5 BAB II DASAR TEORI Pada bab ini akan dibahas beberapa teori pendukung yang digunakan dalam merealisasikan suatu alat yang dapat memonitoring sudut tulang belakang terhadap garis horizontal. Teori mengenai kifosis, sensor sudut kemiringan, kontroler, dan pembuatan perangkat lunak dibahas untuk memahami dasar-dasar sebelum dilakukan perancangan. 2.1 KIFOSIS Kifosis merupakan salah satu penyakit tulang belakang yang dimana tulang toraks spinal melengkung. Terdapat empat jenis kifosis yaitu : 1. Kifosis Postural Kifosis postural atau disebut juga round back. Gejala muncul ketika usia remaja. Hal ini dikarenakan postur tubuh yang tidak baik dan otot-otot ligamen bagian belakang yang melemah. Pengidap merasakan muskoleketal disorder (MSDs) seperti gejala nyeri dan otot bagian belakang yang melemah. Tetapi mereka yang mengalami kifosis postural bisa kembali lurus. Karena, kifosis ini terjadi disebabkan postur tubuh yang buruk. Kifosis postural biasanya diatasi dengan terapi fisik untuk membantu memperbaiki postur. Obat anti inflamasi juga bisa membantu mengurangi gejala. 2. Kifosis Bawaan Kifosis jenis ini sangat jarang terjadi. Penyebab kifosis ini adalah ketika terjadi pertumbuhan tulang belakang yang abnormal sebelum dilahirkan. Hal ini terjadi ketika bayi masih dalam kandungan. Oleh sebab itu saat masih dalam kandungan, sebaiknya para wanita mengonsumsi makanan terbaik untuk janin. Namun jika ketika anak telahir dengan kondisi abnormal, kifosis diobati dengan pembedahan sedini mungkin. Ini untuk membantu mencegah kondisi lebih parah.
13
Embed
BAB II DASAR TEORI 2.1 KIFOSIS€¦ · DASAR TEORI Pada bab ini akan dibahas beberapa teori pendukung yang digunakan dalam merealisasikan suatu alat yang dapat memonitoring sudut
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
5
BAB II
DASAR TEORI
Pada bab ini akan dibahas beberapa teori pendukung yang digunakan dalam
merealisasikan suatu alat yang dapat memonitoring sudut tulang belakang terhadap
garis horizontal. Teori mengenai kifosis, sensor sudut kemiringan, kontroler, dan
pembuatan perangkat lunak dibahas untuk memahami dasar-dasar sebelum dilakukan
perancangan.
2.1 KIFOSIS
Kifosis merupakan salah satu penyakit tulang belakang yang dimana tulang toraks
spinal melengkung. Terdapat empat jenis kifosis yaitu :
1. Kifosis Postural
Kifosis postural atau disebut juga round back. Gejala muncul ketika usia
remaja. Hal ini dikarenakan postur tubuh yang tidak baik dan otot-otot ligamen
bagian belakang yang melemah. Pengidap merasakan muskoleketal disorder
(MSDs) seperti gejala nyeri dan otot bagian belakang yang melemah. Tetapi
mereka yang mengalami kifosis postural bisa kembali lurus. Karena, kifosis ini
terjadi disebabkan postur tubuh yang buruk. Kifosis postural biasanya diatasi
dengan terapi fisik untuk membantu memperbaiki postur. Obat anti inflamasi juga
bisa membantu mengurangi gejala.
2. Kifosis Bawaan
Kifosis jenis ini sangat jarang terjadi. Penyebab kifosis ini adalah ketika terjadi
pertumbuhan tulang belakang yang abnormal sebelum dilahirkan. Hal ini terjadi
ketika bayi masih dalam kandungan. Oleh sebab itu saat masih dalam kandungan,
sebaiknya para wanita mengonsumsi makanan terbaik untuk janin. Namun jika
ketika anak telahir dengan kondisi abnormal, kifosis diobati dengan pembedahan
sedini mungkin. Ini untuk membantu mencegah kondisi lebih parah.
6
Gambar 2.1. Besarnya Sudut Tulang Belakang Terhadap Garis Horizontal [4]
3. Kifosis Scheuerman
Kifosis yang dikarenakan akibat dari kelainan struktural tulang belakang. Jenis
kifosis ini bisa berkembang menjadi scoliosis. Kelengkungan tulang belakang
abnormal ke arah samping. Penyebabnya belum diketahui, jenis kifosis ini tidak
hanya bisa menyerang tulang belakang, tetapi juga pada daerah leher, dada,
bahkan pinggang. Jenis kifosis ini bisa diobati dengan pengabungan terapi fisik
dan pengobatan nyeri pinggang serta anti inflamasi. Jika kifosis terus
berkembang, bisa memakai penyangga tulang.
4. Kifosis Osteoporosis
Penyebab kifosis yang sangat umum terjadi pada orang dewasa, dan lebih
banyak terjadi pada wanita daripada pria. Tulang yang rapuh atau keropos adalah
penyebabnya, terlebih wanita pada pasca menopause. Saat hal ini terjadi pada usia
tua, maka kifosis tak akan lurus kembali, kifosis osteoporosis juga disebut kifosis
gizi dimana kekurangan vitamin D menyebabkan tulang rapuh [5].
Gejala kifosis postural dapat dideteksi, dengan mengetahui besarnya sudut tulang
belakang terhadap garis horizontal dengan menggunakan accelerometer [4].
7
Gambar 2.2. Deteksi Posisi Tulang Belakang yang Melengkung Menggunakan The Spinal-
Mouse System® [6].
8
Gambar 2.3. Penggunaan Brace pada Penderita Kifosis
Tabel 2.1. Data Jarak Lengkung Tulang Belakang Terhadap Garis Horizontal [6]
No Posisi Tulang Belakang Sudut (°)
1 Normal Posture 89.88
2 Round Back 75.28
3 Hollow Round Back 85.92
4 Whole Kyphosis 54.95
5 Modified Round Back 63.58
Diagnosa kifosis dilakukan dengan pengamatan dan pengukuran, biasanya
menggunakan X-Ray. Apabila dalam jangka panjang dapat menimbulkan kanker.
Dalam penanganannya terdapat 4 cara, yaitu:
1. Brace
Terapi dengan menggunakan mekanik pasif yang dipasangkan pada tubuh
penderita kifosis yang disesuaikan dengan postur tubuh.
2. Terapi Fisik
Terapi fisik dapat dilakukan dengan cara berbaring telentang, dan tidur dengan
menggunakan alas yang keras.
9
Gambar 2.4. Pengukuran Menggunakan Inclinometer Manual (Kiri) dan
Flexicurve (Kanan)
3. Bedah
Terapi dengan cara pembedahan dilakukan karena runtuhnya vertebra tulang
belakang.
4. Komplikasi
Terapi yang dilakukan dengan cara mengabungkan beberapa cara terapi,
setelah dilakukan pembedahan, akan dilanjutkan terapi pemasangan brace, dan
terapi fisik [7].
Dalam mendiagnosa kifosis, selain menggunakan X-ray digunakan juga alat-alat
konvensional seperti :
1. Flexicurve
Alat ini seperti penggaris dan mudah dilengkungkan. Para fisioterapis
menggunakan alat ini untuk mengukur kelengkungan bagian tulang belakang
telah banyak digunakan untuk pengukuran kurva tulang belakang pada bidang
spinal [8].
2. Iclinometer manual
Alat yang digunakan para fisioterapis untuk mengukur sudut bungkuk dari
penderita kifosis. Penggunaannya dengan cara memasang dua buah titik
inclinometer pada bagian atas dan bawah tulang belakang [9].
10
2.2 SENSOR SUDUT KEMIRINGAN
GY-521 adalah modul sensor sudut kemiringan yang di dalamnya tedapat chip
MPU6050 didalamnya terdapat accelerometer dan gyrometer tiga axis. Keluaran
sensor diakses menggunakan antarmuka I2C. Rentang skala accelerometer ±2g
higga ±16g. Modul ini dapat dicatu dengan menggunakan tegangan minimal 3.3V
karena memiliki regulator arus searah linier 3.3V LDO (Low Drop Output).
Gambar 2.6. Skema Rangkaian GY-521
Gambar 2.5. Bentuk Fisik GY-521
11
…. (1)
…. (2)
Berikut merupakan penjelasan konfigurasi pin output pada gambar 4 :
- VCC : Tegangan input
- GND : Ground
- SCL : Serial Clock Line dalam protokol pengiriman data i2c.
- SDA : Serial Data Line dalam protokol pengiriman data i2c.
- XDA : Serial Data Line dalam protokol pengiriman data i2c.
- XCL : Serial Clock Line dalam protokol pengiriman data i2c.
- AD0 : Pemilihan address sensor, apabila bernilai high 0x69
- INT : Pin untuk interrupt.
Output pin chip digital adalah open collector dengan logic high adalah floating
dan logic low adalah 0 V. Sehingga harus ditambahkan resistor sebagai pull-up
yang disambung pada pin I2C untuk membuat nilai floating menjadi nilai high. Di
dalam perancangan ini, GY-521 dengan keluaran output accelerometer dan
gyrometerm digunakan untuk mengukur besarnya sudut. Cara untuk menentukan
sudut adalah :
1. Menghitung nilai percepatan dan kecepatan sudut
Agar perhitungan dapat akurat ditentukan terlebih dahulu nilai sensitivitas,
agar hasil accelerometer dalam satuan g dan gyro dalam satuan °/detik .
Keluaran dari MPU6050 dapat mengukur hingga percepatan ±16g, serta