Termoregulasi merupakan mekanisme tubuh untuk menjaga suhu dalam tubuh
(core body temperature) tetap normal pada 37oC. Sistem termoregulasi mengatur
kesetimbangan antara pembangkitan kalor dari dalam tubuh dengan pelepasan
kalor ke lingkungan sekitar. Penurunan suhu tubuh dibawah rentang normalnya
mengakibatkan terjadinya hipotermia. Pada pasien operasi, hipotermia merupakan
kejadian yang tidak disengaja dan tidak diinginkan namun terjadi pada saat
operasi berlangsung. Disamping menimbulkan ketidaknyamanan, hipotermia
dapat menurunkan sistem kekebalan tubuh yang berpotensi menyebabkan
timbulnya infeksi yang terjadi pada luka operasi atau surgical site infection (SSI).
SSI masih menjadi permasalahan yang cukup serius karena dapat menyebabkan
kematian. Pada pasien operasi, hipotermia terjadi akibat pengaruh anestesi
terhadap sistem termoregulasi, yaitu pada pembangkitan kalor dalam tubuh dari
proses metabolik dan pembangkitan kalor dari perfusi darah. Kondisi ruang
operasi yang biasanya suhunya relatif rendah merupakan faktor yang juga
berpengaruh terhadap kejadian hipotermia.
Sistem termoregulasi tubuh telah dimodelkan sebagai persamaan transfer kalor
konduksi tak tunak dengan pembangkitan kalor, dalam bentuk persamaan
diferensial parsial orde dua non homogen. Suhu tubuh merupakan variabel kontrol
yang merupakan fungsi dari ruang dan waktu. Pada kasus pasien operasi yang
mengalami efek anestesi, pembangkitan kalor dari proses metabolik dan perfusi
darah merupakan variabel yang perlu dipecahkan. Interaksi permukaan kulit
dengan udara luar menentukan jenis kondisi batas yang diterapkan. Penyelesaian
model termoregulasi ini untuk mengetahui pengaruh dari masing-masing variabel
tersebut terhadap penurunan suhu dalam tubuh pada pasien operasi.
Penelitian ini bertujuan untuk mencari penyelesaian model termoregulasi dan
menentukan variabel yang terlibat didalamnya dengan metode analitik dan metode
numerik yang diverifikasi dengan data pengukuran. Hasil dari penyelesaian model
meliputi didapatkannya profil suhu tubuh dalam fungsi ruang dan waktu, variabel
pembangkitan kalor dalam fungsi waktu dan pengaruh dari kondisi termal
lingkungan sekitar.
Studi awal dilakukan untuk mempelajari sistem termoregulasi tubuh melalui
penyelesaian model dengan metode numerik. Pada tahap ini tubuh dibagi dalam
komponen-komponen yang diwakili oleh bentuk silinder dan bola yang tersusun
atas jaringan dan organ. Dari hasil studi didapatkan informasi awal mengenai
faktor perfusi darah dan pembangkitan kalor dari proses metabolik berperan
terhadap pembentukan profil suhu dalam tubuh. Penerapan model termoregulasi
pada kondisi anestesi dan pengaruh dari perubahan pada kondisi udara sekitar
terhadap terjadinya penurunan suhu tubuh menjadi dasar untuk melakukan
penelitian lebih lanjut.
Pada penelitian ini telah dilakukan pengukuran pada kondisi operasi mencakup
pengukuran suhu dan tanda-tanda vital lain dari paien operasi serta pengukuran
terhadap kondisi termal lingkungan sekitar. Pengukuran dilakukan untuk
mendapatkan data yang digunakan untuk penyelesaian model yaitu suhu dalam
tubuh sebagai variabel kontrol, parameter untuk menentukan variabel
pembangkitan kalor serta parameter lingkungan untuk menentukan kondisi batas.
Metode transformasi integral digunakan untuk menyelesaikan model
termoregulasi secara analitik dan menghasilkan solusi eksak. Metode tersebut
dikembangkan untuk menyelesaikan model termoregulasi pada bagian kepala
yang mengalami efek anestesi yang didekati dengan bentuk bola homogen. Suhu
bagian pusat dicocokkan dengan suhu pengukuran dan diuji kedekatannya dengan
nilai korelasi. Penyelesaian model mengasilkan variabel laju perfusi darah dan
pembangkitan kalor metabolik pada pasien operasi yang terpengaruh oleh anestesi
beturut-turut sebesar ?b = ?0,0006(t) + 6,0394, dan qm = ?0,4865(t) + 7032,1
diberlakukan pada 1620 < t < 4200 sekon.
Model geometri tiga dimensi untuk bagian kepala dikembangkan untuk
penyelesaian model termoregulasi pasien operasi yang mengalami pengaruh
anestesi dengan metode numerik. Model yang dikembangkan telah dapat
menampilkan kejadian penurunan suhu dalam tubuh pada pasien operasi dengan
variabel perfusi darah dan pembangkitan kalor metabolik telah dibuktikan dapat
diterapkan dalam model kepala yang homogen dan dikembangkan dalam model
yang terbagi dalam komponen jaringan, tengkorak dan organ. Kondisi termal
udara di sekitar bagian kepala divariasikan dan disimulasikan pada model
komputasi yang telah dikembangkan. Perubahan kondisi termal udara dilakukan
pada batas-batas suhu dan kecepatan yang menyesuaikan dengan standar dan
petunjuk teknis yang berlaku. Dari hasil simulasi didapatkan bahwa pencegahan
penurunan suhu tubuh dengan menaikkan suhu udara ruangan dan kecepatan
aliran udara tidak cukup efektif. Sementara penerapan perangkat penghangat
secara radiatif pada permukaan bagian depan kepala memiliki peluang untuk
mencegah terjadinya penurunan suhu ke arah terjadinya hipotermia.