CVL per siklus terbesar pada kesepuluh

responden normal. Setiap pemilihan nilai % CVL terbesar berada dalam

rentangan nilai yang hampir sama yaitu sekitar 0,3-0,45 %.

ciii

d. Pengamatan waktu yang dibutuhkan untuk mencapai setiap fase berjalan,

Pengamatan ini dilakukan secara langsung terhadap data video rekaman

responden normal. Setiap fase dihitung waktu tempuhnya kemudian dipilih

satu siklus dengan rekapitulasi waktu per fasenya. Hasil penghitungan waktu

tempuh per fase yang terpilih dapat dilihat pada tabel 4.19.

Tabel 4.19 Waktu per fase berjalan pada responden normal

Waktu pada Fase ke- (detik) Responden ke- 1 2 3 4 5 6

Waktu 1 Siklus

1 0.306 0.203 0.104 0.354 0.247 0.178 1.392 2 0.180 0.162 0.102 0.263 0.223 0.163 1.093 3 0.236 0.147 0.092 0.227 0.168 0.118 0.988 4 0.23 0.191 0.107 0.196 0.232 0.155 1.111 5 0.187 0.121 0.109 0.193 0.102 0.097 0.809 6 0.263 0.195 0.162 0.272 0.158 0.129 1.179 7 0.308 0.141 0.196 0.300 0.261 0.151 1.357 8 0.167 0.121 0.075 0.176 0.103 0.104 0.746 9 0.200 0.251 0.103 0.328 0.158 0.176 1.216 10 0.208 0.167 0.095 0.219 0.146 0.114 0.949

Hasil pengamatan terhadap waktu per fase pada tabel 4.19 di atas disajikan

pada grafik 4.19 sehingga lebih mudah dalam menganalisis dan mengetahui

perbandingan lamanya waktu per fase pada kesepuluh responden normal.

Gambar 4.19 Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase pada responden normal

Pada grafik terlihat bahwa fase ke-4 merupakan fase dengan waktu terlama

sedangkan fase ke-3 dan ke-6 merupakan fase dengan waktu tersingkat. Hal

tersebut terjadi hampir pada hasil pengamatan seluruh responden normal.

civ

e. Perhitungan distribusi % CVL untuk setiap fase berjalan,

Data yang dipakai yaitu data pada tabel 4.18 dan 4.19. Perhitungan distribusi

% CVL untuk setiap fase berjalan menggunakan persamaan 2.7. Contoh

perhitungannya dapat dilihat, sebagai berikut:

· Fase 1 pada responden ke-1,

= 398,0392,1

306,0x = 0,0874 %

· Fase 1 pada responden ke-3,

= 408,0988,0236,0

x = 0,0974 %

· Fase 1 pada responden ke-5.

= 451,0809,0187,0

x = 0,1042 %


kelelahan yang dialami pada setiap fase berjalan untuk responden normal.


Tabel 4.20 Distribusi nilai % CVL per fase pada responden normal

% CVL per fase Responden ke- 1 2 3 4 5 6 1 0.0874 0.0580 0.0297 0.1012 0.0706 0.0509 2 0.0543 0.0489 0.0308 0.0793 0.0673 0.0492 3 0.0974 0.0607 0.0380 0.0937 0.0694 0.0487 4 0.0758 0.0630 0.0353 0.0646 0.0765 0.0511 5 0.1042 0.0674 0.0607 0.1075 0.0568 0.0540 6 0.0930 0.0690 0.0573 0.0962 0.0559 0.0456 7 0.0733 0.0336 0.0467 0.0714 0.0621 0.0359 8 0.0902 0.0654 0.0405 0.0951 0.0557 0.0562 9 0.0575 0.0721 0.0296 0.0943 0.0454 0.0506 10 0.0901 0.0723 0.0411 0.0948 0.0632 0.0494

Hasil tersebut diplotkan pada grafik. Dapat dilihat tingkat kelelahan akibat

aktivitas berjalan pada responden normal. Hasilnya menunjukkan bahwa

nilai % CVL untuk tersebar rata untuk keenam fase, mulai dari fase heel

contact sampai fase midswing, grafiknya dapat dilihat pada gambar 4.20.

cv

Gambar 4.20 Distribusi % CVL per fase pada responden normal

Hasil perhitungan pada tabel 4.20 dipasangkan dengan hasil capture gambar

dari data video rekaman aktivitas berjalan responden normal pada gambar

4.4. Hasil rekapitulasinya dapat dilihat pada gambar 4.21.

cvii

Gambar 4.21 Distribusi % CVL pada gerak per fase responden normal

cviii

Gambar 4.21 Distribusi % CVL pada gerak per fase responden normal (lanjutan)

4.2.5 Menentukan Energi Ekspenditur

Data yang diolah yaitu data pengukuran denyut nadi aktivitas berjalan

pada pengguna prosthetic dan responden normal dengan menggunakan treadmill.

Pengukuran denyut nadi diukur sebelum dan saat berjalan sejauh 100 meter untuk

tiga kecepatan berbeda (1,2 km/jam; 1,6 km/jam; dan 2 km/jam). Hubungan

energi expenditure dan kecepatan denyut nadi berdasarkan pengukuran heart rate

(HR) dicari berdasarkan pendekatan kuantitatif dengan regresi kuadratis dengan

persamaan 2.5 (Astuti B., 1985). Perhitungan energi ekspenditur dapat dilihat

pada penjelasan, sebagai berikut:


Data yang digunakan adalah data dari pengukuran denyut nadi pengguna

prosthetic pada aktivitas berjalan di treadmill, yaitu pada tabel 4.2. Berikut

adalah beberapa contoh perhitungannya.

a. Pada pengguna prosthetic eksoskeletal,

Denyut nadi pada pengguna prosthetic eksoskeletal dengan kecepatan

treadmill 1.2 km/jam yang diukur pada jarak ke 30 meter adalah 76

denyut/menit. Nilai energi ekspenditur sebesar 2,788 Kkal/menit.

Y = 1.80411 - (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2

Y = 1.80411 - (0.0229038) (76) + (4.71733 x 10-4) (76) 2

Y = 2.788 Kkal/menit

b. Pada pengguna prosthetic endoskeletal merek Regal,

Denyut nadi pada pengguna prosthetic endoskeletal merek Regal dengan

kecepatan treadmill 1.6 km/jam yang diukur pada jarak ke 50 meter adalah

78 denyut/menit. Nilai energi ekspenditur sebesar 2,288 Kkal/menit.

Y = 1.80411 - (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2

Y = 1.80411 - (0.0229038) (78) + (4.71733 x 10-4) (78) 2


c. Pada pengguna prosthetic endoskeletal pengembangan.

Denyut nadi pada pengguna prosthetic endoskeletal pengembangan dengan

kecepatan treadmill 2 km/jam yang diukur pada jarak ke 100 meter adalah

82 denyut/menit. Nilai energi ekspenditur sebesar 3,098 Kkal/menit.

cix

Y = 1.80411 - (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2

Y = 1.80411 - (0.0229038) (82) + (4.71733 x 10-4) (82) 2


Nilai energi ekspenditur dihitung untuk setiap hasil pengukuran denyut nadi,

baik untuk pengukuran sebelum dan saat berjalan di treadmill. Hasil


Tabel 4.21 Hasil perhitungan energi ekspenditur pengguna prosthetic

Energi Ekspenditur (Kkal/menit) Jenis

Prothese Kecepatan (km/jam) DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

1.2 2.233 2.788 3.266 3.690 1.6 2.428 3.098 3.564 3.953 Eksoskeletal 2 2.692 3.323 3.819 4.160

1.2 2.001 2.308 2.646 2.939 1.6 2.128 2.512 2.888 3.209


2 2.308 2.740 3.209 3.564 1.2 2.387 2.601 2.740 2.888 1.6 2.556 2.740 2.788 2.991


2 2.692 2.837 2.888 3.098

Hasil perhitungan di atas disajikan dalam bentuk grafik sehingga memudahkan

dalam menganalisis garis regresi yang ditunjukkan data. Grafik untuk ketiga

desain prosthetic dapat dilihat pada gambar 4.22.

cx

Gambar 4.22 Energi ekspenditur pada pengguna ketiga desain prosthetic

Hasil pada ketiga desain prosthetic menunjukkan adanya kesamaan yaitu

besarnya energi ekspenditur yang semakin meningkat. Pada desain prosthetic

endoskeletal pengembangan besarnya peningkatan energi ekspenditur sedikit

sehingga dapat dipastikan bahwa besarnya energi yang dikeluarkan lebih stabil.

2. Responden Normal

Data yang digunakan adalah data dari pengukuran denyut nadi responden orang

normal pada aktivitas berjalan di treadmill yaitu pada tabel 4.4. Berikut ini

beberapa contoh perhitungannya.

a. Pada responden ke-1.

Denyut nadi pada responden ke-1 dengan kecepatan treadmill 1.2 km/jam

yang diukur pada jarak ke 30 meter adalah 96 denyut/menit. Sehingga nilai

energi ekspenditur sebesar 3,953 Kkal/menit.

Y = 1.80411 - (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2

Y = 1.80411 - (0.0229038) (96) + (4.71733 x 10-4) (96) 2


b. Pada responden ke-3.

Denyut nadi pada responden ke-3 dengan kecepatan treadmill 1.6 km/jam

yang diukur pada jarak ke 50 meter adalah 86 denyut/menit. Sehingga nilai

energi ekspenditur sebesar 3,323 Kkal/menit.

Y = 1.80411 - (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2

Y = 1.80411 - (0.0229038) (86) + (4.71733 x 10-4) (86) 2


c. Pada responden ke-5.

Denyut nadi pada responden ke-5 dengan kecepatan treadmill 2 km/jam

yang diukur pada jarak ke 100 meter adalah 102 denyut/menit. Sehingga

nilai energi ekspenditur sebesar 4,376 Kkal/menit.

Y = 1.80411 - (0.0229038) X + (4.71733 x 10-4) X 2

Y = 1.80411 - (0.0229038) (102) + (4.71733 x 10-4) (102) 2


cxi

Nilai energi ekspenditur dihitung untuk setiap hasil pengukuran denyut nadi,

pada responden normal, baik untuk pengukuran sebelum dan saat berjalan di

treadmill. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.22.

Tabel 4.22 Hasil perhitungan energi ekspenditur responden normal

Energi Ekspenditur (Kkal/menit) Responden

ke- Kecepatan (km/jam) DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

1.2 2.991 3.953 4.376 4.303 1.6 2.939 3.754 3.564 3.626 1

2 2.888 2.939 3.098 3.953 1.2 2.646 3.442 3.754 3.382 1.6 2.740 2.837 2.740 2.939 2

2 3.044 3.153 3.266 3.564 1.2 3.266 3.564 3.690 4.090 1.6 2.939 3.044 3.323 3.626 3 2 2.991 3.098 3.209 3.564

1.2 2.888 2.939 2.991 3.153 1.6 2.740 2.788 2.740 2.888 4

2 2.692 2.837 2.888 2.991 1.2 3.323 3.690 4.090 4.376 1.6 3.564 3.754 4.376 4.450 5

2 3.690 3.886 4.090 4.376 1.2 3.044 3.098 3.266 3.323 1.6 2.837 3.442 3.502 3.442 6

2 3.153 3.442 3.626 3.502 1.2 2.740 3.153 3.502 3.266 1.6 2.939 3.044 3.564 3.690 7

2 2.991 3.209 3.442 3.886 1.2 2.939 3.266 3.323 3.502 1.6 3.266 3.502 3.442 3.626 8

2 2.939 2.991 3.153 3.442 1.2 2.991 3.044 3.266 3.153 1.6 3.266 3.442 3.754 3.626 9

2 3.153 3.564 3.502 3.690 1.2 2.740 2.991 3.098 3.266 1.6 2.939 3.502 3.564 3.323 10

2 2.888 2.939 3.266 3.153

cxii

Hasil perhitungan di atas disajikan dalam bentuk grafik. Hasil energi

ekspenditur pada orang normal untuk ketiga kecepatan yang berbeda ternyata

berada dalam range nilai yang hampir sama. Grafik untuk kecepatan 1,2

km/jam dapat dilihat pada gambar 4.23.

Gambar 4.23 Energi ekspenditur responden normal (kecepatan 1,2 km/jam)

Pada grafik di atas dapat dilihat perubahan nilai ekspenditur mulai dari sebelum

berjalan sampai saat berjalan. Energi yang digunakan saat berjalan lebih besar

dibandingkan sebelum berjalan dan meningkat seiring dengan semakin

besarnya jarak tempuh berjalan. Grafik untuk kecepatan 1,6 km/jam dapat


Gambar 4.24 Energi ekspenditur responden normal (kecepatan 1,6 km/jam)

cxiii



dibandingkan sebelum berjalan dan meningkat seiring dengan semakin

besarnya jarak tempuh berjalan. Pada kecepatan 1,6 km/jam ini beberapa

responden menunjukkan peningkatan energi ekspenditur yang stabil (responden

ke-2 dan ke-4), namun ada beberapa responden yang peningkatannya tidak

stabil (responden ke-7 dan ke-10). Grafik untuk kecepatan 2 km/jam dapat


Gambar 4.25 Energi ekspenditur responden normal (kecepatan 2 km/jam)



dibandingkan sebelum berjalan dan meningkat seiring dengan semakin besarnya

jarak tempuh berjalan.

4.2.6 Menentukan Kebutuhan Kalori

Data yang dipakai yaitu data hasil perhitungan energi ekspenditur pada

pengguna prosthetic dan responden orang normal dengan menggunakan treadmill.

Penghitungan kebutuhan kalori ini dilakukan dengan menggunakan persamaan

2.9. Perhitungan kebutuhan kalori dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:

cxiv


Data yang digunakan dalam perhitungan kebutuhan kalori ini yaitu hasil

perhitungan energi ekspenditur pengguna prosthetic pada aktivitas berjalan di

treadmill, yaitu pada tabel 4.21. Nilai berat badan pengguna prosthetic tanpa

prosthetic yaitu 52,2 kg. Berikut ini beberapa contoh perhitungannya.


Nilai kebutuhan kalori pada pengguna prosthetic eksoskeletal dengan

kecepatan treadmill 1,2 km/jam yang diukur pada jarak ke 30 meter adalah

sebesar 2,788 Kkal/menit. Sehingga kebutuhan kalorinya sebesar 3,205

Kkal/jam/kg berat badan.

Kebutuhan kalori = kgx

2,5260788,2

= 3,205 Kkal/jam/kg berat badan


Nilai kebutuhan kalori pada pengguna prosthetic endoskeletal merek Regal

dengan kecepatan treadmill 1,6 km/jam yang diukur pada jarak ke 50 meter

adalah sebesar 2,288 Kkal/menit. Sehingga kebutuhan kalorinya sebesar

3,319 Kkal/jam/kg berat badan.


2,5260288,2



Nilai kebutuhan kalori pada pengguna prosthetic endoskeletal

pengembangan dengan kecepatan treadmill 2 km/jam yang diukur pada

jarak ke 100 meter adalah sebesar 3,098 Kkal/menit. Sehingga kebutuhan

kalorinya sebesar 3,561 Kkal/jam/kg berat badan.


2,5260098,3


Nilai kebutuhan kalori dihitung untuk setiap hasil perhitungan energi

ekspenditur. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.23.

cxv

Tabel 4.23 Hasil perhitungan kebutuhan kalori pengguna prosthetic

Kebutuhan Kalori (Kkal/jam/kg berat badan) Jenis

Prothese Kecepatan (km/jam)

DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

1.2 2.567 3.205 3.754 4.241 1.6 2.791 3.561 4.096 4.543 Eksoskeletal

2 3.095 3.820 4.390 4.782 1.2 2.300 2.653 3.041 3.378 1.6 2.446 2.888 3.319 3.688


2 2.653 3.149 3.688 4.096 1.2 2.744 2.989 3.149 3.319 1.6 2.938 3.149 3.205 3.438


2 3.095 3.261 3.319 3.561


dalam menganalisis kecenderungan garis yang ditunjukkan data. Grafik

kebutuhan kalori untuk ketiga desain prosthetic dapat dilihat pada gambar 4.26.

Gambar 4.26 Kebutuhan kalori pada pengguna ketiga desain prosthetic

Hasil pada ketiga desain prosthetic memiliki kecenderungan yang sama dengan

grafik pada energi ekspenditur. Adanya kesamaan besarnya kebutuhan kalori

yang semakin meningkat pada setiap desain prosthetic, namun desain

endoskeletal pengembangan besarnya peningkatan kebutuhan kalori sedikit

cxvi

sehingga dapat dipastikan bahwa besarnya kalori yang dikeluarkan lebih stabil

dibanding dua desain prosthetic lainnya.

2. Responden Normal

Data yang digunakan dalam perhitungan kebutuhan kalori ini yaitu hasil

perhitungan energi ekspenditur responden normal pada aktivitas berjalan di

treadmill yaitu pada tabel 4.22. Berikut ini beberapa contoh perhitungannya.


Nilai kebutuhan kalori pada responden ke-1 dengan kecepatan treadmill 1,2

km/jam yang diukur pada jarak ke 30 meter adalah sebesar 3,953

Kkal/menit. Berat badan responden ke-1 yaitu 50 kg. Sehingga kebutuhan



5060953,3



Nilai kebutuhan kalori pada responden ke-3 dengan kecepatan treadmill 1,6


Kkal/menit. Berat badan responden ke-1 yaitu 55 kg.Sehingga kebutuhan



5560323,3



Nilai kebutuhan kalori pada responden ke-5 dengan kecepatan treadmill 2


Kkal/menit. Berat badan responden ke-1 yaitu 54 kg.Sehingga kebutuhan



5460376,4


Nilai kebutuhan kalori dihitung untuk setiap hasil perhitungan energi

ekspenditur. Hasil perhitungan selengkapnya dapat dilihat pada tabel 4.24.

cxvii

Tabel 4.24 Hasil perhitungan kebutuhan kalori responden normal

Kebutuhan Kalori (Kkal/jam/kg berat badan) Responden

ke- Kecepatan (km/jam)

DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

1.2 3.589 4.743 5.251 5.164 1.6 3.527 4.505 4.277 4.352 1

2 3.465 3.527 3.718 4.743 1.2 3.113 4.049 4.417 3.979 1.6 3.223 3.338 3.223 3.457 2

2 3.581 3.709 3.842 4.193 1.2 3.768 4.112 4.257 4.719 1.6 3.391 3.512 3.835 4.184 3

2 3.451 3.575 3.702 4.112 1.2 3.397 3.457 3.519 3.709 1.6 3.223 3.280 3.223 3.397 4

2 3.168 3.338 3.397 3.519 1.2 3.988 4.428 4.908 5.251 1.6 4.277 4.505 5.251 5.340 5

2 4.428 4.663 4.908 5.251 1.2 3.512 3.575 3.768 3.835 1.6 3.274 3.971 4.041 3.971 6

2 3.638 3.971 4.184 4.041 1.2 3.161 3.638 4.041 3.768 1.6 3.391 3.512 4.112 4.257 7

2 3.451 3.702 3.971 4.483 1.2 3.527 3.919 3.988 4.203 1.6 3.919 4.203 4.130 4.352 8

2 3.527 3.589 3.783 4.130 1.2 3.451 3.512 3.768 3.638 1.6 3.768 3.971 4.332 4.184 9

2 3.638 4.112 4.041 4.257 1.2 3.223 3.519 3.645 3.842 1.6 3.457 4.120 4.193 3.910 10

2 3.397 3.457 3.842 3.709

Hasil perhitungan di atas disajikan dalam bentuk grafik. Hasil kebutuhan kalori

pada orang normal untuk ketiga kecepatan yang berbeda ternyata berada dalam

range nilai yang hampir sama. Grafik kebutuhan kalori pada kecepatan 1,2

km/jam dapat dilihat pada gambar 4.27.

cxviii

Gambar 4.27 Kebutuhan kalori responden normal (kecepatan 1,2 km/jam)

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa kebutuhan kalori mengalami

peningkatan dari kondisi sebelum berjalan sampai saat berjalan pada jarak 100

meter. Nilai pada kesepuluh responden berada dalam range yang sama. Grafik

kebutuhan kalori pada kecepatan 1,6 km/jam dapat dilihat pada gambar 4.28.

Gambar 4.28 Kebutuhan kalori responden normal (kecepatan 1,6 km/jam)


peningkatan. Beberapa responden berada dalam range yang sama, sedangkan

cxix

beberapa tidak (responden ke-2, ke-4, dan ke-5). Grafik kebutuhan kalori pada

kecepatan2 km/jam dapat dilihat pada gambar 4.29.

Gambar 4.29 Kebutuhan kalori responden normal (kecepatan 2 km/jam)


peningkatan. Beberapa responden berada dalam range yang sama, sedangkan

beberapa tidak (responden ke-4 dan ke-5).

4.2.7 Menentukan Konsumsi Oksigen (VO2 maks)

Data yang dipakai yaitu data awal pengukuran denyut nadi pada pengguna

prosthetic dan responden orang normal dengan menggunakan treadmill.

Penghitungan konsumsi oksigen (VO2 maks) ini dilakukan dengan menggunakan

persamaan 2.10. Perhitungan konsumsi oksigen dapat dilihat pada penjelasan,

sebagai berikut:


Data yang digunakan yaitu data pengukuran denyut nadi pengguna prosthetic

pada aktivitas berjalan di treadmill, yaitu pada tabel 4.21. Berat badan

pengguna prosthetic yaitu 52,2 kg. Faktor gender untuk laki-laki yaitu 10. Usia

pengguna prosthetic yaitu 33 tahun. Berikut adalah beberapa contoh

perhitungannya.

cxx


Nilai konsumsi oksigen yang dihitung pada pengguna prosthetic

eksoskeletal dengan kecepatan treadmill 1.2 km/jam misalnya pada jarak

ke 30 meter. Denyut nadi yang terukur yaitu 63 denyut/menit.

Faktor koreksi usia = 1,12 – (0,0073 x usia)

= 1,12 – (0,0073 x 33)

= 0,8791

VO2 maks = AGGHR

VWb´

-+++

7215,13)10(263,0

= 8791,0

72106315,13)2,1)(102,52(263,0´

-+++

= 2,058 liter


Nilai konsumsi oksigen yang dihitung pada pengguna prosthetic Otto Bock

dengan kecepatan treadmill 1.6 km/jam misalnya pada jarak ke 50 meter.

Denyut nadi yang terukur yaitu 78 denyut/menit.

VO2 maks = 8791,0721078

15,13)6,1)(102,52(263,0´

-+++

= 2,161 liter


Nilai konsumsi oksigen yang dihitung pada pengguna prosthetic

pengembangan 2009 dengan kecepatan treadmill 2 km/jam misalnya pada

jarak ke 100 meter. Denyut nadi yang terukur yaitu 82 denyut/menit.

VO2 maks = 8791,0721082

15,13)2)(102,52(263,0´

-+++

= 2,016 liter

Semua hasil pengukuran denyut nadi digunakan untuk menghitung konsumsi

oksigen pada pengguna prosthetic. Hasil perhitungan selengkapnya dapat


cxxi

Tabel 4.25 Hasil perhitungan konsumsi oksigen pengguna prosthetic

Konsumsi Oksigen VO2 maks Jenis Prothese


1.2 28.817 2.058 1.253 0.961 1.6 5.762 1.728 1.235 1.017 Eksoskeletal

2 3.360 1.680 1.260 1.090 1.2 -4.803 9.606 2.620 1.695 1.6 -17.285 4.321 2.161 1.571


2 13.441 3.102 1.833 1.440 1.2 5.763 2.882 2.217 1.801 1.6 3.841 2.659 2.469 1.921


2 3.360 2.688 2.520 2.016


dalam menganalisis kecenderungan garis yang ditunjukkan data. Grafik

konsumsi oksigen terhadap pengguna ketiga desain prosthetic dapat dilihat

pada gambar 4.30.

Gambar 4.30 Konsumsi oksigen pada pengguna ketiga desain prosthetic

Pada grafik di atas dapat dilihat bahwa pada desain prosthetic eksoskeletal

menunjukkan konsumsi oksigen yang lebih rendah dibanding kedua desain

prosthetic lainnya. Desain prosthetic endoskeletal merek Regal perubahan

konsumsi oksigennya tidak stabil dibanding kedua desain prosthetic yang lain.

cxxii

2. Responden Normal

Data yang digunakan dalam perhitungan konsumsi oksigen ini yaitu data awal

pengukuran denyut nadi pengguna prosthetic pada aktivitas berjalan di

treadmill yaitu pada tabel 4.22. Berikut adalah beberapa contoh

perhitungannya.


Nilai konsumsi oksigen yang dihitung pada pengguna responden ke-1


Denyut nadi yang terukur yaitu 96 denyut/menit. Berat badan responden

ke-1 yaitu 50 kg. Faktor gender untuk laki-laki yaitu 10. Usia pengguna

prosthetic yaitu 22 tahun.

Faktor koreksi usia = 1,12 – (0,0073 x 22 )

= 0,9594

VO2 maks = 9594,0721096

15,13)2,1)(1050(263,0´

-+++

= 0,905 liter








= 0,9594

VO2 maks = 9594,0721086

15,13)6,1)(1055(263,0´

-+++

= 1,619 liter



dengan kecepatan treadmill 2 km/jam misalnya pada jarak ke 100 meter.




cxxiii


= 0,9594

VO2 maks = 9594,07210102

15,13)2)(1054(263,0´

-+++

= 1,123 liter

Hasil pengukuran denyut nadi digunakan untuk menghitung konsumsi oksigen

responden normal. Hasil perhitungan selengkapnya dilihat pada tabel 4.26.

Tabel 4.26 Hasil perhitungan konsumsi oksigen responden normal

Konsumsi Oksigen VO2 maks Responden ke-


1.2 1.710 0.905 0.770 0.789 1.6 2.167 1.188 1.316 1.270 1

2 2.681 2.523 2.145 1.262 1.2 2.826 1.196 1.003 1.243 1.6 2.865 2.483 2.865 2.191 2

2 2.284 2.067 1.887 1.550 1.2 1.365 1.121 1.046 0.872 1.6 2.214 1.981 1.569 1.298 3

2 2.439 2.195 1.996 1.568 1.2 1.943 1.829 1.727 1.480 1.6 2.865 2.660 2.865 2.328 4

2 3.617 2.893 2.712 2.411 1.2 1.283 1.026 0.855 0.770 1.6 1.316 1.188 0.921 0.899 5

2 1.430 1.300 1.192 1.072 1.2 1.677 1.593 1.386 1.328 1.6 2.548 1.470 1.416 1.470 6

2 2.122 1.714 1.537 1.651 1.2 2.415 1.495 1.163 1.365 1.6 2.214 1.981 1.345 1.255 7

2 2.439 1.996 1.689 1.330 1.2 1.797 1.328 1.273 1.131 1.6 1.590 1.354 1.406 1.261 8

2 2.504 2.365 2.027 1.637 1.2 1.744 1.652 1.365 1.495 1.6 1.637 1.448 1.214 1.298 9

2 2.091 1.568 1.626 1.463

cxxiv

1.2 2.409 1.740 1.566 1.362 1.6 2.207 1.390 1.340 1.564 10 2 2.733 2.572 1.901 2.082

Hasil perhitungan di atas disajikan dalam bentuk grafik. Hasil konsumsi

oksigen pada orang normal untuk ketiga kecepatan yang berbeda ternyata

berada dalam range nilai yang hampir sama. Grafik konsumsi oksigen pada

kecepatan 1,2 km/jam dapat dilihat pada gambar 4.31.

Gambar 4.31 Konsumsi oksigen responden normal (kecepatan 1,2 km/jam)

Pada gambar di atas dapat dilihat bahwa konsumsi oksigen mengalami

penurunan secara beraturan seiring jauhnya jarak yang ditempuh. Nilai pada

kesepuluh responden berada bervariasi. Hal ini disebabkan kondisi fisik setiap

responden berbeda-beda. Grafik konsumsi oksigen pada kecepatan 1,6 km/jam


cxxv

Gambar 4.32 Konsumsi oksigen responden normal (kecepatan 1,6 km/jam)


perubahan yang tidak beraturan seiring jauhnya jarak yang ditempuh. Nilai

pada kesepuluh responden berada bervariasi. Hal ini disebabkan kondisi fisik

setiap responden berbeda-beda. Responden ke-1 dan ke-4 bernilai jauh dari

responden lainnya. Grafik konsumsi oksigen pada kecepatan 2 km/jam dapat


Gambar 4.33 Konsumsi oksigen responden normal (kecepatan 2 km/jam)

cxxvi


penurunan yang beraturan seiring jauhnya jarak yang ditempuh. Nilai pada

kesepuluh responden berada bervariasi. Hal ini disebabkan kondisi fisik setiap

responden berbeda-beda.

4.2.8 Perbandingan Hasil Pengukuran pada Pengguna Prosthetic dan Responden Normal

Pada bab ini dibandingkan hasil-hasil pengukuran antara kondisi pengguna

prosthetic dan responden normal. Perbandingan ini dilakukan untuk mengetahui

seberapa dekat kondisi fisiologi pengguna prosthetic dengan kondisi normal

dilihat dari perbedaan desain prosthetic yang digunakan. Perbandingan disajikan

dalam bentuk grafik dan dapat dilihat pada penjelasan, sebagai berikut:

1. Pengukuran Tingkat Kelelahan (% CVL).

Perbandingan tingkat kelelahan pada responden amputee (pengguna prosthetic)

dan orang normal direkapitulasi dalam tabel 4.27. Nilai % CVL pada

responden normal diambil nilai rata-rata untuk setiap perulangan percobaan

berjalan.

Tabel 4.27 Rekapitulasi hasil perbandingan % CVL

Rata-rata Pengukuran % CVL Responden

P1 P2 P3 P4 P5 P6 Responden Amputee Eksoskeletal 5.539 5.706 5.641 5.314 5.499 5.255 Endoskeletal Merek Regal 4.248 4.565 4.415 4.456 4.391 4.375 Endoskeletal Pengembangan 3.166 3.369 3.149 3.104 3.205 3.252 Responden Normal 3.052 3.469 3.077 2.988 3.226 3.057

Hasil rekapitulasi pada tabel tersebut disajikan dalam grafik. Gambar 4.34

menunjukkan grafik hasil perbandingan tersebut.

cxxvii

Gambar 4.34 Grafik perbandingan % CVL amputee dan responden

normal

Pada grafik dapat dilihat bahwa nilai tingkat kelelahan yang dilihat dari %CVL

(cardiovaskuler load) desain prosthetic endoskeletal pengembangan memiliki

nilai %CVL terendah, berarti tingkat kelelahan lebih rendah. Selain itu desain

prosthetic endoskeletal pengembangan juga lebih memiliki kedekatan nilai

dengan yang responden orang normal.

2. Distribusi % CVL per Fase Berjalan.

Perbandingan tingkat kelelahan pada responden amputee (pengguna prosthetic)

dan orang normal untuk setiap fase berjalan direkapitulasi dalam tabel 4.28.

Nilai % CVL per fase pada responden normal diambil nilai rata-rata untuk

setiap perulangan percobaan berjalan.

Tabel 4.28 Rekapitulasi hasil perbandingan % CVL per fase

Rata-rata Pengukuran % CVL per Fase Responden

P1 P2 P3 P4 P5 P6 Responden Amputee Eksoskeletal 0.160 0.074 0.044 0.152 0.070 0.070 Endoskeletal Merek Regal 0.106 0.074 0.036 0.115 0.067 0.058 Endoskeletal Pengembangan 0.094 0.035 0.031 0.090 0.044 0.043 Responden Normal 0.082 0.061 0.041 0.090 0.062 0.049

cxxviii



Gambar 4.35 Grafik perbandingan %CVL per fase amputee dan responden normal

Dapat dilihat bahwa hampir sama halnya dengan nilai %CVL total, desain

prosthetic endoskeletal pengembangan memiliki nilai %CVL pada hampir

setiap fase memiliki nilai paling rendah dan memiliki kedekatan dengan nilai

responden normal.

3. Pengukuran Energi Ekspenditur.

Perbandingan energi ekspenditur pada responden amputee dan orang normal

untuk setiap pengukuran pada jarak tertentu direkapitulasi dalam tabel 4.29.

Nilai energi ekspenditur pada responden normal diambil nilai rata-rata untuk

setiap hasil pengukuran pada jarak tertentu.

Tabel 4.29 Rekapitulasi hasil perbandingan energi ekspenditur

Energi Ekspenditur (Kkal/menit) Responden Kecepatan

(km/jam) DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

Responden Amputee 1.2 2.233 2.788 3.266 3.690 1.6 2.428 3.098 3.564 3.953 Eksoskeletal

2 2.692 3.323 3.819 4.160

cxxix

1.2 2.001 2.308 2.646 2.939 1.6 2.128 2.512 2.888 3.209


2 2.308 2.740 3.209 3.564 1.2 2.387 2.601 2.740 2.888 1.6 2.556 2.740 2.788 2.991


2 2.692 2.837 2.888 3.098 Responden Normal

1.2 2.957 3.314 3.536 3.581 1.6 3.017 3.311 3.457 3.524

2 3.043 3.206 3.354 3.612



Gambar 4.36 Grafik perbandingan energi ekspenditur amputee dan responden normal

Pada empat titik pengukuran denyut nadi dapat dilihat bahwa desain prosthetic

endoskeletal pengembangan memiliki perubahan nilai energi ekspenditur yang

kecil. Hal tersebut berarti peningkatan energinya lebih cenderung stabil

dibanding kedua desain prosthetic lainnya walaupun nilai energinya tidak lebih

rendah dari kedua desain.

cxxx

4. Pengukuran Kebutuhan Kalori.

Perbandingan kebutuhan kalori pada responden amputee dan orang normal


Nilai kebutuhan kalori pada responden normal diambil nilai rata-rata untuk


Tabel 4.30 Rekapitulasi hasil perbandingan kebutuhan kalori

Kebutuhan Kalori (Kkal/jam/kg berat badan) Responden

Kecepatan (km/jam)

DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100) Responden Amputee

1.2 2.567 3.205 3.754 4.241 1.6 2.791 3.561 4.096 4.543 Eksoskeletal

2 3.095 3.820 4.390 4.782 1.2 2.300 2.653 3.041 3.378 1.6 2.446 2.888 3.319 3.688


2 2.653 3.149 3.688 4.096 1.2 2.744 2.989 3.149 3.319 1.6 2.938 3.149 3.205 3.438



1.2 3.473 3.895 4.156 4.211 1.6 3.545 3.892 4.062 4.140

2 3.574 3.764 3.939 4.244



cxxxi

Gambar 4.37 Grafik perbandingan kebutuhan kalori amputee dan

responden normal

Pada empat titik pengukuran denyut nadi dapat dilihat bahwa desain prosthetic

endoskeletal pengembangan memiliki perubahan nilai kebutuhan kalori yang

kecil. Hal tersebut berarti besarnya kalori yang digunakan setiap jam untuk setiap

kilogram berat badannya lebih cenderung stabil dibanding kedua desain lainnya.

5. Pengukuran Konsumsi Oksigen (VO2 maks).

Perbandingan konsumsi oksigen pada responden amputee dan orang normal


Nilai konsumsi oksigen pada responden normal diambil nilai rata-rata untuk


Tabel 4.31 Rekapitulasi hasil perbandingan konsumsi oksigen

Konsumsi Oksigen VO2 maks Responden Kecepatan (km/jam) DN0(0) DN1(30) DN2(50) DN3(100)

Responden Amputee 1.2 28.817 2.058 1.253 0.961 1.6 5.762 1.728 1.235 1.017 Eksoskeletal

2 3.360 1.680 1.260 1.090 1.2 -4.803 9.606 2.620 1.695 Endoskeletal Merek

Regal 1.6 -17.285 4.321 2.161 1.571

cxxxii

2 13.441 3.102 1.833 1.440 1.2 5.763 2.882 2.217 1.801 1.6 3.841 2.659 2.469 1.921



1.2 1.917 1.389 1.215 1.184 1.6 2.162 1.714 1.626 1.483

2 2.434 2.119 1.871 1.603



Gambar 4.38 Grafik perbandingan konsumsi oksigen amputee dan responden normal

Pada empat titik pengukuran denyut nadi, yaitu pada saat berlangsungnya

aktivitas berjalan dapat dilihat bahwa terdapat beberapa perbedaan nilai yang

cukup signifikan antara konsumsi oksigen pengguna prosthetic dan responden

normal. Salah satunya adalah hasil perhitungan pada desain prosthetic

endoskeletal merek Regal pada titik pengukuran 30 meter.

Namun konsumsi oksigen pada ketiga kecepatan yang berbeda memiliki hasil

yang hampir sama. Nilai yang terendah antara ketiga prosthetic yaitu pada

desain prosthetic eksoskeletal. Jika nilai konsumsi oksigen pengguna prosthetic

cxxxiii

dibandingkan dengan nilai responden normal, didapatkan bahwa nilai konsumsi

oksigen prosthetic desain eksoskeletal memiliki nilai yang mendekati nilai rata-

rata konsumsi energi responden normal.

Setelah dilakukan proses pengumpulan data dan proses pengolahan data,

maka dilanjutkan pada tahap analisis dan interpretasi data hasil pengolahan untuk

memperoleh kesimpulan (output) pada penelitian ini.

cxxxiv

BAB V ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL

Bab ini membahas tentang analisis dan interpretasi hasil penelitian yang

telah dikumpulkan dan diolah pada bab sebelumnya. Analisis dan interprestasi

hasil tersebut diuraikan dalam sub bab dibawah ini.

5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN

Analisis hasil penelitian dilakukan untuk menelaah hasil pengolahan data.

Pada sub bab ini diuraikan mengenai analisis terhadap hasil perhitungan nilai BMI

dan BMR, %CVL total, %CVL per fase, energi ekspenditur, kebutuhan kalori,

dan konsumsi oksigen. Selain itu juga membandingkan antara aktivitas berjalan

pada responden amputee responden normal.

5.1.1 Analisis Hasil Perhitungan Nilai BMI dan BMR

Nilai BMI digunakan untuk mengetahui tingkat obesitas seseorang

sedangkan nilai BMR digunakan untuk mengetahui besarnya konsumsi energi

ketika istirahat. Nilai BMR ini merupakan salah satu perwujudan dari kondisi

metabolisme yang mempengaruhi kebutuhan energi suatu individu selain tingkat

keaktifan tubuh. Pada penelitian ini nilai BMI dan BMR digunakan sebagai

validasi atas pemilihan sepuluh responden normal sehingga dinilai sesuai untuk

dibandingkan dengan pengguna prosthetic. Kategori nilai BMI mengacu pada

klasifikasi BMI orang Asia dewasa pada tabel 2.3 yang dikeluarkan oleh WHO.

Nilai BMI amputee dengan berat badan 52.2 kg dan tinggi badan 1.62 meter

yaitu 19.89 sehingga masuk dalam kategori ‘langsing’. Nilai BMR amputee yang

berusia 33 tahun yaitu 1372 Kkal/hari.

Sepuluh responden normal dipilih dengan berat badan 51.1±0.88 kg, tinggi

badan 1.7±0.02 meter, dan usia 21.8±0.79 tahun. Nilai BMI yaitu berkisar

17.7±0.72 sehingga seluruhnya masuk dalam kategori ‘langsing’. Nilai BMR

sepuluh responden normal yaitu berkisar 1472±8.48 Kkal/hari. Hasil perhitungan

keseluruhan pada tabel 4.5 halaman IV-15 dan tabel 4.6 halaman IV-15

Nilai BMI pada kedua responden, baik amputee dan normal, masuk dalam

kategori ‘langsing’. Perbandingan antara berat badan dengan kuadrat tinggi badan

cxxxv

memberikan nilai yang tidak terlampau jauh perbedaannya antara kedua

responden. Hal tersebut membawa keduanya berada dalam tingkatan yang sama

sesuai tabel 2.3 yang menunjukkan bahwa tingkat obesitas keduanya adalah sama.

Nilai BMR yang dirumuskan oleh Harris dan Benedict (1919)

mengikutsertakan faktor berat badan, tinggi badan, serta umur. Dilihat dari hasil

perhitungan, nilai BMR pada kedua responden memang tidak sepenuhnya berkisar

pada nilai yang sama. Hal ini kemungkinan dapat disebabkan oleh perbedaan

umur dan jenis pekerjaan pada pengguna prosthetic dan responden normal.

Responden amputee sebagai pengguna prosthetic merupakan pekerja dengan usia

33 tahun, sedangkan responden normal merupakan mahasiswa dengan usia

berkisar 22 tahun. Sebenarnya umur dan jenis pekerjaan mempengaruhi nilai

BMR, namun dalam penelitian ini tidak memperhitungkan kedua hal tersebut.

Pemilihan responden normal dari kalangan mahasiswa dimaksudkan sebagai

kajian awal pada penelitian ini. Namun, hendaknya lebih baik jikalau responden

normal yang dipilih dengan umur yang hampir sama dan jenis pekerjaan dengan

tingkat aktivitas fisik yang hampir sama. Analisis ini dapat dijadikan masukan

bagi penelitian lanjutan ataupun penelitian lainnya dengan topik yang sama.

Jika dilihat perhitungan nilai BMR responden normal dan dibandingkan

dengan nilai BMR pengguna prosthetic, didapatkan selisih keduanya sekitar 90-

100 Kkal/hari. Nilai selisih ini dianggap tidak terlampau signifikan, sehingga

responden normal dianggap cukup bersesuaian dengan pengguna prosthetic. Jika

nilai BMR responden normal mendekati nilai BMR pengguna prosthetic, dapat

diasumsikan bahwa konsumsi energi saat beraktivitas pun juga hampir sama.

Jika dari pemilihan responden normal belum ditemukan responden dengan

nilai BMI dan BMR yang bersesuaian dengan pengguna prosthetic, maka

dilakukan pemilihan ulang responden normal. Dengan kata lain responden normal

yang dipilih harus memiliki nilai BMI yang masuk dalam kategori ‘langsing’.

Disamping itu juga memiliki nilai BMR berkisar pada nilai 1372 Kkal/hari.

5.1.2 Analisis Hasil Perhitungan %CVL

Nilai %CVL merupakan nilai peningkatan denyut jantung akibat aktivitas

kardiovaskuler. Nilai ini merepresentasikan tingkat kelelahan yang timbul akibat

melakukan suatu aktivitas. Nilai ini didapatkan dengan membandingkan antara

cxxxvi

denyut kerja dan denyut istirahat dalam melakukan aktivitas. Semua nilai %CVL

dalam penelitian ini bernilai kurang dari 30% yang berarti masuk dalam

klasifikasi ‘tidak mengalami kelelahan’, namun tetap digunakan dalam pemilihan

desain prosthetic, yaitu memilih desain dengan nilai %CVL terkecil. Nilai

tersebut tetap digunakan untuk mengetahui besarnya perbedaan tingkat kelelahan

dengan menggunakan ketiga desain prosthetic.

Pada perhitungan ini dilakukan aktivitas berjalan normal dengan tujuan

memudahkan penentuan jumlah siklus, waktu tempuh, serta penentuan fase

gerakan. Pengukuran denyut nadi diambil tepat sebelum dan setelah berjalan

sejauh 12 meter. Jarak tersebut diambil dengan alasan terbatasnya lintasan dan

dianggap cukup untuk mengetahui pola berjalan responden. Mengantisipasi

kurang tercapainya pengamatan terhadap pola berjalan, aktivitas berjalan

dilakukan sebanyak enam kali perulangan.

Perhitungan %CVL pengguna prosthetic dapat dilihat pada tabel 4.9

halaman IV-21 dan grafik pada gambar 4.7 halaman IV-22. Hasil pengukuran

yang didapatkan pada desain prosthetic eksoskeletal rata-rata sebesar

5.49±0.18%, pada desain prosthetic endoskeletal merek Regal rata-rata sebesar

4.41±0.1%, pada desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan rata-rata

sebesar 3.21±0.09%. Hasil perhitungan dari enam kali perulangan percobaan

berjalan normal seluruhnya menunjukkan nilai %CVL pada desain prosthetic

eksoskeletal lebih besar dibanding dua desain lainnya. Berarti tingkat kelelahan

yang ditimbulkan dengan menggunakan desain prosthetic tersebut lebih besar.

Sedangkan desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan menunjukkan nilai

%CVL paling rendah, berarti tingkat kelelahan yang ditimbulkan paling kecil.

Perhitungan %CVL pada responden normal dapat dilihat pada tabel 4.10

halaman IV-23 dan grafik pada gambar 4.8 halaman IV-24. Pengukuran

memberikan hasil rata-rata sebesar 3.14±0.57%. Grafik menunjukkan bahwa

kisaran nilai %CVL yaitu pada 2-3.5% walaupun ada beberapa responden pada

perulangan tertentu tidak berada dalam kisaran tersebut. Beberapa responden yang

memiliki nilai lebih besar yaitu responden 1 pada P3; responden 5 pada P1, P2,

P4, dan P6; responden 6 pada P1; dan responden 10 pada P2. Variasi tersebut

cxxxvii

dapat disebabkan oleh faktor internal responden tersebut seperti kebiasaan dalam

melakukan aktivitas fisik.

Rekapitulasi hasil perbandingan %CVL pada pengguna prosthetic terhadap

responden normal dapat dilihat pada tabel 4.27 halaman IV-58 dan grafik pada

gambar 4.34 halaman IV-59. Grafik menunjukkan dengan jelas bahwa desain

prosthetic endoskeletal tipe pengembangan memiliki nilai %CVL terendah dan

nilai tersebut berhimpit dengan nilai pada responden normal. Berarti tingkat

kelelahan yang ditimbulkan pada amputee saat menggunakan desain prosthetic

endoskeletal tipe pengembangan dengan pada responden normal hampir sama.

5.1.3 Analisis Hasil Perhitungan %CVL per Fase

Nilai %CVL bagian ini sama halnya dengan nilai sebelumnya, namun nilai

%CVL berikut lebih menitikberatkan pada distribusi per fase. Fase gerakan

berjalan yang dimaksudkan yaitu heel contact, foot flat, midstance point, heel off,

toe off, dan midswing. Cara mengetahui pendistribusian %CVL dilakukan dengan

mengetahui terlebih dulu jumlah siklus yang dihasilkan saat berjalan sejauh 12

meter. Berikutnya didapatkan distribusi %CVL untuk setiap siklus dan dipilih

salah satu siklus dengan %CVL terbesar. Selanjutnya menghitung waktu per fase

pada siklus tersebut sehingga didapatkan nilai distribusi %CVL per fase.

Perhitungan %CVL per fase pengguna prosthetic pada aktivitas berjalan

normal sejauh 12 meter memberikan hasil pengukuran pada tabel 4.15 dan grafik

pada gambar 4.14 halaman IV-30. Nilai %CVL per fase secara berurutan pada

desain prosthetic eksoskeletal yaitu 0.160%, 0.074%, 0.044%, 0.152%, 0.070%,

dan 0.070%. Pada desain prosthetic endoskeletal merek Regal yaitu 0.106%,

0.074%, 0.036%, 0.115%, 0.067%, dan 0.058%. Pada desain prosthetic

endoskeletal tipe pengembangan yaitu 0.094%, 0.035%, 0.031%, 0.090%,

0.044%, dan 0.043%. Perhitungan %CVL per fase pada responden normal yaitu

pada tabel 4.20 dan grafik pada gambar 4.20 halaman IV-37. Nilai %CVL pada

fase heel contact rata-rata 0.082%, fase foot flat rata-rata 0.061%, midstance point

rata-rata 0.041%, heel off rata-rata 0.090%, toe off rata-rata 0.062%, dan midswing

rata-rata 0.049%.

Perhitungan diawali dengan menentukan jumlah siklus untuk setiap

percobaan berjalan normal pada kedua responden. Pada pengguna prosthetic

cxxxviii

didapatkan jumlah rata-rata 10 siklus, sedangkan pada responden normal

didapatkan jumlah rata-rata 9-10 siklus. Perbedaan jumlah siklus hasil pembulatan

antara kedua responden dipengaruhi oleh kecepatan berjalan dan lebar jangkauan

langkah kaki setiap responden. Jumlah siklus yang telah ditentukan dipakai untuk

mendapat distribusi %CVL setiap siklus yang selanjutnya dipilih nilai terbesar.

Pemilihan nilai %CVL per siklus terbesar dengan alasan nilai tersebut telah

mencakup nilai-nilai yang lebih rendah. Pada pengguna prosthetic yaitu pada

tabel 4.13 halaman IV-27 dengan nilai terbesar pada desain prosthetic

eksoskeletal 0.571%, pada desain prosthetic endoskeletal merek Regal 0.457%,

dan pada desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan 0.337%. Nilai %CVL

per siklus terbesar pada responden normal yaitu dalam tabel 4.18 halaman IV-34.

Penentuan distribusi %CVL pada setiap fase didasarkan pada lamanya

waktu tempuh untuk setiap fase. Semakin lama waktu tempuh suatu fase, semakin

besar nilai %CVL pada fase tersebut. Pada gambar 4.9 halaman IV-24 posisi kaki

kanan pada fase 1, 2, dan 3 sama dengan posisi kaki kiri pada fase 4, 5, dan 6 serta

sebaliknya. Kesamaan posisi tersebut dapat mengindikasi bahwa waktu tempuh

antara posisi kaki yang bersesuaian hampir sama. Dari penentuan waktu tempuh

per fase pada pengguna prosthetic didapatkan bahwa waktu tempuh terbagi

menjadi tiga kelompok. Pertama, fase dengan waktu tempuh singkat yaitu fase 3

(midstance point) dan fase 6 (midswing). Kedua, fase dengan waktu tempuh

sedang yaitu fase 2 (foot flat) dan fase 5 (toe off). Ketiga, fase dengan waktu

tempuh lama yaitu fase 1 (heel contact) dan fase 4 (heel off). Perbandingan waktu

tempuh tersebut dapat dilihat lebih jelas pada gambar 4.14 halaman IV-29. Grafik

menunjukkan bahwa diagram batang untuk fase yang berkelompok memiliki

ketinggian yang hampir sama. Pada fase 3 rata-rata nilai pada ketiga desain

prosthetic adalah yang paling rendah. Hal ini disebabkan kaki kanan yang

menggunakan prosthetic digunakan sebagai tumpuan, karena itu pada fase ini

amputee melakukannya dengan waktu singkat sehingga kaki prosthetic tidak

terlampau lama dalam menopang tubuh.

Perhitungan waktu tempuh pada pengguna prosthetic menunjukkan bahwa

untuk desain prosthetic eksoskeletal waktu tempuhnya lebih singkat dibandingkan

desain lainnya. Lebih jelasnya dapat dilihat pada grafik dalam gambar 4.13

cxxxix

halaman IV-29. Hal tersebut dapat dikarenakan pengguna prosthetic lebih sering

memakai desain prosthetic eksoskeletal sehingga telah terbiasa menggunakannya.

Perhitungan %CVL per fase pada responden normal dilakukan dengan

langkah-langkah yang sama seperti pada pengguna prosthetic. Jumlah siklus pada

responden normal yaitu 9-10 siklus untuk setiap percobaan berjalan normal sejauh

12 meter. Penentuan %CVL per siklus yang terbesar rata-rata bernilai

0.386±0.042%. Waktu tempuh responden normal untuk setiap fase dapat dilihat

pada tabel 4.19 dan grafik pada gambar 4.19 halaman IV-35, 36.

Pengelompokannya mengikuti kelompok waktu tempuh seperti pada pengguna

prosthetic, namun dengan variasi lama waktu tempuh yang bervariasi pada setiap

responden normal. Adanya variasi tersebut disebabkan perbedaan kecepatan

berjalan dan lebar jangkauan langkah kaki setiap responden normal yang

keduanya kurang diperhatikan pada penelitian ini. Hasil perhitungan %CVL per

fase pada responden normal dapat dilihat pada tabel 4.20 dan grafik pada gambar

4.20 halaman IV-37. Dari analisis di atas diketahui bahwa penentuan %CVL per

fase dipengaruhi oleh jumlah siklus yang dihasilkan dan waktu tempuh untuk

setiap fase pada pengguna prosthetic maupun responden normal.

Perbandingan hasil %CVL per fase pengguna prosthetic responden normal

dapat dilihat pada tabel 4.28 dan tabel 5.1 berikut dan grafik pada gambar 4.35

halaman IV-61.

Tabel 5.1 Perbandingan Nilai Maksimun-Minimun %CVL per Fase

Rata-rata Pengukuran % CVL per Fase Responden

1 2 3 4 5 6 Nilai Maks

Nilai Min

Responden Amputee Eksoskeletal 0.160 0.074 0.044 0.152 0.070 0.070 0.160 0.044 Endoskeletal Merek Regal 0.106 0.074 0.036 0.115 0.067 0.058 0.115 0.036 Endoskeletal Pengembangan 0.094 0.035 0.031 0.090 0.044 0.043 0.094 0.031 Responden Normal 0.082 0.061 0.041 0.090 0.062 0.049 0.090 0.041

Jika dilihat dari perbedaan terhadap nilai maksimum dan minimum pada

keseluruhan fase berjalan, didapatkan bahwa nilai maksimum berada pada fase 1

(heel contact) dan fase 4 (heel off). Sedangkan nilai minimum keseluruhan fase

pada responden amputee dan responden normal berada pada fase 3 (midstance

cxl

point). Hal tersebut membuktikan bahwa besarnya waktu tempuh sesuai

pengelompokan berpengaruh pada nilai distribusi %CVL per fase. Fase 1 dan 4

menunjukkan nilai maksimum karena keduanya termasuk dalam kelompok wktu

tempuh lama. Fase 3 menunjukkan nilai terkecil dari enam fase gerakan, waktu

tempuhny juga termasuk dalam kelompok waktu singkat. Itu berarti bahwa posisi

kaki kanan sebagai tumpuan menunjukkan tingkat kelelahan yang kecil

disebabkan singkatnya waktu dalam menopang tubuh.

Grafik menunjukkan bahwa desain prosthetic endoskeletal tipe

pengembangan memiliki nilai yang lebih rendah dibanding dua desain prosthetic

lainnya. Jika dilihat dari pola distribusi pada grafik, pola pada desain prosthetic

endoskeletal merek Regal (warna merah) memiliki kemiripan dengan pola pada

responden normal (warna jingga). Jika dilihat dari kedekatan posisi garis

distribusi, garis desain prosthetic endoskeletal (warna hijau) lebih dekat dengan

garis responden normal. Pada fase 4 kedua garis tersebut berhimpit, namun pada

fase 2 nilai %CVL tidak memiliki kemiripan pola dengan responden normal.

5.1.4 Analisis Hasil Perhitungan Energi Ekspenditur

Energi ekspenditur merupakan energi yang dikeluarkan untuk melakukan

suatu aktivitas. Pada penelitian ini mengukur besarnya energi ekspenditur yang

dikeluarkan oleh pengguna prosthetic dan responden normal dalam melakukan

aktivitas berjalan. Perhitungannya menggunakan pendekatan kuantitatif dengan

regresi kuadratis (Astuti B., 1985) karena pendekatan ini cukup sering digunakan

terlebih pada penelitian tingkat nasional. Pendekatan tersebut menunjukkan

bahwa peningkatan energi terjadi seiring dengan peningkatan denyut jantung

(nadi).

Pada perhitungan ini dilakukan aktivitas berjalan pada treadmill dengan

tujuan memudahkan pengukuran denyut nadi saat beraktivitas yaitu menggunakan

alat sensor pada alat treadmill. Pengukuran denyut nadi dilakukan empat kali dan

dihitung energi ekspenditur pada setiap pengukuran kemudian dilihat kenaikan

energinya. Aktivitas berjalan dilakukan sejauh 100 meter karena jarak tersebut

dinilai cukup memperlihatkan kenaikan denyut nadi, selain itu dilakukan pada tiga

kecepatan yang berbeda yaitu 1.2 km.jam, 1.6 km/jam, dan 2 km/jam (Herdiman,

cxli

L., 2009). Perbedaan kecepatan ini dimaksudkan untuk mengetahui perbedaan

energi ekspenditur yang dikeluarkan pada tiga kecepatan yang berbeda tersebut.

Hasil perhitungan energi ekspenditur pada pengguna prosthetic ditunjukkan

pada tabel 4.21 dan disajikan dengan grafik pada gambar 4.22 halaman IV-41.

Pada grafik dapat dilihat perubahan nilai ekspenditur mulai dari sebelum berjalan

(0 meter) sampai saat berjalan (30 meter, 50 meter, dan 100 meter). Pada hasil

garis regresi dari nilai energi ekspenditur dapat dilihat bahwa jumlah energi yang

dibutuhkan pada kecepatan 2 km/jam lebih banyak dibandingkan dua kecepatan

lainnya yang lebih lambat pada setiap pengukuran. Hal tersebut terjadi pada

penggunaan tiga prosthetic yang berbeda. Hal ini menunjukkan bahwa energi

yang dikeluarkan semakin meningkat seiring peningkatan kecepatan aktivitas

berjalan pada treadmill.

Pada grafik terdapat tiga kelompok garis regresi yaitu warna biru untuk

desain prosthetic eksoskeletal, warna merah untuk desain prosthetic endoskeletal

merek Regal, dan warna hijau untuk desain prosthetic endoskeletal tipe

pengembangan. Jika tiga kelompok garis regresi dibandingkan sesuai selisih

peningkatan energinya, didapatkan bahwa peningkatan energi pada desain

prosthetic endoskeletal tipe pengembangan (warna hijau) terlihat lebih stabil.

Dengan kata lain kemiringan garis regresi tidak terlampau tajam. Dapat diartikan

bahwa selisih energi antara setiap pengukuran lebih sedikit dibandingkan selisih

energi pada dua desain prosthetic lainnya. Dari keseluruhan garis regresi dapat

disimpulkan bahwa energi yang digunakan saat berjalan lebih besar dibandingkan

sebelum berjalan dan meningkat seiring semakin besarnya jarak tempuh berjalan.

Hasil perhitungan energi ekspenditur pada responden normal ditunjukkan

pada tabel 4.22 halaman IV-43 dan disajikan dengan grafik pada gambar 4.23-25

halaman IV-44, 45. Sama halnya dengan analisis terhadap hasil pengukuran

energi ekspenditur pada pengguna prosthetic. Tabel hasil perhitungan

menunjukkan bahwa sebagian besar responden normal mengeluarkan energi yang

lebih besar saat berjalan dibandingkan sebelum berjalan (0 meter).

Pada gambar 4.23 yaitu energi ekspenditur pada responden normal untuk

kecepatan 1.2 km/jam menunjukkan bahwa garis regresinya menyebar rata pada

nilai 2.5-4.5 Kkal/menit. Gambar 4.24 menunjukkan bahwa sebagian besar

cxlii

responden mengeluarkan energi berkisar pada nilai 3-4 Kkal/menit. Beberapa

responden berbeda yaitu responden 2, 4, dan 5. Gambar 4.25 menunjukkan bahwa

hampir seluruh responden normal mengelompok dalam kisaran nilai kalori yang

hampir sama kecuali pada responden 5. Perbedaan yang terjadi antara kesepuluh

responden normal tersebut dapat disebabkan karena faktor internal responden

yang kurang diperhatikan dalam penelitian ini. Faktor internal responden yaitu

kondisi psikologis saat eksperimen dan tingkat aktivitas fisik.

Rekapitulasi perbandingan hasil pengukuran energi ekspenditur dapat dilihat

pada tabel 4.29 halaman IV-60 dan disajikan dalam grafik pada gambar 4.36

halaman IV-61. Grafik perbandingan menunjukkan bahwa pada empat titik

pengukuran denyut nadi dapat dilihat bahwa desain prosthetic endoskeletal

pengembangan memiliki perubahan nilai energi ekspenditur yang kecil. Hal

tersebut berarti peningkatan energinya lebih cenderung stabil dibanding dua

desain prosthetic lainnya walaupun nilai energinya tidak lebih rendah.

Pada nilai energi ekspenditur responden normal ditampilkan nilai rata-rata

untuk tiga kecepatan dari sepuluh responden yaitu kelompok garis regresi

berwarna jingga. Pada grafik dapat dilihat bahwa tipe pengembangan lebih

memiliki pola kestabilan peningkatan atau kemiringan garis seperti pada

responden normal. Jika empat kelompok garis tersebut dibandingkan, diketahui

bahwa desain prosthetic endoskeletal pengembangan lebih rendah dibandingkan

pada responden normal. Padahal seharusnya tingkat konsumsi energi pada

amputee mengalami peningkatan sebesar 10-15% dibandingkan dengan orang

normal (Inman, Verne T, 1968). Dengan kata lain hasil pengukuran energi

ekspenditur pada pengguna prosthetic seharusnya lebih tinggi dibandingkan pada

orang normal. Hal tersebut dapat disebabkan kebiasaan amputee dalam

menggunakan prosthetic yang berkaitan dengan adaptasi terhadap perbedaan berat

ketiga prosthetic dimana prosthetic eksoskeletal adalah yang terberat. Hal lain

yang mempengaruhi yaitu perbandingan umur dan pekerjaan antara pengguna

prosthetic dan responden normal yang tidak seimbang.

5.1.5 Analisis Hasil Perhitungan Kebutuhan Kalori

Kebutuhan kalori merupakan besarnya jumlah kalori yang dikeluarkan untuk

melakukan suatu aktivitas. Data yang diolah yaitu hasil perhitungan energi

cxliii

ekspenditur setiap menitnya. Kebutuhan kalori ini mempertimbangkan berat

badan responden yang diukur. Pada akhirnya didapatkan nilai kalori yang

dibutuhkan per jam per kilogram berat badan.

Hasil perhitungan kebutuhan kalori pada pengguna prosthetic dapat dilihat

pada tabel 4.23 dan grafik pada gambar 4.26 halaman IV-47. Pada grafik dapat

dilihat perubahan kebutuhan kalori mulai dari sebelum berjalan sampai saat

berjalan. Hasil pada ketiga desain prosthetic memiliki kecenderungan yang sama

dengan grafik pada energi ekspenditur. Nilai kebutuhan kalori pada kecepatan 2

km/jam lebih banyak dibanding dua kecepatan lainnya. Hal ini menunjukkan

bahwa besarnya kalori yang dikeluarkan semakin meningkat seiring peningkatan

kecepatan aktivitas berjalan pada treadmill.

Pada grafik terdapat tiga kelompok garis regresi jika dibandingkan sesuai

selisih peningkatan kalorinya, didapatkan bahwa peningkatan kalori pada desain

prosthetic endoskeletal tipe pengembangan (warna hijau) terlihat lebih stabil.

Dapat diartikan bahwa selisih peningkatan kalori pada setiap pengukuran lebih

sedikit dibandingkan selisih kalori pada dua desain prosthetic lainnya. Dari

keseluruhan garis regresi dapat disimpulkan bahwa kalori yang dibutuhkan saat

berjalan lebih besar dibandingkan sebelum berjalan dan meningkat seiring dengan

semakin besarnya jarak tempuh berjalan.

Hasil perhitungan kebutuhan kalori pada responden normal ditunjukkan


halaman IV-50, 51. Sama halnya dengan analisis terhadap hasil pengukuran

kebutuhan kalori pada pengguna prosthetic. Tabel hasil perhitungan menunjukkan

bahwa sebagian besar responden normal membutuhkan kalori yang lebih besar

saat berjalan dibandingkan sebelum berjalan (0 meter).

Pada gambar 4.27 yaitu kebutuhan kalori pada responden normal untuk

kecepatan 1.2 km/jam menunjukkan bahwa garis regresinya menyebar rata pada

nilai 3-5 Kkal/jam/kg. Gambar 4.28 menunjukkan sebagian besar responden

membutuhkan kalori dengan nilai yang mengumpul rata-rata pada 4 Kkal/jam/kg.

Beberapa responden berbeda yaitu responden 2, 4, dan 5. Gambar 4.29

menunjukkan hampir seluruh responden normal mengelompok dalam kisaran nilai

kalori yang hampir sama kecuali pada responden 4 dan 5. Perbedaan yang terjadi

cxliv

antara kesepuluh responden normal tersebut dapat disebabkan karena faktor

internal responden yang kurang diperhatikan dalam penelitian ini. Faktor internal

responden yaitu kondisi psikologis saat eksperimen dan tingkat aktivitas fisik.

Rekapitulasi perbandingan hasil pengukuran kebutuhan kalori dapat dilihat

pada tabel 4.30 dan disajikan dalam grafik pada gambar 4.37 halaman IV-62, 63.

Grafik perbandingan menunjukkan bahwa pada empat titik pengukuran denyut

nadi dapat dilihat bahwa desain prosthetic endoskeletal pengembangan memiliki

perubahan nilai kebutuhan kalori yang kecil. Hal tersebut berarti peningkatan

kalorinya lebih cenderung stabil dibanding dua desain prosthetic lainnya

walaupun nilai kalorinya tidak lebih rendah.

Pada nilai kebutuhan kalori responden normal ditampilkan nilai rata-rata

untuk tiga kecepatan dari sepuluh responden yaitu kelompok garis regresi

berwarna jingga. Pada grafik dapat dilihat bahwa tipe pengembangan lebih

memiliki pola kestabilan peningkatan kalori atau kemiringan garis seperti pada

responden normal. Jika empat kelompok garis tersebut dibandingkan, diketahui

bahwa desain prosthetic endoskeletal pengembangan lebih rendah dibandingkan

pada responden normal. Sebelumnya telah diungkapkan bahwa energi yang

dibutuhkan pengguna prosthetic seharusnya lebih besar dibandingkan orang

normal, sama halnya dengan nilai kalori yang dikeluarkan. Seperti analisis pada

energi ekspenditur, hal tersebut dapat disebabkan kebiasaan amputee dalam

menggunakan prosthetic yang berkaitan perbedaan berat ketiga prosthetic serta

perbandingan umur dan pekerjaan antara pengguna prosthetic dan responden

normal yang tidak seimbang.

5.1.6 Analisis Hasil Perhitungan Konsumsi Oksigen

Konsumsi energi yang diukur dengan satuan kalori berkaitan erat dengan

konsumsi oksigen. Konsumsi oksigen memberikan perkiraan nilai oksigen dalam

liter yang dibutuhkan tubuh dalam melakukan aktivitas, pada penelitian ini yaitu

aktivitas berjalan. Dalam penelitian ini pengukuran terhadap konsumsi oksigen

dilakukan secara tidak langsung yaitu dengan mengetahui denyut jantung saat

beraktivitas. Pengukuran ini dilakukan menggunakan metode konvensional

Tayyari. Metode ini untuk mengestimasi VO2 didasarkan pada berat badan dan

denyut jantung selama berjalan pada treadmill. Selain itu juga mempertimbangkan

cxlv

perbedaan jenis kelamin, koreksi usia, dan kecepatan berjalan. Perhitungan

konsumsi oksigen dilakukan dengan mengolah data pengukuran denyut nadi pada

aktivitas berjalan di treadmill.

Hasil perhitungan konsumsi oksigen pada pengguna prosthetic dapat dilihat

pada tabel 4.25 dan grafik pada gambar 4.30 halaman IV-53. Pada grafik dapat

dilihat perubahan konsumsi oksigen mulai dari sebelum berjalan sampai saat

berjalan. Pada grafik terdapat tiga kelompok garis regresi. Jika dibandingkan

sesuai selisih peningkatan konsumsi oksigennya, didapatkan bahwa peningkatan

pada desain prosthetic endoskeletal merek Regal (warna merah) lebih besar.

Dapat diartikan bahwa selisih peningkatan konsumsi oksigen pada setiap

pengukuran lebih besar dibandingkan selisih konsumsi oksigen pada dua desain

prosthetic lainnya. Perbedaan konsumsi oksigen pada desain prosthetic

endoskeletal merek Regal dapat disebabkan belum terbiasanya amputee

menggunakan prosthetic tersebut. Faktor lain dari prosthetic yang berpengaruh

yaitu berkaitan dengan adanya kesulitan yang dirasakan amputee saat

menggerakkan pergelangan kaki (ankle joint) dalam melakukan gerakan fleksi-

ekstensi serta saat foot mulai menapak pada lintasan. Kondisi tersebut dapat

mempengaruhi psikologis amputee saat eksperimen menggunakan desain

prosthetic tersebut.

Hasil perhitungan konsumsi oksigen pada responden normal ditunjukkan


halaman IV-56, 57. Grafik hasil perhitungan menunjukkan bahwa sebagian besar

responden normal mengkonsumsi oksigen yang lebih besar pada awal pengukuran

yaitu sebelum berjalan (0 meter) dan mulai mengalami penurunan untuk saat

pengukuran berikutnya.

Pada gambar 4.31 yaitu konsumsi oksigen pada responden normal untuk

kecepatan 1.2 km/jam menunjukkan bahwa nilainya besar pada pengukuran awal.

Pada pengukuran berikutnya terjadi kenaikan dan penurunan dengan selisih yang

kecil. Beberapa responden menunjukkan peningkatan yang stabil yaitu responden

3, 4, 5, 6, 8, dan 9 sedangkan lainnya tidak telampau stabil. Gambar 4.32

menunjukkan sebagian besar responden membutuhkan oksigen dalam kisaran

nilai yang hampir sama, kecuali responden 2 dan 4. Kestabilan terhadap

cxlvi

peningkatan konsumsi oksigen yang terjadi pada setiap responden pun berbeda

Gambar 4.33 menunjukkan hampir seluruh responden normal memiliki pola

peningkatan yang sama. Sebagian besar responden mengonsumsi oksigen pada

kisaran nilai yang sama, kecuali responden 4 dan 5. Hal tersebut sama dengan

hasil analisis pada kebutuhan kalori. Variasi yang terjadi dalam tiga grafik

tersebut antara kesepuluh responden normal dapat disebabkan karena faktor

internal responden yang kurang diperhatikan dalam penelitian ini. Faktor internal

responden yaitu kondisi psikologis saat eksperimen dan tingkat aktivitas fisik.

Rekapitulasi perbandingan hasil pengukuran konsumsi oksigen dapat dilihat

pada tabel 4.31 dan grafik pada gambar 4.38 halaman IV-63, 64. Grafik

perbandingan menunjukkan bahwa pada empat titik pengukuran denyut nadi dapat

dilihat bahwa desain prosthetic endoskeletal pengembangan memiliki perubahan

nilai konsumsi oksigen yang kecil. Hal tersebut berarti peningkatan konsumsi

oksigennya lebih cenderung stabil dibanding dua desain prosthetic lainnya

walaupun nilainya tidak lebih rendah.

Pada nilai konsumsi oksigen responden normal ditampilkan nilai rata-rata

untuk tiga kecepatan dari sepuluh responden (warna jingga). Pada grafik dapat

dilihat bahwa desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan lebih memiliki

pola kestabilan peningkatan konsumsi oksigen atau kemiringan garis seperti

responden normal pada setiap titik pengukuran. Penggunaan energi yang lebih

besar oleh pengguna prosthetic berkaitan dengan tingkat konsumsi oksigen yang

lebih tinggi pula. Seperti analisis sebelumnya, hal tersebut dapat disebabkan

kebiasaan amputee dalam menggunakan prosthetic yang berkaitan perbedaan

berat ketiga prosthetic serta perbandingan umur dan pekerjaan antara pengguna

prosthetic dan responden normal yang tidak seimbang.

5.1.7 Analisis terhadap Faktor yang Perlu Dikontrol

Hasil-hasil pengukuran sesuai empat kriteria menunjukkan adanya beberapa

faktor internal maupun eksternal yang cukup mempengaruhi data hasil

eksperimen. Dalam kondisi nyata faktor-faktor tersebut berpengaruh pada hasil

penelitian, namun dalam penelitian ini faktor-faktor tersebut tidak diperhitungkan

dalam pengambilan keputusan atas hasil penelitian. Faktor-faktor tersebut, yaitu:

1. Jenis pekerjaan dan tingkat aktivitas fisik

cxlvii

Faktor jenis pekerjaan berkaitan erat dengan tingkat aktivitas fisik yang

dilakukan oleh responden. Kedua faktor ini mempengaruhi pengukuran nilai

BMR yang digunakan dalam menentukan responden normal untuk

dibandingkan dengan pengguna prosthetic. Pada penelitian ini amputee

merupakan pekerja sedangkan responden normal merupakan mahasiswa.

Amputee terbiasa melakukan aktivitas fisik dengan intensitas yang cukup

tinggi dibandingkan dengan mahasiswa. Orang yang terbiasa melakukan

aktivitas fisik cenderung memiliki denyut nadi yang lebih cepat dan lebih

stabil dibandingkan dengan orang dengan tingkat aktivitas fisik rendah. Hal

tersebut dapat mempengaruhi kestabilan denyut nadi yang diambil sebagai

data primer dalam penelitian terhadap aspek fisiologi responden. Kedua faktor

tersebut tidak turut dipertimbangkan dalam penelitian ini, namun tetap

didukung adanya nilai BMR antara kedua responden dengan selisih yang tidak

terlampau signifikan.

2. Umur

Faktor umur secara eksplisit tercantum sebagai variabel dalam persamaan nilai

BMR oleh Harris dan Benedict (19191) serta sebagai faktor koreksi usia pada

persamaan konsumsi oksigen maksimal oleh Tayyari (1995). Pada penelitian

ini seharusnya mempertimbangkan adanya pengaruh perbedaan umur terhadap

hasil perhitungan. Amputee berumur 33 tahun sedangkan responden normal

berumur sekitar 22 tahun. Perbedaan ini memberikan pengaruh pada

perhitungan nilai BMR dan konsumsi oksigen saat aktivitas berjalan pada

treadmill.

3. Kondisi psikologis responden saat eksperimen

Kelelahan ditimbulkan oleh dua hal yaitu fisiologis yang bersifat objektif dan

psikologis yang bersifat subjektif (Sutalaksana, 2006). Penelitian ini

menggunakan denyut nadi untuk mengukur tingkat kelelahan. Denyut nadi

tersebut belum bisa merepresentasikan keseluruhan tingkat kelelahan yang

dialami responden. Denyut nadi juga berhubungan dengan faktor psikologis

dalam menimbulkan kelelahan disamping indikator lain yaitu faktor fisiologis

seperti tekanan darah, konsumsi oksigen dan komposisi kimia dalam urin dan

darah. Pada penelitian ini belum bisa mengukur aspek-aspek psikologis dari

cxlviii

setiap responden sehingga tidak diperhitungkan. Faktor psikologis ini juga

berpengaruh terhadap perasaan suka atau tidak responden dalam melakukan

eksperimen.

4. Jenis bahan socket prosthetic

Kenyamanan dalam berjalan menggunakan prosthetic ditunjang oleh kualitas

komponen pada prosthetic tersebut, salah satunya adalah socket. Socket

merupakan bagian dari prosthetic yang menempel langsung dengan kulit

manusia dan sebagai tempat stump yang akan menggerakkan prosthetic untuk

berjalan. Kualitas socket yang mampu memberikan rasa nyaman saat

digunakan dapat dilihat dari sisi jenis bahan. Pada penelitian ini tidak

mempertimbangkan jenis bahan socket pada ketiga desain prosthetic yang

kemungkinan mempengaruhi kenyamanan saat berjalan.

5. Kecepatan berjalan normal dan lebar jangkauan langkah kaki setiap

responden

Pelaksanaan penelitian ini menitikberatkan pada jarak yang ditempuh oleh

responden untuk kondisi eksperimen berjalan normal sejauh 12 meter.

Kecepatan berjalan normal yang dimaksud yaitu kecepatan berjalan responden

dalam kondisi santai. Kecepatan berjalan dan lebar jangkauan langkah kaki

pada setiap responden berbeda-beda. Perbedaan ini mempengaruhi jumlah

siklus dan waktu tempuh untuk setiap fase berjalan. Semakin lebar jangkauan

langkah kaki, semakin sedikit siklus yang dihasilkan. Semakin tinggi

kecepatan berjalan responden, semakin singkat waktu tempuh untuk setiap

fase berjalan. Sedangkan waktu tempuh per fase bervariasi pada setiap orang.

Pada akhirnya akan mempengaruhi hasil distribusi %CVL per fase.

Sepuluh responden normal berada dalam kategori yang sama yaitu ‘langsing’,

namun tidak semuanya memiliki kesamaan dalam ukuran tinggi badan.

Responden dengan ukuran tinggi badan yang lebih tinggi memiliki jangkauan

langkah kaki lebih lebar sehingga jumlah siklus akan lebih sedikit. Selain itu

responden yang lebih tinggi membutuhkan waktu yang lebih cepat dalam

berjalan. Perbedaan ini memberikan pengaruh terhadap denyut nadi responden

yang dijadikan sebagai data primer penelitian ini.

6. Kebiasaan amputee dalam memakai prosthetic

cxlix

Kebiasaan amputee dalam menggunakan prosthetic mempengaruhi keluwesan

dalam berjalan. Penelitian ini tidak memperhatikan kebiasaan dan frekuensi

amputee dalam memakai ketida desain prosthetic untuk berjalan. Hal ini

menyebabkan terjadinya perbedaan mengenai kemampuan dan kebiasaan

amputee dalam memakai prosthetic. Kebiasaan amputee dalam memakai

prosthetic kemungkinan besar berpengaruh terhadap fisiologi amputee yaitu

terhadap kelelahan yang ditimbulkan, konsumsi energi dan konsumsi oksigen.

Selain itu juga tidak diketahui dengan pasti frekuensi pemakaian dari ketiga

desain prosthetic, karena itu sebenarnya kurang adil jika membandingkan

ketiga desain tersebut.

5.2 INTERPRETASI HASIL

Interpretasi hasil penelitian merupakan pemaparan hasil dari pengolahan

data secara menyeluruh. Hasil penelitian ini memberikan jawaban atas desain

prosthetic kaki bawah lutut terbaik dalam mengakomodasi aktivitas berjalan. Jika

dilihat dari keseluruhan hasil pengukuran fisiologi sesuai empat kriteria,

menunjukkan bahwa desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan

merupakan desain prosthetic kaki bawah lutut terpilih untuk direkomendasikan.

Pengukuran fisiologi yang meliputi %CVL (total dan per fase), energi

ekspenditur, kebutuhan kalori, dan konsumsi oksigen menunjukkan bahwa hasil

pengukuran pada desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan lebih rendah

dibandingkan dua desain lainnya. Hasil pengukuran juga menunjukkan bahwa

pengguna prosthetic tersebut memiliki nilai pengukuran fisiologi mendekati nilai

pengukuran responden normal, bahkan pada beberapa bagian justru lebih rendah.

Nilai %CVL total dan per fase pada amputee dengan menggunakan desain

prosthetic tersebut lebih rendah dari dua prosthetic lainnya menunjukkan bahwa

tingkat kelelahan yang ditimbulkan pun lebih rendah walaupun perbedaannya

tidak terlampau signifikan. Nilai energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan

konsumsi oksigen menunjukkan bahwa penggunaan desain prosthetic tersebut

menghasilkan peningkatan kebutuhan energi, kalori, dan oksigen yang lebih

rendah. Dengan kata lain peningkatan kebutuhan dengan jarak tempuh berjalan

100 meter lebih stabil dibanding dua desain prosthetic lainnya.

cl

Berdasarkan analisis di atas desain prosthetic endoskeletal tipe

pengembangan dipilih sebagai desain prosthetic yang direkomendasikan untuk

dipakai oleh amputee atau pengguna prosthetic. Pengukuran fisiologi

menunjukkan hasil yang mampu memberikan kenyaman bagi pengguna prosthetic

dalam aktivitas berjalan.

cli

BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN

Bab ini merupakan bagian terakhir yang membahas tentang kesimpulan

yang diperoleh serta usulan atau saran untuk pengembangan penelitian lebih

lanjut. Penjelasan dari kesimpulan dan saran tersebut diuraikan pada pada sub

bab di bawah ini.

6.1 KESIMPULAN

Bagian kesimpulan ini merupakan jawaban atas tujuan penelitian yang telah

ditetapkan sebelumnya yaitu memilih desain prosthetic terbaik dalam

mengakomodasi aktivitas berjalan. Berdasarkan hasil pengumpulan, pengolahan,

dan analisis data yang telah dilakukan maka dapat ditarik kesimpulan, sebagai

berikut:

1. Desain prosthetic kaki bagian bawah lutut terbaik dalam mengakomodasi

aktivitas berjalan yaitu desain prosthetic endoskeletal tipe pengembangan

karena memberikan nilai pengukuran fisiologi yang paling mendekati

responden normal.

2. Pengukuran aspek fisiologi menunjukkan bahwa desain prosthetic

endoskeletal tipe pengembangan memberikan hasil %CVL sebesar

3.21±0.09% yang lebih rendah dibanding dua desain prosthetic lainnya,

sedangkan %CVL pada responden normal yaitu 3.14±0.57%. Hasil

pengukuran energi ekspenditur, kebutuhan kalori, dan konsumsi oksigen

menunjukkan kestabilan garis yang mirip dengan responden normal. Dimana

nilai BMR amputee yaitu 1372 Kkal/hari, sedangkan nilai BMR responden

normal berkisar 1472±8.48 Kkal/hari dan keduanya masuk dalam kategori

BMI yaitu ‘langsing’.

6.2 SARAN

Saran yang dapat diberikan berdasarkan hasil penelitian untuk langkah

pengembangan atau penelitian selanjutnya, sebagai berikut:

clii

1. Penelitian selanjutnya yang menggunakan nilai BMR sebagai validasi

responden dapat mempertimbangkan berat badan, tinggi badan, umur, jenis

pekerjaan, dan aktivitas fisik atau dapat menggunakan nilai AMR (Activity

Metabolic Rate).

2. Pada penelitian selanjutnya dapat mempertimbangkan faktor kebiasaan

amputee dalam memakai tiga desain prosthetic dalam jangka waktu dan

frekuensi yang sama.

3. Instrumen dalam pengambilan data penelitian yang digunakan memiliki

tingkat akurasi yang lebih tinggi.

cliii

DAFTAR PUSTAKA

Ardiansyah, Tony. 2008. Penentuan Faktor-Faktor Yang Berpengaruh Terhadap Tingkat Kelelahan Pemakai Sepatu Hak Tinggi Pada Saat Berjalan Dengan Desain Eksperimen Faktorial (Studi Kasus Toko Sepatu Bakti, Surakarta). Tugas Akhir Strata-1, Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Corey, M. 2005. Heart Rate Responses to Track and Treadmill Jogging. Vermont:

Bringham Young University. Damayanti, R.W. 2003. Perancangan Dan Pengembangan Prothese Kaki Bagian

Bawah Lutut Dengan Menggunakan Quality Function Deployment (QFD). Tugas Akhir Strata-1, Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Forum Obesitas. Body Mass Index. Tersedia di: www.obesitas.web.id/bmi(i).html

[25 November 2009] Grandjean, E. 1993. Fitting The Task to The Man. 4th Edition. London: Taylor &

Francis Inc. Harris, J. Arthur and Francis G. Benedict. 1919. A Biometric Study of Basal

Metabolism in Man [e-book]. Washington : The Carnegie Institution of Washington.

Herdiman, Lobes dkk. 2009. “Kajian Fisiologi pada Karakteristik Prosthetic Kaki

Endoskeletal Jenis Above Knee Prosthetic (AKP)”. National Conference on Applied Ergonomics 2009, Hal. 178-183.

_______ dan Retno Wulan Damayanti. 2009. “Modeling, Analisis dan Pembuatan

Kaki Prosthetic Jenis Below Knee Prosthetic (BKP) Foot”. Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Surakarta.

Huang, Kuo-Feng et al. 2001. “Kinematics Properties and Energy Cost of Below-

Knee Amputees”. Biomedical Engineering Applications, Basis & Communications [Online], Vol. 13, page 99-107. Tersedia di: www.worldscinet.com/bme/13/1302/open-access/S101623720100133.pdf

[27 November 2009] Inman, Verne T. 1968. “Conservation of Energy in Ambulation”. Bulletin of Prosthetics Research [Online], page 26-35. Johnson, A.T. 1991. Biomechanics and Exercise Physiologys. Toronto: John

Wiley & Son.

cliv

Keytel, L.R et al. 2005. “Prediction of Energy Expenditure from Heart Rate Monitoring During Submaximal Exercise”. Journal of Sports Sciences [Online], 45 pages. Tersedia di: http://drops.dagstuhl.de/opus/volltexte/ 2008/1685/pdf/08372.BoehmHarald.ExtAbstract.1685.pdf [27 November 2009]

Laymon, Mike, Jerrold S. Petrofsky and Jennifer Batt. 2008. “Aerobic Energy

Expenditure on a 60-Minute Exercise Video with Mini Medicine Balls”. The Journal of Applied Research [Online], Vol. 8, page 130-134. Tersedia di: http://www.jarcet.com/articles/Vol8Iss2/Petrofsky3Vol8No2.pdf

[27 November 2009] Munandar, A. 1979. Ikhtisar Anatomi Alat Gerak dan Ilmu Gerak. Jakarta :

Penerbit Buku Kedokteran. Nurmianto, Eko. 2004. Ergonomi Konsep Dasar Dan Aplikasinya. Surabaya:

Guna Widya. Rowett Research Institute. 1992. Energy Expenditure [Online], 6 pages. Tersedia

di: http://www.rowett.ac.uk/edu_web/sec_pup/energy_expenditure.pdf [27 November 2009].

Rubberbug. Anatomy of Walk [Online].

Tersedia di: www.rubberbug.com/walking.htm [25 November 2009]. Setyaningrum, A.Y. 2006. Usulan Perbaikan Perancangan Medial Arch Support

pada Sepatu Ortopedi Bagi Penderita Flat Foot dengan Menggunakan Analisis Biomekanika (Studi Kasus Rumah Sakit Ortopedi Prof. DR.R Soeharso). Surakarta : Universitas Sebelas Maret.

Sinaki, Mehrsheed. (1993). Basic Clinical Rehabilitation Medicine. Chicago :

Mosby. Staff Prosthetics and Orthotic. 1990. Lower-Limb Prosthetics. New York : New

York University Medical Center. Sulistyadi, K. dan Susianti S.L.. 2003. Perancangan Sistem Kerja & Ergonomi.

Jakarta: Universitas Sahid. Suma’mur. 1984. Higiene Perusahaan dan Kesehatan Kerja. Jakarta : PT

Gunung Agung. Sutalaksana, dkk. 2006. Teknik Tata Cara Kerja Edisi 2. Bandung : Penerbit ITB.. Tarwaka, dkk. 2004. Ergonomi untuk Keselamatan Kesehatan Kerja dan

Produktivitas. Surakarta : UNIBA PRESS.

clv

Waters, Robert L. et al. 1976. “Energy Cost of Walking of Amputees: The Influence of Level of Amputation”. The Journal of Bone and Joint Surgery [Online]. Vol. 58-A, page 42-46.

Wignjosoebroto, S. 1991. Ergonomi, Studi Gerak dan Waktu. Jakarta: PT Guna

Widya.

kajian fisiologi tiga desain prosthetic kaki bagian …/kajian... · mengukur denyut nadi....

Documents