Stroke adalah penyebab utama kecacatan fisik di seluruh dunia, yang sering kali mengakibatkan foot drop. Ankle-Foot Orthosis (AFO) dapat meningkatkan postur tubuh pada kasus foot drop dan meningkatkan stabilitas tungkai bawah untuk menopang berat badan. Foot drop ditandai dengan ketidakmampuan seseorang untuk mengangkat kaki atau melakukan dorsifleksi. Kondisi ini mengakibatkan kesulitan berjalan dan memerlukan penggunaan alat bantu untuk membantu pelaksanaan Aktivitas Kehidupan Sehari-hari (ADL). Gangguan yang disebabkan oleh stroke dapat bermanifestasi pada ekstremitas atas atau bawah, yang muncul sebagai rasa sakit, kelemahan otot, berkurangnya kelincahan, hilangnya sensasi, atau masalah koordinasi. Kelemahan otot adalah masalah utama yang mempengaruhi kinerja ADL pada pasien pasca stroke. Ankle-Foot Orthoses (AFO) dapat mengatasi foot drop pada pasien pascastroke. AFO membantu mencegah dorsifleksi yang berlebihan atau pengangkatan kaki secara keseluruhan, tergantung pada kondisi pasien, dan meningkatkan postur dan stabilitas kaki untuk menopang berat badan. AFO adalah alat bantu eksternal yang diaplikasikan pada kaki dan memiliki jenis dan bentuk yang berbeda. AFO dapat dikategorikan sebagai aktif (memungkinkan pergerakan tumit dengan input eksternal) atau pasif (alat bantu eksternal tanpa bagian yang bergerak) dan dibagi berdasarkan bentuknya menjadi ventral, dorsal, Posterior Leaf Spring (PLS), Dynamic AFO, dan lainnya.
Posterior Leaf Spring AFO (PLS AFO) memiliki daerah retromalleolar yang sempit yang memungkinkan pergerakan tanpa memerlukan kekuatan eksternal sekaligus memengaruhi kekakuan AFO. Parameter ini sangat penting untuk menentukan sifat mekanis PLS AFO. Dalam penelitian ini, efek lebar trimline retromalleolar terhadap kekakuan model PLS AFO 3D diselidiki dengan menggunakan Analisis Elemen Hingga (FEA). Metode fabrikasi AFO, seperti pengecoran bahan polimer, sering kali sederhana dan bergantung pada trail and error, sehingga tidak efisien dan mahal. Teknologi dan analisis Computer-Aided Design (CAD) dapat membantu dalam fabrikasi AFO. FEA dapat menjelaskan perilaku mekanis PLS AFO di bawah beban yang diterapkan, mensimulasikan kondisi alami selama penggunaan. Selain itu, FEA memberikan wawasan tentang aspek-aspek penting dari PLS AFO untuk dipertimbangkan oleh para desainer selama proses fabrikasi.
AFO dengan lebar trimline 8 cm dan 10 cm, dan ketebalan 10 mm, diamati dalam penelitian ini. Beban 637 N diterapkan pada area betis model PLS AFO 3D. Hasilnya menunjukkan bahwa kekakuan meningkat secara proporsional dengan lebar trimline retromalleolar. Hasil analisis elemen hingga menunjukkan bahwa tegangan puncak selalu ditemukan di tepi zona lentur atau trimline retromalleolar, terutama pada transitional radii. Akibatnya, retakan atau kegagalan akan terjadi terutama pada bagian ini jika beban diterapkan secara berlebihan pada AFO. Tekanan tertinggi di sekitar retromalleolar trimline terdapat pada semua model. Variasi lebar trimline retromalleolar 10 cm memiliki faktor keamanan yang lebih tinggi daripada variasi lebar trimline retromalleolar 8 cm. Variasi lebar trimline retromalleolar juga menghasilkan perubahan yang signifikan pada elastisitas AFO. Sebaliknya, peningkatan lebar trimline retromalleolar mengakibatkan penurunan elastisitas AFO. Penurunan elastisitas dapat diamati dari nilai kekakuan rotasi-semakin tinggi kekakuan rotasi, semakin rendah sudut yang dihasilkan. Ketika kekakuannya rendah, AFO akan memberikan stabilitas yang lebih baik kepada pengguna. Khususnya pada kasus foot drop, AFO dengan kekakuan yang lebih tinggi akan membantu jarak bebas kaki selama fase swing. Konfigurasi PLS AFO dengan lebar trimline retromalleolar 8 cm, ketebalan 10 mm, dan bahan serat karbon dianggap cocok untuk rehabilitasi foot drop paska stroke, karena memberikan peningkatan foot clearance selama fase swing.
Penulis: Alfian Pramudita Putra, S.T., M.Sc.
Hasil penelitian ini telah dipublikasikan di Mathematical Modelling of Engineering Problems. Berikut ini adalah link dari artikel tersebut:
https://www.iieta.org/journals/mmep/paper/10.18280/mmep.100331.
Putra, A.P., Hidayat, A.S., Rahmatillah, A., Pujiyanto, Ain, K., Pawana, I.P.A., Gusti, A.W.R. (2023). Influence of retromalleolar trimline dimensions on posterior leaf spring ankle-foot orthosis stiffness: A finite element analysis approach. Mathematical Modelling of Engineering Problems, Vol. 10, No. 3, pp. 979-984. https://doi.org/10.18280/mmep.100331.
