BIOMEKANIKAOleh :Elmiawati Latifah, M.Sc, Apt

TUJUAN PEMBELAJARANMengidentifikasi dan memahami :Prinsip biomekanikalMacam-macam biomekanikTeknik biomekanikal

Penggunaan Fisika di Kesehatan :

Faal Fisika : untuk menentukan fungsi tubuh meliputi kesehatan dan penyakitPengetahuan tentang benda yang digunakan dlm kesehatan seperti ultrasonik, laser, radiasi, dll

Mekanika adalah salah satu cabang ilmu dari bidang ilmu fisika yang mempelajari gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan oleh gangguan mekanik yang disebut gaya.

DEFINISI BIOMEKANIKASecara istilah Biomekanika seperti yang dikemukakan oleh Hatze 1974: Biomechanics has been defined as the study of the movement of living things using the science of mechanics.

Biomekanika adalah ilmu yang mempelajari tentang gerak benda-benda hidup/mati, serta gaya-gaya yang bekerja dan efek yang dihasilkannya melalui pendekatan ilmu mekanika

General biomechanic

Biostatics bagian dari biomekanika umum yang hanya menganalisis tubuh pada posisi diam atau bergerak pada garis lurus dengan kecepatan seragam (uniform).

Biodinamic bagian dari biomekanik umum yang berkaitan dengan gambaran gerakan gerakan tubuh tanpa mempertimbangkan gaya yang terjadi (kinematik) dan gerakan yang disebabkan gaya yang bekerja dalam tubuh (kinetik)

Occupational Biomechanic.

Didefinisikan sebagai bagian dari biomekanik terapan yang mempelajari interaksi fisik antara pekerja dengan mesin, material dan peralatan dengan tujuan untuk meminimumkan keluhan pada sistem kerangka otot agar produktifitas kerja dapat meningkat.

Dasar BiomekanikaHukum newton I : Sebuah benda terus berada pada keadaan awalnya yang diam atau bergerak dengan kecepatan konstan kecuali benda itu dipengaruhi oleh gaya yang tak seimbangF neto = 0

Cedera benturan Jika ada gaya sentakan dari belakang, badan akan tersentak keras ke depan karena ia berkontak dengan tempat duduknya. Namun kepala cenderung tidak bergerak dan tersentak dalam posisi yang menjulur (ekstensi). Karena kepala melekat pada badan, maka kepala akan terbentur dengan keras ke depan menyebabkan kerusakan pada vertebra serviks

Hukum 2. percepatan sebuah benda (a) berbanding terbalik dengan massanya (m) dan sebanding dengan gaya neto (F) yang bekerja padanya : F = ma Ex : Seorang tenaga medis yang kesulitan memindahkan troli yang berat, akan meminta bantuan sejawatnya, untuk menghasilkan gaya yang lebih besar, sehingga pergerakan troli dari keadaan diam menjadi bergerak (percepatan) yang dihasilkannya lebih besar atau troli lebih mudah dipindahkan

Hukum 3Gaya-gaya selalu terjadi berpasangan. Jika benda A, mengerjakan sebuah gaya pada benda B, gaya yang sama besar dan berlawanan arah dikerjakan oleh benda B pada benda A.

Ex : Saat berjalan, hentakan kaki atau sepatu ke permukaan lantai biasanya mengartikan bahwa orang tersebut menekankan kakinya ke permukaan lantai dengan gaya reaksi bumi yang sama melalui lantai pada kaki tersebut.

F aksi = F reaksi F aksi = gaya yang bekerja pada benda F reaksi = gaya reaksi benda akibat gaya aksi

Faktor-faktor yang berpengaruh terhadap Biomekanika Struktur dari lingkungan (bentuk dan stabilitas) Medan dari gaya (arah relatif terhadap gravitasi, kecepatan gerakan). Stuktur dari sistem (susunan tulang, aktifitas otot, susunan segment dari tubuh, ukuran, integrasi motorik yang dibutuhkan untuk mendukung postur). Peranan dari keadaan psikologis (level keaktifan, motivasi). Bentuk gerakan yang akan dikerjakan (kerangka dari organisasi dari gerakan).

Gaya pd tubuh keadaan statisKlas pertamaTitik tumpuan terletak diantara gaya berat dan otot

W = gaya beratM = gaya otot

Klas keduaGaya berat diantara titik tumpu dan gaya otot

WMMW

Klas ketigaGaya otot terletak diantara titik tumpuan dan gaya berat

MW

Traksi terapeutik didapat dengan memberikan tarikan pada kepala,tubuh atau anggota gerak menuju sedikitnya dua arah. Tujuan dari traksi adalah untuk menanganifraktur, dislokasi atau spasme otot dalam usaha untuk memperbaiki deformitas dan mepercepat penyembuhan

Penggunaan KlinikTraksi leherwArah tarikkatrolArah tarikotot

Traksi tulangwBerat pemberat 1/7 kali BB

Traksi kulitwBerat pemberat 1/10 kali BB hanya untuk anak-anak dibawah 12 tahun

Contoh soalDua perawat sedang mendorong seorang pasien yang ditidurkan di atas sebuah strecher dengan gaya masing-masing 70 N dan 60 N. Kedua gaya tersebut masing-masing membentuk sudut 20 derajat dan 15 derajat terhadap arah gerak strecher. Hitunglah besar gaya totalnya (Ftot) !

Jika massa pasien 50 kg dan massa strecher 25 kg dan gaya yang diberikan oleh perawat adalah 15 N, maka percepatan gerak strcher adalah ?F = m.a

Efek percepatan atau perlambatan pada manusiaSeolah terjadi penambahan atau pengurangan berat tubuhPerubahan dalam tekanan hidrostatik internalDistorsi jaringan elastik tubuh

Apabila percepatannya cukup besar tubuh akan kehilangan kendali karena tidak memiliki gaya otot yang memadai untuk bekerja melawan gaya percepatan yang besarPada kondisi tertentu darah mungkin terkumpul di berbagai bagian tubuhApabila seseorang mengalami percepatan dengan kepala lebih dulu, kurangnya aliran darah ke otak akan menyebabkan pandangan gelap dan hilang kesadaranJaringan dapat mengalami distorsi akibat percepatan dan apabila gaya yang terjadi cukup besar dapat terjadi robekan atau ruptur

REFERENSI

Hill, C.R. (Physics Department, Institute of Cancer Research, UK), Physical Principles of Medical Ultrasonics, 2nd Edition, John Wiley & Sons Ltd., UK, 2004. Davidovits, P. (Boston College Massachusetts, USA), Physics in Biology and Medicine, Second Edition, Elsevier Science, Academic Press, USA, 2001. Aston, R. (Pennsylvania State University, USA), Principles of Biomedical Instrumentation and Measurement, Macmillan Publ. Company, USA, 1990. Urone, P.P. (California State University, USA), Physics With Health Science Applications, John Wiley & Sons, Inc. USA, 1986. Cameron ,J.R. (University of Wisconsin, USA), Medical Physics, John Wiley & Sons, Inc. USA, 1976.