"#$%&% '() * +#,-%,% .%-% * /01%(234 5%6#( 7834 9#1$%( * +0%,: $#1;%-%%, <(=> +?@A
!"#$% '()(* '+(,(-
TES ANALISA GAS DARAH MENGGUNAKAN ALAT NOVA STAT pHOx ANALYZER
Andi Munawirah, Sulina Yanti Wibawa, Fitriani Mangarengi Bagian Patologi Patologi Klinik FK UNHAS / RSUP dr Wahidin Sudirohusodo Sudirohusodo Makassar
I. PENDAHULUAN
Analisa gas darah merupakan pemeriksaan yang esensial dalam ilmu kedokteran gawat darurat. Analisa gas darah arteri merupakan prosedur yang sering dikerjakan dan merupakan standar baku untuk menentukan status asam basa, ventilasi dan oksigenasi pasien pas ien. Pemeriksaan analisa gas darah digunakan untuk mengukur beberapa parameter yakni pH, tekanan parsial oksigen (PO 2), tekanan parsial karbon dioksida (PCO2) secara langsung, dan beberapa parameter lainnya seperti saturasi oksigen, bikarbonat, dan base excess, excess, yang nilainya didapatkan melalui perhitungan tertentu. 1,2,3 Ukuran asam atau basanya suatu larutan disebut sebagai nilai pH, dengan kisaran nilai 1-14. Nilai pH merupakan logaritme negatif dari konsentrasi ion hidrogen (H+) dalam satuan mol/L. Pada pemeriksaan analisa gas darah pH digunakan untuk menentukan derajat asam basa darah dengan nilai normal 7.35-7.45.1,2,3 Tekanan parsial diartikan sebagai konsentrasi suatu gas terhadap tekanan total gas. Sebagai contoh, konsentrasi oksigen di atmosfer adalah 0.21. nilai tekanan atmosfer adalah 760 mmHg. Tekanan parsial oksigen di atmosfer dapat dihitung dengan mengalikan konsentrasi oksigen di atmosfer (0.21) dengan tekanan atmosfer (760 mmHg) sehingga tekanan parsial oksigen di atmosfer adalah 160 mmHg. Adapun nilai tekanan parsial oksigen (PO 2) pada darah arteri adalah 80-110 mmHg, dan tekanan parsial karbon dioksida (PCO 2) adalah 35-45 mmHg.
1,2,3
Tekanan parsial oksigen (PO2) berkorelasi terhadap konsentrasi oksigen yang terlarut dalam darah (cdO2). Jumlah konsentrasi oksigen yang terlarut dalam darah (cdO2) dan konsentrasi oksigen yang terikat dengan hemoglobin (cO2Hb) disebut sebagai konsentrasi total oksigen (ctO2). Konsentrasi cdO2
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
8
pada tekanan oksigen normal adalah 0,140 mmol/L, jumlah yang sangat kecil dari ctO2 yakni 9 mmol/L, dan jumlah oksigen yang sangat besar dalam bentuk oksigen yang terikat hemoglobin (cO 2Hb) sebanyak 8.86 mmol/L.
1,2,3
Saturasi oksigen (SO2) didefinisikan sebagai jumlah konsentrasi oksigen yang terikat dengan hemoglobin / oxihemoglobin (cO 2Hb) dibandingkan dengan total kapasitas oksigen (jumlah oksihemoglobin (cO 2Hb) ditambah dengan jumlah jumlah deoxyhemoglobin (cHHb). Sehingga dapat disimpulkan bahwa saturasi oksigen digunakan untuk menilai konsentrasi hemoglobin 1,2,3
efektif pada darah..
atau Tekanan parsial karbon dioksida (PCO 2) berkorelasi terhadap konsentrasi karbon dioksida terlarut dalam darah (cdCO 2). Jumlah
Konsentrasi total
karbon dioksida (ctCO2 atau TCO2) adalah jumlah karbon dioksida terlarut dalam darah (cdCO2), dan asam karbonat (HCO3-). Konsentrasi karbon dioksida terlarut dalam darah (cdCO2), asam karbonat (cHCO3-) dan konsetrasi ion H+ saling terkait satu sama lain, sebagaimana dapat dilihat pada rumus keseimbangan Henderson-Hesselbach.
1,2,3
Berdasarkan persamaan Henderson-Hesselbach ini dapat dilihat bahwa dengan pengukuran langsung pH dan PCO 2 secara elektrokimia, maka parameter lain, cHCO3-, cdCO2 dan ctCO2 pun dapat dihitung.
1,2,3
Indikasi pemeriksaan analisa gas darah adalah 1.
Pasien dengan gangguan metabolik
2.
Pasien dengan gangguan respiratorik
3.
Untuk monitoring/respon terapi misalnya pada penggunaan ventilator mekanik.
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
9
II. TUJUAN Tujuan tes ini adalah untuk mengetahui analisa gas darah menggunakan alat Nova Stat pHOx® Plus Analyzer. III. METODE 4,5
A. Pra Analitik
1. Persiapan pasien : tidak ada persiapan khusus 2. Persiapan sampel : 1. Sampel yang digunakan pada pemeriksaan ini adalah sampel darah arteri dengan menggunakan spoit yang berisi heparin (10 U heparin/mL darah) 2. Sampel dijaga dalam kondisi anaerob dan tidak boleh terpapar dengan udara luar. 3. Pemeriksaan
harus
dilakukan
dalam
15
menit
setelah
pengambilan sampel darah. Bila pemeriksaan tidak dapat dilakukan segera sebaiknya sampel disimpan pada suhu 2-4 oC. Hasil pemeriksaan sampel yang dilakukan setelah 1 jam tidak dapat dipertanggungjawabkan. Pada pasien dengan WBC tinggi/ leukimia sampel harus dianalisis dalam 5 menit. 4. Sampel tidak beku, dan tidak terdapat gas didalam spoit.
3. Alat dan bahan a. Alat : -
Alat Nova Stat pHox® plus analyzer
b. Bahan : -
Sampel : sampel darah arteri menggunakan spoit yang berisi heparin dengan ratio tertentu
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
:
4,5
B. Analitik
1. Prinsip kerja Parameter yang Diukur Secara Langsung 1. pH
Pengukuran pH menggunakan konsep dasar potensiometri. Prinsip potensiometri adalah mengukur perbedaan potensial elektrik antara 2 elektroda. Pada pengukuran pH ini menggunakan elektroda Sanz, yang terdiri atas dua elektroda, yaitu glass elektrode yang berfungsi sebagai ion selective hidrogen, dan reference electrode. Glass Electrode ini terbuat dari Ag-AgCl
yang memiliki membran ion
selektif yang selektif terhadap ion hidrogen. Membran ini yang akan terpapar dengan sampel pasien. Ion hidrogen ini kemudian akan menimbulkan potensial elektrik. Elektrode kedua disebut dengan reference electrode terdiri atas merkuri yang diletakkan pada 1,4,5
KCl.
Gambar 1. Sel potensiometri berdasarkan skematik electrode ion selektif membrane 4 (Sumber * Acid Base Disorder and Their Treatment)
Reference electrode menghasilkan tegangan dasar saat elektrode berespon terhadap ion pada sampel. Perbedaan tegangan antara glass electrode dan reference electrode ini yang kemudian diukur menggunakan pH meter atau voltmeter. 1,5,6 !"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
;
2. Tekanan Parsial Karbon Dioksida (PCO 2 )
PCO2 diukur menggunakan sensor pH yang dimodifikasi. Elektroda PCO2 yang
digunakan
adalah
Stowe-Severinghaus Electrode.
Elektroda ini memiliki membran luar yang terbuat dari Teflon atau silicon elastis dan hanya permeable terhadap gas. CO2 + H2O ! H2CO3 ! H+ + HCO3-
Gambar 2. Skematik sensor PCO 2 electrode Stowe-Severinghaus (Sumber: Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics ) 2
Komponen CO 2 pada sampel darah yang akan diukur akan berdifusi melalui membrane tersebut, dimana terdapat lapisan elektrolit yang berisi larutan buffer bikarbonat dalam hal ini adalah natrium bikarbonat. Ketika CO2 bereaksi dengan natrium bikarbonat, terbentuk hidrogen bikarbonat yang kemudian akan berdisosiasi menjadi ion bikarbonat dan ion hidrogen. 1,5,6
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
<
Ion hidrogen yang berdifusi akan melewati glass elektroda dan menyebabkan perubahan aktivitas ion hydrogen. Perubahan pH (! pH) ini akan diukur dengan prinsip yang sama dengan pengukuran elektroda pH. ! pH sesuai dengan !log pCO2.
Gambar 3. Ilustrasi prinsip elektroda pCO2 (Sumber: Acid Base Disorder and Their Treatment ) 4
PCO2 ditentukan melalui nilai pH menggunakan keseimbangan Henderson-Hasselbach. 1,5,6 -
pH = pK + log [ HCO3 ]/ pCO2 3. Tekanan Parsial Oksigen ( P O2)
Pengukuran PO 2 menggunakan prinsip amperometrik. Pengukuran PO2 dilakukan menggunakan electrode Clark, yang merupakan elektrode yang lengkap. Elektrode Clark terdiri atas platina sebagai katoda dan Ag-AgCl2 sebagai anode yang dibenamkan pada buffer fosfat. Elektrode platina dibungkus oleh lapisan elektrolit dan membrane tipis yang permeable terhadap oksigen. Membrane tersebut memisahkan sampel terhadap elektroda dimana oksigen yang berdifusi ke dalam elektrolit dan kemudian kontak dengan katoda. 1,5,6
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
=
Potensial katoda diatur agar memiliki potensial tegangan yang tetap yakni pada 0 volt (V). Ketika tidak terdapat oksigen, katoda berada pada tegangan sekitar 0 volt (V sehingga bila terdapat oksigen ada pada sampel, oksigen akan berdifusi
dari sampel melewati
membrane. Oksigen akan mengalami reduksi melalui bantuan H 2O dan 4 elektron sehingga membentuk 4 ion hidroksida. O2 + 2H2O + 4e - ! 4 OHSedangkan pada anoda mengalami oksidasi dimana, +
-
4Ag ! 4Ag + 4 e
4Ag + Cl- ! 4AgCl
Gambar 4. Desain amperometrik clark sebagai sensor oksigen PO 2 dalam darah (Sumber: Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics)2
Mikroamperometer akan mengukur pergerakan elektron antara anoda dan katoda.
1,5,6
4. Saturasi Oksigen (SO2%)
Saturasi
oksigen
(SO2%)
merupakan
persentase
hemoglobin
teroksigenasi terhadap total hemoglobin yang dapat mengikat
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
>
oksigen. Sehingga perubahan saturasi oksigen akan menunjukkan perubahan pada warna darah SO2% = cO2Hb/( cO2Hb+CHH b) x 100 metode reflektansi fotometri digunakan untuk mengukur warna darah yang kemudian akan menentukan nilai saturasi oksigen. Pada metode ini darah diiluminasi oleh berbagai panjang gelombang cahaya. Setiap panjang gelombang cahaya akan direfleksikan
ke
serat optic menuju ke fotodetektor. Hasil sampel kemudian akan dibandingkan dengan warna standar yang telah diketahui kadar warnanya sehingga kadar saturasi oksigen pada sampel dapat diketahui kelima parameter pada pemeriksaan analisa gas darah ini memiliki modul sensor masing-masing pada alat.
Gambar 5. Modul sensor pada Alat Nova Stat Profile pHOx (Sumber: Reference Manual Nova Stat Profile pHOx )4
Parameter yang dihitung.
4 - 4
1. Konsentrasi ion bikarbonat (HCO3 ).
Konsentrasi ion bikarbonat dihitung berdasarkan keseimbangan Henderson-Hasselbalch pH = pK + log [HCO3-] "(PCO2) Nilai pH and PCO2 telah dihitung secara langsung, dan nilai pK = 6.091, dan "= 0.0307, sebagai koefisien solubilitas CO 2
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
?
4
2. Konsentrasi total karbon dioksida (TCO2) .
Konsentrasi total karbon dioksida (TCO2) meliputi jumlah konsentrasi karbon dioksida terlarut (cdCO2) (mmol/L) dan konsentrasi ion bikarbonat (HCO 3-) TCO2 = [HCO3-] + "(PCO2) -
nilai [HCO3 ] dan "(PCO2), telah dihitung pada rumus sebelumnya, sehinggal nilai TCO2 dapat ditentukan 4
3. Base Excess (BEb).
Base excess didefinisikan sebagai konsentrasi basa yang digunakan untuk mentitrasi darah hingga mencapai pH 7.40 BE-B = (1 - 0.014[Hb]) ([HCO3-] - 24 + (1.43[Hb] + 7.7) (pH 7.4) ) 4
4. Standard Bicarbonate (SBC).
Standard Bicarbonate adalah konsentrasi bikarbonat plasma pada darah yang tersaturasi penuh oleh oksigen pada keadaan standar 37oC dengan tekanan PCO 2 40 mmHg. 5. Base Excess Extracellular Fluid (BE-ecf) .
4
Base Excess Extracellular fluid merupakan bentuk koreksi Base Excess . berdasarkan fakta bahwa darah hanya terdiri atas 37% cairan ekstraseluler. BE-ecf = [HCO3-]- 25 + 16.2 (pH - 7.40) 6. Oksigen Alveolar (A).
4
Oksigen alveolar merupakan tekanan parsial oksigen di dalam alveoli. A= (BP-PH2O) x (FiO2) – PCO2 0.8 Dimana BP
= tekanan barometric
FIO2 = fraksi oksigen inspirasi (%)
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
@
7. Gradien Oksigen Alveolar-Arteri (AaDO 2 ).
4
Gradient oksigen alveolar-arteri (AaDO2) adalah selisih tekanan oksigen alveolius dan tekanan oksigen arteri. Gradient ini berfungsi untuk menilai pertukaran gas di dalam paru-paru AaDO2 = A-PO2 2. Cara Kerja 1. Homogenkan sampel darah arteri dalam spoit sebanyak 10 kali, dengan menggulingkan spoit secara horisontal di antara kedua telapak tangan.
2. Tekan tombol syringe pada layar, alat secara otomatis akan mengeluarkan jarum untuk menghisap sampel
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
8A
3. Buka tutup spoit dan masukkan spoit ke jarum alat, lalu tekan “aspirate”, darah akan dihisap oleh jarum alat
4. Ketika sudah bunyi beep beep, keluarkan spoit sample dari jarum dan tekan continue
5. Kemudian isi sample information
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
88
6. Tekan tombol “result”
A. Pasca Analitik Nilai Rujukan :
Tabel 1. Nilai Normal Parameter Analisa Gas Darah5 Parameter
Satuan
Nilai Normal
7.35-7.45
pH P CO2
mmHg
35-45
P O2
mmHg
83– 108
mmol/L
21-28
HCO3
-
Hb
g/dl
13.2 – 17.3 (Laki-laki) 11.7-15.5 (Perempuan)
Hct
%
39-49 (Laki-laki) 35-45 (Perempuan)
BE
mmol/L
sO2*
%
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
(-2) – (+3) 95 – 98
89
Interpretasi :
Tabel 2. Interpretasi Gangguan Asam Basa 8 Jenis Gangguan
pH
-
HCO3
pCO2
Asidosis respiratorik - Tidak terkompensasi
Menurun
Meningkat
Normal
- Kompensasi sebagian
Menurun
Meningkat
Menurun
- Kompensasi sempurna
Normal
Meningkat
Menurun
- Tidak terkompensasi
Menurun
Normal
Menurun
- Kompensasi sebagian
Menurun
Menurun
Menurun
- Kompensasi sempurna
Normal
Menurun
Menurun
- Tidak terkompensasi
Meningkat
Menurun
Normal
- Kompensasi sebagian
Meningkat
Menurun
Menurun
- Kompensasi sempurna
Normal
Menurun
Menurun
- Tidak terkompensasi
Meningkat
Normal
Meningkat
- Kompensasi sebagian
Meningkat
Meningkat
Meningkat
- Kompensasi sempurna
Normal
Meningkat
Meningkat
Asidosis metabolic dan
Menurun
Meningkat
Menurun
Meningkat
Menurun
Meningkat
Asidosis metabolic
Alkalosis respiratorik
Alkalosis metabolic
respiratorik Alkalosis metabolic dan respiratorik (Sumber: Interpretasi Hasil Tes Laboratorium Diagnostik) 2
Interferensi.
5
Beberapa faktor dapat menginterferensi hasil terhadap pada analisa gas darah yakni sebagai berikut : 1. Bila
konsentrasi
COHb
and
MetHb
tinggi
makan
dapat
meningkatkan nilai SO2 2. Bila bilirubin > 10 mg/dL dapat menginterferensi SO 2%
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
8:
3. Bila jumlah White Blood Count (WBC) > 50,000 WBC/ #L dapat meningkatkan nilai hematokrit 5
Limitasi Alat :
Adapun limitasi alat Nova Stat Profile pHOx adalah alat hanya bisa menganalisa sampel dengan range hematokrit 12-60%.
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
8;
DAFTAR PUSTAKA
1. Scott MG., LeGrys VA., Hood JI. Electrolytes and Blood Gases. Burtis CA., Ashwood ER.,and Burns DE, editor. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 5 th ed. United States of America : Elsevier Inc ; 2012. p. 807-835
7= Delost M., Blood Gases and Critical Care Analytes. Volsko TA, Chatburn RL, and El Khatib M, editor. Equipment for Respiratory Care. 5 th ed. BurlingtonJones & Bartlett Learning; 2015. p.151-174
B= Hasan A. Handbook of Blood Gas/ Acid-Base Interpretation. London; Springer. 2009. 4. Adrogue HJ., Madias NE. Measurement of Acid-Base Status. Gennari FJ., Adrogue HJ., Galla JH., Madias NE., editor. Acid-Base Disorder and Their Treatment. 5th ed. Boca Raton : Taylor and Francis Group ; 2005. p. 776-787 5. Nova Stat Profile pHOx. Reference Manual. 2010. [ cited 2017 Januari 2]. Available from: www.MeridianBioscience.com 6. D’orazio P., Meyerhoff ME. Electrochemistry and chemical sensor. Burtis CA., Ashwood ER.,and Burns DE, editor. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 5th ed. United States of America : Elsevier Inc ; 2012. p.259-285. 7. Hood JI. and Scott MG. Physiology and Disorder of water, electrolyte, and acid-base metabolism. Burtis CA., Ashwood ER.,and Burns DE, editor. Tietz Textbook of Clinical Chemistry and Molecular Diagnostics. 5th ed. United States of America : Elsevier Inc ; 2012. p. 1609-1635. 8. Wibawa SY, Hardjoeno. Analisa Gas Darah. Interpretasi Hasil Tes Laboratorium Diagnostik. Makassar : Lembaga Penerbitan Universitas Hasanuddin; 2003. P. 403-420
!"#$% '()(* '+(,(-./01 2$3* 4567
8<