JUMAIDAH SIMANJUNTAK SKM

ERGONOMIERGONOMI : 1. PENYELIDIKAN TENTANG DISPLAY2. PENYELIDIKAN TENTANG KEMAMPUAN FISIK MANUSIA ( BIOMEKANIKA )3. PENYELIDIKAN TENTANG UKURAN TEMPAT KERJA ( ANTROPOMETRI )4. PENYELIDIKAN TENTANG LINGKUNGAN FISIK

Ergonomi melibatkan beberapa disiplin ilmu yaitu :1. anatomi dan fisiologi2. antropometri3. fisiologi psikologi4. psikologi eksperimen

Peran dan manfaat ergonomi :1. meminimalisasi kecelakaan kerja2. meminimalisasi kerusakan alat akibat kesalahan manusia3. mengoptimalkan waktu 4.meningkatkan kenyamanan kerja5.mengoptimalkan sumber daya manusia

Dalam lingkungan kerja ergonomi memperhatikan beberapa hal yaitu :1. bagaimana cara kerjanya2.bagaimana posisi dan gerak tubuh3. bagaimana kesesuaiannya thdp peralatan4.bagaimana efeknya terhadap tbh pekerja

Manfaat ergonomiErgonomi memiliki beberapa manfaat, diantaranya : 1. Meningkatkan unjuk kerja, seperti : menambah kecepatan kerja, ketepatan, keselamatan kerja, mengurangi energi serta kelelahan yang berlebihan. 2. Mengurangi waktu, biaya pelatihan dan pendidikan 3. Mengoptimalkan pendayagunaan sumber daya manusia melalui peningkatan ketrampilan yang diperlukan. 4. Mengurangi waktu yang terbuang sia-sia dan meminimalkan kerusakan peralatan yang disebabkan kesalahan manusia. 5. Meningkatkan kenyamanan karyawan dalam bekerja

Secara garis besar ergonomi dalam dunia kerja akan memperhatikan hal-hal sebagai berikut: 1. Bagaimana orang mengerjakan pekerjaannya. 2. Bagaimana posisi dan gerakan tubuh yang digunakan ketika bekerja. 3. Peralatan apa yang mereka gunakan. 4. Apa efek dari faktor-faktor diatas bagi kesehatan dan kenyamanan pekerja.

Anatomi dan fisiologi dalam ergonomi mempelajari tentang :1. sistem gerak : Sistem tulang,sendi dan otot2. sistem saraf3. sistem hormon4. sistem metabolisme5. biomekanika gerak

Faktor Yg Mempengaruhi Pertumbuhan TulangFaktor herediter (genetik)Faktor nutrisiFaktor endokrinFaktor persyarafan.

Faktor EndokrinPTH, fungsi:Merangsang osteoklast, reabsorbsi tulang dan melepas kasium ke dalam darah.Merangsang absorbsi kasium dan fosfat dari usus.Mereabsorbsi kalsium dari tubulus renalis.

Tirokalsitonin, menghambat resorbsi tulang.Hormon pertumbuhan, fungsi: merangsang proliferasi rawan epifise untuk memelihara tinggi badan yang normal dari seseorang.Tiroksin, fungsi: pertumbuhan tulang yg layak, remodelling dan kematangan tulang.

Suplai Darah TulangTulang-tulang panjang- arteri nutrisia- arteri periostale- arteri metafisialeTulang-tulang gepeng- arteri efipisialeTulang-tulang iga- arteri nutrisiaTulang-tulang vertebra- 2buah arteri besar

Aliran Getah BeningPada sumsum tulang tidak terdapat aliran getah bening.Pada periosteum dan sistem havers terdapat pembuluh getah bening.

Suplai PersyarafanTulang-tulang disuplai serabut syaraf vasomotor.Periosteum sangat sensitif terhadap rangsangan umum.Periosteum banyak disuplai oleh saraf somatosensorik terutama pada ujung sendi tulang panjang.

Persambungan TulangDisebut juga sendi atau artikulasi merupakan pertemuan dua buah tulang atau beberapa tulang rangka.Alat gerak :Alat anggota gerak pasif rangka tulangAlat anggota gerak aktif otot-otot badan

Sendi merupakan tempat dua tulang atau lebih saling berhubungan baik terjadi pergerakan atau tidak.Stabilitas sendi bergantung pada:Permukaan sendi, bentuk tulang.Ligamentum.Tonus otot.

Persyarafan SendiKapsul dan ligamentum mendapat syaraf sensoris.Pembuluh darah mendapat serabut syaraf otonom.Rawan permukaan sendi mendapat sedikit ujung syaraf dekat pinggirnya.Perangsangan berlebihan pada kapsul dan ligamentum menimbulkan refleks kontraksi otot sekitar sendi.Peregangan berlebihan nyeri.

Sendi UtamaSendi sinartrosis: persendian yang tidak memperbolehkan pergerakan. , cth : suturaSendi amfiartrosis: persendian yang dihubungkan oleh jaringan tulang rawan sehingga memungkinkan terjadinya sedikit gerakan, cth : simfisis pubis.Sendi diartrosis, sendi yg bergerak bebas, cth : sendi gelang bahu.

Sendi Diartrosis (Sinovial)Terdiri dari : Sendi putar, memberikan gerakan seluruh arah, cth : sendi panggul dan gelang bahu.Sendi engsel, memberikan gerakan dalam satu bidang dan dua arah, cth : sendi siku dan lutut.Sendi kondiloid, bergerak dalam dua bidang dan empat arah, cth: pergelangan tangan.

Sendi berporos, cth : gerakan radius di sekitar ulna.Sendi pelana, cth : sendi rahang, tulang metakarpal (terutama ibu jari), yang memberikan kebebasan utk bergerak, misal ibu jari dapat berhadapan dengan ibu jari lainnya.

Pembatasan Gerak SendiPergerakan sendi sesungguhnya dihalangi dan dibatasi oleh otot yang terdapat di sekitar sendi dan juga karena adanya jaringan ikat sendi.Pada sendi panggul, jar. Ikat sendi ini amat banyak pergerakan sendi sangat terbatas.

Fisiologi PergerakanFungsi pergerakan diatur oleh:PersyarafanTulangSendiOtotAktivitas volunter direncanakan oleh otakdikirim ke otot melalui sistem piramidalgerakan dan sikap.

Gerakan PengungkitGaya yg dihasilkan otot bergantung banyaknya serabut otot.Semakin byk serabut ototsemakin besar gaya yg dihasilkan.Tiga macam pengungkit:Titik penyokong, terdapat diantara gaya dan beban.Beban dan gaya, terdapat pada sisi yang sama terhadap titik penyokong. Arah beban dan gaya bertentangan.Badan dan gaya terdapat pada sisi yg sama thdp titik penyokong. Arah badan dan gaya bertentangan.

Gerakan Kolumna VertebralisTulang belakang tidak lurus tetapi mempunyai beberapa lengkung.Mempunyai tiga gerakan : antefleksi, retrofleksi, laterofleksi.Fleksi tulang belakang memerlukan sedikit kerja otot.Bagian leher: facies artikularis merupakan bidang datar yg membentuk sudut 45 derajat dan membuka kedepan memungkinkan gerakan kesegala arah.

Bagian punggung: facies artikularis vertebra torakalis merupakan tabung sumbu yg terdapat dibelakan korpus vertebra, memungkinkan gerakan yg luas bagi badan.Bagian pinggang, letak permukaan sendi memungkinkan sedikit gerakan sekitar badan. Sebaliknya antefleksi dan retrofleksi tidak terhalang sehingga gerakan luas sekali dibagian pinggang.

Gerakan Pernafasan2 tingkat :Menarik nafasMengeluarkan nafasDibantu otot-otot reguler, yaitu:Diafragma.Frekuensi pernafasan normal org dewasa : 16-20 x/menit.

Gerakan Anggota BadanGerakan angkat lengan keatas: dilakukan oleh sendi bahu, otot dada, otot punggung, gerakan skapula memutar kedepan.Gerakan lengan bawah: fleksi, ekstensi, pronasi, supinasi.

Sikap JalanGerakan jalan dari sikap berdiri tegak pada kedua kaki dimulai dengan pemindahan berat badan ke satu kaki. Antefleksi tungkai kiri dilakukan oleh M. ileopsoas dan M. rektus femoralis dengan demikian kaki dapat terangkat dari tanah.

Sikap lariGerakan lari sama dengan gerakan jalan. Pada pergerakan jalan selalu terdapat satu tungkai berpijak pada tanah, tetapi pergerakan lari terjadi ketika kedua kaki seseorang terlepas dari tanah.

Mekanisme kontraksi otot rangka dan jenis kontraksiSecara berurutan, timbul dan berakhirnya kontraksi otot adalah sebagai berikut :Potensial aksi berjalan sepanjang sebuah saraf motorik sampai ke ujung serat syaraf.Setiap ujung syaraf menyekresi substansi neurotransmitter yaitu asetilkolin.Asetilkolin bekerja untuk area setempat pada membran serat otot guna membuka saluran asetilkolin melalui molekul-molekul protein dalam membran serat otot.

Terbukanya saluran asetilkolin memungkinkan sejumlah besar ion natrium mengalir kebagian dalam membran serat otot pada titi terminal syaraf. Peristiwa ini menimbulkan potensial aksi serat syaraf.Potensial aksi berjalan sepanjang membran serat otot dengan cara yg sama seperti potensial aksi berjalan sepanjang membran syaraf.Potensial aksi akan menimbulkan depolarisasi membran serat otot, berjalan dalam serat otot menyebabkan retikulum sarkoplasmik melepas sejumlah ion kalsium kedalam miofibril.

Ion kalsium menimbulkan kekuatan menarik antara filamen aktin dan miosin yang menyebabkan bergerak bersama-sama menghasilkan kontraksi.Setelah < 1det kalsium dipompakan kembali kedalam retikulum sarkoplasmik tempat ion-ion disimpan sampai terjadi potensial otot yg baru lagi.

Contracted / kontraksi kerja Perhatikan posisi zona H , zona I , aktin dan miosisn nya

At Rest / relaksasi

Stretched Out / kembali ke bentuk otot semula

mekanisme kontraksiimpuls datang dari motor neuronujung akson melepaskan asetil kolinpotensial generator "end plate"timbul potensial aksi di serat ototpotensi aksi menyebar ke seluruh serat otot sampai dengan sistem Tretikulum sarplasma melepas ion ca++troponin C mengikat ion ca++ikatan troponin I dengan aktin lepastropomiosin bergeser ke lateral "binding site" aktin terbuka untuk kepala miosinion ca++ diikat mjuga oleh miosin membentuk suatu jembatan "cross bridge"

Kedutan ototSecara medis, kedutan (fasciculations) didefinisikan sebagai kontraksi spontan sekelompok serabut otot yang dipersarafi satu motor unit.Akibat ketidaknormalan aliran listrik syaraf pada otot. Sama halnya denga kram yang disebabkan oleh gelombang listrik yang amat besar pada otot, kedutan terjadi oleh aliran listrik yang involuntir (tanpa disadari dan terus-menerus) dan kemudian diteruskan melalui syaraf pada target otot diluar kontrol (reflek).pada umunya kedutan terjadi pada bagian tubuh yang lelah, seperti: wajah, tangan, kaki, dan dada. Namun sifat lelah yang dimaksud bukan lelah karena aktivitas yang benar-benar berat, melainkan lelah yang diakibatkan aktivitas yang dilakukan dalam jangka waktu yang lama.

Kedutan ototSecara medis, kedutan (fasciculations) didefinisikan sebagai kontraksi spontan sekelompok serabut otot yang dipersarafi satu motor unit.Akibat ketidaknormalan aliran listrik syaraf pada otot. Sama halnya denga kram yang disebabkan oleh gelombang listrik yang amat besar pada otot, kedutan terjadi oleh aliran listrik yang involuntir (tanpa disadari dan terus-menerus) dan kemudian diteruskan melalui syaraf pada target otot diluar kontrol (reflek).pada umunya kedutan terjadi pada bagian tubuh yang lelah, seperti: wajah, tangan, kaki, dan dada. Namun sifat lelah yang dimaksud bukan lelah karena aktivitas yang benar-benar berat, melainkan lelah yang diakibatkan aktivitas yang dilakukan dalam jangka waktu yang lama.

Sumber Dan Metabolisme Tenaga Untuk KontraksiATP sebagai sumber energi bila sebuah otot berkontraksi, dibutuhkan energi. Energi didapat dari pemecahan ATP menjadi ADP selama proses kontraksi.Semakin hebat kerja otot semakin banyak jumlah ATP yang dipecah untuk menghasilkan energi.Proses ini berlangsung terus menerus sampai selesai kontraksi otot.

Sumber ATPPemecahan karbohidrat Sintesis ATP berasal dari pemecahan glukosa menjadi CO2 dan H2O. Sumber glukosa otot berasal dari glikogen, suatu polimer karbohidrat yg sangat banyak dalam hati dan otot rangka. Proses pemecahan glikogen menjadi glukosa dinamakan glikolisis, dan proses ini membutuhkan oksigen yg adekuat.

Hubungan Antara Kecepatan Kontraksi Dan BebanOtot akan berkontraksi cepat bila tanpa melawan beban dan mencapai kontraksi penuh kira-kira dlm 0,1 det untuk otot rata-rata (secara umum).Bila diberi beban, kecepatan kontraksi akan menurun secara progresif seiring dengan penambahan beban.Bila beban meningkat sampai sama dengan kekuatan maksimum otot, maka kecepatan kontraksi menjadi nol.

Penurunan kecepatan otot dengan beban ini dikarenakan kekuatannya berlawanan arah melawan kontraksi otot. Akibat kontraksi otot kekuatan otot netto yang tersedia menimbulkan kecepatan pemendekan akan berkurang secara seimbang.

Jenis-jenis KontraksiIsometrikIsotonik

Kontraksi otot yg kuat dan lama kelelahan otot (fatiq)Terjadi akibat ketidakmampuan proses kontraksi dan metabolik serat otot.Hambatan aliran darah juga mengakibatkan kelelahan otot.

Kontraksi isotonik1. Kontraksi isotonik memendek (kontraksi konsentrik) Ketika suatu otot berkontraksi dan kedua titik perlekatan otot tersebut saling mendekati satu sama lain, maka kontraksi tersebut dikenal sebagai kontraksi isotonik memendek. Sebagai contoh, ketika lengan diangkat ke samping dan abduktor shoulder berkontraksi dengan isotonik memendek. 2. Kontraksi isotonik memanjang (kontraksi eksentrik) Ketika perlekatan suatu otot bergerak secara perlahan menjauhi satu sama lainnya dari titik perlekatannya dan otot tersebut menghasilkan gerakan dalam pola yang terkontrol, maka aksi otot tersebut disebut dengan kontraksi isotonik memanjang. Sebagai contoh, ketika tubuh dalam posisi berdiri tegak dan lengan diturunkan dari adduksi ke adduksi maka abduktor shoulder akan mengontrol gerakan tersebut dan bekerja secara isotonik memanjang.

Kontraksi isometrikOtot dicegah untuk memendek sehingga terjadi pembentukan ketegangan otot pada panjang otot yang konstan.Contoh: apabila kita mengangkat beban yg terlalu berat, dalam hal ini otot tidak dapat memendek dan mengangkat beban, tetapi tetap berada pada panjang konstan walaupun terbentuk ketegangan (terjadi perubahan kekuatan).

Sifat otot dalam organisme utuhEfek denervasiOtot rangka yg sehat tidak berkontraksi kecuali terhadap respons perangsangan persyarafan motoriknya. kerusakan persyarafan atrofi dan eksitabilitas abnormal pada otot dan peningkatan sensitivitas thdp asetilkolin kontraksi halus tdk teratur (fibrilasi)

ElektromiografiPerekaman aktivitas unit motorik otot dengan menggunakan sinar katoda.Dapat dilakukan pada manusia dengan menggunakan cakram logam kecil pada kulit diatas otot.Rekaman yang didapat disebut elektromiogram (EMG).

Kekuatan Otot RangkaOtot rangka manusia menimbulkan 3-4kg tegangan per cm penampang melintang.

Sama seperti yg didapat pada berbagai hewan percobaan dan agaknya konstan bagi semua spesies mammalia.

Perubahan Bentuk OtotHipertrofi : peningkatan massa suatu ototTerjadi akibat peningkatan jmlh aktin dan miosin dalam serat otot.Peristiwa ini terjadi sebagai respons thdp kontraksi otot pada kekuatan maksimal dalam waktu 6-10 minggu. Atrofi : penurunan massa ototTerjadi akibat tidak digunakan dlm waktu lama.Kecepatan penghancuran protein kontraktil dan miofibril berlangsung lebih cepat dibanding kecepatan penggantinya.

Prinsip dasar ergonomi dalam lingkungan kerja adalah :1. gunakan alat alat kerja yg sesuaiTdk tajam pinggirannya, tdk menimbulkan getaran pd tbh, pegangannya pas, tdk terlalu besar atau tdk terlalu kecil.2. hindari pengulangan gerak ( twisting, bending dll )3.cegah posture yg salah4.gunakan prosedur yg aman saat mengangkat5. dapatkan waktu istirahat yg cukup

Rigor mortis : keadaan kekakuan ototTerjadi beberapa jam setelah kematian, semua otot berkontraksi dan menjadi kaku walaupun tidak ada potensial aksi.Hal ini disebabkan hilangnya semua ATP yg diperlukan untuk relaksasi otot.Otot menjadi kaku karena protein-protein otot dihancurkan, karena proses autolisis.

EFEK BEBANSaat gaya bekerja pada benda, terjadi 2 efek potensial. Pertama adalah percepatan dan kedua adalah perobahan jarak/ perpindahan. Jika gaya yg diberikan sedikit akan menghasilkan translasi yang kecil dan sebaliknya.REPETISI DAN BEBAN AKUTRepetisi Adanya pengulangan gerak pada tubuh secara terus menerus, baik pada tulang yg sehat maupun yg sakit akan menimbulkan beberapa masalah pada tulang, seperti fraktur/ patah.

Beban AkutBeban pada tulang secara tiba tiba seperti kecelakaan lalu lintas pada saat itu akan menimbulkan patah pada tulang.ALAT ALAT MENGUKUR JUMLAH KINETIKElektromyografiMengukur ketegangan otot dan mendeteksi kemampuan rangsang saraf2. DYNAMOGRAFIMengukur gaya dan tekanan pada tulang.

Vektor Vektor adalah jumlah dan arah gaya1. jika 2 buah gaya bekerja searah maka jumlah gaya adalah hasil dari penjumlahan keduanya. + = 2. jika 2 gaya dengan arah yang berlawanan maka jumlah gaya adalah selisih nantara kedua gaya - = 3. Jika 2 gaya dengan arah yg berbeda maka jumlah gaya adalah jumlah resultan dari dua gaya tersebut. + = =

Dua orang Terry dan charli harus memindahkan kulkas ke tempat baru, mereka mendorong secara paralel , terry dengan gaya sebanyak 350 N dan charli sebanyak 400 N , berapa jumlah gaya yg dihasilkan oleh keduanya ??? >>> sudut terry 30 >>>>> sudut charly 20 1 scala = 100 N panjang resultan gaya adalah 6,75 cmPemecahan trygonometry adalah + =C = A + B 2AB cos = 400 + 350 2(400)(350) cos 130 = 680 N

Otot agonis memiliki insertio disegmen distal dan origo disegmen proximal, insertio sebagai internal force dari otot agonis ( sebagai penggerak utama ) sedangklan otot antagonis adalah gaya yang melawan gaya otot agonis. Namun dalam biostatik mekanik model ,muskuloskeletal yg digunakan hanya satu otot yg dipresentasikan. Namun kestabilan otot terjadi pada saat kontraksi otot agonis seimbang dengan relaksasi otot antagonis. Menggunakan free body diagram un tuk membuat skala vektor , dimana digunakan HK newton untuk menghitung jumlah gaya.

1. Bahu dan lenganBahu pada anatomi sistemnya adalah:Segmen proksimalnya : scapulaSegmen distalnya: humerus ( tl arm )Sendi : sendi bahuOtot ( Aksi ) : Deltoid ( abduksi pada lengan , dilihat dari depan , arm diangkat di sisi tubuh).Free body Diagram

A B C D

Ektremitas atas dan tangan

Soal : Jika seorang pekerja dengan TB = 1,75 M,dan BB = 700 N., mengangkat beban secara kontiniu dengan sudut lengan 90 derajat, disisi tubuh, dengan sudut insertio dengan sendi bahu sebesar 30 derajat , dengan beban yg diangkat 18 N, Tentukan gaya otot deltoid, dan tentukan reaksi vertikal Ry dan reaksi horizontal Rx ?

Jawaban :

TB= 1,75 M, BB = 700 N, Wl = 18 N , = 90 , = 30 AB= 0,14--- o,08 x 1,75 M = o,14, AC = 0,20 x 1,75 = 0,35,AD= 0,40 x 1,75 = 0,70. siku 0.5 x BB= 0,5 x 700 = 35 N , Wl= 18 N. Fy = 0 Fm. Sin + Ry 35-18 Fx = 0 -Fm.cos + Rx = 0

Ma =0 Fm. Sin 30 (0,14) (35) ( 0.35 )-18 (0,70 ) = 0(0,5 x o,14) Fm (12,25) (12,6) =00,07 FM = 24,85--- Fm = 24,85/ 0.07 = 355 NBeban yg bisa diangkat oleh deltoid adalah dari berat badanAksi vertikal + - (355)(0,866) + Rx=0 Rx = 307 N ( right ward ) , (355)(0,5) + Ry 53 = 0Ry = 53-177,5 = 125,5 N. ( downward )

Jarak sendi bahu ke insertio deltoid = 0,08xTB = 0,14 mJarak sendi bahu ke siku = 0,20 x TB =0,35 mJarak sendi bahu ke wrist = 0,40 x TB = 0,70 mBerat bahu ke siku = 0,05 x BB Sin 30 = 0,5, cos 30 =0,866Semua ada pada data athropometri.

System Sendi Defenisi : hbngn antara 2 tl yg dihubungkan oleh jaringan penghubung seperti ligamen, otot, dan tendon. Immovable joint / sendi yg tidak bergerakMenurut jaringannya sendi dibagi atas : 1. Sendi Synarthrosis : dihbngkan oleh jar ikat /fibrous , kadang lig interossea.tidak terjadi gerakan.contoh : tibiofibular,tl kepala.A. Sutura : disini gerakannya hampir tak ada terutama pada tengkorak kepalaB. Syndesmosis : dihubungkan oleh jaringan fibrous, gerakannya terbatas. Terletak pada tibiafibula, coracoacromiale. Sligtly movable movement Sendi yg Gerakannya sedang 2. Amphyarthrosis : dihubungkan jaringan cartilogenous, lebih bebas sedikit bgerakannya daripada synarthrosis.A. synchondrosis : dihubungkan oleh cartilago atau tl rawan dan jaringan hyalin , berada pada sambungan sternum dan costa.B.Shympisis : dihubungkan oleh cartilago, hyalin dan fibrocartilago, berada pada sympisis pubis. Sendi yg Gerakan Bebas : 3. Diarthrosis / Synovial Joint. : bergerak bebas, dihubungkan oleh tl rawan, cairan sendi, dan cartilago.

1. Gliding joint : permukaan sendi dtar dan sedikit cekung2. Trochoidea joint : gerak rotasi (radioulnar ) Axis longitudinal terhadap tl pembentuknya.3. Saddle joint : gerakannya luas, terdapat pd sendi hip.4. Condyloid joint : hbngn antar sendi convex dan ellips, rotasi tidak bisa.5. ginglimus / hinge joint : sendi ini sedikit gerakannya seperti fleksi, extensi dan axis transversal, sendi interphalang,dan humeroulnar6. Ball and socket joint : gerakan luas, fleksi, ekstensi, abduksi, adduksi dan circumductio. Type Sendi Synovial

Articular cartilago/ Sambungan sendi dengan tulang rawan gesekan antar tulang dengan Memiliki 2 keuntungan yaitu : 1. membagi beban keseluruh area sendi sehingga stress dan kontak terhadap kedua tulang dapat dikurangi2. Meminimalisasi gesekan antar tulang saat bergerakArticular FibrocartilagoMendistribusi beban sepanjang permukaan sendiMenstabilkan permukaan sendiMembatasi translasi dan slip pada satu tulang untuk menjaga tulang lainnya LubrikasiShock absorbsi

Respon terhadap paparanRespon primer : - strain mekanik - perobahan fisiologis acutRespon sekunder : - pada sel dan jaringan lokal .Teerjadi perubahan yang lebi baik : Dengan melakukan promosi kesehatan : Melakukan training, jauh lebih baik dan mencontoh dari yang sudah melakukan .Dampak negatif dari paparan adalah : cedera dan atrofi.

Faktor faktor individualMampu melakukan latihan latihanMampu memodifikasi terhadap respon dan efek. Biomekanik menggunakan hukum fisika dan mekanika tehnik untuk melihat gerakan yang ada pada bagian tubuh manusia (kinematik ) , dan memahami efek gaya dan momen yang bekerja pada tubuh ( kinetik ).

System musculosceletal Terdiri dari beberapa sistem : 1. sistem tulang2. sistem sendi3. sistem otot4.Ligamen , tendon dan fascia.1. SYSTEM TULANG Tulang adalah alat gerak pasif yang menjadi tempat perlengketan otot .Tulang terdiri dari : 1. tulang panjang2. tulang pendek 3. tulang tak beraturan4. tulang berongga5. tulang pipihTulang selalu menyimpan apa yang dia butuhkan dan mengabsorbsi kembali yang tidak dia butuhkan.

1. Tl PanjangTulang panjang dengan ukuran dan beratnya untuk fungsi biomekanik. Tibia dan fibula yang panjang dan kuat untuk menyangga tubuh.2. Tl PendekDengan bentuknya yg pendek membatasi gerakan sliding pada tubuh . Pad vertebra, carpal dan tarsal.3. Tulang datar / pipihMelindungi organ dalam dan jaringan lunakPada rib, sternum, patella4. Tl Irreguler / tak beraturanMenyagga tubuh pada 3 bidang seperti sacrum, coxigeus, maxilla.

Tulang tua sangat tipis, rapuh, sangat menurun kepadatan mineralnya.Tulang muda mengalami peningkatan kepadatan tulang , mineralnya banyak, tebal dan kuat. Tulang tua cenderung akan mudah mengalami osteoporosisTulang terdiri dari 260 dalam seluruh tubuh .Tulang pada masanya akan mengalami osteoporosis, tergantung usia. Ada kelainan kepadatan tulang di usia muda juga disebut osteoporosis.Cedera tulang sering terjadi, retak, dislokasi, fraktur.

Kekuatan tekanan spineLaki laki lebih besar dari perempuan --8 -9 kN versus 6-7 kN pada usia 20-53 tahun. Kekuatan tekanan menurun seiring dengan pertambahan usia.Kekuatan (kN) : 8,6 (o,728) Laki laki : 10,53 0,975 x usia = 9,555 x 20 =191,1 KNPerempuan : 7,03 0,591 x usia = 6,439x 20=128,78 KN

Sistem otot Otot adalah sebagai alt gerak aktif pada saat beraktifitas.Struktur otot :-- fasciculus otot- serabut otot- myofibrilMyofilamentsOtot melakukan kontraksi dan relaksasi secara bergantian .

Kontraksi otot Otot berontraksi dan relaksasi akibat adanya kerja molekul actin dan myosin ( protein )Terjadinya depolarisasi membranDibutuhkan energi saat melakukan kontraksi ini. Otot dapat bekerja dan memiliki ruang gerak sendi tertentu. (rangeof motion ) derajat gerak sendi

Kontraksi otot ada 2 :1. gerak statis : kontraksi otot terus menerus tanpa relaksasi sehingga terjadi penumpukan asam laktat lebih cepat , otot kehilangan o2 cepat -------- lelah2. gerak dinamis : terjadinya kontraksi dan relaksasi secara bergantian sehingga ada kesempatan dalam mengambil oksigen dari otot----------- lelah panjang serabut otot 10-4o0 mm dengan diameter 0,01 -0,1 mm .Otot skeletal terdiri dari 400 otot pada tubuh, dan masing masing memiliki fungsinya.Disarafi oleh saraf sadar dan kadang kadang disarafi oleh system saraf somatic.Aksi motor unit yang terletak pada otot tergantung pada hukum All or Nothing .

Saat impulse yang disbt dgn aksi potensial saraf ,mencapai motor unit , semua serabut otot pada daerah trsebut akan berkontraksi secra simultan. System saraf tidak hanya memberi impuls pada serabut otot tetapi juga menerima feedback yang melewati serabut otot. # Energi Metabolisme pada otot #Kontraksi otot bth energy yg didapat dari ATP dan ADP kurang dari 1 ms setelah kontraksi tunggal berakhir. ADP berobah ke ATP oleh reaksi dari Posphocreatine. Yg merupakan posphat dengan energy tinggi dlm otot.

Aktifitas manusia

Aktifitas manusia dibagi atas bebrp type :Berhubungan dengan kerjaLeisureSportsTbh mengalami sterss dan strain.Intensitas dan lama stress dan strain mempengaruhi aktifitas tbh.Dan dipngrhi type agen stress dan stressor lainnya.

Stress kerja primer :

- tempat kerja ( dimensi, lokasi kerja )- alat alat kerja ( work kontent ) kecepatan dan ketepatan peralatan.Organisasi kerja- kerja -siklus istirahat, waktu mulai kerja dan berhenti kerja .Lingkungan kerja - teman kerja, supervisor, panas, dingin.Total stress adalah stress kerja dan stress non kerja.

Perobahan energy dalam otot

ATP--- ADP+ P + energy bebas--- pembentkn energyCreatnin phosphate+ ADP creatin + ATP---- membentuk kembali ATPGlukosa+2 phospate + 2 ADP2 laktat + 2 ATP ----- kerja anaerobikGlukose + 38 posphate + 38 ADP+ 6O2-6O2+44 H2O + 38 ATP kerja aerobik.

Oksigen adalah kunci dalam efisiensi kerja, serabut otot menerima O2 dari darah yang diperoleh dgn cara memompa atau kontraksi, dan juga dibantu dengan melalui pernafasan.Sehingga pada saat bekerja hindari kerja statik agar tdk terlalu cepat lelah.Saat melakukan aktifitas kerja mka gula darah meningkat,konsumsi O2 meningkat, heart rate meningkat, metabolisme meningkat.Beban satatik dan beban dynamis dapat diukur dengan EMG Electromyogram )Heart rate , konsumsi O2 dan kerja:Kerja fisik mepengaruhi heart rate, dengan nilai normal 60- 85 x / mnt.Beda antara HR rest dengan HRt1 diukur dari besarnya stress fisik.

Masa recovery dapat di buat untuk mengukur intensitas kerja. Atlet lebih kuat daya tahan otot nya dari pada orang lain. Pada usia 65 60 % lebih sedikit dari usia 20 %Peningkatan berat badan juga akan meningkatkan kost energy, Kesehatan kerja memperkirakan butuh 3000-3500 kcal pada laki laki dan 2500-3000 kcal pada wanita/ hari.Untuk laki laki , waktu max berat untuk nilai energy, dengan maks HR 120 kali /mntUntuk perempuan : 4 kcal / mnt , dengan HR 110 kali / mnt.

Jaringan penghubungJaringan penghubung adalah :-ligamen,tendon,fascia,cartilago,tulang-jar ini menyangga ,memindahkan gaya dan memelihara hubungan gubungan antara bagian bagian tubuh. Semua jaringan ini terbuat dari sel sel dan matrix extrasellular.Terdiri dari fibroblast. Chondroblast dan chondrocyt, osteoblast, ostecyt.-#Ligamen, tendon dan fascia#Lig menghbngkan tl dng tl untuk menstabilitas sendi.Fascia menghbngkan organ dgn organ dan memisahkannya satu dgn yg lain

Contoh fascia yang disbt intermuscular septa memisahkan otot otot pada tungkai.Elastisitas dr jar collagen dan serabut elastis akan menambah luasnya gerak sendi.# cartilago#Cartilago melindungi permukaan tulang sendi , sering didapati pada telinga,hidung, saluran nafas,dan discus intervertebralis. Cartilago ini ada beberapa type seperti cartilago hyalin yang terdapat pada saluran nafas, dan fibrocartilago yg didapati pada discus intervertebralis ,dan cartilago elastis yang didapati pada telinga, epiglotis dan kerongkongan. menerima nutrisi dengan cara difusi an akan mempengaruhi cepatnya kesembuhan saat mengalami cedera.

Respon otot thdp stimulasi sarafSaat satu otot dirangsang dgn aksipotensial tunggal maka akan timbul kontraksi yang disebut dgn satu twitch. Periode pendek saat berkontraksi disebut dengan Laten period dan waktu mengulkur dinamakan dengan periode relaksasi. Lama kontraksi dari masing masing otot berbeda tergantng pada type dari serabut otot tersebut .

Respon otot terhadap stimulasi tergantn pada :1. frekwensi dan ukuran stimulus2. komposisi serabut otot3. panjang otot4. kecepatan dari kontraksi ototSatu periode kontraksi = 20-120 ms.

Mencegah beban statik dan mengoreksi posture (sikap )Beban beban static akan menurunkan laju darah ke otot (>15-20 % )Beban serendah 4-6 % MVC dapat menyebabkan kelelahanKelelahan saat melakukan gerak statis lebih cepat dibandingkan dengan gerak dynamis

Mengontrol gerak statikLakukan istirahat sebelum bekerja dalam jangka waktu yang lama Kurangi gerak sendi yang berlebihan Kurangi jarak jangkauan untuk meminimalisasi gerak sendiMeminiumalisasi kepala tegak untuk mencegah nyeri leherGunakan grup otot yang besar untuk kerja yang berat

Faktor metabolisme terhdp kelelahan otot Penumpkan asam laktat dan penurunan pH untuk membentuk H + , peningkatan pospat inorganiik dan H2PO4 , peneurunan posphocreatine (Pcr) dan peningkatan konsentrasi kalsium , dan peningkatan konsentrasi kalsium dan penurunan rata rata hydrolisys ATP. Suplai energy akan meningkatkan metabolisme dan osigen sehingga mewmpengaruhi laju darah.sehingga otot yang iscemic akan kekurangan oksigen .

Edwards et al, 1972; Saltin et,al 1981 Sjogard et , al 1986 )

Pengukuran tekanan intermuscular mengindikasikan bahwa pemblokiran dari laju darah dimulai dari 10-20 % kontraksi volunter yangmaksimal .dan meningkat sehubungan dengan tingkat gayanya.

Meminimalisasi kelelahan ototSiklus kerja dan istirahat harus diaturJangka pendek dan frekwensi lebih baikMenurunkan momem dan gaya ototBekerja dengan sikap yang baik dan dekatkan objek ke tubuh andaSangga bagian tubuh :- rest arm- menyangga lumbal - menyangga alat kerja

Gaya adalah hubungan antara 2 objekGaya = massa x percepatanMomen ----- gaya yang digunakan saat kerjaMomen = gaya x jarakKeseimbangan statis : kondisi tubuh saat istirahat F = 0 dan M = 0

Kekuatan adalah beban maksimum jangka PendekKetahanan adalah tujuan jangka panjang diperoleh dengan latihan latihan pada beberapa grup otot . Gejala dan tanda otot lelah adalah :- nyeri lokal dan crampPeningkatan tremorPerobahan EMGDapat diteliti dengan hasil produksi dan penampilan pekerja

Mekanisme kontraksi otot : adanya aksi potensial saraf pada system saraf pusat menimbulkan perubahan potensial membran , trjadi phenomena listrik dan filamen akan berkontraksi dan terjadi kontraksi pada otot sehingga menimbulkan gaya dan hal ini dapat dicacat dalam EMG.

Elektromyografi dalam ergonomiKerja dan kontraksi ototKontraksi otot dan signal listrikDiperoleh dengan menggunakan EMGDihubungkan dengan aktifitas sehari hariInformasi ini sangat penting

Cara menggunakan elektrodeElektrode diletakkan sejajar dan besar elektrode sesuai dengan ukuran otot yang akan di ukur.Elektrode diletakkn sejajarIntensitas 5 volt (rms). 10 volt (raw).Preamplifier : 100 kaliRms = Root Mean Square.

NIOSH untuk manual lifting :National Institute Occupational Safety (NIOSH) : - bekerjasama dengan OSHA ( Occupational safety and health administration ) Acuan pengangkatan secara manual Beban maksimum 20 23 kgAsssumsi dan keterbatasan : Batas berat yang direkomendasikan ( recomended Weight limit ) : 1991RWL= cx 6 multipliers

6 multipliers adalah :

C = konstanta = 23 kg----- utk orang Indonesia harus diteliti lebih dahulu yang pasti < 23 kg karena atropometri lebih kecil.Multipliers : - horizontal location (HM)- vertical location (VM)Vertical travel distance ( DM ) Multipliers < atau = 1Asymetry (AM) - RWL=23kgxHMxVMxDMxAMxFMxCMFrekwensi ( FM )Coupling (CM)

Acuan posisiHorizontal Multiplier (HM ) : HM (25 /H )H= jarak horizontal (cm)HM mempengaruhi beban pada punggungJika HM = 1 maka jarak optimum titik berat tbh dgn ttk berat bendaHM > 1 dan HM < 1 ---- akan membuiat semakin berat karena semakin menjauhi tbh. Jika H < atau = 25 , HM = 1.Efek HM cukup signifikan dan non linier.

Vertical multiplierVM = 1- 0,003 ( V 75 ) = 1-0,003 ( 89 75 ) = 0,958 V = jarak vertikal posisi tangan yg memegang beban terhadap lantai.Fekwensi MultiplierKategori FM adalah : 1. durasi pendek : 1 jam kurang2. Durasi sedang : antara 1-2 jam3. durasi pendek : 2-8 jam

Distance multiplier

Dihitung nilai Distance multiplier (DM) DM = 0,82 + 4,5 /D = 0,82 + 4,5 / 74 = 0,881 D= jarak perpindahan beban secara vertikal antara tempat asal sampai tujuan. Jarak vertikal tangan Asymetric Multiplier AM = 1- ( 0,0032 A ) = 1- o = 1A = sudut simetri putaran yang dibentuka antara tangan dan kaki.

Coupling MultiplierFaktor pengali kopling 1.Good : A. Benda dirancang secara optimal , pegangan bahannya tidak licin B. Benda yg di dlmnya tdk mudah tumpahC. Tangan dpt dgn nyaman meraih benda tersebut.2. FairA. Benda tidak mempunyai peganganB. Tangan tidak dapat meraih benda dengan mudah.3. PoorA. Benda tdk mempunyai handle / peganganB.benda sulit dipegang ( licin, tajam dll )C. Berisi barang yang stabil ( pecah, jatuh, tumpah dll )D. Memerlukan sarung tangan untuk mengangkatnya.

Kelelahan otot terjadi :

-penurunan kekuatanPeningkatan gelombang EMGPenurunn parameter spektrumVertical Multiplier : VM = ( 1-(0,003[V-75 ] )V= jarak vertikalVM = postur ( pendekatan postur Contoh : (1-0,003[ V- 100-25 ] )= 0.007 (v-75)=o,oo7v-0,007 x 75=0.007v-0,5250.007v =o.525----- v= 0.525/0.007---- v=75 jika VM = o

Data antropometrik :

noBagian tubuhPanjang segmen(H)Beban segmen (w)1.Head and neck0.17 m0.08 N2.fore arm and hand0.20 m 0.02 N3. Upper arm o.20 m0.03 N4Head , neck, and both arm----0.18 N5Arm0.40 m 0.05 N6Thoraks annd abdomen0.30 mo.,36 N7Pelvis------0.16 N8Foot and foreleg0.290.05 N9Leg0.530.15 N 10Head ----0.60 N11One leg and 5/8 pelvis------0.25 N H= diukur saat berdiri tegakW = total berat badan.

Kontraksi otot Eccentrik kontraksi otot yang diikuti penguluran ototKonsentrik = kontraksi otot diikuti dengan pemendekan ototIsometrik = kontraksi otot tanpa perobahan pada panjang ototAgonist = otot yang bekerja saat bergerak / penggerak utamaAntagonis = otot yang menghambat gerak agonis Pada dasarnya otot dalam tubuh menyilang satu atau lebih otot, contoh bicep brachii dan tricep brachii.Makin banyak grup otot yang bekerja maka gaya yang dihasilkan akan makin besarContoh saat melakukan lifting dengan elbow , kontraksi otot biceps menghasilkan gaya pada elbow dan halmini bisa stabil atau dislokasi tergantung sudut sendi elbow yang terbentuk saat kontraksi.

Contoh soal :Berapa torqua yang dihasilkan oleh elbow saat bicep brachii kontraksi dengan sudut elbow 60 , dengan ketegangan pada otot sebanyak 400 N , dengan jarak 3 cm dari pusat rotasi sendi siku.Fm =400 N , = 60 , d = 0.03Tm = ?Fp= Fm sin -------- Fp= 400 x sin 60 Fp = 346,4 N Tm = Fpxd Tm = 346,4 x o,o3 Tm = 10,4 Nm Jadi jumlah torqua otot bicep adalah 10,4 Nm .Fm sin Fm

System LeverSystem lever ada 3 yaitu : Lever I saat F R Lever II R F

Lever III F R

System leverSaat otot mulai berkontraksi , mendorong atau menarik tulang untuk menyangga, atau bergerak untuk mempertahankan berat bagian tubuh , dan kemungkinan adanya penambahan beben , otot dan tulang akan berfunsi sebagai lever. Lever terdiri dari F = sebagai fulcrum = axis= titik tumpu atau sendi. E= Effort = gaya= otot penggerak utama =agonis W=R= berat dari lbagian tubuh itu sendiri atau ditambah dengan beban luar.Lever I saat mengungkit batu dengan alat pengungkit.Lever II = saat membuka mur dari banLever III = Mengangkat beban, menyekop, dan mengayuh sampan.

leverLever I = gaya dan beban diletakkan diletakkan berlawanan di sisi axis Contoh :mengguntingPada lever ini gaya dan beban bisa dalam jarak yang sama atau bisa pada jarak yang berbeda.Lever II : gaya dan beban terletak pada sisi yang sama pada axis , dimana beban lebih dekat pada axis ,Contoh : membuka ban Lever III : dimana gaya dan beban terletak pada sisi yang sama dengan axis tetapi lever III ini gaya lebih dekat ke axis dibanding beban. pada tubuh manisia lebih banyak menggunakan syste lever III ini , seperti gerak consentrik kontraksi bagaimanapun lengan gaya lebih besar daripada lengan beban.Contoh pada siku, pada lutut, dan pada bahu.

Persamaan keseimbangan statikLengan beban lebih panjang dari lengan gaya, dan keuntungan mekaniknya adalah hasil bagi dari lengan gaya dengan lengan usaha. Jadi bila axis ditengah dengan gaya = 10 N dan beban = 20 N maka akan seimbang bila lengan gaya dijarak 2 m dan lengan beban di jarak 1 meter.Tapi bila lengan gaya lebih pendek daripada lengan beban sedabgkan beratnya berbeda maka beban akan sangat berat dan cedera akan timbul bila terpapar secara terus menerus.Contoh soal : 1, berapa gaya yang dihasilkan oleh otot bicep saat mengangkat , dengan sudut 90 terhadap radius dan 3 cm dari axis atau sendi elbow, dan mengangkat 70 N beban dengan jarak 30 cm dari elbow joint .Jawab : dm=3 cm, wt = 70 N, dwt = 30 cm Te= o, Te = (Fm) (dm )- (wt) ( dwt )----- 0= Fm.0,03m-70.0,30 mFm = 70.0.03/ o.03 -------- 700 N maka gaya biceps = 700 N .=

TERIMA KASIH

******************************************************