Upload
vuongkiet
View
237
Download
0
Embed Size (px)
Citation preview
6
BAB II
TINJAUAN PUSTAKA
2.1 Anatomi Sendi Temporomandibula
Pemahaman mengenai pergerakan sendi rahang harus didahului oleh
pengetahuan mengenai komponen dan fungsi sendi rahang atau sendi
temporomandibula. Sendi temporomandibula adalah area dimana rahang bawah
beratikulasi dengan tulang temporal dari kranium. Sendi temporomandibula
memfasilitasi pergerakan rahang bawah untuk menjalankan fungsinya dalam sistem
mastikasi. Sendi temporomandibula terutama berperan dalam memfasilitasi fungsi
pengunyahan dan berbicara.15,16
Temporomandibular joint (TMJ) merupakan sendi ginglymoarthrodial, yang
berarti sendi yang mampu melakukan pergerakan rotasi (ginglymoid) dan
pergerakan meluncur (arthroidal), sendi terdiri dari komponen tulang tertutup dan
terhubung oleh kapsul fibrosa. Kondilus mandibula membentuk bagian bawah dari
sendi dan umumnya berbentuk elips, meskipun terkadang bentuk tersebut
bervariasi. Artikulasi (persendian) dibentuk oleh kepala kondilus mandibula yang
menempati cekungan pada tulang temporal (fosa glenoidalis atau fosa
mandibularis). Selama pembukaan mulut yang lebar, kondilus berotasi di sekitar
sumbu engsel sendi dan meluncur, menyebabkan posisi bergerak ke batas anterior
dari fosa glenoidalis, yaitu eminensia artikularis.15,1
7
Gambar 2.1. Bentuk S dari Fosa Glenoidalis dan Eminensia artikularis17
Diantara kepala kondilus dan fosa mandibula terdapat diskus artikularis yang
terdiri atas jaringan ikat fibrosa yang padat dan hampir bebas pembuluh darah dan
saraf. Posisi diskus tersebut terfiksasi oleh jaringan retrodiscal pada sisi posterior
dan oleh jaringan ikat superior retrodiscal pada sisi posterior atas dan inferior
retrodiscal pada sisi posterior bawah. Dibagian anterior diskus artikularis berikatan
dengan ligamen kapsular yang membungkus hampir keselurhan diskus artikularis.
Ligamen kapsular ini juga terhubung dengan diskus artikularis di bagian medial dan
lateralnya. Batas antara diskus artikularis dengan fosa mandibula dan kepala
kondilus adalah rongga yang diisi oleh cairan synovial yang disekresi oleh sel
endothel yang mengelilingi ligamen kapsular. Cairan ini berfungsi sebagai suplai
kebutuhan nutrisi untuk diskus dan juga untuk bantalan untuk meminimalisir
gesekan saat gerakan mandibula.
8
Gambar 2.2 Artikulasi (Persendian) TMJ Dibentuk oleh Kondilus Mandibula
yang Menempati Cekungan pada Tulang Temporale (Fosa Glenoidalis).17
Batas bagian anterior dari diskus artikularis juga berhubungan dengan
perlekatan otot. Serabut-serabut dari sepertiga posterior otot temporalis dan otot
maseter melekat pada aspek anterolateral dari diskus. Serabut dari kepala superior
musculus pterygoideus lateralis melekat dapat dua pertiga anteromedial dari diskus
artikularis. 17
Gambar 2.3 TMJ merupakan Sendi Ginglymoarthrodial yang Mampu
Melakukan Gerakan Jenis Engsel dan Gliding. Diskus artikularis Membagi
TMJ Menjadi 2 Bagian, Atas dan Bawah. 17
9
Ligamen kapsular merupakan jaringan ikat penghubung fibrosa inelastik yang
melekat pada batas permukaan sendi Serabut-serabut dari ligamen ini umumnya
berjalan vertikal dan tidak membatasi pergerakan sendi.17 Ligamen kapsular
berfungsi melindungi diskus dan mewadahi cairan synovial . Ligamen ini
memfasilitasi rangsang propioseptif dan memberikan respon neurologic terhadap
posisi dan pergerakan sendi.
Gambar 2.4.Ligamen Kapsular dan Ligamen Temporomandibular17
Selain ligamen kapsular terdapat juga ligamen temporomandibular. Ligamen
temporomandibular merupakan ligamen utama pada sendi TMJ, serabutnya
berjalan oblique (miring) dari tulang di sebelah lateral tuberculum (eminensia)
artikularis pada arah posterior dan inferior dan berinsersi pada daerah di bawah dan
belakang dari bagian lateral kondilus.15
10
2.2 Otot-Otot Pergerakan Mandibula
2.2.1 Otot-Otot Mastikasi
Otot-otot mastikasi yaitu otot maseter, otot pterygoideus medialis dan lateralis,
serta otot temporalis (masing-masing sepasang). Gerakan mandibula untuk
mengoklusikan gigi melibatkan kontraksi otot maseter, otot temporalis, dan otot
pterygoideus medialis. Kontraksi otot maseter juga berperan dalam menggerakkan
kepala kondilus ke lembah anterior dari fosa glenoidalis. Bagian posterior dari otot
temporalis berperan dalam retrusi mandibula, dan kontraksi unilateral dari otot
pterygoideus medialis berperan dalam pergerakan kontralateral mandibula. Otot-
otot tersebut secara bersama-sama menghasilkan gaya yang diperlukan untuk
pengunyahan.15,17
Gambar 2.5 Otot Masseter dan Pterygoid Medialis Memiliki Insersi pada
Margo Inferior Angulus Mandibula.17
Otot maseter, otot temporalis, dan otot medial pterygoid berfungsi untuk
memfasilitasi penurunan mandibula dalam proses membuka mulut. Gerakan
translasi pada mandibula difasilitasi oleh otot lateral pterygoid. Perlekatan otot
11
lateral pterygoid ada yang melekat pada kepala kondilus dan ada juga yang melekat
pada diskus artikularis.
Gambar 2.6. Otot Pterygoid merupakan Otot Utama yang Berperan dalam
Gerak Membuka Mulut dan Gerak Protrusi.17
2.2.2. Otot-Otot Tambahan dalam Mastikasi
Otot digastricus anterior melekat pada aspek lingual mandibula pada
parasymphysis dan berjalan ke belakang, berinsersi pada tulang hyoid. Kontraksi
dari otot digastricus anterior menyebabkan mandibula bergerak ke bawah dan ke
belakang. Otot mylohyoid dan otot geniohyoid ikut berperan dalam menggerakkan
mandibula ke bawah pada saat Otot-oto infrahyoid menstabilkan tulang hyoid
selama pergerakan mandibula. Otot-otot ini juga berperan dalam retrusi
mandibula.17
Gambar 2.7.Otot-Otot Tambahan dalam Mastikasi.17
12
Bagian inferior otot buccinator melekat di sepanjang permukaan fasial
mandibula dan bagian superiornya melekat pada permukaan alveolar di posterior
prosesus zygomaticus. Serabut-serabut dari otot buccinator berjalan horizontal. Di
bagian anterior, serabut-serabut otot buccinator berinsersi pada mukosa, kulit, dan
bibir. Otot buccinator membantu memposisikan pipi pada saat gerak mastikasi dari
mandibula.17
2.3 Suplai Darah dan Saraf dari TMJ
Suplai vaskular utama dari TMJ berasal dari arteri carotis eksterna. Arteri
carotis eksterna melewati colum mandibula dan berjalan ke superior dan posterior,
masuk ke glandula parotis. Arteri tersebut kemudian memberikan 2 cabang yang
penting, yaitu arteri facialis dan arteri lingualis, yang memberikan vaskularisasi
pada daerah itu. Pada ketinggian colum mandibula, arteri carotis eksterna
bercabang menjadi arteri temporalis superficialis dan arteri maxillaris interna.
Kedua arteri ini memberikan vaskularisasi pada otot-otot mastikasi dan TMJ.
Pembuluh saraf mandibularis menginervasi secara motoris otot-otot mastikasi
dan otot digastricus anterior. Inversi sensoris TMJ berasal dari cabang nervus
auriculotemporalis, pembuluh saraf ini berasal dari pembuluh saraf mandibularis
yang bercabang pada fosa infratemporalis dan kemudian bercabang lagi ke kapsul
sendi. Pembuluh saraf masseter dan pembuluh saraf temporalis profunda
menginvervasi bagian anterior sendi
13
Gambar 2.8. Cabang dari Nervus Auricurotemporalis Mensuplai Inervasi
Sensoris dari TMJ.17
2.4 Pergerakan Rahang Bawah
Sendi temporomandibula memfasilitasi rahang bawah untuk membuka dan
menutup. Pergerakan yang dapat dilakukan dengan sendi ini adalah gerakan rotasi
dan translasi. Dua pergerakan yang bisa difasilitasi oleh sendi ini mengakibatkan
sendi ini disebut juga sebagai sendi ginglymoarthroidal. Gerakan rahang bawah
dapat ditinjau dari 3 bidang orientasi, yaitu bidang frontal, sagital dan transversal.
Dalam bidang orientasi tersebut sendi temporomandibula dapat memfasilitasi dua
pergerakan yaitu: rotasi dan translasi15.
2.4.1 Gerakan Rotasi
Rotasi didefinisikan sebagai proses perputaran pada sumbu, gerakan badan
pada sumbunya, yang disebut sebagai sumbu rotasi. Pada sistem mastikasi, gerakan
rotasi terjadi ketika membuka dan menutup mulut mengelilingi titik tetap atau
sumbu pada kondilus (Gambar 2.9). Gerakan rotasi mandibula dapat terjadi pada
tiga bidang, yaitu horizontal, frontal (vertical), dan sagital. Setiap bidang
mengelilingi satu titik pusat, yang disebut sumbu.15
14
Gambar 2.9 Gerakan rotasi berpusat pada kondilus15
Gerakan mandibula pada sumbu horisontal adalah gerakan membuka dan
menutup mulut. Gerakan ini dikenal sebagai Hinge Movement (Gerak Engsel), dan
sumbu horisontalnya disebut sebagai hinge axis (Gambar 2.10). Hinge movement
merupakan gerakan rotasi murni, pada gerakan yang lain gerakan rotasi pada sumbu
biasanya disertai dengan gerakan translasi. Gerakan rotasi mandibula pada sumbu
vertikal digambarkan sebagai gerakan salah satu kondilus mendekati ke arah medial
ketika sumbu kondilus lainnya diam. Gerakan rotasi mandibula pada sumbu sagital
digambarkan sebagai gerakan rotasi ke arah inferior pada salah satu kondilus.
Gambar 2.10 Gerakan rotasi pada sumbu horisontal (a) Gerak rotasi sumbu vertikal (b) Gerak
rotasi sumbu sagital (c)15
(a) (b) (c)
15
2.4.2 Gerakan Translasi (Luncur)
Gerak luncur atau translasi dimana kedua kondil dan diskus sendi meluncur
sepanjang permukaan artikulasi tulang temporal, bergerak ke bawah dan ke depan
dalam suatu kurva mirip huruf S, sesuai dengan lereng ceruk kondil. Gerakan
translasi dapat didefinisikan sebagai gerakan dimana setiap titik pada mandibula
bergerak secara simultan dengan kecepatan dan arah yang sama. Pada sistem
mastikasi gerakan ini terjadi ketika mandibula bergerak ke depan yang dikenal
sebagai protrusi. Gigi, kondilus, dan ramus bergerak dengan arah dan derajat yang
sama (Gambar 2.11).15
Gambar 2.11 Gerakan Translasi Mandibula15
2..5 Single Plane Border Movement
Gerakan mandibula dibatasi oleh ligamen dan permukaan artikularis dari
TMJ serta morfologi dan susunan gigi. Ketika mandibula bergerak melewati jarak
terluar dari pergerakan maka akan menghasilkan border movements. Ulf Posselet
mengamati batas maksimal yang masih dapat dicapai oleh rahang bawah dalam
segala gerakannya. Gerakan-gerakan yang berhasil diamati ini kemudian dikenal
sebagai Border Movement (Gerak Batas).15 Tinjauan border movement atau batas
gerkanan mandibula ini dilihat dari proses pergerakan insisal gigi anterior bawah
mulai dari relasi sentrik ke oklusi sentrik, diikuti proses pembukaan rahang hingga
16
pembukaan maksimal dan proses penutupan rahang. Tinjauan border movement ini
juga dilihat dari arah frontal, sagital, dan juga horizontal. Pergerakan boreder
movement dilihat dari arah frontal dan horizontal memerlukan pergerakan maksimal
mandibula ke arah lateral kiri dan kanan.
Teraan grafis dari mandibular border movement menggambarkan pola yang
khas pada setiap arah peninjauan. Dari arah frontal memberikan gambar seperti
perisai, dari arah horizontal memberikan gambar seperti bentuk jajar genjang, dan
dari arah sagital memberikan gambar seperti mata pisau terbalik (Gambar 2.12)
Gambar 2.12 Diagram border movement arah frontal (a) Diagram border movement arah
horizontal (b) Diagram border movement arah sagital
Pada diagram border movement arah sagital terdapat segmen yang dinamakan
segmen superior contact border movement. Segmen ini diilustrasikan dari
pergerakan insisal rahang bawah mulai dari relasi sentrik hingga oklusi sentrik
diikuti gerakan protrusi yang menyusuri permukaan palatal insisal rahang atas
hingga posisi edge to edge. Pergerakan berikutnya adalah pergerakan horizontal
lanjutan yaitu ketika tepi insisal rahang bawah bergerak lebih protrusif dari posisi
edge to edge.
(a) (b) (c)
17
Superior contact border movements ditentukan oleh karakteristik
permukaan oklusal gigi. Selama pergerakan terjadi kontak pada permukaan gigi.
Hal ini bergantung pada:15
1. Variasi jumlah antara CR dan maksimum intercuspation (ICP)
2. Kemiringan inklinasi bonjol pada gigi posterior
3. Overbite dan overjet gigi anterior
4. Morfologi gigi anterior maksila
5. Relasi gigi rahang atas dan rahang bawah
Gambar 2.13 Pergerakan insisal rahang bawah saat membentuk segmen superior contact
border pada peninjauan sagital border movement dari mandibula5
2.6. Envelope of Motion
Envelope of motion tiga dimensi dapat dihasilkan dengan
mengkombinasikan border movements dalam tiga bidang (sagital, horisontal dan
frontal), yang memperlihatkan jarak maksimum pergerakan mandibula. Meskipun
envelope memiliki banyak karakteristik, tetapi setiap orang akan berbeda satu sama
18
lain. Permukaan superior envelope ditentukan oleh kontak gigi, sedangkan batas
lain ditentukan oleh ligamen dan anatomi sendinya yang mencegah atau membatasi
gerakan (Gambar 2.14).15
Gambar 2.14 Model 3D envelope of motion.15
2.7 Pemindahan Busur Wajah
Busur wajah adalah alat menyerupai kaliper yang digunakan untuk mencatat
hubungan antara rahang dengan sendi temporomandibula atau sumbu pembukaan
rahang dan digunakan juga untuk memasang model gigi ke sumbu pembukaan pada
artikulator. Indikasi penggunaan busur wajah dilakukan saat akan dilakukan
pembuatan gigi tiruan lengkap dengan konsep oklusi berimbang, anterior open bite,
dan pembuatan resorasi seluruh quadran. Busur wajah dikelempokkan menjadi : (1)
Busur wajah kinematik, (2) busur wajah arbitary tipe fascia dan earpiece.18
19
2.7.1 Busur Wajah Kinematic
Busur wajah kinematik terdiri dari dua busur yang terpasang pada rahang atas
dan rahang bawah. Busur maksila menyangga dua buah lempeng metal vertikal
yang diposisikan di atas kondilus, sedangkan busur mandibula menyangga dua buah
penunjuk logam horizontal yang ujungnya menunjuk ke titik pada kertas yang
menempel pada lempeng metal vertikal. Pasien diinstruksikan untuk melakukan
gerakan retrusi dan dilanjutkan dengan gerakan membuka dan menutup rahang
dalam kondisi paling retrusi sehingga kondilus hanya berotasi tanpa mengalami
gerakan translasi. Gerakan rahang tadi akan mengakibatkan lengan penunjuk yang
diberi tinta memberikan teraan perpindahan dua titik pada kulit pasien. Setelah
tanda tersebut didapat alat penentu lokasi sumbu engsel dilepaskan dari wajah
pasien.18
Kedua titik tadi digunakan sebagai titik referensi posterior saat melakukan
pemindahan busur wajah. Hal yang perlu dilakuakn agar pemindahan busur wajah
menjadi akurat adalah dengan menambahkan titik referensi ketiga yang ltaknya
berbeda-beda bergantung pada perusahaan pembuat artikulator tersebut.18
2.7.2 Busur Wajah Arbitary
Busur wajah arbitary adalah pengembangan busur wajah dari tipe kinematik,
hal ini dikarenakan proses pencatatan posisi retrusi (sumbu engsel gerak sendi
temporomandibula) dari busur wajah kinematik memakan waktu yang lama. Busur
wajah arbitary menggunakan nilai rata-rata dalam memperkirakan posisi retrusi.
Busur wajah jenis ini adalah yang paling sering digunakan dan memiliki hasil yang
cukup akurat dalam mendapatkan protesa yang seusai.18
20
Jenis ini memanfaatkan titik perkiraan acuan sumbu engsel pada kulit wajah di
daerah temporomandibula sebagai titik acuan posterior. Titik tersebut terletak 13
mm pada garis khayal yang menghubungkan ujung tragus telinga ke outer cantus
mata.18
Busur wajah jenis earpiece menggunakan meatus akustikus eksternus sebagai
perkiraan posisi titik acuan posterior. Meatus akustikus eksternus diasumsikan
memiliki relasi tetap terhadap sumbu engsel. Pemindahan pencatatan busur wajah
earpiece ke artikulator diimbangi dengan menempatkan kondilus pada jarak yang
ditentukan dibelakang sumbu rotasi artikulator. Busur wajah jenis ini lebih
sederhana, dan mudah digunakan untuk prosedur klinis.18
2.8 Artikulator
Dalam bidang kedokteran gigi artikulator dapat diartikan sebagai alat mekanis
yang mewakil sendi temporomandibular dan bagian lain rahang sehingga cetakan
rahang atas dan rahang bawah dapat dipasangkan untuk mensimulasikan fungsi dari
kontak hubungan antar rahang.19 Pemasangan cetakan rahang tersebut haruslah
memperhatikan kondisi hubungan antar rahang yang telah dicatat sebelumnya. Hal
ini dimaksudkan agar karakteristik pergerakan rahang pasien bisa disimulasikan
dengan tepat atau mendekati oleh artikulator.19,20 Salah satu hubungan antar rahang
yang sering dicatat sebelum pemasangan model pada artikulator dimensi vertikal
dan posisi relasi sentrik.21
Berdasarkan kemampuan menirukan pergerakan rahang, artikulator dibagi
menjadi empat kelas. Pembagian ini mengacu pada Seminar tahun 1972 di
21
Universitas Michigan. Kelas I adalah artikulator yang hanya dapat mefasilitasi
gerakan vertikal. Kelas II adalah artikulator yang mampu memfasilitasi gerakan
vertikal dan horizontal tetapi tidak dapat dilakukan penyesuaian kondisi TMJ.19
Artikulator kelas III mampu memfasilitasi gerakan pada arah vertikal dan
horizontal dan mampu menerima pencatatan ukuran dari face bow, meskipun
terbatas. Pengaturan jalur kondilus berdasarkan pada pengukuran mekanis rata-rata.
Artikulator kelas IV mampu mensimulasikan gerakan tiga dimensi, dan mampu
mereproduksi kondisi pasien dengan batuan face bow transfer. Artikulator kelas IV
dibagi menjadi: Tipe A, jalur kondilus ditentukan oleh pembuatan catatan yang
digrafir pada pasien tidak dapat dimodifikasi. Tipe B, dapat dilakukan penyesuaian
untuk setiap pasien. 19,20
Klasifikasi yang paling sering dilakukan adalah klasifikasi berdasarkan
kemampuan untuk mengkalibrasi ukuran pada artikulator. Berdasarkan pada
kemampuan untuk dikalibrasi artikulator dibagi menjadi; (1) Artikulator nom-
adjustable, (2) Artikulator semi adjustable, (3) Artikulator fully adjustable.
Gambaran umum dari artikulator non adjustable adalah artikulator yang hanya bisa
bergerak pada sumbu horizontal tetap, hanya memiliki jalur kondilar yang tetap,
bidang panduan insisal pada inklinasi yang tetap. 19
Artikulator semi adjustable memiliki jalur kondilar horizontal dan lateral yang
bisa disesuaikan, juga bidang panduan insisal yang dapat disesuaikan. Artikulator
ini terbagi dalam dua jenis, yaitu artikulator Arcon dan Non-Arcon. Arcon adalah
singkatan dari articulator dan condyle. Artikulator Arcon memiliki elemen
kondilus pada bagian bawah dan hal ini meniru kondisi alami dari kondilus pada
22
basis kranium (Gambar 2.15 a ). Sementara pada artikulator Non-Arcon memiliki
elemen mandibula yang menempel pada bagian atas dari artikulator (Gambar 2.15
b ).19
Jenis dan tipe artikulator yang digunakan pada penelitian ini adalah artikulator
Artex CR produksi perusahaan Amann Girbach, Jerman. Artikulator ini merupakan
artikulator semi adjustable kelas IV dengan kualifikasi sendi tipe arcon. Artikulator
tersebut dipilih selain bisa digunakanuntuk penentuan sudut kondilus juga
dikarenakan penggunaannya yang relatif mudah.19,21
2.9 Gerak Protrusif
Gerak protrusif mandibula akan mengakibatkan mandibula bertranslasi
menyusuri eminensia artikularis. Gerakan tersebut sebenarnya berlaksung dalam
tiga sumbu yaitu; sumbu antero-posterior, sumbu supero-inferior, dan sumbu
medio-lateral. Sudut kondilus atau panduan kondilus diartikan sebagai besar sudut
yang dibentuk oleh perpindahan kepala kondilus dan diskus artikularis yang
bergerak mengikuti kontur eminensia artikularis saat gerak translasi. Proses
(a) (b)
(b)
Gambar 2.15 (a) Artikulator Arcon. (b) Artikulator Non
Arcon19
23
pengukuran sudut tersebut dilakukan dengan melakukan pencatatan posisi protrusi
kontak oklusal gigi geligi.
2.11 Pencatatan dan Pemindahan Catatan Protrusif
Pencatatan posisi protrusif pada saat penggunaan busur wajah didasari pada
peristiwa yang dinamakan fenomena Christensen.8 Christensen menyatakan
timbulnya celah pada permukaan oklusal gigi posterior yang saling berlawanan saat
mandibula bergerak secara translasi dalam gerakan protrusi. Celah tersebut
berhubungan langsung dengan gerakan kondilus menuruni eminensia artikularis
dan dapat digunakan untuk pengaturan sudut kondilus pada artikulator.
Ketika kondilus berada pada posisi terminal di bagian inferior anterior, maka
hubungan kontak pada gigi anterior rahang bawahnya adalah kontak edge-to-edge
pada tepi insisal gigi anterior atau sedikit cross bite. Posisi ini dicatat dengan
menggunakan bahan bite registration, polyvinylsiloxane (Charmflex, Osung).
Teraan permukaan oklusal dan insisal pada bahan pencatat gigitan yang dipakai
haruslah berkontak sebanyak mungkin, hal ini guna didapatkan stabilisasi yang baik
saat pemindahan catatan gigitan.
Catatan gigitan protrusif ini akan digunakan pada proses pemograman sudut
kondilar pada artikulator. Model rahang atas dan rahang bawah yang sudah
dipasang pada artikulator dalam posisi sentrik, dibebaskan kunci sudut kondilarnya
dan kemudian diletakkan catatan protrusif gigitan. Pemograman sudut kondilar
pada artikulator dilakukan dengan mengubah posisi kemiringan eminensia
artikulator hingga seluruh permukaan oklusal berkontak secara rapat dengan catatan
24
gigitan protrusif. Besar nilai yang tercantum pada bagian sudut kondilar artikulator
menggambarkan besar sudut yang dibentuk oleh kemiringan eminesia artikularis
terhadap bidang datar.
2.12 Motion Capture dan Kamera Kinect
Motion Capture atau perekaman gerak adalah proses perekaman gerakan objek
atau individu menggunakan sensor dan dihubungkan dengan perangkat keras dan
perangkat lunak komputer pergerakan secara nyata oleh objek tadi diubah menjadi
data digital, yang dapat dievaluasi dan analisa di kemudian hari. Pengembangan
teknologi motion capture ini sudah dimulai sejak awal abad ke 19, awalnya motion
capture memerlukan penanda berbasis sistem optis hingga sistem tanpa penanda
non optis. Motion capture yang akurat penting pada berbagai bidang mulai dari
hiburan dan animasi, hingga ilmu pengetahuan dan biomedis.22
Motion capture di bidang biomedis didahului oleh bidang ilmu kedokteran
rehabilitasi medis dan kedokteran olahraga. Penggunaan teknologi ini dipakai untuk
lebih memahami performa dan pergerakan manusia. Dengan memahami pergerakan
manusia dokter dapat meningkatkan perawatan untuk kasus rehabilitasi cedera
maupun mengevaluasi performa untuk kepentingan prestasi olahraga. Teknologi
motion capture modern dapat diklasifikasikan ke dua bidang; (1) berbasis optis, dan
(2) tidak berbasis optis. Sistem motion capture berbasis optis biasanya
mengandalkan penggunaan markers atau penanda yang dipasang pada titik-titik
artikulasi yang akan direkam. Sistem perekaman non optis, biasanya menggunakan
sistem magnetik atau inersia untuk motion capture.22,23
25
Penngunaan teknologi motion capture di bidang kedokteran gigi diaplikasikan
pada mandibula kinesiologi. Kompleksitas fungsi dan anatomi sendi
temporomandibula menarik minat sebagian dokter gigi yang ingin mendalami
biomekanika pergerakan rahang. Sistem motion capture menggunakan sistem optis
dengan menggunakan marker pada proses pergerakan rahang telah dilakukan oleh
Pinheiro, Tanaka, dan Furtado.24,,14,13
2.10 Kamera Kinect
Kamera Kinect adalah salah satu komponen motion capture yang dikeluarkan
oleh perusahaan Microsoft. Awalnya penggunaan kamera ini dikhususkan pada
permainan video game namun beberapa tahun kebelakang fungsinya digunakan
juga untuk studi biomedis. Kamera Kinect sebagai perangkat keras berfungsi untuk
motion capture, sementara perangkat lunak yang terinstal di komputer berguna
untuk pengolahan data dan menangkap informasi setelah gerakan direkam.
Kamera Kinect yang digunakan pada penelitian ini adalah kamera Kinect for
windows V1. Kamera ini mampu menangkap objek dengan jarak terdekat 40 cm di
depan lensa kamera. Kamera Kinect tidak hanya menangkap informasi visual
seperti kamera video recorder pada umumnya, tetapi kamera ini juga memiliki fitur
infrared dan kedalaman warna, sehingga kamera ini mampu digunakan untuk
pengukuran dalam bidang 3D. Kamera Kinect terdiri atas dua lensa, dimana satu
lensa berfungsi untuk menangkap gambar dalam format red green blue (RGB)
seperti video kamera umunya sementara lensa lainnya memiliki fungsi untuk
mengenali objek dalam kedalaman ruang atau secara 3D
26
Konfigusi lensa pada kamera Kinect memungkinkan kamera tersebut untuk
melakukan perekaman dan penentuan ukuran serta jarak dari objek yang
dideteksinya. Kinect juga dilengkapi microphone untuk melakukan fungsi
perekaman suara. Kinect mampu mengukur jarak dengan cara memanncarkan
serangkaian sinar inframerah yang terpantul bila mengenai objek dan diterima
kembali oleh lensa kamera dan pemrosesan data bisa mendapatkan ukuran-ukuran
tertentu. Keterangan alat Kinect tergambar pada Gambar 2.16
Gambar 2.16 Konfigurasi kamera Kinect (1) pemancar IR, (2) Kamera, (3) Microphone,
(4) Motor penggatur angulasi
2.11 Kerangka Pemikiran
Okeson15 menyatakan pergerakan mandibula dikendalikan oleh dua faktor
pengontrol, yaitu faktor pengontrol anterior dan faktor pengontrol posterior. Ketika
kedua faktor tersebut harmonis maka pergerakan yang timbul di bagian posterior
dan bagian anterior sepanjang rahang bawah cenderung sama. Hal ini diartikan
ketika sendi TMJ bergerak menjauhi posisi relasi sentrik, posisi kepala kondilus
bergerak ke bawah mengikuti kemiringan eminensia artikularis. Sudut kondilus
diartikan sebagai sudut yang dibentuk oleh pergerakan kepala kondilus menjauhi
27
bintang orientasi horizontal dilihat pada arah sagital. Sudut ini lebih banyak
menentukan pergerakan mandibula pada bagian posterior.
Faktor pengontrol anterior adalah inklinasi gigi anterior rahang atas terhadap
inklinasi gigi anterior rahanag bawah. Kecuraman inklinasi akan menakibatkan
lebih banyak perpindahan ke arah inferior dari bagian depan mandibula saat
gerakan protrusi dilakukan. Faktor pengontrol anterior mempengaruhi bagian
depan mandibula saat pergerakan ekskrusi15. Faktor pengontrol posterior atau
kemiringan sudut kondilus adalah faktor yang relatif tetap dan cenderung tidak
berubah oleh prosedur dental.15 Hal ini menujukkan bahwa masih terdapat
pertanyaan, apakah titik acuan dagu lebih mengikuti faktor pengontrol anterior atau
faktor pengontrol posterior.
Metode pengukuran sudut kondilus perlu dilakukan ketika akan membuat suatu
restorasi atau protesa yang mengganti kontak oklusal gigi yang cukup luas.
ketinggian bonjol maupun kemiringan lereng bonjol protesa harus memiliki
kesesuain dengan sudut kondilus agar terdapat harmoni pada saat gerak protrusi.
Kesesuaian protesa dengan sudut kondilus akan mengurangi waktu penyesuaian
pada saat pemasangan protesa dikarenakan interference yang minimal. Penentuan
sudut kondilus secara konvensional dilakukan melalui metode pencatatan protrusif
dengan menggunakan bahan pencatatan gigitan yang nantinya teraan tersebut
diadaptasikan pada model yang telah terpasang di artikulator semi adjustable untuk
selanjutnya dilakukan penyesuaian elemen kondilar dari artikulator. Metode
pencatatan protrusif terkadag memberikan hasil yang berbeda bergantung pada
material pencatatan gigitan yang dipakai dan juga tata cara pengambilan posisi
28
gigitan protrusif. Meskipun metode konvensional ini masih menjadi acuan, peneliti
mengembangkan cara-cara lain untuk melakukan pengukuran sudut kondilus salah
satunya dengan metode motion capture.
Riset mengenai penggunaan teknologi motion capture sendi tubuh manusia
telah dilakukan sejak lama. Metode-metode yang dikembangkan sejak dulu hingga
sekarang meliputi teknik: cineradiograph, arthrography, video kinematik dengan
penanda ekstraoral, video kinematik tanpa penanda, dan elektronik
axiograph.8,10,11,17 Motion capture pada pergerakan sendi rahang dengan kamera
dan penanda ekstraoral cukup banyak dilakukan13,14, namun memiliki kendala
kenyamanan subjek penelitian yang berkurang akibat pemasangan alat penanda.
Motion capture mandibula tanpa penanda dilakukan oleh Tanaka14, dengan
menggunakan perangkat Kinect (Microsoft) dan perangkat lunak Faceshift. Dalam
penelitian tersebut didapatkan bahwa terdapat kesesuaian pola pergerakan pada titik
ujung dagu dan insisal pasien pada gerakan pengunyahan.
Perangkat Kinect (Microsoft) memiliki kemampuan dalam menangkap gerakan
dan dengan bantuan perangkat lunak tertentu dalam mengolah citra gerakan
kedalam data grafis visual tiga dimensi.14,25 Kamera Kinect merupakan kamera
dengan spesifikasi lensa yang mampu menangkap objek tidak hanya dalam bentuk
data gambar tetapi juga data kedalaman ( jarak dalam dimensi ruang), hal ini berarti
dengan bantuan perangkat lunak pengolahan data digital ukuran terntentu dari objek
yang bergerak dapat diukur. Penggunaan perangkat ini dalam bidang medis
dikembangkan oleh bidang keilmuan biomekanika dan biomedika. Potensi
perangkat ini untuk menangkap gerakan sendi extermitas dan torso atas telah
29
dilakukan beberapa peneliti dengan berbagai program perangkat lunak untuk
menganalisa data yang gerakan yang diperoleh.26
Sistem kamera Kinect termasuk ke dalam alat kamera perekam gerak berjenis
optoelektrik tanpa penggunaan marker atau penanda pada bagian tubuh. Sistem ini
berarti dengan bantuan program komputer kamera ini dapat mendeteksi titik-titik
artikulasi sendi yang diinginkan dan pengolahan data berupa ukuran jarak,
kecepatan pergerakan dan besar derajat sudut bisa diperoleh.23,17,16- Di bidang
Kedokteran Gigi metode motion capture dengan kamera optoelektirk biasanya
dilakukan untuk mengevaluasi pola pengunyahan dan pola bicara pada individu
dengan keterbatasan seperti penyakit parkinson.27
Tanaka14 memilih untuk menggunakan perangkat Kinect untuk mendeteksi
pergerakan pengunyahan dengan titik acuan dagu dan tepi insisal gigi.
Penelitiannya menyatakan bahwa pola pergerakan yang terekam pada kedua titik
tersebut relevan dan dapat digunakan sebagai acuan untuk pemeriksaan pola
pengunyahan yang terstandardisasi. Smith28 menyimpulkan dalam penelitiannya
bahwa perangkat Kinect memiliki keakuratan 20, dan ketelitian hinggga 1,10 dalam
mendeteksi sendi engsel buatan. Namun dirinya tidak yakin perangkat ini mampu
digunakan secara in vivo. Pengunaan perangkat Kinect sendiri tidak populer pada
riset tentang gerakan rahang padahal, riset di bidang pergerakan sendi ekstermitas
menunjukkan hasil yang menjanjikan.23,26,29,
Penggunaan metode motion capture berbasis optis terbatas pada evaluasi
gerakan rahang lebih dipakai untuk melihat pola gerakan rahang pada saat fungsi
pengunyahan. Konsep motion capture tanpa penanda ini memberikan hasil yang
30
baik pada penelitian mengenai fungsi bicara dengan mengevaluasi pergerakan bibir
saat dilakukan pelafalan beberapa huruf tertentu. Penelitian tersebut dilakukan oleh
Bandhini27 dan Dahmani26. Namun demikian sistem motion capture tanpa penanda
belum pernah dilakukan untuk melakukan suatu pengukuran sudut yang kompleks
dan kecil seperti sudut kondilus.
Sistem motion capture dengan kamera Kinect bukanlah sistem kamera perekam
gerak tanpa marker yang terbaik. Hal ini didasarkan pada kerapatan gambar
perekaman kamera tersebut masih tertinggal dari kamera perekam gerak lain
(Realsense, Intel). Kamera realsense mampu merekam hingga 50 gambar per detik,
sementara kamera Kinect hanya mampu merekam pada 30 gambar per detik.22
Meskipun demikian kamera ini merupakan kamera perekam gerak dengan harga
yang relatif terjangkau dan pengembangan software untuk analisa yang relatif
sederhana. Penelitian motion capture yang dilakukan oleh Christoper30
Mendapatkan hasil yang kurang baik pada pengukuran bukaan mulut dengan sistem
kamera perekam gerak, dimana hasil pengukuran tersebut menunjukkan nilai yang
relatif lebih besar dibandingkan dengan pengukuran dengan digital kaliper.
Menurut Simon24 kamera Kinect memiliki keterbatasan yaitu tidak mampu
merekam kondisi yang memerlukan presisi dan akurasi tinggi serta merekam
pergerakan dalam kecepatan tinggi. Kamera Kinect merupakan kamera motion
capture dengan harga yang cukup terjangkau dan variasi program pengolahan data
yang luas. Pengaplikasian pada riset sederhana di bidang biomedis untuk
mengevaluasi berbagai pergerakan skeletal menujukkan hasil yang tidak jauh
berbeda dibandingkan dengan penggunaan alat motion capture lainnya.
31
Teknologi motion capture amat bergantung pada alat perekaman gerakan yang
dipakai. Semakin kompleks dan mahal alat maka semakin mampu alat tersebut
merekam gerakan yang dibuat. Selain dari kemampuan alat kemampuan perangkat
lunak (program komputer) yang dipakai untuk pengolahan data juga sangat
mempengaruhi hasil pengukuran yang dilakukan.
Gambar 2.17 Bagan Alur Kerangka Pemikiran
Pembuatan protesa sebaiknya mengikuti besar sudut kondilus individu
Pergerakan rahang dipengaruhi faktor pengontrol posterior dan anterior
Pengukuran faktor pengontrol posterior atau sudut kondilus
Metode Facebow transfer dan
pencatatan protrusif
Metode Kinect
Ukuran sudut kondilus
Acuannya Fenomena
Chritenssen dan bidang
oklusal dengan Bidang
horizontal
Acuannya Ujung dagu rahang
bawah
32
Berdasarkan kerangka pemikiran tersebut, maka diajukan premis-premis
sebagai berikut:
1) Premis 1. Titik dagu memiliki kesesuaian pergerakan dengan tepi insisal gigi
anterior bawah14
2) Premis 2. Metode Motion Capture telah jauh berkembang sehingga dihasilkan
kamera yang mampu menangkap pergerakan tanpa harus menggunakan
penanda atau marker25,26
3) Premis 3. Metode pencatatan protrusif memberikan hasil yang berbeda
tergantung bahan pencatat gigitan dan batas jarak gerak protrusif yang
dilakukan.4
4) Premis 4. Kamera Kinect memiliki kemapuan untuk mengukur pergerakan
sendi yang relatif besar namun belum teruji untuk mengukur pergerakan sendi
yang lebih kecil.22,23,
5) Premis 5. Metode motion capture dengan menggunakan kamera perekam
gerak masih bisa terdapat bias dalam pengukuran dikarenakan perbedaan cara
kerja aplikasi pengolahan data30
6) Premis 6. Kamera Kinect lebih cocok digunakan untuk perekaman gerakan
sendi yang relatif lambat.29
2.12 Hipotesis Penelitian
Berdasarkan premis-premis di atas dapat ditarik hipotesis yang ditegakkan
adalah sebagai berikut: