KAJIAN FISIOLOGI PADA PENGGUNA PROSTHETIC ENDOSKELETAL SISTEM ENERGY STORING MEKANISME 2-BAR

Transkripsi

1 KAJIAN FISIOLOGI PADA PENGGUNA PROSTHETIC ENDOSKELETAL SISTEM ENERGY STORING MEKANISME 2-BAR Skripsi Sebagai Persyaratan Untuk Memperoleh Gelar Sarjana Teknik REZKI KURNIA SANTI I JURUSAN TEKNIK INDUSTRI FAKULTAS TEKNIK UNIVERSITAS SEBELAS MARET SURAKARTA 2010

2 LEMBAR PENGESAHAN Judul Skripsi: KAJIAN FISIOLOGI PADA PENGGUNA PROSTHETIC ENDOSKELETAL SISTEM ENERGY STORING MEKANISME 2-BAR Ditulis oleh: Rezki Kurnia Santi I Mengetahui, Dosen Pembimbing I Dosen Pembimbing II Retno Wulan Damayanti, ST.,MT. NIP Ir. Lobes Herdiman, MT. NIP Pembantu Dekan I Fakultas Teknik UNS Ketua Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik UNS Ir. Noegroho Djarwanti, MT NIP Ir. Lobes Herdiman, MT NIP ii

3 LEMBAR VALIDASI Judul Skripsi: KAJIAN FISIOLOGI PADA PENGGUNA PROSTHETIC ENDOSKELETAL SISTEM ENERGY STORING MEKANISME 2-BAR Ditulis oleh: Rezki Kurnia Santi I Telah disidangkan pada hari Kamis tanggal 21 Oktober 2010 Di Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta, dengan Dosen Penguji 1. Rahmaniyah Dwi Astuti, ST., MT. NIP Ilham Priadythama, ST., MT. NIP Dosen Pembimbing 1. Retno Wulan Damayanti, ST.,MT. NIP Ir. Lobes Herdiman, MT NIP commit 001 to user iii

4 SURAT PERNYATAAN ORISINALITAS KARYA ILMIAH Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri Fakultas Teknik UNS yang bertanda tangan di bawah ini: Nama : Rezki Kurnia Santi NIM : I Judul tugas akhir : Kajian Fisiologi Pada Pengguna Prosthetic Endoskeletal Sistem Energy Storing Mekanisme 2-Bar Dengan ini saya menyatakan bahwa Tugas Akhir atau Skripsi yang saya susun tidak mencontoh atau melakukan plagiat dari karya tulis orang lain. Jika terbukti Tugas Akhir yang saya susun tersebut merupakan hasil plagiat dari karya orang lain maka Tugas Akhir yang saya susun tersebut dinyatakan batal dan gelar sarjana yang saya peroleh dengan sendirinya dibatalkan atau dicabut. Demikian surat pernyataan ini saya buat dengan sebenarnya dan apabila di kemudian hari terbukti melakukan kebohongan maka saya sanggup menanggung segala konsekuensinya. Surakarta, 2 November 2010 Rezki Kurnia Santi I iv

5 SURAT PERNYATAAN PUBLIKASI KARYA ILMIAH Saya mahasiswa Jurusan Teknik Industri UNS yang bertanda tangan di bawah ini, Nama : Rezki Kurnia Santi Nim : I Judul tugas akhir : Kajian Fisiologi Pada Pengguna Prosthetic Endoskeletal Sistem Energy Storing Mekanisme 2-Bar. Menyatakan bahwa Tugas Akhir (TA) atau Skripsi yang saya susun sebagai syarat lulus Sarjana S1 disusun secara bersama-sama dengan Pembimbing I dan Pembimbing II. 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. Surakarta, 2 November 2010 Rezki Kurnia Santi I v

6 KATA PENGANTAR Alhamdulillah, puji syukur penulis ucapkan ke hadirat Allah SWT yang telah memberikan rahmat dan hidayah-nya sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini. Shalawat serta salam kepada Rasulullah Muhammad SAW, Al Amin suri tauladan kita. Pada kesempatan yang sangat baik ini, dengan segenap kerendahan hati dan rasa yang setulus-tulusnya, penulis ingin mengucapkan terima kasih yang sebesarbesarnya kepada : 1. Alm. Papa dan mama yang telah memberikan kesabaran, pengertian, doa, kasih sayang dan dukungan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan baik. 2. Ibu Ir. Noegroho Djarwanti, M.T., selaku Pembantu Dekan I Fakultas Teknik Universitas Sebelas Maret Surakarta. 3. Bapak Ir. Lobes Herdiman, M.T., selaku Ketua Jurusan Teknik Industri Universitas Sebelas Maret Surakarta. 4. Ibu Retno Wulan Damayanti, S.T., M.T. dan Bapak Ir. Lobes Herdiman, MT selaku dosen pembimbing yang telah sabar dalam memberikan pengarahan dan bimbingan sehingga penulis dapat menyelesaikan skripsi ini dengan lancar. 5. Ibu Rahmaniyah DA, ST, MT selaku dosen penguji skripsi I dan Bapak Ilham Priadythama, ST, MT selaku dosen penguji skripsi II yang berkenan memberikan saran dan perbaikan terhadap skripsi ini. 6. Pak Lobes. Maaf Pak, saya menyebut nama Bapak hingga 3 kali. Terima kasih untuk semua nasihat, bimbingan, petuah, dan canda tawa yang tak pernah lekang oleh waktu. 7. Para staf dan karyawan Jurusan Teknik Industri ( Pak Agus, Mbak Yayuk, Mbak Rina, dan Mbak Tuti), atas segala kesabaran dan pengertiannya dalam memberikan bantuan dan fasilitas demi kelancaran penyelesaian skripsi ini. 8. Mbak Etty, mas Cuncun, mas Anto, Indra, Mbah Putri (Terima kasih untuk doanya setiap pagi commit sehat to lan user diparingi kebeneran, hehehe), Dito vi

7 (bau kecutmu mpe kampus tante lho kak,,hahaha, tapi ngangenin), Simbok, Yu Mun, makasih buat kesabarannya selama ini dan atas semua dukungannya, omelannya, dan senyum terbaik di saat mencari ketenangan di rumah (apa tau tenang? Kayaknya ribut terus, tapi menyenangkan, JJ). 9. Keluarga besar Laboratorium Perancangan Sistem Produksi, atas persahabatan, pembelajaran dan kerja sama yang luar biasa selama ini. 10. Sahabat-sahabat dan teman sejawat tersayang, anakku Jane, keponakanku Azty_Ndud, Ice_ndud, Itol_Ndud, Brian, Paman Gembul, Kak Otoy, Mbod, Oi Samto, Indah, Heni, Acid, Mbem, Cebong, Bonek si Profesor kriting, Ginung, Pak Dokter, mas Bison, mas Edwin, mba Iffa, Zulphe, Echa, Herindra, Samuel, Aci, Phephe, Sofyan. Terimakasih untuk canda tawa, keidiotan, perhatian, kasih sayang, pengalaman berharga, dan dukungannya. Terimakasih buat persahabatannya. 11. Dia yang telah berhasil masuk dalam kehidupanku, atas doa, support, omelan, kesabaran, kepercayaan, dan kesediaannya untuk jadi tempat keluh kesah selama ini. 12. Teman-teman seperjuangan Teknik Industri angkatan 06 yang telah bersama-sama berjuang dalam menyelesaikan studi Strata 1. Semoga persahabatan kita selalu terjaga dengan indah. Terimakasih untuk semua kenangan yang berharga. 13. Seluruh pihak-pihak yang tidak dapat penulis sebutkan satu persatu, atas segala bimbingan, bantuan, kritik, dan saran dalam penyusunan tugas akhir ini. Semoga skripsi ini dapat bermanfaat bagi rekan-rekan mahasiswa maupun siapa saja yang membutuhkannya. Penulis menyadari bahwa laporan tugas akhir ini masih jauh dari sempurna, dengan senang hati dan terbuka penulis menerima segala saran dan kritik yang membangun. Surakarta, 2 November 2010 Penulis vii

8 ABSTRAK Rezki Kurnia Santi. NIM : I KAJIAN FISIOLOGI PADA PENGGUNA PROSTHETIC ENDOSKELETAL SISTEM ENERGY STORING MEKANISME 2-BAR. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Oktober Tubuh manusia dirancang untuk melakukan aktivitas pekerjaan sehari-hari. Salah satu aktivitas fisik yang dilakukan manusia adalah berjalan. Kehilangan salah satu atau keduanya dari bagian tubuh terutama pada anggota gerak pada manusia mengakibatkan keterbatasan dalam beraktivitas. Aktivitas berjalan pada amputee dengan alat bantu gerak (prosthetic) berbeda dengan orang normal sehingga nilai pengukuran fisiologi keduanya berbeda. Saat berjalan pada medan yang berbeda-beda, tubuh akan mengkonsumsi energi yang berbeda pula. Penelitian ini dilakukan terhadap seorang amputee atas lutut yang bertujuan untuk mengetahui tingkat metabolisme melalui pengukuran aspek fisiologi pada pengguna prosthetic energy storing knee saat melakukan aktivitas berjalan pada bidang datar, menaiki dan menuruni bidang miring, menaiki dan menuruni tangga, tanah tidak rata, dan berbatu.. Hal yang dikaji berupa lima kriteria pengukuran fisiologi meliputi %CVL untuk mengetahui tingkat kelelahan yang terjadi, VO 2 maks untuk mengetahui konsumsi oksigen, energi ekspenditur untuk mengetahui konsumsi energi, kebutuhan kalori untuk mengetahui kalori yang diperlukan saat berjalan, dan physiological cost index (PCI) of walking untuk mengetahui tingkat fisiologi pada amputee pengguna prosthetic Hasil penelitian ini adalah nilai-nilai pengkuran fisiologi yang menunjukan bahwa amputee pengguna prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee dengan mekanisme 2 bar memiliki nilai yang mendekati kondisi responden normal dan memiliki kemiripan kondisi fisiologi. Prosthetic endoskeletal energy storing mekanisme 2-bar secara umum cukup memberikan kenyamanan dan mampu mengakomodasi aktivitas berjalan di bidang datar, berjalan menaiki dan menuruni bidang miring, berjalan menaiki dan menuruni tangga, berjalan di tanah tidak rata, dan berjalan di bidang berbatu yang ditunjukkan melalui kedekatan nilai physiological cost index of walking dan nilai aspek fisiologi antara amputee pengguna prosthetic dan responden normal. Prosthetic endoskeletal energy storing mekanisme 2-bar menunjukkan hasil terbaik pada kemiripan kondisi fisiologi saat digunakan dibidang datar, sementara itu saat digunakan berjalan menaiki dan menuruni bidang tangga kurang menunjukkan kemiripan kondisi fisiologi. Kata Kunsi: fisiologi, prosthetic, amputee xxi halaman; 80 gambar; 75 tabel; 24 lampiran Referensi: 23 ( ) viii

9 ABSTRACT Rezki Kurnia Santi. NIM : I STUDY OF PHYSIOLOGICAL FROM THE USER OF ENDOSKELETAL PROSTHETIC WITH ENERGY STORING 2-BARS MECHANISM. Final Assignment. Surakarta : Departement of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, October Human body is used to daily activities. One of the activities of human being is walking. Losing of one or two of human body part, especially lower limb would cause awkwardness on the activities. Walk from amputee with the prosthetic differs from the normal person, so assessment of the physiological condition between them also different. When walking in different areas, human body will consume different energy. The object of this study is a above knee amputee. This study is aim to assess the metabolism levels through physiological aspect measurement on energy storing knee prosthetic user when walking on flat area, up and down ramp, up and down stairs, uneven area, and rocky area. The study consist include five criteria of physiological measurement, they are % cardiovasculer which is usede to know the level of tiredness, VO2 maks which is used to know the oxygen consumption, calories need that used to know the calories needed in walking activities, and physiological cost index (PCI) of walking to know the physiological level on amputee. The result of this study is the value of physiological assessment which is shown that amputee as a user 2 bars mechanism energy storing knee endoskeletal prosthetic having score that close to normal. Respondent condition and having a slight likeness to physiological condition. Two bars mechanism energy storing knee endoskeletal prosthetic generally adequate ingiving comfortness and able to accomodate walking activities in flat area, walking up and down ramp, walking up down stairs, walking on uneven area, and walking on rocky area, showed by closeness of physilogical cost index of walking value and physiological aspect value between prosthetic users amputee and normal respondent. Two bars mechanism energy storing knee endoskeletal prosthetic shows the best result on a slight likeness of physiological condition when it is used on flat area, while when it is used to walk up and down stairs does not show the slight likeness of physiological condition. Keywords: physiology, prosthetic, amputee xxi pages; 80 pictures; 75 tables; 24 attachments References: 23 ( ) ix

10 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 DAFTAR LAMPIRAN i ii iii iv v vi viii ix x xiii xvi xix BAB I PENDAHULUAN 1.1 LATAR BELAKANG... I PERUMUSAN MASALAH... I TUJUAN PENELITIAN... I MANFAAT PENELITIAN... I BATASAN MASALAH... I ASUMSI PENELITIAN... I SISTEMATIKA PENULISAN... I-5 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 ENERGI TUBUH... II Metabolisme... II Body Mass Index... II AKTIVITAS KESEHARIAN commit to TERHADAP user ENERGI TUBUH... II - 4 x

11 2.3 ENERGI TUBUH AMPUTEE... II PENGUKURAN FISILOGI TUBUH... II Kelelahan (Fatigue)... II Denyut Nadi... II Energi Ekspenditur... II Kapasitas Aerobik... II Physiological Cost Index (PCI) of Walking... II PENELITIAN SEBELUMNYA... II -23 BAB III METODOLOGI PENELITIAN 3.1 PEMILIHAN RESPONDEN... III Anthropometri Responden... III Data Kondisi Responden... III PELAKSANAAN PENELITIAN... III Persiapan Penelitian... III Prosedur Penelitian... III-7 BAB IV PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA 4.1 PENGUMPULAN DATA... IV Prosthetic Endoskeletal Sistem Energy Storing... IV Pengguna Prosthetic Kaki Atas Lutut... IV Responden Normal... IV PENGOLAHAN DATA... IV Menentukan Nilai BMI... IV Nilai Pengukuran Fisiologi di Bidang Datar Jalan Normal IV Nilai Pengukuran Fisiologi di Bidang Datar Jalan Cepat. IV Nilai Pengukuran Fisiologi di Bidang Miring... IV Nilai Pengukuran Fisiologi di Bidang Tangga... IV Nilai Pengukuran Fisiologi di Tanah Tidak Rata... IV Nilai Pengukuran Fisiologi di Bidang Berbatu... IV-124 BAB V ANALISA DAN INTERPRETASI HASIL 5.1 ANALISIS HASIL PENELITIAN... V Analisis Persentase Cardiovasculer (%CVL)... V Analisis Rata-Rata commit Distribusi to user %CVL per Fase... V-3 xi

12 5.1.3 Analisis Energi Ekspenditur... V Analisis Kebutuhan Kalori... V Analisis Konsumsi Oksigen... V Analisis PCI of Walking... V Analisis Terhadap Faktor yang Tidak Diperhitungkan... V INTERPRETASI HASIL... V-11 BAB VI KESIMPULAN DAN SARAN 6.1 Kesimpulan... VI Saran... VI-2 DAFTAR PUSTAKA LAMPIRAN xii

13 DAFTAR TABEL Tabel 2.1 Klasifikasi body mass index (BMI) menurut WHO... II - 3 Tabel 2.2 Klasifikasi body mass index (BMI) orang Asia dewasa... II - 3 Tabel 2.3 Kebutuhan energi pria dan wanita... II - 6 Tabel 2.4 Kebutuhan energi untuk aktivitas fisik manusia... II - 6 Tabel 2.5 Klasifikasi kerja berdasarkan % CVL... II - 18 Tabel 3.1 Data anthropometri responden normal... III - 2 Tabel 3.2 Denyut nadi responden... III - 3 Tabel 3.3 Pengumpulan data... III - 2 Tabel 4.1 Komponen penyusun prosthetic endoskeletal... IV - 2 Tabel 4.2 Data denyut jantung aktivitas berjalan pengguna prosthetic... IV - 6 Tabel 4.3 Data waktu aktivitas berjalan pengguna prosthetic... IV - 6 Tabel 4.4 Data kecepatan berjalan responden amputee... IV - 7 Tabel 4.5 Data denyut nadi aktivitas berjalan normal responden normal... IV - 9 Tabel 4.6 Data waktu aktivitas berjalan normal responden normal... IV - 11 Tabel 4.7Data kecepatan berjalan responden normal... IV - 12 Tabel 4.8 Nilai BMI pada responden normal... IV - 15 Tabel 4.9 Nilai % CVL berjalan normal di bidang datar... IV - 17 Tabel 4.10 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan normal di bidang datar IV - 19 Tabel 4.11 Nilai % CVL per siklus di bidang datar... IV - 20 Tabel 4.12 Nilai % CVL per siklus terbesar... IV - 21 Tabel 4.13 Waktu per fase berjalan normal responden di bidang datar... IV - 22 Tabel 4.14 Distribusi nilai % CVL / fase berjalan normal di bidang datar... IV - 23 Tabel 4.15 Energi ekspenditur berjalan normal di bidang datar... IV - 27 Tabel 4.16 Kebutuhan kalori berjalan normal di bidang datar... IV - 30 Tabel 4.17 Konsumsi oksigen berjalan normal di bidang datar... IV - 33 Tabel 4.18 PCI of walking berjalan normal di bidang datar... IV - 35 Tabel 4.19 %CVL responden berjalan cepat di bidang datar... IV - 38 Tabel 4.20 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan... IV - 40 Tabel 4.21 Rata-rata distribusi % commit CVL per to siklus user berjalan cepat... IV - 41 xiii

14 Tabel 4.22 Nilai % CVL per siklus terbesar... IV - 42 Tabel 4.22 Waktu per fase berjalan cepat di bidang datar... IV - 43 Tabel 4.23 %CVL per fase responden di bidang datar jalan cepat... IV - 44 Tabel 4.24 Energi ekspenditur responden berjalan cepat di bidang datar... IV - 49 Tabel 4.25 Kebutuhan kalori responden berjalan cepat di bidang datar... IV - 51 Tabel 4.26 Konsumsi oksigen aktivitas berjalan cepat di bidang datar... IV - 54 Tabel 4.27 PCI of walking responden berjalan cepat di bidang datar... IV - 57 Tabel 4.28 %CVL responden berjalan cepat di bidang datar... IV - 60 Tabel 4.29 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan... IV - 61 Tabel 4.30 Rata-rata distribusi % CVL per siklus berjalan normal... IV - 62 Tabel 4.31 Nilai % CVL per siklus terbesar... IV - 63 Tabel 4.32 Waktu per fase berjalan normal menaiki dan menuruni... IV - 64 Tabel 4.33 Rata-rata distribusi nilai % CVL per fase berjalan normal... IV - 66 Tabel 4.34 Energi ekspenditur responden berjalan di bidang miring... IV - 70 Tabel 4.35 Kebutuhan kalori responden berjalan di bidang miring... IV -73 Tabel 4.36 Konsumsi oksigen responden berjalan di bidang miring... IV - 76 Tabel 4.37 PCI of walking responden berjalan di bidang miring... IV - 78 Tabel 4.38 %CVL responden berjalan di bidang tangga... IV - 81 Tabel 4.39 Jumlah siklus berjalan responden di bidang tangga... IV - 83 Tabel 4.40 Rata-rata distribusi %CVL / siklus berjalan di bidang tangga... IV - 84 Tabel 4.41 Nilai % CVL per siklus terbesar... IV - 85 Tabel 4.42 Waktu per fase berjalan di bidang tangga... IV - 86 Tabel 4.43 Rata-rata distribusi % CVL per fase... IV -88 Tabel 4.44 Energi ekspenditur responden berjalan di bidang tangga... IV - 92 Tabel 4.45 Kebutuhan kalori responden berjalan normal di bidang tangga.. IV - 94 Tabel 4.46 Konsumsi oksigen responden berjalan di bidang tangga... IV - 97 Tabel 4.47 PCI of walking responden berjalan di bidang tangga... IV Tabel 4.48 %CVL responden berjalan di bidang tanah tidak rata... IV Tabel 4.49 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan... IV Tabel 4.50 Rata-rata distribusi % CVL per siklus berjalan... IV Tabel 4.51 Nilai % CVL per siklus terbesar... IV Tabel 4.52 Waktu per fase berjalan commit responden to user di bidang tanah tidak rata.. IV xiv

15 Tabel 4.53 Rata-rata distribusi nilai % CVL per fase... IV Tabel 4.54 Energi ekspenditur responden berjalan di tanah tidak rata... IV Tabel 4.55 Kebutuhan kalori responden berjalan di tanah tidak rata... IV Tabel 4.56 Konsumsi oksigen responden berjalan di tanah tidak rata... IV Tabel 4.57 PCI of walking responden berjalan di tanah tidak rata... IV Tabel 4.58 %CVL responden berjalan di bidang berbatu... IV Tabel 4.59 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan... IV Tabel 4.60 Distribusi % CVL per siklus pada responden... IV Tabel 4.61 Nilai % CVL per siklus terbesar... IV Tabel 4.62 Waktu per fase berjalan responden di bidang berbatu... IV Tabel 4.63 Rata-rata distribusi % CVL / fase berjalan di bidang berbatu... IV Tabel 4.64 Energi ekspenditur responden berjalan di bidang berbatu... IV Tabel 4.65 Kebutuhan kalori responden berjalan di bidang berbatu... IV Tabel 4.66 Konsumsi oksigen responden berjalan di bidang berbatu... IV Tabel 4.67 PCI of walking responden berjalan di bidang berbatu... IV xv

16 DAFTAR GAMBAR Gambar 2.1 Bidang datar dan rata.... II - 8 Gambar 2.2 Bidang tangga.... II - 8 Gambar 2.3 Bidang miring.... II - 9 Gambar 2.4 Bidang tidak rata.... II - 10 Gambar 2.5 Hubungan denyut jantung dengan kondisi kerja.... II - 16 Gambar 2.6 Pembagian denyut jantung pada saat beraktivitas... II - 16 Gambar 2.7 Total energi ekspenditur... II - 20 Gambar 3.1 Metodologi penelitian.... III - 1 Gambar 3.2 Heart rate monitor.... III - 5 Gambar 3.3 Prosthestic atas lutut dengan energy storing knee.... III - 5 Gambar 3.4 Bidang datar.... III - 6 Gambar 3.5 Bidang tangga... III - 6 Gambar 3.6 Bidang miring.... III - 7 Gambar 4.1 Prosthetic endoskeletal sistem energy storing.... IV - 1 Gambar 4.2 Pengukuran data pada pengguna prosthetic.... IV - 5 Gambar 4.3 Fase berjalan pada pengguna prosthetic atas lutut.... IV - 7 Gambar 4.4 Grafik % CVL responden berjalan normal di bidang datar.... IV - 17 Gambar 4.5 Siklus pola jalan (gait cycle).... IV - 18 Gambar 4.6 Grafik distribusi % CVL per siklus... IV - 20 Gambar 4.7 Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar... IV - 21 Gambar 4.8 Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase.... IV - 22 Gambar 4.9 Rata-rata distribusi % CVL per fase.... IV - 24 Gambar 4.10 Rata-rata distribusi % CVL per fase berjalan normal.... IV - 24 Gambar 4.11 Energi ekspenditur respond berjalan normal di bidang datar.. IV - 28 Gambar 4.12 Kebutuhan kalori saat berjalan normal di bidang datar.... IV - 30 Gambar 4.13 Grafik konsumsi oksigen berjalan normal di bidang datar... IV - 33 Gambar 4.14 Phyiological cost index (PCI) of walking berjalan normal.... IV - 36 Gambar 4.15 Grafik % CVL responden berjalan cepat di bidang datar.... IV - 39 Gambar 4.16 Grafik rata-rata distribusi commit % to CVL user per siklus.... IV - 41 xvi

17 Gambar 4.17 Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar.... IV - 42 Gambar 4.18 Grafik hasil pengamatan waktu per fase.... IV - 43 Gambar 4.19 Rata-rata distribusi % CVL per fase berjalan cepat.... IV - 45 Gambar 4.20 Rata-rata distribusi % CVL pada gerak per fase.... IV - 46 Gambar 4.21 Energi ekspenditur responden berjalan cepat di bidang datar.. IV - 49 Gambar 4.22 Kebutuhan kalori saat berjalan cepat di bidang datar.... IV - 52 Gambar 4.23 Konsumsi oksigen berjalan cepat di bidang datar.... IV - 55 Gambar 4.24 PCI of walking berjalan normal di bidang datar.... IV - 58 Gambar 4.25 Grafik hasil perhitungan % CVL di bidang miring... IV - 60 Gambar 4.26 Grafik rata-rata distribusi % CVL / siklus di bidang miring.... IV - 63 Gambar 4.27 Grafik pengamatan % CVL per siklus terbesar berjalan... IV - 64 Gambar 4.28 Grafik waktu per fase responden di bidang miring.... IV - 65 Gambar 4.29 Rata-rata distribusi % CVL per fase responden.... IV - 66 Gambar 4.30 Rata-rata distribusi % CVL pada gerak per fase berjalan... IV - 67 Gambar 4.31 Energi ekspenditur responden berjalan di bidang miring.... IV - 71 Gambar 4.32 Kebutuhan kalori responden berjalan di bidang miring.... IV - 73 Gambar 4.33 Konsumsi oksigen responden berjalan di bidang miring.... IV - 76 Gambar 4.34 PCI of walking responden berjalan di bidang miring.... IV - 79 Gambar 4.35 Grafik % CVL responden di bidang tangga... IV - 82 Gambar 4.36 Grafik rata-rata distribusi % CVL / siklus di bidang tangga.... IV - 84 Gambar 4.37 Grafik pengamatan nilai % CVL per siklus terbesar.... IV - 85 Gambar 4.38 Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase.... IV - 86 Gambar 4.39 Waktu per fase berjalan di bidang tangga.... IV - 88 Gambar 4.40 Rata-rata distribusi % CVL per fase.... IV - 89 Gambar 4.41 Energi ekspenditur responden berjalan di bidang tangga... IV - 92 Gambar 4.42 Kebutuhan kalori responden berjalan di bidang tangga.... IV - 95 Gambar 4.43 Konsumsi oksigen responden berjalan di bidang tangga.... IV - 98 Gambar 4.44 PCI of walking responden berjalan di bidang tangga.... IV Gambar 4.45 %CVL responden berjalan di bidang tanah tidak rata.... IV Gambar 4.46 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan... IV Gambar 4.47 Rata-rata distribusi % CVL per siklus berjalan.... IV Gambar 4.48 Nilai % CVL per siklus commit terbesar. to user... IV -109 xvii

18 Gambar 4.49 Rata-rata distribusi %CVL per fase di tanah tidak rata... IV Gambar 4.50 Distribusi % CVL pada gerak per fase... IV Gambar 4.51 Energi ekspenditur responden di tanah tidak rata.... IV Gambar 4.52 Kebutuhan kalori responden berjalan di tanah tidak rata.... IV Gambar 4.53 Konsumsi oksigen responden berjalan di tanah tidak rata.... IV Gambar 4.54 PCI of walking responden berjalan di tanah tidak rata.... IV Gambar 4.55 %CVL responden berjalan di bidang berbatu... IV Gambar 4.56 Hasil pengamatan jumlah siklus berjalan... IV Gambar 4.57 Distribusi % CVL per siklus pada responden.... IV Gambar 4.58 Grafik hasil pengamatan terhadap waktu per fase.... IV Gambar 4.59 Rata-rata distribusi % CVL per fase berjalan.... IV Gambar 4.60 Rata-rata distribusi % CVL per fase berjalan.... IV Gambar 4.61 Energi ekspenditur responden berjalan di bidang berbatu.... IV Gambar 4.62 Kebutuhan kalori responden berjalan di bidang berbatu.... IV Gambar 4.63 Konsumsi oksigen responden berjalan di bidang berbatu... IV Gambar 4.64 PCI of walking responden berjalan di bidang berbatu.... IV xviii

19 DAFTAR LAMPIRAN Lampiran 1 Grafik Denyut Jantung Amputee Berjalan Normal di Bidang Datar... L-1 Lampiran 2 Grafik Denyut Jantung Amputee Berjalan Cepat di Bidang Datar... L-1 Lampiran 3 Grafik Denyut Jantung Amputee Berjalan di Bidang Miring... L-2 Lampiran 4 Grafik Denyut Jantung Amputee Berjalan di Bidang Tangga... L-3 Lampiran 5 Grafik Denyut Jantung Amputee Berjalan di Tanah Tidak Rata... L-3 Lampiran 6 Grafik Denyut Jantung Amputee Berjalan di Bidang Berbatu... L-4 Lampiran 7 Grafik Denyut Jantung Normal 1 Berjalan Normal di Bidang Datar... L-5 Lampiran 8 Grafik Denyut Jantung Normal 1 Berjalan Cepat di Bidang Datar... L-5 Lampiran 9 Grafik Denyut Jantung Normal 1 Berjalan Normal di Bidang Miring... L-6 Lampiran 10 Grafik Denyut Jantung Normal 1 Berjalan Normal di Bidang Tangga... L-7 Lampiran 11 Grafik Denyut Jantung Normal 1 Berjalan Normal di Bidang Tanah Tidak Rata... L-7 Lampiran 12 Grafik Denyut Jantung Normal 1 Berjalan Normal di Bidang Berbatu... L-8 Lampiran 13 Grafik Denyut Jantung Normal 2 Berjalan Normal di Bidang Datar... L-9 Lampiran 14 Grafik Denyut Jantung Normal 2 Berjalan Cepat di Bidang Datar... L-9 Lampiran 15 Grafik Denyut Jantung Normal 2 Berjalan Normal di Bidang Miring... L-10 Lampiran 16 Grafik Denyut Jantung Normal 2 Berjalan Normal di Bidang Tangga... L-11 Lampiran 17 Grafik Denyut Jantung Normal 2 Berjalan Normal di Bidang Tanah Tidak Rata... L-11 xix

20 Lampiran 18 Grafik Denyut Jantung Normal 2 Berjalan Normal di Bidang Berbatu... L-12 Lampiran 19 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Normal di Bidang Datar... L-13 Lampiran 20 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Cepat di Bidang Datar... L-13 Lampiran 21 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Normal di Bidang Miring... L-14 Lampiran 22 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Normal di Bidang Tangga... L-15 Lampiran 23 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Normal di Bidang Tanah Tidak Rata... L-15 Lampiran 24 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Normal di Bidang Berbatu... L-16 Lampiran 25 Grafik Denyut Jantung Normal 4 Berjalan Normal di Bidang Datar... L-17 Lampiran 26 Grafik Denyut Jantung Normal 4 Berjalan Cepat di Bidang Datar... L-17 Lampiran 27 Grafik Denyut Jantung Normal 4 Berjalan Normal di Bidang Miring... L-18 Lampiran 28 Grafik Denyut Jantung Normal 4 Berjalan Normal di Bidang Tangga... L-19 Lampiran 29 Grafik Denyut Jantung Normal 4 Berjalan Normal di Bidang Tanah Tidak Rata... L-19 Lampiran 30 Grafik Denyut Jantung Normal 4 Berjalan Normal di Bidang Berbatu... L-20 Lampiran 31 Grafik Denyut Jantung Normal 5 Berjalan Normal di Bidang Datar... L-21 Lampiran 32 Grafik Denyut Jantung Normal 5 Berjalan Cepat di Bidang Datar... L-21 Lampiran 33 Grafik Denyut Jantung Normal 5 Berjalan Normal di Bidang Miring... L-22 xx

21 Lampiran 34 Grafik Denyut Jantung Normal 5 Berjalan Normal di Bidang Tangga... L-23 Lampiran 35 Grafik Denyut Jantung Normal 5 Berjalan Normal di Bidang Tanah Tidak Rata... L-23 Lampiran 36 Grafik Denyut Jantung Normal 3 Berjalan Normal di Bidang Datar... L-24 xxi

22 ABSTRAK Rezki Kurnia Santi. NIM : I KAJIAN FISIOLOGI PADA PENGGUNA PROSTHETIC ENDOSKELETAL SISTEM ENERGY STORING MEKANISME 2-BAR. Skripsi. Surakarta : Jurusan Teknik Industri, Fakultas Teknik, Universitas Sebelas Maret, Oktober Tubuh manusia dirancang untuk melakukan aktivitas pekerjaan sehari-hari. Salah satu aktivitas fisik yang dilakukan manusia adalah berjalan. Kehilangan salah satu atau keduanya dari bagian tubuh terutama pada anggota gerak pada manusia mengakibatkan keterbatasan dalam beraktivitas. Aktivitas berjalan pada amputee dengan alat bantu gerak (prosthetic) berbeda dengan orang normal sehingga nilai pengukuran fisiologi keduanya berbeda. Saat berjalan pada medan yang berbeda-beda, tubuh akan mengkonsumsi energi yang berbeda pula. Penelitian ini dilakukan terhadap seorang amputee atas lutut yang bertujuan untuk mengetahui tingkat metabolisme melalui pengukuran aspek fisiologi pada pengguna prosthetic energy storing knee saat melakukan aktivitas berjalan pada bidang datar, menaiki dan menuruni bidang miring, menaiki dan menuruni tangga, tanah tidak rata, dan berbatu.. Hal yang dikaji berupa lima kriteria pengukuran fisiologi meliputi %CVL untuk mengetahui tingkat kelelahan yang terjadi, VO 2 maks untuk mengetahui konsumsi oksigen, energi ekspenditur untuk mengetahui konsumsi energi, kebutuhan kalori untuk mengetahui kalori yang diperlukan saat berjalan, dan physiological cost index (PCI) of walking untuk mengetahui tingkat fisiologi pada amputee pengguna prosthetic Hasil penelitian ini adalah nilai-nilai pengkuran fisiologi yang menunjukan bahwa amputee pengguna prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee dengan mekanisme 2 bar memiliki nilai yang mendekati kondisi responden normal dan memiliki kemiripan kondisi fisiologi. Prosthetic endoskeletal energy storing mekanisme 2-bar secara umum cukup memberikan kenyamanan dan mampu mengakomodasi aktivitas berjalan di bidang datar, berjalan menaiki dan menuruni bidang miring, berjalan menaiki dan menuruni tangga, berjalan di tanah tidak rata, dan berjalan di bidang berbatu yang ditunjukkan melalui kedekatan nilai physiological cost index of walking dan nilai aspek fisiologi antara amputee pengguna prosthetic dan responden normal. Prosthetic endoskeletal energy storing mekanisme 2-bar menunjukkan hasil terbaik pada kemiripan kondisi fisiologi saat digunakan dibidang datar, sementara itu saat digunakan berjalan menaiki dan menuruni bidang tangga kurang menunjukkan kemiripan kondisi fisiologi. Kata kunci: alat pencetak lilin, REBA, parallel casting, produktivitas xix halaman; 79 gambar; 31 tabel; 4 lampiran Daftar Pustaka: 23 ( )

23 ABSTRAK Rezki Kurnia Santi. NIM : I STUDY OF PHYSIOLOGICAL FROM THE USER OF ENDOSKELETAL PROSTHETIC WITH ENERGY STORING 2-BARS MECHANISM. Final Assignment. Surakarta : Departement of Industrial Engineering, Faculty of Engineering, Sebelas Maret University, October Human body is designed to do daily activities. One of the activities of human being is to walk. Losing of one or two of human body part, especially lower lib will cause awkwardness on the activities. The activities of walk on amputee with the prosthetic differs from normal human being, so that physiological measurement value between them also different. When walking in different areas, human body will consume different energy. This study is done on an above knee amputee and intended to know the metabolism levels through physiological aspect measurement on prosthetic energy storing knee users when doing walking activities on flat area, up and down hill area, up and down stairs, unheavy area, and rocky area. The thing that be discussed consist of five criteria of physiological measurement, they are %cardiovasculer to know the level of tiredness, VO2maks to know the oxygen consumption, calories need to know the calories needed in walking activities, and physiological cost index (PCI) of walking to know the physiological level on amputee. The result of this study is that the value of physiological measurement shows that endoskeletal prosthetic with energy storiing knee with 2-bars mechanism users amputee having score that close to normal. Respondent condition and having a slight likeness to physiological condition. Endoskeletal prosthetic with energy storing 2-bars mechanism generally adequate ingiving comfortness and able to accomodate walking activities in flat area, walking up don hill, walking up down stairs, walking in unheavy area, and walking in rocky area, showed by closeness of physilogical cost index of walking value and physiological aspect value between prosthetic users amputee and normal respondent. Endoskeletal prosthetic with energy storing 2-bars mechanism shows the best result on a slight likeness of physiological condition when it is used on flat area, while when it is used to walk up and down stairs does not show the slight likeness of physiological condition. Keywords: physiology, prosthetic, amputee xix pages; 80 pictures; 75 tables; 24 attachments References: 23 ( ) ii

24 BAB I PENDAHULUAN Pada bab ini diuraikan beberapa hal pokok mengenai penelitian ini meliputi latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, batasan masalah dan asumsi, serta sistematika pembahasan. 1.1 LATAR BELAKANG Tubuh manusia dirancang untuk melakukan aktivitas pekerjaan sehari-hari. Pekerjaan mempunyai arti penting bagi kemajuan dalam mencapai kehidupan yang produktif. Saat beraktivitas, tubuh akan menerima beban dari luar tubuh. Salah satu aktivitas fisik yang dilakukan manusia adalah berjalan. Menurut Astrand and Radahl (1977), saat berjalan normal manusia mengkonsumsi energi sebesar 7,6 kj/min. Aktivitas manusia tidak hanya berjalan normal pada bidang datar tapi juga walking up-down hill (naik turun bidang miring), climbing stairs (menaiki tangga), tanah tidak rata (uneven ground), dan tanah berbatu (rocky ground). Saat berjalan pada medan yang berbeda-beda, tubuh akan mengkonsumsi energi yang berbeda pula. Pada saat berjalan menaiki dan menuruni bidang miring, tubuh mengkonsumsi energi sebesar 20,6 kj/min dan 8,1 kj/min. Saat berjalan menaiki tangga, tubuh mengkonsumsi energi sebesar 33,6 kj/min. Adapun pada saat berjalan di tanah yang tidak rata, tubuh mengkonsumsi energi sebesar 28,4 kj/min. Menurut Murray (2003), cara yang diambil untuk mengukur pengeluaran energi adalah mengukur konsumsi oksigen, dimana 1 liter O 2 yang dikonsumsi setara dengan pengeluaran energi sebesar kurang lebih 4,83 kkal (20kJ). Menurut Tarwaka (2004) cara mengukur pengeluaran energi saat ini digunakan dengan 2 cara yaitu langsung melalui asupan oksigen selama bekerja dan cara tidak langsung dengan menghitung denyut nadi selama bekerja. Kehilangan salah satu atau keduanya dari bagian tubuh terutama pada anggota gerak pada manusia mengakibatkan keterbatasan dalam beraktivitas. Aktivitas berjalan pada amputee dengan alat bantu gerak (prosthetic) berbeda dengan orang normal sehingga nilai commit pengukuran to user fisiologi keduanya berbeda.verne I-1

25 (1968) mengungkapkan bahwa ketiadaan gerakan tubuh karena hilangnya suatu anggota tubuh menyebabkan pemakaian energi meningkat sebesar 10-15%. Aktivitas yang dilakukan oleh seorang amputee memerlukan energi dan oksigen yang lebih besar dibandingkan dengan orang normal. Selain itu, tingkat kelelahan pun lebih besar. Energi yang dikeluarkan amputee pengguna prosthetic yang lebih baik akan lebih kecil. Hal ini diperkuat dengan adanya penelitian oleh Herdiman, dkk (2009) mengenai kajian fisiologi pada karakteristik prosthetic kaki endoskeletal jenis Above-Knee Prosthetic (AKP). Hasil penelitian ini adalah prosthetic endoskeletal menunjukkan hasil yang lebih baik dibandingkan prosthetic eksoskeletal. Hal ini mempengaruhi tingkat fisiologi tubuh pengguna (amputee). Kini telah dikembangkan prosthetic above knee endoskeletal dengan energy storing knee mekanisme 2-bar dengan menggunakan gas spring. Yang dimaksud dengan 2-bar adalah adanya 2 buah link yang dihubungkan dengan 1 joint. Pada desain ini link aktif terdapat pada adapter atas sedangkan link pasif terdapat pada bagian chasis. Fungsi gas spring adalah memberikan respon meluruskan kaki saat dilipat pada sudut tertentu dan apabila dilipat melebihi sudut tersebut maka kaki tidak akan kembali lurus. Penggunaan gas spring diharapkan dapat memberikan kemudahan kaki dalam melangkah saat menggunakan prosthetic above knee endoskeletal dengan energy storing knee, tidak hanya mudah untuk berjalan di bidang yang datar dan rata, tapi juga untuk berjalan di bidang yang lain seperti bidang miring, tangga, tidak rata, dan bidang berbatu. Performa prosthetic ini dapat diuji melalui pengujian biomekanik dan fisiologi. Pengujian fisiologi dapat mengetahui metabolisme tubuh pada saat menggunakan prosthetic termasuk mengetahui konsumsi energi amputee pengguna prosthetic. Semakin baik suatu desain prosthetic, energi yang dikonsumsi penggunanya juga akan semakin lebih kecil tidak hanya dilihat dari energi mekaniknya, melainkan energi secara keseluruhan yang dapat diukur dari tingkat fisiologinya. Oleh karena itu, penelitian mengenai pengukuran tingkat fisiologi amputee saat menggunakan prosthetic endoskeletal energy storing mekanisme 2-bar perlu dilakukan. Penelitian ini dilakukan untuk mengetahui tingkat metabolisme melalui pengukuran aspek fisiologi pada commit pengguna to user prosthetic energy storing knee saat I-2

26 melakukan aktivitas berjalan pada bidang datar, menaiki dan menuruni bidang miring, menaiki dan menuruni tangga, tanah tidak rata, dan berbatu.. Hal yang dikaji berupa lima kriteria pengukuran fisiologi meliputi %CVL untuk mengetahui tingkat kelelahan yang terjadi, VO 2 maks untuk mengetahui konsumsi oksigen, energi ekspenditur untuk mengetahui konsumsi energi, kebutuhan kalori untuk mengetahui kalori yang diperlukan saat berjalan, dan physiological cost index (PCI) of walking untuk mengetahui tingkat fisiologi pada amputee pengguna prosthetic. Kajian fisiologi ini diharapkan mampu memberikan informasi mengenai kesesuaiannya dengan kondisi fisiologi orang normal meliputi tingkat kelelahan, energi yang dikeluarkan amputee pada saat menggunakan prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee dengan mekanisme 2-bar, kebutuhan kalori, konsumsi oksigen, dan PCI of walking dalam mengakomodasi akivitas berjalan. 1.2 PERUMUSAN MASALAH Berdasarkan latar belakang di atas maka perumusan masalah yang dapat diangkat adalah bagaimana hasil pengukuran fisiologi pengguna pada penyandang cacat kaki atas lutut yang menggunakan prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee mekanisme 2-bar untuk bidang datar, bidang naik turun tangga, bidang miring, bidang tanah tidak rata, dan bidang berbatu. 1.3 TUJUAN PENELITIAN Tujuan yang dicapai dalam penelitian ini yaitu menentukan konsumsi metabolisme tubuh dari hasil fisiologi pada penyandang cacat kaki atas lutut. Sedangkan tujuan yang dalam penelitian ini, yaitu: 1. Mengukur aspek fisiologi yang meliputi tingkat kelelahan (%CVL), energi ekspenditur, kebutuhan kalori, konsumsi oksigen, dan physiological cost index (PCI) of walking pengguna prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee dengan mekanisme 2-bar. 2. Menentukan selisih nilai aspek fisiologi antara amputee pengguna prosthetic dan responden normal saat melakukan aktivitas berjalan di bidang datar, berjalan menaiki dan menuruni bidang miring, berjalan menaiki dan menuruni tangga, berjalan di tanah tidak commit rata, dan to berjalan user di bidang berbatu. I-3

27 1.4 MANFAAT PENELITIAN Adapun manfaat yang dicapai dalam penelitian ini, yaitu: 1. Memberikan rekomendasi prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee dengan mekanisme 2-bar yang memiliki respon fisiologi mendekati kondisi orang normal dalam mengakomodasi aktivitas berjalan di lingkungan sekitar. 2. Memperoleh hasil pengukuran aspek fisiologi yang meliputi tingkat kelelahan (%CVL), energi ekspenditur, kebutuhan kalori, konsumsi oksigen, dan physiological cost index (PCI) of walking yang dikeluarkan oleh pengguna prosthetic endoskeletal sistem energy storing knee dengan mekanisme 2-bar 1.5 BATASAN MASALAH Batasan masalah dari penelitian pengukuran fisiologi prosthetic kaki bagian atas lutut, sebagai berikut: 1. Penelitian dilakukan kepada 1 responden laki-laki yang kehilangan satu anggota gerak atas lutut dan 5 orang responden laki-laki normal. 2. Kondisi aktivitas yang diamati adalah pada saat berjalan. 3. Waktu istirahat untuk melaksanakan percobaan berikutnya sebesar 15 menit. 4. Pengamatan amputee berjalan dilakukan di bidang datar, hill, stair, uneven plant, dan rocky plant. 5. Stairs atau tangga yang digunakan memiliki dimensi panjang 2 m, tinggi 75 cm, tinggi anak tangga 15 cm, lebar anak tangga 1 m, dan sudut elevasi Hill atau bidang miring memiliki panjang 175 cm, tinggi 75 cm, dan sudut elevasi Stairs dan hill memiliki kondisi tekstur permukaan rata dan tidak licin. 8. Kriteria fisiologi yang digunakan adalah %CVL, energi ekspenditur, kebutuhan kalori, konsumsi oksigen, dan physiological cost index of walking. 9. Pengukuran denyut nadi dilakukan di ujung jari telunjuk tangan kiri. 1.6 ASUMSI PENELITIAN Asumsi-asumsi yang digunakan pada penelitian pengukuran fisiologi prosthetic kaki atas lutut, sebagai berikut: 1. Responden amputee dan responden normal dalam keadaan sehat dan normal. 2. Anatomi tubuh amputee normal. I-4

28 3. Aspek psikologi tidak mempengaruhi hasil penelitian. 4. Responden normal maupun amputee memiliki kecepatan berjalan normal yang berbeda dan pada penelitian ini kecepatan tersebut diasumsikan telah tercapai. 5. Konsumsi energi setiap waktu konstan saat melakukan aktivitas berjalan. 6. Faktor eksternal meliputi temperatur, kelembaban udara, dan sirkulasi udara tidak mempengaruhi kondisi fisiologi responden. 1.7 SISTEMATIKA PENULISAN Sistematika penulisan dibuat agar dapat memudahkan pembahasan penyelesaian masalah dalam penelitian ini. Penjelasan mengenai sistematika penulisan dibawah ini. BAB I : PENDAHULUAN Bab ini menguraikan berbagai hal mengenai latar belakang penelitian, perumusan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, batasan masalah, asumsi-asumsi dan sistematika penulisan. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini menguraikan teori-teori yang akan dipakai untuk mendukung penelitian, sehingga perhitungan dan analisis dilakukan secara teoritis. Tinjauan pustaka diambil dari berbagai sumber yang berkaitan langsung dengan permasalahan yang dibahas dalam penelitian. BAB III : METODOLOGI PENELITIAN Bab ini berisi tahapan yang dilalui dalam penyelesaian masalah secara umum yang berupa gambaran terstruktur dalam bentuk flowchart sesuai dengan permasalahan yang ada mulai dari pemilihan responden, pengumpulan data denyut nadi sampai dengan pengolahan data dan analisis. BAB IV : PENGUMPULAN DAN PENGOLAHAN DATA Bab ini berisi data penelitian yang terdiri dari data tinggi badan, berat badan, data denyut nadi hasil pengamatan, dan data rekaman video aktivitas berjalan. Pada bab ini dijelaskan cara pengolahan data tersebut. Percobaan dan pengambilan data dilakukan di laboratorium perencanaan dan perancangan produk Jurusan Teknik Industri UNS dan laboratorium sistem produksi Jurusan Teknik Industri UNS. I-5

29 BAB V : ANALISIS DAN INTERPRETASI HASIL Bab ini berisi interpretasi hasil pengolahan data dan melakukan analisa terhadap tujuan penelitian yang ditetapkan. BAB VI : KESIMPULAN DAN SARAN Bab ini menguraikan target pencapaian dari tujuan penelitian dan kesimpulan yang diperoleh dari pembahasan masalah. Bab ini juga menguraikan saran dan masukan bagi kelanjutan penelitian. I-6

30 BAB II TINJAUAN PUSTAKA 2.1 ENERGI TUBUH Menurut Sastrowinoto (1985), konsumsi energi didefinisikan sebagai suatu energi yang dikeluarkan atau dibutuhkan oleh tubuh untuk melakukan aktivitas tertentu. Konsumsi energi pada manusia diukur dengan KiloKalori (KKal). Kebutuhan energi seseorang menurut FAO/WHO (1985) adalah konsumsi energi berasal dari makanan yang diperlukan untuk menutupi pengeluaran energi seseorang bila ia mempunyai ukuran dan komposisi tubuh dengan tingkat aktivitas yang sesuai dengan kesehatan jangka panjang dan yang memungkinkan pemeliharaan aktivitas fisik yang diperlukan secara sosial dan ekonomi (Suwita, 2003). Salah satu proses penting dalam tubuh manusia adalah berubahnya energi kimia dari makanan menjadi panas dan energi mekanik. Makanan dipecah di dalam usus menjadi senyawa kimia sederhana sehingga dapat dicerna oleh dinding alat pencerna sampai ke aliran darah. Bagian terbesar dari pecahan makanan kemudian diangkut ke hati untuk disimpan sebagai cadangan energi dalam bentuk glikogen dan jika diperlukan lalu dilepaskan ke dalam aliran darah sebagian besar dalam bentuk senyawa gula (Sastrowinoto, 1985). Hanya sebagian kecil pecahan makanan itu terpakai untuk membangun jaringan tubuh atau tinggal pada jaringan lembut sebagai lemah. Dengan perantaraan darah, bahan makanan yang berenergi itu mencapai semua sel tubuh dan mendapatkan energi dirinya dengan jalan menghancurkan menjadi produk akhir yang berenergi rendah (air, karbondioksida dan urea). Dalam fisiologi kerja, konsumsi energi diukur secara tidak langsung melalui konsumsi oksigen yang kemudian dihasilkan dengan hasil kerja. Setiap liter oksigen yang dibutuhkan oleh tubuh manusia menghasilkan energi sebesar 4,8 KKal dan dinamakan nilai kalorifik dari oksigen (Sastrowinoto, 1985). Pada waktu bekerja, pengeluaran energi meningkat. Makin besar gerakan otot maka makin tinggi pula pengeluaran energi kerjanya. Kenaikan II - 1

31 konsumsi energi yang nampak dalam kerja fisik itu dinyatakan dalam Kalori Kerja. Fisiologi kerja adalah studi tentang fungsi digunakan untuk melakukan aktivitas. Kemampuan manusia untuk melaksanakan kegiatannya tergantung pada struktur fisik dari tubuhnya. Semua kegiatan tubuh manusia memerlukan tenaga yang diperoleh dari proses metabolisme dalam otot (Primawati, 2009) Metabolisme Menurut Tanzil (2007), metabolisme adalah kumpulan proses-proses kimia yang mengubah bahan makanan menjadi bentuk kerja mekanis dan panas atau sering diartikan sebagai semua perubahan kimia dan energi yang terjadi di dalam tubuh. Metabolisme ditinjau dari 2 segi, yaitu: 1. Metabolisme materi / intermedier. Metabolisme materi merupakan perubahan berbagai bahan dalam tubuh. 2. Metabolisme energi. Metabolisme energi merupakan perubahan energi kimia bahan makanan dan dikeluarkan dalam bentuk energi panas dan panas kerja. Pengukuran metabolisme energi dapat dilakukan dengan 2 cara yaitu dengan kalorimeter langsung dan tidak langsung. Tujuan dari pengukuran laju metabolisme adalah untuk keperluan kalori, diet, dan diagnosis. Faktor-faktor yang mempengaruhi laju metabolisme adalah kerja otot, pemasukan makanan terakhir, suhu lingkungan, tinggi badan, berat badan, jenis kelamin, umur, keadaan emosi, iklim, suhu tubuh, kehamilan, laktasi, haid, kadar hormon tiroid dalam darah, dan kadar epinefrin/norepinefrin dalam darah 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 II - 2

32 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. W BMI = 2...persamaan 2.1 H dengan; W adalah berat badan dalam kg H adalah tinggi badan dalam m Klasifikasi nilai BMI menurut WHO dalam website Forum Obesitas (2008) disajikan pada tabel 2.1. Tabel 2.1 Klasifikasi body mass index (BMI) menurut WHO Kategori BMI (kg/m 2 ) Resiko terkena penyakit Langsing < 18.5 Rendah Proporsional Rata-rata Gemuk 25 a. Pra obesitas Meningkat b. Obesitas I Sedang c. Obesitas II Berbahaya d. Obesitas III 40 Sangat berbahaya Sumber: WHO dalam Forum Obesitas, 2008 WHO melakukan penelitian mengenai BMI di Singapura pada tahun Hasil penelitian menunjukkan orang Singapura dengan BMI kg/m 2 mempunyai lemak tubuh sama dengan orang kulit putih dengan BMI 30 kg/m 2. Hasil ini membuat WHO mengeluarkan standar BMI yang secara khusus berlaku bagi orang-orang Asia dewasa. Klasifikasi BMI untuk orang Asia dewasa ditampilkan pada tabel 2.2. Tabel 2.2 Klasifikasi body mass index (BMI) orang Asia dewasa Kategori BMI (kg/m 2 ) Resiko terkena penyakit Langsing < 18.5 Rendah Proporsional Rata-rata Gemuk 23 a. Pra obesitas Meningkat b. Obesitas I Sedang c. Obesitas II 30 Berbahaya Sumber: WHO dalam Forum Obesitas, 2008 II - 3

33 Tabel 2.2 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. 2.2 AKTIVITAS KESEHARIAN TERHADAP ENERGI TUBUH 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 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 melalui konsumsi oksigen, denyut nadi per detik, peredaran udara dalam paruparu, 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: II - 4