BIOMEKANIKA TRAUMABALISTIK

1

Pendahuluan• Biomekanika: Bio + Mekanika

– BIO: organisme hidup– MEKANIKA: ilmu mengenai gerakan

Biomekanika

Kinematik

Statik

Dinamik

Kinetik

2

• Kinematika: ilmu mengenai gambaran atau deskripsi gerakan (deskriptif; ruang & waktu)

• Kinetik: ilmu tentang kerja dari gaya (gaya gerakan)

• Statik: ilmu tentang sistem dalam gerakan konstan

• Dinamik: ilmu tentang sistem yang mengalami perubahan kecepatan

3

BIOMEKANIKA

Ilmu fisika yang mempelajari

gerakan dan perubahan bentuk suatu materi yang diakibatkan oleh

gangguan mekanik yang disebut gaya

4

Bagaimana suatu benda dapat bergerak?

ARISTOTELES• “kekuatan konstan diperlukan untuk

menjaga sesuatu tetap bergerak”

NEWTON (1643 – 1727)• I• II• III

5

Hk Newton I = Hk Kelembaman = Hk Inersia

6

Hk Newton II

• “Apabila ada gaya yang bekerja pada suatu benda maka benda akan mengalami suatu percepatan yang arahnya sama dengan arah gaya”

m : massa (kg)a : percepatan (ms-2)F : gaya (N)

7

Hk Newton III (Law of Action and Reaction)

8

Gaya yg bekerja pada tubuh manusia

Gaya pada tubuh dalam keadaan statis

• Tubuh setimbang• Gaya dalam segala arah sama dengan nol• Sistem otot dan tulang bekerja sebagai

pengumpil

Gaya pada tubuh dalam keadaan dinamis

• Tubuh dalam keadaan bergerak

9

10

• Sistem Pengungkit Tipe ITitik tumpuan terletak di antara gaya berat (W) dan gaya otot (M)

W

o M

Contoh: Posisi diam/ tegak

Kepala pada posisi diam

11

• Sistem Pengungkit Tipe IIGaya berat (W) di antara titik tumpuan dan gaya otot (M)

M W

O

Contoh: posisi jinjit

12

• Sistem Pengungkit Tipe IIIGaya otot (M) di antara titik tumpuan dan gaya berat (W)

M

W

Contoh: Posisi tangan mengangkat beban

Gaya

Apabila gaya netto bukan-nol, gerakan obyek akan berubah

13

Penggunaan Klinik

• Traksi leher

w

Arah tarikkatrol

Arah tarikotot

Traksi tulang

w

Berat pemberat 1/7 kali BB

w

Berat pemberat 1/10 kali BB hanya untuk anak-anak dibawah 12 tahun

Traksi kulit

Gerak Tubuh

• Interaksi sistem biologis & lingkungan sekelilingnya.• Dipengaruhi oleh:

– Struktur lingkungan (bentuk & stabilitas).– Medan gaya (arah relatif thd gravitasi, kecepatan

gerakan).– Struktur sistem (susunan tulang, aktivitas otot,

susunan segmen dari tubuh, ukuran, integrasi motorik yang dibutuhkan untuk mendukung postur).

– Peranan keadaan psikologis (level keaktifan, motivasi).

– Bentuk gerakan yang akan dikerjakan (kerangka organisasi gerakan).

17

Gaya pada saat tumbukan• Momentum adalah hasil kali massa dan

kecepatan besaran vektor

P = m. v• Saat menumbuk benda padat, bagian tubuh

(atau tubuh keseluruhan) akan mengalami perlambatan (deselerasi) yang cepat dan akan menghasilkan gaya yang besar

• Gaya (F) setara dengan laju perubahan momentum

F = m . a = m (Δ v/ Δ t) = Δ(mv)/Δt

Gaya pada saat tumbukan

Contoh kasus :Seseorang yang berjalan dengan kecepatan 1 m/dtk secara tidak sengaja menabrak suatu batang besi melintang di bagian kepalanya, kepala orang tersebut berhenti pada sekitar 0,01 detik dan menempuh jarak tambahan 0,005 m (5 mm), massa kepala 3 kg, berapa gaya yang menyebabkan perlambatan ini?

Jawab :Perubahan momentum Δ (mv) = (3 kg)(0 m/dtk) – (3 kg)(1 m/dtk) = - 3 kg m/dtk.

Karena itu F = (-3 kg m/dtk)/(0,01 dtk) = - 300 N

Gaya pada saat tumbukan

Contoh soal :Apabila kita ulangi kecelakaan ini dengan batang baja berbantalan 0,02 m (2 cm) maka waktu perlambatan akan meningkat menjadi 0,04 dtk, berapa gaya yang bekerja untuk memperlambat kepala pada keadaan demikian?

Jawab :F = Δ (mv)/ Δ t = ( 3 kf m/dtk) / 0,004 dtk) = 75 N Suatu pengurangan yang cukup bermakna dari kasus

pertama

Efek percepatan atau perlambatan pada manusia

Percepatan atau perlambatan tubuh dapat menimbulkan efek :• Seolah terjadi penambahan atau pengurangan berat

tubuh• Perubahan dalam tekanan hidrostatik internal• Distorsi jaringan elastik tubuh• Kecenderungan zat-zat padat dengan berbagai densitas

yang larut dalam suatu cairan untuk berpisah

Efek percepatan atau perlambatan pada manusia

Percepatan besar

Tubuh kehilangan kendali krn tdk punya gaya u/ melawan

Darah terkumpul di berbagai bag tubuh

Jaringan terdistorsi mungkin robek/ruptur

Kepala pingsan

BIOMEKANIKA TRAUMA

trauma

tumpul

penetrasi

ledakan

thermal

23

Transmisi energi

Area permukaan

Elastisitas jaringankematian

cacat rehabilitasi↓ produktivitas

MOI

(Mechanism

of

injury)

Transmisi energi

• Gelombang kejut yg berjalan dgn kecepatan tertentu

• Energi berada di depan gelombang dan dikonsentrasikan pada ruang yg sempit

• Energi tidak dapat hilang mendadak menurun diabsorbsi oleh benda lain

• Contoh:– Mobil kec 60 km/jam menabrak tembok– Peluru ditembakkan mengenai tembok

24

Trauma Tumpul

KLL dgn korban berada dalam kendaraan

Benturan pada pejalan kaki

Kecelakaan sepeda dan sepeda motor

Penganiayaan

Jatuh

25

• Tipe peristiwa• Estimasi energi yg terlibat• Petunjuk di tempat kejadian• Alkohol/obat ???• Riwayat medis sebelumnya• Pertolongan saat kejadian• Kondisi pasien setelah

kejadian

Mekanisme perlukaan yang menunjukkan potensi terjadinya perlukaan serius

• Jatuh > 6 m• Pejalan kaki/pengendara sepeda ditabrak mobil• Kematian pengendara lain di dlm mbl• Terlempar dari kendaraan• Kerusakan kendaraan parah / melesak ke ruang

penumpang• Waktu evakuasi > 20 menit• Kendaraan jungkir balik• Perlukaan penetrasi ke kepala atau torso• Semua perlukaan tembak

26

Kategori KLL

• Benturan penumpang– Frontal– Lateral– Belakang – Berguling– Terlempar keluar

27

• Benturan organ– Kompresi– Cedera decelerasi– Restraint injury

Benturan penumpang: frontal

• Pengendara/penumpang tetap bergerak

ke depan sampai ada yg menghentikan– Setir– Dashboard– kaca depan– aspal (jk terlempar keluar)

28

• Perlukaan yg sering: – ekstremitas bawah dashboard injury– Torso (hati, limpa, lambung, fraktur iga, sternum)

o.k setir– kepala, wajah, vertebra cervical o.k setir & kaca

depan– Melorot ke bawah dashboard faktur & dislokasi

ankle, lutut, femur, caput femoris– Tanpa sabuk pengaman facial injury

29

30

Dashboard injury

31

Benturan penumpang: Lateral

• Tergantung arah asal benturan

• Organ yg terkena berada di sisi yg terbentur

32

Benturan penumpang: Belakang

• Biasanya kendaraan dalam kondisi stasioner• Benturan energi ke arah frontal akibat dorongan

dari belakang• Cedera yg terjadi :

– Whiplash injury o.k hiperekstensi leher– Fraktur v. cervical

33

Whiplash injury

34

Benturan penumpang: Berguling

• Cedera terutama pada yg tidak bersabuk pengaman terbentur interior mobil

• Cedera muskuloskeletal• Cedera organ dalam• Cedera kepala & tulang belakang

35

Penumpang terlempar keluar

• Kecenderungan terjadi cedera serius meningkat 300%

• Energi yg terlibat sangat besar• Korban membentur aspal/benda lain dgn

kecepatan berbeda-beda

36

Benturan organ: cedera kompresi

• Terjadi ketika bagian depan torso berhenti bergerak namun bagian belakang & organ internal terus bergerak maju

• Benturan pd organ dalam dada & perut• Bisa juga terjadi pada kepala cedera otak• Contoh:

– Cedera tumpul myokardial– Kontusi paru– Flail chest– Pneumothoraks– Cedera usus

37

Benturan organ: cedera deselerasi

• Terjadi ketika kendaraan/orang yg tadinya bergerak cepat tiba-tiba berhenti

• Terjadi terlepasnya organ dari tempatnya semula melekat

• Misalnya:– limpa & ginjal terlepas– Robekan meninges posterior ruptur pembuluh

darah– Ruptur aorta

38

Benturan organ: restraint injury / benturan tertahan

• Akibat pemakaian seat belt – yg tidak benar: cedera hati, lien, pankreas, usus,

leher– benturan terlalu keras: fraktur klavikula; kontusio

jantung; pneumothoraks; fraktur iga dan sternum

39

Sit belt injuri

40

Benturan pada pejalan kaki

• Mengalami 3 fase:– Benturan dgn bemper kendaraan– Pejalan kaki terlempar ke arah

kendaraan/membentur kaca depan/ke atap mobil

– Pejalan kaki terlempar ke tanah• Tergantung tinggi kendaraan / korban• Organ terlibat sesuai letak benturan• Risiko terlindas kendaraan

41

Sepeda (motor) vs mobil

• Mungkin mengalami kompresi, akselerasi dan

deselerasi, dan shearing injury

• Jk memakai pelindung cedera lebih sedikit

• Pengendara spm cenderung lebih berat cederanya

dibanding sepeda o.k kecepatan kendaraan

42

Benturan dari depan

• Pengendara terlempar – benturan kepala, dada,

perut; • terbentur setang

– fraktur pelvis/cedera organ internal

– cedera femoral

43

Benturan dari samping

• Fraktur terbuka/tertutup ekstremitas bawah

• Benturan dgn tanah apabila terlempar

• Cedera organ sesuai lokasi benturan

Penganiayaan

• Tergantung

– Instrumen yg dipergunakan

– Gaya yg terlibat

• Cedera pada sisi yang terkena benturan

• Tangkisan akan mengakibatkan cedera

tangan/kaki/punggung

44

Jatuh

• Biasanya < 5 & > 60 tahun• Cedera akibat decelerasi• Faktor yg berpengaruh

– Ketinggian kecepatan• 3x tinggi korban dampak serius• Cedera decelerasi

– Kondisi permukaan tempat mendaratnya korban• Cedera kompresi

– Posisi saat membentur• Berdiri fraktur collum femur; vertebra• Punggung efek lebih ringan

45

Trauma Penetrasi• Jenis

– Luka tikam– Luka tembak– Luka akibat tusukan benda besar

• Keparahan bergantung pd kecepatan gaya yg terpenetrasi– Luka tikam kecepatan rendah– Luka tembak pistol genggam kec. sedang– Luka tembak senapan kec. Tinggi– Luka tusuk benda besar rendah - sedang

• Mungkin terbentuk rongga/cavitasi

46

Cavitasi

• Terjadi ketika objek membentur jaringan• Jaringan terambil permanen / temporer• Bergantung pada

– energi yg terlibat– kepadatan jaringan– ukuran aspek frontal dari objek– elastisitas jaringan

47

Trauma Ledakan

• Cedera Primer akibat gelombang ledakan• Cedera Sekunder akibat benda yang

terlempar dan mengenai korban• Cedera Tersier akibat benturan korban yang

terlempar dengan benda

48

49

Senjata Api

• Gun meriam• Propellant bubuk hitam mesiu• Projectile bola meriam• Bubuk hitam dimasukkan ke dalam tabung, bola

meriam dimasukkan, bubuk dinyalakan, meledak, gas panas mendorong bola terlontar keluar.

50

Revolver & Pistol

51

52

Senapan / carbine

53

Senapan mesin

54

55

PELURU

1. This is the bullet. It’s the actual projectile that comes out the loud end of the gun.

2. This is the casing, or shell. It encloses the whole shebang.

3. This is the powder. This is the stuff that combusts and propels the bullet out of the loud end of the gun.

4. This is the rim. This is what the extractor grabs to eject spent casings.

5. This is the primer. This is what the firing pin hits, which then ignites the gunpowder, which then propels the bullet out of the loud end of the gun.

57

58

Kesimpulan

• Gaya yang bekerja pada tubuh manusia menimbulkan dampak

• Dampak yang terjadi bergantung pada besar gaya, arah, kondisi tubuh manusia

59

TERIMA KASIHSELAMAT BELAJAR

60

Daftar pustaka

• Cole, E., 2009, Trauma care : initial assessment and management in the emergency department, Blackwell Publishing Ltd, Oxford

• Gabriel, J.F., 1996, Fisika Kedokteran, EGC, Jakarta

• Mahoney, P.F, dkk, 2005, Ballistic trauma : a practical guide, Springer-Verlag, London

• dll

61