BAB I

Sistem Peredaran Darah

1.1. Prinsip Kerja Sistem Peredaran Darah

Sistem kardiovaskular atau Sistem Peredaran Darah atau sistem sirkulasi

adalah suatu sistem organ yang berfungsi memindahkan zat ke dan dari sel. Sistem ini

juga menolong stabilisasi suhu dan pH tubuh (bagian dari homeostasis). Ada tiga jenis

sistem sirkulasi: tanpa sistem sirkulasi, sistem sirkulasi terbuka, dan sistem sirkulasi

tertutup .

Gambar 1. Sistem sirkulasi darah manusia,

Artery berwarna merah dan Vena berwarna biru

Sistem peredaran darah manusia termasuk sirkulasi tertutup, dimana terdapat dua

buah system sirkulasi, yaitu sirkulasi pulmonary dan sirkulasi sistemik. Keseluruhan

system berpusat pada jantung sebagai pemompa. Sirkulasi Pulmonary adalah sirkulasi

darah dari jantung (heart) menuju paru – paru (Lung) untuk mendapatkan oksigen ,

sedangkan Sirkulasi Sistemik adalah sirkulasi darah dari jantung (heart) menuju seluruh

tubuh dan kembali menuju jantung (heart), kedua sirkulasi darah tersebut ditunjukkan

pada gambar 2.

Gambar 2. Sirkulasi Pulmonary dan Sirkulasi Sistemik

Banyak istilah medis dari bagian jantung (heart) yang perlu dikenali dalam system

sirkulasi darah / peredaran darah. Bagian – bagian tersebut ditunjukkan pada gambar 3a

dan 3b.

(a) (b)

Gambar 3 (a) Bagian – bagian Jantung Manusia, (b) Komponen dalam tubuh Manusia

1.2. Hubungan Peredaran Darah dan Tekanan Darah

Dalam proses sirkulasi darah, jantung mempunyai system kerja yang sitematik dan

kontinyu dikarenakan otot jantung mempunyai inisiatif kontraksi/rangsangan tanpa

diperintah otak manusia, tetapi merupakan inisiatif dari simpul sino-atrial (S-A) yaitu

sekelompok sel perangsang khusus yang terdapat di antara superior vena cava dan atrium

kanan, kemudian rangsangan tersebut menuju simpul atrio ventricular (A-V) melalui tiga

jalur khusus, anterior middle, posterior internodal track dan menuju ventrikel kiri.

(a) (b) (c)

Gambar 4. (a) Awal sinyal dari simpul S-A (b). Simpul A-V menerima rangsangan dari jalur

anterior middle dan posterior internodal track. (c). Rangsangan dari A-V dilanjutkan ke saraf yang lain

Rangsang yang diterima oleh simpul AV kemudian diteruskan menuju bundle of

hiss, right bundle bruch, common left bundle bruch, anterior bundle bruch, posterior

bundle bruch dan purkinye network. Right bundle bruch menyebar di sepanjang sisi

kanan interventrikuler septum menuju puncak ventrikel kanan, kemudian menuju cabang

– cabang yang penting, left common bundle bruch yang memotong sisi kiri septum dan

membelah menuju bagian interior yang tipis panjang serta melalui katup aortic pada

outflow track menuju anterolateral capillary muscle atau bagian posterior yang lebar

pendek menuju posterior capillary muscle pada inflow track.

Dengan menggunakan multiple plunge type electrode yang dipasang pada beberapa

bagian jantung, maka aktifitas elektrisnya menghasilkan peta eksitasi permukaan

isokronous yang digambar dari garis - garis aktifitasnya seperti terlihat pada gambar 5.

Gambar 5. Sinyal jantung normal dengan waktu dan amplitudo masing-masing gelombangnya.

Kontraksi jantung manusia normal berkisar 70 kali dalam satu menit, sering disebut

dengan heart rate. (dengan satuan BPM / Beat Per Menit)

1.3. Korotkoff Sound, Ventricular Systole dan Cardiac Diastole

Dari kontraksi jantung menyebabkan katup – katup pada jantung membuka dan

menutup, sehingga dikenal dengan kondisi Ventrikular Systole dan Cardiac Diastole.

Pada kondisi Ventrikular Systole disebut dengan kondisi tekanan yang paling tinggi di

Ventricular (Katup Atrioventricular tertutup, Katup Aorta terbuka dan otot ventrikel kiri

dan kanan mengalami kontraksi)

(a) (b)Gambar 6. (a) Periode Ventricular Systole (b). Periode Cardiac Diastole

Sedangkan kebalikannya adalah Cardiac Diastole mempunyai kondisi katup

Atrioventricular terbuka dan Katup Aorta tertutup. Pada Kondisi ini otot Ventrikel Kiri

dan kanan mengalami istirahat. Bentuk sinyal Ventrikular Pressure ini seirama dengan

denyut jantung yang digambarkan dengan alat Electrocardiograph, seperti ditunjukkan

pada gambar 7.

Gambar 7. Perbandingan Sinyal EKG dan sinyal Arterial Pressure

Pada pengukuran tekanan darah manusia masih dibutuhkan lagi sebuah alat yang

digunakan mendeteksi Suara Katup Aorta membuka dan menutup, Pendeteksi suara

(sound) dari aliran darah ini disebut Phonocardiograph atau bisa juga menggunakan

sthethoskop. Cardiac Cycle (Siklus Jantung) dilengkapi menggunakan peralatan

Phonocardiograph seperti ditunjukkan pada gambar 8.

Gambar 8. Siklus Jantung dan Sinyal suara Atrioventrikular Valve dan Aortic Valve

Satuan Tekanan darah manusia disepakati menggunakan mmHg (millimeter Mercury)

atau ada yang menggunakan satuan kPa (kilo Pascal). Kedua satuan dapat dikonversi

dengan 1 kPa = 7.50 mmHg. Klasifikasi Tekanan darah manusia juga dipelajari bidang

medis seperti ditunjukkan tabel 1.

Tabel 1. Klasifikasi Tekanan Darah Manusia

Category systolic, mmHg diastolic, mmHg

Hypotension < 90 or < 60   

Normal  90 – 119 and 60 – 79   

Prehypertension 120 – 139 or 80 – 89

Stage 1 Hypertension 140 – 159 or 90 – 99

Stage 2 Hypertension ≥ 160 or ≥ 100 

1.4. Pengukuran Tekanan Darah secara Tidak Langsung

Pembuatan alat untuk mengukur Tekanan Darah telah diteliti sejak lama, pada

tahun 1951, RH. Miller telah membuat peralatan ukur tekanan darah sederhana

menggunakan system mekanik sederhana dan telah dipatenkan.

Gambar 9. Alat Ukur Tekanan Darah karya RH. Miller tahun 1951

Selanjutnya pada Tahun 2004 juga telah dihasilkan patent untuk alatukur tekanan

darah pocket oleh Man S. Oh, yang telah dirancang menggunakan perangkat elektronik.

Gambar 10. Penemuan Man S. Oh adalah alat untuk pengukuran Tekanan Darah (2004)

Pada saat ini sudah dibuat sensor tekanan dengan ukuran mini sehingga cocok

digunakan untuk mendeteksi tekanan darah, seperti MPX5100GP , MPX2100DP ,

MPX5050DP.

(a) (b) (c)Spesifikasi:- Type : gauge, single port.- Pressure range : 0-100 kPa.- Supply : 5 VDC, 7mA typ.- Sensitivity : 45 mV/kPa.- Response time : 1 ms.- Warm-up time : 20 ms.- Error : 2,5% max.

Spesifikasi :- Ported elements, differential, dual port.- Pressure range : 0-50 kPa.- Supply : 5 VDC, 7mA typ.- Sensitivity : 90 mV/kPa.- Response time : 1 ms.- Error : 2,5% max.

Spesifikasi :- Differential, dual port.- Pressure range : 0-100 kPa.- Supply : 10 VDC, 6mA typ.- Differential voltage output.- Sensitivity : 0,4 mV/kPa.- Response time : 1 ms.- Linearity : +/-0,25%.

Gambar 11. (a) MPX5100GP (b) MPX5050DP (c) MPX 2100DP

Selain sensor dibutuhkan juga rangkaian pendukung seperti penguat, filter dan

rangkaian ADC apabila anda akan merancang membuat rangkaian blood pressure

terkoneksi dengan perangkat digital yang lain. Secara blok diagram system, rangkaian

blood pressure dapat dibuat seperti pada gambar 12.

Gambar 12. Blok Diagram Sistem Monitoring Blood Pressure

1.5. Sphygmomanometer

Di puskesmas, rumah sakit, atau klinik dokter dewasa ini masih banyak yang

menggunakan Alat Ukur Tekanan Darah yang disebut Sphygmomanometer. Prinsip

kerja dari Sphygmomanometer adalah dengan memberikan tekanan udara kepada pipa

kapiler yang sudah diisi dengan air raksa bersamaan dengan memompa udara ke cuff

sphygmomanometer pasien. Atau menggunakan system mekanis untuk memonitor

tekanan, atau menggunakan sensor tekanan dan di tampilkan nilai tekanan yang terjadi di

layar monitor / LCD. Dari ketiga metoda ini diberikan contoh pada gambar 13.

(a) Digital (b) Sistem Mekanis (c) Air raksa

Gambar 13. Jenis Sphygmomanometer