SpO₂ ditulis dengan huruf besar S dan O, huruf kecil p, dan indeks 2: S — saturation (saturasi), p — pulse (nadi), artinya saturasi yang diukur dengan oksimeter nadi. Huruf di depannya penting: SaO₂ adalah besaran yang sama dari darah arteri di alat analisis, ScvO₂ dari vena sentral, dan angka-angkanya berbeda.
Saturasi adalah bagian hemoglobin yang mengikat oksigen, bukan jumlah oksigen dalam darah: pada anemia SpO₂ bisa 99 %, tetapi jaringan tetap kekurangan oksigen. Saturasi juga bukan tekanan parsial PaO₂ dalam mmHg, yang terhubung dengan saturasi melalui kurva berbentuk S dan pada 97 % kira-kira 90 mmHg.
Di kiri, ujung jari dengan kukunya terjepit di antara LED dan fotodioda: merah 660 nm dan inframerah 940 nm menyala bergantian dan menembus jari, sementara arteri di dalamnya berdenyut mengikuti irama jantung. Di kanan, pada layar kecil berjalan gelombang nadi dan penanda denyut berkedip, sedangkan penunjuk skala di bawah naik sampai 97 % — saturasi biasa orang sehat di permukaan laut.
Lembar satuan
fraksi oksihemoglobin · nadi lembar 1/1 · revisi 2026-09Oksimetri nadi SpO₂ · % · min⁻¹
Besaran tanpa dimensi · fraksi oksihemoglobin dalam darah arteri yang berdenyut, %; nadi — denyut per menit
Dua cahaya yang melihat menembus darah
Pada tahun 1972, Takuo Aoyagi, insinyur perusahaan Nihon Kohden di Tokyo, mencoba mengukur curah jantung dari cara zat warna mengencer dalam darah dan merasa terganggu oleh sebuah gangguan: sinyal cahaya yang menembus telinga bergetar mengikuti denyut nadi. Ia menyadari bahwa getaran itulah justru hadiahnya — hanya darah arteri yang berdenyut, dan jika yang dilihat hanya bagian cahaya dua warna yang berfluktuasi, kulit, tulang, dan vena dengan sendirinya keluar dari perhitungan.
Begitulah oksimeter nadi lahir — penjepit yang dalam hitungan detik menunjukkan berapa persen hemoglobin di arteri yang membawa oksigen. Menjelang akhir 1980-an alat ini menjadi wajib dalam anestesi, dan pada pandemi 2020 menjadi alat rumah tangga jutaan orang; saat itulah terungkap bahwa pada orang berkulit gelap alat ini lebih sering menunjukkan angka normal ketika oksigen sudah rendah.
Lembar ini melewatkan cahaya menembus jari, memperlihatkan bagaimana persentase diperoleh dari dua gelombang nadi, dan mengurai dari mana galat berasal serta apa yang dilakukan regulator terhadapnya.
01 · Definisi
dua cahaya · rasio R · kalibrasiSpO₂ adalah fraksi oksihemoglobin di antara hemoglobin yang mampu mengangkut oksigen, diukur dari cahaya yang menembus jaringan. Oksihemoglobin berwarna merah terang dan menyerap sedikit cahaya merah pada 660 nm tetapi lebih banyak inframerah pada 940 nm, sedangkan deoksihemoglobin (hemoglobin tereduksi) sebaliknya; perbandingan kedua serapan itulah yang menunjukkan berapa banyak hemoglobin yang mengikat oksigen.
Untuk menyingkirkan kulit, tulang, dan darah vena, alat hanya mengambil bagian sinyal yang berdenyut, AC, dan membaginya dengan bagian yang konstan, DC, untuk setiap warna, lalu membagi rasio merah dengan rasio inframerah. Hasilnya adalah bilangan tanpa dimensi R, “rasio dari rasio”, dan makin besar nilainya, makin rendah saturasinya.
Hamburan cahaya di dalam jari terlalu rumit untuk menurunkan persentase dari R secara teoretis, sehingga hubungannya dicari lewat percobaan: relawan menghirup campuran gas berkadar oksigen rendah, darah arterinya diambil, dan titik-titik “R — SaO₂” membentuk kurva kalibrasi yang ditanamkan ke dalam alat. Secara sederhana kurva ini mendekati garis lurus SpO₂ ≈ 110 − 25·R.
Apa yang dilihat alat dan apa yang tidak
Di kiri ada oksimeter nadi jari sungguhan yang terpasang pada jari dengan warna kulit menurut skala Monk: di tutup atasnya menyala layar saturasi dan nadi, dan potongan pada rumahnya memperlihatkan bagaimana LED merah dan inframerah bergantian menyinari ujung jari di atas arteri yang berdenyut ke arah fotodioda. Di kanan ada monitor samping tempat tidur dengan dua gelombang nadi seperti yang dilihat fotodioda: amplitudonya adalah AC, dan pergeserannya DC. Penggeser mengatur saturasi darah arteri yang sebenarnya, pigmentasi kulit, perfusi, dan nadi; alat menampilkan angkanya sendiri, dan lembar ini membandingkannya dengan nilai sebenarnya.
Kalibrasi pada relawan berkulit terang
Melanin menyerap cahaya merah jauh lebih kuat daripada inframerah, sehingga pada kulit gelap lebih sedikit cahaya merah yang mencapai arteri yang berdenyut dan kembali, dan sinyalnya menjadi lebih lemah dan bergeser. Jika kurva kalibrasi terutama dibuat pada relawan berkulit terang, alat tidak memperhitungkan pergeseran ini dan menaksir saturasi terlalu tinggi, paling besar justru pada nilai rendah, ketika galat lebih berbahaya. Pada tahun 2020 sebuah penelitian di NEJM menunjukkan bahwa hipoksemia tersembunyi — SaO₂ sebenarnya di bawah 88 % dengan SpO₂ 92—96 % — tiga kali lebih sering ditemukan pada pasien kulit hitam dibanding pasien kulit putih.
02 · Konversi
kurva · ketepatan · ketinggianDari persen ke tekanan oksigen
Masukkan saturasi, tekanan parsial oksigen, atau rasio R, dan lembar ini akan mengonversinya satu sama lain menurut kurva disosiasi hemoglobin, menunjukkan rentang SaO₂ sebenarnya dengan memperhitungkan galat alat yang diizinkan, serta saturasi yang dapat diharapkan di ketinggian.
Cara mudah mengingatnya: saturasi 90 % kira-kira sama dengan oksigen 60 mmHg, dan di bawah titik ini kurva turun tajam.
Karbon monoksida mengikat hemoglobin menjadi karboksihemoglobin, yang pada 660 nm tampak hampir sama dengan oksihemoglobin, sehingga pada keracunan oksimeter nadi menunjukkan angka normal 98 % padahal darah kekurangan oksigen. Methemoglobin sebaliknya menarik pembacaan ke arah 85 % berapa pun saturasi sebenarnya; dalam kedua kasus, nilai sebenarnya hanya diberikan oleh CO-oksimeter pada alat analisis gas darah.
| {k} | {v} | {note} |
{text}
04 · Alat ukur
telinga · penjepit · jam tangan · CO-oksimeterEmpat cara melihat warna darah
Alat untuk pilot tanpa masker oksigen
Semasa perang, Glenn Millikan membuat oksimeter telinga untuk memperingatkan pilot tentang kekurangan oksigen di ketinggian. Cuping telinga dihangatkan agar darahnya hampir seperti darah arteri, dan alat itu membandingkan cahaya merah dan hijau; alat ini berfungsi, tetapi rewel dan harus dikalibrasi pada setiap orang, karena saat itu bagian sinyal yang berdenyut belum bisa dipisahkan.
Penjepit Aoyagi
Di dalam penjepit, dua LED menyala bergantian, kadang dengan jeda tempat fotodioda mengukur cahaya latar ruangan, sehingga alat menerima tiga sinyal ratusan kali per detik. Dari gelombang merah dan inframerah ia memisahkan bagian yang berdenyut, menghitung R, merata-ratakannya selama beberapa detik, dan mengubahnya menjadi persen menurut tabel kalibrasi, sedangkan periode gelombang memberikan nadi.
Cahaya yang tidak menembus
Jam tangan tidak dapat menyinari pergelangan sampai tembus, sehingga LED dan fotodioda dipasang berdampingan, dan alat menangkap cahaya yang terhambur balik dari bawah kulit. Dengan cara ini nadi terukur dengan andal, biasanya dengan cahaya hijau, tetapi saturasi kurang akurat: sinyalnya lebih lemah, pergelangan bergerak, dan sebagian besar perangkat semacam ini bukan alat kesehatan.
Standar yang menjadi tolok ukur penjepit
Di dalam alat analisis gas darah, sel darah arteri dihancurkan, darahnya dimasukkan ke kuvet dan disinari puluhan panjang gelombang, sehingga alat dapat membedakan oksihemoglobin, hemoglobin tereduksi, karboksi- dan methemoglobin secara terpisah. SaO₂ hasil alat inilah nilai sebenarnya yang dipakai untuk mengalibrasi dan menguji oksimeter nadi, dan dalam kasus yang meragukan dokter mengambil darah arteri alih-alih memercayai penjepit.
05 · Aturan penulisan
Sp dan Sa · persen · oksigenHuruf sebelum O₂ menyebut alatnya
Saturasi ditulis dengan keterangan sumbernya, dalam persen bulat, dan dengan kondisinya — apakah orang itu bernapas dengan udara ruangan atau mendapat oksigen.
Baris pertama di kanan kehilangan huruf besar-kecil, indeks, dan tanda persen, baris kedua mengacaukan saturasi dengan tekanan oksigen, dan baris ketiga menyamakan penjepit dengan alat analisis gas darah, padahal galat alat yang diizinkan beberapa persen. Baris keempat menyebut fraksi hemoglobin yang terikat sebagai jumlah oksigen, baris kelima memberi alat ketepatan sampai sepersepuluh yang tidak dimilikinya, dan baris keenam menulis nadi dalam hertz, padahal 72 denyut per menit sama dengan 1,2 Hz.
06 · Satuan tetangga
tekanan · panjang gelombang · frekuensiSpO₂ dikelilingi milimeter air raksa, satuan tekanan oksigen dalam darah, nanometer — satuan panjang gelombang tempat hemoglobin berbeda warnanya — dan denyut per menit, yang dihitung alat yang sama dari gelombang nadi.
Terhubung dengan saturasi melalui kurva disosiasi hemoglobin yang berbentuk S.
660 dan 940 nm dipilih di tempat perbedaan antara hemoglobin paling besar.
Nadi dari periode gelombang nadi, frekuensinya sama dengan jantung.
07 · Bagian sejarah
arsip · dari cuping telinga ke FDABagaimana gangguan menjadi sinyal utama
{title}
{text}
Seberapa sering alat melewatkan kekurangan oksigen
Tinggi batang adalah proporsi pasangan pengukuran dengan SpO₂ 92—96 % tetapi SaO₂ sebenarnya di bawah 88 %, pada pasien kulit putih dan kulit hitam dalam penelitian Sjoding dan rekan, NEJM 2020; skala dari nol sampai 12 %. Bingkai mengelilingi batang.
Selisih tiga kali lipat dengan angka yang sama di layar — dan justru setelah penelitian inilah regulator meninjau ulang persyaratan pengujian.
Alat yang kalibrasinya adalah manusia
Oksimeter nadi tidak punya standar yang dapat dimasukkan ke penjepit: kurva kalibrasi setiap model dibuat pada manusia hidup yang di laboratorium sedikit demi sedikit dikurangi oksigennya sambil diambil darah arterinya. Standar ISO 80601-2-61 mensyaratkan sedikitnya sepuluh relawan sehat dan beberapa ratus pasang titik dalam rentang 70 hingga 100 %, dan ketepatan dinyatakan sebagai selisih akar rata-rata kuadrat Arms: regulator tidak mengizinkan lebih dari tiga sampai empat persen.
Titik lemahnya ternyata ada pada komposisi sepuluh orang itu. Aturan lama hanya mensyaratkan beberapa relawan berkulit gelap, sehingga alat yang lulus uji hampir tidak diuji pada mereka; galat rata-rata seluruh kelompok tampak kecil, dan pergeseran sistematis untuk sebagian orang larut di dalamnya.
Setelah penelitian 2020—2022, FDA mengadakan panel ahli dan mengusulkan agar alat diuji pada orang dari seluruh rentang pigmentasi, yang dinilai secara objektif dari warna kulit, bukan dari kuesioner, serta agar ketepatan dilaporkan terpisah untuk setiap kelompok. Dengan demikian, untuk pertama kalinya soal keadilan menjadi soal metrologi: siapa yang mendapat kalibrasi.
Tujuh satuan pokok SI
Katalog besaran
Kedokteran
Setetes asam mengubah warna sari buah, garam mewarnai nyala api, air membeku karena satu ketukan. Di bawahnya semua halaman Simetrium, menurut bidang ilmu dan menurut abjad.
Buka indeks →