Kaki prostesis merupakan alat bantu yang digunakan oleh penyandang amputasi tungkai bawah untuk membantu meningkatkan mobilitas dan menjalankan aktivitas sehari-hari. Salah satu bagian penting dari kaki prostesis adalah telapak kaki prostesis. Bagian ini berperan dalam mendukung kenyamanan, keseimbangan, dan kemampuan berjalan pengguna.
Penelitian oleh Muhammad Khafidh, Wahyudi Pratama, Tri Nurudin, Donny Suryawan, Lilis Kistriyani, Siti Aminah, dan Rifky Ismail membahas perancangan alat uji dorsifleksi untuk telapak kaki prostesis berdasarkan standar ISO 10328. Penelitian tersebut diterbitkan dalam Jurnal Rekayasa Mesin, Vol. 18 No. 3, halaman 463–470, Desember 2023.
Mengapa Telapak Kaki Prostesis Perlu Diuji?
Telapak kaki prostesis umumnya menggunakan material elastomer. Di Indonesia, produk telapak kaki prostesis masih banyak berasal dari luar negeri. Meskipun demikian, beberapa produk juga telah dikembangkan oleh UMKM lokal.
Kualitas telapak kaki prostesis perlu diuji agar produk dapat bekerja dengan baik dan aman saat digunakan. Oleh karena itu, standar internasional seperti ISO 10328 dapat digunakan sebagai acuan untuk menguji kemampuan struktur dan performa prostesis.
Salah satu pengujian yang penting adalah uji dorsifleksi. Pengujian ini dilakukan untuk mengetahui kemampuan telapak kaki prostesis saat menekuk ke arah atas.
Kemampuan tersebut berhubungan dengan kenyamanan dan keseimbangan pengguna. Dengan demikian, alat uji yang sesuai standar diperlukan untuk membantu memastikan kualitas telapak kaki prostesis.
Tujuan Penelitian
Penelitian ini bertujuan untuk merancang dan membuat alat uji dorsifleksi telapak kaki prostesis berdasarkan standar ISO 10328.
Secara khusus, alat yang dikembangkan diharapkan dapat:
- memberikan beban sesuai standar;
- melakukan pengujian secara otomatis;
- menghasilkan data yang akurat;
- digunakan untuk berbagai ukuran telapak kaki prostesis;
- memberikan hasil yang konsisten pada pengujian berulang.
Selain itu, alat ini diharapkan dapat membantu pengujian produk telapak kaki prostesis buatan dalam negeri. Dengan adanya alat tersebut, proses pengujian dapat dilakukan secara lebih terukur.
Perancangan Alat Uji Dorsifleksi
Perancangan alat dilakukan menggunakan metode morfologi. Metode ini digunakan untuk membandingkan beberapa pilihan desain sebelum menentukan desain yang paling sesuai.
Dalam proses perancangan, terdapat beberapa persyaratan utama. Alat harus dapat bekerja secara otomatis, mampu menahan beban sesuai standar ISO 10328, dan menghasilkan data yang akurat.
Selain persyaratan utama tersebut, alat juga diharapkan mudah dirawat, mudah dipindahkan, dan mudah digunakan.
Berdasarkan hasil pemilihan desain, alat menggunakan sistem pneumatik. Sistem ini memanfaatkan kompresor untuk menghasilkan gaya tekan pada telapak kaki prostesis.
Beberapa komponen utama yang digunakan meliputi:
- kompresor;
- pengatur tekanan;
- silinder pneumatik;
- catu daya;
- katup dan relay;
- Arduino;
- sensor;
- LCD;
- poros penyangga;
- bracket pengunci spesimen;
- batang penekan.
Selanjutnya, desain tiga dimensi alat dibuat menggunakan SolidWorks 2018 sebelum masuk ke tahap pembuatan.
Cara Kerja Alat Uji
Alat dirancang agar proses pengujian dapat berjalan secara otomatis. Pertama, telapak kaki prostesis ditempatkan pada posisi pengujian. Setelah itu, operator menekan tombol mulai.
Kemudian, sistem pneumatik memberikan gaya tekan pada spesimen. Besarnya gaya dapat diatur melalui tekanan kompresor sesuai kebutuhan pengujian.
Pada penelitian ini, gaya tekan yang digunakan adalah 1.000 N dengan kecepatan penekanan 500 mm/menit. Proses penekanan dilakukan selama 15 detik dan kemudian ditahan selama 10 detik.
Selanjutnya, beban dilepaskan sehingga telapak kaki prostesis dapat kembali ke posisi awal. Proses tersebut dilakukan sebanyak tiga kali pengulangan untuk mengetahui konsistensi hasil pengukuran.
Pengembangan Sistem Sensor
Pada tahap awal, alat menggunakan mekanisme batang lurus untuk membaca pergerakan ujung jempol telapak kaki prostesis.
Namun, mekanisme tersebut memiliki kekurangan. Saat telapak kaki mendapatkan tekanan, batang dapat berubah menjadi miring. Akibatnya, posisi yang dibaca sensor tidak sepenuhnya sama dengan posisi sebenarnya pada ujung jempol.
Kondisi tersebut dapat menyebabkan kesalahan dalam menentukan sudut dorsifleksi.
Oleh karena itu, peneliti mengembangkan mekanisme linear bearing. Mekanisme ini memungkinkan batang penghubung bergerak naik dan turun dengan posisi yang lebih stabil.
Dengan mekanisme tersebut, sensor dapat membaca perubahan ketinggian ujung jempol dengan lebih sesuai. Hasil pembacaan tersebut kemudian digunakan untuk menghitung sudut dorsifleksi.
Hasil Pengujian Telapak Kaki Prostesis Lokal
Setelah alat selesai dibuat, pengujian dilakukan menggunakan telapak kaki prostesis lokal jenis Single Axis Cushion Heel (SACH).
Pengujian dilakukan sebanyak tiga kali. Selama proses tersebut, sensor mencatat perubahan ketinggian ujung jempol.
Hasil pengukuran menunjukkan:
- Siklus pertama: 4,28 cm
- Siklus kedua: 4,04 cm
- Siklus ketiga: 4,46 cm
Berdasarkan ketiga pengujian tersebut, diperoleh rata-rata perubahan ketinggian sebesar 4,26 ± 0,21 cm.
Jarak antara tumit dan jempol telapak kaki prostesis adalah 6,75 cm. Selanjutnya, data tersebut digunakan untuk menghitung sudut dorsifleksi dengan aturan tangen.
Hasil perhitungan menunjukkan bahwa sudut dorsifleksi telapak kaki prostesis lokal adalah 33,46°.
Hasil dari ketiga pengujian memiliki nilai yang relatif berdekatan. Dengan demikian, alat menunjukkan keberulangan hasil yang cukup baik.
Kekurangan dan Kendala Alat
Meskipun alat berhasil digunakan untuk menguji telapak kaki prostesis, penelitian ini juga menemukan beberapa bagian yang masih perlu diperbaiki.
Salah satunya adalah plat penekan. Area kontak antara plat dan telapak kaki prostesis masih cukup kecil. Akibatnya, beban dapat terkonsentrasi pada bagian tertentu dari telapak kaki.
Kondisi tersebut berpotensi menyebabkan kerusakan pada permukaan bawah telapak kaki prostesis. Oleh sebab itu, mekanisme penekan perlu dikembangkan agar beban dapat tersebar dengan lebih merata.
Selain itu, masalah juga ditemukan pada holder jempol. Komponen ini dibuat menggunakan material Polylactic Acid (PLA) melalui proses 3D printing.
Material PLA yang cukup kaku menyebabkan holder mengalami patah saat pengujian. Karena itu, peneliti menyarankan penggunaan material yang lebih fleksibel, seperti Thermoplastic Polyurethane (TPU) dengan Shore A 85 atau 95 pada pengembangan berikutnya.
Manfaat bagi Produk Prostesis Lokal
Pengembangan alat uji dorsifleksi dapat memberikan manfaat bagi perkembangan produk kaki prostesis di Indonesia.
Dengan menggunakan alat yang dirancang berdasarkan standar ISO 10328, produsen lokal dapat menguji performa produknya secara lebih terukur. Hasil pengujian juga dapat digunakan untuk mengetahui kemampuan telapak kaki prostesis sebelum digunakan oleh pengguna.
Selain itu, kualitas telapak kaki prostesis tidak hanya ditentukan oleh bentuknya. Material, kemampuan menerima beban, fleksibilitas, dan respons terhadap tekanan juga perlu diperhatikan.
Oleh karena itu, keberadaan alat uji seperti ini dapat membantu produsen dan peneliti dalam mengembangkan produk prostesis lokal yang lebih baik.
=====
Amanahkan kebutuhan Kaki Palsu / Kaki Tiruan / Prostesis Bapak Ibu pada Profesional Ortotis Prostetis yang Memiliki Surat Ijin Praktik (SIPOP) maupun Surat Ijin Kerja (SIKOP).
Sesuai dengan PERMENKES NO 22 TAHUN 2013.
Dengan memiliki SIPOP atau SIKOP, berarti Profesional tersebut benar benar berkompeten dan berwenang karena :
1. Telah menempuh pendidikan formal Ortotik Prostetik D3 maupun Sarjana Terapan.
2. Lolos Uji Kompetensi.
3. Terdaftar secara resmi sebagai Tenaga Kesehatan Republik Indonesia dibuktikan dengan kepemilikan STR.
4. Memiliki tempat praktik maupun tempat kerja untuk melayani Bapak Ibu secara Profesional
Kami siap melayani secara Profesional.
SIPOP : 010/SIPOP/33.11/XI/2017
Konsultasi gratis : 081327721518