7

BAB II

KAJIAN PUSTAKA

2.1 Osteoarthritis Lutut

Osteoarthritis adalah penyakit degeneratif pada daerah lokal sendi yang

bersifat kronis. Proses dari penyakit osteoarthritis melibatkan seluruh bagian sendi

yaitu ligament, kartilago dan otot disertai adanya penyempitan ruang sendi,

adanya osteofit, dan sklerosis pada X-Ray (Bennel KL dan Hinman RS, 2011).

Proses ini akan menyebabkan tulang rawan sendi mengalami erosi, pembentukan

osteofit (Iversen,2012), seperti ditunjukkan oleh gambar 2.1.

Osteoarthritis adalah penyakit sendi yang biasa dialami lansia di dunia.

Sekitar sepertiga dari jumlah lansia memiliki gambaran radiologi peradangan pada

sendi, meskipun lansia yang positif mengalami osteoarthritis pada lutut, tangan

atau pinggul hanya 8.9% dari populasi lansia. Osteoarthritis lutut adalah tipe yang

paling umum (6% dari semua lansia). Terjadinya kasus osteoarthritis meningkat

seiring dengan peningkatan usia. Terjadinya osteoarthritis pada lutut lebih tinggi

di antara usia 70 sampai 74 tahun, meningkat setinggi 40 %. (Michael, 2010).

Gambar 2.1 Osteoarthritis

Sumber : Goodman & Fuller (2009)

8

2.1.1. Anatomi dan Biomekanik Terapan pada Osteoarthritis Lutut

Lutut memiliki fungsi biomekanik yang penting saat beraktifitas seperti

saat berjalan dan berlari. Keadaan jaringan otot dan struktur tulang pada area lutut

mempengaruhi stabilitas dari lutut. Terjadinya cedera pada ligamen dan kartilago

adalah akibat dari adanya pembebanan atau kerja yang berlebihan pada lutut

(Neumann, 2009).

Sendi lutut terbentuk oleh tulang distal femur, proksimal tibia dan fibula

dan pattela. Lutut terdiri dari lateral dan medial sendi tibiofemoral dan sendi

patellofemoral. Gerakan pada lutut terjadi dalam dua bidang, memungkinkan

fleksi dan ekstensi pada bidang sagittal dan internal dan eksternal rotasi pada

bidang horizontal. Secara fungsional, jarang terjadi gerakan mandiri dari beberapa

sendi di ekstremitas bawah. Sebagai pertimbangan, contohnya adalah interaksi

antara pinggul, lutut dan ankle selama berlari atau memanjat atau berdiri dari

posisi duduk. Hubungan kuat fungsional dalam sendi pada ekstremitas bawah

terlihat dari fakta bahwa otot yang melintasi lutut juga melintasi pinggul ataupun

ankle (Neumann, 2009).

Sendi lutut terbentuk oleh Tibiofemoral joint dan Pattelofemoral joint.

Kemudian dilapisi oleh kapsul sendi yang lentur, dan disertai beberapa jaringan

konektif seperti bursa (suprapatellaris, subpopliteal, dan bursa gastrocnemius)

dan ligamen-ligamen yang memperkuat dan membantu stabilitas sendi lutut

seperti ligament collateral medial, ligament collateral lateral, ligament popliteal

oblique, ligament cruciatum anterior, ligament cruciatum posterior, ligament

tranversal, serta traktus iliotibialis (Neumann, 2009).

9

Pada sendi tibiofemoral dibentuk oleh tulang tibia dan femur dan

membentuk biaxial modified hinge joint. Pada ujung permukaan tulang femur

dilapisi oleh kartilago hyaline, dan pada ujung permukaan tulang tibia juga

dilapisi oleh kartilago hyaline dan dilapisi oleh jaringan fibrokartilago yang

membentuk meniskus. Kartilago hyaline ini berfungsi untuk mengurangi gaya

friksi antar kedua permukaan tulang selama terjadinya gerakan pada sendi lutut

dan meniskus berfungsi memperbaiki kongruenitas dan sebagai peredam gaya

antara kedua permukaan sendi (Sudaryanto, 2011).

Sendi tibiofemoral memungkinkan perpindahan berat badan dari femur ke

tibia ketika perputaran sendi, rotasi bidang sagittal sendi dengan sudut kecil dari

rotasi aksial tibia. Secara fungsional, grup otot quadriceps dan pergerakan

patellofemoral – sepanjang dengan anterior tibialis dan sendi ankle – bertindak

untuk menghilangkan penerusan momentum ketika tubuh mengalami fase berdiri

dari siklus jalan (Fred Flandry, 2011).

Otot pada lutut dibedakan menjadi dua grup yaitu grup ekstensor lutut dan

grup fleksi-rotasi lutut. Otot quadriceps berfungsi sebagai ekstensor sendi lutut

dengan arah tarikan yang berbeda-beda setiap bagian otot, sedangkan otot

hamstring berfungsi utama untuk fleksor sendi lutut. Arah tarikan yang berbeda-

beda pada setiap bagian otot quadriceps dapat dilihat pada gambar 2.2. Otot

quadriceps terdiri dari otot rectus femoris, vastus lateralis, vastus medialis, dan

vastus intermedius. Sedangkan otot hamstring terdiri dari otot biceps femoris,

semimembranosus, dan semitendinosus. Otot- otot ini berfungsi sebagai

10

penggerak utama dan juga berfungsi untuk stabilitas aktif sendi lutut

(Neumann,2009).

Gambar 2.2. Arah tarikan otot Quadricep Femoris

Sumber : Neumann (2009)

Bagian medial pada sendi lutut normal mendapatkan pembebanan sekitar

70% dari berat badan. Hal ini terjadi oleh karena lintasan dari vektor ground

reaction force (GRF) pada sendi lutut. Lintasan GFR berjalan melewati bagian

medial dan posterior lutut. Gambar 2.3 menggambarkan perbedaan lintasan GRF

pada lutut normal dan lintasan GFR pada lutut dengan peradangan. Momen yang

diciptakan oleh gaya pada sendi lutut ini dibentuk oleh momen gaya fleksi dan

adduksi. Pada pasien dengan osteoarthritis akan terjadi peningkatan momen

aduksi pada lutut (Reeves & Bowling, 2012).

11

Gambar 2.3. Lintasan GRF pada lutut normal dan lutut dengan peradangan

Sumber : Reeves & Bowling (2012)

Pada gambar 2.4 menunjukkan bahwa magnitude pada adduksi lutut

menghasilkan penyempitan ruang sendi, melonggarnya kapsul bagian medial,

timbulnya nyeri dan terganggunya aktivitas fungsional (Reeves & Bowling,

2012). Fenomena melonggarnya kapsul sendi tersebut juga dikenal dengan istilah

pseudo-laxity.

Gambar 2.4 Ruang sendi pada osteoarthritis dan pada lutut normal

Sumber : Lidtke (2011)

12

Untuk mengatasi sensasi instabilitas sendi ini otot-otot yang memperkuat

bagian medial mengalami kontraksi untuk menstabilisasi aspek medial sendi lutut,

yang mana hal ini meningkatkan pembebanan pada bagian medial dan

mempercepat proses degeneratif (Creaby et al., 2010). Peningkatan pembebanan

di sisi medial lutut pada pasien osteoarthritis ditunjukkan oleh gambar 2.5.

Gambar 2.5. Pembebanan selama berjalan pada osteoarthritis

Sumber : Neumann (2009)

Penurunan ruang sendi akan meningkatakan gaya reaksi pada sendi pada

bagian medial selama aktivitas berjalan yang akan meningkatkan gaya friksi pada

kedua permukaan sendi. Gaya friksi tersebut dapat menyebabkan nyeri yang

berdampak pada inhibisi otot dan mempengaruhi aktivitas fungsional. Friksi pada

kartilago akan mengganggu artrokinematika (slide & roll) pada sendi lutut,

sehingga akan mempengaruhi osteokinematika sendi lutut (Neumann,2009).

13

2.1.2. Insiden Osteoarthritis Lutut

Diperkirakan 42,7 juta penduduk Amerika (15% dari populasi total)

mengalami osteoarthritis lutut pada tahun 1995, dan dengan melihat pertumbuhan

rata- rata umur penduduk dari populasi, jumlah penderita osteoarthritis

diperkirakan akan meningkat 59,4 juta penduduk (18,2%) pada tahun 2020

(Vennu, 2014). Osteoarthritis bisa menyerang berbagai sendi yang menopang

berat tubuh seperti tangan, pinggul dan lutut namun osteoarthritis lutut merupakan

penyakit sendi yang paling umum dan terbanyak terjadi di dunia. Prevalensi

osteoarthritis pada panggul adalah 5,5%, osteoarthritis lutut 7,1% dan

osteoarthritis tangan 4,3% (Mody & Wolf, 2003).

Prevalensi penderita osteoarthritis di seluruh dunia adalah sekitar 9% pada

laki-laki dan 18% pada perempuan (Mody & Wolf, 2003). Di Indonesia, penyakit

osteoarthritis merupakan penyakit rematik yang paling banyak ditemukan pada

golongan usia lanjut di Indonesia, sebanyak 50-60 %. Yang kedua adalah

kelompok rematik luar sendi (gangguan pada komponen penunjang sendi,

peradangan, penggunaan berlebihan, dan sebagainya). Yang ketiga adalah asam

urat (gout) sekitar 6 - 7%. Sementara penyakit rematoid arthritis (RA) di

Indonesia hanya 0,l % (1 di antara 1000-5000 orang), sedangkan di negara-negara

Barat sekitar 3 % (Nainggolan, 2009).

Gejala dari osteoarthritis lutut terjadi pada kurang lebih 6 % dari orang

dewasa usia 30 tahun dan persentasenya meningkat sampai 11 % pada orang tua

berusia 65 tahun. Pada penelitian rutin dimana wanita dan pria yang ditanyakan

perhitungan kesehatan harian, keluhan lutut adalah gejala masalah kesehatan yang

14

umumnya dialami oleh wanita berusia 65 tahun keatas dan masalah kesehatan

kedua yang umumnya dialami oleh wanita yang berusia antara 45 sampai 64

tahun. Pada pria, keluhan lutut yang dirasakan dianggap sebagai osteoarthritis

yang merupakan masalah kesehatan yang biasa ditemukan (Felson, 1998).

2.1.3. Etiologi Osteoarthritis

Berdasarkan kriteria American Rheumatoid Association (ARA),

osteoarthritis dapat diklasifikasikan sebagai berikut:

1. Osteoarthritis primer

Jenis ini paling sering ditemukan, dikatakan primer karena penyebabnya

tidak diketahui atau herediter dan dapat dibedakan menjadi peripheral dan spinal.

Biasanya terjadi karena proses penuaan (Rekomendasi IRA, 2014).

Penjelasannya karena pada orangtua, volume air dari tulang muda

meningkat dan susunan protein tulang mengalami degenerasi. Akhirnya, kartilago

mulai degenerasi dengan mengelupas atau membentuk tulang muda yang kecil.

Pada kasus-kasus lanjut, ada kehilangan total dari bantalan kartilago antara

tulang-tulang dan sendi-sendi. Penggunaan berulang dari sendi-sendi yang

terpakai dari tahun ke tahun dapat membuat bantalan tulang mengalami iritasi dan

meradang, menyebabkan nyeri dan pembengkakan sendi. Kehilangan bantalan

tulang ini menyebabkan gesekan antar tulang, menjurus pada nyeri dan

keterbatasan mobilitas sendi. Peradangan dari kartilago dapat juga menstimulasi

pertumbuhan pertumbuhan tulang baru yang terbentuk di sekitar sendi-sendi.

Persendian yang biasa terkena yaitu jari-jari tangan, jari-jari kaki, lutut dan

panggul. Namun paling banyak mengenai lutut (Shamley & Louis, 2005).

15

2. Osteoarthritis sekunder

Disebut osteoarthritis sekunder karena diketahui penyebabnya. Jenis ini

meliputi osteoarthritis yang timbul pada sendi yang sebelumnya sudah ditemukan

adanya kerusakan atau kelainan sendi. Osteoarthritis sekunder adalah

osteoarthritis yang disebabkan oleh penyakit atau kondisi lain yang sudah

diketahui yaitu pada post-traumatik, kelainan kongenital dan pertumbuhan (baik

lokal maupun generalisata), kelainan tulang dan sendi, penyakit akibat deposit

kalsium, kelainan endokrin, metabolik, inflamasi, imobilitas yang terlalu lama,

serta faktor risiko lainnya seperti obesitas, operasi yang berulangkali pada

struktur-struktur sendi, dan sebagainya (Rekomendasi IRA, 2014). Adanya

obesitas merupakan faktor yang paling sering menyebabkan terjadinya

osteoarthritis lutut. Selama berjalan, setengah berat badan bertumpu pada sendi

lutut. Peningkatan berat badan akan melipatgandakan beban sendi lutut saat

berjalan. Studi di Chingford menunjukkan bahwa untuk setiap peningkatan Indeks

Massa Tubuh (IMT) sebesar 2 unit (kira-kira 5 kg berat badan), rasio odds untuk

menderita osteoarthritis lutut secara radiografik meningkat sebesar 1,36 poin.

Penelitian tersebut menyimpulkan bahwa semakin berat tubuh akan meningkatkan

risiko menderita osteoarthritis lutut. Pengukuran termudah untuk mengetahui

kategori berat badan berlebih bisa menggunakan IMT (Nainggolan, 2009).

Kategori IMT di beberapa negara berbeda-beda, untuk kategori IMT di Indonesia

dapat dilihat pada tabel 2.1.

16

Tabel 2.1 Kategori Indeks Masa Tubuh (IMT)

IMT KATEGORI

<18,5 Berat badan kurang

18,5 – 22,9 Berat badan normal

≥ 23,0 Kelebihan berat badan

23,0 – 24,9 Berisiko menjadi obes

25,0 – 29,9 Obes I

≥ 30,0 Obes II

Sumber : Centre for Obesity Research and Education 2007

Berat badan kurus kelihatannya tidak mempunyai perbedaan risiko dengan

berat badan normal dengan sedangkan berat badan obes mempunyai resiko yang

lebih besar dibandingkan dengan berat badan normal untuk mengalami

osteoarthritis. Osteoarthritis bukanlah jenis penyakit yang muncul seketika.

Prosesnya melalui beberapa tahap dan bila sudah terkena biasanya menjadi kronis.

Radang sendi bisa bermula dari tubuh yang kegemukan. Berat badan yang

berlebih memberikan beban yang besar pada tulang sehingga mempengaruhi

kesehatan sendi (Nainggolan, 2009).

2.1.4. Patogenesis Osteoarthritis

Faktor patogenesis dapat dikelompokkan menjadi (1) kerusakan kartilago

(misalnya dalam penyakit deposisi kristal), (2) kerusakan tulang subchondral

(misalnya pada penyakit Paget’s), dan (3) kerusakan akibat pembebanan

(misalnya permukaan sendi yang tidak teratur setelah fraktur intra-artikular).

17

Proses penyakit terdiri dari degradasi kartilago, pembentukan tulang baru dan

synovitis kronis (Shamley & Louis, 2005).

1. Degradasi Kartilago dan Sinovitis

Secara normal, perusakan dan perbaikan jaringan kartilago articular terjadi

secara seimbang yang dikontrol oleh Sitokin (perusakan) dan Growth Factor

(perbaikan). Namun, pada osteoarthritis lutut, lebih terjadi dominasi pada proses

kerusakan kartilago. Proses degradasi kartilago pada osteoarthritis dapat dibagi

menjadi 3 fase yaitu: I) degradasi proteolitik pada matrix kartilago, II) Fibrilasi

pada permukaan kartilago, III) Chronic Synovitis (Shamley & Louis, 2005).

2. Pembentukan Tulang Periartikular

Pada osteoarthritis¸ terjadi pembentukan tulang baru dalam bentuk

subchondral sclerosis serta pembentuk osteophyte. Subchondral sclerosis

terbentuk saat kartilago sendi mengalami kerusakan dan menghilangnya

kemampuan peredam gaya. Menghilangnya kemampuan meredam gaya tersebut,

menyebabkan gaya pembebanan akan ditransmisikan langsung menuju tulang dan

hal tersebut menstimulasi pembentukan tulang baru. Hal ini menjelasakan

terhadap fenomena penebalan trabeculae dan peningkatan densitas tulang

dibawah permukaan tulang pada titik dimana terjadinya pembebanan maksimal.

(Shamley & Louis, 2005).

Substansi kimia seperti Growth Factor yang dihasilkan oleh synovium

juga memiliki andil dalam stimulasi pembentukan tulang baru. Tulang pada

pasien dengan osteoarthritis lutut memilki kadar growth factor IGF-1, IGF-2, dan

TGF-β yang lebih tinggi daripada sendi yang tidak mengalami peradangan.

18

Namun, penelitian menunjukkan bahwa pasien dengan osteoarthritis, terutama

pada hypertrophic osteoarthritis cenderung memiliki densitas tulang yang baik

dan mengurangi resiko terjadinya osteoporosis dibandingkan orang yang normal

(Shamley & Louis, 2005).

3. Sinovitis Kronis

Synovial Phagocyte meliputi partikel-partikel yang berasal dari degradasi

kartilago, melepasakan enzim degradatif yang memicu chronic synovitis.

Synovitis diasosiasikan dengan meningkatnya produksi cytokine, kerusakan

kartilago lebih lanjut, dan menyebabkan lebih banyak synovitis, yang disebut

dengan cycle of destruction. Synovitis menyebabkan penebalan dan fibrosis pada

kapsul sendi yang mana dapat menghasilkan deformitas sendi (Shamley & Louis,

2005).

2.1.5. Gambaran Klinis Osteoarthritis

Manifestasi klinis yang khusus pada osteoarthritis lutut meliputi

pembesaran tulang, nyeri, keterbatasan Range of Motion (ROM), adanya krepitasi,

pembengkakan sendi, deformitas sendi, morning stiffness, dan tanda-tanda

inflamasi (American College of Rheumatology, 2012). Beberapa manifestasi klinis

yang dialami pasien osteoarthritis diantaranya :

1. Nyeri

Nyeri adalah gejala yang paling umum dan dominan yang mewakili gejala

klinis osteoarthritis lutut. Menurut kriteria diagnostik yang disarankan oleh

American Collage of Reumatism pada tahun 1986, adanya nyeri lutut diperlukan

untuk diagnosis klinis dari osteoarthritis lutut. Akibatnya, nyeri digunakan sebagai

19

sasaran untuk kebanyakan modalitas dalam pengobatan dan penurunan maupun

peningkatan rasa sakit adalah faktor kunci dalam mengevaluasi efek dari suatu

intervensi. Rasa sakit yang berasal dari struktur intracapsular, juga jaringan

periartikular, misalnya otot dapat menjadi sumber rasa sakit (Henriksen, 2006).

Nyeri yang dikeluhkan oleh pasien osteoarthritis lutut adalah bervariasi

pada tiap-tiap individu. Ada beberapa faktor yang dapat mempengaruhi nyeri pada

osteoarthritis lutut antara lain : 1) Nyeri oleh karena faktor lokal adalah perubahan

bentuk pada sendi yang mengalami peradangan dengan adanya osteophite dan

pada kasus lebih lanjut terjadi destruksi dan instabilitas. Semua ini dapat

menyebabkan abnormal kekakuan mekanik terhadap ligamen, kapsul dan struktur

inervasi yang lainya, sehingga menimbulkan nyeri dan lokasi nyeri tekan. Hal ini

mungkin menyebabkan timbulnya nyeri tekan dan nyeri yang tajam saat aktivitas.

2) Nyeri oleh karena faktor tulang adalah peningkatan tekanan intraosseous pada

tulang subkondal yang menyebabkan hambatan aliran vena, sehingga timbulnya

nyeri. 3) Nyeri oleh karena faktor otot adalah terjadi kelemahan otot pada sendi

yang terlibat, sehingga terjadi kelainan fungsi otot. Dengan latihan penguatan otot

akan dapat mengurangi nyeri (Diepe et al., 1995). Peranan otot quadriseps selain

sebagai proteksi yang penting pada sendi lutut, dapat pula bertindak untuk

mengurangi kecepatan tungkai sebelum penumpuan tumit, sehingga beban dapat

berkurang. Adanya kelemahan otot quadriceps akan menambah beban pada sendi

lutut sehingga dapat meningkatkan nyeri lutut yang dirasakan pasien osteoarthritis

lutut. Pada kebanyakan pasien osteoartrithis lutut, nyeri yang dirasakan

dikarenakan adanya kelemahan otot quadriceps (Rice et al., 2011).

20

Nyeri pada osteoarthritis lutut, terjadi pada saat menumpu berat badan dan

diperberat pada saat berjalan, berlari, naik turun tangga, dari duduk ke berdiri atau

jongkok-berdiri dan nyeri akan hilang jika di istirahatkan. Rasa nyeri awalnya

ringan, timbul secara intermiten dan sembuh atau hilang dengan sendirinya. Nyeri

pada OA dapat bertambah parah oleh adanya faktor internal dan faktor eksternal.

Faktor internal yang dapat memperberat nyeri yang dirasakan pasien osteoarthritis

ialah adanya osteofit, kekakuan,kelemahan otot dan deformitas. Faktor eksternal

yang dapat memperberat nyeri diantaranya aktivitas fisik, kebiasaan olahraga dan

jenis pekerjaan pasien (Rekomendasi IRA, 2014).

2. Menurunnya Range Of Motion

Pada pasien osteoarthritis akan ditemukan kesulitan atau rasa kaku saat

akan memulai gerakan pada kapsul, ligamen, otot, dan permukaan sendi lutut.

Timbulnya osteofit dan penebalan kapsuler, spasme otot serta nyeri membuat

pasien tidak mau melakukan gerakan secara maksimal sampai batas normal,

sehingga mengakibatkan menurunnya keterbatasan lingkup gerak sendi.

Keterbatasan gerak tersebut bersifat pola kapsuler akibat kontraktur kapsul sendi.

Keterbatasan pola kapsuler yang terjadi yaitu gerak fleksi lebih terbatas dari gerak

ekstensi (Kuntono, 2011).

3. Krepitasi

Permukaan sendi yang kasar karena degradasi dan rawan sendi

menyebabkan munculnya krepitasi yang terdengar seperti suara gesekan

permukaan tulang yang kasar pada saat sendi digerakkan. Pada awalnya hanya

berupa perasaan akan adanya sesuatu yang patah atau remuk oleh pasien atau

21

dokter yang memeriksa. Seiring dengan perkembangan penyakit, krepitasi dapat

terdengar hingga jarak tertentu (Kuntono, 2011).

4. Kelemahan Otot Quadriceps dan Atrofi Otot Sekitar Sendi Lutut

Muscle Wasting atau kelemahan otot akan terjadi seiring dengan

meningkatknya progresifitas dari Osteoarthritis. Penelitian telah menunjukkan

adanya hubungan yang signifikan antara osteoarthritis dengan menurunnya

kekuatan otot-otot utama disekitar sendi yang mengalami osteoarthritis

merupakan salah satu gejala klinis yang khas dari osteoarthritis. Apabila nyeri

dan kekakuan sendi berlangsung lama, maka akan terjadi penurunan penggunaan

dan pergerakan otot quadriceps sehingga akan menunjukan atrofi (Kuntono,

2011).

5. Deformitas

Osteoarthritis lutut yang berat akan menyebabkan destruksi kartilago,

tulang, dan jaringan. Deformitas varus terjadi bila adanya kerusakan pada

kompartemen medial dan kendornya ligamentum collateral lateral, serta variasi

subluksasi karena perpindahan titik tumpu pada lutut atau diakibatkan oleh

pembatasan adanya osteofit yang besar (Kuntono, 2011).

2.1.6. Klasifikasi Osteoarthritis Lutut

Kriteria klasifikasi osteoarthritis lutut menurut Kellgren dan Lawrence

dapat dijabarkan pada tabel 2.2 sebagai berikut :

22

Tabel 2.2. Kriteria Klasifikasi Osteoarthritis Lutut Menurut

Kellgren dan Lawrence

Deskripsi Original Alternatif A Alternatif B Alternatif C Alternatif D

Grade I

Penyempitan sendi

yang meragukan,

dan kemungkinan

osteofit pada tepi

Osteofit yang

meragukan

Kemungkinan

hanya tampak

osteofit

Kemungkinan

adanya osteofit pada

tepi

Patologi

yang

meraguukan

Grade 2

Osteofit yang jelas,

dan kemungkinan

adanya

penyempitan sendi

Osteofit yang

jelas, tidak ada

gangguan pada

space sendi

Osteofit yang

jelas,

kemungkinan

penyempitan

sendi

Osteofit yang jelas,

kemungkinan

penyempitan sendi

Minimal

osteofit,

kemungkinan

penyempitan,

cyst dan

sceloris

Grade 3

Adanya osteofit

moderat, di

beberapa tempat,

penyempitan sendi

yang jelas,

sclerosis,

kemungkinan

defromitas

Penyempitan

ruang sendi

yang cukup

besar dengan

osteofit

Osteofit

moderat dan

penyempitan

sendi yang jelas

Adanya osteofit

moderat, di

beberapa tempat,

penyempitan sendi

yang jelas, sclerosis,

kemungkinan bony

attrition

Osteofit

moderat dan

jelas,

dengan

penyempitan

sendi yang

cukup besar

Grade 4

Otseofit besar,

penyempitan sendi

yang besar,

sclerosis yang

parah, dan

deformitas yang

jelas

Gangguan pada

ruang sendi

yang parah

dengan sclerosis

subchondral

Osteofit besar,

penyempitan

ruang sendi

yang parah,

sclerosis.

Otseofit besar,

penyempitan sendi

yang besar,

sclerosis yang

parah, dan

deformitas yang

jelas (bony attrition)

Gangguan

yang

bermakna,

osteofiit

yang besar

dan

penyempitan

ruang sendi

yang jelas.

Sumber : Schiphof D, 2011

23

2.1.7. Diagnosis Osteoarthritis Lutut

Seperti pada penyakit reumatik umumnya diagnosis tak dapat didasarkan hanya

pada satu jenis pemeriksaan saja. Biasanya kita lakukan pemeriksaan reumatologi

ringkas berdasarkan prinsip pemeriksaan GALS (Gait, arms, legs, spine). Penegakan

diagnosis osteoarthritis dapat berdasarkan beberapa gejala klinis. Tidak ada

pemeriksaan penunjang khusus yang dapat menentukan diagnosis osteoarthritis.

Pemeriksaan penunjang saat ini terutama dilakukan untuk meonitoring penyakit dan

untuk menyingkirkan kemungkinan osteoarthritis karena sebab lainnya. Pemeriksaan

radiologi dapat menentukan adanya osteoarthritis, namun tidak berhubungan langsung

dengan gejala klinis yang muncul (Rekomendasi IRA, 2014). Untuk mendiagnosis

osteoarthritis lutut, dapat digunakan pemeriksaan berdasarkan American College of

Rheumatology dimana pemeriksaan ini menggunakan hasil laboratorium, radiografi dan

gejala klinis yang muncul pada pasien (Tabel 2.3).

Tabel 2.3 Diagnosis Osteoarthritis Lutut Berdasarkan American College of

Rheumatology

Klinis dan

Laboratorium

Klinis dan radiografi Klinis

Nyeri lutut ditambah

dengan sedikitnya lima

dari Sembilan hal

berikut :

Nyeri lutut ditambah

dengan sedikitnya

satu dari tiga hal

berikut :

Nyeri lutut ditambah dengan

sedikitnya tiga dari enam hal

berikut :

Usia > 50 tahun Usia > 50 tahun Usia > 50 tahun

Kekakuan < 30

menit

Kekakuan < 30

menit

Kekakuan < 30 menit

24

Krepitasi Krepitasi dan Krepitasi

Nyeri tulang Osteofit Nyeri tulang

Pembengkakan

tulang

(penampakan

osteofit dapat

Pembengkakan tulang

Perabaan tidak

hangat

Diperoleh dengan

pemeriksaan

Perabaan tidak hangat

Laju endap darah <

40 mm/jam

Rontgen)

Faktor Rheumatoid

1:40

Terdapat cairan

synovial OA

92% sensitive,

75% specific.

91% sensitive

86% specific

95% sensitive

69% specific

Keterangan: tanda cairan synovial osteoarthritis adalah jernih,

viskus atau jumlah sel darah putih kurang dari 2000/mm3.

Sumber : Rekomendasi IRA, 2014

2.2. Nyeri pada Osteoarthritis Lutut

2.2.1. Efek Kelemahan Otot dan Instabilitas dalam Peningkatan Nyeri pada

Osteoarthritis Lutut

Seseorang dengan osteoarthritis pada lutut ditemukan mengalami

kelemahan kelemahan otot pada otot quadriceps, dengan defisit kekuatan sekitar

20% - 45% jika dibandingkan dengan kekuatan otot pada orang normal.

Kelemahan otot quadriceps yang persisten merupakan kondisi klinis yang sangat

penting pada pasien osteoarthritis lutut karena mempengaruhi gangguan stabilitas

pada lutut dan kemampuan fungsional penderita (Rice et al., 2011). Selebihnya,

25

otot quadriceps memilki fungsi protektif pada persendian lutut dimana otot

quadriceps bekerja secara eksentrik selama fase awal menapak (stance phase) dan

berperan untuk memperlambat (deselerasi) pergerakan tungkai saat menuju fase

heel strike dengan tujuan untuk menurunkan gaya impulsif menuju lutut (Brandt

et al., 2008).

Kelemahan pada otot quadriceps diasosiasikan dengan meningkatnya rata-

rata pembebanan pada sendi lutut (Rice et al., 2011). Beberapa data menunjukkan

bahwa semakin besar gaya tension yang dihasilkan otot quadriceps akan

melindungi lutut dari beberapa insiden nyeri, kehilangan kartilago, serta

penyempitan ruang sendi tibiofemoral (Segal et al., 2010). Stabilitas pada sendi

lutut memerlukan gaya internal dalam magnitude yang untuk melawan gaya

eksternal yang dialami oleh lutut. Otot quadriceps dinyatakan mampu meredam

gaya pada lutut dan menyediakan stabilitas dinamis. Kelemahan otot quadriceps

dapat merubah stress kontak pada kartilago artikular yang diasosiasikan dengan

insiden nyeri lutut dan dapat berkontribusi terhadap kejadian osteoarthritis lutut

(Segal et al., 2010).

Kelemahan otot, nyeri, dan gagguan fungsional membentuk sebuah siklus

pada pasien dengan osteoarthritis lutut. Dalam siklus tersebut, dinyatakan bahwa

kelemahan otot menghasilkan pembebanan yang abnormal pada sendi lutut dan

dikaitkan dengan instabilitas, dimana pembebanan yang abnormal pada lutut

tentunya memicu nyeri di sekitar persendian. Nyeri yang dialami pasien kemudian

membatasi aktivitas fungsional pasien yang kemudian akan memperberat

26

kelemahan otot yang dialami pasien. Siklus tersebut terus berputar dan

mempengaruhi progresifitas penyakit tersebut (Iwamoto et al., 2011).

2.2.2. Efek Nyeri pada Penurunan Kemampuan Fungsional

Menurut International Association for Study of Pain (IASP), nyeri adalah

pengalaman perasaan emosional yang tidak menyenangkan akibat terjadinya

kerusakan aktual maupun potensial, atau menggambarkan kondisi terjadinya

kerusakan pada jaringan. Perubahan fungsi pada nyeri memicu respon protektif

dengan maksud untuk menjaga agar kerusakan jaringan tetap minimal. Kapasitas

pengalaman nyeri memiliki fungsi protektif. Jika kerusakan jaringan tidak dapat

dihindarkan, akan terjadi perubahan bertahap pada sistem saraf perifer dan sistem

saraf pusat yang bertanggung jawab terhadap persepi nyeri (Henriksen, 2006).

Banyak teori yang menjelaskan mekanisme nyeri yang terjadi dan

bagaimana nyeri tersebut dirasakan. Mekanisme nyeri diawali oleh adanya

stimulus noxious pada reseptor sensorik yang kemudian dilanjutkan melalui empat

tahap yaitu: transduksi, transmisi, persepsi, dan modulasi. Transduksi adalah suatu

proses dimana terjadi konversi daripada energy panas, mekanis, atau kimia

menjadi sebuah energy listrik yang dilakukan oleh reseptor sensoris yang bernama

nociceptor. Transmisi merupakan mekanisme penghantaran energi listrik yang

diterima oleh nociceptor menuju ke medulla spinalis dan otak. Persepsi

merupakan pemaparan atau penggambaran sinyal listrik tersebut menjadi sebuah

pengalaman sensoris. Modulasi merupakan suatu mekanisme inhibisi yang

mempengaruhi transimsi nyeri di level spinal cord (International Association for

Study of Pain , 2014).

27

Pada osteoarthritis lutut, nyeri terjadi sebagai akibat adanya kontak antara

kedua permukaan tulang. Pada sendi yang normal, kedua permukaan tulang

pembentuk sendi ditutupi oleh jaringan kartilago yang tidak memiliki persarafan

sensoris di dalamnya, sehingga kontak pada kedua permukaan kartilago ini tidak

menghasilkan input sensoris (Kuntono, 2011). Namun pada sendi yang

mengalami osteoarthritis, degenerasi kartilago dan subchondral scelorosis

menyebabkan terjadinya kontak antara kedua permukaan tulang yang dimana

tulang memiliki persarafan sensoris dan free nerve ending yang berfungsi sebagai

nociceptor K. Pembentukan tulang (osteophyte) juga memiliki peran terhadap

timbulnya nyeri pada kondisi osteoarthritis (Kuntono, 2011).

2.2.3. Indeks Pengukuran Fungsional pada Osteoarthritis Lutut

WOMAC (Western Ontario and McMaster Universities Osteoarhtritis

Index) adalah indeks yang digunakan untuk menilai keadaan pasien dengan

osteoarthritis pada lutut (Choundhary & Kishor, 2013). Sibel Basaran et al

mengemukakan bahwa semua subskala dan WOMAC total memiliki konsistensi

internal dan validitas yang lebih memuaskan dibandingkan dengan Lequesne.

Validitas WOMAC berkisar antara 0,78-0,94, sedangkan reliabilitasnya antara

0,80 - 0,98 untuk OA lutut. Oleh karena itu, WOMAC dapat digunakan sebagai

alat ukur dalam penelitian.

Total 24 parameter yang terdiri dari nyeri, kekakuan (stiffness), fungsi fisik

dan sosial dievaluasi menggunakan WOMAC. WOMAC juga dapat digunakan

untuk memantau perkembangan penyakit atau untuk menentukan efektivitas obat

anti-rematik (Susilawati et al., 2015). Semakin tinggi nilai yang diperoleh

28

menunjukkan besarnya keterbatasan fungsional pasien sedangkan nilai yang

rendah menunjukkan perbaikan kemampuan fungsional. Parameter WOMAC

antara lain (1) adanya nyeri yang mana aspek yang dinilai saat berjalan kaki,

menaiki anak tangga, melakukan aktivitas pada malam hari, saat istirahat dan saat

menumpu (2) adanya kekakuan pada pagi hari dan kekakuan sepanjang hari (3)

keadaan fungsi fisik pasien meliputi kesulitan turun tangga, kesulitan naik tangga,

kesulitan dari posisi duduk ke berdiri, kesulitan berdiri, kesulitan duduk di lantai,

kesulitan berjalan pada permukaan datar, kesulitan masuk dan keluar dari

kendaraan, kesulitan berbelanja, kesulitan memakai kaos kaki, kesulitan berbaring

di tempat tidur, kesulitan melepaskan kaus kaki, kesulitan bangun dari tempat

tidur, kesulitan masuk dan keluar kamar mandi, kesulitan duduk , kesulitan

melakukan tugas – tugas berat serta kesulitan melakukan tugas-tugas ringan

(AAOS, 2013).

2.2.4. Penilaian dan Interpretasi Indeks WOMAC

1. Penilaian

WOMAC menghasilkan nilai algofungsional yang dapat diperoleh melalui

kuesioner untuk mengukur nyeri sendi dan disabilitas pasien osteoarthritis lutut.

Dalam kuesioner tersebut, jawaban dari masing-masing pertanyaan diberi skor 0

sampai 4. Setiap skor mewakili keadaan yang dirasakan pasien. Keterangan

mengenai skor pada pertanyaan kuisioner WOMAC dapat dilihat pada tabel 2.4.

Selanjutnya skor dari 24 pertanyaan dijumlah, dibagi 96 dan dikalikan 100%

untuk mengetahui skor totalnya. Semakin besar skor menunjukkan semakin berat

nyeri dan disabilitas pasien osteoarthritis lutut tersebut, dan sebaliknya.

29

Tabel 2.4 Kriteria Penilaian Indeks WOMAC

Skor Keterangan

0 Tidak

1 Ringan

2 Sedang

3 Parah

4 Sangat Parah

2. Interpretasi

Hasil penilaian indeks WOMAC dapat diinterpretasikan sesuai dengan

jumlah skor yang didapatkan.

Tabel 2.5 Intepretasi Nilai Indeks WOMAC

Jenis Pemeriksaan Total Skor Keterangan

Sakit 0 Minimum

20 Maksimum

Kekakuan 0 Minimum

8 Maksimum

Fungsi Fisik 0 Minimum

68 Maksimum

Total 96 Maksimum Skor

Keterangan Hasil skor WOMAC:

Minimum skor total: 0

Maksimum skor total: 96

30

2.3. Ultrasound

2.3.1. Definisi

Bunyi/ suara adalah peristiwa getaran mekanik dalam bentuk gelombang

longitudinal yang berjalan melalui medium tertentu dengan frekuensi yang

variabel. Berdasarkan frekuensinya, bunyi/suara dibagi menjadi : infrasonik (<20

Herzt), audio sonik (20 – 20.000 Herzt) dan ultrasonik (>20.000 Herzt)

(Pusdiknakes, 1993).

Ultra Sound adalah gelombang suara yang merupakan getaran mekanik di

dalam sebuah medium yang mudah berubah bentuk atau elastis dengan frekuensi

antara 20 dan 20.000 Hertz. Gelombang suara yang digunakan adalah gelombang

longitudinal yang dalam frekuensi tersebut dapat diregistrasi oleh telinga manusia

untuk mengurangi nyeri 1-2 w/cm2 kontinyu (serabut saraf) selama 3-5 menit, 0,5-

1 w/cm2 kontinyu (akar saraf dan ganglia) selama 3-4 menit atau pulsed selama 6-

8 menit diberikan selama 15 menit di setiap pengobatan sebanyak 5 kali setiap 2-3

hari sekali (Pusdiknakes, 1993).

2.3.2. Fisika Dasar Ultrasound

Ultrasound dibentuk oleh gelombang suara dengan frekuensi tinggi yang

dihasilkan oleh generator piezoelectric yang terdapat pada ujung transduser.

Transduser dibentuk oleh Kristal piezoelectric seperti quartz dengan ketebalan

sekitar 2-3 mm. Kristal piezoelectric ini berfungsi mengkonversi energi listrik

yang didistribusikan menjadi energi akustik melalui deformasi yang dihasillkan

oleh Kristal piezoelectric. Pada transduser ultrasound, terdapat permukaan yang

benar-benar menghasilkan gelombang suara yang disebut dengan effective

31

radiating area (ERA). Ultrasound memiliki beberapa jenis transduser dengan

ukuran ERA yang berbeda-beda. Besarnya area yang diobati harus lebih besar

sekitar 2 hingga 3 kali dibandingkan dengan ukuran ERA (Draper & Pretince,

2005).

Ultrasound terapi memiliki rentangan frekuensi antara 0,75 hingga 3.0

MHz. Dalam ultrasound terapi, frekuensi yang umumnya digunakan adalah 1

MHz dan 3 MHz. Frekuensi pada ultrasound menentukan dalamnya penetrasi

yang dihasilkan. Penggunaan frekuensi 1 MHz mampu melewati jaringan

superfisial dan utamanya diabsorpsi pada jaringan yang lebih dalam pada

kedalaman 2 hingga 5 cm. Sedangkan pada frekuensi 3 MHz, energi yang

dihasilkan diserap utamanya pada jaringan superfisial sehingga menghasilkan

penetrasi yang lebih dangkal sekitar 1 hingga 3 cm (Draper & Pretince, 2005).

Ultrasound dapat menghasilkan dua jenis gelombang yaitu gelombang

countinuous dan pulsed. Pada gelombang continuous, gelombang yang dihasilkan

tetap konstan selama pengaplikasian dan energi yang dihasilkan sebesar 100%.

Dengan pulsed ultrasound, intensitas yang ditransmisikan akan diinterupsi secara

periodik sehingga memiliki fase on-time dan off-time. Dengan penggunaan

gelombang pulsed, rata-rata intensitas yang dihasilkan menjadi berkurang (Draper

& Pretince, 2005).

Amplitudo merupakan besarnya gelombang arah dari suatu gelombang.

Amplitudo dideskripsikan sebagai pergerakan partikel dalam suatu medium.

Dalam ultrasound terapi, amplitude digambarkan sebagai besarnya intensitas yang

32

dihasilkan oleh generator. Intensitas merupakan power yang dihasilkan per unit

area dengan satuan W/cm2 (Draper & Pretince, 2005).

2.3.3. Efek – Efek Ultrasound terhadap Tubuh

Secara umum, energi ultrasonik menyebabkan molekul jaringan lunak

bergetar dari paparan kompresi dan penghalusan yang disebabkan oleh gelombang

akustik. Gerak molekul meningkat menyebabkan gesekan antara molekul mikro

dan panas gesekan yang dihasilkan, sehingga meningkatkan suhu jaringan (Allen,

2006). Penjelasan efek- efek ultrasound secara khusus pada tubuh ialah :

1. Efek Mekanik

Jika gelombang ultra sound masuk ke tubuh efek pertama yang muncul

adalah efek mekanik. Adanya gelombang longitudinal menyebabkan adanya

pemempatan dan peregangan dengan frekuensi yang sama menghasilkan variasi

tekanan di dalam jaringan. Variasi tekanan merupakan efek mekanik yang disebut

efek micromassage. Adanya variasi tekanan tersebut akan menghasilkan

perubahan volume dari sel-sel tubuh sebesar 0,02%, perubahan permeabilitas dari

membran sel dan membran jaringan, dan mempermudah proses metabolisme

(Pusdiknakes, 1993). Melalui efek nonthermal penggunaan ultrasound dapat

menghasilkan kavitasi dan microstreaming pada pergerakan molekul. Hal tersebut

merangsang pelepasan histamin dari mast cells yang meningkatkan transport ion

kalsium melintasi membran sel sehingga merangsang pelepasan histamin.

Histamin menarik polimorfonuklear leukosit, bersama dengan monosit yang

fungsi utamanya adalah untuk melepaskan agen chemotactic dan faktor

pertumbuhan yang merangsang fibroblast dan sel endotel untuk membentuk

33

kolagen, vascularized digunakan untuk pengembangan jaringan ikat baru yang

sangat penting untuk perbaikan yang cepat. Dengan demikian pemakaian

ultrasound dengan efek non-thermal dapat efektif dalam memfasilitasi proses

penyembuhan terutama pada kondisi kerusakan jaringan akut (Draper & Pretince,

2005).

2. Efek Panas

Micromassage yang ditimbulkan dari ultrasound akan menimbulkan efek

panas dalam jaringan. Efek panas yang diproduksi tidak sama untuk setiap

jaringan tergantung dari beberapa faktor yang ditentukan diantaranya bentuk

aplikasi ultrasound (kontinyu/ terputus-putus), intensitas, lamanya terapi dan

keoefisien absorpsi (Pusdiknakes, 1993). Dari peningkatan temperatur jaringan

tersebut akan menghasilkan pemanjangan serat kolagen pada tendon dan kapsul

sendi, penurunan kekakuan sendi, pengurangan spasme otot, modulasi nyeri,

peningkatan aliran darah, dan respon inflamasi ringan yang dapat membantu

dalam resolusi peradangan kronis. Peningkatan suhu 10C membantu

meningkatkan metabolisme dan proses penyembuhan, peningkatan suhu 20-3

0C

mengurangi nyeri dan spasme otot, dan peningkatan 40C meningkatkan

ekstensibilitas kolagen dan mengurangi kekakuan sendi (Draper & Pretince,

2005).

3. Efek Fisiologis

Gelombang ultrasound dapat menginduksi respon pada sel, jaringan, dan

organ melalui efek thermal dan efek non-thermal secara signifikan. Jaringan yang

34

mengalami kerusakan memiliki respon yang lebih tinggi terhadap energi

ultrasound dibandingkan dengan jaringan yang normal (Draper & Pretince, 2005).

2.3.4. Dosis Pemberian Ultrasound

Dosis merupakan hasil perkalian antara intensitas dan lamanya terapi.

Dalam menentukan dosis terapi dengan menggunakan ultra sound harus

memperhatikan beberapa faktor diantaranya memilih frekuensi yang berbeda,

memilih gelombong kontinyu atau terputus-putus, pilihan arus gelombang

disesuaikan dengan efek terapi yang ingin dicapai (Pusdiknakes, 1993).

Gelombang terputus-putus akan memberikan dosis yang rendah. Bila

menginginkan efek panas terapis dapat memilih gelombang kontinyu. Jaringan

mana yang akan diterapi serta bagaimana aktualitas kondisinya. Prinsip

menggunakan terapi ultra sound tidak boleh terjadi rasa sakit di jaringan (Speed,

2001).

2.3.5. Indikasi dan Kontraindikasi Ultrasound

Indikasi pemberian ultrasound dibedakan berdasarkan efek yang

diinginkan. Indikasi untuk pemberian continuous ultrasound adalah ketika efek

utama yang diinginkan adalah peningkatan temperatur jaringan seperti pada

beberapa kondisi seperti adanya jaringan parut, kontraktur sendi, inflamasi kronis,

spasme otot, nyeri, meningkatkan ekstensibilitas kolagen, regenerasi jaringan,

tendonitis kronis, epicondylitis, phantom pain, dan lain-lain Sedangkan pada

pulsed ultrasound baik dipakai pada kondisi cidera akut, inflamasi akut dan sub

akut, dan aktualitas nyeri yang tinggi (Allen, 2006).

35

Kontraindikasi pemberian ultrasound adalah paparan langsung kepada

daerah malignan, pada kehamilan, adanya implan plastik, daerah yang mengalami

hemmorhagic, daerah yang mengalami ischemic, daerah yang mengalami infeksi,

adanya pace-maker, pada daerah ephyphysial plate, thrombotic, pada daerah mata,

gonad, dan medulla spinalis pasca laminectomy, dan total joint replacement.

(Allen, 2006).

2.3.6 Ultrasound untuk Osteoarthritis Lutut

Pemberian modalitas Ultrasound banyak memberikan manfaat dalam

terapi pada pasien dengan osteoarthritis. Pengaruh mekanik, pengaruh thermal dan

pengaruh biologis yang dipilih dapat menurunkan nyeri pada pasien osteoarthritis

(Suja, 2014). Sebuah penelitian yang dilakukan di Mexico menyebutkan adanya

pengaruh penurunan nyeri dan peningkatan fungsional pasien osteoarthritis lutut

grade 2 menurut Kellgren and Lawrence setelah pemberian ultrasound (Sanchez

et al., 2009).

Penelitian yang dilakukan oleh Levent Ozqonene, Ebru Ayketin dan Gulis

Durmusoqlu tentang “A Double Blind Trial of Clinical Effect of Therapeutic

Ultrasound in Knee Osteoarthritis” untuk menentukan efektivitas US pada

osteoarthritis lutut. meningkatkan fungsi fisik dan memperbaiki tulang rawan pada

penderita osteoarthritis lutut. Hasil penelitian menunjukan bahwa US adalah

modalitas yang aman dan efektif dalam menghilangkan rasa sakit dan peningkatan

fungsi pada pasien osteoarthritis lutut. Hal tersebut dikarenakan US

memanfaatkan energi mekanik yang dirubah menjadi bentuk gelombang suara

melalui kristal yang menghasilkan efek piezoelektrik sehingga menyebabkan

36

pemanasan pada jaringan yang lebih dalam sehingga efek thermal yang dihasilkan

dapat menimbulkan efek fisiologis seperti peningkatan aliran darah, peningkatan

metabolisme jaringan, perubahan aktivasi neuromuskuler yang menyebabkan

relaksasi otot dan penurunan nyeri (Ozqonene et al., 2009).

Beberapa uji klinis kualitas tinggi mengemukakan keuntungan –

keuntungan dari penggunaan ultrasound dalam rehabilitasi (Iversen, 2012).

Pemberian ultrasound sebagai modalitas standard yang diberikan pada pasien

osteoarthritis banyak dilakukan di klinik fisioterapi di Bali terutama di Daerah

Badung merupakan hal yang biasa menimbang manfaat pemberian US yang dapat

membantu menurunkan nyeri pada pasien osteoarthritis dengan efek yang

dimiliki.

2.4. Closed Kinematic Chain Exercise

Closed kinematic chain exercise melibatkan pergerakan yang dimana bagian

distal segmen berada dalam keadaan stabil (fixed) pada bagian permukaan. Dalam

latihan jenis ini, pergerakan pada salah satu sendi menyebabkan pergerakan

simultan pada bagian distal yang disertai dengan pergerakan pada bagian sendi

proximal. Closed kinematic chain exercise pada umumnya dilakukan dalam

keadaan Weight Bearing (Colby & Kisner, 2007). Contoh gerakan dari closed

kinematic chain exercise dapat dilihat pada gambar 2.6.

37

Gambar 2.6 Closed Kinematic Chain Exercise

(Sumber : Colby & Kisner, 2007)

Berbeda dari open kinematic chain exercise, pada closed kinematic chain

exercise tidak akan didapatkan kontraksi otot yang bersifat individual, melainkan

juga akan terjadi kontraksi oleh grup-grup otot yang sinergis yang berkontribusi

dalam gerakan substitusi selama proses latihan ini. Selama closed kinematic chain

exercise pasien lebih menggunakan kemampuan otot-otot untuk menstabilisasi

dalam mengontrol pergerakan sendi yang dituju, serta mengontrol gerakan sendi

proksimal serta distal dari sendi yang dituju (Colby & Kisner, 2007).

Bentuk-bentuk latihan closed kinematic chain exercise pada penderita

osteoarthritis lutut merupakan kombinasi dari half squats dan wall slides. Berikut

rincian bentuk latihan:

1. Half Squates

Latihan ini dilakukan untuk mengembangkan masa otot dan tenaga. Squat

dikatakan sebagai ‘King of Exercise’, gerakan dasar/kompon nomor 1 untuk paha,

latihan yang paling berat, melibatkan paling banyak otot, dan merangsang

pengeluaran hormon pertumbuhan (Growth Hormone=GH) paling besar. Latihan

38

ini dilakukan pada posisi berdiri dengan kaki selebar bahu, letakkan tangan di

pinggang. Rendahkan dan tekuk lutut seperti ketika akan duduk sampai mencapai

sudut 900. Posisi kepala dan punggung tetap lurus. Kembali berdiri seperti semula

dan ulangi gerakan yang sama. Latihan ini dapat dilakukan sebanyak 3-5 sets

dengan 6-12 repetisi (Darren, 2015).

Gambar 2.7 Closed Kinematic Chain Exercise dengan Half Squates

(Sumber: Darren, 2015)

2. Wall Slides

Wall slides adalah latihan yang efektif untuk meningkatkan otot

quadriceps. Gambaran latihan wall slides dapat dilihat pada gambar 2.8. Latihan

ini dilakukan pada posisi berdiri tegak pada tembok, tempelkan punggung dan

posisikan kaki sesuai dengan lebar bahu pasien. Perlahan-lahan tekuklah lutut

pasien, kemudian gerakan punggung kebawah sampai lutut pasien tertekuk 45

derajat dan tahan sampai hitungan kelima. Angkat kembali punggung pasien

sampai lutut pasien lurus. Ulangi langkah diatas 8-12 kali jika pasien tidak

mengalami kesulitan melakukannya maka tingkatkan repetisi latihan dan

modifikasi wall slides dengan menggunakan satu kaki atau dapat menambahkan

berat dengan cara meletakkan beban ditangan. Keuntungan lain yang diperoleh

39

dari latihan ini adalah juga dapat meningkatkan keseimbangan (Emrani et al.,

2006).

Gambar 2.8 Closed Kinematic Chain Exercise dengan Wall Slides

(Sumber: Perfomance Physical Therapy + Fitness, 2016)

2.4.1. Mekanisme Penurunan Nyeri dengan Closed Kinematic Chain Exercise

pada Pasien Osteoarthritis Lutut

Pada latihan ini, akan terjadi aproksimasi sendi yang lebih tinggi jika

dibandingkan dengan open kinematic chain exercise. Aproksimasi sendi ini

berdampak pada menurunnya gaya potong (shear) antara kedua permukaan sendi

selama terjadinya pergerakan. Aproksimasi sendi yang terjadi selama closed

kinematic chain exercise ini dapat meningkatkan kongruenitas pada sendi yang

akan berkontribusi terhadap peningkatan kestabilan sendi (Colby & Kisner, 2007).

Posisi closed kinematic chain exercise dilakukan dalam keadaan weight-

bearing, banyak penelitian yang melaporkan bahwa closed kinematic chain

exercise dapat menstimulasi mekanoreseptor pada otot dan sendi, memfasilitasi

ko-aktivasi daripada sekelompok otot agonis dan antagonis (ko-kontraksi) yang

selanjutnya meningkatkan stabilitas dinamis. Selama posisi squat, otot hamstring

dan otot quadriceps melakukan kontraksi secara bersamaan untuk mengontrol

40

pinggul dan lutut. Pada ekstremitas atas, closed kinematic chain exercise dalam

posisi menumpu berat badan menghasilkan ko-aktivasi pada otot-otot yang

menstabilisasi scapula dan glenohumeral, sehingga hal tersebut berdampak pada

peningkatan stabilitas dinamis pada shoulder complex (Colby & Kisner, 2007).

Awareness (kesadaran) terhadap posisi sendi atau gerakan merupakan

salah satu pondasi penting dalam proses pembelajaran motoris (motor learning)

selama latihan pada fase awal yang berperan sebagai kontrol neuromuscular

selama pergerakan fungsional. Diperkirakan bahwa closed kinematic chain

exercise menyediakan stimulus proprioseptif dan kinestetik yang lebih besar jika

dibandingkan dengan open kinematic chain exercise. Secara teori, hal tersebut

dikarenakan kontraksi multiple yang dihasilkan selama menumpu berat bedan,

menghasilkan lebih banyak reseptor sensoris pada otot, struktur intraartikular dan

ekstraartikular yang terstimulasi untuk mengontrol gerakan. Elemen menumpu

berat badan (pembebanan axial) selama proses closed kinematic chain exercise

menyebabkan aproksimasi pada sendi, hal ini menstimulasi mekanoreseptor pada

otot dan reseptor disekitar sendi untuk meningkatkan input sensoris dalam proses

kontrol gerakan. Closed kinematic chain exercise merupakan pilihan utama dalam

meningkatkan keseimbangan dan kontrol postural selama posisi tegak (Colby &

Kisner, 2007).

2.5. Open Kinematic Chain Exercise

Open kinematic chain exercise merupakan suatu bentuk latihan dengan

gerakan satu sendi, hanya terjadi pergerakan pada segmen distal tanpa disertai

41

pergerakan segmen proksimal. Open kinematic chain exercise pada umumnya

dilakukan pada posisi Non-Weight Bearing (Colby & Kisner, 2007).

Menurut Yudha, 2007 bahwa latihan yang melibatkan satu sendi (single

join exercise) lebih efektif dalam meningkatkan kekuatan per group otot dimana

sebagian besar gaya beban akan diterima. Pada latihan jenis ini, bagian distal dari

segmen yang akan dilatih dapat bebas bergerak, tanpa melibatkan pergerakan pada

sendi di sekitarnya. Dalam open kinematic chain exercise, pembebanan yang

diberikan diaplikasikan pada bagian distal dari segmen yang bergerak (Colby &

Kisner, 2007).

Gambar 2.9 Open Kinematic Chain Exercise

(Sumber : Colby & Kisner, 2007)

Open kinematic chain exercise lebih efektif digunakan untuk

meningkatkan kemampuan otot secara individual. Individual diartikan sebagai

kontraksi pada salah satu otot saja atau satu kelompok otot saja. Selama Open-

kinematic chain exercise, akan dihasilkan kontrol gerakan yang lebih baik karena

hanya terjadi pergerakan sendi tunggal saja dibandingkan dengan Closed

42

kinematic chain exercise yang terjadi pergerakan pada multiple joint (Colby &

Kisner, 2007).

Latihan Open kinematic chain exercise pada dasarnya dilakukan dalam

keadaan tidak menumpu berat badan (non-waeight bearing) karena itu, latihan

jenis ini tepat diberikan pada keadaan dimana menumpu berat badan (weight-

bearing) merupakan kontraindikasi atau pada kondisi dimana terjadinya

keterbatasan LGS yang sangat signifikan. Latihan jenis ini juga sangat tepat

digunakan pada keadaan inflamasi akut seperti adanya tanda-tanda pembengkakan

dan nyeri. Pada Open kinematic chain exercise, stabilisasi diaplikasikan oleh

fisioterapis dengan melakukan manual kontak pada bagian proksimal sendi.

Kontrol pergerakan yang lebih besar pada open kinematic chain exercise dapat

bermanfaat pada fase awal dalam proses rehabilitasi (Colby & Kisner, 2007).

Bentuk-bentuk latihan open kinematic chain pada penderita osteoerthritis

lutut merupakan kombinasi dari leg extension dan leg curl. Berikut rincian bentuk

latihan:

1. Leg Curl

Latihan ini dapat membantu meningkatkan definisi otot paha bagian

belakang terutama otot hamstring. Ini merupakan gerakan isolasi untuk paha

belakang. Latihan ini dapat dilakukan sebanyak 3-5 sets dengan 6-12 repetisi

(Darren, 2015). Posisi saat melakukan leg curl dapat dilihat pada gambar 2.10.

43

Gambar 2.10 Open Kinematic Chain Exercise dengan Leg Curl

(Sumber : Colby & Kisner, 2007)

2. Leg Extension

Latihan ini dapat membantu meningkatkan definisi otot quadriceps.

Duduk pada bangku leg extension dan posisikan kaki di belakang bantalan

penyangga. Dorong dan ekstensikan kaki (luruskan) setinggi mungkin, tahan

sebentar lalu kembali ke posisi semula. Gambaran gerakan leg extension dapat

dilihat pada gambar 2.11. Latihan ini dapat dilakukan sebanyak 3-5 sets dengan 6-

12 repetisi (Darren, 2015).

Gambar 2.11 Open Kinematic Chain Exercise dengan Leg Extension

(Sumber: human kinetics, 2016)

44

2.5.1. Mekanisme Penurunan Nyeri dengan Open Kinematic Chain Exercise

pada Pasien Osteoarthritis Lutut

Ko-aktivasi pada otot agonis dan otot antagonis terjadi selama proses

latihan open kinematic chain exercise. Beberapa latihan yang bersifat open

kinematic chain yang dapat menghasilkan ko-aktivasi tersebut antara lain seperti

metode stabilisasi dalam PNF (Stabilizing Reversal, Rhythmic Stabilization).

Latihan ini juga dapat meningkatkan kekuatan otot fleksor dan ekstensor knee

yang kemudian dapat meningkatkan stabilisasi daerah lutut . Meningkatnya

stabilitas di daerah lutut akan mencegah pembebanan yang berlebih pada sendi

lutut dan mengurangi nyeri (Iwamoto, 2007). Beberapa peneliti menyebutkan

bahwa open kinematic chain exercise dengan intensitas tinggi memiliki efek

samping pada sendi yang tidak stabil, cidera, atau sendi yang sedang berada dalam

proses penyembuhan akut (Colby & Kisner, 2007).

2.6 Perbandingan Closed Kinematic Chain Exercise dengan Open Kinematic

Chain Exercise

Closed kinematic chain exercise merupakan suatu metode penerapan

resistance exercise dimana dalam pemberian latihan, pasien berada pada posisi

menumpu berat badan dan tungkai kontak langsung dengan permukaan dasar.

open kinematic chain exercise adalah suatu latihan gerak aktif yang melibatkan

satu otot dan sendi saja (single joint) dan tanpa disertai pergerakan pada segmen

proksimalnya (Kinandana, 2015).

45

Penelitian yang dilakukan oleh Sadhana Verma di India menunjukkan

bahwa pemberian closed kinematic chain exercise dan open kinematic chain

exercise pada pasien dengan osteoarthritis menunjukkan penurunan skala

WOMAC yang meliputi penurunan nyeri, penurunan kekakuan dan peningkatan

aktivitas fungsional tubuh pada pasien osteoarthritis (Verma, 2012). Penelitian

lainnya yang dilakukan di poliklinik RSUD Kota Mataram tahun 2014

menunjukkan pemberian closed kinematic chain exercise dapat meningkatan

aktivitas fungsional tubuh lebih signifikan daripada pemberian open kinematic

chain exercise (Susilawati et al, 2015).

Pada penelitian yang dilakukan oleh Meylisa Putri di Surakarta pada tahun

2014 menunjukkan bahwa pemberian closed kinematic chain exercise

menunjukkan hasil yang lebih signifikan daripada open kinematic chain exercise

dalam meningkatkan aktivitas fungsional pasien. Hasil penelitian lainnya yang

dilakukan di daerah Badung pada tahun 2015 menunjukkan bahwa pemberian

closed kinematic chain exercise sama baik dengan open kinematic chain exercise

dalam menurunkan skala WOMAC yang meliputi penurunan nyeri, penurunan

kekakuan serta peningkatan aktivitas fungsional.

Pada prinsipnya closed kinematic chain exercise adalah latihan yang

menguatkan otot agonis dan antagonis secara bersamaan dan merupakan latihan

yang lebih fisiologi untuk anggota gerak bawah, dimana latihan ini melibatkan

sendi hip, knee dan ankle. Dengan posisi trunk tegak dan pada saat hip fleksi 150,

pada keadaan ini otot quadricep berfungsi sebagai penggerak fleksi, dan otot

hamstring berfungsi sebagai pengerak ekstensi dan pada saat knee fleksi 300,

46

maka kerja otot tersebut menjadi berbeda, dimana otot quadriceps sebagai

kontraksi eksentrik untuk mengontrol fleksi lutut dan group otot hamstring

sebagai kontraksi konsentris untuk mengontrol ekstensi lutut atau memperpanjang

lutut, paha belakang dan ankle fleksi 100 yang mana disini otot yang bekerja

adalah otot soleus berfungsi untuk menstabilkan tibia, otot tibialis anterior sebagai

kontraksi eksentrik dan otot gastrocnemius sebagai kontraksi kosentrik dari sendi

ankle selain itu gastrocnemius berfungsi sebagai daya penggerak, walaupun pada

kondisi ini ankle hanya berfungsi sebagai stabilisasi tubuh. Dengan penguatan

yang melibatkan lingkup gerak sendi yang dapat terjadi perubahan panjang otot

akan dapat menguatkan otot secara bersamaan antara otot agonis dan antagonis.

Sehingga untuk meningkatkan kemampuan fungsional pada sendi lutut, latihan ini

lebih efektif daripada open kinematic chain exercise, yang mana pada latihan ini

hanya menekankan pada statik kontraksi pada satu group otot saja (Ayunanda,

2014). Perbedaan karakteristik closed kinematic chain exercise dan open

kinematic chain exercise dapat dilihat pada tabel 2.6.

Tabel 2.6 Karaktersitik Closed Kinematic Chain Exercise dengan

Open Kinematic Chain Exercise

Open Kinematic Chain Exercise Closed Kinematic Chain Exercise

Bagian distal segmen dapat bergerak

bebas

Pergerakan sendi secara individual,

tidak ada pergerakan pada sendi

sekitarnya

Pergerakan pada segmen tubuh terjadi

Bagian distal tetap kontak dengan

permukaan

Gerakan sendi yang saling

berhubungan dengan sendi di sekitar

dan membentuk pola

Pergerakan pada segmen tubuh

47

pada bagian distal dari sendi terkait

Terjadi aktivasi pada otot, terutama

otot prime mover

terjadi pada bagian distal dan

proksimal sendi terkait

Terjadi aktivasi pada beberapa grup

otot, baik distal maupun proksimal

dari sendi terkait

Dilakukan dalam posisi tidak

menumpu berat badan

Dilakukan dalam posisi menumpu

berat badan

Tahanan diberikan pada segmen distal

yang bergerak

Tahan diberikan secara multiple pada

segmen yang bergerak

Peggunaan beban eksternal

Stabilisasi eksternal biasanya

diperlukan (secara manual atau

menggunakan peralatan)

Penggunaan beban axial

Stabilisasi internal oleh aktivasi otot,

kompresi sendi, dan kontrol postural

Sumber : Colby &Kisner, 2007