BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 LATAR LATAR BELAKANG BELAKANG TEORI TEORI
Sistem 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 intrapulmonary turun udara masuk ke paru-paru 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.
VOLUME PARU
Volume paru – paru manusia bisa mencapai 4.500 cc, disebut kapasitas total. Volume Volume vital untuk untuk pernafasan pernafasan sekitar 3.500 3.500 cc, sisanya sisanya 1.000 cc merupakan merupakan udara residu/sisa yang selalu mengisi paru – paru. Dalam keadaan normal, udara yang dipergunakan untuk pernafasan sekitar 500 cc, biasa juga disebut kapasitas tidal. Volume Paru : a.
Volume tidal (VT) yaitu volume udara yang masuk dan keluar paru – paru selama ventilasi normal biasa. Nilai VT pada dewasa normal sekitar 500 ml untuk laki – laki dan 380 ml untuk wanita.
b.
Volume cadangan inspirasi (VCI) yaitu volume udara ekstra yang masuk ke paru – paru dengan inspir inspirasi asi meksim meksimum um di atas atas inspir inspirasi asi tidal. tidal. VCI berkis berkisar ar 3100 3100 mlpada laki – laki dan 1900 ml pada wanita.
c.
Volume cadangan ekspirasi (VCE)
1
yaitu volume ekstra udara yang masih dapat dengan kuat dikeluarkan pada akhir ekpirasi normal. VCE berkisar 1200 ml pada laki – laki dan 800 ml pada wanita. d.
Volume residusal (VR) yaitu volume udara sisa dalam paru-paru setelah melakukan ekspirasi kuat. Rata – rata pada laki – laki sekitar 1200 ml dan pada perempuan 1000 ml. volume residual penting untuk kelangsungan aerasi dalam darah saat jeda pernafasan.
PENGUKURAN VOLUME
Pada percobaan ini volume tidal diperoleh dengan cara melakukan ekspirasi dan inhalasi normal. Spirometer ditiup saat praktikan melakukan ekshalasi normal tersebut. Besar volume tidal biasanya 500 mL untuk pria maupun wanita. Kesalahan yang terjadi pada nilai volum tidal pada pria dapat disebabkan karena praktikan menghirup napas dalam sehingga udara yang dikeluarkan banyak. Volume ekspirasi cadangan diukur dengan cara praktikan menghirup napas normal, namun menghembuskan napas sekuat – kuatnya pada spirometer. Nilai volum ekpirasi cadangan sendiri adalah pengurangan angka yang tercatat pada spirometer dikurangi dengan volum tidal yang telah diukur sebelumnya. Volume ekspirasi cadangan berdasarkan literatur adalah sekitar 1200 mL untuk pria dan 700 mL untuk wanita. Kesalahan yang terjadi pada percobaan dapat terjadi karena praktikan berusaha untuk memaksakan proses ekspirasi secara berlebihan (dari yang mestinya dilakukan). Kapasitas vital diukur dengan cara melakukan inspirasi sekuat-kuatnya dan ekspirasi sekuat – kuatnya. Saat melakukan ekspirasi sekuat-kuatnya, udara dihembuskan ke dalam spirometer. Angka yang ditunjuk oleh jarum pada spirometer merupakan kapasitas vital paru-paru (dalam mL). Menurut literatur, volume kapasitas vital paru-paru untuk pria adalah sekitar 4800 mL sedangkan untuk wanita 3100 mL.
2
Dari kapasitas vital ini dapat diketahui volume inspirasi cadangan dengan mengurangi kapasitas vital dengan volume tidal dan volume ekspirasi cadangan. Laki – laki memiliki volume inspirasi cadangan yang lebih tinggi dibandingkan wanita, yaitu sekitar 3100 mL, untuk pria, dan 1900 mL, untuk wanita. Data yang diperoleh jauh di bawah dari data dari literatur. Hal ini dikarenakan data yang diperoleh dari kapasitas total, volume tidal, dan volume ekspirasi cadangan sudah berbeda jauh dari data literatur. Hal inilah yang menyebabkan hasil untuk volume inspirasi cadangan juga berbeda dengan data dari literatur. Pada umumnya perbandingan antara volume tidal, volume ekspirasi cadangan dan volume inspirasi cadangan adalah 1:2:6 untuk pria. Sedangkan untuk wanita, perbandingannya sebesar 2:3:8. Namun dari hasil percobaan menunjukan bahwa perbandingan tidak sesuai dengan literatur. Kesalahan ini bisa disebabkan oleh pernapasan yang kurang normal dari praktikan. Bisa juga disebabkan kondisi lingkungan, contohnya keadaan udara di dalam ruangan tempat praktikum berlangsung. Sebagai aplikasi dalam pengukuran volume respirasi adalah untuk mendeteksi patologi pada volume paru – paru. Contohnya pada orang asma konstriksi jalannya udara cenderung menutup sebelum ekshalasi penuh. Hasilnya fungsi paru – paru menunjukkan pengurangan kapasitas vital, pengurangan ekspirasi cadangan, dan kecepatan pergerakan udara. Pada saat kontriksi saluran udara akan menghasilkan suara yang tidak normal pada serangan asma. Kondisi itu membatasi penggembungan maksimal paru – paru yang berefek sama terhadap kapasitas vital. Karena hal tersebut, inspirasi cadangan menjadi rendah. Meskipun demikian ekspirasi cadangan dan pergerakan kecepatan ekspirasi relatif normal. FAKTOR – FAKTOR YANG MEMPENGARUHI VOLUME PARU
Volume paru – paru yang terbesar dan tercatat didunia sampai saat ini adalah Peter Reed, dia mempunyai nilai total paru – paru sebesar 11,68 Liter (TLC = 1168 mL). Beberapa faktor dapat mempengaruhi besarnya volume paru – paru. Beberapa faktor tersebut dapat dikontrol dan beberapa pula tidak dapat dikontrol. Beberapa faktor tersebut adalah :
3
Volume Paru Besar
Voume Paru Kecil
Laki – laki
Perempuan
Badan Tinggi
Badan Rendah
Tidak Merokok
Perokok Berat
Atlet
Bukan Atlet
Seseorang yang tinggal di ketinggian
Seseorang yang tinggal di daerah yang lebih rendah
Seseorang yang hidup dan tinggal di tempat yang lebih rendah akan memiliki kapasitas paru – paru yang lebih kecil dibanding orang yang tinggal dan hidup ditempat yang lebih tinggi. Hal ini diakibatkan karena tekanan atmosphere yang tinggi di daerah yang tinggi mempengaruhi jumlah molekul udara, termasuk juga oksigen. Pada akhirnya secara alamiah paru – paru orang yang tinggal di daerah yang tinggi akan lebih besar, hal tersebut berguna agar paru – paru dapat memproses jumlah oksigen yang sedikit. Ketika seseorang yang tinggal di daerah rendah melakukan perjalanan ke tempat yang lebih tinggi (Himalaya, Tibet, Mexico City, Gunung) mereka sering kali susah bernapas atau yang lebih dikenal dengan “Altitude Sickness”, ini disebabkan karena paru – paru mereka yang kecil tidak dapat memproses jumlah oksigen yang kecil yang dibutuhkan oleh tubuh mereka.
KAPASITAS PARU
Daya tamping maksimal paru – paru (kapisitas total paru – paru) ada sebanyak lebih kurang 5 liter. Kapasitas total paru – paru meliputi kapasitas vital paru – paru ditambah dengan udara residu. Terbagi menjadi : a. Kapasitas residual fungsional (KRF) adalah penambahan volumeresidual dan volume cadangan ekspirasi. Kapasitas merupakan jumlah udara sisa dalam system respiratorik setelah ekspirasi normal. Nilai rata – ratanya adalah 2200 ml, jadi nilai KRF = VR + VCE.
4
b. Kapasitas inspirasi (KI) adalah penambahan volume tidal dan volume cadangan inspirasi. Nilai rata – ratanya adalah 3.500 ml jadi nilai KI = VT + VCI. c. Kapasitas vital (KV) yaitu penambahan volume tidal, volume cadangan inspirasi dan volume cadangan ekspirasi. Nilai rata – ratanya adalah 4500 ml jadi nilai KV = VT + VCI + VCE. d. Kapasitas total paru (KTP) adalah jumlah total udara yang ditampung dalam paru-paru dan sama dengan kapasitas vital ditambah volume residual. Nilai rata – ratanya adalah 5700 ml jadi nilai KTP = KV + VR.
TABEL. KAPASITAS PARU – PARU MANUSIA
1. 2. 3. 4. 5. 6.
Udara pernapasan/tidal Udara komplementer Udara suplementer Udara kapasitas vital paru-paru Udara kapasitas total paru-paru Udara residu/penunggu paru-paru
0,5 liter 1,5 liter 1,5 liter 4 liter 5 liter 1 liter
Kapasitas paru-paru pada umumnya mampu menahan sampai 6 Liter udara, tapi hanya sebagian kecil dari kapasitas tersebut yang digunakan untuk bernapas normal. Pola napas pada mamalia disebut dengan “Volume Tidal”. Volume Tidal (Vt = Tidal Volume) adalah volume udara yang keluar dan masuk ke dalam paru – paru, umumnya nilai volume yang masuk dan keluar paru – paru sama. 1.2 PERMASALAHAN
1) Berapa persenkah harga KV yang didapat (dalam BTPS) dibanding dengan harga standar? 2) Normalkah paru dari orang coba tersebut? 3) Udara dari bagian mana yang diekspirasikan pada detik pertama, kedua dan ketiga? 4) Bagaimana kesan anda terhadap paru – paru orang coba?
5
5) Diantara FEV1, FEV2, dan FEV3, manakah yang paling cocok untuk mendeteksi kelainan paru secara epidemiologik dan manakah yang secara faal? 6) Hitunglah harga KPM standart dan bandingkan dengan hasil perhitungan dari percobaan anda, normalkah harga tersebut? 1.3 TUJUAN PRAKTIKUM
1) Mengukur dan mengetahui tentang kapasitas maupun volume vital paru seseorag 2) Mengkur dan mengetahui faktor – faktor yang berhubungan dengan kapasitas maupun volume vital paru seseorang.
6
BAB II METODE KERJA
ALAT DAN CARA KERJA: A. ALAT YANG DIGUNAKAN: 1. Spirometer : Ada 2 jenis, yaitu spirometer terbuk dan spirometer tertutup. Yang digunakan dalam praktikum adalah spirometer tertutup. Ada 4 jenis Spirometer tertutup yang dapat dipergunakan dalam praktikum di sini : a. Siprometer Collin b. Spirometer Chest c. Spirometer Harvard d. Spirometer Palmer 2. Timbangan dan pengukur tinggi badan. 3. Barometer air raksa. 4. Penjepit hidung dan mouth piece. 5. Kertas spirogram. B. Cara Penghitungan PENGUKURAN KAPASITAS VITAL
Cara Kerja: 1. Letakkan sungkup spirometer pada posisi paling rendah. Tutup hubungan spirometer dengan udara luar dan isilah spirometer dengan oksigen murni. Berikutnya hidupkan aliran listrik dan jalankan drum pencatat dengan kecepatan yang paling rendah. 2. Pasang mouth piece pada pipa spirometer dan letakkan karet mouth piece di antara gigi dan bibir, kemudian hidung dijepit dengan penjepit hidung sehingga orang coba bernafas melalui mulut. Sela ma percobaan orang coba harus dalam posisi berdiri. 3. Setelah orang coba terbiasa bernafas melalui mouth piece, maka bukalah hubungan antara mulut dengan spirometer.
7
4. Perintahkan orang coba bernafas biasa ke dalam spirometer sebanyak kurang lebih 5 kali (untuk menghitung TV), setelah itu orang coba melakukan perhitungan one stage dan two stage. 5. Rubahlah hasil – hasil yang diperoleh dalam kondisi ATPS ke BTPS dengan rumus:
Dimana: P1
= P barometer ruangan – P uap air pada suhu ruangan.
V1
= Volume yang dicatat oleh spirometer (dalam ATPS).
T1
= 273 + temperatur ruangan dalam derajat celcius.
P2
= P barometer ruangan – P uap air pada suhu tubuh.
V2
= Volume yang dicari (dalam BTPS).
T2
= 273 + temperatur tubuh dalam derajat celcius.
Harga Standar Kapasitas Vital :
Pria = {27,63 – (0,112 X umur dalam tahun)} X tinggi badan dalam cm Wanita = {21,78 – (0,101 X umur dalam tahun)} X tinggi badan dalam cm
PENGUKURAN KAPASITAS VITAL PAKSAAN = FORCE VITAL CAPACITY (FVC)
FVC adalah Kapasitas Vital yang diperoleh dengan usaha semaksimal mungkin dengan bantuan kontraksi sekuat – kuatnya dari otot – otot pernafasan utama dan otot – otot pernafasan tambahan. Jumlah udara yang dihembuskan secara maksimal pada Kapasitas Vital Paksaan ini dapat diukur pada saat detik pertama (FVC1 ), kedua (FVC2 ), dan ketiga (FVC3 ). Cara Kerja :
Perintahkan orang coba untuk menghirup udara dari spirometer semaksimal mungkin, tahan sebentar kemudian hembuskan udara pernapasan ke dalam spirometer dengan sekuat – kuatnya, sementara itu drum pencatan diputar dengan kecepatan paling tinggi (20mm/detik). Di sini dapat diukur jumlah
8
udara yang dihembuskan secara maksimal pada detik pertama (FVC1 ), detik kedua (FVC2 ), dan detik ketiga (FVC 3), yang dibandingkan dengan jumlah udara yang dikeluarkan pada Kapasitas Vital Paksaan. PENGUKURAN KAPASITAS PERNAPASAN MAKSIMAL (KPM)
KPM adalah jumlah udara yang dapat dihisap atau dihembuskan secara maksimal selama satu menit. Bila ada hambatan dari jalan napas, maka harga KPM ini akan turun. KPM harus dibedakan dengan : 1. Menit volume : yaitu jumlah udara yang dihisap ataupun dikeluarkan dalam waktu satu menit = TV x frekuensi napas / menit. 2. Alveolar Ventilation : yaitu jumlah udara yang mengadakan pertukaran gas dengan kapiler alveoli dalam waktu satu menit = (TV – dead space) x frekuensi napas / menit. Alat Yang Dipergunakan :
Ada 3 jenis spirometer yang dapat dipergunakan : 1. Spirometer dari Collin Spirometer ini mempunyai 2 macam alat penulis (pen). a. Pen Respirasi : bergerak mengikuti gerak pernapasan orang coba. b. Pen Ventilometer : bergerak pada saat orang coba melakukan inspirasi, dan saat ekspirasi pen hanya bergerak mendatar. Kecepatannya = 1/25 x kecepatan pen respirasi. 2. Spirometer dari Chest Sama dengan spirrometer
Collin,
hanya saja
kecepatan
pen
ventilometer di sini = 1/10 x kecepatan gerak pen respirasi. 3. Spirometer dari Harvard Hanya mempunyai pen respirasi saja.
9
Cara Kerja :
Dalam praktikum ini kita menggunakan Spirometer Harvard. 1. Perintahkan orang coba bernapas secepat – cepatnya dan semaksimal mungkin dari dan ke dalam spirometer, sementara itu drum pencatat diputar dengan kecepatan sedang (10mm/detik) selama 12 detik. 2. Besarnya amplitudo pada setiap kali napas diukur, demikian pula banyaknya frekuensi napas yang terjadi selama 12 detik. 3. Besarnya Kapasitas Pernapasan Maksimal = Volume Tidal Maksimal tiap kali bernapas x frekuensi pernapasan selama 12 detik x60/12 liter/menit. Harga Standar KPM :
Pria = {86,5 – (0,522 x umur dalam tahun)} x LPT dalam m 2
Wanita = {71,3 – (0,474 x umur dalam tahun)} x LPT dalam m 2
10
BAB III HASIL PRAKTIKUM
HASIL PENGAMATAN PRAKTIKUM KAPASITAS VITAL (KV)
Orang Coba Pria
Wanita
KV didapat
KV Standar
I
3368,9 ml
130059 ml
II
3793,6 ml
130059 ml
I
2130 ml
90556,1 ml
II
2529,9 ml
90556,1 ml
Kesimpulan
KAPASITAS PERNAPASAN MAKSIMAL (KPM)
Orang Coba Pria
Wanita
KPM didapat
KPM Standar
I
118.050 ml
452.601 ml
II
136.912,29 ml
452.601 ml
I
87.000 ml
270.978,9 ml
II
270.978,9 ml
270.978,9 m
Kesimpulan
FORCED EXPIRATORY VOLUME (FEV) DETIK PERTAMA
Orang Coba
FEV1 didapat
FEV1 Standar
Pria
I
73
3,54
Wanita
I
66
2,341
Kesimpulan
FORCED VITAL CAPACITY (FVC)
Orang Coba
FVC didapat
FVC Standar
Pria
I
105
4,02
Wanita
I
81
2,634
Kesimpulan
TIDAL VOLUME (TV)
One Stage : Orang coba I (pria) = (24 + 34 + 30)/3 x 30 ml = 29,3 x 30 ml = 879 mlO 2
11
Orang coba II (wanita) = (18 + 21 + 18)/3 x 30 ml = 19 x 30 ml = 570 mlO 2 Two Stage : Orang coba I (pria) = (33 + 38 + 45)/3 x 30 ml = 38,7 x 30 ml = 1161 mlO 2 Orang coba II (wanita) = (14 + 21 + 17)/3 x 30 ml = 17,33 x 30 ml = 519,9 mlO 2 EKSPIRASI (ERV)
One Stage :
Orang coba I (pria) = 42 x 30 ml = 1260 mlO2 Orang coba II (wanita) = 22 x 30 ml = 660 mlO 2
Two Stage :
Orang coba I (pria) = 44 x 30 ml = 1320 mlO2 Orang coba II (Wanita) = 37 x 30 ml = 1110 mlO 2
INSPIRASI (IRV)
One Stage :
Orang coba I (pria) = 35 x 30 ml = 1050 mlO2 Orang coba II (wanita) = 30 x 30 ml = 900 mlO 2
Two Stage :
Orang coba I (pria) = 37 x 30 ml = 1110 mlO2 Orang coba II (wanita) = 30 x 30 ml = 900 mlO 2
12
BAB IV PEMBAHASAN DISKUSI JAWABAN PERTANYAAN
1.
Berapa persenkah harga KV yang didapat (dalam BTPS) dibanding
dengan harga standar? Jawab : Pada laki – laki 2,9% dan pada perempuan 3,7% 2.
Normalkah paru dari orang coba tersebut?
Jawab : Paru dari kedua orang coba tersebut dalam keadaan normal. 3.
Udara dari bagian mana yang diekspirasikan pada detik pertama, kedua
dan ketiga? Jawab : FEV 1 : Pernafasan atas FEV 2 : Pernafasan atas bawah FEV 3 : Pernafasan bawah Forced : Garis lurus 4.
Bagaimana kesan anda terhadap paru – paru orang coba?
Jawab : Menurut kelmpok kami keaadaan paru – paru orang coba dalam keadaan sehat. 5.
Diantara FEV1, FEV2, dan FEV3, manakah yang paling cocok untuk
mendeteksi kelainan paru secara epidemiologik dan manakah yang secara faal? Jawab : Untuk mengetahui dan mendeteksi kelainan paru baik secara epidemiologik maupun secara faal dapat digunakan FEV1 karena pada FEV1 terjadi ekspirasi maksimal sedangkan FEV2 atau FEV3 telihat garis pada grafik mulai mendatar. 6.
Hitunglah harga KPM standart dan bandingkan dengan hasil
perhitungan dari percobaan anda, normalkah harga tersebut? Jawab : harga KPM yang telah kami bandingkan lebih rendah dari standart sehingga bisa dikatakan tidak normal. Hal tersebut bisa terjadi dikarenakan
13
adanya kesalahan pelaksanaan praktikum yang telah dilakukan sehingga hasilnya tidak normal.
14
KEPUSTAKAAN
Clarke, Robert. Jeremy Ward dan Roger Linden. 2007. At A Glance Fisiologi. Jakarta : PT. Gelora Aksara Pratama Ganong, William F. 2002. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran , Edisi 22. Jakarta : EGC Guyton, A.C. dan J. E. Hall. 2008. Buku Ajar Fisiologi Kedokteran , Edisi 11. Jakarta : EGC
15
