Abstrak — Cerebral   Palsy   (CP )   adalah   suatu   kelainan   statis nonprogresif   yang   disebabkan   oleh   cedera   otak  pada   periode prenatal,   perinatal   dan   postural.   Kelainan   ini   mempengaruhi ketidakmampuan   penderita   untuk   mengendalikan   fungsi motorik, postur/sikap dan pergerakan akibat kerusakan sistem saraf   pusat.   Belum   ada   pengobatan   yang   mampu   mengobati kelainan   ini.   Namun,   terdapat   beberapa   metode   yang   bisa digunakan  untuk  melatih   fungsi   gerak  penderita   berdasarkan potensi dan kemampuan mereka, salah satunya adalah latihan fungsi gerak motorik kasar, khususnya untuk latihan berjalan. Latihan berjalan membutuhkan ruang gerak yang cukup luas dengan pengawasan dari beberapa orang terapis karena apabila terjatuh,  dikhawatirkan akan terjadi  cedera  pada bagian  otot kaki.   Selain   itu,   suasana   ruang   terapi   sangat   mempengaruhi psikis penderita CP sehingga tak sedikit kasus penderita yang berpindah   tempat   terapi   demi   untuk  mencari   suasana   terapi yang   berbeda.   Tujuan   dari   perancangan   ini   adalah   untuk menciptakan   alat   latihan   berjalan   yang   lebih   aman,   dapat diawasi dengan mudah serta memberikan suasana latihan yang menyenangkan.   Proses   desain   dimulai   dengan   pengumpulan data   melalui   metode   komparasi   jurnal,   observasi   dan pendekatan   terhadap stakeholder .   Melalui   pengumpulan   data tersebut   didapatkan   permasalahan   dan   kebutuhan   penderita CP dalam   melakukan   latihan   berjalan   yang   kemudian   diolah bersama   dengan   literatur   yang   berkaitan   sehingga   menjadi produk   dengan   konsep   desain stability dan fun .   Hasil perancangan ini berupa alat latihan berjalan berupa Treadmill yang   dilengkapi   dengan safety  belt dan   memanfaatkan lingkungan virtual sebagai pengganti suasana ruangan latihan yang dapat dijelajahi oleh penderita.
Kata Kunci — Cerebral Palsy, Realitas Virtual, Treadmill.

## I. PENDAHULUAN
EREBRAL   Palsy (CP)   adalah   suatu   kelainan   statis nonprogresif   yang   disebabkan   oleh   cedera   otak   pada periode   prenatal,   perinatal   dan   postural,   yang   berpengaruh pada ketidakmampuan untuk mengendalikan fungsi motorik, postur/sikap  dan  pergerakan  akibat    kerusakan  sistem saraf pusat  [1].  Untuk   di   Indonesia,   kurang   lebih   5,5   per   1000 dengan  rasio penyeimbangan  yang  sama  dalam  aspek jenis kelamin, ras dan Negara [2]. Untuk mengetahui kemampuan motorik kasar  CP, dilakukan  pengajian  secara  internasional yang   biasa   disebut   sebagai Gross   Motor   Function Classification   System (GMFCS)  [3].  GMFCS  dibagi   atas  5 level, yaitu:

## C
1. Level I : Aktivitas tidak terbatas, keseimbangan  masih kurang baik
2. Level II : Ada sedikit keterbatasan dalam aktivitas
3. Level III : Berjalan dengan menggunakan alat bantu
4. Level   IV   :   Perpindahan   mandiri   menggunakan   kursi roda dengan keterbatasan
5. Level V : Perpindahan menggunakan kursi roda dengan bantuan dari orang lain
CP tidak   dapat   disembuhkan   namun   pengobatan   dan terapi   dapat   meningkatkan   kemampuan   penderita  [4]. Sebagian   besar   penderita  CP memiliki   kemungkinan   untuk berjalan   60%   dengan   alat   bantu,10%   berjalan   dengan   alat bantu,   30%   menggunakan   kursi   roda   atau   alat   bantu  [5]. Namun   tanpa   latihan   dan   rehabilitasi   medis,   penderita   CP dapat  mengalami  penurunan  kemampuan  fisik. Rehabilitasi saat ini terbagi atas 2 tipe, yaitu rehabilitasi konvensional dan teknologi   rehabilitasi.   Rehabilitasi   konvensional   mulai ditinggalkan   karena   suasananya   cenderung   menimbulkan rasa   tertekan   sehingga   mengakibatkan   trauma.   Hal   ini mendasari   perkembangan   teknologi   rehabilitasi   untuk mengkombinasikan   rehailitasi   konvensional   dengan penambahan  teknologi untuk menciptakan ketertarikan  pada anak   selama   proses   rehabilitasi.   Meskipun   demikian,   di Indonesia   belum   ada   pusat   rehabilitasi   yang   menggunakan teknologi.  Ini dikarenakan  keraguan terapis terhadap desain dan penggunaan kacamata realitas virtual yang kurang aman dan belum bisa memenuhi standar untuk digunakan pada CP. Dibalik   kekhawatiran   itu,   telah   banyak   penelitian   yang menunjukkan   bahwa   penggunaan   realitas   virtual   dapat menjanjikan teknologi rehabilitasi yang lebih baik [6],[7],[8], [9], dan [10].
Berdasarkan data assesment YPAC Surabaya, pada tahun ajaran 2015-2016 terdaftar 73 penderita binaan dengan kasus CP   dengan   jenis   terbanyak   adalah   jenis   campuran   antara spastik dan atetoid pada usia TK hingga sekolah dasar  [11]. Usia tersebut adalah usia tumbuh kembang dimana penderita senang   bermain   dan   hal   ini   berpotensi   besar   untuk dikembangkan di Indonesia. Dengan memanfaatkan literatur dan informasi yang ada baik dari dalam maupun luar negeri, penulis  akan  merancang  alat  untuk  latihan  berjalan  berupa treadmill yang akan dikombinasikan penggunaannya dengan realitas   virtual   untuk   menarik   minat   penderita   CP   dalam berjalan menjelajahi lingkungan tersebut.

## Pengembangan Desain Treadmill Sebagai Alat Latihan Berjalan Pada Cerebral Palsy dengan Memanfaatkan Realitas Virtual
Irma Mayla Andreani dan Djoko Kuswanto Departemen Desain Produk, Fakultas Arsitektur Desain Dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : crewol@prodes.its.ac.id
Tabel 2. Komparasi literatur jurnal mengenai teknologi permainan Paramet er Designing Toys and Technologi es for Rehabi- litation [12] Comple- mentary Treatment for Children CP based Virtual Reality [13] Virtual Reality Technology for Rehabilitation of CP : A Literature Review [14] BiMU- Inertial sensors and Virtual Reality Games for The Rehabilita-tion of the Upper Limb in CP [15] Subjek Psikologi anak dan produk inovasi Ling-kungan virtual Literature teknologi untuk rehabilita-si Platform BiMU Objek Mainan interak-tif Rehabilitasi kognitif dan motorik Tingkat keberhasilan terapi dengan teknologi Penamba-han sensor dan game Virtual Reality Tujuan Mende- sain, mengem- bangkan, menge- valuasi mainan terapi Mendo-rong kemampuan kognitif dan motorik anak Menentukan teknologi yang paling efektif Mengapli- kasikan Virtual Reality Teknolo gi Sensor morotik Virtual Reality, sensor Leap Motion dan sensor Mind- wave Virtual Reality, Augmen-ted Reality, Nintendo Wii, The sensor Kinect Sensor inersial (WIMU) dan permainan Virtual Reality Dampak Umum Mampu melaku- kan gerakan yang sulit Mendapat- kan kemajuan kognitif dan motorik Virtual Reality yang paling efektif Kemajuan signifikan dalam motorik pasien Dampak Psikolog i Lebih berse- mangat menja- lankan terapi Lebih bersemangat menjalani terapi Lebih fokus dalam mengem- bangkan teknologi rehabilitasi Pasien mengalami kemajuan dan peneliti optimis

## II.URAIAN PENELITIAN

## A. Komparasi Literatur
Komparasi   literatur   adalah   perbandingan   beberapa penelitian   yang   telah   ditinjau   dan   dipelajari   dengan   tujuan tertentu.   Metode   ini   bertujuan   untuk   menemukan   sebuah faktor penelitian  yang dapat  menjadi acuan  bagi penelitian. Diawali   dengan   mengumpulkan   literatur   dengan   penelitian sejenis,   yang   kemudian   dikaji   ulang   dengan   menggunakan parameter penelitian yang dibutuhkan.

## B. Survey Lapangan Dan Wawancara
Survey   lapangan   adalah   metode   yang   dilakukan   untuk mengetahui kebutuhan berdasarkan  situasi dan kondisi yang dialami  oleh stakeholder, baik itu oleh user, orangtua  user, terapis maupun pemilik yayasan. Selain melalui survey, juga dibutuhkan   wawancara   yang   mendalam   untuk   mengetahui kebutuhan   user   berdasarkan   keluhan   serta   pengamatan langsung saat user melakukan rehabilitasi.

## C.Studi dan Analisa
Studi   dan   analisis   dilakukan   berdasarkan   kebutuhan penelitian   untuk   mengetahui   kebutuhan   user,   fitur   yang dibutuhkan,  mekanik yang digunakan  serta dimensi produk. Studi   dilakukan   dengan   membandingkan   2   atau   lebih literatur untuk mengetahui mana yang lebih tepat digunakan
Tabel 1. Analisis kebutuhan berdasarkan level GMFCS Data Jurnal Level I Level II Level III Dalam Ruangan : Menggunakan alat bantu untuk keamanan Tangga : Menaiki tangga dengan berpengangan pada hand rails Luar Ruangan : Menggunakan kursi roda Dalam Ruangan : Menggunakan alat bantu gerak Sekolah : Menggunakan kursi roda manual atau listrik
Tangga : Menaiki tangga dengan berpegang pada hand rails dengan bantuan asisten Luar Ruangan : Menggunakan kursi roda Dalam Ruangan : Berjalan jarak pendek dengan bantuan asisten, alat bantu jalan beroda atau penyangga badan untuk berjalan Tangga : bisa dengan bantuan asisten dan tetap berpengangan pada handrail di samping kiri dan kanan tangga Luar Ruangan : Menggunakan kursi roda dengan bantuan asisten atau menggunakan kursi roda elektrik Postur dan gesture
Gambar 1 siluet GMFCS level 2 (warna oranye adalah bagian otot yang digunakan) Gambar 2 siluet GMFCS level II (warna abu-abu sebagai asisten latihan jalan dan warna oranye adalah otot yang digunakan) Gambar 3 siluet GMFCS level III ( abu-abu sebagai asisten latihan dan oranye adalah otot yang digunakan) Posture dan Gesture Level I Level II Level III Penentuan otot kontraksi diasumsikan dengan otot postur normal pada saat berjalan. Referensi : www.cadarn.ac.uk Penentuan otot kontraksi diasumsikan dengan otot postur normal pada saat berjalan. Referensi : www.cadarn.ac.uk Penentuan otot kontraksi melalui wawancara pada anak CP berusia 8 tahun dengan pengaruh orangtua Solusi Handle agar lebih seimbang Penghalang diantara kedua kaki agar tidak menyilang di bagian lutut kebawah (apabila terdapat scissor gait) Handle untuk pegangan agar lebih seimbang Penjaga postur hingga bagian lumbar yang mengikat ke bagian posterior (apabila postur tubuh tidak normal dan tidak ada kontraktur sendi) Penjaga postur hingga bagian ketiak Penyokong diantara kedua selangkang karena belum bisa berdiri sendiri
sebagai acuan pustaka. Analisis diawali dengan studi literatur yang   kemudian   diuji   coba   untuk   dapat   mendapatkan   hasil yang   dapat   diaplikasikan   pada   produk.   Analisis   bisa dilakukan   baik   dengan   uji   coba   secara   langsung   maupun dengan bantu software digital.

## III. HASIL DAN PEMBAHASAN

## A. Komparasi Literatur
Kesimpulan   dari   hasil   komparasi   literatur   pada   Tabel   1 adalah   banyak   peneliti   yang   telah   melakukan   penelitian mengenai   teknologi   yang   tepat   untuk   rehabilitasi   pada CP dan   dari   sejumlah   penelitian   yang   telah   di   review, menunjukkan bahwa teknologi dengan menggunakan Virtual Reality atau Virtual Environment memberikan  dampak yang paling menjanjikan jika dibandingkan dengan teknologi yang lain.

## B. Studi Dan Analisis
Pada   klasifikasi   penderita   CP   dengan Gross   Motor Function Classification System , penderita CP dibagi menjadi 5 level dengan  keterangan  alat  bantu jalan yang digunakan berdasarkan  pada kemampuan  jalan  anak  dalam  kehidupan sehari-hari.   Dalam   analisis   ini,   akan   dijabarkan   kebutuhan dan  kondisi fisik pada level I hingga  III  GMFCS sehingga dapat ditentukan fitur apa yang dibutuhkan untuk setiap level. (Tabel 2)
Berdasarkan  dari  hasil  analisa  diatas, maka didapatkan fitur-fitur yang dibutuhkan  untuk memperbaiki postur tubuh serta   kebutuhan   gestur   jalan   penderita   berupa   handle, penghalang   antara   kedua   kaki(yang   biasa   disebut   sebagai abduction   board ),   penjaga   postur   spinal   dalam   bentuk sandaran,   serta   penyokong   berat   badan   pada   titik   tumpu badan apabila pengguna merasa lelah saat berjalannya proses terapi.   Kemudian   dilakukan  studi  postur   untuk  mengetahui bentuk komponen pendukung fitur yang dibutuhkan sehingga dapat sekaligus memnuhi unsur ergonomic dari pengguna.

## Gambar 4. Sendi yang perlu diperhatikan pada kaki.
Kekakuan   otot   yang   dialami   oleh   penderita CP berpengaruh   pada   postur   tubuh   penderita,   terutama   pada bagian   tulang   punggung   serta   postur   kaki   sehingga dibutuhkan adanya perhatian  khusus untuk perbaikan postur tubuh serta postur kaki.  Perbedaan  postur ini  terfokus pada beberapa titik sendi, khususnya pada sendi yang ada pada tiap
ruas   tulang   belakang   dan   kaki   yang   termasuk   didalamnya pangkal paha, lutut serta tumit.
Gambar 5. Perubahan postur tubuh.
Gambar 6. postur kaki berdasarkan jenis CP [16].
Tabel 3. Rekomendasi garis bentukan untuk pengaman No Nama komponen
Rekomendasi garis bentuk 1 Sandaran Gambar 7. Garis bentuk sandaran.
2 Penyokong pinggang
Gambar 9. Garis bentuk penyokong pinggang. 3 Penyokong pangkal paha Gambar   10.  Garis   tampang   depan  dan   samping dari penyokong pangkal paha. 4 Abduction board

## Gambar 11. Garis bentuk penghalang antara kedua kaki.
Adanya perubahan postur kaki dan postur tubuh tersebut menunjukkan   adanya   kebutuhan   attribut   tambahan   untuk perbaikan   postur   tubuh   dan   kaki   dengan   bentuk   yang disesuaikan dengan  kondisi kaki normal  dan kondisi tulang spinal   pada   umumnya.   Untuk   itu   dibutuhkan   adanya sandaran yang menyesuaikan bentuk normal dari spinal serta pengaman   yang   membuat   tubuh   menempel   pada   sandaran, penyokong bagian pinggang untuk perbaikan postur, dudukan untuk   membuka   pangkal   paha   yang   menyempit   dan penghalang   diantara   kedua   kaki   penderita   agar   kaki   tidak menyilang ataupun menempel pada bagian betis.
Rekomendasi yang dihasilkan yaitu pengaman tambahan yang menahan  tubuh  menempel  pada  sandaran  akan  diberi garis   bentukan   sesuai   dengan   postur   tubuh   normal   yang diberikan  akan  diterjemahkan  dalam  gambar  sebagai  acuan bentuk   dari   komponen   produk   sehingga   badan   akan cenderung   untuk   mengikuti   postur   tubuh   normal   manusia pada umumnya.
Analisis   diatas   menjadi   rujukan   untuk   bentukan pendukung   postur   tubuh   serta   fitur   yang   dibutuhkan   pada treadmill.   Untuk   ukurannya   akan   disesuaikan   dengan antropometri   manusia   pada   umumnya   karena   untuk antropometri   dari   penderita   CP   sulit   untuk   dapat   terukur dengan   benar.   Sehingga   proses   pengolahan   data   ini   akan memunculkan   alternatif   desain   sesuai   dengan   kriteria   dari hasil studi dan analisis yang telah dilakukan.

## C.Alternatif Desain
Hasil   komparasi   literatur   serta   studi   dan   analisis menghasilkan   persyaratan   desain   yang   kemudian diimplemntasikan   ke   dalam   beberapa   alternatif   desain treadmill   sehingga   desain   dapat   memenuhi   kebutuhan pengguna   dalam   latihan   berjalan   sesuai   dengan     level kemampuan GMFCS penderita CP.
1. Alternatif desain 1

## Gambar 12. Alternatif desain 1.
Alternatif   desain   yang   pertama   dilengkapi   dengan dudukan   dengan   bentuk   cekungan   bagian   tengah,   dengan sandaran   dan   belt   yang   mengikuti   garis   yang   telah direkomendasikan.   Pada   gambar   ini abduction   board dipasang   untuk   mengetahui   seberapa   tinggi   saat   ada   di treadmill   serta   perbandingan   dengan   tiang   penyangga pegangan dan pengamannya.
2. Alternatif desain 2
Alternatif kedua memiliki kelengkapan yang sama dengan alternatif desain yang pertama yaitu pengaman dan dudukan sesuai rekomendasi dari hasil studi dan analisis. Namun, ada perbedaan pada bagian tiang penyangga untuk pegangan dan pengaman yang ada.

## Gambar 13 Alternatif desain 2.

## 3. Alternatif desain 3

## Gambar 14. Alternatif desain 3.
Alternatif   desain   ketiga   diberi   kelengkapan   yang   sama sesuai   dengan   studi   dan   analisis   yang   telah   diberikan. Namun,   terdapat   perbedaan   pada   bagian   tiang   dengan struktur rangka yang lebih kuat serta bagian yang menempel lantai   memiliki   luasan   yang   lebih   lebar   jika   dibandingkan alternatif   yang   sebelumnya   sehingga   permukaannya   lebih landai untuk ditapaki oleh terapis maupun penderita CP.
Dari   beberapa   alternatif   desain   tersebut   akan   diseleksi dengan parameter berupa hasil studi dan analisis yang telah dilakukan  serta kesesuain dengan  kebutuhan  dari  pengguna sehingga terpilih desain yang paling sesuai untuk diterapkan.

## IV. KESIMPULAN
Perbandingan  standar  keamanan  dilakukan sesuai dengan studi   antropometri,   studi   ergonomi,   data   postur   jalan   anak serta   kemampuan   level   GMFCS   yang   mereka   miliki   dan pendapat   terapis   yang   telah   terbiasa   menggunakan   produk berupa   dukungan   pengaman   untuk   anak-anak   CP. Berdasarkan  data di atas, maka diperoleh standar keamanan yang paling tepat, seperti:
1. Rompi keselamatan  yang terhubung dengan  alat  bantu jalan   untuk   menahan   tubuh   anak   agar   tidak   jatuh   ke depan   serta   menahan   tubuh   untuk   mengikuti   postur pada sandaran
2.   Sabuk   pengaman   yang   terhubung   dengan   sandaran punggung   untuk   menjaga   postur   badan   agar   tidak miring ke samping kanan maupun kiri
3. Sandaran   punggung   untuk  GFMCS  level  III  sehingga dapat membantu perbaikan postur punggung anak yang
cenderung membungkuk 4. Abduction  board untuk  postur  jalan  yang scissor gait dengan ketinggian sesuai dengan tinggi mata kaki pada anak
5. Penggunaan orthosis sesuai dengan rekomendasi dokter pada   data   assessment   sehingga   untuk   yang   satu   ini paling opsional jika dibandingkan dengan  yang lainnya Sehingga   desain   yang   dipilih   akan   memperhitungkan keamanan   serta   kesesuaian   dengan   kriteria   yang   telah ditentukan   sebelumnya,   maka   dari   itu   terpilih   desain   dari alternatif   dengan   keterangan   berupa   atribut   dan   fitur   yang dimiliki.
Gambar 15. Detail desain terpilih.

## UCAPAN TERIMA KASIH
Penulis   mengucapkan   terima   kasih   kepada   Direktorat Pendidikan Tinggi, Departemen Pendidikan dan Kebudayaan Republik   Indonesia   yang   telah   memberikan   dukungan finansial   melalui   Beasiswa   Bidik   Misi   tahun   2012-2016. Selain   itu,   terima   kasih   untuk   para stakeholder yang   telah membantu  berjalannya  penelitian  ini,  terutama  untuk pihak lembaga  YPCP Surabaya   serta   dr.   Mei   dan   dr.  Alit   selaku pembimbing klinis selama penelitian di RSUD Dr. Soetomo Surabaya.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] M. Jones, E. Morgan, J. Shelton, and C. Thorogood, “Cerebral Palsy: introduction and diagnosis (part I),” J. Pediatr. Heal. Care , 2007.
[2] H. G. Chambers, “Treatment of functional limitations at the knee in ambulatory children with cerebral palsy,” Eur. J. Neurol. , vol. 8, no. s5, pp. 59–74, Nov. 2001.
[3] R. Palisano, P. Rosenbaum, S. Walter, D. Russell, E. Wood, and B. Galuppi, “Development and Reliability of a System to Classify Gross Motor Function in Children with Cerebral Palsy,” Dev Med Child Neurol , 1997. [4] F. Miller, Cerebral Palsy , 3rd ed. Wilmington: Springer, 1995.
[5] S. McIntyre, C. Morgan, K. Walker, and I. Novak, “Cerebral Palsy- don’t delay,” Dev. Disabil. Res. Rev. , vol. 17, no. 2, pp. 114–129, 2011.
[6] Y. Chen and A. H. HsinChen D. Fanchiang, “Effectiveness of Virtual Reality in Children With Cerebral Palsy,” 2017.
[7] C.   B.   de  M.   M.   Juliana   Nobre  de  Paula,  T.  D.   da   Silva,   C.   M. Capelini,  L.   D.   C.   de  Menezes,  and  S. W.  & A.  H.   N.   R.  Thais Massetti,   James   Tonks,   “Motor   performance   of   individuals   with Cerebral Palsy in A virtual game using a mobile phone,” 2017.
[8] E. Oliveira, G. Sousa, T. A. Tavares, and P. Tanner, “Sensory stimuli in gaming interaction,” 2014.
[9] T. Massetti, T. D. da Silva, S. R. P. M. Denise Cardoso Ribeiro, A. H.
N. Re´, F. M. Favero, and C. B. de M. Monteiro., “Motor learning through Virtual Reality in cerebral,” Med. Express , vol. 6, pp. 302– 306, 2014.
[10] C. Gagliardi et al. , “Immersive Virtual Reality to improve walking abilities in Cerebral Palsy,” Ann. Biomed. Eng. Soc. , 2018.
[11] F. A. Rahma and D. Kuswanto, “Studi Pengaruh Desain Peralatan Postural pada Efisiensi Aktivitas dan Kestabilan Postur Pada Anak dengan Cerebral Palsy,” J. Sains dan Seni ITS , vol. 6, no. 2, 2017. [12] J. J. T. Crisco and K. Nichols, “Designing Toys and Technologies for Rehabilitation,” 2015.
[13] R. C. G. F. Juliana M. de Oliveira, C. S., P. R. Pinto, S. R. Pinheiro, and   V.  H.   C.   de   Albuquerque1,   “Novel   Virtual   Environment   for Alternative   Treatment  of   Children   with   Cerebral   Palsy,” Comput. Intell. Neurosci. , p. 10, 2016.
[14] F.   R.   C.   Machado et   al. ,   “Virtual   Reality   Technology   for Rehabilitation   of   Cerebral   Palsy:   A   Literature   Review,” Trends Psychol. , 2014.
[15] M. A. Velasco et   al. , BiMU  –Inertial   sensors   and   virtual   reality games for the rehabilitation of the upper limb in Cerebral Palsy . Springer International Publishing AG, 2017.
[16] S.   Padmakar,   K.   S.   Kumar,   and   S.   Parveen,   “Management   and Treatment for Cerebral Palsy in Children,” Indian J. Pharm. Pract. , vol. 11, no. 2, 2018.