Artikel Terbaru

PENGEMBANGAN METODE ANALITIK DAN METODE NUMERIK UNTUK PENYELESAIAN MODEL TERMOREGULASI BAGIAN KEPALA PADA KONDISI ANESTESI

Oleh   Rahmat Romadhon [33314003]
Kontributor / Dosen Pembimbing : Ir. F.X. Nugroho Soelami, M.BEnv., Ph.D.;Prof. Ir. Hermawan Kresno Dipojono, MSEE, Ph.D.;Prof. Ir. Yazid Bindar, M.Sc., Ph.D.;Nugraha, Dr.Eng.;Dr.rer.nat. Freddy Haryanto, S.Si., M.Si.;Dr.rer.nat. Freddy Haryanto, S.Si., M.Si.;Dr. Suprijanto, S.T., M.T.;;;
Jenis Koleksi : S3-Disertasi
Penerbit : FTI - Teknik Fisika
Fakultas : Fakultas Teknologi Industri (FTI)
Subjek :
Kata Kunci : hipotermia, infeksi luka operasi, model termoregulasi pasien operasi, laju perfusi darah, pembangkitan kalor metabolik, efek anestesi.
Sumber :
Staf Input/Edit : Alice Diniarti  
File : 1 file
Tanggal Input : 2021-06-24 10:43:56

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.