Mendeteksi COVID-19 dengan USG, Sebuah Angin Segar di Tengah Pandemi?

Ilustrasi foto USG. (Shutter Stock).

Corona Virus Disease-2019 (COVID-19) telah dinyatakan WHO sebagai pandemi global sejak 11 Maret 2020. Wabah penyakit ini mengubah berbagai sendi kehidupan manusia di seluruh dunia, terutama tantangan terbesar tentu saja dihadapi oleh dunia kesehatan.

Seiring dengan merebaknya COVID-19, diperlukan suatu sistem yang mampu mendeteksi penyakit ini secara mudah, murah, cepat, dan akurat untuk membantu penanganan dan mencegah penyebaran yang semakin luas.

Metode Deteksi COVID-19

Saat ini, metode Reverse-Transcriptase Polymerase Chain Reaction (RT-PCR) adalah metode pemeriksaan standar yang menjadi rujukan utama (gold standard) untuk mendeteksi COVID-19.

Namun, meskipun hasil pemeriksaan RT-PCR memiliki tingkat akurasi yang tinggi, metode ini memiliki kekurangan karena harus dilakukan secara invasif dengan memasukkan alat swab ke bagian dalam rongga hidung (nasofaring) dan tenggorokan.

Selain itu, metode ini membutuhkan waktu lebih lama dibandingkan dengan metode alternatif lainnya, misalnya pencitraan medis (x-ray, CT-scan, dan ultrasonografi/USG).

Dalam praktiknya, untuk skrining umum secara cepat sebelum ditegakkan diagnosis oleh dokter, diperlukan metode-metode alternatif lainnya sebagai pendukung.

Mesin PCR. (kOchstudiO, Wikipedia)

Prosedur pengambilan sampel cairan dari rongga dalam hidung (nasofaring) dengan alat swab. (Raimond Spekking, Wikipedia).

Metode Deteksi COVID-19 Berbasis Pencitraan Medis

Metode pencitraan medis berbasis x-ray konvensional dan CT-scan dapat dijadikan rujukan untuk mendeteksi adanya kelainan pernapasan akut dari hasil analisis citra/gambar paru-paru.

Dalam penerapannya, metode ini tidak dapat digunakan langsung pada pasien di ruang IGD, ruang perawatan, ICU dan ruang isolasi. Pasien perlu dipindahkan ke ruang pemindaian (scanning) terpisah sehingga menambah risiko penularan/penyebaran infeksi dari pasien ke para tenaga kesehatan.

Masalah lain yang harus dihadapi di Indonesia adalah terbatasnya jumlah CT-scan, biaya scanning yang relatif mahal, standardisasi quality control dari citra medis yang masih harus ditingkatkan, serta risiko radiasi/ionisasi jika proses scanning dilakukan cukup intens.

Foto x-ray thorax (rontgen dada) dari pasien COVID-19. (Hellerhoff, Wikipedia).

Hasil CT-scan paru-paru dari pasien COVID-19. (Jin, Y., Cai, L., Cheng, Z. et al., Wikipedia)

Metode Deteksi COVID-19 dengan Ultrasonografi

Salah satu alternatif lain yang telah banyak dipraktikkan di berbagai negara adalah metode POCUS (Point-of-care Ultrasound). POCUS merupakan metode pemindaian (scanning) USG yang diterapkan langsung pada pasien di tempat pasien berada (bedside), baik itu di ruang IGD, ruang perawatan, ICU, dan ruang isolasi.

Khusus untuk keperluan diagnosis COVID-19, pemindaian dilakukan pada area permukaan dada untuk memperoleh citra/gambar USG paru-paru tanpa metode invasif (melukai atau memasukkan alat ke dalam tubuh pasien). Dengan kelebihan ini, pasien tidak perlu dipindahkan ke ruang pemindaian terpisah sehingga dapat mengurangi risiko penularan.

Anda bisa membaca artikel pada tautan berikut untuk mengetahui bagaimana cara USG bekerja untuk menghasilkan gambar/citra medis.

Kelebihan lain dari metode USG paru-paru ini adalah penerapannya cukup menggunakan perangkat/mesin USG konvensional yang jumlahnya relatif banyak di faskes-faskes di Indonesia, sehingga biaya tes dapat ditekan serendah mungkin, tanpa risiko radiasi/ionisasi, serta hasil diagnosis dapat diperoleh secara cepat/langsung pada layar USG atau ponsel pintar.

Bagaimana Cara Mendeteksi COVID-19 dengan USG?

Prinsip dasar dari pencitraan (imaging) USG paru-paru untuk mendeteksi COVID-19 didasarkan pada terjadinya artifak tertentu pada citra USG paru-paru. Artifak, secara sederhana dapat diartikan sebagai “keanehan” atau perubahan yang terjadi pada citra USG yang tidak mewakili organ/objek sebenarnya yang sedang dipindai (di-scan).

Pada kondisi paru-paru normal, gelombang ultrasonik dari probe akan diteruskan oleh alveolus yang hanya berisi udara, sehingga bagian bawah citra USG di bawah lapisan paru-paru (pleura) memiliki pola seperti kantong udara kosong.

Secara umum, citra USG untuk paru-paru normal ditandai dengan pengulangan garis-garis horizontal (A-line) yang jaraknya teratur satu sama lain. A-line ini timbul dari hasil pemantulan gelombang ultrasonik oleh lapisan pleura.

Citra USG paru-paru normal dengan kemunculan A-line berulang dengan jarak teratur. (Susanti, H dan Suprijanto, 2021).

Kondisi terjadinya infeksi paru-paru dapat menyebabkan penebalan pada lapisan pleura atau timbulnya cairan pada alveolus atau bagian paru-paru lainnya. Kondisi ini menyebabkan terjadi pemantulan berulang-ulang (multiple reflection) dari gelombang ultrasonik oleh lapisan pleura dan/atau area alveolus dan sekitarnya.

Pemantulan berulang ini mengakibatkan terjadi artifak khas pada citra USG paru-paru, berupa garis-garis horizontal (A-line) berulang dengan jarak tidak teratur dan garis vertikal (B-line) berulang yang memotong atau menghilangkan A-line.

Sebelum menegakkan diagnosis, kemunculan artifak-artifak khas ini perlu pula ditambahkan dengan pengetahuan terhadap kondisi-kondisi khas lainnya pada citra USG paru-paru yang mengindikasikan gangguan/kelainan tertentu pada paru-paru.

Garis-garis vertikal (B-line) pada paru-paru pasien pneumonia. (Neil.m.young, WikEM, The Global Emergency Medicine Wiki).

Perkembangan Teknologi USG untuk Deteksi COVID-19

Penilaian citra USG paru-paru ini memiliki tantangan lain dalam penerapannya, terutama dengan masifnya jumlah pasien per hari yang harus ditangani oleh tenaga kesehatan.

Keterbatasan jumlah dan kemampuan dokter dibandingkan dengan jumlah pasien dapat menurunkan ketepatan/akurasi penilaian langsung oleh dokter terhadap citra USG paru-paru.

Kondisi ini mendorong para peneliti untuk mengembangkan metode pengolahan citra/gambar USG dengan algoritme tertentu pada program komputer serta teknologi kecerdasan buatan (AI/Artificial Intelligence), sehingga penilaian citra USG paru-paru dapat dilakukan secara otomatis dan lebih cepat.

Metode pengolahan citra USG paru-paru untuk mendeteksi A-line. (Susanti, H dan Suprijanto, 2021).

Bagaimana Membedakan Kondisi Paru-paru Akibat Infeksi COVID-19 dengan Kelainan/Penyakit Paru-paru lainnya?

Sampai saat ini, diagnosis kondisi paru-paru dengan metode USG ini belum memiliki konsensus internasional, pengujian kompetensi, serta sertifikasi yang dapat diterapkan pada semua pasien di setiap negara.

Selama ini, pengujian dilakukan berdasarkan pengalaman kasus per kasus. Untuk COVID-19 sendiri, sampai saat ini para ahli sudah mengembangkan beberapa acuan praktikal diagnosis untuk kasus-kasus khusus, misalnya yang dikembangkan oleh Youssef dkk untuk penerapan pada pasien terduga COVID-19 dalam kondisi hamil.

Meskipun demikian, metode pencitraan USG paru-paru untuk mendeteksi COVID-19 ini menjadi angin segar yang diharapkan dapat membantu melengkapi metode deteksi standar yang sudah ada sebelumnya.

Dengan kelebihannya yang praktis, aman, dan efektif, penggunaan USG paru-paru terutama di ruang IGD sebagai metode skrining awal COVID-19 semakin banyak diterapkan di berbagai negara.

Referensi

1. Susanti, Hesty, dan Suprijanto. (2021): Image Processing Framework for Pleural Line (A-Line) Detection in Video Lung Ultrasonography, IEEE-EMBS Conference on Biomedical Engineering and Sciences 2021.

2. Kulkarni, S., Down, B, dan Jha, S. (2020): Point-of-care (POC) lung ultrasound in intensive care during the COVID-19 pandemic, Clinical radiology.

3. Youssef, A., Serra, C., dan Pilu, G. (2020): Lung ultrasound in the COVID-19 pandemic: a practical guide for obstetricians and gynecologists, American Journal of Obstetrics and Gynecology.

4. Leidi, A., dkk. (2020): Point of care ultrasonography from the emergency department to the internal medicine ward: current trends and perspective, Internal and Emergency Medicine, 15(3): 395-408.

5. Buonsenso, D., dkk. (2020): Point-of-care lung ultrasound findings in novel coronavirus disease-19 pnemoniae: a case report and potential applications during COVID-19 outbreak, European Review for Medical and Pharmacological Sciences, 24(5): 2776-2780.

6. Fiala, M.J., dkk. (2020): A brief review of lung ultrasonography in COVID-19: is it useful? Annals of Emergency Medicine.

7. Poggiali, E., dkk. (2020): Can lung US help critical care clinicians in the early diagnosis of novel coronavirus (COVID-19) pneumonia? Radiology.

8. Huang, Y., dkk. (2020): A preliminary study on the ultrasonic manifestations of peripulmonary lesions of non-critical novel coronavirus pneumonia (COVID-19), Research Square.

9. Koenig, S., dan Tsegaye, A. (2019): POINT: Should point-of-care ultrasound examination be routine practice in the evaluation of the acutely breathless patient? Yes, Chest, 156(3), 424-426.

10. Peng, Q-Y., Wang, X-T., dan Zhang, L-N. (2020): Findings of lung ultrasonography of novel corona virus pneumonia during the 2019-2020 epidemic, Intensive Care Med, 46: 849-850.

11. Yoo, J, dkk. (2020): Emergency department lung ultrasound findings in novel coronavirus, Annals of Emergency Medicine.