Mekanika Ventilasi: Rasio I:E

MEKANIKA VENTILASI: RASIO I:E

Oleh: Mas Gunggung
(Instruktur Olah Napas Kebugaran TNI AL)


Di dalam salah satu Vital Signs (tanda-tanda kehidupan) yang disepakati medis ada yang disebut dengan Respiration Rate (RR) atau Laju Pernapasan.

Saya menjelaskan dengan cukup detail mengenai Vital Signs di group ini. Silahkan membaca untuk lebih jelasnya ketika saya menulis mengenai “Strategi Mengakses Syaraf Otonom”.

Salah satu aspek dari Respiration Rate (RR) yang ingin saya bahas adalah mengenai kaidah Mekanika Pernapasan. Kaidah ini digunakan oleh Ventilator atau alat bantu pernapasan sebagai alat bantu hidup bagi pasien-pasien dengan masalah berat.

Ventilasi adalah proses di mana Oksigen dan CO2 diangkut ke dan dari paru-paru.[6]

Setiap Ventilator dibekali alarm untuk menandai apakah nilai yang diharapkan berada pada dibawah batas minimal atau diatas batas minimal. Misalnya, jika nilai RR diatur sebanyak 10 kali per menit maka set alarm batas bawah adalah 8 kali per menit dan batas atas 12 kali per menit. Sehingga cepat mendeteksi terjadinya Hiperventilasi atau Hipoventilasi. Demikian juga dengan pengaturan lainnya.

Baiklah, kita masuk pada contoh perhitungan.

Cara sederhana untuk mendapatkan nilai Respiration Rate (RR) yakni:

60 / (I+E)

I = Inspirasi, yakni detik saat tarik napas
E = Ekspirasi, yakni detik saat buang napas

I+E itu disebut dengan “Total Cycle Time” atau TCT. Jadi nilai RR juga dapat diubah sedikit menjadi:

RR = 60 / TCT

Kalau ada orang bernapas dengan pola Tarik Napas 5 detik dan Buang Napas 5 detik maka kita dapat menghitung nilai RR sebagai berikut:

  1. Dapatkan dulu nilai Total Cycle Time (TCT)
    TCT = I+E = 5+5 = 10 detik
  2. Cari nilai RR
    RR = 60 / (I+E)
    RR = 60 / (5+5)
    RR = 6x per menit

Demikian juga, jika kita hanya mengetahui nilai RR saja misalnya sebesar 15 kali per menit maka kita dapat mengetahui jumlah tarik napas dan buang napas (Total Cycle Time) orang itu sebagai berikut:

TCT = 60 / RR
TCT = 60 / 15
TCT = 4 detik

Meski kita tahu berdasarkan nilai TCT bahwa orang itu bernapas selama 4 detik, namun kita kita tidak tahu berapa lama detik Tarik Napas dan detik Buang Napasnya. Yang kita tahu hanya total jumlah detiknya.

Disitulah nanti ada pengetahuan yang disebut dengan “I:E Ratio” atau “Rasio I:E”.

Rasio I:E didefinisikan sebagai perbandingan durasi detik tarik napas (T(i)) dan detik buang napas (T(e)). Ia didapat dengan rumus:

T(i) / T(i) : T(e) / T(i)

Misalnya, pada contoh diatas dimana seseorang bernapas dengan pola tarik napas 5 detik dan buang napas 5 detik maka nilai Rasio I:E menjadi sebagai berikut:

  1. Dapatkan nilai TCT
    TCT = I+E = 5+5 = 10 detik
  2. Dapatkan nilai RR
    RR = 60 / TCT = 60 / 10 = 6x per menit
  3. Cari Rasio I:E
    T(i) = 5 detik
    T(e) = 5 detik T(i) / T(i) : T(e) / T(i)
    5 / 5 : 5 / 5
    1:1

Nilai Rasio I:E adalah 1:1.

Pada contoh diatas dimana seseorang memiliki nilai RR adalah 15 kali per menit akan didapati nilai Total Cycle Time (TCT) sebesar 4 detik. Namun kita tidak tahu berapa lama detik tarik napas dan buang napasnya. Nah, untuk memudahkan mengetahui dapat dilakukan perhitungan sederhana menggunakan Rasio I:E yang ditentukan.

Misalnya, apabila Rasio I:E yang diinginkan adalah 1:3 itu artinya dari total 4 detik akan dibagi menjadi:

  • 1 detik tarik napas
  • 3 detik buang napas

Namun apabila Rasio I:E yang diinginkan adalah 1:1 itu artinya dari total 4 detik akan dibagi menjadi:

  • 2 detik tarik napas
  • 2 detik buang napas

Dokter yang mengatur Ventilator akan menyesuaikan Rasio I:E berdasarkan pertimbangan tertentu misalnya kondisi apa yang diinginkan terjadi pada pasien, riwayat sakit pasien, dan sebagainya.

Rasio I:E normal berada pada 1:2. Beberapa populasi dapat berada antara 1:3 hingga 1:4 untuk nilai rasionya.[5]

Saat tidur atau istirahat nilai Rasio I:E umumnya 1:2 atau normal. Sedangkan saat sedang mengerahkan tenaga Rasio I:E menjadi 1:1. Bahkan pada saat anestesi (pembiusan) umumnya menggunakan rasio 1:1.[6]

Mari kita lihat sedikit lebih detail.

Saya akan menggunakan data diatas yakni contoh RR = 15 kali per menit dan TCT = 4 detik.

a. RR = 15x per menit
b. TCT = 60 / RR = 60 / 15 = 4 detik
c. Rasio I:E

  • Diubah dari 1:3 menjadi 1:2
    1:3 => Tarik Napas 1 detik, Buang Napas 3 detik.
    1:2 => Tarik Napas 1.3 detik, Buang Napas 2.7 detik.
  • Diubah dari 1:3 menjadi 1:4
    1:3 => Tarik Napas 1 detik, Buang Napas 3 detik.
    1:4 => Tarik Napas 0.8 detik, Buang Napas 3.2 detik.

Anda bisa lihat kalau rasio diturunkan dari 1:3 (desimal: 0.33) menjadi 1:4 (desimal: 0.25) maka buang napas menjadi lebih panjang dibandingkan tarik napas. Sebaliknya, ketika rasio dinaikkan dari 1:3 (desimal: 0.33) menjadi 1:2 (desimal: 0.50) maka buang napas menjadi lebih pendek dibanding tarik napasnya.

Jadi, pada contoh kasus diatas, dengan laju pernapasan (RR) 15x per menit dan Total Cycle Time (TCT) 4 detik bisa didapat beragam macam Rasio I:E sesuai dengan kebutuhan.

Hasilnya, secara fisiologis akan menjadi sedemikian berbeda.

Saya ambil contoh pengaturan Rasio I:E pada penyakit Asma.

Mengacu pada data dari WHO, saat ini ada sekitar 300 juta orang yang menderita asma di seluruh dunia. Terdapat sekitar 250.000 kematian yang disebabkan oleh serangan asma setiap tahunnya, dengan jumlah terbanyak di negara dengan ekonomi rendah-sedang.[1,2]

Saat ini, asma termasuk dalam 14 besar penyakit yang menyebabkan disabilitas di seluruh dunia. Indonesia menempati urutan ke-20 dengan penderita Asma tertinggi di dunia.[1,2]

Berdasarkan data AstraZeneca pada 2017, Indonesia menempati posisi ke-5 di antara negara-negara Asia untuk tingkat kematian tertinggi akibat asma. Karena asma pula, 3.1β€”5.5 hari kerja/sekolah hilang per kapita setiap tahun akibat adanya korelasi antara polusi udara dan biaya penyakit pernapasan. Dari total populasi penderita Asma, artinya 1 dari 22 orang Indonesia mengidap Asma.[4]

Pada pasien-pasien yang memiliki masalah Asma (obstruktif), nilai RR umumnya di set antara 11-15 kali per menit[3]. Namun beberapa juga merekomendasikan RR pada 6-8 kali per menit.

Untuk Asma, teknis pengobatan melalui olah napas sebenarnya ‘relatif’ mudah yakni dengan melakukan teknik olah napas yang buang napasnya lebih lama dibandingkan tarik napasnya. Istilah medisnya “prolonged expiration”.[3]

Sederhananya, Rasio I:E rendah sehingga memaksa peningkatan durasi buang napas dibanding tarik napasnya.

Teknis olah napas yang melakukan “prolong expiratory time” ada banyak diantara adalah Merpati Putih (via napas keras atau napas kering), Buteyko, Nisshesha Rechaka pranayama. Semua substansinya sama yakni “prolonged expiratory”. Kalau Anda pakai teknik itu maka kecenderungan Asma Anda akan sembuh tanpa obat hanya melalui olah napas saja.

Itulah kenapa alasannya orang-orang penderita Asma yang berlatih olah napas seperti pada contoh diatas memiliki prosentase penyembuhan yang sangat tinggi.

Alasannya sederhana, yakni ketika penderita Asma ini melakukan latihan untuk mengubah pola napas yang memanjangkan buang napasnya dibandingkan tarik napasnya maka latihan itu akan mengobati asma pada dirinya.

Dan kalau misalnya Anda menggunakan Teknik BreathCardial Synchronization jadi lebih mudah lagi. Karena Anda cukup mengatur Rasio I:E pada angka tertentu dan pada ritme napas tertentu. Tanpa perlu pengejangan keras, tanpa perlu ‘ngotot’ atau ‘ngoyo’ maka Asma Anda akan cenderung membaik dan sembuh hanya lewat olah napas saja yang dilatih sambil duduk, berbaring, atau bersandar. πŸ™‚

Demikian sekilas mengenai Rasio I:E.

Semoga menyemangati mereka yang sedang belajar olah napas.

Salam hangat,
MG

Referensi:

[1]. Pers Release Perhimpunan Dokter Paru Indonesia Dalam rangka Peringatan Hari Asma Sedunia 2018. (http://www.klikpdpi.com/index.php?mod=article&sel=8437)

[2]. Asma penting diwaspadai (never too early, never too late). http://yankes.kemkes.go.id/read-asma-penting-diwaspadai-never-too-early-never-too-late-4209.html

[3]. Clinical review: Mechanical ventilation in severe asthma. David R Stather and Thomas E Stewart. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC1414026/)

[4]. 1 dari 22 Orang Indonesia Sakit Asma. (https://lifestyle.bisnis.com/read/20171004/106/695602/1-dari-22-orang-indonesia-sakit-asma)

[5]. Inverse Ratio Ventilation. Erik Sembroski, Abhishek Bhardwaj. (https://www.ncbi.nlm.nih.gov/books/NBK535395/)

[6]. Ventilation, Ventilators and Humidfication. (http://www.anaesthesia.med.usyd.edu.au/resources/lectures/ventilation_clt/ventilation.html)

Avatar

About MG

He is martial artist in Pencak Silat Merpati Putih. He develops health and wealth program in pencak silat based on breathing exercises. Individuals who are not scientists or engineers, but believe in the importance of science.

View all posts by MG →