## Studi Pengaruh Desain Peralatan Postural pada Efisiensi Aktivitas dan Kestabilan Postur Pada Anak dengan Cerebral palsy
Farah Aulia Rahma dan Djoko Kuswanto
Departemen Desain Produk Industri, Fakultas Teknik Sipil dan Perencanaan, Institut Teknologi Sepuluh Nopember (ITS)
e-mail : crewol@prodes.its.ac.id
Abstrak —Anak-anak  dengan  cerebral  palsy  (CP)  memiliki  otot yang  lebih  kecil,  lebih  lemah  dan  lebih  tahan  terhadap peregangan dibandingkan dengan orang yang biasanya berkembang.  CP  mengacu  pada  kondisi  permanen,  anak-anak dapat  belajar  untuk  mengatasi  kondisi  saat  mereka  tumbuh. Terapi dapat memberikan pengobatan seperti terapi untuk duduk pada  anak  CP. Occupation  Treatment merupakan  salah  satu terapi  untuk  anak  CP  yang  terdapat  pada  sekolah  luar  biasa. Berdasarkan  data  Kemendikbud,  ada  1.962  sekolah  khusus  di Indonesia  dengan  26.617  siswa  serta  sekitar  1.000  siswa  adalah anak-anak  dengan  CP  pada  tahun  2016.  Namun  penggunaan peralatan  postural  sebagian  besar  masih  menggunakan  produk yang  digunakan  untuk  anak  normal.  Anak-anak  dengan  CP memiliki  kebutuhan  yang  berbeda  untuk  tubuh  mereka,  seperti adanya  kemiringan  postur  akibat  aktivitas  yang  tidak  baik. Tujuan  dari  penelitian  ini  adalah  untuk  mengetahui  pengaruh peralatan  postural  terhadap  stabillitas  postural  dan  efisiensi aktivitas  belajar  pada  anak  dengan  cerebral palsy. Perlengkapan postural  yang  didesain  khusus.  Empat  peralatan  postural digunakan  dalam  penelitian  ini:  1) Seat  Postural  Equipment ,  2) Side  Support ,  3)  sabuk,  dan  4)  meja  pada  kursi  roda.  Pengguna pada penelitian ini merupakan Anak-anak dengan Cerebral Palsy di  SDLBD  YPAC  Surabaya.  Hasil  penelitian  kami  menunjukkan bahwa peralatan postural berpengaruh terhadap aktivitas belajar pada  anak-anak  dengan  cerebral  palsy  dan  direkomendasikan rancangan peralatan postural siswa dengan cerebral palsy dalam kegiatan  belajar  yang  diharapkan  akan  membantu  mengoreksi anak dengan postur CP .
Kata Kunci — cerebral palsy, postural seat, kursi roda.

## I. PENDAHULUAN
EREBRAL PALSY (CP) adalah salah satu penyakit kronis yang  ditandai  dengan  gangguan  postur  dan  gerak nonprogresif  [1].  Spastisitas  menyebabkan  gangguan  postur tubuh,  gerak  kontrol,  keseimbangan  dan  koordinasi  sehingga akan  mengganggu  aktivitas  fungsional  anak  dengan  CP (deformitas).
Perkembangan  jumlah  anak  dengan  CP  juga  cukup  tinggi. Berdasarkan  penelitian  sesuai  rujukan  [2]  pada  tahun  2000, didapatkan  data  2-3  bayi  per  1000  kelahiran  menderita  CP. Angka  kejadian  di  Indonesia,  anak  dengan  CP  adalah  kurang lebih  5,5  per  1000  dengan  rasio  penyeimbangan  yang  sama dalam aspek jenis kelamin, ras, dan negara [3]. Penderita pada usia  sekolah  dasar.  diperkirakan  sebesar  1,2  –  2,5  anak  per 1000  anak.  Menurut  rujukan  [4],  prevalensi  CP  kongenital
derajat sedang sampai berat mencapai 1,2 per 1000 anak usia 3 tahun.
CP Diplegia, memiliki angka yang paling besar yaitu 68,8 % menderita  diplegia spastik. Diplegia merupakan kelainan yang menyerang  kedua  tungkai  dan  kedua  tangan,  dengan  kondisi kaki lebih dominan.
Gambar 1.  Spastik diplegia.
Pada otak, terdapat 3 bagian berbeda yang bekerja bersama menjalankan dan mengontrol kerja otot yang berpengaruh pada pergerakan dan postur tubuh [5].
Gambar 2.  Postur anak CP pada posisi duduk [6].
C
Anak  dengan  CP  memiliki  keterbatasan  untuk  mengontrol kerja  otot  yang  menyebabkan  postur  seperti  pada  gambar  2 diatas. Kondisi tersebut diperburuk dengan kebiasaan aktivitas yang tidak baik seperti pada gambar 3 dibawah. Kondisi inilah yang  kemudian  dapat  memperlamban  proses  peningkatan kemampuan  penderita  dan  dapat  menyebabkan  efek  jangka panjang seperti bone disease [7].
Gambar 3.  Posisi Anak pada produk eksisting.

## A. Permasalahan
Berangkat  dari  latar  belakang  yang  telah  dijelaskan  di  atas dapat diambil kesimpulan bahwa:
1.  Sarana  pembelajaran  kelas  SDLB  bagian  D  di  Indonesia belum menunjang postur anak CP.
Sarana pembelajaran berupa produk furnitur dan kursi roda yang ada hanya menyesuaikan ukuran ketinggian dan tidak memperhatikan  aspek  postur  sehingga  mempengaruhi tumbuh kembang penderita dalam jangka panjang.
2.  Sarana  pembelajaran  yang  ada  belum  bisa  menjaga  badan anak CP agar tetap tegak.
Anak  dengan  CP  kurang  bisa  menyangga  badan  karena memiliki  otot  yang  lebih  kecil,  lemah,  dan  susah  diatur dibandingkan dengan anak normal pada umumnya [8].

## B. Batasan Masalah
1.  Responden merupakan siswa SDLB dengan CP Diplegia.
2.  Penderita yang difasilitasi adalah penderita CP  level II.
3.  Desain  sarana  pembelajaran  ini  digunakan  untuk  anak  CP dengan rentan usia 7-12 pada 5-50 persentil.
4.  Perancangan  desain  sarana  pembelajaran  terdiri  dari  meja dan postural  equipment pada  kursi  dan  kursi  roda  , dilengkapi dengan meja.

## II. METODE PENELITIAN
Untuk memenuhi kebutuhan pada posisi duduk anak dengan CP  dibutuhkan  empat  titik  tekanan  atau  gaya  yang  perlu diberikan  pada  anak  dengan  CP,  yaitu  penyokong  pada  paha, penyokong  lumbar,  dan  penyokong  pinggang.  Namun  pada anak  CP  dengan  fase  yang  cukup  berat  membutuhkan  fitur tambahan  seperti  penyangga  kepala  agar  tidak  miring, sedangkan pada anak dengan CP dengan fase yang berat aspek tersebut  masih  membutuhkan  pengawasan  pada  panggul  dan pinggul  termasuk  tambahan  berupa  sabuk  agar  dapat  bekerja secara optimal [6]. Bisa kita lihat pada Gambar 5.
Gambar 4. Alur perancangan pada penelitian ini.
Gambar  5. Sagittal  view yang  mengilustrasikan  pemberian  gaya dan tekanan yang dibutuhkan (a), postur miring anak CP berdasarkan tampak samping (b), postur tegak anak CP berdasarkan tampak samping (c) .
Aspek  biomekanik  perlu  mempertimbangkan  gerak  sendi normal  pada  anak  CP.  Berdasarkan  sudut  gerak    dalam aktivitas  sehari-hari  pada  anak  dengan  CP  Spastik  diperoleh sudut  untuk  sendi  lutut  yang flexion pada  60 o dan extension 120 o [8].
a b c
Gambar  6.  Sudut  Derajat  pada  pergerakan  kai.  a)  postur  duduk,  b)  menaiki tangga, c) berdiri, d) berjalan [8].
Produk  dengan  ketinggian  menanjak,  baik  namun  tidak boleh  terdapat  sudut  lancip agar memberikan keamanan untuk pengguna. Dibutuhkan bawah dudukan dengan ketinggian 12°- 15°  dengan  sudut  tumpul  yang  aman  untuk  memenuhi kebutuhan anak dengan CP [8]. Berdasarkan data pada Gambar 6  dibawah  dapat  digunakan  pada  sudut kemiringan pada kursi yang digunakan sesuai kebutuhan anak CP.
Gambar 7. Posisi kemiringan pada dasar dudukan.
Kemiringan  kursi  pada  10°  sampai  20°  menunjukkan  hasil performasi  yang  baik.  Kursi  dengan  kemiringan  0° mengakibatkan  penurunan  aktivitas  otot.  Kemiringan  yang disarankan merupakan kursi dengan kemiringan 12° [9], namun aspek  tersebut  juga  perlu  mempertimbangkan  jangka  waktu pemakaian dan aktivitas pada pegguna.
III. HASIL DAN PEMBAHASAN
Studi  mekanisme  folding  dua  kompetitor  memiliki persamaan dengan menekuk pada bagian tengan kursi roda dan adanya kuncian pada bagian atas (Gambar 7).
Gambar 8.  Studi Mekanisme Folding Kursi Roda.
Studi perbandingan fitur berdasarkan Gross Motor Function Classification (GMFCS)  atau  tingkat  kondisi  anak  CP  yang dibandingkan  dengan  kebutuhannya.  Berdasarkan  analisis tersebut  didapatkan  kesimpulan  bahwa  fitur  yang  dibutuhkan pada  CP  diplegia  fase  II  dan  III  merupakan  meja,  kursi,  dan kursi roda. (Gambar 8).

## Gambar 9. Studi kebutuhan fitur produk.
Pada  sistem  reclining  dapat  kita  lihat  pada  Gambar  9 kompetitor 1 memiliki hanya satu titik tumpu putar pada kursi roda, sehingga memiliki resiko terjatuh yang lebih besar dalam proses  reclining  dibandingan  kompetitor  2  yang  memiliki  dua titik sumbu pusat.
Gambar  10.    Studi  Mekanisme  Reclining  90 0 Kompoetitor  2  (A)  Studi Mekanisme Reclining 90 0 Kompoetitor 1 (B).
Pada sistem reclining backrest dapat kita lihat pada Gambar 10  kompetitor  1  memiliki  hanya  satu  titik  tumpu  putar  pada kursi  roda,  sehingga  memiliki  resiko  terjatuh yang lebih besar
a b c d e
dalam  proses  reclining  dibandingan  kompetitor  2  yang memiliki dua titik sumbu pusat.
Gambar  10.  Studi  Mekanisme  Reclining  backrest  Kompetitor  2  (A)  Studi Mekanisme Reclining backrest Kompoetitor 1 (B).
Berdasarkan analisis perbandingan produk tersebut didapatkan  beberapa  kebutuhan  anak  CP  dengan  komponen yang  memberikan  solusi  atas  kebutuhan  tersebut.  Produk Kompetitor  2  memiliki  semua  komponen  sehingga  dapat memberikan kebutuhan bagi anak CP. Produk kompetitor 2 jua memiliki  sistem  reclining  yang  terbaik  denagn  dua  sumbu, sehingga produk 2 dipilih sebagai rangka produk.
Side Support System pada alternatif ini menggunakan sistem kuncian  dengan  sistem  operasional  sederhana  dengan  cara menekan  handle  sistem  pengunci  kemudian  tarik  sistem adjustable  ke  atas  dan  bawah  dan  kesamping  sesuai  dengan ukuran pengguna.

## A. Side Support System : Stop and Go
Side  Support  System dengan  sistem stop  and  go menggunakan  sistem  operasional  dengan  cara  tekan  dan  tarik pengunci sistem push kemudian tarik sistem adjustable ke atas dan  bawah  dan  kesamping  sesuai  dengan  ukuran  pengguna yaitu anak CP.
Gambar  11.  Operasional  Sistem  Side  Support  (A),  Sistem  adjustable  pada posisi  ke  atas  dan  bawah  (B),  Sistem  adjustable  penyesuaian  lebar  untuk pengguna (C).

## B. Side Support System : Sistem Ulir
Operasional  dilaksanakan  dengan  cara  putar  ulir  kemudian tarik sistem adjustable ke atas dan bawah dan kesamping sesuai dengan ukuran pengguna.
Gambar 12. Operasional sistem side support .
Produk  pada  penelitian  ini  terdiri  dari  seat  postural equipment,  yang  bisa  dipakai  untuk  kursi  ataupun  kursi  roda, meja  pada  kursi  roda,  sabuk,  dan equipment untuk  anak  CP. Terdapat  sistem adjustable pada side  support dan  sabuk menyesuaikan dengan ukuran tubuh pengguna.
Gambar 13. Hasil desain dari Seat Postural.

## C. Seat Postural Equipment
Ada  dua  varian  untuk  peralatan  postural  seat  ini  yang termasuk dengan backreast cushion, seat cushion, dan headrest. Seperti bisa dilihat pada Gambar 13.

## D. Biomechanical Aspect
Berikut merupakan simulasi daya tekan pada produk dengan pemberian gaya 600 N pada suport system:
Gambar 14. Ilustrasi simulasi deformation dengan aplikasi ANSYS.

## Tabel 1. Ilustrasi simulasi deformation dengan aplikasi ANSYS
Pada  Gambar  14  merupakan  ilustrasi  simulasi  deformasi pada  support  system.  Warna  merah  menandakan  titik  ekstrem yang mendapatkan akibat dari pemberian gaya.
Tabel 2. Hasil pemberian gaya 600 N pada dua titik
Tabel  2  menyatakan  bahwa  pemberian  gaya  sebesar  600  N pada  2  titik  support  yaitu  atas  dan  bawah.  Kemudian  pada Gambar  15  didapatkan  keterangan  deformasi  yang  semakin meningkat sesuai dengan beban yang diterima.
Sehingga disimpulkan bahwa support bagian atas merupakan bagian  yang  paling  kritis  dan  perlu  pemberian  desain  untuk memberikan  kualitas  yang  baik.  Support  bagian  bawah  tidak terlalu  mendapatkan  efek  beban.  Sedangkan  pada  Gambar  16, merupakan analisis kekuatan daya tekan material pada support system.
Gambar  16.  Simulasi  analisis  kekuatan  daya  tekan  material  pada support system .

## IV. KESIMPULAN
Berikut  merupakan  kesimpulan  dari  penelitian.  Kesimpulan didapatkan setelah dihasilkan prototype satu berupa kursi roda dan  equipment  meja  serta  dilaksanakan  usability  test  kepada siswa  di  SLDB  YPAC  Surabaya  dan  dilakukan  wawancara kepada calon konsumen. 1. Setelah  dilaksanakan  analisis  berupa  usability  test didapatkan  hasil  bahwa  2  dari  3  siswa  didalam  satu  kelas merupakan  pengguna  kursi  roda,  sehingga  diputuskan bahwa  pembuatan  prototype  difokuskan  pada  pembuatan seat postural equipment dengan rangka kursi roda. 2. Desain  Postura  dapat  memenuhi  permasalahan  yang  telah dijabarkan dengan keterangan sebagai berikut:
a. Menunjang Postur Anak CP pada beberapa bagian
b. Memfasilitasi sarana pembelajaran,
c. Rangka kursi roda yang digunakan penulis dipilih untuk memuni  kebutuhan  pengguna  berupa  sistem  reclining agar mengurangi resiko terjatuh kedepan dengan kriteria pemilihan  quipment  belajar  berupa  meja  pada  kursi roda  dengan  fungsi  magnet  agar  barang  tidak  mudah terjatuh.

## DAFTAR PUSTAKA
[1] Potts, Nicki L., and Barbara L. Mandleco. Pediatric nursing: Caring for children and their families. Cengage Learning, 2012.
[2] Chambers,  H.  G.  "Treatment  of  functional  limitations  at  the  knee  in ambulatory  children  with  cerebral  palsy."  European  Journal  of Neurology 8. s5: 59-74.B. 2001.
[3] Grether,  Judith  K.,  Susan  K.  Cummins,  and  Karin  B.  Nelson.  "The California cerebral palsy project." Paediatric and perinatal epidemiology 6.3: 339-351. 1992.
[4] Parker,  D.  F.,  et  al.  "Muscle  performance  and  gross  motor  function  of children  with  spastic  cerebral palsy." Developmental Medicine & Child Neurology 35.1: 17-23. 1993
[5] Bajraszewski, Enver. Cerebral Pals: Guide for Parents. 1989.
[6] Carlson, J. Martin. Seating for Children and Adults with Cerebral Palsy. The American Academy of Orthotists and Prosthetists, 1986.
[7] Janssen-Potten,  Yvonne  JM,  et  al.  "Chair  configuration  and  balance control  in  persons  with  spinal  cord  injury."  Archives  of  physical medicine and rehabilitation 81.4: 401-408. 2000.
[8] Kuswanto,  Djoko,  Ni’amah,  Syukriyatun  and  Rahma,  Farah  Aulia. Development  of  Orthosis  Design  for  Spastic  Cerebral  Palsy  Through Biomechanical Approach. 2016.
[9] Adnyana. “Cerebral Palsy Ditinjau Dari Aspek Neurologi. Cermin Dunia Kedokteran.”: 34-37. 1995.