KINESIOLOGI DAN BIOMEKANIK MUSCULOSKELETAL

Kinesiologi merupakan cabang dari biomekanik yang mempelajari pergerakan manusia.

Ada beberapa terminology yang harus dimengerti, antara lain :

Mekanik : pembelajaran gaya dan efek-efek yang ditimbulkan oleh gaya tersebut Biomekanik : aplikasi hukum-hukum mekanik pada struktur hidup Biomekanik musculoskeletal: biomekanik yang berkaitan dengan hubungan antar tulang,

otot dan sendi Kinematik: berkaitan dengan geometri dari pergerakan tanpa memperhatikan gaya-gaya

yang menyebabkan gerakan tersebut Kinetik:pembelajaran tentang sistem gaya yang bekerja pada tubuh dan perubahannya

pada pergeraka Osteokinematik: pergerakan total tulang pada persendian, menjelaskan pergerakan

yang terjadi di sekitar pusat rotasi/sumbu sendi.

Contoh : fleksi/ekstensi

Abduksi/adduksi

Rotasi interna/rotasi eksterna

• Arthrokinematics = simpangan kecil gerakan-gerakan tulang pada permukaan sendi

- berguling (roll)

- meluncur(glide)

- memutar(spin)

--> gerakan-gerakan khusus pada permukaan sendi

Pergerakan normal dibutuhkan untuk menjamin arah persendian jangka panjang

Permukaan sendi bergerak secara simultan menggelinding, meluncur dan berputar

ARTHROKINEMATIK

Jika permukaan sendi berguling satu sama lain tanpa meluncur secara simultan, maka permukaan-permukaan sendi tersebut akan terlepas berpindah tempat dan akan berdampak pada yang lain.

Hubungan antar tulang mematuhi aturan cembung-cekung ( rules of concavity and convexcity)

Yaitu:

Setipa sendi terdiri dari dua permukaan tulang, satu cembung dan yang satu cekung Jika permukaan cekung yang tetap, maka permukaan cembung yang bergerak

-- permukaan cembung menggelinding dan meluncur pada arah yang berlawananWhen the convex surface is fixed and the concave surface moves on it

Ketika permukaan cembung tetap, maka permukaan cekung bergerak--Permukaan cekung menggelinding dan meluncur pada arah yang sama

PRINSIP APLIKASI MEKANIK

Jumlah vektor = jumlah dengan besar arah positif +

Vector addition: addition / subtraction - tip of 1st vector coincide with tail of 2nd vector

- tip of 1st vector joint to tail of 2nd vector to create a resultant

Gaya : gangguan mekanik atau beban

Momen: kecenderungan gaya untuk memutar tulang di sekitar sendi

M=FxL

M=momen gaya

F=gaya

L= lengan gaya

HUKUM NEWTON

HUKUM PERTAMA

Tubuh cenderung mempertahankan posisi inersianya baik diam maupun bergerak sampai mendapatkan gaya luar

HUKUM KEDUA

Percepatan tubuh berbanding lurus dengan gaya yang bekerja pada tubuh dan berbanding terbalik dengan massanya

HUKUM KETIGA

Jika ada aksi pasti ada reaksi

MASSA DAN PUSAT MASSA

Massa = jumlah materi secara fisik yang menyusun tubuh, menyebankan tubuh memiliki berat pada tempat bergravitasi

F = m.a W = m.g

Pusat Massa

= titik dimana seluruh berat tubuh terkonsentrasi (massa seluruh tubuh)

= the point in a body about which all the parts exactly balance each other

- Whole body mass - Segmental mass

PENGUNGKIT

Pengungkit Kelas I

Axis/titik tumpu (fulcrum) berlokasi diantara gaya dan beban

Semakin besar lengan pengungkit, makin kecil gaya yang diperlukan untuk mengangkat beban.

Contoh : Lengan bawah pada posisi fleksi bergerak ekstensi pada siku dengan kontraksi m. triceps brachii

Pengungkit Kelas II

Beban diantara axis dan gaya

Contoh : membuka mulut

Pengungkit Kelas III

Gaya diantara axis dan beban

Contoh : fleksi siku dengan kontraksi m.biceps brachii

PERILAKU DASAR OTOT SKELETAL

Ekstensibilitas:kemampuan untuk meregang atau memanjang

Elastisitas: kemampuan untuk kembali ke ukuran semula setelah memanjang/meregang

Irritabilitas: kemampuan untuk merespon rangsang

Kemampuan untuk meningkatkan tekanan otot=kemampuan memendekkan otot , namun peningkatan tekanan bukan berarti pemanjangan otot

ORGANISASI STRUKTURAL OTOT SKELETAL

Serat otot Unit motor Fiber type Serat arsitektur (fiber architecture)

Susunan serat paralel: parallel terhadap sumbu longitudinal otote.g. sartorius, masseter, biceps brachii, etc. Susunan serat pennatet: terdapat pada sudut sumbu longitudinal otote.g. rectus femoris, deltoid, etc.

MODEL MEKANIK OTOT

Komponen kontraktil : serat-serat otot

Komponen seri elastic : tendon

Komponen parallel elastic : membrane otot dan jar. ikat

GAYA YANG DIHASILKAN OTOT

Gaya total yang dihasilkan oleh otot dipengaruhi oleh : The total force produce by muscle is influenced by its mechanical properties i.e.

- Panjang – hubungan tekanan

- Beban –hubunagn kecepatan

- hubungan gaya waktu

- arsitektur otot

Faktor-faktor lain yang mempengaruhi gaya otot adalah suhu, kelelahan otot dan pemanasan

Force (tension) that a muscle exerts varies with the length at which it is held when it is stimulated.

It can be observed in a single

fiber contracting isometrically and tetanically

• Tekanan aktif dan pasif yang dihasilkan oleh seluruh otot yang berkontraksi isometric dan tetanik vs panjang otot

• Siklus meregang-memendek à Ketika otot yang awalnya meregang kemudian berkontraksi, maka kontraksi tersebut akan lebih kuat.

• Kontribusi yang memungkinkan untuk meningkatkan perkembangan tekanan/gaya otot elastic recoil effect of the series elastic component of the actively stretched muscle stretch reflex of the forced lengthening muscle example: wind-up during baseball pitching

• Load-velocity curved is generated by plotting the velocity of motion of the muscle lever arm against the external load

HUBUNGAN GAYA WAKTU (FORCETIME RELATIONSHIP)

• Gaya berbanding lurus dengan waktu kontraksi, makin lama waktu kontraksi maka makin besar pula gaya yang dihasilkan, namun terbatas pada titik puncak tekanan maksimum.

• Tekanan/gaya yang dihasilkan elemen kontraktil akan ditransmisikan melalui komponen elastic parallel ke tendon.

Efek Arsitektur musculoskeletal

• Gaya berbanding lurus dengan potongan melintang myofibril

• The velocity and the excursion are proportional to the length of the myofibril

Pengaruh suhu

• Jika suhu otot meningkat:

- kecepatan konduksi meningkat

- kecepatan enzimatis meningkat, sehingga meningkatkan efisiensi kontraksi otot

- elastisitas elemen nonkontraktil meningkat

Suhu otot meningkat, artinya

- aliran darah meningkat

- produksi panas meningkat karena adanya reaksi metabolism yang melepaskan energy kontraksi dan adanya gesekan elemen kontraktil