DAFTAR ISI Halaman SAMPUL DALAM... i PRASYARAT GELAR... ii LEMBAR PENGESAHAN... iii PENETAPAN PANITIA PENGUJI... iv SURAT BEBAS PLAGIAT... v UCAPAN TERIMAKASIH... vi ABSTRAK... ix ABSTRACT... x DAFTAR ISI... xi DAFTAR ISI TABEL... xv DAFTAR ISI GAMBAR... xvi DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL... xvii BAB I PENDAHULUAN... 1 1.1 Latar belakang... 1 1.2 Rumusan masalah... 5 1.3 Tujuan penelitian... 5 1.3.1 Tujuan umum... 5 1.3.2 Tujuan khusus... 5 xi
1.4 Manfaat penelitian... 6 1.4.1 Manfaat praktis... 6 1.4.2 Manfaat akademis... 6 BAB II KAJIAN PUSTAKA... 7 2.1 Kapnografi... 7 2.1.1 Monitoring ventilasi... 7 2.1.2 Fase fase kapnogram dan kelainan... 8 2.1.3 Proses pembentukan CO 2... 13 2.1.4 Ventilasi dan perfusi paru... 14 2.1.5 Pengaruh ventilasi mekanik terhadap gradien PaCO 2 -EtCO 2... 16 2.2 Curah jantung... 17 2.2.1 Definisi... 17 2.2.2 Metode pemantauan curah jantung... 20 2.3 Hubungan EtCO 2 dan curah jantung... 37 BAB III KERANGKA BERPIKIR DAN KONSEP PENELITIAN... 42 3.1 Kerangka berpikir... 42 3.2 Konsep penelitian... 43 BAB IV METODE PENELITIAN... 44 4.1 Rancangan penelitian... 44 4.2 Lokasi dan waktu penelitian... 44 4.3 Penentuan sumber data... 44 4.3.1 Populasi target... 44 xii
4.3.2 Populasi terjangkau... 44 4.3.3 Sampel... 45 4.3.3.1 Kriteria inklusi... 45 4.3.3.2 Kriteria eksklusi... 45 4.3.4 Perhitungan sampel... 46 4.3.5 Teknik pengambilan sampel dan randomisasi... 47 4.4 Variabel penelitian... 47 4.4.1 Identifikasi variabel penelitian... 47 4.4.2 Definisi operasional variabel penelitian... 47 4.5 Intrumen penelitian... 49 4.6 Prosedur penelitian... 49 4.6.1 Cara kerja... 49 4.6.2 Bagan alur Penelitian... 50 4.6.3 Analisa data... 51 BAB V HASIL PENELITIAN... 53 5.1 Karakteristik sampel penelitian... 53 5.2 Uji normalitas... 56 5.3 Hasil analisis korelasi antara EtCO 2 dan curah jantung... 56 5.4 Analisis ROC kemampuan EtCO 2 dalam menilai penurunan curah jantung.. 58 BAB VI PEMBAHASAN... 63 BAB VII SIMPULAN DAN SARAN... 67 7.1 Simpulan... 67 xiii
7.2 Saran... 67 DAFTAR PUSTAKA... 68 Lampiran... 71 xiv
DAFTAR ISI TABEL Tabel 2.1 Kelainan kapnogram... 9 Tabel 2.2 Metode pemantauan curah jantung... 35 Tabel 2.3 Nilai normal USCOM pada orang dewasa dengan pulmonar view... 40 Tabel 2.4 Nilai normal USCOM pada orang dewasa dengan aortic view... 41` Tabel 5.1 Karakteristik subyek penelitian... 54 Tabel 5.2 Hasil uji Korelasi Antara EtCO 2 dan curah jantung... 57 Tabel 5.3 Hasil Analisis ROC EtCO 2 terhadap curah jantung... 59 Tabel 5.4 Hasil Analisis ROC kemampuan EtCO 2 dalam memprediksi adanya penurunan curah jantung... 60 Tabel 5.5 Kejadian EtCO 2 rendah dengan curah jantung menurun... 61 Tabel 5.5 Hasil validitas EtCO 2 terhadap curah jantung... 61 xv
DAFTAR ISI GAMBAR Gambar 2.1 Kapnogram Normal... 9 Gambar 2.2 Peningkatan CO 2... 10 Gambar 2.3 Penurunan CO 2... 10 Gambar 2.4 Rebreathing CO 2... 10 Gambar 2.5 Obstruksi ekspirasi atau bronkospasme... 11 Gambar 2.6 Terdapat usaha nafas... 11 Gambar 2.7 Kapnografi mainstream dan sidestream... 13 Gambar 2.8 Metode dan kurva termodilusi... 25 Gambar 2.9 Metode-metode yang berdasarkan analisis pulse contour... 28 Gambar 2.10 Aplikasi elektroda pada elektrikal bioimpedance... 30 Gambar 2.11 Bioreactance (NICOM system)... 31 Gambar 2.12 USCOM... 33 Gambar 2.13 Rekomendasi penggunaan alat monitoring curah jantung di rumah sakit... 35 Gambar 5.1 scatterplot korelasi antara EtCO 2 dan curah jantung yang diukur dengan USCOM... 57 Gambar 5.2 Kurva ROC kemampuan EtCO 2 dalam memprediksi penurunan curah jantung... 58 xvi
DAFTAR SINGKATAN DAN SIMBOL µm : Micrometer ARDS CI CO CO 2 CPAP CVP EKG ET% : Acute respiratory distress syndrome : Cardio ouput index : Cardio output : Karbon dioksida : Continuous positive airway pressure : Central venous pressure : Elektrokardiogram : Ejection time per cent EtCO 2 : End-tidal CO 2 EVLW FT GEDV : Extravascular lung water : Flow time : Global end diastolic volume H+ : Hidrogen H 2 O HR ICU IMT IQR ISS : Hydrogen dioxide (air) : Heart rate : Intensive care unit : Indeks masa tubuh : Interquantil range : Injury severity score xvii
Kg L/menit L/menit/m 2 m 2 MAP MD ml/menit mmhg NDM NPN NPP : Kilogram : Liter per menit : Liter per menit per meter kuadrat : Meter kuadrat : Mean artery pressure : Minute distance : Mililiter per menit : Milimeter merkuri (hydrargyrum) : Non-depolarizing muscle relaxant : Nilai prediktif negatif : Nilai prediktif positif P(a-et)CO 2 : Gradien tekanan parsial CO 2 arteri dan end-tidal CO 2 PAC PaCO2 PACO 2 PEEP PEEP PIP Pmn PPV Rasio V/Q : Pulmonary artery catherter : Tekanan parsial CO2 arteri : Tekanan parsial CO 2 pulmonar : Positive end expiratory pressure : Positive end-expiratory pressure : Peak inspiratory pressure : Mean pressure gradient : Pulse pressure variation : Rasio ventilasi/perfusi xviii
ROC RSUP SD SOAP SV SVI SVR SVV TEE USCOM Vpk Vti : Receiver operating characteristic : Rumah sakit umum pusat : Standard deviation : Sepsis occurrence in acutely ill patient : Stroke volume : Stroke volume index : Systemic vascular resistance : Stroke volume variation : Transesophageal echocardiography : Ultrasound cardio output monitor : Peak velocity of flow : Velocity time integral xix
ABSTRAK KORELASI ANTARA END-TIDAL CO 2 (EtCO 2 ) DAN PENURUNAN CURAH JANTUNG YANG DIUKUR DENGAN ULTRASONIC CARDIAC OUTPUT MONITOR (USCOM) PADA PASIEN YANG TERINTUBASI DI ICU Penilaian curah jantung merupakan hal penting dalam menilai hemodinamik penanganan pasien kritis. Berbagai jenis alat yang tersedia untuk mengukur curah jantung memiliki keterbatasan seperti bersifat invasif, mahal, serta membutuhkan keahlian khusus. Penilaian End-tidal Carbon Dioxide (EtCO 2 ) diharapkan dapat digunakan sebagai alternatif estimasi curah jantung. Hal ini didasarkan pada teori dimana pada kondisi curah jantung menurun, maka terjadi penurunan aliran darah pulmonar, dan difusi CO 2 ke alveolar menurun, sehingga meningkatkan ruang rugi alveoli dan menurunkan EtCO 2. Pada penelitian ini bertujuan untuk mengetahui apakah EtCO 2 dapat digunakan sebagai alternatif lain yang noninvasif, mudah, murah, real time, dan dapat dilakukan secara kontinu dalam pemantauan curah jantung rendah pada pasien dirawat di ICU. Penelitian ini merupakan studi cross sectional, uji korelasi yang dilakukan dari bulan Juni hingga Agustus 2016 di ICU RSUP Sanglah. Penelitian ini melibatkan 75 pasien yang eligibel dengan teknik total population sampling. Pasien yang terintubasi dirawat di ICU dalam 24 jam pertama dilakukan penilaian EtCO 2 dan pemeriksaan Ultrasonic Cardiac Output Monitor (USCOM) oleh peneliti secara bersamaan. Uji normalitas data yang digunakan adalah Shapiro-Francia dan uji korelasi yang digunakan adalah uji Pearson Correlation. Selanjutnya, analisa kurva receiver operating characteristic (ROC) digunakan untuk menilai kemampuan EtCO 2 dalam memprediksi penurunan curah jantung. Analisis datanya menggunakan program Strata SE 12.1. Pada 75 pasien tersebut, didapatkan nilai EtCO 2 berkorelasi positif dengan nilai curah jantung (r = 0,373; p 0,001). Semakin rendah nilai EtCO 2 maka nilai curah jantung juga akan semakin rendah, begitu juga sebaliknya. Hasil analisis ROC didapatkan nilai area under curve (AUC) 0,65 dengan titik potong terbaik EtCO 2 dalam memprediksi penurunan curah jantung adalah 33 mmhg. Pada penelitian ini juga didapatkan nilai sensitivitas 58,06% dengan dengan confidence interval 54,8%- 69,9%, spesifitas 54,8% dengan confidence interval 36%-72,7%, NPP 68,9%, dan NPN 56,7%. Dari hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa terdapat korelasi positif antara nilai EtCO 2 dengan nilai curah jantung pada pasien yang terintubasi dirawat di ICU. Kata kunci: End-tidal CO 2, curah jantung, USCOM, korelasi, receiver operating characteristic ix
BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Curah jantung didefinisikan sebagai jumlah darah (L/menit) yang dipompakan oleh jantung. Curah jantung merupakan produk dari frekuensi denyut jantung dan stroke volume, jumlah bersih darah yang diejeksi oleh jantung dalam satu siklus. Curah jantung bisa diukur dengan termodilusi melalui suatu pulmonary artery catheter (PAC) dan transesophageal echocardiography (TEE). Pemantauan curah jantung pada pasien kritis merupakan standar praktis untuk menjamin oksigenasi jaringan dan selama empat dekade sudah dilakukan dengan menggunakan PAC. Saat ini, nilai PAC telah menjadi pertanyaan oleh karena penggunaan yang tidak diperlukan dan juga potensi bahayanya seperti disritmia, infeksi, ruptur arteri pulmonal, embolisasi, dan sebagainya. Berbagai macam alat yang tersedia untuk mengukur atau memperkirakan curah jantung menggunakan metode yang berbeda. Diantaranya ada yang mengukur stroke volume secara kontinu dan memberikan indeks dinamik fluid responsiveness, mengukur variabel volumetric preload, dan juga mengukur saturasi vena sentral secara kontinu. Namun ada hal yang perlu diperhatikan bahwa terdapat keterbatasan dari alat tersebut dan tidak ada alat monitoring curah jantung yang bisa mengubah outcome pasien kecuali dilakukan intervensi sesuai hasil pemantauan dari alat tersebut (Alhashemi, dkk., 2011). 1
2 Teknologi Doppler noninvasif seperti ultrasonic cardiac output monitor (USCOM) menggunakan jalur aliran ultrasound Doppler transaortik atau transpulmonar untuk mengukur curah jantung sebagai hasil dari stroke volume dan frekuensi denyut jantung. Penggunaan USCOM menjadi sangat menarik seiring dengan waktu. Alat ini mudah digunakan, tidak invasif, dan aman digunakan berulang untuk pengukuran curah jantung, serta dapat digunakan pada pasien yang sadar. Pada studi yang dilakukan oleh Horster dkk. (2012), dalam membandingkan akurasi pengukuran curah jantung dengan USCOM terhadap teknik termodilusi PiCCO pada pasien dengan sepsis didapatkan koefisiensi korelasi adalah 0,89. Analisa data dengan metode Bland-Altman, rerata persentasi kesalahan menurut L.A.H Crithley dan J.A.H. Critchley adalah 29% untuk akses transaortik. Oleh karena ambang penerimaan adalah < 30%, sehingga bisa disimpulkan pengukuran curah jantung dengan USCOM transaortik dapat mencerminkan hasil pengukuran dengan PiCCO. Alat ini mahal dan tidak selalu tersedia di setiap rumah sakit (Anonim 2007). Pada studi yang dilakukan oleh Wong dkk. (2008), dalam membandingkan USCOM dan teknik termodilusi melalui kateter arteri pulmonar pada pasien yang menjalani transplantasi hati didapatkan koefisiensi korelasi sebesar 0,896. Pengukuran EtCO 2 dapat digunakan sebagai alternatif dari teknik termodilusi untuk penentuan curah jantung. Pada kondisi dimana curah jantung menurun, maka hal ini akan mengakibatkan aliran darah pulmonar menurun dan difusi karbon dioksida (CO 2 ) ke alveolar menurun, sehingga menyebabkan ruang rugi ventilasi/alveoli meningkat dan menurunkan end-tidal CO 2 (EtCO 2 ). Terdapat
3 perbedaan normal antara tekanan parsial CO 2 (PaCO 2 ) dan EtCO 2 adalah sekitar 2-5 mmhg yang menunjukkan ruang rugi ventilasi normal. Berdasarkan hubungan patofisiologi tersebut, maka pengukuran EtCO 2 dengan kapnograf dapat merupakan salah satu teknik penilaian curah jantung secara noninvasif. End-tidal CO 2 ditentukan oleh metabolisme, ventilasi, dan sirkulasi. Ketika kedua faktor pertama terkontrol, EtCO 2 mencerminkan aliran darah pulmonar dan juga curah jantung. Kapnograf merupakan alat noninvasif yang digunakan untuk pengukuran kontinu nilai level karbon dioksida (CO 2 ) yang diekshalasi selama siklus respirasi atau end-tidal CO 2 (ETCO 2 ). End-tidal CO 2 merupakan pengukuran tekanan parsial CO 2 alveolar (PACO 2 ) (Singla, dkk., 2014). Konsentrasi End-tidal CO 2 (ETCO 2 ) dipertimbangkan sama dengan konsentrasi CO 2 dalam alveoli (PACO 2 ). Nilai ETCO 2 secara signifikan lebih rendah pada curah jantung kurang dari 4,5 L/menit bila dibandingkan dengan curah jantung lebih dari 4,5 L/menit. Hal ini disebabkan penurunan curah jantung ventrikel kanan menyebabkan penurunan aliran darah pulmonal, dimana akan meningkatkan ruang rugi dan menyebabkan penurunan konsentrasi CO 2 alveolar ekshalasi atau ETCO 2 (Dunham, dkk., 2013). Pada pasien kritis yang dirawat di intensive care unit (ICU), pemantauan alirah darah dan oksigenasi jaringan merupakan bagian integrasi penanganan pasien tersebut. Penilaian curah jantung memiliki peranan penting dalam diagnosis banding dari status syok (Saugel, Dkk., 2015). Pengukuran curah jantung yang merupakan standar baku bersifat invasif dan mahal, serta membutuhkan keahlian khusus. Beberapa teknik yang kurang invasif atau noninvasif sedang dikembangkan. Seperti
4 yang telah disebutkan di atas salah satu teknik noninvasif monitoring curah jantung adalah dengan cara pengukuran EtCO 2 melalui kapnograf (Cecconi, dkk., 2014). Pada studi yang dilakukan pada ruang emergensi rumah sakit pendidikan dari Juni sampai Desember 2009 pada pasien dengan tanda klinis syok menunjukkan bahwa nilai EtCO 2 mampu mencerminkan kondisi hipoperfusi sistemik secara noninvasif. Nilai EtCO 2 dipengaruhi oleh curah jantung, dimana nilai EtCO 2 akan lebih rendah pada kondisi penurunan curah jantung. Nilai rata-rata EtCO 2 pada pasien dengan syok hipovolemik, syok kardiogenik, dan syok septik masing masing adalah 29,64 ± 11,49 mmhg, 28,60 ± 9,87 mmhg, dan 27,81 ± 7,39 mmhg. Pengukuran EtCO 2 adalah rendah secara signifikan pada pasien yang meninggal (p = 0,005) (Kheng dan Rahman, 2012). Pada studi lain pada 73 pasien trauma yang memerlukan intubasi endotrakea di ruang emergensi pada bulan Maret sampai Agustus 2011 ditemukan bahwa nilai EtCO 2 rendah berhubungan dengan curah jantung yang rendah, dimana nilai EtCO 2 secara signifikan menurun dengan curah jantung < 4,5 L/menit (P < 0,0001, r = 0,60). Nilai EtCO 2 rendah berhubungan dengan injury severity score (ISS) > 20, hipotensi, bradikardi, kehilangan darah, henti jantung, dan kematian (Dunham, dkk., 2013). Diperkirakan sekitar sepertiga pasien yang dirawat di ICU mengalami syok sirkulasi dan pengenalan dini terhadap kondisi tersebut sangat penting untuk menghindari cedera jaringan selanjutnya. Pada penelitian ini bertujuan mencari alternatif lain yang noninvasif, mudah, dan murah yang dapat digunakan dalam pemantauan curah jantung pada pasien dirawat di ICU. Penilaian curah jantung dengan EtCO 2 melalui kapnograf mudah
5 dilakukan, mudah dipelajari, selalu tersedia, real-time, dan dapat dilakukan secara kontinu tanpa memberikan beban biaya tambahan pada pasien, sehingga sangat baik digunakan sebagi alat penunjang untuk pemantauan atau deteksi adanya penurunan curah jantung, sehingga intervensi atau penanganan lanjutan bisa dilakukan segera mungkin. 1.2 Rumusan Masalah Apakah terdapat korelasi positif antara EtCO 2 Dan penurunan curah jantung yang diukur dengan USCOM pada pasien terintubasi di ICU? 1.3 Tujuan Penelitian 1.3.1 Tujuan umum Untuk mengetahui adanya korelasi antara EtCO 2 dan penurunan curah jantung yang diukur dengan USCOM pada pasien yang terintubasi di ICU. 1.3.2 Tujuan khusus a. Menilai EtCO 2 pada pasien terintubasi di ICU RSUP Sanglah. b. Menilai curah jantung yang diukur dengan USCOM pada pasien terintubasi di ICU RSUP Sanglah c. Menilai korelasi antara EtCO 2 dan penurunan curah jantung yang diukur dengan USCOM pada pasien terintubasi di ICU RSUP Sanglah.
6 1.4 Manfaat Penelitian 1.4.1 Manfaat praktis Penelitian ini dapat memberikan masukan untuk mengevaluasi adanya penurunan curah jantung secara nonivasif pada pasien yang terintubasi dirawat di ICU. Hal ini membantu klinisi yang bekerja di ruang ICU untuk dapat memantau perubahan curah jantung secara cepat dan kontinu. 1.4.2 Manfaat akademis Dapat memberikan sumbangan kepada dunia kedokteran khususnya anestesi dan terapi intensif dalam penerapan kegunaan penilaian EtCO 2 untuk mendeteksi dini terhadap penurunan curah jantung.