Perkembangan Sirkuit 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 penghantaran anestesi ini sangatlah

penting. Berdasarkan fakta dari data American Society of Anesthesiologists (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.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 masing-masing mempunyai efisiensi, kenyamanan dan kerumitan

sendirisendiri.3,4

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 Anestesi 5

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

Gambar 1. Insuflasi agen anestesi di wajah pasien anak selama induksi

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

(drapping) kepala dan leher, dapat berbahaya. Insuflasi O2 dan udara di wajah pasien pada

laju aliran tinggi (>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

Gambar 2. Insuflasi O2 dan udara di bawah tirai kepala (drapping)

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 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

Gambar 3. Masker Schimmelbusch

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.

Gambar 4. Diagram skema rangkaian anestesi draw-over

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).

Gambar 5. Unit Vaporizer EMO dengan IOB

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 untuk bantuan ventilasi manual.9 Sedangkan peralatan Triservice

merupakan sistem draw over yang dibuat oleh tentara Inggris untuk digunakan pada saat

perang (Gambar 6).10

Gambar 6. Peralatan Triservice

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 relatif 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

Gambar 7. Komponen Rangkaian Mapleson

Gambar 8. Katup APL

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 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 sebaiknya ditampung 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 berada dalam posisi tertutup, sementara gas segar terus mengalir ke

dalam sirkuit.4,11,12

Gambar 9. Fase peningkatan compliance dan elastisitas reservoir bag.

Tabel 2. Klasifikasi Mapleson

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. 4,14

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 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). 4,14

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. 4,14

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. 4,14

Gambar 10. Mapleson A

Gambar 11. Sistem Lack

Gambar 12. Mapleson B

Gambar 13. Mapleson C

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. 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. 4,14

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). 4,14

Gambar 14. Sistem Mapleson D

Gambar 15. Sistem Bain

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). 4,14

Gambar 16. Sistem Mapleson E

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 anestesi 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. 4,14

Gambar 17. Sistem Mapleson F (Jackson-Rees)

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 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 selaput lendir. 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 sama dengan 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

Gambar 18. Carbon dioksida absorbers

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.

Gambar 19. Sebuah katup searah

Inhalasi membuka katup inspirasi, memungkinkan pasien untuk 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 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).

Gambar 20. Sebuah sistem lingkar

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

inspirasi jika kebocoran rangkaian berkembang. Namun katup searah tidak 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 (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 Ypiece 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.

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

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

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 – 90

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