SPIROMETRI

Spirometri adalah pengukuran volume dan aliran udara yang masuk dan keluar dari paruparu. Saat ini spirometer dapat mengukur paru seperti volume tidal dan kapasitas paru seperti kapasitas total paru-paru. Pengujian fungsi paru sudah dilakukan sejak berabad-abad yang lalu. Meski prinsif dasarnya tidak berubah, teknik-tekniknya menjadi makin rumit. Para ilmuwan telah dapat mengukur berbagai variable, yang teus meningkat jumlahnya Sejarah awal mula konsep sudah ada sejak masa kekaisaran Romawi, tahun 129-200 M. Seorang dokter dan filsuf Yunani, Claudius Galen melakukan percobaan volumetric pernafasan pada manusia. Dia menyuruh seorang anak laki-laki bernafas melalui semacam balon dan menemukan setelah beberapa waktu, bahwa volume gas tidak berubah. Setelah eksperimen tersebut, tidak banyak diketahui mengenai fungsi paru hingga tahun 1600 an. Sekitar tahun 1691, Giovanni Alfonso Borelli mencoba menghirup cairan melalui tabung dan mengukur volumenya, Satu hal yang dilakukan dan masih dilakukan hingga saat ini adalah penutupan lubang hidung. Menutup lubang hidung sangat penting agar tidak ada udara yang lolos melalui hidung saat mengukur udara yang masuk dan keluar melalui mulut untuk mendapatkan hasil yang lebih akurat. Pada awal 1700 an, J. Jurin adalah ilmuwan pertama yang merekam pengukuran volume udara yang absolut. Dia mengukur volume tidal sebanyak 650 ml dan ekspirasi minimal sebesar 3610 ml. Jurin melakukan eksperimennya dengan meniup ke dalam balon dan mengikuti prinsif Archimedes, dapat mengukur volume udara dalam balon. Pada paruh pertama abad 18, Stephen Hales mengkonfirmasi temuan Jurin mengenai ekspirasi maksimal sebesar 3610 ml, mesti tidak tahu metode apa yang dipergunakan dalam melakukan pengukuran tersebut. Stephen Hales telah memberi kontribusi pada fisiologi pernafasan. Termasuk juga John Abernety seorang dokter dan guru anatomi, fisiologi dan patologi pada akhir 1700 an yang telah melakukan pengukuran kapasitas vital sebesar 3150 ml. Pada permulaan 1800 an, Sir Humphry Davy menggunakan gasometer untuk mengukur berbagai volume dan kapasitas. Dia mengambil pengukurannya sendiri yang menghasilkan kapasitas vital sebesar 3110 ml, volume tidal 210 ml dan dengan menggunakan metode delusi hydrogen, volume residual sebesar 590-600 ml. Alat lain yang digunakan dalam perkembangan spirometri adalah pulmometer. Alat ini ini digunakan oleh E. Kentish dan Charles Turner Thackrah. Menurut Cleeland dan Burt, alat ini

adalah toples yang dibalikkan di dalam air yang digunakan untuk mengukur volume ventilasi. Mesin ini tidak hanya mengukur volume-volume pernafasan tetapi juga kekuatan otot-otot ekspirasi. Sebuah alat lain bernama ekspirator digunakan olh Karl Von Vierordt. Melalui percobaannya, dia mampu menghasilkan determinasi yang amat tepat dari parameter-parameter volume tertentu, termasuk volume residual dan kapasitas vital yang masih digunakan pada spirometri modern saat ini. Pada tahun 1840, John Hutchinson seorang ahli bedah memulai pekerjaannya dengan berbagai spirometer. Dia menciptakan spirometer untuk mengukur kapasitas vital. Spirometer nya terdiri dari sebuah lonceng yang menampung udara yang dihembuskan dari paru-paru. Hutchinson telah merekam lebih dari 4000 orang dengan spirometer nya. Hal ini menunjukan Hutchinson mengetahui betul hubungan antara kapasitas vital dengan kesehatan pernafasan. Lebih lanjut Spirometer air Hutchinson masih digunakan saat ini dengan beberapa perubahan termasuk pengurangan massa lonceng dan penambahan alat grafis dan waktu. Kurang lebih 10 tahun kemudian, Wintrich mengembangkan sebuah spirometer yang lebih mudah digunakan, ia pun telah melakukan pengujian pada lebih dari 4000 orang dan mementukan tiga parameter yang menentukan kapasitas vital yaitu tinggi badan, berat badan dan usia.Pada tahun 1859, E. Smith mengembangkan spirometer portable. Tahun 1866, Salter menambahkan sebuah kimograf pada spirometer untuk mencatat waktu saat pengambilan volume udara. T,G Brodie adalah yang pertama menggunakan spirometer bellow wedge kering tahun 1902 yang merupakan pendahulu dari spirometer Fleisch yang digunakan saat ini. Sebagai tambahan pada tahun 1904, Tissot memperkenalkan spirometer rangkaian tertutup. Pada tahun 1920 an, H.W. Knipping dan Braurer memperkenalkan ergospirometeryang memungkinkan dilakukan pengujian performa, pengukuran tidak hanya bisa dilakukan saat istirahat. Metode-metode ergospirometri memiliki manfaat saat ini untuk riset, diagnosis, terapi rehabilitasi, latihan dan olah raga. Disiplin kedokteran khususnya kedokteran olah raga, pulmonologi, kardiologi, fisiologi, farmakologi klinis dan biokimia telah memanfaatkan ergospirometer dan mendapatkan banyak pengetahuan baru dari alat tersebut. Konsep pengukuran kapasitas paru sewaktu melakukan aktifitas fisik adalah terobosan besar dalam bidang ilmiah dan masih digunakan saat ini. Konsep tersebut memungkinkan untuk mengukur konsumsi oksigen dan pengeluaran energi sewaktu berolahraga dan mendapat banyak informasi mengenai tingkat kondisi dan kesehatan seseorang.

VOLUME DAN KAPASITAS RESPIRASISistem respirasi bersama dengan sistem sirkulasi merupakan alat pertukaran gas utama antara tubuh dengan lingkunganya serta transport dari dan menuju sel-sel. Secara anatomi sistem ini dapat dibagi menurut letaknya, yaitu bagian atas (diatas larynk) dan bagian bawah (larynk ke bawah), sedangkan secara fisiologis dapat dibagi menjadi divisi konduksi dan dan divisi respirasi. Mekanisme bernafas dibagi menjadi dua yaitu inspirasi dan ekspirasi. Inpirasi terjadi bila diafragma dan otot interkostal berkontraksi yang meningkatkan ukuran dada. Ketika tekanan intrapulmonary turun udara masuk ke paru-paru sampai tekaakn intrapulmonary dan tekanan atmosfer sama. Ekspirasi lebih bersifat pasif, terjadi begitu otot-otot inspitasi relaksasi dan paru-paru kembali ke semula. Bila tekanan intrapulmonary mlebihi tekanan amosfir, udara keluar dari paru-paru Ada empat jenis volume respirasi dan empat jenis kapasitas respirasi. Volume respirasi antara lain :volume tidal, yaitu volume udara pada inhalasi dan ekshalasi normal. Volume Inspirasi cadangan yaitu volume udara yang dapat diinhalasi lagi setelah inhalasi volume tidal normal. Volume ekspirasi cadangan yaitu volume udara yang diekshalasikan lagi setelah ekshalasi volume tidal normal. Sedangkan kapasitas paru-paru antara lain :kapasitas total paru-paru yaitu jumlah maksimal udara yang dikandung paru-paru setelah melakukan inspirasi maksimal. Kapasitas vital yaitu jumlah maksimal udara yang dapat diekspirasikan setelah inspirasi maksimal. Kapasitas inspirasi yaitu kandungan udara maksimal yang dapat di inspirasi setelah ekspirasi normal. Kapasitas residu fungsional yaitu volume udara yang tertinggal dalam paru-paru setelah ekspirasi volume tidal normal.

Dalam keadaan normal, volume udara paru-paru manusia mencapai 4500 cc. Udara ini dikenal sebagai kapasitas total udara pernapasan manusia. Walaupun demikian, kapasitas vital udara yang digunakan dalam proses bernapas mencapai 3500 cc, yang 1000 cc merupakan sisa udara yang tidak dapat digunakan tetapi senantiasa mengisi bagian paru-paru sebagai residu atau udara sisa. Kapasitas vital adalah jumlah udara maksimun yang dapat dikeluarkan seseorang setelah mengisi paru-parunya secara maksimum. Dalam keadaaan normal, kegiatan inspirasi dan ekpirasi atau menghirup dan menghembuskan udara dalam bernapas hanya menggunakan sekitar 500 cc volume udara pernapasan (kapasitas tidal = 500 cc). Kapasitas tidal adalah jumlah udara yang keluar masuk pare-paru pada pernapasan normal. Dalam keadaan luar biasa,

inspirasi maupun ekspirasi dalam menggunakan sekitar 1500 cc udara pernapasan (expiratory reserve volume = inspiratory reserve volume = 1500 cc). Lihat skema udara pernapasan berikut ini. Skema udara pernapasan Udara cadangan inspirasi1500 Udara pernapasan biasa 500 Udara cadangan ekspirasi 1500 Udara sisa (residu) 1000

kapasitas total

kapasitas vital

Dengan demikian, udara yang digunakan dalam proses pernapasan memiliki volume antara 500 cc hingga sekitar 3500 cc. Dari 500 cc udara inspirasi/ekspirasi biasa, hanya sekitar 350 cc udara yang mencapai alveolus, sedangkan sisanya mengisi saluran pernapasan. Volume udara pernapasan dapat diukur dengan suatu alat yang disebut spirometer.

Gambar 1 Gambaran skematik spirometer Besarnya volume udara pernapasan tersebut dapat dipengaruhi oleh beberapa faktor, antara lain ukuran alat pernapasan, kemampuan dan kebiasaan bernapas, serta kondisi kesehatan.