b5-13-biomekanika-balistik
TRANSCRIPT
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