Pulse oximetry bahkan sudah banyak dianggap sebagai tanda vital kelima dan digunakan sebagai indikator pemantauan fungsi pernapasan terutama karena sifatnya yang cepat, tidak invasif, dan dapat dilakukan berulang atau terus-menerus. Oleh karena sifatnya yang sederhana dan tersedia secara luas maka kesalahan dalam penggunaannya maupun dalam interpretasi hasilnya dapat terjadi.[1-3]

Prinsip Kerja Pulse Oximetry

Prinsip kerja dari pulse oximetry didasarkan pada perbedaan oksihemoglobin dan deoksihemoglobin dalam menyerap sinar merah dan inframerah. Oksihemoglobin menyerap lebih banyak sinar inframerah dan lebih sedikit sinar merah dibandingkan deoksihemoglobin. Perbedaan penyerapan sinar ini dapat digunakan untuk memperkirakan saturasi oksigen perifer.

Pulse oximetry mengeluarkan dua sinar dengan panjang gelombang yang berbeda, yaitu sinar merah pada 660 nm dan sinar inframerah pada 940 nm. Jumlah relatif sinar merah dan inframerah yang diserap digunakan untuk menentukan proporsi hemoglobin yang terikat dengan oksigen.

Kemampuan pulse oximetry untuk hanya mendeteksi saturasi oksigen dalam arteri didasarkan pada adanya fluktuasi jumlah sinar merah dan inframerah pada arteri yang diserap selama siklus kardiak (volume darah arteri meningkat pada sistol dan menurun pada diastol). Fluktuasi ini berbeda dengan darah di vena, kulit, lemak, tulang, dan lain-lain yang cenderung konstan.[1,2]

Keadaan-Keadaan yang Menyebabkan Inakurasi Pulse Oximetry

Berdasarkan prinsip kerja pulse oximetry ini, berikut adalah beberapa kondisi yang berpotensi mengganggu pulse oximetry sehingga penggunaan dan hasil pembacaannya tidak dapat diandalkan.[1,2,5]

Perfusi Rendah

Prinsip kerja alat ini adalah melakukan penghitungan komponen pulsatil cahaya oksihemoglobin dan deoksihemoglobin yang berada di pembuluh darah tepi yang diabsorpsi. Gangguan perfusi ke jaringan akan mengakibatkan inkonsistensi pembacaan dan penghitungan alat. Akibatnya, perfusi ke jaringan yang rendah ini akan menyebabkan ketidakakuratan dalam pembacaan saturasi oksigen kapiler perifer (SpO2).

Kurangnya perfusi ke jaringan dapat disebabkan oleh vasokonstriksi dan/atau hipotensi yang dapat terjadi akibat berbagai penyebab, misalnya syok hipovolemik, hipotermia, penggunaan obat-obatan vasokonstriktor, serta curah jantung yang rendah akibat gagal pompa atau disritmia. Penggunaan tourniquet yang terletak proksimal terhadap pulse oximetry juga dapat menyebabkan obstruksi pada pembuluh darah dan mengganggu pembacaan SpO2.[2,5]

Dishemoglobinemia

Ikatan karbon monoksida dengan hemoglobin yang membentuk karboksihemoglobin juga perlu diwaspadai pada penggunaan pulse oximetry karena karboksihemoglobin memiliki penyerapan cahaya yang serupa dengan oksihemoglobin sehingga dapat memberikan pembacaan SpO2 yang tinggi.[2,3]

Sebuah studi menemukan bahwa hasil SpO2 pada pasien keracunan karbon monoksida cenderung lebih tinggi dibandingkan saturasi dari hasil analisis gas darah.

Studi lain meneliti mengenai selisih pembacaan saturasi oksigen dari analisis gas darah dengan dari pulse oximetry menunjukkan bahwa pulse oximetry gagal mendeteksi adanya penurunan konsentrasi oksihemoglobin dan saturasi yang terbaca pada pulse oximetry cenderung tetap tinggi dengan adanya karboksihemoglobin, sedangkan oksihemoglobin yang terbaca pada analisis gas darah menurun.

Ketidakakuratan hasil pulse oximetry pada pasien keracunan karbon monoksida penting untuk diketahui karena terapi dari kondisi ini adalah terapi oksigen. Jika dokter mengandalkan hasil saturasi oksigen untuk pemantauan terapi oksigen yang diberikan, hal ini dapat menyebabkan terjadinya underdiagnosis dan undertreatment.[6-8]

Selain karboksihemoglobin, methemoglobin juga memberikan sifat yang sama karena memiliki penyerapan terhadap sinar merah yang mirip dengan deoksihemoglobin namun menyerap sinar inframerah lebih dari baik oksihemoglobin maupun deoksihemoglobin. Sifat methemoglobin yang menyerap sinar merah dan inframerah dengan sama baik ini mengakibatkan pembacaan pulse oximetry yang berkisar pada angka SpO2 80-85% sehingga dapat menyebabkan inakurasi hasil.

Methemoglobinemia dapat terjadi secara herediter atau didapat. Methemoglobinemia didapat bisa terjadi akibat konsumsi obat yang mengandung nitrat atau nitrat, penggunaan anestetik lokal seperti lidocaine atau benzocaine, dan penggunaan dapson.[2,3,5]

Pewarna Intravena

Pewarna intravena berpigmen, khususnya methylene biru juga terbukti mengganggu akurasi pulse oximetry karena penyerapan sinar yang menyerupai deoksihemoglobin, sehingga dapat terjadi pembacaan SpO2 yang lebih rendah dari seharusnya.

Jenis pewarna lain seperti indigo carmine dan hijau indocyanine tidak memiliki penyerapan sinar merah yang baik, sehingga tidak terlalu mengganggu akurasi pulse oximetry. Pewarna intravena ini umumnya digunakan untuk prosedur pembedahan, misalnya untuk bedah saraf atau bedah urologi.[2,5]

Anemia Berat

Kondisi anemia secara teoritis seharusnya tidak mempengaruhi akurasi pulse oximetry. Namun, anemia berat dengan tingkat hematokrit di bawah 10% terbukti menyebabkan inakurasi pulse oximetry sehingga terjadi pembacaan SaO2 yang rata-rata lebih rendah 5.4% dari nilai seharusnya.

Kondisi anemia berat dengan hipoksemia dapat mengganggu keakuratan pulse oximetry. Keadaan hematokrit di bawah 10% mengakibatkan turunnya keakuratan pulse oximetry dan menyebabkan terjadinya pembacaan SaO2 yang lebih rendah, dengan rata-rata 5.4% dari nilai yang seharusnya.[2,3]

Saturasi Oksigen yang Rendah

Saturasi oksigen yang rendah mengganggu keakuratan pulse oximetry karena algoritma program alat yang menghubungkan dengan saturasi oksigen dengan sinyal yang diabsorpsi. Oleh karenanya, studi oleh Thoracic Society of Australia and New Zealand (TSANZ) menyimpulkan bahwa nilai pulse oximetry di bawah 70% tidak dapat diandalkan dan harus dikonfirmasi ulang dengan analisis gas darah. Adanya clubbing finger juga memberikan pembacaan SpO2 yang lebih rendah dari sesungguhnya.[2,3]

Pulsasi Vena

Pulsasi vena yang mungkin terjadi juga dapat mengakibatkan pembacaan SpO2 dengan pulse oximetry menjadi lebih rendah dari semestinya karena saturasi oksihemoglobin vena juga diukur oleh pulse oximetry ini.

Beberapa kondisi di mana pulsasi vena dapat terbaca dengan pulse oximetry ini misalnya pada saat probe dipasang terlalu kencang pada jari, pada pasien-pasien dengan regurgitasi trikuspid berat, serta pada syok distributif di mana vasodilatasi luas berujung pada shunt arteriovenosa fisiologis.[2,3]

Pergerakan Berlebih pada Pasien

Pergerakan yang berlebihan pada pasien juga dapat menyebabkan terdapatnya artefak pergerakan yang mengakibatkan pembacaan SpO2 yang lebih rendah dari seharusnya. Desaturasi hingga di bawah 50% pernah dilaporkan. Pergerakan yang berlebihan juga dapat menyebabkan pembacaan SpO2 lebih tinggi dari seharusnya, meskipun lebih jarang terjadi. Beberapa keadaan yang dapat mengakibatkan pergerakan pada pasien misalnya pada pasien dengan tremor atau dengan konvulsi.[2,3,5]

Warna Kulit

Terdapat beberapa studi yang membuktikan bahwa warna kulit memengaruhi akurasi pulse oximetry, sehingga dapat menyebabkan hidden hypoxemia. Sebuah studi membandingkan hasil pulse oximetry dengan analisis gas darah (AGD) pada lebih dari 10.000 pasien kulit hitam dan kulit putih. Didapatkan overestimasi hasil bacaan pulse oximetry pada pasien kulit hitam sebesar 12–17%, sedangkan pada kulit putih overestimasi lebih rendah, yaitu 4–6%.[9]

Studi di Singapura juga membandingkan hasil pulse oximetry dengan AGD pada pasien etnis Tionghoa, Malay, dan India yang dirawat di intensive care unit (ICU). Hasil studi mendapatkan overestimasi saturasi oksigen pada pasien dengan kulit yang lebih berpigmen.[10]

Faktor Lainnya

Beberapa faktor lain yang dapat menyebabkan kurang akuratnya pembacaan hasil SpO2 oleh pulse oximetry seperti kelainan hemoglobin turunan dan anemia sel sabit dengan krisis vaso oklusif. Beberapa penelitian juga mengatakan bahwa penggunaan pewarna kuku dan kuku akrilik mengakibatkan pembacaan SpO2 yang lebih rendah, khususnya penggunaan warna-warna gelap. Hal ini dapat diperbaiki dengan memutar probe oximeter atau menghapus pewarna.

Faktor-faktor teknis seperti kalibrasi, gangguan dari pencahayaan sekitar, saturasi gelombang/saturation waveform yang berkorelasi dengan denyut nadi, serta daya baterai dan memori juga dapat mengganggu keakuratan penggunaan dan hasil yang didapat. Faktor-faktor teknis ini perlu diperhatikan untuk menjaga keakuratan alat.[2-4,11]

Kondisi di mana Hasil Pulse Oximetry Akurat tapi Sebaiknya Tidak Digunakan Sebagai Pertimbangan

Tata laksana penyakit seharusnya tidak hanya didasarkan pada hasil pulse oximetry, tetapi melihat keseluruhan kondisi klinis. Contohnya pada bronkiolitis. Indikasi rawat inap dan indikasi boleh pulang pada pasien yang didasarkan pada hasil pulse oximetry akan menyebabkan overdiagnosis kondisi hipoksemia dan pemanjangan waktu rawat inap. Pada bronkiolitis, penting untuk mempertimbangkan gejala klinis, seperti kemampuan makan dan minum, tanda-tanda dehidrasi, serta tingkat kesadaran pasien.

Kesimpulan

Pulse oximetry merupakan alat yang berguna untuk mengukur oksigenasi jaringan dengan cara penggunaan yang cukup mudah dan tersedia secara luas, sehingga pulse oximetry makin banyak digunakan, bahkan sering dianggap sebagai tanda vital kelima. Walau demikian, dokter sering kali tidak mengerti mengenai cara kerja dan keterbatasan dari alat ini.

Beberapa keadaan yang dapat mempengaruhi akurasi pulse oximetry, di antaranya adalah tingkat saturasi oksigen <70%, adanya pulsasi vena, dan pergerakan berlebih pada pasien. Dokter juga perlu memperhatikan faktor teknis alat, seperti kalibrasi, gangguan pencahayaan sekitar, daya baterai, dan memori untuk meminimalisir kesalahan. Sebaiknya dokter mengonfirmasi ulang hasil saturasi oksigen dengan analisa gas darah pada kondisi-kondisi tersebut.

Aspek penggunaan pulse oximetry lain yang perlu diperhatikan adalah untuk tidak bergantung pada pulse oximetry dalam menentukan diagnosis dan tata laksana pasien, misalnya pada kasus bronkiolitis. Penggunaan pulse oximetry sebagai dasar keputusan merawat dan menangani pasien akan menyebabkan overdiagnosis hipoksemia dan pemanjangan waktu rawat.

 

Direvisi oleh: dr. Livia Saputra