PENDEKATAN BARU DALAM MONITORING BAYI BARU LAHIR

DI NEONATAL INTENSIVE CARE UNIT (NICU) DENGAN MENGGUNAKAN WEARABLE SENSORS : SEBUAH STRATEGI NON-INVASIF UNTUK MEMINIMALKAN EFEK TRAUMATIK PADA BAYI

Oleh : Dera Alfiyanti

NPM. 0906504625

Program Pasca Sarjana Fakultas Ilmu Keperawatan (Kekhususan Keperawatan Anak)

Universitas Indonesia

2010

Abstrak

Artikel ini menganalisis beberapa jurnal tentang sistem monitoring berkelanjutan pada bayi baru lahir yang dirawat di Neonatal Intensive Care Unit (NICU) dengan menggunakan sistem sensor yang diintegrasikan dengan alat yang bisa dipakai di badan bayi (wearable sensor). Bahan tekstil yang bersifat konduktif digunakan untuk membuat integrasi sensor yang sesuai untuk alat monitoring non-invasif, seperti biobelt (sabuk) dan smart jacket. Lokasi sensor, bahan dan penampilan sensor didesain untuk mengoptimalkan fungsinya, kenyamanan pasien, dan didesain dengan bentuk yang sesuai dengan prinsip estetik. Hasil eksperimen alat sensor ini membuktikan bahwa penggunaan sabuk dan smart jacket menunjukkan pengukuran yang akurat, nyaman bagi bayi dan stress less, tidak menimbulkan stimulus nyeri, memungkinkan bayi untuk tetap bergerak aktif serta mudah diaplikasikan. Inovasi teknologi ini diharapkan dapat mengurangi efek traumatik pada bayi yang dirawat di unit perawatan intensif akibat pemasangan berbagai alat untuk monitoring parameter fisiologis.

Kata kunci : monitoring bayi di NICU, wearable sensor, tekstil konduktif, perawatan atraumatik

Latar Belakang

Bayi baru lahir seringkali terpapar dengan sejumlah prosedur yang menyebabkan nyeri, baik prosedur diagnostik, prosedur terapeutik, maupun prosedur pemasangan alat untuk monitoring parameter fisiologis. Berbagai strategi manajemen nyeri dan prinsip atraumatic care dilakukan untuk mencegah atau mengurangi nyeri pada bayi baru lahir. Monitoring kesehatan sangat penting bagi bayi yang dirawat di unit perawatan intensif dan merupakan hal yang secara kontinyu dilakukan di NICU. Monitoring ini membutuhkan desain lingkungan yang unik, fungsi yang spesifik, dan menggunakan peralatan monitoring berbasis sensor. Seperti juga anak, bayi membutuhkan perawatan yang kompeten dan sensitif untuk meminimalkan efek negatif dari hospitalisasi dan mengembangkan aspek yang positif sebagai energi untuk melakukan adaptasi terhadap situasi yang berpotensi menimbulkan stress yang muncul secara tiba-tiba. Oleh karena itu, perlu dikembangkan sebuah teknik dan inovasi teknologi yang memiliki akurasi tinggi dan sesuai dengan prinsip atraumatic care dengan mempertimbangkan kenyamanan dan keamanan bayi. Beberapa contohnya adalah alat sensor berupa sabuk dan smart jacket untuk memonitor parameter fisiologis vital bayi di ruang perawatan intensif. Teknologi ini merupakan teknologi non-invasif yang didesain secara akurat dengan pertimbangan pemilihan bahan yang memiliki akurasi tinggi terhadap hasil pengukuran dan nyaman bagi bayi serta memiliki nilai estetika yang tinggi.

Kajian Literatur dan Pembahasan

Ruangan Neonatal Intensive Care Unit (NICU) adalah ruang perawatan intensif untuk bayi yang memerlukan pengobatan dan perawatan khusus, guna mencegah dan mengobati terjadinya kegagalan organ-organ vital. NICU merupakan ruangan khusus yang menggabungkan teknologi canggih dan tenaga kesehatan profesional terlatih untuk memberikan perawatan khusus dan intensif bagi bayi baru lahir. Bayi-bayi yang dirawat di NICU umumnya adalah bayi dengan risiko tinggi. Bayi risiko tinggi adalah bayi yang mempunyai kemungkinan lebih besar untuk menderita sakit atau kematian daripada bayi yang lain. Istilah bayi risiko tinggi digunakan untuk menyatakan bahwa bayi memerlukan perawatan dan pengawasan ketat (Surami, 2003). Penanganan kasus neonatal harus dilakukan dalam ruang perawatan khusus yang terdiri dari tiga level, berdasarkan derajat kesakitan, risiko masalah dan kebutuhan pengawasannya. Level pertama adalah untuk bayi risiko rendah, dengan kata lain bayi normal yang sering digunakan istilah rawat gabung (perawatan bersama ibu) atau Level II untuk bayi risiko tinggi tetapi pengawasan belum perlu intensif. Pada level ini bayi diawasi oleh perawat 24 jam, akan tetapi perbandingan perawat dan bayi tidak perlu 1-1. Sedangkan pada level III, pengawasan yang dilakukan benar-benar ekstra ketat. Satu orang perawat yang bertugas hanya boleh menangani satu pasien selama 24 jam penuh. Pada ketiga level peran dokter boleh dibagi, artinya 1 orang dokter pada ketiga level, akan tetapi dengan ketrampilan dan pengetahuan khusus mengenai masalah gawat darurat pada neonatus.Monitoring bayi baru lahir ini harus dilakukan secara kontinyu, teratur, dan teliti, dengan menggunakan berbagai metode/teknik dan peralatan yang dapat dipercaya reliabilitasnya, karena dukungan peralatan ini juga sangat berperan dalam kesembuhan pasien.

Monitoring status kesehatan bayi merupakan hal yang sangat penting untuk deteksi awal adanya masalah kesehatan (misalnya apnea, aritmia, dan hipoksemia) serta potensial komplikasi (misalnya kejang). Parameter fisiologis yang harus dimonitor selama bayi menjalani perawatan di unit perawatan intensif antara lain adalah :

1. Suhu tubuh, sebagai indikator keefektifan termoregulasi

2. Denyut jantung, menunjukkan indeks fungsi jantung dan kondisi stress pada bayi

3. Frekuensi pernafasan, berguna untuk mengevaluasi kejadian apnea berulang

4. Persentase hemoglobin yang diikat oleh oksigen (SpO2), untuk mengkaji efisiensi aktivitas sistem pernafasan secara kontinyu

5. Elektrokardiogram (ECG)

Pengukuran vital sign sebagai parameter fisiologis juga memberikan indikasi terhadap kondisi umum bayi. Umumnya, parameter tersebut menyediakan evidence tentang apakah sistem fisiologi yang berbeda berfungsi dengan baik, misalnya apakah oksigen diikat dalam darah, yang kemudian darah dapat mencukupi kebutuhan perfusi tubuh dengan baik, dan apakah regulasi suhu tubuh berlangsung secara tepat. Perawatan dan monitoring bayi risiko tinggi merupakan proses yang kompleks yang melibatkan penggunaan sejumlah mesin dan kolaborasi di antara beberapa orang dengan keterampilan dan latar belakang yang berbeda. Monitoring secara komputerisasi memungkinkan perawat untuk melihat kecenderungan vital sign dalam periode waktu yang relatif lama daripada monitoring dengan monitor vital sign pada umumnya.

Peralatan yang digunakan dalam sistem monitoring seringkali menyebabkan ketidaknyamanan dan menstimulus nyeri pada bayi. Pemantauan parameter vital dilakukan dengan menempatkan sejumlah alat sensor pada kulit bayi yang sangat sensitif yang dihubungkan dengan sebuah monitor. Pelepasan dan pemasangan sensor menimbulkan ketidaknyamanan, iritasi kulit, dan terputusnya waktu tidur pada bayi. Lebih lanjut, orang tua sering merasa terpisah dari bayi dan sulit untuk melakukan skin to skin contact dengan bayinya karena pemasangan berbagai peralatan medis di tubuh bayi. Alternatifnya, monitoring fungsi fisiologis secara non-invasif dapat diaplikasikan untuk meningkatkan perkembangan hasil pada perawatan bayi risiko tinggi.

Perkembangan terkini dalam teknologi sensor dan teknologi komunikasi berbasis wireless memungkinkan untuk menciptakan generasi baru dalam sistem monitoring dengan alat elektronik yang dapat dipakai pada tubuh dan photonic. Kain yang nyaman siap diintegrasikan dengan bahan untuk monitoring elektrokardiogram dan monitoring respirasi pada sistem transmisi berbasis wireless. Dalam beberapa jurnal penelitian dibahas berbagai macam teknologi monitoring bayi baru lahir di neonatal intensive care unit (nicu) dengan menggunakan sensor yang dapat dikenakan pada tubuh bayi. Prinsip yang digunakan dalam mengembangkan dan mengaplikasikan alat sensor tersebut adalah :

1. Mendukung fungsi monitoring status kesehatan vital

2. Merupakan teknik non-invasif dan mencegah gangguan pada bayi dan mencegah munculnya penyebab stress

3. Memungkinkan keakuratan pengukuran suhu tubuh secara kontinyu baik digunakan di dalam incubator ataupun di luar incubator selama proses kangaroo mother care

4. Aman digunakan di ruang NICU

5. Nyaman bagi bayi (misalnya : cegah penggunaan bagian yang kasar dan tajam)

6. Penempatan/pemasangan alat sensor tidak boleh di atas tulang

7. Mudah digunakan oleh seluruh petugas kesehatan dengan latar belakang pendidikan dan keterampilan yang berbeda

8. Menyediakan feedback yang tepat/sesuai jika diinterpretasikan oleh orang tua dan petugas kesehatan dimana komponen sistem berfungsi secara benar

9. Mudah dibersihkan dan didisinfektan ; bagian yang tidak dapat dicuci harus mudah untuk dilepas

10. Secara estetika tepat bagi lingkungan NICU, orang tua, dan petugas kesehatan ; terlihat bersahabat, mengandung unsure bermain, dan familiar

Teknologi monitoring bayi risiko tinggi di NICU dengan alat sensor yang dapat dikenakan pada tubuh bayi antara lain sebagai berikut :

1. Penggunaan Alat Sensor Berupa Sabuk (Biobelt) Lembut Yang Terbuat Dari Serat Bambu

Alat ini terbuat dari serat bamboo yang sangat lembut. Sensor suhu tubuh berukuran kecil dimasukkan dalam alat ini. Sensor terletak di atas hepar untuk menyediakan pengukuran suhu tubuh yang optimal. Sensor suhu tubuh ini dibungkus dengan bahan katun yang lembut untuk membatasi pengaruh lingkungan (misalnya suhu ruangan) dalam pengukuran suhu. Sabuk dan alat sensor dapat dilihat pada gambar di bawah ini.

Gambar 1. Sabuk untuk monitoring suhu tubuh bayi di NICU

Gambar 2. Alat sensor pada sabuk

Berdasarkan prinsip pengembangan alat sensor untuk monitoring vital sign pada bayi di atas, sensor harus non-invassif dan berukuran kecil. Untuk memonitor bayi baru lahir, sensor ini memiliki akurasi 0.1 C. Sensor NTC (Negative Temperature Coefficient) dipilih karena keakuratan dan desainnya sesuai dengan kebutuhan bayi. Sensor ini terbuat dari tekstil konduktif yang lembut dan fleksibel. Selain nyaman, alat sensor ini aman dan memungkinkan bayi premature untuk bernafas dengan bebas. Sabuk juga didesain agar secara estetika menarik dan memberikan fungsi bermain pada bayi. Penampilan gambar katak dipilih untuk tujuan estetika ini (lihat gambar 3)

Gambar 3. Penampilan gambar katak pada sabuk

Sabuk ini dipakaikan di atas area hepar, kemudian disambungkan ke oscilloscope digital untuk monitoring dan interpretasi data hasil pengukuran suhu tubuh. Sebuah PC digunakan untuk memproses data dan menampilkan hasil pengukuran (lihat gambar 4).

Gambar 4. Monitoring suhu tubuh pada PC

Pengukuran suhu tubuh dengan menggunakan NTC sensor ini kemudian dibandingkan dengan pengukuran suhu tubuh yang sering digunakan saat ini (dengan menggunakan thermometer). Hasilnya, pengukuran dengan sensor NTC menunjukkan variasi perubahan suhu tubuh lebih banyak daripada sensor biasa pada thermometer. Hal ini disebabkan karena sensor NTC pada sabuk lebih konduktif dibandingkan dengan sensor biasa. Kesimpulannya, alat ini dipilih karena keakuratan dan kenyamanannya dalam memonitor suhu tubuh secara kontinyu pada perawatan bayi risiko tinggi di NICU.

2. Penggunaan Alat Sensor Berupa Smart Jacket

Smart Jacket didesain untuk melakukan monitoring vital sign secara kontinyu ketika bayi berada di dalam incubator ataupun di luar incubator selama kangaroo mother care. Smart Jacket ini dapat dilihat pada gambar 5 berikut ini.

Gambar 5. Smart Jacket

Jaket ini terbuka pada bagian depan dan terdapat pembuka pada bagian belakang dan topi, dengan tujuan untuk memfasilitasi skin-on-skin contact, fototerapi dan observasi medis. Topi terdiri dari pelindung mata dan ruang untuk menempatkan sensor. Untuk kebutuhan estetika, jaket didesain mendekati pakaian bayi yang biasa dipakai. Kombinasi warna putih dan hijau dengan gambar binatang yang berwarna-warni dipilih karena bersifat unisex (dapat digunakan pada bayi laki-laki dan perempuan) dan terlihat ceria dan bersih. Berdasarkan desain ini pula, konsep Diversity Textile Electrode Measurement (DTEM) dipilih. Bayi memakai jaket yang terdiri dari 6 (enam) elektrode konduktif (lihat gambar 6) yang dapat menangkap sinyal biopotensial pada posisi yang berbeda. Ketika satu sensor lepas dari kulit, sensor yang lain dapat menyediakan sinyal yang bagus.

Gambar 6. Lapisan elektrode pada jaket

Konstruksi jaket dapat dilihat pada gambar 7. Tiga lapisan (1) katun digunakan dan pada lapisan tengah (2) sirkuit Shieldex perak, (3) pada lapisan pertama, elektroda dijahit di sepanjang sirkuit pada lapisan tengah. (4) Elektrode tersambung dengan monitor melalui kawat karbon, (5) lapisan katun ketiga untuk membungkus.

Gambar 7. Konstruksi elektrode

Jaket ini diujicobakan pada 2 (dua) subyek : satu neonatus dengan usia gestasi 30 minggu 5 hari dan satu lagi dengan usia gestasi 31 minggu 6 hari. Tes pada bayi dapat dilihat pada gambar 8. Dari gambar 9 dapat disimpulkan bahwa kualitas EKG yang dihasilkan oleh elektrode tekstil perak sangat bagus dan gelombang QRS kompleks terlihat lebih jelas dan bagus kualitas gambarnya.

Gambar 8. Tes jaket dan elektroda pada bayi

Gambar 9. Hasil rekaman EKG smart jacket

Berdasarkan hasil wawancara dengan orang tua dan petugas kesehatan, mereka memiliki apresiasi positif terhadap penggunaan alat ini karena bayi dapat bergerak dengan bebas/aktif, desainnya sangat aestetik, proses pemakaian yang stress-less, dan terintegrasi dengan penggunaan pelindung mata sehingga cukup efektif digunakan bersamaan dengan fototerapi.

Kesimpulan dan Rekomendasi

Perawatan bayi risiko tinggi di NICU merupakan proses yang kompleks dan komprehensif. Perawatan ini bukan hanya melibatkan tindakan pengobatan, tetapi juga sistem monitoring secara kontinyu. Sistem monitoring ini harus mempertimbangkan keakuratan, kenyamanan pasien, estetika, dan kualitas interaksi atau kontak antara bayi dengan orang tua selama pemasangan alat monitoring ini. Teknologi penggunaan sensor pada alat yang dapat dipakai di badan bayi (wearable sensor) didesain sedemikian rupa untuk mendapatkan hasil pengukuran parameter fisiologis yang akurat, tidak menimbulkan stress dan stimulus nyeri pada bayi, meminimalkan efek traumatik, dan tetap dapat memfasilitasi kontak orang tua dengan bayi. Implikasi bagi perkembangan keperawatan pediatric, khususnya bagian perinatologi, diharapkan prinsip-prinsip atraumatic care dapat diterapkan di unit perawatan intensif, bukan hanya pada tindakan-tindakan invasive, tetapi pada prosedur terkait pemasangan alat untuk monitoring tanda vital. Penulis merekomendasikan penggunaan sabuk sensor, smart jacket, atau alat yang dapat dikembangkan dengan prinsip yang serupa dengan alat ini, pada perawatan bayi di NICU untuk meningkatkan kualitas perawatan dan kualitas hidup (survival) bayi risiko tinggi yang menjalani perawatan intensif.

Daftar Pustaka

Bouwstra, S., et.al. (2010). Smart jacket design for neonatal monitoring with wearable sensors. IEEE Computer Society : 89.1.87 : 6.4755.701

Chen, W., et.al. (2010). Monitoring body temperature of newborn infants at neonatal intensive care units using wearable sensors. Bodynets ICST 978-963-9799-41-7

Costeloe, K., et.al. (2000). The EPICure study : outcomes to discharge from hospital for infants born at the threshold of viability. Pediatrics, vol.106, pp.659-671

Langenhove, L.V. (2007). Smart textiles for medicine and healthcare materials, systems and applications. England : Woodhead Publishing Ltd

Murkovi, I.,et.al. (2008). Sensors in neonatal monitoring: current practice and future trends. PMID : 14757919 PubMed.

Paradise, R.,et.al. (2005). A wearable health care system based on knitted integrated sensors. Information technology in Biomedicine, IEEE Transaction on, vol.9, pp. 337-344

Patrizia, M., Erik, G., Alessandro, P., Alessia, R. (2008). Supporting inspection strategies through palpable assemblies. Communication Science Department : University of Siena

Piccini, L., et.al. (2008). New monitoring approach for neonatal intensive care unit. Communication Science Department : University of Siena

Quinn, J.A. (2007). Bayesian condition monitoring in neonatal intensive care. Journal in Institude for Adaptive and Neural Computation : University of Edinburg

Surami, Asrining. (2003). Perawatan bayi risiko tinggi. Jakarta : EGC

Westas, L.H.,et.al. (2008). Neonatal ICU monitoring. Handbook of Clinical Neurophysiology. Vol.8. Elsevier B.V

1