EMBOLI UDARA PADA KASUS FORENSIK

I. PENDAHULUAN

Pengertian emboli mengacu pada defek atau massa besar yang bergerak di

dalam pembuluh darah. Emboli udara adalah terperangkapnya udara didalam

struktur pembuluh darah. Emboli udara vascular telah dikenal sejak abad ke 19.

Namun ketertarikan terhadap kasus ini dan tercatatnya laporan tentang kasus

emboli vaskular baru meningkat secara signifikan selama 3 abad terakhir.1

Karena emboli udara jarang sekali ditemukan dalam autopsi rutin, maka

gambaran emboli udara membutuhkan suatu persiapan dan teknik autopsi khusus.

Emboli udara harus diperkirakan pada wanita, terutama pada wanita hamil yang

tiba-tiba tidak memberikan respon selama atau sesaat setelah melakukan seks

oral-vaginal yang disertai peniupan udara, pada kasus operasi (selama melakukan

prosedur bedah saraf, bedah toraks, atau bedah abdominal), pada kasus luka tusuk

(terutama di leher dan thoraks superior), terutama jika dilakukan pemotongan atau

perobekan pada struktur vena besar. Udara juga dapat secara sengaja atau tidak

sengaja masuk saat melakukan injeksi melalui kateter intravena.2

Emboli udara secara garis besar terbagi atas dua, yaitu arteri dan vena,

dimana dibedakan berdasarkan mekanisme masuknya udara dan lokasi udara

tertinggal.3

II. EPIDEMIOLOGI

Emboli udara mungkin adalah emboli yang paling sering terjadi dalam

proses pembedahan. Pada pasien bedah saraf insiden terjadinya emboli udara

berbeda-beda dimulai dari 10% sampai 80%. Sedangkan insiden pada pasien

obstetri ginekologi yang dilakukan tindakan pembedahan mencapai 11% hingga

97%. Pada pasien yang menjalani laparoskopi insiden yang terjadi dilaporkan

mencapai lebih dari 69%. Pada pasien bedah orthopedi 57%, pada pemasangan

kateter kurang dari 2%, dan pada pasien dengan trauma penetrasi ke dada

diperkirakan insidennya mencapai 7%. Beberapa kasus emboli udara dilaporkan

terjadi akibat barotrauma dan penggunaan alat penekan kantung infus. Pada

1

penyelam yang menggunakan alat scuba, emboli udara adalah kecelakaan fatal

kedua yang paling sering terjadi, insidennya adalah 7/100,000.1

III. ETIOLOGI

Seperti yang telah disebutkan sebelumnya, emboli udara vaskular

kemungkinan besar merupakan kejadian emboli yang sering terjadi selama

prosedur operasi. Etiologi pertama dan yang utama adalah prosedur pembedahan

yang lokasinya terletak di atas jantung, seperti prosedur bedah saraf, Insidensi

embolisme udara sekitar 10% untuk tindakan laminektomi servical dan 80% untuk

tindakan bedah fossa posterior, prosedur obstetri, dan bedah ortopedi. Etiologi

yang kedua adalah faktor iatrogenic yang menimbulkan perbedaan tekanan

sehingga udara bisa masuk ke pembuluh darah, seperti pada pemasangan kateter

vena sentral, kateter arteri pulmoner, kateter hemodialysis, dan penggunaan

kateter sentral dalam jangka panjang, seperti kateter Hickman. Etiologi ketiga

adalah insuflasi mekanik atau sistem infus bertekanan seperti pada bedah

laparoskopi dan endoskopi gastrointestinal. Etiologi keempat adalah penyelaman

skuba, penerbangan, astronot (karena adanya disbarisme atau perubahan tekanan

barometric ambien) dan ventilasi tekanan positif. 2,4,5

Harus terdapat dua kondisi agar emboli udara dapat terjadi:

1. Terdapat jalur komunikasi pada sistem pembuluh darah sehingga udara

dapat masuk.

2. Gradien tekanan membantu jalur udara masuk ke dalam sirkulasi

Pasien di Intensive Care Unit (ICU) juga mempunyai resiko tinggi untuk

menderita emboli udara, karena pasien di ICU biasanya mendapatkan prosedur

penanganan dimana dua kondisi diatas saling bertemu.6 Di ICU Penanganan

khusus harus dilakukan untuk mencegah embolisme udara melalui kateter

intravena dan arterial, kateter arteri pulmonal dan kateter balon intra-thorakal.4,5

Faktor etiologi lain dari emboli udara vaskular antara lain berupa trauma

tumpul dan penetrasi pada dada dan kepala 2

2

Surgical Procedures

Neurosurgery (craniotomy, shunt placement)

Otolaryngological procedures

Orthopedic surgery (arthroscopy, endoprosthesis placement)

Ob-Gyn procedures (hysteroscopy/laparoscopy, cesarean section)

Cardiothoracic surgery (lung resection, YAG laser, lung transplantation, needle

biopsy of lung)

Intravenous Catheterization

Central lines

Hemodialysis

CABG/ angioplasty

Pacemaker or defibrillator placement

Radiologic Procedures

Intravenous contrast injection

Arthrography

Trauma

Head and neck injuries

Penetrating and blunt chest trauma

Blunt abdominal trauma

Positive Pressure Ventilation

Decompression Sickness

Tabel 1. Kondisi yang berhubungan dengan Emboli Udara

(Diambil dari kepustakaan 6)

3

IV. PATOFISIOLOGI

Gambar 1. Gelembung udara mengobstruksi aliran arteri pada pembuluh darah serebral

dengan diameter 30-60 m. menyebabkan iskemik distal. Obstruksi menyebabkan

kegagalan dari proses metabolik. Sodium dan air memasuki pembuluh darah, yang

menyebabkan edema sitotoksik. Permukaan dari gelembung udara menyebabkan tubuh

mengaktifkan mekanisme respon imun selular dan humoral. Secara mekanik, gelembung

udara juga mengiritasi dinding endotel arteri. Kedua proses ini mengakibatkan edema

vasogenik dan kegagalan perfusi. Kerusakan saraf tersebar melewati area obstruksi.

(Diambil dari kepustakaan 3)

Pada tahun 1974 , Durant meneliti embolisme udara pada anjing dan

melaporkan bahwa faktor paling penting yang menentukan mortalitas adalah

jumlah udara yang memasuki aliran darah, kecepatan udara saat memasuki aliran

darah, dan posisi tubuh saat terjadinya embolisme. Masuknya udara secara cepat

ke dalam sirkulasi dapat menyebabkan instabilitas hemodinamik. Dosis yang

dianggap fatal adalah 300-500 mL udara dalam kecepatan 100 mL/detik; suatu

Cell injury and edema

Na+ H2O

AffectedNeuron

Artery Gas Bubble

Endothelial Iritation Flow

Inflammation & vasogenic edema

Affected Neurons

4

kecepatan yang dapat diberikan dengan jarum kaliber 14 dan perbedaan tekanan

antara udara dan darah vena yang hanya 5 cm H2O. Selain itu, pada pasien sakit

berat, maupun pasien tidak stabil, maka volume udara yang lebih kecil juga tetap

dapat berakibat fatal.

Jika udara dalam dosis besar memasuki sistem vena dalam waktu yang

cepat, maka hal tersebut dapat menyebabkan terperangkapnya udara di atrium dan

ventrikel kanan sehingga dapat menimbulkan obstruksi aliran darah keluar dari

ventrikel kanan dan akhirnya menyebabkan kematian. Jika udara masuk secara

lambat pada ventrikel kanan, maka obstruksi terjadi di tingkat vaskularisasi

pulmoner, sehingga terjadi vasokonstriksi dan hipertensi pulmoner. Udara dalam

jumlah minimal masih dapat ditoleransi, karena udara dapat terserap dari sirkulasi,

namun jika jumlah udara sudah berlebihan, maka ventrikel kanan tidak mampu

lagi mengkompensasi, sehingga menurunkan curah jantung, syok dan kematian.4,5

IV.i Emboli Udara Pada Vena

Bentuk embolisme gas vena yang paling sering ditemukan adalah

aeroembolisme vena yang tersembunyi, di mana ada serangkaian gelembung gas

yang menyerupai mutiara memasuki sistem vena. Masuknya volume gas dalam

jumlah besar secara cepat dapat menyebabkan tahanan pada ventrikel kanan

karena adanya migrasi emboli menuju sirkulasi pulmoner. Tekanan arterial

pulmoner mengalami peningkatan, dan hal tersebut akan semakin meningkatkan

tahanan ke aliran ventrikel kanan sehingga menurunkan aliran balik vena

pulmoner. Karena terjadi penurunan aliran balik pulmoner, maka terjadi pula

penurunan preload ventrikel kiri, sehingga hal tersebut akan menurunkan curah

jantung dan terakhir mengkibatkan kolaps kardiovaskuler sistemik. Takiaritmia

sering kali juga dapat terjadi, begitu juga dengan bradikardia. Jika gas dalam

jumlah besar diinjeksikan secara tiba-tiba (lebih dari 50 mL), maka akan terjadi

cor pulmonale akut, asistol, atau kombinasi keduanya. Perubahan dalam resistensi

vaskuler paru-paru dan ketidaksesuaian antara ventilasi dan perfusi dapat

menyebabkan pintasan aliran darah dari kanan-ke-kiri di paru-paru, meningkatkan

ruang mati alveolar, sehingga mengakibatkan hipoksia arterial dan hiperkapnia.3,7

5

IV.ii Embolisme Udara Paradoksal

Embolisme paradoksal dapat terjadi ketika udara atau gas yang telah

memasuki sirkulasi vena, berhasil memasuki sirkulasi arterial sistemik dan

menyebabkan gejala-gejala obstruksi arteri. Ada beberapa mekanisme yang

dapat menyebabkan hal tersebut. Salah satunya adalah masuknya gas melalui

foramen ovale paten ke dalam sirkulasi sistemik. Foramen ovale paten, yang

dapat terdeteksi pada sekitar 30 persen populasi umum, memungkinkan

timbulnya pintasan gelembung gas dari kanan-ke-kiri atrium. Jika ada

foramen ovale paten dan jika tekanan atrium kanan melebihi tekanan di

atrium kiri, maka pintasan dari kanan-ke-kiri melalui foramen ovale dapat

terjadi. Selain itu, penurunan tekanan atrium kanan yang disebabkan

ventilasi terkontrol dan penggunaan positive end-expiratory pressure (PEEP)

dapat menimbulkan perbedaan tekanan yang melalui foramen ovale,

sehingga gas dapat masuk ke dalam sirkulasi sistemik.3

6

Gambar 2. Ekokardiogram transesofageal dari pasien dengan paten foramen

ovale. Cairan saline disuntikkan dengan cepat melalui kateter vena sentral.

Gelembung udara terlihat sebagai area echodense pada atrium kanan (panah

ganda). Jika pasien memiliki paten foramen ovale, gelembung udara akan terlihat

menyebrangi septum intraatrial (panah pendek) dan memasuki atrium kiri (panah

merah). (Echocar- diogram provided courtesy of S. Streckenbach.)

(Diambil dari kepustakaan 3)

Pada situasi lain, gas vena dapat memasuki sirkulasi arterial dengan

cara memintasi mekanisme yang normalnya dapat mencegah embolisme gas

arterial. Penelitian pada hewan menunjukkan bahwa bolus gas dalam jumlah

besar (20 mL atau lebih) atau gas dalam jumlah kecil yang diberikan secara

terus-menerus (11 mL per menit) ke dalam sistem vena dapat menimbulkan

gelembung intraarterial. Bahkan ada laporan yang menyebutkan embolisme

gas arterial serebral fatal yang disebabkan oleh emboli gas vena dalam

jumlah besar, meskipun tidak ada defek intrakardial atau mekanisme

pintasan yang ditemukan pada pasien tersebut. Beberapa agen anestetik

dapat menurunkan kemampuan sirkulasi pulmoner untuk menyaring emboli

gas. Beberapa penelitian pada hewan menunjukkan bahwa anestetik volatil,

dapat meningkatkan ambang batas kebocoran gelembung vena ke dalam

arteri sistemik. Temuan ini memiliki relevansi dengan prosedur pembedahan

yang beresiko menimbulkan emboli gas vena.3

IV.iii Embolisme Udara Pada Arteri

Masuknya gas ke dalam aorta menyebabkan distribusi gelembung gas ke

hampir semua organ. Emboli yang berukuran kecil di vaskuler otot rangka atau

organ dalam masih bisa ditoleransi, namun embolisasi di otak atau koroner dapat

menyebabkan morbiditas berat dan bahkan kematian.

Embolisasi ke dalam arteri koronaria dapat menginduksi perubahan

elektrokardiografi yang menyerupai iskemia dan infark; disaritmia, supresi

7

miokardial, gagal jantung, dan henti jantung, tergantung jumlah gas yang

terembolisasi. Respon sirkulasi juga dapat ditemukan pada embolisasi di vaskuler

serebral.

Embolisasi gas arterial serebral pada umumnya melibatkan proses migrasi

gas ke arteri kecil (diameter rata-rata 30 hingga 60 μm). Emboli menyebabkan

perubahan patologi melalui dua mekanisme yakni: penurunan perfusi distal akibat

obstruksi dan respon inflamasi terhadap gelembung.3

V. KASUS EMBOLI UDARA

Seorang wanita berumur 54 tahun dibawa ke unit gawat darurat dengan

ulcer nekrotik pada tangan sebelah kanan disertai demam tinggi. Pasien telah

menjalani hemodialysis melalui shunting pada pembuluh darah lengan kanannya,

karena lupus nefritis yang telah ia derita selama 34 tahun. Pasien juga menerima

perawatan untuk gangren pada tangan kanannya, yang telah diderita selama dua

minggu terakhir. Namun setelah 1 hari pengobatan, pasien datang kembali dengan

keluhan gangren yang lebih buruk. Segera dilakukan tindakan amputasi pada

tangan kanannya, dan dilakukan perawatan intensif akibat shock sepsis yang

disebabkan oleh hipotensi (68/37 mmHg). Double lumen kateter ukuran 7f

dimasukkan pada vena jugularis interna sebelah kanan sebagai tindakan

managemen operatif hemodinamik. Kondisi pasien meningkat setelah dilakukan

tindakan ini.7

Pada post-operatif hari ke-6, pasien melepas kateter vena sentralnya

sendiri dalam posisi duduk. Setelah kateter dilepas, pasien kemudian hilang

kesadarannya selama lima menit, diikuti ketidakseimbangan kardiopulmoner, dan

henti jantung. Pasien dilaporkan meninggal segera setelah tindakan resusitasi

dianggap gagal.7

Postmortem Imaging Findings

Sebelum autopsi, pemeriksaan radiologi postmortem dengan

menggunakan CT-Scan dilakukan satu jam setelah pasien meninggal. CT-scan

pada otak memperlihatkan udara pada arteri cerebral dengan area yang luas. CT-

8

scan thoraks memperlihatkan udara yang tampak pada arteri pulmoner, atrium,

dan ventrikel kanan, ventrikel kiri, aorta, arteri koroner, dengan udara yang

tertinggal di aorta. Temuan ini menyimpulkan iskemia akut dari otak dan jantung

yang disebabkan oleh inflow udara massive dari kanan ke kiri jantung menuju

arteri serebral dan koroner.7

Hasil Autopsi

Autopsi dilakukan di hari yang sama dengan kematian pasien.

Dikonfirmasi terdapat paten foramen ovale, yang diketahui menyebabkan

terjadinya embolisme udara paradoksikal. Secara mikroskopik, amioloidosis

dengan jumlah yang tinggi yang berhubungan denga hemodialisis dapat terlihat

pada arteri pulmoner, paru-paru, jantung, hati dan kedua ginjal. Hasil ini

mengindikasikan bahwa pasien meninggal akibat emboli udara paradox pada

arterti koroner melalui paten foramen ovale.7

VI. PROSEDUR AUTOPSI

Jika kita sudah mengantisipasi akan adanya suatu embolus udara, maka

kita harus melakukan suatu pemeriksaan foto thoraks sebelum autopsy dilakukan.

Suatu embolus udara akan nampak sebagai suatu distensi radiolusen pada ruang

kanan jantung (gambar 3).2

9

Gambar 3. Foto thoraks dengan gambaran distensi radiolusen pada ruang kanan

jantung yang menandakan emboli udara

Emboli udara, baik yang sistemik maupun emboli udara pulmoner, tidak

jarang terjadi. Pada emboli sistemik udara masuk melalui pembuluh vena yang

ada di paru-paru.

Emboli pulmoner adalah emboli yang tersering, udara masuk melalui

pembuluh-pembuluh vena besar yang terfiksasi, misalnya pada daerah leher

bagian bawah, lipat paha atau daerah sekitar rahim (yang sedang hamil), dapat

pula pada daerah lain, misalnya pembuluh vena pergelangan tangan sewaktu

diinfus, dan udara masuk melalui jarum infus tadi. Fiksasi ini penting,

mengingat bahwa tekanan vena lebih kecil dari tekanan udara luar, sehingga jika

ada robekan pada vena, vena tersebut akan menguncup, hal ini ditambah lagi

dengan pergerakan pernapasan, yang ”menyedot”.

Buat sayatan ”I”, dimulai dari incisura jugularis, ke arah bawah sampai ke

simphisis pubis,

10

Potong rawan iga mulai dari iga ke-3 kiri dan kanan, pisahkan rawan iga

dan tulang dada ke atas sampai ke perbatasan antara iga ke-2 dan iga ke-3,

Potong tulang dada setinggi perbatasan antara tulang iga ke-2 dan ke-3,

Setelah kandung jantung tampak, buat insisi pada bagian depan kandung

jantung dengan

insisi ”I”, sepanjang kira-kira 5-7 sentimeter, kedua ujung sayatan tersebut

dijepit dan diangkat dengan pinset (untuk mencegah air yang keluar),

Masukkan air ke dalam kandung jantung, melalui insisi yang telah dibuat

tadi, sampai jantung terbenam, akan tetapi bila jantung tetap terapung,

maka hal ini merupakan pertanda adanya udara dalam bilik jantung,

Tusuk dengan pisau organ yang runcing, tepat di daerah bilik jantung

kanan, yang berbatasan dengan pangkal a.Pulmonalis, kemudian putar

pisau itu 90 derajat, gelembung-gelembung udara yang keluar

menandakan tes emboli hasilnya positif,

Bila tidak jelas atau ragu-ragu, lakukan pengurutan pada a.Pulmonalis, ke

arah bilik  jantung, untuk melihat keluarnya gelembung udara,

Bila kasus yang dihadapi adalah kasus abortus, maka pemeriksaan dengan

prinsip yang sama, dilakukan mulai dari rahim dan berakhir pada jantung,

Semua yang disebut di atas adalah untuk melakukan tes emboli pulmoner,

untuk tes emboli sistemik, pada prinsipnya sama, letak perbedaannya

adalah: pada tes emboli sistemik tidak dilakukan penusukan ventrikel,

tetapi sayatan melintang pada a.Coronaria sinistra ramus desenden, secara

serial beberapa tempat, dan diadakan pengurutan atas nadi tersebut, agar

tampak gelembung kecil yang keluar,

Dosis fatal untuk emboli udara pulmoner 150-130 ml, sedangkan untuk

emboli sistemik hanya beberapa ml.8

VII. KESIMPULAN

Emboli udara vaskuler merupakan suatu kondisi kegawatdaruratan

medis yang dapat dicegah. Selain dengan prosedur bedah saraf dalam posisi

duduk, emboli udara vaskuler juga sering ditemukan pada pembedahan

11

obstetrik dan laparoskopik. Emboli udara vaskuler merupakan salah satu

komplikasi yang paling ditakutkan pada para penyelam skuba. Udara dalam

jumlah yang sedikit pada sirkulasi akan segera terserap namun udara dalam

bolus yang lebih besar dapat menyebabkan penyumbatan udara sehingga

mengakibatkan kematian tiba-tiba. Manifestasi klinis emboli udara vaskuler

pada umumnya menyerang sistem respirasi, kardiovaskuler, dan sistem vena

sentral. Pada penyelam skuba, perubahan tekanan barometrik dapat

mengakibatkan perubahan dalam kelarutan gas dan ekspansi pernapasan

sehingga menimbulkan pembentukan gelembung pada jaringan tubuh dan

sirkulasi.

Kebanyakan embolisme udara kecil yang masuk ke dalam vena setelah

tindakan manipulasi intravena minimal menjadi perhatian kecil, karena

emboli udara kecil pada vena, atrium kanan, atrium kiri, ventrikel kanan, dan

vena pulmoner didapatkan tidak mempunyai gejala.

Saat udara yang masuk dalam jumlah besar memblok sistem

kardiovaskular, akan terjadi kolaps kardiovaskular pada pasien , bahkan

dapat menyebabkan kematian. Pada embolisme udara yang parah seperti itu,

bahkan pemeriksaan foto polos x-ray thoraks dapat memperlihatkan

gambaran air fluid level pada ventrikel jantung, atau kumpulan gas pada vena

jugularis. Di sisi lain, gas pada arteri lebih berbahaya karena udara dalam

jumlah kecil pada arteri dapat menyebabkan kolaps kardiovaskuler, sekuele

neurologik, bahkan kematian. Meskipun begitu, pada proses autopsi

tradisional dan X-ray normal, emboli udara pada arteri sulit ditemukan.

Emboli udara di arteri koroner dapat luput ditemukan saat autopsi meskipun

pemeriksaan jantung telah dilakukan dibawah air. Jika emboli udara

ditemukan pada bagian tubuh lainnya, emboli ini tidak bisa ditemukan pada

autopsi karena tidak ada teknik yang dapat digunakan untuk menemukan

udara di dalam vaskular.

Embolisme arterial paradoks terjadi melalui foramen ovale paten

yang mana hal ini dapat mengakibatkan kerusakan organ yang signifikan.

12

Ultrasonografi doppler prekordial merupakan metode yang paling sensitif

untuk mendeteksi embolisme udara, namun upaya meningkatkan indeks

kecurigaan pada pasien yang beresiko tinggi dan pengetahuan mengenai

emboli udara vaskuler merupakan pilar utama dalam mendiagnosis

embolisme udara vaskuler. Tujuan penatalaksanaan emboli udara vaskuler

adalah untuk mencegah masuknya lebih banyak udara ke dalam sirkulasi,

mengurangi volume udara yang terjebak dalam sirkulasi dan memberi

dukungan hemodinamik. Aspirasi udara dari jantung akan langsung

meningkatkan parameter hemodinamik, namun penggunaan posisi

Trendeleburg hingga saat ini masih menjadi kontroversi. Penggunaan terapi

oksigen hiperbarik secara dini merupakan penatalaksanaan yang vital untuk

emboli udara vaskuler. Untuk mencegah terjadinya emboli udara vaskuler

maka hal yang dapat dilakukan antara lain dengan cara memberikan posisi

yang tepat pada pasien selama operasi berlangsung, hidrasi yang optimal,

dan melakukan tindakan yang hati-hati selama pemasangan dan pelepasan

kateter vena sentral. Penggunaan komputer penyelam, latihan yang tepat dan

pengetahuan akan mencegah terjadinya sindrom dekompresi pada para

penyelam scuba.

DAFTAR PUSTAKA

1. Shaikh, N. Ummunisa, F. (2009). “Acute management of vascular air

embolism”. [Online]. Tersedia:

http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pmc/articles/PMC2776366/

13

2. Dolinak. D. M.D, Evan. W. M.D, Emma. O. “Forensic Patholog Principles

and Practice”. (2005). Burlington: Elsevier. p: 667-668

3. Muth, C, M.D. Erik, S. Shank, M.D. (2000). “Gas Embolism”. The New

England Journal of Medicine. 342: 476-482. [Online]. Tersedia:

www.nejm.org/doi/full/10.1056/NEJM200002173420706

4. Mirshki. A. M.D, et.al. (2007). “Diagnosis and Treatment of Vascular Air

Embolism”. The American Society of Anesthesiologist. 106: 164-177.

5. Knight. B. “Simpson’s Forensics Medicine”. New York: Arnold. (2001).

p: 102

6. O’Dowd, L, M.D. Mark, K, M.D. (2004). “Air Embolism”. UpToDate.

12.3: 2-13. [Online]. Tersedia:

http://www.sassit.co.za/Journals/Physiology/Haematology/air

%20embolismUPTODATE.pdf

7. Fujioka, M, M.D. et.al. (2012). “Fatal Paradoxical Air Embolism

Diagnosed by Postmortem Imaging and Autopsy”. Journal of Forensic

Science. 57:1118-1119. [Online]. Tersedia: onelibrary.wiley.com

8. Budiyanto A, Widiatmaka W, Sudiono S, Winardi T, Abdul Mun'im,

Sidhi, dkk. Ilmu Kedokteran Forensik. Jakarta: Bagian Kedokteran

Forensik Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia; 1997

14