Estimasi Deformasi Tumit Telapak Kaki Manusia Saat Berdiri Tegak Menggunakan Scanner 3D

Abstract

AbstrakDeformasi tumit telapak kaki manusia saat berdiri maupun berjalan sering dikaitkan dengan nyeri di telapak kaki. Besarnya deformasi juga telah diketahui bergantung kepada tingkat ketuaan (aging level), semakin tua manusia semakin kecil deformasinya. Untuk mengukur deformasi tumit tidak mudah dilakukan. Beberapa peneliti sebelumnya menggunakan test rig dan foto rontgen untuk mengetahui heel pad compressibility index (HPCI), apabila nilai HPCI mendekati 1 tumit manusia tergolong sangat kaku. Penelitian ini bertujuan mengestimasi deformasi tumit telapak kaki manusia saat berdiri tegak menggunakan scanner 3D untuk memindai (scanning) telapak kaki tak berbeban dan digital foot scanner untuk memindai telapak kaki berbeban. Dengan Boolean Operation dapat diketahui besarnya deformasi di area tumit tersebut. Dua puluh mahasiswa Departemen Teknik Mesin (DTM) UNDIP dengan usia dan berat badan rata-rata 19.5 tahun dan 55.27 kg diminta melakukan 2 scanning tersebut. Hasilnya deformasi rata-rata telapak kaki sebesar 7.41 ± 2.74 mm dan deformasi maksimum di area tumit rata-rata adalah 13.17 ± 4.04 mm. Terdapat korelasi yang signifikan antara berat badan (x, kg) dengan deformasi maksimum di area tumit (y, mm) subyek penelitian yang dinyatakan oleh persamaan regresi linier y = 0.276x -2.102 dengan koefisien korelasi r = 0.85.Kata kunci: deformasi, tumit, scanner, boolean operation PendahuluanTelapak kaki merupakan salah satu bagian paling penting dari anggota tubuh yang berinteraksi dengan landasan, baik saat berdiri maupun berjalan. Telapak kaki dan ankle manusia merupakan struktur mekanik yang kuat dan komplek yang terdiri dari 26 tulang, 33 joint (20 diantaranya merupakan joint aktif yang sering digunakan), dan lebih dari seratus otot, tendon, dan ligament. Struktur yang komplek ini menjadikan tubuh seimbang saat berdiri dan berfungsi seperti batang berayun saat berjalan/berlari [1].Secara umum telapak kaki manusia dibagi menjadi 3 bagian yaitu telapak kaki depan (fore foot), telapak kaki tengah (mid foot), dan telapak kaki belakang (rear foot) atau secara spesifik adalah area metatarsal (termasuk jari-jari kaki), arch, dan heel/calcaneal (tumit) seperti diperlihatkan pada Gambar 1a [2]. Area tumit adalah bagian telapak kaki yang menerima beban paling besar. Saat berdiri area tumit menanggung beban ± 60% berat tubuh (BW : body weight), seperti diperlihatkan pada Gambar 1b [3]. Sedangkan saat berjalan terdapat beban-beban puncak di achilles tendon 3.9 BW, plantar fascia dan plantar ligaments 1.8 BW, serta gaya kontak total yang melintang di sendi-sendi talocalcaneal dan calcaneocuboid masing-masing sebesar 5.4 BW dan 4.2 BW yang seluruhnya memberi kontribusi beban di area tumit [4]. Beban yang besar di area tumit ini sering menimbulkan masalah nyeri di telapak kaki (plantar fasciitis) yang diantaranya disebabkan oleh calcanea/heel spur [5]. Penyakit ini pada keadaan kronik bisa menimbulkan nyeri hebat di tumit sehingga pasien tidak bisa berjalan [6]. Orang gemuk, sering berdiri atau berjalan jauh, dan penderita penyakit...