Spirometer adalah Alat Kesehatan yang berfungsi untuk mengukur volume udara pernapasan paru – paru, ketika bernapas dalam jangka waktu tertentu. Cara kerjanya dengan mengukur kapasitas udara yang masuk dan keluar pada saat pernapasan berlangsung.
Prinsip Kerja Spirometer
Spirometer menggunakan prinsip salah satu hukum dalam fisika yaitu hukum Archimedes. Hal ini tercermin pada saat spirometer ditiup, ketika itu tabung yang berisi udara akan naik turun karena adanya gaya dorong ke atas akibat adanya tekanan dari udara yang masuk ke spirometer. Spirometer juga menggunakan hukum newton yang diterapkan dalam sebuah katrol . Katrol ini dihubungkan kepada sebuah bandul yang dapat bergerak naik turun. Bandul ini kemudian dihubungkan lagi dengan alat pencatat yang bergerak diatas silinder berputar.
Cara Kerja Sebenarnya cara kerja spirometer cukup mudah yaitu sesorang disuruh bernafas (menarik nafas dan menghembuskan nafas) di mana hidung orang itu ditutup. Tabung yang berisi udara akan bergerak naik turun, sementara itu drum pencatat bergerak putar (sesuai jarum jam) sehingga pencatat akan mencatat sesuai dengan gerak tabung yang berisi udara.
Hasil pencatatan akan terlihat seperti gambar di bawah ini.
-
-
Pada waktu istirahat, spirogram menunjukkan volume udara paru-paru 500 ml. Keadaan ini disebut tidal volume. Pada permulaan dan akhir pernafasan terdapat keadaan reserve; akhir darisuatu inspirasi dengan suatu usaha agar mengisi paru-paru dengan udara, udara tambahan ini disebut
inspiratory reserve volume, jumlahnya sebanyak 3.000 ml. Demikian pula akhir dari suatu respirasi, usaha dengan tenaga untuk mengeluarkan udara dari paru-paru, udara ini disebut dengan
expiratory reserve volume yang jumlahnya kira-kira 1.100 ml. Udara yang tertinggal setelah ekspirasi secara normal disebut
fungtional residual capacity (FRC). Seorang yang bernapas dalam keadaan baik inspirasi maupun ekspirasi, kedua keadaan yang ekstrim ini disebut
vital capacity.
Dalam keadaan normal, vital capacity sebanyak 4.500 ml. Dalam keadaan apapun paru-paru tetap mengandung udara, udara ini disebut
residual volume (kira-kira 1.000 ml) untuk orang dewasa.
Untuk membuktikan adanya residual volume, penderita disuruh bernafas dengan mencampuri udara dengan helium, kemudian dilakukan pengukuran fraksi helium pada waktu ekspirasi. Di klinik biasanya dipergunakan spirometer. Penderita disuruh bernafas dalam satu menit yang disebut
respiratory minute volume. Maksimum volume udara yang dapat dihirup selama 15 menit disebut maximum voluntary ventilation. Maksimum ekspirasi setelah maksimum inspirasi sangat berguna untuk mengetes penderita emphysema dan penyakit obstruksi jalan pernafasan. Penderita normal dapat mengeluarkan udara kira-kira 70% dari vital capacity dalam 0.5 detik.; 85% dalam satu detik; 94% dalam 2 detik; 97% dalam 3 detik. Normal peak flow rate 350-500 liter/menit.
Manfaat Spirometer
Pengukuran Laju Metabolisme
Dalam penetapan laju metabolisme, konsumsi Oksigen umumnya diukur dengan menggunakan spirometer yang diisi dengan O2 dan suatu sistem yang mengabsorpsi CO2. Bandul Spirometer dihubungkan dengan alat pencatat yuang bergerak diatas suatu silinder yang berputar, sementara bandul bergerak naik turun.Dengan menarik garis sepanjang grafik yang dibuat,akan diperoleh suatu kemiringan tertentu yang sebanding dengan besarnya konsumsi O2.Jumlah O2 yang dipakai (dalam ml) persatuan waktu dikoreksi pada suhu dan tekanan standar,kemudian dikonversikan menjadi energi yaitu dengan dikalikan 4,82 kcal/L O yang dipakai.
Laju metabolisme dipengaruhi banyak faktor.Yang terpenting adalah kerja otot.Konsumsi O meningkat tidak hanya pada kerja otot,tetapi juga setelahnya sepanjang diperlukan untuk O debt.Pemberian makanan juga akan meningkatkan laju metabolisme,karena adanya “spesific dynamic action” (SDA).SDA suatu makanan adalah besarnya energi yang diperliukan untuk proses asiimilasi makanan tersebut dalam tubuh.Sejumlah protein yang dapatr menghasilkan 100 kcal,akan meningkatkan laju metabolisme sebesar 30 kcal.Hidrat arang dalam jumlah yang sama akan menyebabkan peningkatan sebesar 6 kcal,dan lemak akan meningkatkan laju metabolisme sebesar 4 kcal.Tentu saja ini berarti bahwa jumlah kalori yang dihasilkan oleh ketiga jenis bahan makanan tersebut akan dikurangi oleh besarnya SDA,dan energi yang diperlukan untuk proses asimilasi ini dapat diperoleh dari makanan itu sendiri atau diambil dari simpanan energi tubuh.Penyebab SDA belum jelas.SDA mungkin sebagian disebabkan karena kenaikan perangsangan simpatis setelah makan,dengan peningkaytan pengeluaran epinefrin dan norepinefrin dan akibatnya terjadi peningkatan laju metabolisme.SDA protein mungkin juga dihubungkan dengan proses deaminasi asam amino dalam hati.SDA dari lemak mungkin disebabkan karena adanya stimulasi langsung terhadap proses metabolisme oleh adanya asam lemak bebas.Sedang pada hidrat arang mungkin merupakan manifestasi kebutuhan energi ekstra untuk membentuk glikogen.Efek stimulasi daripada makanan terhadapa proses metabolisme dapat berlangsung selama 6 jam atau lebih.
Faktor lain yang merangsang metabolisme adalah suhu lingkungan.Bila suhu lingkungan lebih rendah dari suhu tubuh,mekanisme untuk mempertahankan suhu tubuh akan digiatkan,misalnya dengan menggigil,dan laju metabolisme akan meningkat.Bila suhu lingkungan cukup tinggi hingga mengakibatkan meningkatnya suhu tubuh,terjadi peningkatan proses metabolisme secara keseluruhan,dan laju metabolisme juga meningkat.
