REFERAT

PENGGUNAAN ONE-LUNG VENTILATION UNTUK OPERASI

BEDAH THORAKS

(USE OF ONE-LUNG VENTILATION FOR THORACIC SURGERY)

Oleh:Teguh Santoso

Bagian / SMF Anestesiologi dan Reanimasi

Fakultas Kedokteran Universitas Padjadjaran / Rumah Sakit Dr. Hasan Sadikin

Bandung

Maret 2004

PENGGUNAAN ONE-LUNG VENTILATION UNTUK OPERASI BEDAH THORAKS

(Use of One-Lung Ventilation for Thoracic Surgery)

Teguh Santoso

I. PENDAHULUAN

1. Definisi

One-Lung Ventilation (OLV) diartikan sebagai pemisahan kedua paru, yang

dengan dilakukan persiapan tertentu terhadap jalan nafas, masing-masing paru dapat

melakukan fungsinya tanpa bergantung dengan yang lain.(1,2,3)

2. Latar Belakang

Dengan menggunakan teknik OLV pada bedah toraks kita dapat memberikan

proteksi terhadap paru yang sehat dari paru yang terinfeksi / mengalami perdarahan,

melakukan diversi ventilasi dari jalan nafas/paru yang mengalami kerusakan, dan dapat

menyediakan lapang operasi yang lebih baik.(1,2,3)

Namun, dengan teknik ini berarti kita juga melakukan manipulasi jalan nafas yang

lebih banyak, yang tentu saja dapat menimbulkan kerusakan yang lebih banyak pula, dan

dengan perubahan fisiologis yang signifikan dapat memudahkan terjadinya hipoksemia.(6)

Oleh karenanya diperlukan pengertian yang mendalam tentang apa dan bagaimana

OLV ini, dan apa yang harus kita persiapkan sebagai seorang ahli anestesi, baik

pengetahuan, keterampilan, kewaspadaan, pengalaman, dan latihan, agar dapat

mempunyai bekal yang cukup untuk mengelola OLV tersebut.

1

3. Tujuan

Memahami berbagai perubahan fisiologi paru dan sistemik yang terjadi sebagai

konsekuensi akibat teknik tersebut sehingga dapat dicegah komplikasi yang mungkin

terjadi yang dapat membahayakan keselamatan penderita.

Mengetahui berbagai teknik dan alat yang dapat digunakan untuk melakukan

One-Lung Ventilation (OLV) serta kelebihan dan kekurangan dari tiap-tiap teknik dan

alat tersebut.

Setelah mengetahui dan mengerti tentang OLV, diharapkan teknik tersebut dapat

digunakan dalam kasus-kasus bedah toraks, dengan tentu saja mempertimbangkan

kelebihan dan kekurangannya.

II. ONE-LUNG VENTILATION (OLV)

Indikasi dan teknik untuk bedah toraks terus berkembang, indikasinya tidak lagi

dibatasi karena takut akan adanya komplikasi tuberkulosis dan pneumonitis supuratif,

namun sekarang dapat juga dilakukan pada kasus keganasan toraks (terutama paru dan

esofagus), trauma toraks, penyakit esofagus, dan tumor mediastinum. Juga sering

dilakukan prosedur diagnostik seperti bronkoskopi, mediatinoskopi, dan biopsi paru

tebuka.(1,2)

Teknik untuk memisahkan ventilasi pada tiap sisi paru sudah dapat dilakukan

untuk mempermudah teknik pembedahan, dimana semua prosedur cenderung mengarah

ke teknik torakoskopi. Ventilasi jet frekuensi tinggi (High frequency jet ventilation) dan

baypas kardiopulmonal (Cardiopulmonary bypass) memungkinkan dilakukannya

prosedur yang kompleks, seperti reseksi trakea dan transplantasi paru, berbagai teknik

operasi jantung, operasi pada trauma toraks, dan operasi untuk aneurisma aorta torakalis.

(1)

2

Menggunakan teknik One-Lung Ventilation (OLV) pada bedah toraks berarti kita

dapat memberikan proteksi terhadap paru yang sehat dari paru yang terinfeksi/

mengalami perdarahan, melakukan diversi ventilasi dari jalan nafas/paru yang mengalami

kerusakan, dan dapat menyediakan lapang operasi yang lebih baik.(1,2,3)

Namun, dengan teknik ini kita juga melakukan lebih banyak manipulasi jalan

nafas, yang tentu saja dapat menimbulkan kerusakan yang lebih banyak pula, dan dengan

perubahan fisiologis signifikan yang terjadi dapat memudahkan terjadinya hipoksemia.(4,6)

1. Indikasi(1,4)

Indikasi absolut penggunaan teknik OLV adalah :

- Isolasi satu paru terhadap lainnya untuk menghindari terjadinya kontaminasi akibat

Infeksi

Perdarahan massif

- Mengontrol distribusi ventilasi pada

Fistel bronkopleural

Fistel kutaneus bronkopleural

Pembedahan terhadap jalan nafas utama

Bula/kista paru unilateral dengan ukuran sangat besar

Gangguan terhadap tracheobronchial tree

Hipoksemia yang dapat mengancam kelangsungan hidup pasien akibat

penyakit paru unilateral

- Lavase bronkopulmonar unilateral

Indikasi relatif penggunaan teknik OLV adalah :

3

- Keperluan lapang operasi pada (high priority)

Aneurisma aorta toraksik

Pneumonektomi

Lobektomi atas

Paparan mediastinal

Torakoskopi

- Keperluan lapang operasi pada (low priority)

Lobektomi tengah dan bawah, dan reseksi segmental

Bedah esofageal

Prosedur thoracic spine

Minimal invasive cardiac surgery (MID-CABG, TMR)

- Post-removal emboli pulmoner total unilateral kronis pada pasien post-cardiopulmonary

bypass.

- Hipoksemia berat akibat penyakit paru unilateral.

2. Fisiologi

Bedah toraks menimbulkan masalah fisiologi yang unik bagi setiap ahli anestesi,

dimana diperlukan perhatian khusus, terutama tentang perubahan fisiologi yang dapat

merugikan sebagai akibat pengaturan pasien pada posisi lateral dekubitus, pembukaan

dinding dada (open pneumothorax), dan saat dimana dibutuhkan pernafasan satu paru

(one lung ventilation).(1,2)

Posisi lateral dekubitus memungkinkan akses yang optimal pada sebagian besar

operasi paru, pleura, eofagus, pembuluh darah besar, struktur mediastinum yang lain, dan

vertebra. Namun demikian posisi ini memiliki potensi yang signifikan untuk mengubah

hubungan ventilasi/perfusi normal dari paru. Perubahan fisiologi yang merugikan ini akan

4

diperberat oleh induksi anestesi, penggunaan ventilasi mekanik, obat pelumpuh otot,

pembukaan dinding dada, dan retraksi saat pembedahan. Walaupun perfusi tetap ada pada

paru yang di bawah (dependent lung), ventilasi secara progresif lebih mengisi paru yang

mendapat perfusi sedikit, yaitu paru yang diatas. Hal ini menyebabkan terjadinya

mismatch yang nyata, dan meningkatkan resiko terjadinya hipoksemia.(1,2,6)

Gambar 1: Posisi tegak

5

Gambar 2: Posisi Lateral dekubitus

Saat penderita berada pada posisi lateral dekubitus dan nafas spontan, tidak terjadi

mismatch ventilasi/perfusi. Paru bawah menerima perfusi dan ventilasi yang lebih banyak

dibandingkan dengan paru atas. Hal ini disebabkan karena pengaruh gravitasi, dan juga

akibat:

- Kontraksi hemidiafragma paru dependen jika dibandingkan dengan

hemidiafragma paru yang di atas lebih efisien, hal tersebut dikarenakan

adanya tekanan dari isi abdomen (pergerakan lebih besar).

- Paru dependen menjadi bagian yang lebih komplain dalam kurva diafragma

dibandingkan dengan paru yang di atas.(1)

Penurunan functional residual capacity (FRC) saat induksi anestesi umum

mengerakkan paru yang atas menjadi bagian yang lebih komplain dalam kurva diafragma,

6

dan paru yang bawah menjadi turun komplainnya. Sebagai akibatnya, paru yang diatas

mendapat ventilasi lebih banyak dari paru dependen, sehingga terjadi mismatch

ventilasi/perfusi karena paru dependen tetap mendapat perfusi yang lebih banyak.

Kontrol ventilasi dengan tekanan positif pada posisi lateral dekubitus

menyebabkan ventilasi lebih banyak ke paru yang di atas karena mempunyai komplain

yang lebih besar dari paru yang di bawah. Obat pelumpuh otot meningkatkan efek

tersebut dengan memungkinkannya isi abdomen naik ke dinding dada pada

hemidiafragma paru yang di bawah, dan menghambat pengembangan ventilasi paru

dependen. Penggunaan “bean bag” yang kaku pada pasien dengan posisi lateral dekubitus

menyebabkan hambatan pergerakan hemitoraks paru dependen. Akhirnya, pembukaan

sisi yang nondependen dari dada akan lebih memperberat perbedaan komplain antara

kedua sisi paru, karena saat itu hambatan pergerakan paru yang diatas sangat berkurang.

Semua hal tersebut diatas mengakibatkan bertambah buruknya mismatch ventilasi/perfusi,

dan merupakan predisposisi terjadinya hipoksemia.(1,6)

Paru-paru secara normal akan cenderung bertahan untuk berkembang karena

adanya tekanan negatif pleura, yang merupakan resultan dari tendensi paru untuk kolaps

dan dinding dada yang cenderung tetap mengembang. Saat satu sisi dinding dada dibuka,

tekanan negatif pleura akan hilang dan elastisitas rekoil dari paru menyebabkan paru pada

sisi tersebut kolaps. Pernafasan spontan pada pneumotoraks terbuka dengan posisi lateral

dekubitus menyebabkan respirasi paradoks dan shift dari mediastinum. Kedua fenomena

ini secara progresif menyebabkan hipoksia dan hiperkapnia, namun demikian hal ini

dapat diatasi dengan penggunaan ventilasi tekanan posistif selama dilakukannya anestesi

umum.(1)

Selama pernafasan spontan pada posisi lateral, inspirasi menyebabkan tekanan

pleura menjadi lebih negatif pada sisi paru dependen, tetapi tidak pada sisi yang

7

mengalami pneumotoraks terbuka. Hal ini menyebabkan shift ke bawah dari mediastinum

selama inspirasi dan shift ke atas selama ekspirasi. Efek utama dari mediastinal shift ini

adalah menurunnya kontribusi paru dependent terhadap volume tidal (TV).(1)

Pernafasan spontan pada pasien dengan pneumotoraks terbuka menyebabkan

aliran udara to-and-fro (bolak-balik) antara paru dependen dan nondependent (respirasi

paradoks). Saat inspirasi, pneumotoraks bertambah, dan aliran gas dari paru atas masuk

ke paru dependen. Saat ekspirasi, aliran gas berbalik dari paru dependen ke paru atas. (1)

Gambar 3: Physiology of LDP

Gambar 4: Physiology of LDP

8

Gambar 5: Summary of V-Q relationships in the anesthetized, open-chest and paralyzed patients in LDP

2.1. Perubahan fisiologi pada OLV

Prinsip perubahan fisiologi yang terjadi pada OLV adalah redistribusi perfusi

antara paru yang terventilasi (dependent) dan paru yang terblokir (nondependent).(6)

Paru pada sisi daerah operasi yang sesekali dapat dikolapskan memudahkan

sebagian besar prosedur operasi toraks, namun sangat potensial menimbulkan komplikasi

pada penatalaksanaan anestesi. Karena sisi paru yang kolaps tetap mendapat perfusi,

sedangkan ventilasi tidak lagi ada, sehingga terjadi shunt intrapulmonal yang besar dari

kanan ke kiri (20-30%). Percampuran darah yang tidak teroksigenasi dari paru yang

kolaps pada sisi atas dengan darah yang teroksigenasi dari paru dependent yang tetap

terventilasi menyebabkan lebarnya perbedaan PA-a (alveolar-to-arterial) O2, dan dapat

mengakibatkan hipoksemia. Untungnya, aliran darah ke paru yang tidak mendapatkan

9

ventilasi berkurang karena terjadinya hypoxic pulmonary vasoconstriction (HPV), dan

adanya pengaruh gravitasi, serta tekanan operasi pada paru atas.(1)

Gambar 6: Physiology of OLV

2.2. Hypoxic Pulmonary Vasoconstriction (HPV)

Hypoxcic pulmonary vasoconstriction (HPV) merupakan respon lokal dari otot

polos arteri pulmoner, meningkatkan aliran darah ke daerah yang dirasakan mempunyai

tekanan oksigen alveolar yang rendah.

Mekanisme terjadinya HPV tidak sepenuhnya dimengerti. Substansi vasoaktif

yang dilepaskan akibat hipoksia ataupun hipoksia itu sendiri (K+ channel) dapat

menyebabkan terjadinya kontraksi otot polos arteri pulmoner.

HPV membantu menjaga hubungan normal V/Q dengan mengalihkan darah dari

daerah dengan ventilasi buruk (underventilated), dan bertanggung jawab untuk sebagian

besar redistribusi perfusi paru pada OLV.

HPV dapat digolongkan dan dibatasi, dimana keuntungan terbesar didapatkan ketika 30-

70% paru dibuat hipoksia. Tapi hanya efektif apabila tersedia daerah yang normoksia

pada paru yang dapat menerima aliran darah yang dialihkan.

10

Gambar 7: Factors Affecting Regional HPV

Banyak faktor yang dapat mempengaruhi HPV regional. Diantaranya, HPV dapat

dihambat langsung oleh gas anestesi (volatile anesthetics, kecuali N2O), vasodilator

(NTG, SNP, dobutamin, 2-agonist, peningkatan PVR (MS, MI, PE), dan hipokapnia.

Sedangkan yang secara tidak langsung dapat menghambat HPV, diantaranya

adalah PEEP, dan obat-obat vasokonstriktor (epinefrin, dopamin, neosinefrin) yang

menyebabkan konstriksi pembuluh darah paru yang normoksik.(1,6)

Eliminasi CO2 biasanya tidak terpengaruh dengan ventilasi satu paru asalkan

ventilasi semenit tidak berubah, dan retensi CO2 yang sudah ada tidak terjadi pada

ventilasi kedua paru; tekanan CO2 arteri biasanya tidak berubah. (1)

11

Gambar 8: Two-lung Ventilation and OLV

3. Metode(1,2,3,4)

OLV dapat dilakukan dengan menggunakan matode :

Double-lumen endotracheal tube (DLT)

Single-lumen ET dengan built-in bloker bronkial (Univent tube)

Single-lumen ET dengan bloker bronkial terpisah

- Arndt endobronchial blocker set (wire-guided)

- kateter luminal balloon-tipped

Intubasi endobronkial dengan single-lumen ET.

3.1. Double-lumen Tube (DLT)

DLT terdiri dari berbagai tipe, yaitu :

Carlens, left-sided, dengan kait karina

White, right-sided Carlens tube

Bryce-Smith, tidak berkait, cuff berlubang

Robertshaw, yang paling banyak digunakan

12

Gambar 9: DLT, Carlens Tube

Semuanya memiliki dua lumina/cuff, yang pertama berakhir di trakea, yang lain

berakhir di cabang utama bronkus. Tersedia dalam berbagai ukuran right-sided maupun

left-sided. Ukuran yang ada antara lain 41, 39, 37, 35, 28 French (ID = 6.5, 6.0, 5.5, 5.0

dan 4.5 mm)

13

Gambar 10: Right and Left DLT

Left-sided DLT adalah yang paling umum digunakan. Dengan lumen

bronkial yang lebih panjang, round opening yang simple dan cuff yang simetris, left-sided

DLT dapat menurunkan margin of safety dibandingkan dengan right-sided DLT. Selain

itu juga mudah untuk menambahkan suction dan/atau CPAP untuk paru manapun, mudah

untuk mengempiskan paru, dan mempunyai volume dan tekanan cuff bronkial yang lebih

rendah.

Left-sided DLT dapat digunakan untuk :

Isolasi paru kiri: klem bronkial + ventilasi lumen trakeal

Isolasi paru kanan: klem trakeal + ventilasi lumen bronkial.

Namun, left-sided DLT lebih sulit untuk dimasukan. Hal ini disebabkan karena faktor

ukuran, kelengkungan, dan cuff. Juga adanya resiko perubahan tube dan kerusakan jalan

nafas jika posisinya tetap dipertahankan untuk ventilasi post-operasi.

14

Kontraindikasi penggunaan left-sided DLT :

Adanya lesi sepanjang jalur DLT

Sulit/tidak mungkinnya dilakukan intubasi konvensional direct vision

Pasien dengan penyakit kritis yang menggunakan single-lumen tube in situ, yang

tidak dapat mentoleransi apabila ventilasi mekanik dimatikan walau hanya untuk

waktu singkat

Perut penuh atau resiko tinggi terjadinya aspirasi

Berat badan <25-35kg, atau usia <8-12 tahun.

3.2. Univent Tube

Univent tube dikembangkan oleh Dr. Inoue. Mempunyai tangkai bloker yang

dapat digerakkan pada lumen eksternal dari single-lumen ET tube. Lebih mudah

dimasukkan dan diletakkan pada posisi yang tepat, terutama jika digunakan untuk pasien

dengan jalan nafas yang sulit, cidera tulang belakang, pasien anak ataupun pasien kritis.

Kita juga tidak perlu merubah tube untuk kegunaan ventilasi post-operasi.

Univent tube berfungsi sebagai blokade selektif untuk beberapa lobus paru,

menghisap, dan mengantarkan CPAP untuk paru yang terblok, mengempiskan dan

memompa paru dengan lambat, merupakan rintangan untuk lumen bloker bronkial.

Namun Univent tube juga mempunyai volume dan tekanan cuff endobronkial yang lebih

tinggi, sehingga lebih memungkinkan terjadinya kebocoran cuff bloker intraoperatif, dan

tingginya tingkat kegagalan jika bloker ditingkatkan secara samar-samar.

15

Gambar 11: Univent Tube

3.3. Arndt Endobronchial Blocker Set

Ditemukan oleh Dr. Arndt, seorang ahli anestesi. Ideal untuk kasus intubasi sulit,

pasien sudah menggunakan ETT, dan apabila diperlukan ventilasi post-operasi. Metode

ini membutuhkan ETT dengan ukuran diatas atau sama dengan 8.0mm. Kesulitan yang

mungkin dihadapi hampir sama dengan kesulitan yang ditemukan pada Univent tube, dan

tidak mampu untuk menghisap atau memberikan ventilasi untuk paru yang terblok.

16

Gambar 12: Arndt Endobronchial Blocker set

Metode lain yang dapat digunakan untuk OLV diataranya adalah :

Single-lumen ETT dengan kateter balloon-tipped

- Termasuk di dalamnya kateter embolektomi Fogarty, Magill, atau

Foley, dan kateter Swan-Ganz (untuk anak<10kg)

- Tidak dapat diandalkan, dan membutuhkan lebih banyak waktu

- Tidak dapat menghisap atau memberikan ventilasi ke paru yang

terblok

Intubasi endobronkial menggunakan single-lumen ETT

- Merupakan cara yang termudah dan tercepat untuk memisahkan

paru dari paru sebelahnya yang mengalami perdarahan, terutama

dari paru kiri

- Lebih sering digunakan pada pasien anak

- Lebih memungkinkan menjadi penyebab terjadinya hipoksemia

berat ataupun kerusakan bronkial berat.

17

4. Manajemen (6)

Dalam pengelolaan teknik anestesi OLV ini, yang perlu dilakukan pada awalnya

adalah :

- Mempertahankan ventilasi kedua paru selama mungkin

- Menggunakan FIO2 = 1.0

- Tidal volume 10ml/kg (8-12ml/kg)

- Menyesuaikan RR (naik 20-30%) untuk mempertahankan PaCO2 =

40mmHg

- Tidak menggunakan PEEP (atau PEEP yang sangat rendah,

<5cmH2O)

- Memonitor oksigenasi dan ventilasi secara kontinyu (SpO2, ABG,

dan ET CO2).

Jika pada pelaksanaannya terjadi hipoksemia berat, langkah yang perlu dilakukan

adalah :

- Periksa posisi DLT dengan menggunakan FOB

- Periksa keadaan hemodinamik pasien

- CPAP (5-10cmH2O, 5l/mnt) untuk paru nondependen, paling

efektif

- PEEP (5-10cmH2O) untuk paru dependen, paling tidak efektif

- Ventilasi kedua paru secara intermiten

- Klem arteri pulmoner secepat mungkin.

18

Gambar 13: Broncho-Cath CPAP System

Adapun penyebab lain terjadinya hipoksemia pada OLV adalah :

- Kegagalan mekanik dari suplai O2 atau adanya blokade jalan nafas

- Hipoventilasi

- Penyerapan residual O2 dari paru yang diklem

- Adanya faktor-faktor yang menurunkan SvO2 (penurunan CO,

peningkatan pemakaian O2).

19

III. KESIMPULAN

One-Lung ventilation (OLV) digunakan secara luas untuk kasus-kasus bedah

kardiotoraks. Banyak metode yang dapat digunakan, yang masing-masing mempunyai

kelebihan ataupun kekurangan sendiri-sendiri. Metode yang dikerjakan akan optimal

apabila dipilih berdasarkan indikasi, faktor pasien, alat-alat yang ada, juga keterampilan

dan latihan dari ahli anestesi yang akan melakukannya. FOB merupakan alat kunci untuk

OLV.

Prinsip perubahan fisiologis dalam OLV adalah terjadinya redistribusi aliran darah

pulmoner guna mempertahankan perbandingan V/Q yang tepat.

Pengelolaan OLV merupakan tantangan tersendiri bagi seorang ahli anestesi,

dimana dibutuhkan pengetahuan, keterampilan, kewaspadaan, pengalaman, dan latihan.

LAMPIRAN

Gambar 14. Portex endobronchial double lumen tube

20

Gambar 15. The Double Lumen Tube with final position in the left main bronchus with the bronchial and tracheal cuffs inflated.

EPUSTAKAAN

1. Morgan Jr. G Edward, Mikhail S Maged; Clinical Anesthesiology, 3rd edition,

Appleton & Lange, 2002; 528-534.

2. Hurford, William E, et all; Clinical Anesthesia Procedures of the Massachusetts

General Hospital, 6th edition, Lippincott Co. 2002; 340-341.

3. Barash, PG, Cullen, BF, Stoelting, RK; Handbook of Clinical anesthesia, 3rd edition,

Lippincot-Raven, Philadelphia-New York, 1997; 414-422.

4. Cullen 3rd edition; pg 784, Miller 4th edition; pg 1710-1715

5. GASnet All right reserve; 1994-2004, page last modified on Nov 4th, 2001

6. S. Ishikawa*, K. Nakazawa and K. Makita; Progressive changes in arterial

oxygenation during one-lung anaesthesia are related to the response to compression of

the non-dependent lung , British Journal of Anaesthesia, 2003, Vol. 90, No. 1 21-26

================================================================

MW

21