Tentang Tes Spirometri

Spirometri adalah tes fungsi paru-paru dasar yang mengukur udara yang dihembuskan dan dihirup. Terdapat tiga pengukuran dasar yang saling terkait: volume, waktu, dan aliran. Spirometri bersifat objektif, non-invasif, dan sensitif terhadap perubahan awal fungsi paru-paru. Spirometri dilakukan untuk mendeteksi ada atau tidaknya penyakit paru-paru, mengukur gangguan fungsi paru-paru, memantau efek paparan kerja/lingkungan, dan menentukan efek obat-obatan.

Apa yang Diukur pada Tes Spirometri

Parameter yang diukur pada spirometri adalah sebagai berikut:

• Forced expiratory volume dalam 1 detik (FEV₁).
• Forced vital capacity (FVC), jumlah udara maksimum yang dapat dihembuskan saat menghembuskan napas secepat mungkin.
• Kapasitas vital (VC), jumlah udara maksimum yang dapat dihembuskan saat menghembuskan napas dengan kecepatan tetap.
• Rasio FEV₁/FVC.
• Peak expiratory flow (PEF), aliran maksimal yang dapat dihembuskan saat menghembuskan napas secepat mungkin.
• Forced expiratory flow, juga dikenal sebagai mid-expiratory flow; laju pada 25%, 50%, dan 75% FVC yang diberikan.
• Inspiratory vital capacity (IVC), jumlah udara maksimum yang dapat dihirup setelah ekspirasi penuh

Melakukan Tes Spirometri

Berikut adalah langkah-langkah dalam melakukan uji atau tes spirometri

Kalibrasi

Sebelum melakukan spirometri, lakukan kalibrasi alat spirometri di awal sesi. Tergantung pada jenis peralatannya, kalibrasi spirometri dilakukan dengan menggunakan alat semperit 3 L yang dipompa untuk memeriksa apakah alat ukur membaca dengan benar (dalam toleransi 3%). Cara lain adalah menggunakan alat semperit 1 L untuk memompa satu liter sekaligus hingga maksimum 7 L, yang memeriksa linearitas serta titik tengah pengukuran volume.

Banyak spirometer juga memungkinkan kalibrasi linier, yang memerika volume pada aliran yang berbeda. Beberapa alat ukur portabel tidak memerlukan kalibrasi, misalnya yang menggunakan teknologi ultrasonik. Pada banyak alat ukur, kalibrasi adalah fungsi pengecekan dan jika kalibrasinya salah, kita perlu mengembalikan alat ukur ke produsen untuk diperbaiki.

Ada pengecualian untuk ini yakni pada beberapa peralatan yang lebih canggih, seperti yang ditemukan di laboratorium fungsi paru-paru, alat dapat memperbarui outputnya berdasarkan kalibrasi. Nilai spirometri juga harus diperiksa setiap minggu dengan menggunakan kontrol biologis (orang sehat yang bekerja di laboratorium).

Pengukuran aliran udara sangat sulit dilakukan dan tidak dikalibrasi secara rutin. Kita memerlukan alat semperit canggih terkomputerisasi untuk mereproduksi ekspirasi paksa.

Sebelum Pengujian

Sebelum melakukan spirometri, identitas pasien harus diperiksa, catat dan periksa juga tinggi badan tanpa sepatu atau alas kaki, berat badan (tidak digunakan dalam persamaan prediksi tetapi berguna untuk diketahui karena volume mungkin terbatas pada pasien dengan obesitas), usia, jenis kelamin, dan ras. Jika pasien tidak dapat berdiri untuk diukur tinggi badannya, rentang lengan dapat digunakan sebagai perkiraan. Tabel di memberikan daftar periksa tentang apa yang harus dihindari oleh pasien sebelum spirometri.

Jika inhaler telah digunakan dalam jangka waktu yang disebutkan di atas saat pengujian reversibilitas, penilaian yang akurat mungkin tidak dapat dilakukan karena efek terapi yang diberikan akan melemah. Namun, untuk pengujian umum, pengobatan normal harus didokumentasikan agar diketahui bagaimana fungsi paru-paru pasien saat dan tanpa terapi, dan jika spirometri akan diulang dari waktu ke waktu, kondisinya dapat dijaga tetap sama. Banyak pusat melakukan pengukuran longitudinal pasca-bronkodilator untuk meminimalkan variabilitas dalam penggunaan terakhir bronkodilator.

Kontraindikasi

Jika salah satu dari hal berikut terjadi baru-baru ini, maka mungkin lebih baik menunggu sampai pasien pulih sepenuhnya sebelum melakukan spirometri.

• Hemoptisis yang tidak diketahui penyebabnya
• Pneumotoraks
• Status kardiovaskular tidak stabil, infark miokard atau emboli paru baru-baru ini
• Aneurisma toraks, abdomen, atau serebral
• Operasi mata baru-baru ini
• Gangguan akut yang memengaruhi kinerja tes, seperti mual atau muntah
• Prosedur bedah toraks atau abdomen baru-baru ini

Posisi Pasien

Posisi pengukuran yang benar adalah sebagai berikut.

• Duduk tegak: seharusnya tidak ada perbedaan jumlah udara yang dapat dihembuskan pasien dari posisi duduk dibandingkan dengan posisi berdiri selama mereka duduk tegak dan tidak ada hambatan.
• Kaki rata di lantai dengan kaki tidak disilangkan: tidak menggunakan otot perut untuk posisi kaki.
• Longgarkan pakaian ketat: jika pakaian terlalu ketat, ini dapat memberikan gambaran restriktif pada spirometri (memberikan volume yang lebih rendah dari yang sebenarnya).
• Gigi palsu biasanya dibiarkan: sebaiknya ada struktur di area mulut kecuali gigi palsu sangat longgar.
• Gunakan kursi dengan sandaran tangan: saat menghembuskan napas secara maksimal, pasien dapat merasa pusing dan mungkin terhuyung atau pingsan.

Kontrol Infeksi

Cuci tangan harus dilakukan di antara pasien. Filter bakteri-virus harus digunakan untuk semua pasien dan dibuang oleh pasien setelah pengujian selesai. Jika pasien yang terinfeksi memerlukan pengujian, hal ini harus dilakukan di akhir sesi dan peralatan harus dibongkar dan bagian-bagiannya diganti atau disterikan sebelum digunakan kembali.

Teknik Uji Spirometri

Terdapat sejumlah teknik berbeda untuk melakukan spirometri.

• Sebelum melakukan ekspirasi paksa, napas tidal (normal) dapat diambil terlebih dahulu, kemudian tarik napas dalam-dalam sambil tetap menggunakan corong, diikuti dengan inspirasi penuh yang cepat.
• Sebagai alternatif, tarik napas dalam-dalam dapat diambil kemudian mulut ditempatkan rapat di sekitar corong sebelum ekspirasi penuh dilakukan.
• Pasien dapat diminta untuk mengosongkan paru-parunya sepenuhnya kemudian menarik napas penuh dengan cepat, diikuti dengan ekspirasi penuh.

Teknik yang terakhir ini dapat bermanfaat pada pasien yang mungkin mencapai inspirasi yang lebih besar setelah ekspirasi.

• Untuk FVC dan FEV₁, pasien menarik napas dalam-dalam, sedalam mungkin, dan menghembuskannya sekuat dan secepat mungkin, dan terus dilakukan hingga tidak ada udara yang tersisa.
• PEF diperoleh dari manuver FEV₁ dan FVC.
• Untuk VC, pasien menarik napas dalam-dalam, sedalam mungkin, dan menghembuskannya secara stabil selama mungkin hingga tidak ada udara yang tersisa. Penjepit hidung sangat penting untuk VC karena udara dapat bocor keluar karena aliran yang rendah.
• Manuver IVC dilakukan di akhir FVC/VC (tergantung pada jenis peralatan yang digunakan) dengan menarik napas dalam-dalam dan cepat setelah menghembuskannya sepenuhnya.

Dorongan semangat sangatlah penting, jadi jangan ragu untuk meninggikan suara untuk menyemangati pasien, terutama menjelang akhir manuver. Pasien perlu terus meniup hingga tidak ada lagi udara yang keluar dan grafik volume-waktu mencapai titik stabil dengan $<50$ mL udara yang dihembuskan dalam 2 detik. Beberapa pasien, terutama mereka yang menderita penyakit obstruktif, mungkin kesulitan untuk menghembuskan napas sepenuhnya pada manuver paksa. VC yang rileks dapat menghasilkan hasil yang lebih baik dalam kasus ini.

Kualitas

Sejumlah kriteria untuk spirometri berkualitas yang dapat diterima telah dipublikasikan. Pedoman dari gugus tugas American Thoracic Society (ATS)/European Respiratory Society (ERS) menyarankan bahwa tiga manuver yang dapat diterima harus dicapai. Manuver yang dapat diterima didefinisikan sebagai berikut:

• Awal yang eksplosif (tanpa keraguan atau kurva sigmoid) dengan volume ekstrapolasi balik $<150$ mL.
• Manuver dilakukan dengan inspirasi dan ekspirasi maksimal.
• Tidak terjadi penutupan glotis atau penghentian aliran udara selama manuver (misalnya karena keraguan atau penyumbatan corong).
• Tidak ada batuk (terutama selama detik pertama), inspirasi selama jejak atau bukti kebocoran.
• Manuver harus memenuhi kriteria akhir tes (menghembuskan napas selama $≥6$ detik dengan $<50$ mL dihembuskan dalam 2 detik terakhir).

Dua pengukuran terbaik harus memenuhi kriteria reproduksibilitas.

• Untuk FEV₁ dan FVC, dua nilai terbaik harus berada dalam rentang 5% atau 150 mL satu sama lain, mana pun yang lebih besar. Jika FVC <1,0 L, maka nilainya harus berada dalam rentang 100 mL.
• FEV₁ dan FVC terbaik dapat diperoleh dari manuver berbeda.

Jika hal ini tidak tercapai, diperlukan lebih banyak manuver. Biasanya ada batas atas delapan manuver, karena melakukan ekshalasi paksa sangat melelahkan dan pasien kemungkinan besar tidak akan mendapatkan nilai yang lebih baik setelah titik ini.

Mungkin ada masalah dengan reproduksibilitas: ekspirasi paksa dapat menyebabkan bronkokonstriksi, jadi harus ada jeda $≥30$ detik di antara manuver. Untuk beberapa pasien, terutama penderita asma, mungkin perlu ditunggu beberapa menit. Namun, inspirasi penuh dapat menyebabkan bronkodilasi, jadi penting untuk terus melanjutkan sampai tidak ada perbaikan lebih lanjut.

Koreksi BTPS (Body Temperature and Ambient Pressure Aaturated with Water Vapour)

Spirometri harus dikoreksi terhadap suhu tubuh dan tekanan ambien yang jenuh dengan uap air (BTPS). Hal ini untuk mengoreksi perbedaan volume udara di paru-paru (pada 37°C) dengan volume yang diukur oleh spirometer (pada suhu udara ruangan). Jika tekanan barometrik tidak dapat dimasukkan, spirometer harus memiliki rentang tekanan untuk faktor koreksi yang digunakan.

Uji Reversibilitas

Pengujian reversibilitas biasanya dilakukan untuk diagnosis asma. Spirometri dilakukan terlebih dahulu, setelah itu diberikan bronkodilator yang dapat berupa agonis β kerja pendek atau agen lain, seperti antikolinergik. Untuk yang pertama, direkomendasikan 4 × 100 μg salbutamol melalui alat spacer dan diberikan waktu 15 menit sebelum pengujian ulang, dan untuk yang kedua, direkomendasikan 4 × 40 μg ipratropium bromide, dengan memberikan waktu 30 menit sebelum pengujian ulang. Terdapat sejumlah publikasi yang semuanya memiliki kriteria yang sedikit berbeda untuk menentukan apa yang dianggap sebagai peningkatan fungsi paru yang signifikan untuk menentukan bahwa individu tersebut telah pulih. Gugus tugas gabungan ATS/ERS merekomendasikan setidaknya peningkatan sebesar 12% dari nilai dasar dan kenaikan nilai 200 mL dari FEV₁. Pedoman British Thoracic Society (BTS)/Association of Respiratory Technicians and Physiologists (ARTP) menyarankan kenaikan $≥30$ mL untuk FEV₁ dan $>330$ mL untuk FVC. Ukuran reversibilitas ini menunjukkan bahwa perubahan berada di luar batas kepercayaan 95% untuk spirometri berulang tanpa bronkodilator dan tidak berkaitan dengan diagnosis atau kegunaan obat dalam penggunaan sehari-hari. Reversibilitas adalah karakteristik yang menentukan asma dan membedakan asma dari penyebab obstruksi aliran udara lainnya. Peningkatan$≥400$ mL pada FEV₁ pasca-bronkodilator sangat menunjukkan asma pada orang dewasa, tetapi kurangnya reversibilitas tidak mengecualikan asma.

Peralatan

Sejumlah spirometer yang tersedia, mulai dari perangkat portabel desktop hingga versi yang lebih besar dan kurang portabel. Sebagian besar mengukur aliran secara langsung menggunakan pneumotachograph, turbin, atau teknologi lain dan menghitung volume, tetapi spirometer wedge bellow mengukur volume secara langsung dan menghitung aliran. Pilihan peralatan bergantung pada kebutuhan layanan. Peralatan yang lebih besar cenderung lebih stabil, tetapi sekarang ada beberapa perangkat genggam yang sangat mudah digunakan yang menyimpan kurva aliran-volume, memiliki kontrol kualitas bawaan, dan mengukur semua indeks spirometri. Beberapa di antaranya juga memiliki kemampuan mencetak, sedangkan yang lain memerlukan sambungan ke komputer untuk fungsi ini.

Interpretasi Uji Spirometri

Fungsi Normal Paru-paru

Hasil yang diperoleh dari tes fungsi paru-paru tidak memiliki arti kecuali jika dibandingkan dengan nilai referensi atau nilai prediksi. Terdapat sejumlah nilai referensi yang tersedia yang telah disamakan dengan cara yang sedikit berbeda, tetapi untuk studi yang membandingkan komunitas Eropa yang berbeda, persamaan dari European Community for Coal and Steel (ECCS) sering digunakan. Nilai referensi diperoleh dari persamaan referensi yang berisi data dari survei populasi. Populasi dalam survei idealnya sangat besar, dan data dikumpulkan tentang tinggi badan, berat badan, usia, jenis kelamin, asal etnis, kebiasaan merokok, lingkungan, kondisi kerja, dan kebugaran fisik subjek. Persamaan ECCS saat ini bersifat linier, tetapi pada kenyataannya, perubahan fungsi paru-paru adalah proses nonlinier. Oleh karena itu, nilai referensi yang diberikan dapat tidak mewakili orang yang diuji dalam beberapa situasi.

Pada orang dewasa, usia, tinggi badan, jenis kelamin, dan ras merupakan penentu utama nilai referensi untuk pengukuran spirometri.

• Usia. Fungsi paru-paru umumnya meningkat seiring bertambahnya usia hingga sekitar 25 tahun, kemudian menurun seiring bertambahnya usia setelahnya. Sayangnya, beberapa peralatan fungsi paru-paru akan memberikan nilai prediksi yang lebih besar pada pasien berusia $<25$ tahun dibandingkan pada usia 25 tahun. Untuk menghindari perkiraan nilai prediksi yang terlalu tinggi pada pasien berusia $<25$ tahun, tindakan terbaik adalah memasukkan usia subjek sebagai 16 tahun dan kemudian 25 tahun. Jika nilai prediksi lebih besar pada usia 16 tahun, maka gunakan nilai untuk usia 25 tahun.
• Jenis kelamin. Laki-laki dan perempuan pra-pubertas umumnya memiliki fungsi paru-paru yang sama, tetapi setelah pubertas, pertumbuhan toraks lebih besar pada laki-laki, sehingga menghasilkan perbedaan yang signifikan dalam volume paru-paru.
• Tinggi badan. Semakin tinggi seseorang, semakin besar paru-parunya.
• Berat badan. Persamaan referensi tertentu menggunakan berat badan untuk menghitung nilai referensi. Berat badan memengaruhi fungsi paru-paru karena peningkatan berat badan menyebabkan peningkatan fungsi paru-paru hingga mencapai obesitas, setelah itu efeknya berlawanan.
• Asal etnis. Faktor ini menjadi lebih sulit untuk dimasukkan seiring berkembangnya masyarakat multietnis. Pedoman BTS/ARTP menyarankan bahwa untuk pasien Jepang, Polinesia, India, Pakistan, dan Afrika, serta mereka yang keturunan Afrika, nilai referensi dikalikan dengan faktor 0,90. Hal ini disebabkan oleh bentuk tubuh (yaitu, orang Afrika cenderung memiliki kaki yang lebih panjang dan tubuh yang lebih pendek daripada orang Kaukasia) atau kurangnya nutrisi bagi mereka yang lahir di negara-negara miskin. Karena banyak etnis yang berbeda sekarang lahir di negara-negara yang lebih kaya, nutrisi cenderung menjadi kurang menjadi masalah dan sebagai aturan umum, pada generasi kedua setelah imigrasi, penyesuaian untuk ras biasanya tidak diperlukan. Pengukuran aliran tidak terpengaruh.
• Merokok. Hal ini dapat menyebabkan penurunan fungsi paru-paru yang lebih cepat dibandingkan dengan non-perokok dari waktu ke waktu. Hal ini tidak boleh disesuaikan dalam persamaan prediksi, karena setiap penurunan adalah abnormal.

Saat ini, rasio tetap FEV₁ % prediksi digunakan untuk mendefinisikan normalitas, dengan 80% prediksi sebagai batas bawah, tetapi ini mungkin tidak tepat pada beberapa populasi. Oleh karena itu, diusulkan bahwa persentil ke-95 untuk suatu populasi harus digunakan untuk batas normalitas.

Kondisi Obstruksi

Obstruksi ditandai dengan keterbatasan aliran udara, terjadi penurunan diameter saluran napas akibat kontraksi otot polos, peradangan, penyumbatan lendir, atau kolaps saluran napas pada emfisema.

Obstruksi ditandai dengan:

• FEV₁ menurun;
• VC normal (atau menurun);
• FVC normal atau menurun;
• Rasio FEV₁/FVC menurun; dan
• Kurva aliran-volume cekung

Asma adalah penyakit obstruktif tetapi karena bersifat reversibel, spirometri mungkin normal ketika seseorang tidak mengalami eksaserbasi. Penyakit paru obstruktif kronis juga merupakan gangguan obstruktif tetapi cenderung tidak reversibel dalam kebanyakan kasus. Ada tingkatan untuk jumlah obstruksi yang terlihat, seperti yang ditunjukkan pada tabel di bawah:

Restriksi

Gangguan restriktif ditandai dengan penurunan volume paru-paru dan jauh lebih jarang terjadi. Hal ini terjadi pada fibrosis paru, penyakit pleura, gangguan dinding dada (kifoskoliosis), gangguan neuromuskular, pneumonektomi, edema paru, dan obesitas, untuk menyebutkan beberapa contoh. Banyak grafik spirometri yang disebut restriktif disebabkan oleh kegagalan mencapai akhir ekspirasi, yang secara keliru mengurangi FVC (kapasitas vital paksa).

Restriksi ditandai dengan:

• FVC menurun;
• Rasio FEV₁/FVC normal hingga tinggi;
• Bentuk grafik spirometri tampak normal
• Kemungkinan PEF relatif tinggi.

Pola Campuran

Jika seseorang adalah perokok berat dan menderita penyakit fibrosis, misalnya, mereka mungkin menunjukkan gambaran campuran pada spirometri, yang lebih sulit untuk diinterpretasikan. Tes fungsi paru lebih lanjut mungkin berguna dalam kasus ini untuk menganalisis volume paru statis (kapasitas paru total, kapasitas residu fungsional, dan volume cadangan) dan transfer gas (faktor transfer paru untuk karbon monoksida).

Spirometri di tempat kerja

Pekerjaan tertentu mungkin melibatkan paparan iritan atau sensitizer pernapasan; dalam hal ini, pengawasan diindikasikan, dengan spirometri pra-kerja dan rutin (biasanya tahunan setelah tahun pertama). Jika terjadi penurunan fungsi paru yang cepat, penting untuk merujuk pekerja ke klinik spesialis kesehatan kerja. Jika gejala asma muncul (dengan atau tanpa adanya penurunan fungsi paru), pengukuran spirometri sederhana (biasanya PEF) harus dilakukan setiap 2 jam dari bangun tidur hingga tidur kembali, pada hari kerja dan di luar kerja, selama 4 minggu untuk menilai pola diagnostik asma akibat pekerjaan. PEF harus diisi menggunakan formulir khusus yang memungkinkan pekerja untuk menuliskan waktu kerja, waktu bangun dan tidur, pekerjaan yang dilakukan selama sehari, dan pengobatan yang dilakukan. Formulir ini dapat diunduh dari www.occupationalasthma.com. Setelah pekerja melakukan pengukuran, data tersebut dapat dimasukkan ke dalam program komputer, seperti Oasys (Occupational Asthma System; tersedia untuk diunduh secara gratis dari www.occupationalasthma.com) untuk dianalisis. Ketika PEF serial berkualitas baik, sensitivitas gabungan rata-rata untuk diagnosis asma kerja adalah 82% dan spesifisitasnya adalah 89%.

FEV₁ adalah ukuran utama yang digunakan dalam pengujian khusus, seperti tes tantangan inhalasi spesifik untuk diagnosis asma akibat pekerjaan. Spirometri juga membantu dalam diagnosis penyakit paru-paru seperti asbestosis, memberikan ukuran gangguan pernapasan untuk kompensasi atau tunjangan disabilitas.

Simpulan

Spirometri adalah pengukuran yang berguna untuk mendeteksi perubahan dini pada penyakit dan memberikan konfirmasi fisiologis untuk diagnosis. Jika dilakukan dengan benar, spirometri dapat digunakan untuk menilai perkembangan penyakit dan respons terhadap terapi. Dengan diperkenalkannya alat ukur portabel, spirometri dapat dilakukan di mana saja dan oleh siapa saja yang memiliki pelatihan yang baik.

Referensi

Moore, V. C. (2012). Spirometry: step by step. Breathe, 8(3), 232–240. https://doi.org/10.1183/20734735.0021711

Cecep Suryani Sobur

Seorang dokter, saat ini sedang menjalani pendidikan dokter spesialis penyakit dalam FKUI. Peminat berbagai topik sejarah dan astronomi.