BAB II

23
BAB II TINJAUAN PUSTAKA Otot merupakan jaringan serat yang mempunyai kemampuan untuk berkontraksi dan menghasilkan gerak atau menunjang posisi tubuh hewan (Webster’s world encyclopedia, 2000). Jaringan otot rangka, jaringan konektif, dan jaringan saraf merupakan satu kesatuan yang membentuk otot rangka (skeletal muscles). Organ – organ yang dapat berkontraksi ini menyambung secara langsung maupun tak langsung pada tulang rangka. Ackland and Bloomfield (1995) dan NISMAT (2000) menyatakan bahwa otot rangka merupakan 40% sampai 50% bagian dari keseluruhan berat badan. Fungsi otot – otot rangka antara lain adalah untuk menghasilkan gerak, menunjang postur dan posisi tubuh, dan mempertahankan temperatur tubuh (Martini, 1992). Otot rangka terdiri dari sekumpulan serat otot (muscle fibers) yang bertugas mengkonversi energi kimia menjadi usaha mekanik (McCormick, 1976). Otot manusia dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu otot skaletal atau striated yang berhubungan dengan gaya luar, otot jantung, dan otot polos. Otot skeletal yang bekerja di bawah kontrol sistem syaraf otomatis. Untuk kontraksi otot sadar diperlukan stimulan dari sistem syaraf. Unit penggerak ( mototr unit ) adalah unit fungsional terkecil dari

Transcript of BAB II

Page 1: BAB II

BAB II

TINJAUAN PUSTAKA

Otot merupakan jaringan serat yang mempunyai kemampuan untuk

berkontraksi dan menghasilkan gerak atau menunjang posisi tubuh hewan

(Webster’s world encyclopedia, 2000). Jaringan otot rangka, jaringan konektif,

dan jaringan saraf merupakan satu kesatuan yang membentuk otot rangka (skeletal

muscles). Organ – organ yang dapat berkontraksi ini menyambung secara

langsung maupun tak langsung pada tulang rangka. Ackland and Bloomfield

(1995) dan NISMAT (2000) menyatakan bahwa otot rangka merupakan 40%

sampai 50% bagian dari keseluruhan berat badan. Fungsi otot – otot rangka antara

lain adalah untuk menghasilkan gerak, menunjang postur dan posisi tubuh, dan

mempertahankan temperatur tubuh (Martini, 1992). Otot rangka terdiri dari

sekumpulan serat otot (muscle fibers) yang bertugas mengkonversi energi kimia

menjadi usaha mekanik (McCormick, 1976).

Otot manusia dapat diklasifikasikan menjadi tiga kategori, yaitu otot

skaletal atau striated yang berhubungan dengan gaya luar, otot jantung, dan otot

polos. Otot skeletal yang bekerja di bawah kontrol sistem syaraf otomatis. Untuk

kontraksi otot sadar diperlukan stimulan dari sistem syaraf. Unit penggerak (

mototr unit ) adalah unit fungsional terkecil dari system syaraf ( neuromuscular

system ), seperti yang ditunjukkan oleh gambar 1.

Seperti yang sudah dijelaskan, bahwa elektromiografi adalah sebuah metode

untuk pengukuran, menampilkan, dan penganalisaan setiap signal listrik dengan

menggunakan bermacam – macam electrode. Signal listrik atau signal EMG

timbul melalui beberapa proses, yaitu : resting membrane potential, muscle fiber

Page 2: BAB II

action potential, potensial aksi unit motor, dan pengukuran signal EMG ( Khoiri,

2008 )

Tegangan yang dihasilkan oleh otot untuk menggerakkan tulang

merupakan respon dari impuls yang diberikan sistem saraf pusat. Tegangan

maksimum sebuah otot tergantung dari maksimum penampang dan panjang otot

tersebut (Bridger, 1995). Otot manusia pada keadaan kontraksi maksimum

diperkirakan dapat menghasilkan gaya sekitar 1000 lb atau 453 kg, tetapi tidak

dapat sepenuhnya digunakan langsung karena semua kerja otot, sesuai dengan

sifat mekaniknya, gaya keluaran akan berkurang tetapi terjadi peningkatan laju

gerak (Woodson et al., 1992)

Energi untuk kontraksi otot berasal dari substansi yang dikenal sebagai

ATP (adenosine triphosphate). Dengan memecah satu rantai fosfat, ATP menjadi

ADP (adenosine diphosphate) dan energi terbentuk di dalam sel. Agar sel dapat

berfungsi terus menerus, ADP harus diubah menjadi ATP sehingga energi dapat

terus dibentuk saat dibutuhkan, dengan menambahkan satu fosfat yang dikenal

dengan creatin phosphate yang berlaku sebagai energi cadangan untuk

membentuk ADP menjadi ATP (Bridgers, 1995).

Kontraksi otot membutuhkan energi dalam jumlah yang sangat besar.

Sebuah serat otot dapat berisi 15 milyar myosin (thick filamen), yang masing –

masing terdiri dari 400 molekul myosin. Pada saat kontraksi, setiap myosin cross-

bridge menghancukan sekitar 100 molekul ATP per detik. Dengan kata lain,

sebuah serat otot rangka membutuhkan 600 triliun molekul ATP setiap detiknya,

dan ini belum termasuk energi yang dibutuhkan untuk memompa kembali ion

kalsium ke sarcoplasmic retikulum (Martini, 1992)

Asam laktat adalah produk samping yang beracun dan harus dihilangkan

dengan proses oksidasi sehingga menjadi karbon dioksida dan air. Oksigen akan

menghilangkan produk samping tersebut dari reaksi pembentukan energi, yang

terus berkelanjut sampai aktivitas otot berhenti. Terjadinya akumulasi asam laktat

pada otot dan aliran darah akan mengakibatkan kelelahan otot (Woodson, 1992).

Kelelahan dapat terjadi sebagai akibat dari berkurangnya metabolisme atau

Page 3: BAB II

berkurangnya substansi ATP yang mengurangi aktivitas actin-myosin.

Berkurangnya fungsi otot yang disebabkan oleh kelelahan berimplikasi dengan

meningkatnya resiko cedera otot rangka (Bridger, 1995). Kelelahan otot bisa

terjadi pada kegiatan yang monoton, berulang – ulang, atau konsentrasi tegangan

otot pada bagian tertentu (Vrielink et al., 1993)

Kontraksi serabut otot ( muscle fibre contraction ) selalu diikuti dengan

aktivitas listrik ( electrical activity ). Elektromiografi ( electromyograph ) adalah

sebuah metode untuk pengukuran, menampilkan, dan penganalisaan setiap signal

listrik ( electrical signals ) dengan menggunakan bermacam – macam elektrode.

Sebuah signal elektromiografi ( EMG ) berasal dari signal serabut otot pada jarak

tertentu dari elektrode ( Luttmann, A., 1996 ).

McKormick (1976) menyatakan bahwa salah satu cara pengukuran kerja

otot lokal adalah dengan menggunakan elektromiografi (Electromyographic

recordings). Elektromiografi dapat digunakan untuk mengukur beban kerja otot

dan kelelahan otot lokal. Elektromiografi juga memiliki keuntungan dengan

merekam secara kontinyu kontraksi otot yang nantinya dapat digunakan untuk

menghitung keseluruhan beban kerja (Hagberg et al.,1995 di dalam Pinzke,1999).

Khalil (1973) dalam Sanders and McCormick (1987) telah menemukan

prosedur untuk menjumlahkan action potentials beberapa otot yang dimonitor

secara simultan. Meskipun metode ini cocok untuk mengukur kekuatan otot statik

dan dinamik, Tichauer (1978) dalam Sanders and McCormick (1987)

menunjukkan bahwa interpretasi myogram pada kerja dinamik lebih komplek dari

interpretasi pada kerja statik.

Sel – sel otot tersusun dalam unit – unit fungsional yang disebut unit – unit

motorik. Setiap unit motorik dihubungkan oleh saraf yang menyalurkan impuls

dari sistem saraf pusat. Tegangan otot dapat bervariasi dengan meningkatnya

jumlah unit – unit motorik pada suatu waktu. Aktivitas elektris pada otot dapat

dideteksi dengan menggunakan elektroda –elektroda yang ditempatkan pada kulit

di atas otot tersebut atau dengan menggunakan elektroda – elektroda jarum yang

Page 4: BAB II

dimasukkan ke dalam otot tubuh. Aktivitas otot akan menghasilkan sinyal –sinyal

yang dapat dilihat pada osiloskop EMG (Bridgers, 1995).

Elektromiogram menunjukkan perubahan potensial elektris yang terjadi

seperti arus listrik di sepanjang membran otot (McCormick, 1994 dan Marshal

dan Elliot, 1995). Fluktuasi arus ini, atau biasa disebut action potentials, terbentuk

dari perbedaan potensial membran yang selalu terjadi antara bagian dalam dan

luar sel. Perbedaan ini terjadi karena kelebihan anion yang terakumulasi di cairan

intraselular dan kelebihan kation pada daerah ekstraselular. Cairan ekstraselular

mengandung sodium (Na+) dan chlorida (Cl−¿¿) konsentraai tinggi dan potasium

(K+) konsentrasi rendah serta nondiffusible anion. Sebaliknya, cairan intraselular

mengandung K+ konsentrasi tinggi dan nondiffusible anion. Gradien konsentrasi

Na+ dan K+ melewati membran sel didukung olehtransport aktif Na+ keluar sel dan

K+ masuk ke dalam sel. Pada elektromiographi, action potentials otot direkam

dengan elektroda ekstraselular (Kimura, 1983). Perubahan besaran EMG biasanya

merupakan indikasi dari alterasi pembentukan gaya (Marshall dan Elliot, 1995).

Aparatus elektromiographi yaitu elektroda, amplifier, oscilloscope,

loudspeaker, dan tape recorder. Aktivitas elektrik dari kontraksi otot dapat

direkam menggunakan surface electrode yang ditempatkan pada kulit di atas otot

atau elektroda jarum (needle electrode) yang dimasukkan ke dalam otot. Amplifier

akan meningkatkan sinyal sampai sejuta kali dan ditayangkan pada oscilloscope

dan dapat didengar melalui loudspeaker untuk analisis secara visual dan auditori

secara simultan (Kimura, 1983)

Aktivasi dari sebuah neuron motor alpha ( an alpha motor neuron )

menyebabkan kontraksi serabut otot, sejumlah signal, sebagai kontribusi dari

potensial aksi serabut otot yang biasanya diukur. Aktivitas listrik ini disebut

potensial aksi unit motor ( MUAP). Jadi MUAP adalah gelombang yang diukur

ketika sebuah unit motor diaktivasi pada suatu waktu. Sebuah signal EMG berasal

dari beberapa unit motor dan didefinisikan sebagai jumlah dari semua MUAP

ditambah noise dan artefacts. Ada beberapa tipe elektrode yang digunakan untuk

mengukur signal EMG, yaitu needle electrodes, fine-wire electrodes, dan surface

electrodes. Surface electrodes mudah dalam pemasangannya dan juga tidak terlalu

Page 5: BAB II

mengganggu aktivitas dari orang yang diteliti. Prinsip dasar dari kerja EMG

adalah adanya signal listrik yang berasal dari aktivitas otot, yang mungkin

disebabkan oleh faktor psikis, fisik, maupun lingkungan ( Khoiri, 2008 ).

Electromyographic adalah sinyal yang dihasilkan oleh otot yang

mengandung informasi tentang keadaan otot tersebut. Sinyal Electromyographic

merupakan sinyal yang dihasilkan oleh otot dan dapat dianalisis dengan

mengamati bentuk, amplitudo dan frekuensinya. Peristiwa – peristiwa listrik yang

terjadi pada otot dapat direkam oleh alat electromyograph. Listrik ini diwujudkan

sebagai impuls – impuls pesan dari organ-organ indera ke sistem saraf pusat dan

perintah dari sistem saraf pusat untuk dilaksanakan. Sinyal EMG normal

mempunyai kekhasan tersendiri, walaupun untuk membedakan antara sinyal

normal dan tidak normal perlu pengetahuan yang lebih dalam. Salah satu analisa

yang dipakai untuk membedakan sinyal EMG normal dan tidak adalah respon

frekuensi sinyal tersebut. Analisa yang lain adalah dengan melihat amplitudonya,

menganalisa motor unit potensial (MUP), analisa pola gangguan di otot dan

beberapa macam cara yang lain. Sinyal normal EMG mempunyai nilai amplitudo

maksimal dan frekuensi yang berbeda beda dalam tiap otot di bagian tubuh yang

berbeda. Pada umumnya sinyal normal EMG mempunyai range frekuensi antara 6

– 15 Hz dan amplitudo –2.5 milivolt sampai 2.5 milivolt dalam keadaan otot

beristirahat. Berikut ini adalah sinyal – sinyal EMG normal yang telah disentesa

( Kholis, 2006 ).

Page 6: BAB II

a. Biceps

Sinyal Biceps normal mempunyai range frekuensi antara 6 – 10 Hz.

Berikut ini gambar salah satu contoh sinyal EMG yang diukur di otot

biceps dalam keadaan istirahat.

Gambar 3 Sinyal Normal EMG Biceps

b. Triceps

Sinyal Triceps normal mempunyai frekuensi sekitar 10 Hz

Gambar 4 Sinyal Normal EMG Triceps

c. First Dorsal Interosseus

First Dorsal Interosseus mempunya sinyal normal sekitar 11 Hz. Contoh

sinyal EMG dibagian ini seperti gambar 5

Gambar 5 Sinyal Normal EMG First Dorsal Interosseus

d. Tibialis Anterior

Sinyal normal didaerah ini mempunyai range sekitar 8 - 9 Hz.

Page 7: BAB II

Gambar 6 Sinyal Normal EMG Tibialis Anterior

Sinyal EMG abnormal mempunyai berbagai macam kelainan yang dapat

dikenali dengan berbagai macam metode. Otot yang mengalami suatu penyakit

atau kelelahan umumnya sinyal EMG-nya mengalami penambahan atau

pengurangan frekuensinya, tetapi terkadang juga mempunyai frekuensi yang tidak

berubah tetapi amplitudonya mengalami pengurangan. Ada beberapa macam

kelainan pada sinyal EMG seperti myophaty, neurophaty, esential tremors, dan

idiophatic torticolis ( Kholis, 2006 ).

a. Myophaty

Myophaty adalah salah satu penyakit salah urat. Penyakit ini menyebabkan

berkurangnya serat otot, altrophy, hypertrophy, pergantian serat otot, dan

reinervation. Sinyal EMG dari penyakit ini bisa tetap normal ataupun

mengalami penambahan, tetapi amplitudo sinyal mengalami pengurangan

dari normalnya. Kelainan ini dapat dideteksi di otot biceps.

Gambar 7 Sinyal EMG Biceps yang menderita Myophaty

b. Neurophaty

Neurophaty adalah penyakit yang menyebabkan terjadinya ketegangan

sistem otot. Tiga hal yang sering dialami oleh orang yang mengalami

diabetes antara lain peripheral neuropathy, autonomic neuropathy, dan

mononeuropathy. Pengaruh terbesar pada penderita peripheral neuropathy

terlertak pada bagian lengan dan kaki. Proses penyakit ini misalnya

Page 8: BAB II

berkurangnya motor unit (neuron/axon), Reinnervation, Hypertrophy, dan

kerusakan pada Motor unit. Kelainan yang diakibat neurophaty dapat

diukur di otot bagian biceps dan tibialis anterior.

Gambar 8 Sinyal EMG di Tibialis Anterior yang menderita Neurophaty

Gambar 9 Sinyal EMG di Biceps yang mengalami Neurophaty

c. Cedera Syaraf Sciatica

Sciatica adalah syaraf perasa sakit yang menyebar kebawah dari punggung

sampai pantat hingga ke bawah lutut. Berikut ini adalah sinyal EMG di

Tibialis Anterior yang diderita oleh pasien berumur 60 tahun yang

mengalami cedera syaraf sciatia setelah mengalami dislokasi pada pinggul

selama 2 tahun

Gambar 10 Sinyal EMG Tibialis Anterior yg mengalami cedera syaraf

sciatica

Elektromiografi (EMG) mengukur fungsi saraf perifer dengan merekam

aktivitas listrik unit sel otot-saraf motorik. EMG digunakan untuk mendiagnosis,

Page 9: BAB II

menggambarkan, dan memantau patologi neuromuskular pada pasien yang

dicurigai mengalami gangguan transmisi saraf atau fungsi sel otot (Corwin, 2008).

Gambar 11 Volume intrakranial versus tekanan intrakranial

Elektromiografi merupakan pemeriksaan yang dirancang untuk

mengevaluasi unit motorik, yang mencakup sel kornuanterior, radiks ventralis,

pleksus saraf, saraf tepi, sambungan saraf-otot dan serabut otot. Dua jenis umum

pemeriksaan adalah EMG, yang merekam aktivitas listrik yang diinduksi di dalam

otot dengan derajat aktivitas bervariasi, dan NCV yang merekam kecepatan pada

saat saraf yang dirangsang dapat menghantarkan aktivitas listrik. Bila digunakan

dalam kombinasi, maka teknik ini bermanfaat untuk evaluasi miopati, cidera saraf

tepi dan lesi radiks. Seperti pada semua pemeriksaan listrik, interpretasi sangat

tergantung pada anamnesis dan pemeriksaan klinis (Company,1987)

Informasi diagnostik tentang otot dapat diperoleh dari aktivitas listrik-nya.

Pada bagian transmisi potensial aksi dari akson ke dalam otot, tempat potensial

aksi tersebut menimbulkan kontraksi otot. Rekaman potensial dari otot sewaktu

berkontraksi disebut elektromiogram atau EMG. Sebuah otot terdiri dari banyak

unit motorik. Satu motorik terdiri dari satu cabang neuron dari batang otak atau

korda spinalis dan 25 sampai 2000 serat otot ( sel ) yang berhubungan dengannya

melalui motor end plate (gambar 12). Potensial istirahat di kedua sisi membran

pada sebuah serat otot serupa dengan potensial istirahat di serat saraf. Kerja otot

dimulai oleh potensial aksi yang berjalan di sepanjang suatu akson dan melewati

Page 10: BAB II

motor end plate menuju ke dalam serat otot, menyebabkan serat tersebut

berkontraksi. Rekaman potensial aksi di satu sel otot diperlihatkan secara skematis

di gambar 13. Pengukuran semacam ini dilakukan dengan menggunakan sebuah

elektrode yang sangat halus (mikroelektroda) yang dimasukkan melalui membran

otot (Cameron, Skofronik, dan Grant, 1999).

Gambar 12 Skema subuah neuron yang berasal dari korda spinalis dan berakhir di beberapa sel otot. Neuron dan sel – sel otot terkait membentuk satu unit motorik

(garis terputus – putus)

Gambar 13 Susunan alat untuk mengukur potensial aksi di sebuah sel otot. Elektrode referensi dibenamkan di cairan yang mengelilingi sel

Elektrode EMG biasanya merekam aktivitas listrik dari beberapa serat

otot. Dapat digunakan elektrode permukaan atau elektrode jarum konsentrik.

Elektrode permukaan yang dilekatkan ke kulit mengukur sinyal listrik dari banyak

Page 11: BAB II

unit motorik. Elektrode jarum konsentrik yang dimasukkan ke bawah kulit

mengukur aktivitas satu unit motorik melalui sebuah kawat berinsulasi yang

dihubungkan ke titiknya. Gambar 14 memperlihatkan EMG tipikal dari dua jenis

elektrode. Susunan yang lazim untuk merekam EMG diperlihatkan pada gambar

15. Sinyal listrik otot dapat diperlihatkan secara langsung di salah satu saluran

osiloskop, dan sinyal dapat diintegrasikan dan ditampilkan di saluran kedua.

Sinyal juga dapat dilewatkan melalui sebuah penguat (amplifier) dan diubah

menjadi bunyi oleh pengeras suara. Rekaman terintegrasi (dalam volt detik)

merupakan ukuran kuantitas elektrik berkaitan dengan potensial aksi otot. Gambar

16 memperlihatkan EMG dan bentuk terintegrasinya untuk kontraksi otot volunter

dengan derajat yang bervariasi. Kontraksi yang lebih kuat menghasilkan aktivitas

potensial aksiyang lebih besar. Bentuk terintegrasi dari aktivitas potensial aksi

lebih mudah dievaluasi karena merupakan kurva yang mulus. Di klinik, EMG

yang dapat didengar dan rekaman potensial aksi dalam bentuk terintegrasi sering

digunakan untuk menentukan kondisi suatu otot sewaktu berkontraksi (Cameron,

Skofronik, dan Grant, 1999).

Gambar 14 Elektromiogram yang diperoleh dengan menggunakan elektrode jarum konsentrik dan elektrode permukaan

Page 12: BAB II

Gambar 15 Susunan instrumen untuk memperoleh EMG

Gambar 16 elektromiogram pada (a) kontraksi minimal yang memperlihatkan potensial aksi dari satu unit motorik dan (b) kontraksi maksimal yang

memperlihatkan potensial aksi dari banyak unit motorik. Perhatikan a dan b memiliki skala yang berbeda. (Diadaptasi dari P.Strong, Biophysical

measurement, Tektronix, Inc., Beaverton, OR, 1970, p. 183, dengan ijin dari Tektronix, Inc. Hak cipta dilindungi undang-undang)

EMG dapat diperoleh dari otot atau unit motorik yang dirangsang secara

elektris. Metode ini lebih sering dipilih daripada kontraksi volunter. Kontraksi

volunter biasanya tersebar selama sekitar 100 mdtk karena semua unit motorik

tidak melepaskan muatan secara bersamaan; juga, masing – masing unit motorik

mungkin menghasilkan beberapa potensial aksi bergantung pada sinyal yang

dikirim dari susunan saraf pusat. Pada stimulasi dengan listrik, waktu simulasi

memiliki batas yang jelas dan semua serat otot melepaskan muatan hampir secara

bersamaan. Denyut stimulatorik yang biasa digunakan memiliki amplitudo 100 V

dan berlangsung 0,1 sampai 0,5 mdtk. EMG yang diperoleh melalui stimulasi

Page 13: BAB II

elektris terhadap suatu unit motorik diperlihatkan di gambar 17. Potensial aksi

tampak di EMG setelah suatu periode laten (waktu antara stimulasi dan permulaan

respons). Kadang – kadang EMG dari otot – otot yang simetris di tubuh

diperbandingkan satu sama lain atau dengan otot dari orang normal untuk

menentukan apakah potensial aksi dan masa laten setara (Cameron, Skofronik,

dan Grant, 1999).

Gambar 17 Susunan instrumen untuk memperoleh EMG sewaktu dilakukan stimulasi listrik terhadap suatu unit motorik

Selain menstimulasi unit motorik dengan listrik, stimulasi juga dapat

dilakukan pada saraf sensorik yang membawa informasi ke susunan saraf pusat.

Sistem refleks dapat dipelajari dengan mengamati respons refleks di otot ( gambar

18 ). Pada stimulasi yang lemah, sebagian saraf sensorik mengalami pengaktivan

tetapi saraf motorik tidak dan tidak tampak respons M (gambar 18b). Potensial

aksi saraf sensorik bergerak ke arah korda spinalis dan menghasilkan respon

refleks yang berjalan di sepanjang saraf motorik dan memicu respons tertunda H

di otot. Seiring dengan meningkatnya stimulus, baik saraf motorik maupun saraf

sensorik akan teraktifkan dan dijumpai respons M dan H (gambar 18c). Pada

stimulasi yang kuat, hanya respons M yang tampak (gambar 18d). (Cameron,

Skofronik, dan Grant, 1999).

Page 14: BAB II

Gambar 18 Stimulasi listrik terhadap saraf sensorik dan motorik pada seorang bayi unuk menentukan kondisi refleks. Respons diperlihatkan di CRT. (a) diagram skematik instrumentasi. (b) untuk stimulasi lemah pada waktu 0, tampak

di elektrode perekam respons sensorik H tertunda selama 14 mdtk. (c) untuk stimulasi sedang, diperoleh dua respons: saraf motorik M berespons pada sekitar 5 mdtk setelah rangsangan dan respons H adalah pada 14 mdtk. (d) untuk stimulasi

kuat, hanya respons M yang diperoleh.

Electromyograph berfungsi untuk mendeteksi adanya potensial listrik yang

dihasilkan oleh otot saat kontraksi dan relaksasi. Dalam elektromyography,

terdapat beberapa teknik pengukuran yang meliputi:

1. Surface Electromyography (SEMG)

Adalah teknik non – invasive untuk mengukur hasil aktifitas elektrik

dari proses kontraksi dan relaksasi.

2. Fire Wire Electromyography (Intramuscular EMG)

Adalah teknik invasive untuk mengukur hasil aktifitas elektrik otot

dari proses kontraksi dan relaksasi.

3. Neuromuscular Electrical Simulation (NMES)

Burst pulsa elektrik dari rangsangan kontraksi otot yang ditargetkan

melalui elektrode.

Parameter dari NMES adalah :

a. Pulse width : durasi dari pulsa individual.

b. Pulse rate : tingkat dimana sejumlah pulsa dikirimkan.

Page 15: BAB II

c. Intensity : intensitas saat ini disampaikan setiap denyut nadi. Penggunaan

electrode NMES sangat baik untuk aplikasi ini sebagai daya kerapatan

elektroda, serta faktor keselamatan.

d. Ramp : waktu yang diperlukan intensitas pulsa berturut – turut untuk

mencapai nilai preset maksimum atau menurunkan kembali nol.

Gambar 19 Typical pulsa pada NEMS

(Quach, 2007)

EMG (elektromyograph) adalah instrumentasi pencatat bioelektrik untuk

mengetahui sinyal yang disebabkan oleh aktifitas otot gerak. Otot gerak

merupakan organ tubuh manusia yang berfungsi menggerakkan rangka. Otot

gerak merupakan jenis otot lurik, dimana memiliki sifat sadar, tidak sadar, tidak

teratur karena aktifitasnya bergantung pada kehendak pelaku. Secara umum,

prinsip kerja dari otot gerak dengan otot jantung relative sama, yang membedakan

yaitu asal dari rangsangan. Pada otot gerak tidak memiliki sifat otomatisitas.

Rangsangan berasal dari otak dan disalurkan melalui syaraf. Untuk mengetahui

sinyal EMG diletakkan elektrode sebagai media interaksinya. Peletakan elektrode

biasanya diletakkan langsung pada otot yang akan diamati dengan cara

menempelkan pada permukaan kulit sebagai pendeteksi sinyal dari pergerakan

otot. Sinyal yang ditangkap meliputi daerah yang diberikan elektrode, akibatnya

sinyal yang diperoleh merupakan penjumlahan seluruh sinyal yang ada. Karena

proses kontraksi dan relaksai tiap – tiap otot gerak pada daerah tersebut tidak

bersamaan, maka sinyal yang didapat terkesan seperti sinyal acak. Elektrode juga

berfungsi sebagai grounding yang ditempelkan pada daerah yang memiliki

resistansi tubuh yang kecil, contohnya pada kaki atau telinga. Karakteristik dari

sinyal otot EMG yang umumnya dianalisa mempunyai range frekuensi antara

Page 16: BAB II

20Hz sampai 500Hz dan range tegangan antara 0,4 V sampai 5 V, terdapat

amplitudo yang inggi lagi apabila terjadi kontraksi. (Fiolana, 2003)

Gambar 20 Sinyal EMG

Peletakan elektroda umumnya diletakkan langsung dari pada otot yang

diamati. Sinyal yang ditangkap adalah meliputi daerah yang diberikan oleh

elektroda, akibatnya sinyal yang diperoleh merupakan penjumlahan seluruh sinyal

yang ada.karena proses kontraksi dan relaksasi tiap – tiap otot gerak pada daerah

tersebut tidak bersamaan, maka sinyal yang didapat terkesan seperti acak. Sensor

ini akan mendeteksi perubahan amplitudo sinyal sebesar 0,2 μV yang merupakan

sinyal kontraksi otot yang dideteksi dan sensor ini memiliki range kerja pada

frekuensi di bawah 130Hz. Penempatan sensor ini pada jari dan tangan dapat

ditunjukkan pada gambar 21. Pada gambar tersebut terlihat bahwa penempatan

sensor diletakkan di atas pertengahan Proximal Phalax (tulang jari), dan elektroda

referensi pada pertengahan Intermediate Phalax. Untuk pengaktifan simulasi

diletakkan pada pergelangan tangan (Huges, 1981).