SIRKUIT PERNAPASAN ANESTESI

Monica Handayani*, Donni Indra Kusuma **

ABSTRACT

For an anesthesiologist, an understanding of the functioning of anesthesia delivery systems is very

important. Based on the facts of the American Society of Anesthesiologists Data (ASA), Caplan found

that despite the demands of the patient against the errors of the anesthesia delivery systems are rare,

but when it happens it will be a big problem, which often result in death or permanent brain damage. 1,2 Anesthesia circuit, known as the respiratory system is a system that functions to deliver oxygen

and anesthetic gases from the anesthesia machine to a patient who was operated. Anesthesia circuit

is a pipe / tube that is an extension of the upper respiratory tract of patients. Rebreathing anesthesia

circuit and is classified as a non-rebreathing based on presence or absence of expiratory air is

inhaled again. This circuit is also classified as open, semi open, semi closed and closed based on the

presence or absence of (1) bag, (2) expiratory air we breathe again (rebreathing exhaled gas), (3)

components to absorb korbondioksia and expiratory (CO2 absorber) (4) one-way valve.

Keywords : Breathing Circuit, Mapelson, Anasthetic Machine

ABSTRAK

Bagi seorang ahli anestesi, pemahaman terhadap fungsi dari sistem penghantaran anestesi ini

sangatlah penting. Berdasarkan fakta dari data American Society of Anesthe siologists (ASA), Caplan

menemukan bahwa meskipun tuntutan dari pasien terhadap kesalahan dari sistem penghantaran

anestesi jarang terjadi, akan tetapi ketika itu terjadi maka akan menjadi suatu masalah yang besar,

yang sering mengakibatkan kematian atau kerusakan otak yang menetap. Sirkuit anestesi atau

dikenal dengan sistem pernafasan merupakan sistem yang berfungsi menghantarkan oksigen dan gas

anestesi dari mesin anestesi kepada pasien yang dioperasi. Sirkuit anestesi merupakan suatu

pipa/tabung yang merupakan perpanjangan dari saluran pernafasan atas pasien.

___________________________________________________________________________

* Coassistant Anestesi FK Untar 13 Mei 2013 - 2 Juni 2013

** Dokter Spesialis Anestesiologi BLUD RSUD Kota Semarang

1

Sirkuit anestesi diklasifikasikan sebagai rebreathing dan non-rebreathing berdasarkan ada tidaknya

udara ekspirasi yang dihirup kembali. Sirkuit ini juga diklasifikasikan sebagai open, semi open, semi

closed dan closed berdasarkan ada tidaknya (1) reservoir bag, (2) udara ekspirasi yang dihirup

kembali (rebreathing exhaled gas), (3) komponen untuk menyerap korbondioksia ekspirasi serta

(CO2 absorber) (4) katup satu arah.

Kata Kunci : sirkuit anestesi, Mapleson, mesin anestesi

PENDAHULUAN

Sistem penghantaran anestesi (Anesthesia Delivery System) telah bekembang mulai dari peralatan

yang sederhana hingga menjadi suatu sistem yang sangat kompleks yang terdiri dari mesin anestesi,

sirkuit anestesi, vaporizer, pembuangan gas serta monitor. Bagi seorang ahli anestesi, pemahaman

terhadap fungsi dari sistem penghantarananestesi ini sangatlah penting. Berdasarkan fakta dari data

American Society of Anesthesiologists (ASA), Caplan menemukan bahwa meskipuntuntutan dari

pasien terhadap kesalahan dari sistem penghantaran anestesi jarang terjadi, akan tetapi ketika itu

terjadi maka akan menjadi suatu masalah yang besar, yang sering mengakibatkan kematian atau

kerusakan otak yang menetap.1,2

Sirkuit anestesi atau dikenal dengan sistem pernafasan merupakan sistem yang berfungsi

menghantarkan oksigen dan gas anestesi dari mesin anestesi kepada pasien yang dioperasi. Sirkuit

anestesi merupakan suatu pipa/tabung yang merupakan perpanjangan dari saluran pernafasan atas

pasien. Komponen sirkuit anestesi pada saat sekarang ini terdiri dari kantong udara, pipa yang

berlekuk-lekuk, celah untuk aliran udara segar, katup pengatur tekanan dan penghubung pada pasien.

Aliran gas dari sumber gas berupa campuran oksigen dan zat anestesi akan mengalir melalui

vaporizer dan bersama zat anestesi cair tersebut keluar menuju sirkuit. Campuran oksigen dan zat

anestesi yang berupa gas atau uap ini disebut sebagai fresh gas flow (FGF) (aliran gas segar). Sistem

pernafasan atau sirkuit anestesi ini dirancang untuk mempertahankan tersedianya oksigen yang

cukup di dalam paru sehingga mampu dihantarkan darah kepada jaringan dan selanjutnya mampu

mengangkut karbondioksida dari tubuh. Sistem pernafasan ini harus dapat menjamin pasien mampu

bernafas dengan nyaman, tanpa adanya peningkatan usaha bernafas, tidak menambah ruang rugi

(dead space) fisiologis serta dapat menghantarkan gas / agen anestesi secara lancar pada sistem

pernafasan pasien. Sampai saat ini berbagai teknik dan modifikasi sirkuit anestesi telah

dikembangkan dan masingmasing mempunyai efisiensi, kenyamanan dan kerumitan sendiri sendiri. 3,4

2

Sirkuit anestesi diklasifikasikan sebagai rebreathing dan non-rebreathing berdasarkan ada tidaknya

udara ekspirasi yang dihirup kembali. Sirkuit ini juga diklasifikasikan sebagai open, semi open, semi

closed dan closed berdasarkan ada tidaknya (1) reservoir bag, (2) udara ekspirasi yang dihirup

kembali (rebreathing exhaled gas), (3) komponen untuk menyerap korbondioksia ekspirasi (CO2

absorber) serta (4) katup satu arah (Tabel 1). Meskipun dengan pengklasifikasian tersebut kadang

menyebabkan kebingungan dibandingkan pemahaman. 4,5

Tabel 1. Klasifikasi sirkuit Anastesi

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

SISTEM INSUFLASI

Istilah insuflasi menunjukkan peniupan gas anestesi di wajah pasien. Meskipun insuflasi

dikategorikan sebagai breathing system, mungkin istilah ini lebih baik bila dianggap sebagai suatu

teknik anestesi tanpa hubungan langsung antara sebuah rangkaian alat pernafasan dengan pasien.

Karena anak-anak sering menolak penempatan masker wajah atau melalui intravena, insuflasi

berguna sekali untuk induksi pasien anak-anak dengan anestesi inhalasi (gambar 1). Hal ini berguna

untuk situasi yang lain.4

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

Pada pembedahan ophtalmic (mata) dengan anestesi lokal, akumulasi CO2 di bawah kain (drapping)

kepala dan leher, dapat berbahaya. Insuflasi O2 dan udara di wajah pasien pada laju aliran tinggi

3

(>10 L/menit) dapat menghindari masalah ini (gambar 2). Karena insuflasi menghindari kontak

langsung dengan pasien, maka hembusan gas rebreathing tidak akan terjadi jika alirannya cukup

tinggi. Pada teknik ini ventilasi tidak dapat dikontrol sehingga gas yang masuk mengandung

sejumlah udara atmosfer yang tidak dapat diprediksi.4

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

SISTEM OPEN-DROP

Meskipun anestesi tetes terbuka (open drop) tidak digunakan lagi dalam kedokteran modern, tapi ada

makna bersejarah yang akan dijelaskan di sini. Penggunaan sistem open drop diawali oleh Simpson

yang pertama kali menggunakan kloroform pada tahun 1847 dengan cara sederhana yaitu dengan

menyiramkan zat ini pada sebuah sapu tangan dan diletakkan menutupi mulut dan hidung penderita

sehingga ia dapat menghirup uapnya.6 Kemudian Schimmelbusch (1860-1895), seorang ahli bedah di

Berlin menggunakan masker yang dapat dipakai untuk memberikan kloroform, etil klorida atau dietil

eter.7 Masker Schimmelbusch berupa masker rangka besi dengan cekungan untuk mengumpulkan

agen anestesi yang berlebihan dan dilengkapi rangka kawat yang dapat dilepas untuk menahan kain

penutup (gambar 3).8 Pada teknik ini sejumlah zat anestesi inhalasi diteteskan melalui masker yang

dipasang pada wajah penderita diatas mulut dan hidung. Zat anestesi yang mudah menguap, seperti

ether atau halothane menetes di atas kain tipis yang menutupi wajah (masker Schimmebusch),

digunakan pada wajah pasien. Zat anestesi diteteskan secara perlahan-lahan di atas masker kemudian

dialirkan oksigen yang cukup dibawahnya sehingga didapatkan sirkulasi udara yang baik di bawah

masker. Ketika proses inspirasi, udara melewati kain, menguapkan agen cair dan membawa zat

anestesi dalam konsentrasi tinggi pada pasien. Penguapan menurunkan temperatur masker,

mengakibatkan kondensasi uap air dan pengembunan serta penurunan tekanan uap anestesi (tekanan

uap sebanding dengan suhu). Turunan dari anestesi open-drop modern adalah menggunakan

4

vaporizer draw-over yang tergantung pada usaha nafas pasien untuk mengambil udara ruangan

melalui ruang vaporizer.4

SISTEM DRAW-OVER

Alat draw-over merupakan rangkaian nonbreathing yang menggunakan udara sekitar sebagai

pengangkut gas, walaupun suplemen O2 dapat digunakan jika tersedia. Walaupun alat ini sederhana,

tetapi konsentrasi udara dan oksigen yang masuk dapat diprediksi dan dikontrol. Alat ini dapat

dilengkapi dengan perlatan yang memungkinkan Intermitent Positive- Pressure Ventilation (IPPV)

dan pembuangan pasif, serta Continuous Positive Airway Pressure (CPAP) dan Positive End-

Expiratory Pressure (PEEP). 4

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

Pada sebagian besar dasar alat (gambar 4), udara diambil melalui alat penguap resistensi rendah saat

pasien inspirasi. Pasien bernafas spontan dengan udara ruang dan agen inhalasi, sering menimbulkan

saturasi oksigen (SpO2) <90%, sehingga dalam situasi ini diperlukan IPPV, suplemen oksigen, atau

keduanya. Fraksi inspirasi oksigen (FIO2) dapat ditambahkan dengan menggunakan reservoir tabung

terbuka sekitar 400 mL, yang melekat pada sebuah T-piece di sisi atas vaporizer. Kisaran tidal

volume dan laju pernafasan disebutkan bahwa laju aliran oksigen 1 L/menit memberikan FIO2 (30-

40%) atau dengan 4 L/menit memberikan FIO2 (60-80%).4 Beberapa sistem draw-over komersial

yang tersedia memiliki beberapa sifat, diantaranya mudah dibawa, kuat, resistensi rendah terhadap

aliran gas, dapat digunakan dengan beberapa agen, serta dapat mengontrol pengeluaran uap.

5

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

Keuntungan dari sistem draw-over adalah sederhana dan mudah dibawa. Meskipun begitu terdapat

beberapa kelemahan pada sistem ini. Tidak adanya reservoir bag, menyebabkan kedalaman tidal

volume tidak dapat dinilai selama ventilasi spontan. Adanya katup nonrebreathing, katup PEEP, dan

rangkaian saringan tertutup (filter-close) yang berada pada kepala pasien, menyebabkan kesulitan

pada pembedahan kepala dan leher serta pada kasus-kasus anak. Jika kepala ditutupi, maka katup

nonbreathing sering tertutup juga.4 EMO merupakan sistem anestesi draw over yang dirancang oleh

Epstein dan Machintosh di Oxford pada tahun 1952 (Gambar 5).

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

Ini merupakan peralatan anestesi inhalasi draw-over yang paling terkenal pada saat itu. Bagi

Angkatan perang India alat ini merupakan perlengkapan anestesi yang penting di tempat-tempat

terpencil dimana tentara bertugas. OIB (Oxford Inflating Bellow) merupakan alat yang digunakan

6

untuk bantuan ventilasi manual.9 Sedangkan peralatan Triservice merupakan sistem draw-over yang

dibuat oleh tentara Inggris untuk digunakanpada saat perang (Gambar 6).10

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4)

RANGKAIAN MAPLESON

Insuflasi dan sistem draw-over memiliki beberapa kelemahan diantaranya kurangnya kontrol

terhadap konsentrasi gas inspirasi dan kedalaman anestesi, ketidakmampuan untuk membantu atau

mengontrol ventilasi, tidak ada perlindungan terhadap udara panas ekspirasi atau kelembaban,

manajemen jalan nafas yang sulit selama pembedahan pada kepala dan leher, serta polusi ruang

operasi karena gas buang yang besar. Sistem Mapleson diperkenalkan di Inggris oleh Prof. WW

Mapleson tahun 1954. Sistem mapleson ini memecahkan beberapa masalah ini dengan

menambahkan komponen (pipa pernafasan, fresh gas inlets yaitu sisi tempat masuknya gas segar,

katup APL (Adjustable Pressure-Limitting) yaitu katup untuk menyesuaikan batas tekanan, dan

reservoir bag) dalam sirkuit pernafasan (Gambar 7). Lokasi dari komponen-komponen ini relative

menentukan kinerja sirkuit dan merupakan dasar dari klasifikasi Mapleson (tabel 2).4 Sirkuit

Mapleson cukup ringan, sederhana dan tidak memerlukan katup searah. Efisiensinya ditentukan oleh

gas segar yang dibutuhkan untuk mengeliminasi CO2. Karena tidak ada katup searah dan absorpsi

CO2 maka rebreathing dicegah dengan katup pengurang tekanan. Selama pernapasan spontan, udara

alveoli yang mengandung CO2 akan dikeluarkan melalui katup (APL). Bila aliran gas segar melebihi

ventilasi semenit alveoli sebelum inhalasi terjadi maka kelebihannya akan dibuang melalui katup

(Gambar 8).1,4,10, 11

7

(Dikutip dari daftar pustaka no. 10)

Komponen-komponen Rangkaian Mapleson

Tabung Pernafasan (Breathing Tubes)

Tabung pernafasan bergelombang terbuat dari karet (dapat digunakan lagi) atau plastik (sekali pakai)

menghubungkan komponen-komponen dari rangkaian Mapleson kepada pasien (gambar 7).

Diameter tabung yang besar (22 mm) menghasilkan jalur resistensi rendah dan reservoir yang

potensial untuk gas-gas anestesi). Untuk meminimalkan kebutuhan FGF, volume tabung pernafasan

pada sebagian besar rangkaian Mapleson harus setidaknya sama besar dengan volume tidal pasien.

Compliance tabung pernafasan menentukan compliance dari sirkuit. (Compliance didefinisikan

sebagai perubahan volume yang dihasilkan oleh perubahan tekanan). Tabung pernafasan panjang

dengan compliance tinggi meningkatkan perbedaan antara volume gas yang dikirim ke sirkuit oleh

reservoir bag atau ventilator, dengan volume sebenarnya yang dikirim ke pasien. Contohnya, jika

sebuah rangkaian pernafasan dengan compliance 8 mL gas/cm H2O adalah tekanan selama

pengiriman, tidal volume menjadi 20 cm H2O, 160 mL tidal volume akan hilang pada rangkaian. 160

mL menggambarkan kombinasi dari kompresi gas dan ekspansi tabung pernafasan. Ini merupakan

pertimbangan penting pada setiap sirkuti yang memberikan ventilasi tekanan positif melalui tabung

pernafasan (seperti sistem lingkar). 4,11,12

Fresh Gas Inlet

Gas (anestesi dengan oksigen atau udara) dari mesin anestesi secara terus menerus masuk ke sirkuit

melalui fresh gas inlet. Katup APL (Adjustable Pressure Limiting) Saat gas-gas anestesi memasuki

sirkuti pernafasan, tekanan akan meningkat jika aliran gas lebih besar daripada kombinasi jumlah gas

8

yang dihirup pasien dan sirkuit. Gas-gas yang keluar dari sirkuit melalui sebuah katup APL

mengontrol penambahan tekanan ini (Gambar 8). Gas-gas pengeluaran akan memasuki atmosfir

ruang operasi atau sebaiknyaditampung oleh sebuah saluran pembuangan. Semua katup-katup APL

memungkinkan variabel ambang tekanan untuk ventilasi. Katup APL harus sepenuhnya terbuka

selama ventilasi spontan, sehingga tekanan pada sirkuit yang tertinggal dapat diabaikan saat inspirasi

dan ekspirasi. Ventilasi bantuan dan kontrol memerlukan tekanan positif selama inspirasi untuk

mengembangkan paru. Penutupan sebagian dari katup APL membatasi gas keluar, memungkinkan

tekanan positif pada sirkuit selama kompresi reservoir bag.

Reservoir Bag (Breathing Bag)

Reservoir bag berfungsi sebagai penyimpan gas anestesi dan sebuah cara untuk menghasilkan

ventilasi tekanan positif. Komponen ini dirancang untuk meningkatkan compliancenya, ketika

volumenya meningkat. Tiga tahap yang jelas berbeda dari pengisian reservoir bag dapat dilihat

(gambar 9). Setelah reservoir bag untuk orang dewasa mencapai kapasitas 3 L (tahap I), tekanan

naik dengan cepat ke puncak (tahap II). Peningkatan volume lebih lanjut akan menyebabkan tekanan

berada pada posisi plateu atau sedikit menurun (tahap III). Efek ini membantu melindungi paru

pasien melawan tingginya tekanan udara ketika katup APL tanpa sengaja bearada dalam posisi

tertutup, sementara gas segar terus mengalir ke dalam sirkuit.4,11,12

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4,11,12)

9

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4, 13, 14)

Karakteristik Kinerja Rangkaian Mapleson

Rangkaian Mapleson ringan, murah dan sederhana. Efisiensi sirkuit pernafasan diukur dengan FGF

yang diperlukan untuk menghilangkan sebanyak mungkin CO2 rebreathing. Karena tidak ada katup

searah atau CO2 absorber pada sirkuit Mapleson, rebreathing dicegah dengan mengalirkan gas

melalui katup APL sebelum inspirasi. Biasanya terdapat beberapa rebreathing udara ekspirasi dalam

sirkuit Mapleson. Aliran yang melalui rangkaian mengatur jumlah udara rebreathing tersebut. Untuk

meminimalkan terjadinya rebreathing, diperlukan FGF yang tinggi. Selama ventilasi spontan, gas

alveolar yang mengandung CO2 akan dihembuskan ke dalam tabung pernafasan atau langsung

melalui sebuah katup APL yang terbuka. Sebelum inhalasi terjadi, jika FGF melebihi menit ventilasi

alveolar, masuknya FGF akan memaksa gas alveolar yang tersisa dalam tabung pernafasan untuk

keluar melalui katup APL. Jika volume tabung pernafasan sama dengan atau lebih besar dari tidal

volume pasien, inspirasi berikutnya hanya akan berisi gas segar. 4,13,14

Sistem Mapleson A

Sistem mapleson A atau dikenal sebagai sistem Magill merupakan susatu sistem yang populer

digunakan di Inggris (Gambar 10). Pada pernafasan spontan, selama ekspirasi, bagian pertama dari

gas ekspirasi berasal dari dead space anatomi dan tidak mengandung CO2. Gas tersebut berjalan

sepanjang tabung corrugated hingga reservoir bag, akan tetapi tidak memasukinya karena kapasitas

tabung corrugated melebihi volume tidal. Ketika reservoir bag diisi dan tekanan sirkuit meningkat,

katup ekspirasi (katup APL) akan terangkat. Pada keadaan ini gas yang akan keluar pada siklus

10

respirasi adalah gas alveoli yang mengandung CO2. Pada fase ekspirasi yang selanjutnya, FGF yang

memasuki reservoir bag selanjutnya akan mengalir melalui tabung corrugated dan mendorong gas

alveoli yang tersisa. Sistem ini baik dalam mengeluarkan gas alveoli. Pada sistem ini rebreathing

tidak terjadi hingga FGF turun di bawah 70 % dari minute volume. 4,14 Ketika digunakan untuk

ventilasi mekanik dengan kompresi manual dari reservoir bag, kemampuan dari sistem ini untuk

mengeluarkan gas alveoli dari sistem ini menjadi hilang, sehingga selama inspirasi FGF akan keluar

melalui katup APL. Pada keadaan ini sistem menjadi tidak efisisen dan diperlukan FGF 3 kali menit

volume untuk mencegah rebreathing. Sistem Lack merupakan coaxial dari sistem mapleson A

(Gambar 11). 4,13,14

Sistem Mapleson B dan C

Kedua sistem ini pada dasarnya adalah sama dan untuk mengurangi tingkat rebreathing pada tingkat

yang dapat diterima, diperlukan FGF sama atau dua kali menit volume diperlukan selama ventilasi

spontan ataupun terkontrol. Dari dua sirkuit ini, sistem mapleson C menjadi kurang efisien karena

tidak memiliki tabung yang berfungsi menjaga pemisahan gas alveoli dengan dead space dari gas

ekspirasi, dan seluruh volume ekspirasi akan bercampur dalam reservoir bag. Meski begitu,

merupakan sistem yang baik untuk ventilasi manual pasien sebelum intubasi. 4,13,14 Sistem Mapleson

B dan C kedua sistem ini pada dasarnya adalah sama dan untuk mengurangi tingkat rebreathing pada

tingkat yang dapat diterima, diperlukan FGF sama atau dua kali menit volume diperlukan selama

ventilasi spontan ataupun terkontrol. Dari dua sirkuit ini, sistem mapleson C menjadi kurang efisien

karena tidak memiliki tabung yang berfungsi menjaga pemisahan gas alveoli dengan dead space dari

gas ekspirasi, dan seluruh volume ekspirasi akan bercampur dalam reservoir bag. Meski begitu,

merupakan sistem yang baik untuk ventilasi manual pasien sebelum intubasi. 4,13,14

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4, 13, 14)

11

Sistem Mapleson D, E dan F

Sistem ini pada dasarnya merupakan sistem T-pieces. Sistem ini digunakan secara luas di Amerika

dibandingkan sistem mapleson A atau B. 13,14

Sistem T-pieces

Sistem T-pieces didefinisikan sebagai sirkuit nafas dimana FGF masuk diantara sisi pasien dan sisi

lubang ataupun katup ekspirasi. Definisi fungsional ini kadang membingungkan karena sistem ini

tidak harus memiliki suatu cabang terpisah untuk sisi ekspirasi. Karena sistem ini juga mencakup

sistem yang sepertinya tidak terlihat sebagai T-pieces. Sistem Mapleson D, E dan F berbeda hanya

pada akhir dari cabang ekspirasi dari T-pieces,dan kinerja dari tiga sistem ini adalah sama.4,13,14

Sistem Mapleson D

Sistem ini merupakan sistem T-piece yang memiliki cabang ekspirasi (tabung corrugated) dengan

reservoir bag dan katup APL pada bagian akhir tabungnya (Gambar 14). Selama ventilasi spontan

sistem ini bekerja serupa dengan mapleson E dan F, bahwa volume tidal adalah kurang dari volume

dari tabung corrugated ekspirasi. Jika volume tidal melebihi volume tabung corrugated ekspirasi,

campuran gas ekspirasi akan dihirup dari reservoir bag.4,14 Selama ventilasi kontrol sistem ini lebih

efisien dibandingkan dengan mapleson A, B, atau C. Efisiensi ini disebabkan pemisahan pipa FGF

dengan katup APL (yang terletak jauh dari pasien). Desain ini memungkinkan bahwa sebagian besar

gas yang dihirup selama inspirasi merupakan FGF. Sistem Bain merupakan coaxial dari sistem

mapleson D (Gambar 15). 4,13,14

(Dikutip dari daftar pustaka no. 4, 13, 14)

12

Sistem Mapleson E

Sistem Mapleson E merupakan T-pieces yang sederhana dengan akhir cabang ekspirasi yang terbuka

yang menggantikan reservoir bag. Sistem ini hanya untuk pernafasan spontan. Ukuran dan bentuk

dari tabung cabang ekspirasi adalah penting. Tabung ini harus memiliki diameter yang cukup untuk

menghasilkan resistensi yang rendah pada aliran gas, akan tetapi diameter yang terlalu besar akan

menghasilkan campuran antara gas ekspirasi dan FGF sehingga menyebabkan efisiensi yang

berkurang. Kapasitas tabung cabang ekspirasi harus melebihi volume tidal untuk menghindari

kemungkinan terhirupnya udara bebas. Kurangnya kapasitas tabung cabang ekspirasi dapat

dikompensasi dengan meningkatkan FGF (Gambar 16). 4,13,14

Sistem Mapleson F (Jackson-Rees)

Sistem ini berbeda dengan sistem mapleson D, dimana katup APL ekspirasi terletak pada ujung

distal reservoir bag yang terbuka yang dapat diatur oleh operator. Sistem ini umumnya digunakan

untuk mengatur ventilasi selama transport pasien dan pasien yang diintubasi. Sistem ini juga populer

digunakan pada anetesi anak karena memiliki dead space dan resistensi yang minimal. Kekurangan

sistem ini meliputi kebutuhan akan FGF yang tinggi untuk mencegah rebreathing, terjadinya tekanan

yang tinggi dan barotrauma jika katup ekspirasi tertutup serta kurangnya humidifikasi. 4,13,14

SISTEM LINGKAR / SISTEM CIRCLE

Meskipun rangkaian Mapleson mengatasi beberapa kelemahan dari insuflasi dan sistem draw-over,

tingginya FGF yang diperlukan untuk mencegah terjadinya rebreathing menyebabkan pemborosan

agen anestesi, polusi ruang operasi dan hilangnya panas pasien dan kelembaban. Upaya untuk

menghindari masalah ini, sistem lingkar menambahkan beberapa komponen ke dalam sirkuit

pernafasan.1,4,11,14

Komponen-komponen Sistem Lingkar

Carbon dioksida absorbent (Pengisap CO2)

Rebreathing gas alveolar memelihara panas dan kelembaban. CO2 pada gas yang dihembuskan harus

dihilangkan untuk mencegah hiperkapni. Secara kimiawi CO2 bergabung dengan air untuk

membentuk asam karbonat. CO2 absorbent (seperti sodalime atau baralime) mengandung garam

hidroksida yang mampu menetralkan asam karbonat. Produk akhir reaksi meliputi panas (termasuk

panas netralisasi), air dan kalsium karbonat. Sodalime adalah CO2 absorbent yang umum dan mampu

menyerap untuk 23 L CO2 per 100 g absorbent. Perubahan warna dari sebuah indikator pH oleh

13

peningkatan konsentrasi ion hidrogen memberi tanda terpakainya alat penyerap. Absorbent harus

diganti bila 50-70 % telah berubah warna. Meskipun butiran yang telah digunakan dapat kembali ke

warna aslinya jika diistirahatkan, tetapi pemulihan kapasitas CO2 absorbent yang terjadi tidak

signifikan. Ukuran butiran menunjukkan dengan daya serap permukaan yang tinggi dari butiran-

butiran kecil dan aliran gas dengan resistensi yang rendah dari butiran-butiran yang besar. Garam-

garam hidroksida mengiritasi kulit dan selaputlendir. Meningkatkan kekerasan sodalime dengan

menambahkan silika meminimalkan resiko menghirup debu natrium hidrokida. Karena kapur barium

hidroksida memasukkan air ke dalam struktur tersebut (air kristal), sehingga cukup keras tanpa

silika. Tambahan air ditambahkan untuk kedua absorbent selama pembungkusan untuk memberi

kondisi yang optimal untuk pembentukan asam karbonat. Sodalime komersial memiliki kandungan

air 14–19%. Butiran penyerap dapat menyerap dan kemudian melepaskan sejumlah volatile anestesi

(anestesi yang mudah menguap) secara signifikan. Alat ini dapat merespon untuk induksi yang

tertunda atau muncul. Sodalime yang lebih kering besar kemungkinan akan menyerap dan

mengurangi anestesi inhalasi. 1,4,11,14

Carbon dioksida absorbers

Butiran-butiran penyerap yang terkandung dalam satu atau dua tabung yang melekat antara kepala

dan alas lapisan. Bersama-sama, unit ini disebut absorbers (gambar 18). Meskipun besar, tabung

ganda memungkinkan penyerapan CO2 yang lebih lengkap, frekuensi perubahan absorbent lebih

sedikit/tidak banyak, dan resistensi aliran gas lebih rendah. Untuk memastikan penyerapan lengkap,

tidal volume pasien tidak boleh melebihi volume udara ruang antara butiran penyerap, yang kurang

lebih samadengan 50% dari kapasitas penyerap. Indikator pewarna dapat dipantau melalui dinding

transparan penyerap. Terpakainya penyerap biasanya pertama terjadi pada lokasi dimana gas

dihembuskan memasuki penyerap dan sepanjang dinding tabung yang halus. Absorbers generasi

yang lebih baru dapat digunakan hingga CO2 ditemukan dalam gas yang dihirup yang dapat diamati

pada monitor gas anestesi, yang menunjukkan saatnya tabung untuk diganti. 1,4,11,14

Undirectional Valves (Katup searah)

Katup searah, yang berfungsi sebagai katup pengecek, mengandung sebuah keramik atau piringan

(disk) mika yang diletakkan horizontal di atas sebuah tempat katup berbentuk cincin (gambar 19).

Selanjutnya aliran gas mendorong piringan ke atas, memungkinkan gas untuk mengalir melalui

sirkuit. Aliran balik mendorong piringan melawan tahanan, mencegah refluks. Kerusakan katup

biasanya disebabkan oleh piringan yang bengkok atau wadah yang tidak sesuai. Katup ekspirasi

menerima gas alveolar yang lembab. Inhalasi membuka katup inspirasi, memungkinkan pasien untuk

14

bernafas campuran dari gas segar dan gas yang dihembuskan yang sudah melalui penyerap CO2.

Secara bersamaan, katup ekspirasi menutup untuk mencegah rebreathing dari hembusan gas yang

masih mengandung CO2. Selanjutnya aliran gas dari pasien selama penghembusan (exhalation)

membuka. Katup searah tertutup secara relatif ke pasien untuk mencegah aliran balik ke cabang

inspirasi jika kebocoran rangkaian berkembang. Namun katup searah tidakkatup ekspirasi. Gas ini

keluar masuk (dikeluarkan) melalui katup APL atau rebreathing oleh pasien setelah melalui

penyerap. Penutupan katup inspirasi selama ekspirasi mencegah pengeluaran gas dari percampuran

dengan gas segar pada cabang inspirasi. Kerusakan katup searah memungkinkan terjadinya

rebreathing CO2, sehingga menyebabkan hiperkapni. 1,4,11,14

Optimalisasi desain sistem circle (sistem lingkar)

Meskipun komponen-komponen utama sistem lingkar (katup searah, inlet gas segar, katup APL,

penyerap CO2 dan sebuah reservoir bag) dapat ditempatkan dalam beberapa susunan, tetapi berikut

ini susunan yang lebih dianjurkan (Gambar 20) ditempatkan di Y-piece, karena menyebabkan

kesulitan untuk mengkonfirmasi kondisi dan fungsi yang tepat dari katup selama operasi. Inlet gas

segar / fresh gas inlet ditempatkan antara penyerap dan katup inspirasi. Posisinya di hilir (ujung) dari

katup inspirasi akan memungkinkan gas segar untuk memotong jalan pasien selama pengeluaran

nafas dan menjadi pemborosan (sia-sia). Gas segar yang ditempatkan antara katup ekspirasi dan

penyerap akan diencerkan oleh gas resirkulasi. Selanjutnya, anestesi inhalasi dapat diserap atau

dilepaskan oleh butiran sodalime, sehingga memperlambat induksi dan kemunculannya. Katup APL

harus ditempatkan tepat sebelum abesorber untuk memelihara kapasitas penyerapan dan untuk

mengurangi pengeluaran gas segar. Resistensi terhadap udara ekspirasi berkurang dangan

menempatkan reservoir bag di cabang komponen ekspirasi. Kompresi reservoir bag selama ventilasi

terkontrol akan mengeluarkan gas ekspirasi melalui katup APL, sehingga juga memelihara

absorbent.1,4,11,14

Karakteristik Kinerja Sistem Lingkar

Kebutuhan gas segar

Dengan adanya absorber, sistem lingkar dapat mencegah rebreathing CO2 pada FGF rendah atau

yang dianggap rendah (</= 1 L) atau bahkan FGF yang sama dengan pengambilan gas anestesi dan

oksigen dari pasien dan rangkaian itu sendiri (anestesi sistem). Pada aliran gas segar lebih dari 5

L/menit, rebreathing begitu minimal sehingga CO2 absorber biasanya tidak diperlukan. Dengan FGF

rendah, konsentrasi oksigen dan anestesi inhalasi bervariasi yang mencolok antara gas yang dihirup

15

(gas pada fresh gas inlet) dan gas inspirasi (gas pada inspiratory limb dari tabung pernafasan), yang

merupakan campuran gas segar dan gas yang dihembuskan yang telah melewati penyerap. Semakin

besar laju FGF, semakin sedikit waktu yang dibutuhkan untuk mengubah konsentrasi gas segar

anestesi, yang tercermin dalam sebuah perubahan konsentrasi gas inspirasi anestesi. Kecepatan aliran

induksi dan pemulihan yang lebih tinggi, dapat mengkompensasi kebocoran dalam sirkuit dan

mengurangi resiko campuran gas tak terduga. 1,4,11,14

Dead space

Bagian dari tidal volume yang tidak mengalami ventilasi alveolar disebut ruang kosong (dead space).

Setiap peningkatan dalam dead space harus disertai oleh peningkatan yang sesuai pada tidal volume

jika ventilasi alveolar tetap tidak berubah. Karena terdapatnya katup searah, perangkat dead space

dalam suatu sistem lingkar terbatas pada daerah distal titik percampuran gas inspirasi dan ekspirasi di

Y-piece. Tidak seperti rangkaian Mapleson, tabung nafas panjang tidak mempengaruhi dead space.

Seperti rangkaian Mapleson, panjang rangkaian mempengaruhi compliance dan dengan demikian

sejumlah volume tidal akan hilang ke rangkaian selama tekanan ventilasi positif. Sistem lingkar pada

anak mungkin memiliki suatu septum yang membagi gas inspirasi dan ekspirasi di Y-piece dan

tabung- tabung pernafasan dengan compliance rendah untuk mengurangi dead space, meskipun alat

ini jarang digunakan dalam praktek saat ini.

Resistensi

Katup searah dan absorber meningkatkan resistensi sistem lingkar, terutama pada laju respirasi yang

tinggi dan tidal volume yang besar. Meskipun demikian, bayi prematur dapat diventilasi dengan

sukses dengan menggunakan sistem lingkar.

Pemeliharaan kelembaban dan panas

Sistem penghantaran gas medis memberikan gas-gas yang tidak dilembabkan ke sirkuit anestesi pada

suhu kamar. Gas ekspirasi dipenuhi dengan uap air pada suhu tubuh. Oleh karena itu, panas dan

kelembaban gas inspirasi tergantung pada proporsi relatif dari gas rebreathing ke gas segar inspirasi.

Aliran yang tinggi akan disertai dengan kelembaban yang relatif rendah, sedangkan aliran yang

rendah memungkinkan saturasi air yang lebih besar. Butiran absorbent menghasilkan sumber panas

yang signifikan dan kelembaban di dalam sistem lingkar.

16

Kontaminasi bakteri

Resiko terdapatnya mikroorganisme pada komponen-komponen sistem lingkar secara teoritis dapat

mengakibatkan infeksi saluran pernafasan pada pasien yang menggunakan sirkuit ini berikutnya.

Karena alasan ini, penyaring bakteri kadang-kadang ditambahkan ke dalam tabung pernafasan

inspirasi atau ekspirasi atau di Y-piece.

Kekurangan sistem lingkar

Meskipun sebagian besar masalah rangkaian Mapleson terselesaikan oleh sistem lingkar, sistem ini

tetap memiliki kekurangan, seperti ukuran lebih besar dan kurang praktis dibawa, meningkatnya

kompleksitas, mengakibatkan resiko tinggi pemutusan atau malfungsi, meningkatkan resistensi, dan

kesulitan memprediksi konsentrasi gas inspirasi selama FGF rendah. 1,4,11,14

KESIMPULAN

Begitu banyaknya sistem sirkuit pernapasan yang kita kenal akan mempermudah kita dalam

melakukan anestesi pada indikasi operasi yang tepat. Akan tetapi harus diperhatikan penggunaan

pada tiap pasien, ditinjau dari kelebihan dan kekurangannya pada setiap kondisi. Kalibrasi dan

pengecekan sirkuit serta mesin anestesi harus dilakukan secara berkala agar tidak terjadi kelalaian

dalam penggunaannya karena akan berakibat fatal.

DAFTAR PUSTAKA

1. Brockwell RC, Andrews JJ. Inhaled Anesthetic Delivery Systems. In: Miller‟s Anesthesia.7th ed.

San Fransisco : Elsevier; 2010. Ebook

2. Eisenkraft JB, Longnecker DE, Brown DL, Newman MF, Zapol WM. Anesthesia Delivery

System. In: Anesthesiology. New York : McGraw-Hill; 2008: 767 – 820.

3. Bready LL, Mullin RM, Noorily SH. Anesthesia Breathing System. In: Decision Making in

Anesthesiology. 4th ed. Texas : Mosby Elsevier; 2007: 14-8.

4. Morgan GE, Mikhail MS, Murray MJ. Breathing System. In: Clinical Anesthesiology. 4th ed.

McGraw-Hill. New York: Lange Medical Books; 2006: 242-52.

5. Roth PA, Howley JE. Anesthesia Delivery Systems. In: Basic of Anesthesia. 5th ed.

Philadelphia: Elsevier; 2007: 185-205.

6. Michael AE, Ramsay, MD. Anesthesia and Pain Management at Baylor University Medical

Center. New York: BUMC Proceedings; 2000: 151- 65.

7. Atkinson RS, Rushman, GB, Lee, Alfred J. A Synopsis of Anaesthesia - Asian Economic ed.

Singapore: Elsevier; 1988: 4 – 12.

17

8. Col AK, Bhargava. Early Devices for Inhalation of Ether and Chloroform. Indian Journal

Anaesthesia, 2003; 47(3): 176 – 7.

9. Col AK, Bhargava. Anaesthetic Devices. Indian Journal Anaesthesia; 2003: 47(6); 437- 8

10. Aitkenhead AR, Rowbotham DJ, Smith G. Anaesthetic Apparatus. In: Textbook of Anesthesia.

4th ed. Philadelphia: Livingstone: 2002; 380 – 9.

11. Barrash Pg, Cullen BF, Stoelting RK. Delivery System for Inhaled Anesthetics. In: Clinical

Anesthesia. 5th ed. Yale: Lippincott Williams & Wilkins; 2006: 558-94.

12. Ward CS. Breathing Attachment and Their Components. In: Anaesthetic Equipment –Physical

Principles and Maintenance.2nd ed. Portsmouth: Baillier Tindall; 1985: 122 – 70.

13. Ward C, Moyle JT, Davey A. Breathing System and Their Components. In: Ward‟s Anaesthetic

Equipment. 4th ed. London: Saunders; 1992: 109 – 30.

14. White DC, Calkins J. Anesthetic Machine and Breathing System. In: General Anesthesia. 5th ed.

Philadelphia; Butlerworth International edition: 1989; 440 – 54.

18