Pengaruh Terapi Oksigen Menggunakan Non-Rebreathing Mask Terhadap Tekanan Parsial CO2 Darah pada Pasien Cedera Kepala Sedang

Hendrizal, Syaiful Saanin, Hafni Bactiar

Abstrak

Pendahuluan
Tekanan parsial CO2 sangat berpengaruh terhadap aliran darah otak (ADO) dan tekanan intra kanial. Latar belakang penelitian ini adalah bahwa dalam teori tekanan gas campuran John Dalton dinyatakan bahwa jika salah satu tekanan gas dalam campuran gas bertambah maka tekanan parsial gas lain akan menurun. Penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah peningkatan konsentrasi oksigen dalam Non-Rebreathing Mask (NRM) akan menurunkan tekanan parsial CO2, sehingga dapat digunakan untuk menurunkan PaCO2 sambil memperthankan PaO2 yang tinggi untuk menurunkan TIK (Tekanan Intra Kranial) pada pasien cedera kepala.
Metode
Peneltian ini merupakan penelitian Clinical Trial dengan rancangan penelitian one shoot pretest and postest pada pasien cedera kepala sedang dengan GCS 9-13 yang dilakukan terapi konservatif di RS Dr. M. Djamil Padang. Pada pasien dinilai tekanan parsial CO2 darah sebelum dan setelah 6 jam terapi oksigen menggunakan NRM. Jumlah sampel sebanyak 16 pasien yang memenuhi kriteria inklusi.
Hasil
Dari hasil penelitian didapatkan perbedaan bermakna tekanan parsial CO2 darah sebelum dan setelah terapi oksigen menggunakan NRM (P<0.05). Terjadi penurunan tekanan parsial CO2 darah setelah terapi oksigen mengunakan NRM dari 39,00 ± 3,7 menjadi 432,06 ± 6,35.
Kesimpulan
Terapi oksigen menggunakan NRM dapat menurunkan tekanan parsial CO2 darah sehingga dapat digunakan untuk menurunkan tekanan intra kranial pada pasien cidera kepala sedang.

Kata kunci
Non-rebreathing Mask, tekanan parsial CO2 darah


Effect of Non-Rebreathing Mask Oxygen Teraphy To Blood CO2 Partial Presure in Mild Head Injury Patient

Hendrizal, Syaiful Saanin, Hafni Bactiar

Abstract

Introduction
The partial pressure of CO2 is very influential on cerebral blood flow (CBF) and intra kanial pressure. The background of this research is that the pressure of the gas mixture in the theory of John Dalton stated that if one of the gas pressure in the gas mixture increases, the partial pressure of other gases will decline. This study aimed to determine whether the increase in oxygen concentration in the non-rebreathing mask (NRM) will decrease the partial pressure of CO2, so that it can be used to decrease PaCO2 while PaO2 still higher to protect brain from higher of ICT (intra-cranial pressure) state in patients with head injuries.
Method
This research is a Clinical Trial with one shoot pretest and posttest design in patients with moderate head injury with GCS 9-13 conducted conservative treatment at the hospital Dr. M. Djamil Padang. In patients assessed blood CO2 partial pressure before and after 6 hours of oxygen therapy using the NRM. Total sample of 16 patients who met the incluton criteria.
Result
The result showed significant differences in blood CO2 partial pressure before and after oxygen therapy using the NRM (P <0.05). There was a decrease of blood CO2 partial pressure after oxygen therapy using NRM from 32.06 ± 6.35 to 39.00 ± 3.74.
Conclusion
Oxygen therapy using NRM can decrease blood CO2 partial pressure that can be used to reduce the intra-cranial pressure in patients with moderate head injury.

Keyword
Non-rebreathing Mask, blood CO2 partial pressure


1. PENDAHULUAN
Insiden cedera kepala dari tahun ketahun makin meningkat seiring dengan meningkatnya mobilisasi penduduk. Di Amerika Serikat, sekitar 500.000 kasus pertahun pasien yang masuk ke rumah sakit adalah penderita cedera kepala dan 17.500 diantarnya meninggal pertahun1. Di Indonesia sendiri belum ada data lengkap, dari data rekam medik di RSUPN Dr. Cipto Mangunkusumo Jakarta tahun 1998 tercatat penderita cedera kepala sebanyak 1091 orang dengan cedera kepala berat 137 orang. Di RS A "Jaury" Ujung Pandang pada tahun 1997, tercatat dari 6128 penderita yang dirawat, 322 diantaranya adalah penderita cedera kepala.1,2

Cedera kepala menempati peringkat tertinggi penderita yang dirawat di Bagian Bedah Saraf RS M. Djamil Padang. Data Bagian Bedah Saraf tahun 2000 tercatat 534 penderita cedera kepala yang dirawat dengan angka kematian mencapai lebih 10% dan tahun 2011 sebanyak 502 orang. Tingginya angka kesakitan dan kematian akibat cedera kepala menjadikan tantangan bagi spesialis Bedah Saraf untuk menurunkannya. Untuk tujuan tersebut diperlukan suatu penanganan yang komprehensif baik yang mencakup diagnosa, terapi dan prognosis.2,3.

Pengelolaan cedera kepala yang baik harus dimulai dari tempat kejadian, selama transportasi, di instalasi gawat darurat, hingga dilakukannya terapi definitif. Pengelolaan yang benar dan tepat akan mempengaruhi outcome pasien. Tujuan utama pengelolaan cedera kepala adalah mengoptimalkan pemulihan dari cedera kepala primer dan mencegah cedera kepala sekunder yang disebabkan oleh iskemik otak. Proteksi otak adalah serangkaian tindakan yang dilakukan untuk mencegah atau mengurangi kerusakan sel-sel otak yang diakibatkan oleh keadaan iskemia.1,2,3,5,6

Pengenalan asam basa sangat penting untuk pengelolaan pasien bedah saraf, terutama pasien bedah saraf yang menjalani perawatan intensif. Sebagai contoh pasien cedera kepala sedang, pada pasien ini dapat terjadi asidosis jaringan otak yang dapat menyebabkan terjadinya edema serebral karena terhalangnya tranpor Na+ dan H+serta Cl- dan HCO3-. Faktor yang mempengaruhi regulasi asam basa jaringan otak adalah kadar CO2, sistem buffer, serta penambahan asam metabolit oleh metabolisme tubuh.7,8,9,10,11,12

Dari berbagai kepustakaan, didapatkan bahwa angka kejadian dari perubahan PaO2 dan PaCO2 pada cedera kepala berat sangatlah bervariasi, nilainya berkisar antara 30 hingga 84%, angka kematian yang diakibatkan oleh perubahan tekanan gas tersebut adalah berkisar antara 16-30%, dan 10 – 20% diantaranya melalui mekanisme vasodilatasi dan peningkatan laju aliran darah ke otak.2 Perubahan PaCO2 pada penderita cedera kranioserebral berat sangatlah bervariasi. Namun semua kepustakaan sepakat, bahwa PaCO2 arteri harus dijaga dalam ambang batas normal. Apabila PaCO2 meningkat, akan terjadi vasodilatasi pembuluh darah otak yang menyebabkan peningkatan laju aliran darah ke otak, dan akhirnya akan terjadi peningkatkan tekanan intrakranial. Peningkatan tekanan intrakranial ini dengan berbagai implikasinya merupakan faktor yang harus dicegah dikarenakan akan memperburuk hasil keluaran yang ada. Sementara itu, apabila kadar PaCO2 arteri turun terlalu rendah, melalui mekanisme vasokonstriksi akan menyebabkan spasme pada pembuluh darah otak serta mengancam terjadinya iskemik8. Weiner mengemukakan bahwa penurunan 1 mmHg PaCO2 akan menurunkan laju aliran darah ke otak sebesar 2%. Beberapa peneliti memberi batasan angka kadar PaCO2 normal antara 35-45 mmHg (beberapa penulis menyebut angka 30 mmHg sebagai batas minimal bagi laju aliran darah ke otak yang adekuad) oleh  PaCO2 yang melebihi 45 mmHg sudah dapat meningkatkan tekanan intrakranial, karena terjadi peningkatan aliran darah ke otak sedangkan bila PaCO2 menurun hingga 26 mmHg  dan terus menurun hingga di bawah 25 mmHg, maka CBF(cerebral blood flow) akan turun di bawah angka kurang dari 17 mmHg/100 gr/menit (Currie memberikan angka suatu penurunan CBF di bawah 20 cc/100 gr/menit).1,8,9,10,11

Dari kepustakaan, didapatkan keterangan bahwa perubahan PaO2 arteri, tidak memiliki akibat sebesar perubahan PaCO2 , namun mereka pun sepakat untuk menjaga PaO2 tetap dalam ambang batas normal bahkan cenderung tinggi. Apabila PaO2 berada dalam kadar yang terlalu rendah, maka akan menimbulkan hipoksia yang dapat menyebabkan vasodilitasi pembuluh darah otak yang akan diikuti oleh peningkatan laju aliran darah ke otak, dan mengakibatkan terjadinya peningkatan tekanan intracranial. Apabila kadar PaO2 terlalu tinggi, akan terjadi vasokonstriksi pembuluh darah. Winer menyebutkan bahwa perubahan kadar PaO2 sebanyak 15% persen, hanya akan mengubah sedikit aliran darah ke otak.1,9,10,11

Pada pasien cedera kepala penting menjaga kadar PaO2 Dalam batas normal. Di beberapa kepustakaan disebutkan bahwa sebaiknya kita menjaga PaO2 minimal 100 mmHg, bahkan ada penulis yang memberikan nilai yang lebih tinggi, yaitu berkisar antara 140-160 mmHg. Pemberian oksigen bisa menggunakan nasal canul, oksigen mask atau dengan oksigen hiperbarik chamber.9,11

Salah satu cara tata laksana untuk mengendalikan peningkatan tekanan intrakranial adalah dilakukan suatu tindakan penurunan PaCO2, pada fase akut terjadinya trauma. Penurunan dilakukan hingga mencapai kadar PaCO2 sekitar 20-30 mmHg, yang dikenal sebagai tindakan hiperventilasi. Penurunan PaCO2 ini akan menyebabkan vasokonstriksi pembuluh darah otak dan kondisi ini  secara langsung  akan menyebabkan penurunan laju aliran darah ke otak; dengan akibat (secara tidak langsung) akan menurunkan tekanan intrakranial.10,12
Latar belakang penelitian ini adalah bahwa dalam teori tekanan gas campuran Dalton mengatakan bahwa jika salah satu tekanan gas dalam campuran gas bertambah maka tekanan parsial gas lain akan menurun, sehingga penulis ingin mengetahui apakah peningkatan konsentrasi oksigen dalam Non-Rebreathing mask akan menurunkan tekanan parsial CO2, sehingga dapat digunakan untuk menurunkan PaCO2 sambil memperthankan PaO2 yang tinggi untuk menurunkan TIK (Tekanan Intra Kranial) pada pasien cedera kepala.
Pada pasien cedera kepala perlu menjaga kestabilan PaO2 dengan terapi oksigen dan mencegah terjadinya peningkatan PaCO2, diantaranya dengan menggunakan NRM (Non rebreathing Mask). Apakah terapi oksigen dengan NRM berpengaruh terhadap perubahan PaCO2.

2. METODE PENELITIAN
Peneltian ini merupakan penelitian Clinical Trial dengan rancangan penelitian one shoot pretest and postest. Penelitian dilakakukan di RS Dr. M. Djamil Padang, bertempat di IGD dan ruang HCU (High Care Unit) bedah. Populasi penelitian adalah semua pasien cedera kepala murni GCS 9-13 yang datang berobat ke IGD RS Dr. M. Djamil Padang.

Sampel penelitian adalah pasien cedera kepala Murni GCS 9-13. Pengambilan sampel menggunakan non-probability sampling dengan teknik consecutive sampling karena populasi penelitian tidak bisa dihitung (infinite). Pada penelitian eksperimental jumlah sampel 16 pasien .

3. HASIL PENELITIAN
Telah dilakukan penelitian Clinical Trial terhadap 16 pasien cedera kepala sedang yang masuk ke IGD RS Dr. M. Djamil Padang dari tanggal 15 November 2012 sampai 2 Januari 2013 yang memenuhi kriteria inklusi dan ekslusi. Berdasarkan karakteristik responden rata-rata umur pasien adalah 18 tahun dengan standar deviasi 14,81.

Tabel 5.1. Sebaran frekuensi pH darah sebelum terapi oksigen dengan NRM

Dari tabel 5.1 terlihat semua pH darah sebelum terapi oksigen menggunakan NRM dalam batas normal.

Tabel 5.1. Sebaran frekuensi pH darah setelah terapi oksigen dengan NRM

Dari table 5.1 di atas dapat dilihat bahwa pH darah setelah penggunaan terapi oksigen dengan NRM sebagian besar normal dengan persentase 75%.

Tabel 5.3 .Sebaran frekuensi pCO2 darah sebelum terapi Oksigen dengan NRM

Pada Table 5.2 tampak pCO2 darah sebelum penggunaan terapi oksigen menggunakan NRM semuanya dalam batas normal (100%).

Tabel 5.4 .Sebaran frekuensi pCO2 darah setelah terapi Oksigen dengan NRM

Dari table 5.2 terlihat bahwa setelah penggunaan terapi oksigen menggunakan NRM sebagian besar pCO2 menjadi rendah dengan persentase 81,25%.

Tabel 5.5 Perubahan pCO2 sebelum dan setelah terapi Oksigen menggunakan NRM

Bahwa berdasarkan tabel 5.3 terdapat penurunan pCO2 darah setelah terapi oksigen menggunakan NRM dari 32,06 ± 6,35 menjadi 39,00 ± 3,74.
Analisa statistic dengan Paired t test didapatkan hubungan bermakna pCO2 darah sebelum dan sesudah terapi oksigen menggunakan NRM dengan nilai signifikan (p < 0,05).

4. PEMBAHASAN
Dari hasil penelitian terhadap 16 sampel pasien cedera kepala sedang dari bulan Desember 2012 sampai Januari 2013 yang masuk IGD RS. M. Djamil Padang didapatkan nilai rata-rata pCO2 sebelum dan sesudah terapi oksigen menggunakan non-rebreathing mask masing-masing 32,06 ± 6,35 dan 39,00 ± 3,74. Nilai pH darah setelah pemberian terapi ini 75% berada pada nilai normal.

Dari hasil paired t test didapat hubungan bermakna pCO2 sebelum dan setelah terapi oksigen menggunakan NRM dan terjadi penurunan rata-rata nilai pCO2 setelah pemberian terapi oksigen. Dari hasil ini uji ini disimpulkan Hipotesis penelitian dapat diterima. Hasil penelitian ini sesuai dengan teori tekanan gas campuan menurut “John Dalton”, bahwa tingginya fraksi inspirasi O2 akan meningkatkan tekanan parsial gas tersebut yang dapat menurunkan tekanan parsial CO2 dalam NRM. Menurut “Guyton A”. tekanan parsial oksigen dalam alveoli adalah 104 mmHg(13,6%) dari tekanan total gas campuran, sedangkan karbondioksida 27 mmHg. Terapi oksigen mengunakan NRM dapat meningkatkan fraksi inspirasi oksigen lebih dari 90% sehingga pengaruh penggunaan NRM ini juga akan menurunkan tekanan parsial gas dalam alveoli. Tingginya pO2 dalam alveoli juga menimbulkan efek Halden dimana tekanan pasial oksigen yang tinggi akan meningkatkan pelepasan ikatan CO2 dengan haemoglobin dalam darah . Akibat lanjut adalah kecepatan difusi gas dari darah ke alveoli meningkat akibat perbedaan tekanan parsial karbondioksida lebih besar.

Dari gambaran pH darah dapat dilihat bahwa 75% berada pada batas normal setelah dilakukan terapi oksigen dengan NRM, sesuai dengan “Guyton A” bahwa penurunan pCO2 akan menurunkan pH darah, tetapi tubuh mempunyai system buffer yang akan mengatur pH dalam batas normal.

5. KESIMPULAN DAN SARAN
Kesimpulan.
1. Nilai pH darah setelah terapi oksigen menggunakan Non-rebreathing mask sebagian besar dalam batas normal.
2. Nilai pCO2 darah setelah terapi oksigen menggunakan Non-rebreathing mask sebagan besar dibawah normal.
3. Terjadi penurunaan pCO2 darah pada terapi oksigen menggunakan Non-rebreathing mask.
Saran
Non-rebreathing mask Dapat digunakan untuk menurunkan pCO2 darah antara 25 sampai 35 mmHg pada pasien cedera kepala sedang yang mengalami peningkatan tekanan intra kanial akibat cedera otak sekunder dengan melakukan pemantauan ketat analisa gas darah pada fase akut. Perlu monitoring analisa gas darah pada pasien cedera kepala yang menggunakan terapi oksigen menggunakan Non-rebreathing mask.

Kepustakaan

• Tisdal M, Tachtsidis I, Terence S,et. al: Increase in Cerebral Aerobic Metabolism by normobaric Hyperoxia after traumatic brain injury. J. Neurosurg.109.2008
• Arifin MZ. Korelasi Antara Kadar Oxygen Delivery dengan Length of Stay pada PasienCederaKepalaSedang.Pustaka UNPAD. 2008.
• Bullock MR, Povlishock JT (2007) Guidelines for the management of severe traumatic brain injury. J Neurotrauma 24(Suppl 1):S87–S90
• Raj K Narayan, Suzanne K, Closed Head Injury in Principles of Neurosurgery second edition, Elsevier Mossby, Edinburgh 2005
• Mark S. Greenberg; Handbook Of Neurosurgery Sixth Edition, ThiemeMedical Publisher, New York, 2006
• LiauL.M., M. Bergsneider, D.P. Becker, Pathology and Pathophysiologyof Head Injury, Youmans Neurological Surgery Fourth Edition VolumeIII, E Book’s Edition
• Sumantri U.F: Resiko Kematian padaPasien Cedera Kranioserebral Berat Ditinjau dari Aspek PaO2 dan PaCO2. Tesis. Perpustakaan UI. 2005
• Clausen T, Khaldi A, Zauner A, et al. Cerebral acid–base homeostasis after severe traumatic brain injury. J Neurosurg 2005; 103:597–607 LINK
• Kontos HA, Raper AJ, Patterson JL Jr. Analysis of Vasoactivity of Local pH, pCO2, and Bicarbonate on Pial Vessels. Stroke 1977;8:358–360.
• Stocchetti N, et al. Hyperventilation in Head Injury. Chest Journal. 127. 2005
• Myburg J.A. et. Al.Cerebrovascular Carbon Dioxide Reactivity in Sheep:Effect of Propofol or IsofluraneAnaesthesia. J AnaesthIntensive . 30. Care 2002
• Neumann J. O. et. al: The use of hyperventilation therapy after traumatic brain injury in Europe: an Analysis of the Brain IT Database. Intensive Care Med. 10.1007
• Roukoz B. Chamoun, Shankar P. et. al :Cerebral Metabolism in the Management of TBI Patients
• Zauner A., Muizelaar J. P: Brain Metabolism and Cerebral B lood flow. J. Head Injury. Chapman and Hall. London 1997.
• Guyton A.C : Texbook of Medical Physiology. 5ed. Phyladelfia. WB.Sounders, 1983. 69-71
• Rob Law, H.Bukwirwa: Physiology of Oxygen Deliver. Update in Anaesthesia, edition 10 (1999)
• Robertson C,:Every Breath You Take: Hyperventilation And Intracranial Pressure. Cleveland Clinic Journal Of Medicine.vol 71 •Cleveland Supplement. 2004
• Len T. K., Neary JP, Asmundson GJ,et. al :Cerebrovascular Reactivity Impairment After Sport-Induced Concussion. Med. Sci. Sports Exerc. Vol. 43. No. 12. 2011. pp. 2241–2248
• Schubert A. Brain Protection in Clinical Neuroanesthesia, Boston. Butterworth-Heinemann. 1997
• Hulst V RA, Hasan D, Lachmann B: Intracranial Pressure, Brain Pco2, Po2, And Ph During Hypo- And Hyperventilation At Constant Mean Airway Pressure In Pigs.Intensive Care Med. 2002 Jan;28(1):68-73. Epub 2001 Nov 23. Linkhttp://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed/11819003
• Toda N, Ayaki K, okamura T. Cerebral Blood Flow Regulation by Nitrc Oxide: Recent Advances. J. Pharmacological Revews.vol 61. 2009
• Alex B. Valadka, BianT, Andrews.Neurotrauma.Thieme Medical Publisher, 2005
• Ausina A, et all. Intracranial Presur and neuromonitoring in patient severe head Injury: Can Hyperventilation cause Brain Edema.
• Granacher, R. Traumatic Brain Injury Methods for clinical and forensic neuropsychiatricAsessment. CRC Press LLC.New York.2003.
• Reilly P . Bullock R. Pathophysiology and management of severe closed injury in: Head Injury. Chapman and Hall. London. 1997.
• Simon M, Andrew B, Mark CB. Intensive Care, 2nd ed, Elsevier Churchill Livingstone, 2006
• Lynelle N.B, Mechanical Ventilation and Intensive Respiratory Care, WB Saunders Company, 1995
• Dahlan M.S,. Statistika Untuk Kedokteran Dan Kesehatan. Pt Arkans. 2004
• John w. Earl rrt, bs. Delivery Of High Fio2. The Science Journal Of The American Association For Respiratory Care. Open Forum Abstracts. 2003. Download dari:http://www.rcjournal.com/abstracts/2003/?id=OF-03-257