Bab 3 Sistem Pernafasan

POIN KUNCI1. Karena insuflasi menghindari kontak pasien langsung, tidak ada pernafasan kembali dari gas

yang diekspirasikan jika alirannya cukup tinggi. Akan tetapi ventilasi tidak dapat dikontrol dengan teknik ini, dan gas inspirasi mengandung jumlah udara atmosferik yang tidak dapat diperkirakan.

2. Tabung pernafasan yang panjang dengan kepatuhan yang tinggi meningkatkan perbedaan antara volume gas yang diberikan pada suatu sirkuit oleh kantung reservoar atau ventilator dan volume yang sebenarnya diberikan pada pasien.

3. Katup batasan tekanan yang dapat disesuaikan/adjustable pressure-limiting (APL) perlu dibuka sepenuhnya selama ventilasi spontan sehingga sirkuit tekanan tetap dapat diabaikan selama inspirasi dan ekspirasi

4. Karena aliran gas segar yang sebanding dengan ventilasi menit adalah cukup untuk mencegah pernafasan ulang, desain Mapleson A adalah sirkuit Mapleson yang paling efisien untuk ventilasi spontan.

5. Sirkuit Mapleson D adalah efisien selama ventrilasi terkontrol, karena aliran gas segar mendorong udara alveolar keluar dari pasien dan menuju valvula APL.

6. Semakin kering lemon soda, semakin mungkin mengabsorbsi dan degradasi anestesi yang mudah menguap.

7. Malfungsi pada salah satu katup satu arah pada sistem lingkaran memungkinkan pernafasan ulang karbon dioksida, menghasilkan hiperkapnia.

8. Dengan absorber, sistem lingkaran mencegah pernafasan ulang karbon dioksida pada aliran gas segar yang dianggap rendah (aliran gas segar ≤ 1 L) atau bahkan aliran gas segar sebanding dengan uptake gas anestetik dan oksigen oleh pasien dan sirkuit itu sendiri (anestesia sistem tertutup).

9. Karena katup satu arah, apparatus rongga mati dalam sistem lingkaran terbatas pada area distal dari titik pencampuran gas inspiratorik dan ekspiratorik di Y-piece. Tidak seperti sirkuit Mapleson, panjang tabung sistem lingkaran tidak mempengaruhi secara langsung rongga mati.

10.Fraksi oksigen inspirasi (FIO2) yang diberikan dengan sistem pernafasan resusitator pada pasien berbanding proporsional langsung dengan konsentrasi oksigen dan kecepatan aliran campuran gas yang disuplai ke resusitator (biasanya oksigen 100%) dan berbanding terbalik dengan ventilasi menit yang diberikan pada pasien.

Sistem pernafasan memberikan saluran akhir untuk pemberian gas anestetik pada

pasien. Sirkuit pernafasan menghubungkan pasien dengan mesin anestesia

(Gambar 3-1). Banyak desain sirkuit yang berbeda yang telah berkembang,

masing-masing dengan berbagai derajat efisiensi, kenyamanan, dan kompleksitas.

Bab ini membahas sistem pernafasan yang paling penting: insuflasi, draw-over,

sirkuit Mapleson, sistem lingkaran, dan sistem resusitasi

Sebagian besar klasifikasi sistem pernafasan secara artificial

menggabungkan karakteristik fungsional (yatu, cakupan pernafasan ulang) dengan

karakteristik fisik (yaitu, adanya katup satu arah). Karena klasifikasi-klasifikasi

yang tampaknya bertentangan ini (yaitu, terbuka, tertutup, semi terbuka, semi

tertutup) sering cenderung membingungkan daripada membantu pemahaman, hal

tersebut dihindari dalam diskusi ini.

INSUFLASI

Istilah insuflasi biasanya menunjukkan ditiupkannya gas anestesi ke wajah pasien.

Walaupun insuflasi dikategorikan sebagai sistem pernafasan, hal ini mungkin

lebih baik dianggap sebagai teknik yang menghindari hubungan langsung antara

sirkuit pernafasan dan jalan nafas pasien karena anak-anak seringkali menahan

pemasangan masker wajah (atau jalur intravena), insuflasi khususnya berharga

selama induksi dengan anestesi inhalasi pada anak-anak (Gambar 3-2). Hal ini

berguna dalam situasi lainnya juga. Akumulasi karbon dioksida di bawah penutup

kepala dan leher adalah bahaya pembedahan opthalmik yang dilakukan dengan

anesthesia lokal. Insufflasi udara pada wajah pasien dengan kecepatan aliran yang

tinggi (>10 L/menit) menghindari permasalahan ini, sementara tidak

meningkatkan resiko timbulnya api dari akumulasi oksigen (Gambar 3-3). Karena

insuflasi menghindari kontak pasien langsung, tidak terdapat pernafasan ulang

dari gas yang diekpirasikan jika alirannya cukup tinggi. Akant tetapi, ventilasi

tidak dapat dikontrol dengan teknik ini, dan gas yang terinspirasi mengandung

jumlah udara atmosferis yang tidak dapat diperkirakan.

Insuflasi juga dapat digunakan untuk mempertahankan oksigenasi arterial

selama periode apnea yang singkat (yaitu, selama bronkosopi). Daripada

meniupkan gas pada wajah, oksigen dilepaskan ke paru melalui peralatan yang

ditempatkan di trakea.

ANESTESIA OPEN-DROP

Walaupun anesthesia open-drop tidak digunakan dalam pengobatan modern,

signifikansi sejarahnya pertlu mendapatkan deskripsi singkat di sini. Anestetik

yang sangat mudah menguap – menurut sejarahnya, ether atau kloroform –

diteteskan pada masker yang ditutupi kasa (masker Schimmelbusch) dipakaikan

pada wajah pasien. Ketika pasien menarik nafas, udara melewati kasa,

menguapkan agen cair, dan membawa anestesi konsentrasi tinggi pada pasien.

Penguapan tersebut menurunkan temparatur masker, mengakibatkan kondensasi

kelembaban dan tetesan pada tekanan uap anestesi (tekanan uap adalah sebanding

dengan temperatur).

Derivat modern dari anestesia open-drop menggunakan penguap draw-

over yang bergantung pada usaha inspirasi pasien untuk menarik udara

lingkungan melalui kamar penguapan. Teknik ini dapat digunakan pada lokasi

atau situasi dimana gas medis terkompresi tidak tersedia (misalnya, medan

pertempuran).

ANESTESIA DRAW-OVER

Peralatan draw-over memiliki sirkuit non-rebreathing yang menggunakan udara

lingkungan ketika gas kariers, walaupun dapat digunakan oksigen supplemental,

jika tersedia. Peralatan tersebut dapat disesuaikan dengan hubungan dan peralatan

yang memungkinkan intermittent positive-pressure ventilation (IPPV) dan

pembuangan pasif, juga continuous positive airway pressure (CPAP) dan positive

end-expiratory pressure (PEEP).

Pada aplikasi yang paling mendasar (Gambar 3-4), udara ditarik melalui

penguap resistensi rendah ketika pasien inspirasi. Pasien secara spontan

menghirup udara kamar dan agen dengan halogen potensial sering bermanifestasi

saturasi oksigen (SpO2) <90%, sebuah situasi yang diatasi dengan IPPV, oksigen

supplemental, atau keduanya. Fraksi oksigen inspirasi (FIO2) dapat disuplementasi

dengan menggunakan tube reservoir ujung-terbuka kira-kira 400 mL, yang

dipasangkan pada t-piece pada sisi upstream dari alat penguap. Pada range klinis

volume tidal dan kecepatan respiratorik, kecepatan aliran oksigen 1 L/menit

memberikan FIO2 sebesar 30% sampai 40%, atau 4 L/menit, FIO2 sebesar 60%

sampai 80%. Terdapat beberapa sistem draw-over komersial yang tersedia yang

memiliki sifat-sifat yang mirip (Tabel 3-1).

Keuntungan terbesar dari sistem draw-over adalah kesederhanaannya dan

portabilitas, membuat sistim tersebut berguna pada lokasi-lokasi dimana gas

kompresi atau ventilator tidak tersedia. Adanya katup non-rebreathing, katup

PEEP, dan filter sirkuit yang dekat dengan kepala pasien membuat teknik tersebut

canggung untuk pembedahan kepala dan leher dan kasus-kasus pediatric. Jika

kepala tertutup, katup non-rebreathing seringkali juga tertutup.

Desain awal dari sistem draw-over baru-baru ini telah dimodifikasi untuk

mengikutkan kantung self-inflating, ventilator, dan/atau penukar panas dan

kelembaban. Ohmeda Universal Portable Anesthesia Complete (U-PAC) adalah

contoh dari drawover sistem anesthesia.

SIRKUIT MAPLESON

Insuflasi dan sistem draw-over memiliki beberapa kerugian: kontrol yang buruk

pada konsentrasi gas inspirasi (dan, dengan demikian, kontrol yang buruk pada

kedalaman anestesia), kekurangan mekanis selama pembedahan kepala dan leher,

dan polusi kamar operasi dengan volume gas sampah yang besar. Sistem

Mapleson memecahkan beberapa permasalahan tersebut dengan menggabungkan

komponen tambahan (tube pernafasan, inlet gas segar, katup pembatas tekanan

yang dapat disesuaikan [APL], dan kantung reservoar) dalam sirkuit pernafasan.

Lokasi relative dari komponen-komponen ini menentukan performa sirkuit dan

merupakan basis dari klasifikasi Mapleson (Tabel 3-2).

Komponen Sirkuit Mapleson

A. Tube Pernafasan

Tube yang bergelombang – dibuat dari karet (dapat dipakai ulang) atau plastic

(sekali pakai) – menghubungkan komponen-komponen sirkuit Mapleson ke

pasien (Gambar 3-5). Diameter tube yang besar (22 mm) menciptakan jalur

resistensi-rendah dan reservoar potensial untuk gas anestesi. Untuk

meminimalkan kebutuhan aliran gas segar, volume gas dalam tube pernafasan

pada sebagian besar sirkuit Mapleson harus paling tidak sebesar volume tidal

pasien.

Kompliansi tube pernafasan utamanya menentukan kompliansi sirkuit.

(Kompliansi didefinisikan sebagai perubahan volume yang diproduksi dengan

perubahan tekanan.) Tube pernafasan yang pangjang dengan kompliansi yang

tinggi meningkatkan perbedaan antara volume gas yang diberikan pada suatu

sirkuit dengan kantung reservoir atau ventilator dan volume sebenarnya yang

diberikan ke pasien. Sebagai contoh, jika sirkuit pernafasan dengan kompliansi 8

mL gas/cm H2O ditekan selama pemberian volume tidal sampai 20 cm H2O, 160

mL volume tidal akan hilang pada sirkuit. 160 mL menunjukkan kombinasi

kompresi gas dan ekspansi tube pernafasan. Hal ini adalah pertimbangan yang

penting pada semua sirkuit yang memberikan ventilasi tekanan positif melalui

tube pernafasan (misalnya, sistem lingkaran).

B. Inlet Gas Segar

Gas-gas (anestesi dicampur dengan oksigen atau udara) dari mesin anestesia

secara kontinyu memasuki sirkuit melalui inlet gas segar. Seperti yang

disiskusikan di bawah ini, posisi relative inlet gas segar adalah kunci dalam faktor

difrensiasi dalam performa sirkuit Mapleson.

C. Katup Pembatas Tekanan yang Dapat Disesuaikan (Katup Pelepas-

Tekanan, Katup Pop-Off)

Ketika gas anestetik memasuksi sirkuit pernafasan, tekanan akan naik jika aliran

masuk gas adalah lebih dari kombinasi uptake pasien dan sirkuit. Gas dapat keluar

dari sirkuit melalui katup APL, mengkontrol pembentukan tekanan ini. Gas yang

keluar memasuki atmosfir kamar operasi atau, lebih tepatnya, sistem pembuangan

gas sampah. Semua katup APL memungkinkan ambang batas tekanan yang

bervariasi untuk ventilasi. Katup APL harus terbuka sepenuhnya selama ventilasi

spontan sehingga tekanan sirkuit tetap dapat diabaikan selama inspirasi dan

ekspirasi. Ventilasi berbantu dan terkontrol memerlukan tekanan positif selama

inspirasi untuk ekspansi par. Tekanan parsial katup APL membatasi pengeluaran

gas, memungkinkan tekanan sirkuit positif selama kompresi kantung reservoar.

D. Kantung Reservoar (Kantung Pernafasan)

Kantung reservoar berfungsi sebagai reservoar gas anestesi dam metode untuk

menghasilkan ventilasi tekanan positif. Hal tersebut dirancang untuk

meningkatkan kompliansi ketika volume meningkat. Dapat ditemukan tiga fase

yang berbeda pada pengisian kantong reservoar (Gambar 3-6). Setelah kapasietas

nominal 3-L dari kantung reservoar dewasa tercapai (fase I), tekanan meningkat

dengan cepat mencapai puncak (fase II). Peningkatan volume selanjutnya

mengakibatkan plateau atau bahkan sedikit penurunan pada tekanan (fase III).

Efek langit-langit ini memberikan perlindungan minimal pada paru pasien

terhadap tekanan jalan nafas yang tinggi, jika katup APL tidak sengaja dalam

posisi tertutup ketika gas segar terus mengalir ke dalam sirkuit.

Performa Karakteristik Sirkuit Mapleson

Sirkuit Mapleson adalah ringan, murah, dan sederhana. Efektifitas sirkuit-

pernafasan diukur dengan aliran gas segar yang diperlukan untuk reduksi CO2

rebreathing sampai ke nilai yang dapat diabaikan. Karena tidak terdapat katup satu

arah atau absorbs CO2 pada sirkuit Mapleson, pernafasan ulang dicegah dengan

aliran gas segar yang adekuat ke dalam sirkuit dan mengarahkan gas yang

dihembuskan melalui katup APL sebelum inspirasi. Biasanya terdapat sejumlah

pernafasan ulang pada semua sirkuit Mapleson. Total aliran gas segar dalam

sirkuit mengkontrol jumlahnya. Untuk mengurangi pernafasan ulang, diperlukan

aliran gas segar yang tinggi. Katup APL pada Mapleson, sirkuit A, B, dan C

terletak di dekat masker wajah, dan kantug reservoar terletak pada ujung sirkuit

yang lainnya.

Perhatikan kembali gambar Mapleson sirkuit A pada Gambar 3-5. Selama

ventilasi spontan, gas alveolar yang mengandung CO2 akan dihembuskan ke tube

pernafasan atau dilepaskan secara langsung melalui katup APL yang terbuka.

Sebelum terjadi inhalasi, jika aliran gas segar melebihi ventilasi menit alveolar,

aliran masuk gas segar akan memaksa gas alveolar untuk tetap berada di tube

pernafasan untuk keluar dari katup APL. Jika volume tube pernafasan adalah

sebanding dengan atau lebih besar dari volume tidal pasien, inspirasi selanjutnya

akan mengandung gas segar saja. Karena aliran gas segar sebanding dengan

ventilasi menit adalah cukup untuk mencegah pernafasan ulang, desain Mapleson

A adalah sirkuit Mapleson yang paling efisien untuk ventilasi spontan.

Tekanan positif selama ventilasi terkontrol, akan tetapi, memerlukan katup

APL yang parsial tertutup. Walaupun beberapa gas alveolar dan segar keluar

melalui katup selama inspirasi, tidak ada gas yang dilepaskan selama ekspirasi,

karena gas yang dihembuskan menjadi stagnan selama fase ekspiratori ventilasi

tekanan positif. Sebagai akibatnya, aliran gas yang sangat segar (lebih dari tiga

kali ventilasi menit) diperlukan untuk mencegah pernafasan ulang dengan

Mapleson sirkuit A selama ventilasi terkontrol. Aliran gas segar siap tersedia

karena inlet gas segar ada di dekat katup APL pada Mapleson sirkuit B.

Menukar posisi katup APL dan inlet gas segar mengubah Mapleson A

menjadi Mapleson sirkuit D (Tabel 3-2). Mapleson sirkuit D efektif selama

ventilasi terkontrol, karena aliran gas segar memaksa udara alveolar keluar dari

pasien dan menuju katup APL. Dengan demikian, sekedar memindahkan

komponen sepenuhnya mengubah kebutuhan gas segar pada sirkuit Mapleson.

Sirkuit Bain adalah versi koaksial dari sistem Mapleson D yang

menggabungkan tube inlet gas segar dalam tube pernafasan (Gambat 3-7).

Modifikasi ini menurunkan beban sirkuit dan mempertahankan panas dan

kelembaban lebih baik daripada Mapleson sirkuit D konvensional sebagai akibat

dari pemanasan parsial pada gas inspiratori dengan pertukaran arus balik dengan

gas ekspirasi yang lebih hangat. Kerugian sirkkuit koaksial ini adalah

kemungkinan kusut atau lepasnya tube inlet gas segar. Inspeksi periodic pada tube

dalam adalah wajib untuk mencegah komplikasi ini; jika tidak diketahui,

kesalahan-kesalahan tersebut dapat mengakibatkan pernafasan ulang gas ekspirasi

yang signifikan.

SISTEM LINGKARAN

Walaupun sirkuit Mapleson mengatasi beberapa kerugian dari insuflasi dan sistem

draw-over, diperlukan aliran gas segar yang tinggi untuk mencegah pernafasan

ulang CO2 yang dihasilkan pada sampah agen anestesi, polusi lingkungan kamar

operasi, dan hilangnya panas dan kelembaban pasien (Tabel 3-3). Dalam usaha

untuk menghindari permasalahan-permasalahan ini, sistem lingkaran

menambahkan lebih banyak komponen pada sistem pernafasan.

Komponen sistem lingkaran termasuk: (1) penyerap CO2 yang

mengandung bahan absorbsi CO2; (2) inlet gas segar; (3) katup satu arah inspirasi

dan tube pernafasan inspirasi; (4) penghubung-Y; (5) katup satu arah ekspiratori

dan tube pernafasan ekspiratori; (6) katup APL; dan (7) reservoar (Gambar 3-8).

Komponen Sistem Lingkaran

A. Penyerap Karbon Dioksida dan Bahan Absorbsi

Pernafasan ulang gas alveolar mempertahankan panas dan kelembaban. Akan

tetapi, CO2 pada gas yang dihembuskan harus dieliminasi untuk mencegah

hiperkapnia. CO2 secara kimia bergabung dengan air untuk membentuk asam

karbonik. Bahan absorbsi CO2 (misalnya soda lime atau kalsium hidroksida)

mengandung garam hidroksida yang mampu menetralkan aman karbonik (Tabel

3-4). Produk akhir reaksi termasuk panas (panas netralisasi), air, dan kalsium

karbonat. Soda lime adalah bahan absorbsi yang lebih umum dan mampu

mengabsorbsi sampai dengan 23 L CO2 per 100 gr bahan absorbsi. Bahan ini

utamanya terdiri dari kalsium hidroksida (80%), bersama dengan sodium

hidroksida, air, dan sejumlah kecil potassium hidroksida. Reaksinya adalah

sebagai berikut:

CO2 + H2O → H2CO3

H2CO3 + 2NaOH → Na2CO3 + 2H2O + Panas

(reaksi cepat)

Na2CO3 + Ca(OH)2 → CaCO3 + 2NaOH

(reaksi lambat)

Amati bahwa air dan sodium hidroksida yang pada awalnya diperlukan

kemudian dibentuk kembali. Bahan absorbsi lainnya, barium hidroksida, tidak lagi

dipakai karena kemungkinan peningkatan bahaya kebakaran pada sistem

pernafasan.

Pewarna indikator pH (misalnya etil violet) berubah warna dari putih

menjadi ungu sebagai konsekuensi peningkatan konsentrasi ion hydrogen dan

bahan absorbsi sudah kepayahan (Tabel 3-5). Bahan absorbsi perlu diganti ketika

50% sampai 70% telah berubah warna. Walaupun granula yang sudah kepayahan

dapat kembali ke warna awal mereka jika diistirahatkan, tidak ada pemulihan

kapasitas absorsi yang signifikan yang terjadi. Ukuran granula adalah kompromi

antara area permukaan bahan absorpsi yang lebih tinggi pada granula kecil dan

resistensi terhadap aliran gas yang lebih rendah pada granula besar. Granula yang

umumnya digunakan sebagai bahan absorbsi CO2 adalah antara 4 dan 8 mesh;

jumlah mesh sesuai dengan jumlah lubang per inchi persegi kasa. Garam

hidroksida mengiritasi kulit dan membrane mukosa. Peningkatan kekerasan soda

lime dengan menambahkan silica meminimalkan resiko inhalasi debu sodium

hidroksida dan juga menurunkan resistensi aliran gas. Tambahan air ditambahkan

pada bahan absorbsi selama pengemasan untuk memberikan kondisi optimal

untuk pembentukan asam karbonik. Soda lime komersial memiliki kandungan air

sebesar 14% sampai 19%.

Granula pengabsorbsi dapat mengabsorbsi dan kemudian melepaskan

sejumlah anestesi mudah menguap yang penting secara medis. Sifat ini mungkin

bertanggung jawab untuk penundaan ringan induksi atau kegawatan. Semakin

kering soda lime, semakin besar kemungkinannya untuk mengabsorbsi dan

degradasi anestesi yang mudah menguap. Anestesi yang mudah menguap dapat

dihancurkan menjadi karbon monoksida oleh bahan absorbsi kering (misalnya,

sodium atau potassium hidroksida) sampai tingkat tertentu yang mampu

menyebabkan keravunan karbon monoksida yang signifikan secara klinis.

Pembentukan karbon monoksida paling tinggi dengan desflurane; dengan

secoflurane, hal tersebut terjadi pada temperatur yang lebih tinggi.

Amsorb adalah bahan absorbsi CO2 yang terdiri dari kalsium hidroksida

dan kalsium klorida (dengan tambahan kalsium sulfat dan polyvinylpyrrolidone

untuk kekerasan). Bahan ini memiliki kelambanan yang lebih besar daripada soda

lime, mengakibatkan degradasi yang lebih kecil dari anestesi yang mudah

menguap (misalnya sevoflurane menjadi senyawa A atau desflurane menjadi

karbon monoksida).

Senyawa A adalah salah satu produk sampingan degradasi sevoflurane

oleh bahan absorbsi. Konsentrasi sevoflurane yang lebih tinggi, memperlama

paparan, dan teknik anestesi aliran rendah tampaknya meningkatkan pembentukan

Senyawa A. Senyawa A telah ditunjukkan memproduksi nefrotoksisitas pada

binatang.

Granula bahan absorbsi terkandung dalam satu atau dua canister yang pas

antara piringan kepala dan dasarnya. Bersama-sama, unit ini disebut pengabsorbsi

(Gambar 3-9). Walaupun besar, canister ganda memungkinkan absorpsi CO2 yang

lebih lengkap, perubahan bahan absorpsi yang lebih jarang, dan resistensi aliran

gas yang lebih rendah. Untuk memastikan absorbsi sepenuhnya, volume tidal

pasien tidak boleh melebihi ruang udara antara granula absorpsi, yang kira-kira

sebanding dengan 50% kapasitas bahan absorpsi pewarna indicator dimonitor

melalui dinding transparan bahan absorbsi. Bahan absorbsi yang sudah kepayahan

khas pertama ketika gas yang dihembuskan masuk ke pengabsorbsi dan sepanjang

dinding dalam canister yang halus. Penyaluran melalui area-area dengan granula

yang longgar diminimalkan dengan sistem yang rumit, yang mengarahkan aliran

gas melalui pusat, dengan demikian memungkinkan penggunaan bahan absorbsi

yang lebih besar. Perangkap di dasar bahan absorbsi mengumpulkan debu dan

kelembaban. Bahan absorbsi yang lebih baru digunakan sampai ditemukan CO2

pada gas yang dihirup pada monitor gas anestesi, di saat itulah canister diganti.

B. Katup Satu Arah

Katup satu arah, yang berfungsi sebagai katup penjaga, mengandung piringan

keramik atau mika yang terletak horizontal pada tempat dudukan katup anuler

(Gambar 3-10). Aliran ke depan mendorong piringan tersebut ke atas,

memungkinkan gas untuk menuju sirkuit. Aliran balik mendorong piringan

tersebut ke tempatnya, mencegah refluks. Katup yang cacat biasanya karena

piringan yang melengkung atau irregularitas tempat dudukannya. Katup

ekspiratorik terpapar kelembaban gas alveolar. Kondensasi dan pembentukan

kelembaban dapat mencegah bergesernya piringan ke atas, mengakibatkan

kecacatan pada pengeluaran gas ekspirasi dan pernafasan ulang.

Inhalasi membuka katup inspiratori, memungkinkan pasien untuk

menghirup campuran gas segar dan ekspirasi yang telah melewati pengabsorbsi

CO2. Secara bersamaan, katup ekspiratori menutup untuk mencegah pernafasan

ulang dari gas yang dihembuskan yang masih mengandung CO2. Aliran gas keluar

dari pasien selanjutnya ketika ekspirasi membuka katup ekspiratori. Gas ini

dilepaskan melalui katup APL atau dihirup kembali oleh pasien setelah melewati

pengabsorbsi. Penutupan katup inspiratori selama ekspirasi mencegah gas

ekspiratori tercampur dengan gas segar di bagian inspiratori. Malfungsi dari salah

satu katup satu arah dapat memungkinkan pernafasan ulang CO2, mengakibatkan

hiperkapnia.

Optimasi Desain Sistem Lingkaran

Walaupun komponen utama dari sistem lingkaran (katup satu arah, inlet gas segar,

katup APL, pengabsorbsi CO2, dan kantung reservoir) dapat ditempatkan dalam

beberapa susunan, susunan berikut lebih dipilih (Gambar 3-8):

Katup satu arah relatif dekat dengan pasien untuk mencegah aliran balik ke

dalam bagian inspiratori jika terjadi kebocoran sirkuit. Akan tetapi, katup

satu arah tidak ditempatkan di potongan-Y, karena hal itu mempersulit

konfirmasi orientasi yang tepat dan fungsi intraoperatif.

Inlet gas segar ditempatkan di antara pangabsorbsi dan katup inspiratori.

Bila diposisikan ke bawah dari katup inspiratori akan memungkinkan gas

segar untuk melewati pasien selama ekspirasi dan terbuang. Gas segar

masuk antara katup ekspiratori dan bahan absorbsi akan diencerkan dengan

gas sirkulasi. Selanjutnya, anestesi inhalasi dapat diabsorbsi atau dilepaskan

oleh granula soda lime, dengan demikian memperlambat induksi dan

kegawatan.

Katup APL biasanya ditempatkan di antara pengabsorbsi dan katup

ekspiratori dan dekat dengan kantung reservoir. Posisi katup APL di lokasi

ini (misalnya, sebelum pengabsorbsi) membantu mempertahankan kapasitas

absorbs dan meminimalkan pengeluaran gas segar.

Resistensi ekspirasi diturunkan dengan meletakkan kantung reservoir di

bagian ekspiratori. Kompresi kantung selama ventilasi terkontrol akan

mengeluarkan gas ekspirasi melalui katup APL, menghemat bahan absorbsi.

Karakteristik Performa Sistem Lingkaran

A. Kebutuhan Gas Segar

Dengan bahan absorbsi, sistem lingkaran mencegah pernafasan ulang CO2 pada

penurunan aliran gas segar (≤1 L) atau bahkan aliran gas segar yang sebanding

dengan uptake gas anestetik dan oksigen oleh pasien dan sirkuit itu sendiri

(anestesia sistem tertutup). Pada aliran gas segar lebih dari 5 L/menit, pernafasan

ulang begitu minimal sehingga bahan absorbsi CO2 biasanya tidak diperlukan.

Dengan aliran gas segar yang rendah, konsentrasi oksigen dan anestesi

inhalasi dapat amat bervariasi antara gas segar (misalnya, gas di inlet gas segar)

dan gas inspirasi (yaitu, gas di bagian inspirasi tube pernafasan). Gas tersebut

adalah campuran dari gas segar dan gas ekspirasi yang telah melewati

pengabsorbsi. Semakin besar kecepatan aliran gas segar, makin sedikit waktu

yang diperlukan untuk perubahan pada konsentrasi gas segar anestesi untuk

dicerminkan dalam perubahan pada konsentrasi gas anestesi inspirasi. Aliran yang

lebih tinggi mempercepat induksi dan pemulihan, mengkompensasi kebocoran

dalam sirkuit, dan menurunkan resiko campuran gas yang tidak diantisipasi.

B. Dead Space

Bagian dari volume tidal yang tidak mengalami ventilasi alveolar disebut sebagai

dead space. Dengan demikian semua peningkatan dead space harus disertai

dengan peningkatan volume tidal yang sesuai, jika ventilasi alveolar akan

dipertahankan tidak berubah. Karena katup satu arah, apparatus dead space dalam

sistem lingkaran terbatas pada area distal poin gas inspiratori dan ekspiratori yang

bercampur pada potongan-Y. tidak seperti sirkuit Mapleson, panjang tube sistem

lingkaran tidak mempengaruhi dead space. Seperti sirkuit Mapleson, panjang

mempengaruhi kompliansi sirkuit dan daengan demikian sejumlah volume tidal

hilang dalam sirkuit selama ventilasi tekanan positif. Sistem lingkaran pediatric

dapat memiliki kedua spectrum yang membagi gas inspiratori dan ekspiratori

dalam potongan-Y dan tube pernafasan kompliansi rendah untuk mereduksi dead

space, dan beratnya lebih ringan.

C. Resistensi

Katup satu arah dan bahan absorpsi meningkatkan resistensi sistem lingkaran,

khususnya dengan kecepatan respiratori yang tinggi dan volume tidal yang besar.

Akan tetapi, bahkan neonatus premature dapat diventilasi dengan sukses

menggunakan sistem lingkaran.

D. Kelembaban dan Konservasi Panas

Sistem pemberian gas medis mensuplai gas dehumidifikasi ke sirkuit anestesia

pada temperatur ruang. Gas ekspirasi, sebaliknya, tersaturasi dengan air pada

temperature tubuh. Dengan demikian, panas dan kelembaban gas inspirasi

tergantung pada proporsi relatif gas yang dihirup kembali dengan gas segar.

Aliran yang tinggi disertai dengan kelembaban yang relatif rendah, sedangkan

aliran yang rendah memungkinkan saturasi air yang lebih besar. Granula

pengabsorsi memberikan sumber panas dan kelembaban yang signifikan dalam

sistem lingkaran.

E. Kontaminasi Bakterial

Resiko minimal retensi mikroorganisma dalam komponen sistem lingkaran secara

teoritis menyebabkan infeksi respiratorik pada pasien selanjutnya. Karena alasan

ini, kadang digabungkan penyaring bacterial dalam tube pernafasan inspiratori

atau ekspiratori pada potongan-Y.

Kerugian Sistem Lingkaran

Walaupun sebagian besar permasalahan sirkuit Mapleson terpecahkan dengan

sistem lingkaran, kemajuan tersebut telah membawa pada kerugian lainnya:

ukuran yang lebih besar dan kurang portabel, peningkatan kompleksitas,

mengakibatkan resiko yang lebih tinggi untuk diskoneksi atau malfungsi;

komplikasi sehubungan dengan bahan absorbsi; dan kesulitan memprediksi

konsentrasi gas inspirasi selama aliran gas segar yang rendah.

RESUSITASI SISTEM PERNAFASAN

Kantung resusitasi (AMBU bags atau unit kantung-masker) umumnya dipakai

untuk ventilasi kegawatan karena sederhana, portabel, dan mampu memberikan

hampir 100% oksigen. (Gambar 3-11). Resusitator tidak seperti sirkuit Mapleson

atau sistem lingkaran karena mengandung katup nonrebreathing. (Ingat bahwa

sistem Mapleson dianggap tidak berkatup walaupun memiliki katup APL,

sedangkan sistem lingkaran memiliki katup satu arah yang mengarahkan aliran

melalui bahan absorbsi tetapi memungkinkan pernafasan ulang gas ekspirasi).

Konsentrasi tinggi oksigen dapat diberikan pada masker atau tube trakeal

selama ventilasi spontan atau terkontrol jika sumber aliran gas segar yang tinggi

terhubung pada ujung inlet. Katup pasien terbuka selama inspirasi terkontrol atau

spontan untuk memungkinkan aliran gas dari kantung ventilasi ke pasien.

Pernafasan ulang dicegah dengan melepaskan gas ekspirasi ke atmosfir melalui

tempat ekspirasi di katup ini. Kantung ventilasi yang kompressibel, dapat mengisi

ulang sendiri juga memiliki katup intake. Katup ini menutup selama kompresi

kantung, memungkinkan ventilasi tekanan positif. Kantung tersebut kemudian

diisi kembali dengan aliran melalui inlet gas segar dan melewati katup intake.

Menghubungkan reservoir dengan katup intake membantu mencegah masukknya

udara kamar. Susunan katup reservoir adalah benar-benar dua katup satu arah:

katup inlet dan katup outlet. Katup inlet memungkinkan udara sekitar untuk

memasuki kantung ventilasi kola aliran gas segar tidak adekuat untuk

mempertahankan pengisian reservoir. Tekanan positif dalam kantung reservoir

membuka kantung outlet, yang mengeluarkan oksigen jika aliran gas segar

berlebihan.

Terdapat beberapa kerugian pada sistem pernafasan resusitator. Pertama,

sistem tersebut memerlukan aliran gas segar yang tinggi untuk mencapai FIO2 yang

tinggi. FIO2 berbanding lurus dengan konsentrasi oksigen dan kecepatan aliran

campuran gas yang disuplai dalam resusitator (biasanya oksigen 100%) dan

berbanding terbalik dengan ventilasi menit yang diberikan pada pasien. Sebagai

contoh, resusitator Laerdal dilengkapi dengan resevoar yang memerlukan aliran

10 L/menit untuk mendapatkan konsentrasi oksigen inspirasi mendekati 100%

jika pasien dengan volume tidal 750 mL diventilasi dengan kecepatan 12

kali/menit. Volume tidal maksimum yang dapat dicapai adalah kurang dari

volume yang dapat dicapai dengan sistem yang menggunakan kantung pernafasan

3-L. Faktanya, sebagian besar resusitasi dewasa memiliki volume tidal maksimum

sebesar 1000 mL, yang cukup untuk menurunkan volume tidal yang umumnya

digunakan pada manajemen pasien. Terakhir, walaupun katup pasien yang

berfungsi normal memiliki resistensi rendah terhadap inspirasi dan ekspirasi,

kelembaban yang dihembuskan dapat menyebabkan katup menjadi lengket.

DISKUSI KASUS

Anestesia Ringan yang Tidak Dijelaskan

Seorang anak perempuan usia 5 tahun yang sangat obes tetapi sehar dating

untuk perbaikan hernia inguinal. Setelah induksi anestesia general yang

lancer dan intubasi trakea, pasien ditempatkan pada set ventilator untuk

memberikan volume tidal 7 mL/kg dengan kecepatan pernafasan 16

kali/menit. Walaupun dengan pemberian sevoflurane konsentrasi tinggi

dalam nitrit oksida 50%, ditemukan takikardi (145 kali/menit) dan

hipertensi ringan (144/94 mm Hg). Untuk meningkatkan kedalaman anestesi,

diberikan fentanyl (3 mcg/kg). denyut jantung dan tekanan darah terus

meningkat dan disertai dengan kontraksi ventrikuler premature yang sering.

Apa yang harus dipertimbangkan dalam diagnosis diferensial pada perubahan

kardiovaskuler pasien?

Kombinasi takikardia dan hipertensi selama anestesia umum harus selalu menjadi

peringatan bagi anestesiologis mengenai kemungkinan hiperkapnia atau hipoksia,

dimana keduanya memberikan tanda-tanda peningkatan aktifitas simpatis. Kondisi

yang mengancam nyawa ini dapat dengan cepat dan segera dihilangkan dengan

monitoring end-tidal CO2, pulse oksimetri, atau analisis gas darah arterial.

Penyebab takikardia dan hipertensi intraoperatif yang umum adalah

tingakat anestesia yang tidak adekuat. Normalnya, hal ini dikonfirmasi dengan

gerakan. Tetapi jika pasien mengalami paralisis, terdapat beberapa indicator yang

dapat diandalkan untuk anestesia ringan. Kurangnya respon terhadap satu dosis

opioid dapat memperingatkan anestesiologis mengenai kemungkinan penyebab

lain yang mungkin lebih serius.

Hipertermia maligna jarang terjadi tetapi harus dipertimbangkan dalam

kasus-kasus takikardia yang tidak dapat dijelaskan, khususnya jika disertai dengan

kontraksi premature. Obat-obatan tertentu yang digunakan dalam anestesia

(misalnya pancuronium, ketamine, ephedrine) menstimulasi sistem saraf simpatis

dan dapat menghasilkan atau mengeksaserbasasi takikardia dan hipertensi. Pasien

diabetic yang mengalami hipoglikemi karena pemberian insulin atau agen

hipoglikemik oral dengan masa kerja lama dapat mengalami perubahan

kardiovaskuler yang serupa. Abnormalitas endokrin lainnya (misalnya

pheochromocytoma, thyroid storm, karsinoid) juga perlu dipertimbangkan.

Mungkinkan salah satu permasalahan tersebut berhubungan dengan

malfungsi peralatan?

Analisis gas dapat mengkonfirmasi pemberian gas anestesi pada pasien.

Lepasnya hubungan pada ventilator dapat mengakibatkan hipoksia atau

hiperkapnia. Sebagai tambahan, malfungsi katup satu arah akan meningkatkan

dead space pada sirkuit dan memungkinkan pernafasan ulang CO2 yang telah

dihembuskan. Soda lime yang sudah jenuh juga dapat menyebabkan pernafasan

ulang pada keadaan adanya aliran gas segar yang rendah. Pernafasan ulang CO2

dapat dideteksi selama fase inspiratori pada kapnograf. Jika pernafasan ulang

tampaknya karena malfungsi peralatan, pasien perlu dilepaskan dari mesin

anestesia dan diventilasi dengan kantung resusitasi sampai perbaikan

dimungkinkan.

Apa konsekuensi lain dai hiperkapnia?

Hiperkapnia memiliki berbagai efek, sebagian besar di antaranya tertutupi dengan

anestesia umum. Aliran darah serebral meningkat sebanding dengan CO2 arterial.

Efek ini berbahaya pada pasien-pasien dengan peningkatan tekanan intracranial

(misalnya karena tumor otak). Tingkat CO2 yang sangat tinggi (>80 mm Hg)

dapat menyebabkan ketidaksadaran yang berhubungan dengan penurunan pada

pH cairan cerebrospinal. CO2 menyebabka depresi pada miokardium, tetapi efek

langsung ini biasanya tertutupi oleh aktifasi sistem saraf simpatik. Selama

anestesia umum, hiperkapnia biasanya mengakibatkan peningkatan output kardia,

peningkatan tekanan darah arterial, dan kecenderungan aritmia.

Peningkatan konsentrasi serum CO2 dapat melebihi kapasitasbuffering

darah, menyebabkan asidosis respiratorik. Hal ini menyebabkan kation lainnya

seperti Ca2+ dan K+ untuk berpindah ke ekstraseluler. Asidosis juga menggeser

kurva disosiasi oksighemoglobin ke kanan.

Karbon dioksida adalah stimulant respiratori yang kuat. Faktanya, untuk

setiap mmHg peningkatan Pa CO2 di atas nilai dasar, subjek sadar normal

meningkatkan ventilasi menit sebesar kira-kira 2-3 L/menit. Anestesia umum

sangat menurunkan respon ini, dan paralisis mengeliminasinya. Terakhir.

Hiperkapnia berat dapat menghasilkan hipoksia dengan menggantikan oksigen

dari alveoli.