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:

33

1. Tidak terdapat perbedaan pengukuran sudut kondilus dengan pengukuran

menggunakan metode pencatatan protrusif dan metode motion capture

menggunakan kamera Kinect dengan titik acuan Dagu (Premis 1-6)