PRAKTIKUM FISIOLOGI

Spirometri

Kelompok F2

Ketua Kelompok :Bramulya Tri Subagiyo 102012305 ………

Nama NIM Tanda Tangan

Mega Julia Thio 102010028

IP Ady Putra Astawan 102011141

Theresia Indriani 102012071

Timoty Mario 102012161

Michael Laban 102012285

Hollerik Sahat Efesus 102012304

Bramulya Tri Subagiyo 102012305

Glory Artauli Silalahi

Risma Lestari Siregar

Anggraini Hertanti

Ogi Leksi Susanto

102012343

102012426

102012440

102012448

Fakultas Kedokteran

Universitas Kristen Krida Wacana

Jakarta

Jln. Arjuna Utara No. 6 Jakarta 11510. Telephone : (021) 5694-2061, fax : (021) 563-1731

I. Persiapan

1. Isi bejana hijau dengan air sampai tanda garis pengisian. Gunakan pegangan tangan di

samping bejana untuk membawa bejana

2. Tekan sungkup putih perlahan-lahan ke bawah untuk meyakinkan penempatannya di

dasar bejana hijau

3. Masukkan pipa mulut yang disposable yang baru setiap pergantian OP

4. Tempatkan garis penunjuk pada garis 0 yang terdekat dengan ujung lengan skala, dengan

mengatur cakram penunjuk yang harus berada di sebelah kanan garis penunjuk

5. Bila mengukur volume inspirasi letakkan cakram penunjuk di sebelah kiri garis penunjuk

di garis 0 yang terdekat dengan pangkal lengan skala.

6. Selanjutnya pengukuran dengan autospirometer ( Minato AS-507)

II. Cara Pengukuran

1. Data terlebih dahulu nama, usia, jenis kelamin, tinggi badan dan berat badan OP

2. Pakai penjepit hidung

3. Pengukuran TV (Tidal volume)

Op melakukan inspirasi biasa di luar, kemudian ekspirasi biasa di spirometer

4. Napas biasa

5. Pengukuran TV + ERV

OP melakukan inspirasi biasa di luar, kemudian ekspirasi maksimum di spirometer

6. Nafas biasa

7. Pengukuran VC ( IRV + TV + ERV)

OP melakukan inspirasi maksimum di luar, kemudian ekspirasi maksimum di spirometer

8. Pengukuran MVV ( Maximum volume voluntary)

OP melakukan inspirasi dan ekspirasi sekuat-kuatnya dan secepat-cepatnya, selama kira-

kira 6 detik.

Tujuan: untuk mengukur volume dan kapasitas paru

Landasan Teori:

Sistem pernapasan mempunyai fungsi utama untuk menyediakan oksigen (O2) dan mengeluarkan

karbondioksida (CO2) dari tubuh. Fungsi ini merupakan fungsi yang vital bagi kehidupan.

Oksigen dibutuhkan dalam metabolisme sel untuk menghasilkan energi bagi tubuh yang dipasok

terus-menerus, sedangkan karbondioksida merupakan bahan toksik yang harus segera

dikeluarkan dari tubuh. Bila CO2 menumpuk di dalam darah akan menyebabkan penurunan pH

sehingga dapat menimbulkan keadaan asidosis yang mengganggu fungsi tubuh dan bahkan dapat

menyebabkan kematian. Proses pernapasan berlangsung melalui beberapa tahap, yaitu:

1) Ventilasi paru, yang berarti pertukaran udara antara atmosfer dan alveolus paru

2) Difusi oksigen dan karbondioksida antara alveoli dan darah

3) Pengangkutan oksigen oksigen dan karbondioksida dalam darah dan cairan tubuh ke dan dari

sel jaringan tubuh.

Udara bergerak masuk dan keluar paru karena adanya selisih tekanan yang terdapat antara

atmosfer dan alveolus akibat kerja mekanik otot-otot. Diantaranya itu perubahan tekanan

intrapulmonl, tekanan intrapleural, dan perubahan volume paru. Keluar masuknya udara

pernapasan terjadi melalui 2 proses mekanik, yatu:1

1) Inspirasi:  proses aktif dengan kontraksi otot-otot inspirasi untuk menaikkan volume intra

toraks, paru-paru ditarik dengan posisi yang lebih mengembang kira-kira 75% dari

semula oleh diafragma, tekanan dalam saluran pernapasan menjadi negatif dan udara

mengalir ke dalam paru-paru. Sewaktu inspirasi, tekanan di alveoli menurun menjadi

sekitar -1 sentimeter air, yang cukup untuk memindahkan sekitar 0,5 liter udara ke dalam

paru dalam dua detik yang dibutuhkan untuk inspirasi 

2) Ekspirasi : proses pasif dimana elastisitas paru (elastic recoil) menarik dada kembali ke

posisi semula, tekanan recoil paru-paru dan dinding dada seimbang, tekanan dalam

saluran pernapasan menjadi sedikit positif sehingga udara mengalir keluar dari paru-paru,

dalam hal ini otot-otot pernapasan berperan yaitu M. Intercostalis Interna dan otot-otot

abdomen. Sewaktu ekspirasi, terjadi perubahan yang berlawanan: tekanan alveolus

meningkat menjadi sekitar +1 sentimeter air, yang mendorong 0,5 liter udara inspirasi

keluar paru selama 2-3 detik

Ketika glottis terbuka dan tidak ada pergerakan udara, tekanan di semua bagian saluran napas

sama dengan tekanan atmosfir, yang dianggap 0 sentimeter air.

Parameter Fungsi Paru 2

1) Volume Paru

Ada empat jenis volume paru, yaitu:

a) Volume tidal ( Tidal volume) , yaitu jumlah udara yang dihirup atau dihembuskan

dalam satu siklus pernapasan normal. Besarnya kira-kira 500 ml pada rata-rata orang

dewasa.

b) Volume cadangan inspirasi (Inspiratory Reserve Volume/IRV) , yaitu jumlah maksimal

udara yang masih dapat dihirup setelah akhir inspirasi kuat. Biasanya mencapai 3000

ml.

c) Volume cadangan ekspirasi (Expiratory Reserve Volume/ERV) , yaitu jumlah maksimal

udara yang masih dapat dihembuskan sesudah akhir ekspirasi kuat. Jumlahnya seitar

1100 ml.

d) Volume Residu (Residual Volume/RV) , yaitu volume udara minimal yang tertinggal di paru

bahkan setelah ekspirasi maksimal. Nilai rerata = 1200ml. Volume residual tidak dapat

diukur secara langsung dengan spirometer, karena volume udara ini tidak keluar masuk paru.

Namun, volume ini dapat ditentukan secara tidak langsung melalui teknik pengenceran gas

yang melibatkan inspirasi sejumlah tertentu gas penjejak tak berbahaya misalnya helium.

Volume residu terdiri dari volume kolaps dan volume minimal. Volume kolaps adalah udara

yang masih dapat dikeluarkan dari paru sesudah ekspirasi maksimal bila paru kolaps,

sedangkan volume minimal adalah udara yang masih tinggal di dalam paru sesudah paru

kolaps.

2) Kapasitas Paru

a. Peristiwa dalam siklus paru mencakup dua atau kebih nilai volume paru.

Kombinasi ini disebut kapasitas paru, yang dijelaskan sebagai berikut:

b) Kapasitas inspirasi sama dengan nilai volume tidal ditambah volume cadangan inspirasi

(IC = IRV + TV).. Ini adalah jumlah udara (kira-kira 3500 ml) yang dapat dihirup oleh

seseorang, dimulai pada tingkat ekspirasi normal dan pengembangan paru sampai jumlah

maksima

c) Kapasitas residu fungsional sama dengan volume cadangan ekspirasi ditambah volume

residu (FRC = ERV + RV). Ini adalah jumlah udara yang tersisa dalam paru pada akhir

ekspirasi normal (kira-kira 2300 ml)

d) Kapasitas vital ,merupakan volume udara maksimal yang dapat dikeluarkan dalam satu kali

bernapas setelah inspirasi maksimal. Subyek pertama-tama melakukan inspirasi maksimal lalu

ekspirasi maksimal (VC = IRV + TV + ERV). Kapasitas vital mencerminkan perubahan volume

maksimal yang dapat terjadi pada paru. Hal ini jarang digunakan, karena kontraksi otot maksimal

yang terlibat melelahkan, tetapi berguna untuk memastikan kapasitas fungsional paru. (kira-kira

4500ml)

e) Kapasitas paru total (TLC= VC + RV) adalah volume maksimum yang dapat

mengembangkan paru sebesar mungkin dengan inspirasi sekuat mungkin (kira-kira 5800

ml). Jumlah ini sama dengan kapasitas vital ditambah volume residu.

Gambar 1. Volume Paru dalam Milimeter

Spirometer adalah alat yang digunakan untuk mengukur volume udara yang dihirup dan

dihembuskan. Alat ini terdiri dari sebuah drum/tong berisi udara yang mengapung dalam wadah

berisi air dan drum ini diseimbangkan oleh suatu beban. 3 Di dalam drum ini terdapat campuran

gas pernapasan, biasanya udara atau oksigen; suatu pipa menghubungkan mulut dengan ruang

gas ini. Sewaktu subyek menghirup dan menghembuskan udara dari drum melalui sebuah selang

penghubung, drum bergerak naik dan turun dan gerakan ini direkam sebagai suatu spirogram,

yang dikalibrasikan terhadap besar perubahan volume. Pena merekam inspirasi sebagai defleksi

ke atas dan ekspirasi sebagai defleksi ke bawah. 4

Spirometer menggunakan prinsip salah satu hukum dalam fisika yaitu hukum

Archimedes. Hal ini tercermin  pada saat spirometer  ditiup, ketika itu tabung yang berisi udara

akan naik turun karena adanya gaya dorong ke atas akibat adanya tekanan dari udara yang masuk

ke spirometer. Spirometer juga menggunakan hukum newton yang diterapkan dalam sebuah

katrol . Katrol ini dihubungkan kepada sebuah bandul yang dapat bergerak naik turun. Bandul ini

kemudian dihubungkan lagi dengan alat pencatat yang bergerak diatas silinder berputar.5

Jenis spirometer sendiri ada yang sederhana yang berupa drum yang diisi air serta drum

lain yang mengambang di atas air, juga spirometer digital yang lebih canggih yang hasilnya

dicatat dan dikeluarkan langsung dari spirometer. Dari segi ketelitian pencatatan spirometer

digital memiliki keakuratan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan spirometer sederhana.

Gambar 2. Autospirometer

Ada beberapa hal yang mempengaruhi kapasitas fungsi paru, hal ini akan sangat penting

diperhatikan ketika melakukan percobaan karena faktor-faktor yang ada akan mempengaruhi

hasil dari percobaan.

1) Jenis kelamin: Kapasitas  vital rata-rata  pria dewasa muda lebih  kurang  4,6 liter dan

perempuan muda kurang lebih 3,1 liter. Volume paru pria dan wanita berbeda di mana

kapasitas paru total pria 6,0 liter dan wanita 4,2 liter.

2) Posisi tubuh: Nilai kapasitas fungsi paru lebih rendah pada posisi tidur dibandingkan posisi

berdiri. Pada posisi tegak, ventilasi persatuan volume paru di bagian basis paru lebih besar

dibandingkan bagian apeks, sehingga perbedaan tekanan intrapulmonal-inrapleura di bagian

basis lebih kecil dan jaringan paru kurang teregang. Keadaan tersebut menyebabkan

persentase volume paru maksimal posisi berdiri lebih besar nilainya.

3) Kekuatan otot-otot pernapasan: Pengukuran kapasitas fungsi paru bermanfaat dalam

memberikan informasi mengenai kekuatan otot-otot pernapasan.

4) Ukuran dan bentuk anatomi tubuh: Obesitas meningkatkan resiko penurunan

kapasitas residu ekspirasi dan volume cadangan ekspirasi dengan  semakin  beratnya tubuh. 

Pada pasien obesitas, volume cadangan ekspirasi  lebih kecil daripada kapasitas vital

sehingga dapat mengakibatkan sumbatan saluran napas.

5) Proses penuaan atau bertambahnya umur: Umur meningkatkan resiko mortalitas dan

morbiditas. Selain itu juga dapat terjadi penurunan volume paru statis, arus

puncak ekspirasi maksimal, daya regang paru, dan tekanan  O2 paru. Aktivitas refleks

saluran napas berkurang pada orang yang lanjut usia, akibatnya kemampuan daya pembersih

saluran napas juga berkurang. Insiden tertinggi gangguan pernapasan biasanya pada usia

dewasa muda. Pada wanita frekuensi mencapai maksimal pada usia 40-50 tahun, sedangkan

pada pria frekuensi terus meningkat sampai sekurang-kurangnya mencapai usia 60 tahun.

6) Daya pengembangan paru (compliance): Peningkatan volume dalam paru menghasilkan

tekanan positif, sedangkan penurunan volume dalam paru menimbulan tekanan negative.

Perbandingan antara perubahan volume paru denga satua perubahan tekanan saluran udara

menggambarkan compliance jaringan paru dan dinding dada.

 7) Masa kerja dan riwayat pekerjaan: Semakin lama tenaga kerja bekerja pada lingkungan yang

menyebabkan gangguan kesehatan, maka penurunan fungsi paru padaorang tersebut akan

bertambah dari waktu ke waktu.

8) Riwayat penyakit paru:  Banyak para pekerja yang terkena gangguan pernapasan bukan

karena keturunan, melainkan akibat tertular oleh kuman atau basilnya. Biasanya kuman

tersebut berasal dari lingkungan rumah, pasar, terminal, stasiun, lingkungan kerja,ataupun

tempat-tempat umum lainnya.

9) Olahraga rutin:  Kebiasaan olah raga akan meningkatkan denyut jantung, fungsi paru, dan

metabolisme saat istirahat.

10) Kebiasaan merokok: Tembakau merupakan penyebab penyakit gangguan fungsi paru-paru

yang bersifat kronis dan obstruktif, yang pada akhirnya dapat menurunkan daya tahan tubuh

Gambar 3. Spirometer sederhana

Pembahasan

Data identitas orang percobaan

Orang Percobaan : Theresia Indriani

Umur : 18 Tahun

Jenis Kelamin : Perempuan

Tinggi Badan : 157 cm

Berat Badan : 52 kg

Pada hasil percobaan yang telah dilakukan sebelumnya telah didapatkan data TV, EC,

dan VC. Data-data ini dapat digunakan untuk menghitung volume udara lain yaitu IRV, ERV,

IC, FRC dan TLC dengan rumus yang ada.

Hasil Percobaan:

Tidal Volume (TV) = 250 ml

Expiratory Reserve Capacity(ERC) = 1000 ml

Vital Capacity (VC) = 2800 ml

Expiratory Reserve Volume (ERV) = ERC – TV

1000-250 =750 ml

Inspiratory Reserve Capacity (IRV) = VC – ERC

2800-1000 =1800 ml

Inspiratory Capacity (IC) = IRV + TV

1800 + 250 = 2050 ml

Fungtional Residu Volume (FRC) = ERV + RV

750 + 1200 = 1950 ml

Total Lung Capacity (TLC) = VC + RV

2800 + 1200 = 4000 ml

Grafik volume respirasi hasil percobaan menggunakan spirometer sederhana

Keterangan :

TV = 250 mL

RV = 1200 mL

IC = 2050 mL

EC = 1000 mL

ERV = 750 mL

IRV = 1800 mL

VC = 2800 mL

FRC = 1950 mL

TLC = 4000 mL

Hasil percobaan autospirometer

THERESIA INDRIANI

Pada akhir percobaan didapatkan dua data yang berbeda antara spirometer biasa dan

spirometer digital. Hal ini dapat disebabkan oleh karena faktor subjektif maupun objektif. Faktor

subyektif yaitu dimana OP melakukan inspirasi dan ekspirasi dengan kekuatan yang mungkin

sedikit berbeda pada saat dilakukan di spirometer sederhana dan di spirometer digital sehingga

hasil yang didapatkan berbeda. Faktor objektif yaitu faktor kesalahan pada alat, misalnya saja

pada spirometer sederhana, beban penyeimbang terdapat pergeseran, hal ini dapat

menghilangkan keakuratan daripada data.

Pada percobaan menggunakan spirometer digital juga didapatkan bahwa OP mengalami

gangguan obstruktif. Hal ini mungkin disebabkan oleh volume pernapasan OP yang tergolong

rendah. Gangguan pada ventilasi paru-paru ada dua jenis, yaitu gangguan restriktif dan

obstruktif.6

Gangguan restriktif paru adalah suatu keadaan abnormal yang menyebabkan penurunan

kapasitas paru total dan kapasitas vital paru. Keadaan ini mencakup kesulitan dalam fase

inspirasi dari sistem pernapasan. Gangguan restriktif disebabkan oleh menurunnya kemampuan

paru untuk mengembang atau penurunan kompliance paru. Penyakit paru obstruktif mencakup

setiap proses yang menghalangi aliran udara saat ekspirasi. Pada keadaan ini terjadi penyempitan

atau penyumbatan saluran napas sehingga tahanan jalan napas meningkat yang mengakibatkan

seseorang lebih susah mengosongkan paru dari pada mengisinya. Perubahan patofisiologi ini

mengubah kemampuan paru-paru untuk mendorong udara keluar dari paru-paru, yang

mengakibatkan perubahan baik dalam dalam ukuran volume paru statis maupun dinamis.

Volume dan kapasitas paru setiap orang berbeda tergantung umur, jenis kelamin, berat

badan, tinggi badan dan faktor lainnya. Semakin berumur, volume dan kapasitas paru biasanya

akan berkurang. Pada laki-laki, volume dan kapasitas parunya lebih besar dibandingkan dengan

wanita. Selain itu, orang yang lebih kurus mempunyai volume dan kapasitas paru yang

lebihbesar dibandingkan dengan orang gemuk.

Kesimpulan

Dapat disimpulkan bahwa , volume dan kapasitas udara paru dapat diukur dengan

mengunakan alat spirometer. Dengan menggunakan alat spirometer yang sederhana volume

udara paru yang diukur sangat terbatas yaitu hanya dapat mengukur volume TV (Tidal Volume) ,

EC (Expiratory Volume) dan VC (Vital Capacity) sedangkan volume udara lain harus dihitung

dengan menggunakan rumus yang ada. Lain halnya dengan menggunakan spirometer digital,

semua data volume udara paru dapat langsung diketahui dengan melakukan percobaan pada alat

spirometer, hasilnya juga lebih akurat dibandingkan dengan menggunakan alat spirometer

sederhana. Selain itu dengan menggunakan spirometer digital juga dapat diketahui apakah

terdapat gangguan ventilasi paru-paru pada orang percobaan atau tidak.

Daftar Pustaka

1. Sloane E. Anatomi dan fisiologi untuk pemula. Jakarta: EGC, 2004.

2. Sherwood L. Fisiologi manusia dari sel ke sistem. Ed 6. Jakarta: EGC; 2011.h.517.

3. Guyton, Hall. Buku saku fisiologi kedokteran. Eds.11. Jakarta: EGC; 2007. h. 293-4, 296-7.

4. Davey P. At a glance medicine. Jakarta: Erlangga; 2002.h.84.

5. Gabriel JF. Fisika kedokteran. Jakarta: EGC; 2004. h.63-4.

6. Djojodibroto RD. Respirologi(respiratory medicine). Jakarta: EGC,2009.h.7-10.