e-ISSN : 2721-1924 ISSN : 2302-6391

## INTEGRASI ANALISIS UJI CETAK NAPAS BERBASIS E- NOSE SEBAGAI SOLUSI BARU DETEKSI DINI PENYAKIT PARU OBSTRUKTIF KRONIK PADA MASA PANDEMI
COVID-19
Ayers Gilberth Ivano Kalaij, 1
Program Studi Pendidikan Dokter, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia,
Jakarta

## ABSTRAK
Pendahuluan: Sebanyak  64  juta  orang  telah  menderita  penyakit  paru obstruktif  kronik  (PPOK),  dan  penelitian  menunjukkan  bahwa  70%  pasien PPOK di seluruh dunia tidak terdiagnosis. Deteksi yang adekuat dan cepat sangat  krusial  dalam  menentukan  prognosis  dari  penyakit  ini.  Namun demikian,  berbagai  tes  fungsi  paru  masih  memiliki  berbagai  kekurangan. Kondisi  pandemi  Covid-19  membatasi  mobilitas  dan  meningkatkan  resiko paparan  polusi  udara  dalam  rumah  yang  meningkatkan  potensi  PPOK. Maka  demikian,  diperlukan  alternatif  solusi  cepat  mendeteksi  dan  skrining terhadap PPOK akibat polusi udara di dalam rumah.
Pembahasan: Teknologi  hidung  elektronik  ( e-nose) telah  terbukti  dapat efektif  dalam mendeteksi  berbagai  penyakit  respirasi secara  akurat.  Hal ini dapat  menjadi  solusi  untuk  alternatif  uji  diagnosis  PPOK  yang  selama  ini menggunakan  spirometri  sebagai  uji  baku  emas  yang  memiliki  berbagai kekurangan.  Deteksi  uji  cetak  napas  berbasis volatile  organic  compound (VOC) dapat menjadi biomarka sensor untuk penyakit pernapasan, bahkan PPOK.  Jika  diintegrasikan  ke  dalam  sistem  layanan  kesehatan  primer  di Indonesia  pada  masa  pandemi  Covid-19,  dapat menjadi  solusi  deteksi  dini PPOK.
Simpulan: Integrasi  sistem e-nose berpotensi  menjadi  solusi  deteksi  dini dan akurat PPOK yang non-invasif dan ramah bagi pasien dengan berbagai kelebihannya.
Kata Kunci: PPOK, Covid-19, Uji cetak napas, hidung elektronik (e-nose)
Korespondensi:

## Nathaniel Gilbert Dyson
Email Korespondensi: ayers.gilberth@ui.ac.id

## Riwayat Artikel
Diterima: 15 -Agustus- 2021 Selesai revisi: 11-Maret- 2021
DOI :
10.53366/jimki.v9i3.478
e-ISSN : 2721-1924 ISSN : 2302-6391
INTEGRATION OF E-NOSE BASED BREATH-PRINT TEST ANALYSIS: NOVEL SOLUTION FOR EARLY DETECTION OF COPD DURING THE COVID-19 PANDEMIC
Ayers Gilberth Ivano Kalaij, Fakultas Kedokteran Universitas Indonesia

## ABSTRACT
Background: As  many  as  64  million  people  have  the  chronic  obstructive  pulmonary disease  (COPD),  and  research  shows  that  70%  of  COPD  patients  worldwide  are undiagnosed. Adequate and fast detection is crucial in determining the prognosis of this disease. However, many lungs function tests still have disadvantages and limitations. The covid-19  pandemic  era  has  limited  our  mobility  and  increased  the  risk  of  household  air- pollution  exposure  which  increases  the  risk  of  COPD.  Thus,  alternative  solutions  are needed  to  detect  and  screen  household  air  pollution-related  COPD  patients  as  fast  as possible.
Discussion: E-nose technology has been proven to effectively detect various respiratory diseases.  This could  be  the  alternative  solution  to  provide  COPD  diagnostic tests which usually  use  spirometry  with  its  disadvantages.  Breath-print-based  VOC  detection  could be  a  sensor  biomarker  for  respiratory  diseases,  even  COPD.  If  this  is  integrated  with primary  care  systems  in  Indonesia  during  the  Covid-19  pandemic  era,  it  could  be  the solution in the early detection of COPD..
Conclusion : Integration of e-nose based breath-print test is potential to be the solution of early  and  accurate  detection  of  COPD  which  is  non-invasive  and  patient-well  with  its advantages.
Keywords: COPD, Covid-19 , breath-print test, e-nose
1.  PENDAHULUAN Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK)  merupakan  salah  satu  penyakit tidak  menular  paling  mematikan  di  dunia. Penyakit ini merupakan penyakit progresif pada  paru  yang  dapat  menyebabkan seseorang  hilang  napas  dan  merupakan faktor predisposisi utama terjadinya eksaserbasi  dan  penyakit  yang  lebih serius.  Berdasarkan  data World  Health Organization (WHO),  setidaknya  terdapat total  251  juta  kasus  PPOK  secara  global hingga  tahun  2016.  Secara  khusus, sekitar  64  juta  orang  menderita  penyakit ini  dan  3,2  juta  diantaranya  meninggal setiap tahunnya. Penyakit ini juga menyumbang  5%  dari  seluruh  penyebab kematian  secara  global  selama  tahun 2015. 1 Di  Indonesia  sendiri, menurut  data RISKESDAS  2018,  PPOK  merupakan satu  dari  4  penyakit  tidak  menular  utama yang  60%  menyebabkan  kematian  di Indonesia. [2] Meskipun  demikian,  sebuah studi  global  oleh  Diab et  al menunjukkan bahwa 70% pasien PPOK di seluruh dunia tidak  terdiagnosis  akibat  berbagai  hal yang  berkaitan  dengan  tenaga  kesehatan dan  faktor  risiko  terkait  pasien. [3] Hal  ini didukung
dengan sebuah studi epidemiologi  yang  menunjukkan  bahwa terdapat  kemungkinan  yang  tinggi  tidak terdiagnosisnya PPOK pada pasien dengan  jenis  kelamin  laki-laki,  usia muda, tidak pernah merokok, pendidikan kurang, kurangnya  data  spirometri  sebelumnya dan inadequate airway . [4] Studi-studi terbaru menunjukkan bahwa  PPOK  sendiri  merupakan  sebuah penyakit  tidak  menular  yang  seringkali terjadi  pada  negara-negara  dengan  latar belakang  ekonomi  menengah  ke  bawah dengan  90%  kematian  pada  negara- negara tersebut disebabkan oleh beberapa  faktor  risiko,  yang  mencakup polusi  udara  di  dalam  rumah,  merokok baik secara aktif maupun pasif, pembakaran  bahan  bakar  fosil,  dan partikel-partikel yang terdapat pada lingkungan  okupasional  (PM  2.5,  ozon, nitrit  oksida, benzopyrene ,  dan  partikel lainnya).  Studi  lain  juga  menunjukkan bahwa  salah  satu  penyebab  utama  dari penyakit  ini  adalah  polusi  udara  di  dalam rumah. [5,6]
Deteksi yang adekuat dan cepat pada pasien  dengan  PPOK  merupakan  salah satu  langkah  utama  yang  sangat  krusial dalam  rangka  menentukan  prognosis  dari penyakit  ini.  Beberapa  tes  fungsi  paru seperti spirometri saat ini banyak dilakukan  sebagai  standar  baku  emas diagnosis  PPOK. [7] Namun,  tes  fungsi  ini belum  memiliki  parameter  yang  spesifik untuk mendeteksi kerusakan perifer untuk saluran  udara  yang  kecil  sehingga  tidak mampu secara efisien dan akurat menentukan apakah seseorang mengalami  PPOK  atau  tidak.  Hal  ini membuktikan  bahwa  metode  deteksi  dan skrining  secara  dini,  cepat,  dan  mudah namun  non-invasif  dan  ramah  terhadap pasien  PPOK  masih  belum  ditemukan. Selain itu, spirometri juga tidak disarankan untuk dilakukan pada beberapa komorbiditas  penyakit  pernapasan  atau metabolik lainnya yang
akan memengaruhi  hasil  spirometri  sehingga tidak  adekuat  untuk  dijadikan  standar skrining dan diagnosis. [8,9]
Saat  ini,  seluruh  dunia  sedang menghadapi  pandemi  COVID-19  dimana penyakit  hasil  infeksi  dari  virus Severe Acute  Respiratory  Syndrome  Coronavirus 2 (SARS-CoV-2) memiliki tingkat penularan  yang  cukup  tinggi  di  berbagai belahan dunia. Hal ini mendorong beberapa  negara  menerapkan  protokol kesehatan  seperti social  distancing yang mengharuskan  segala  aktivitas  dilakukan di  rumah  untuk  mencegah  penyebaran virus  ini,  termasuk  Indonesia. [10] Hal  ini menyebabkan  potensi  seseorang  untuk terpapar  pada  polusi  udara  di  dalam rumah  semakin  besar.  Paparan  yang meningkat  akibat  aktivitas  yang  banyak dilakukan  di  rumah  akan  meningkatkan potensi seseorang mengalami PPOK yang dapat menyebabkan komplikasi mematikan.  Oleh  karena  itu,  diperlukan alternatif  solusi  yang  lebih  efektif  dalam mendeteksi dan melakukan skrining terhadap  PPOK  akibat  polusi  udara  di dalam rumah.
Metode  skrining  berbasis Volatile Organic  Compounds (VOC)  yang  dapat ditemukan pada udara yang dihembuskan pasien dalam rangka menemukan diagnosis  yang  lebih  akurat,  mudah,
murah, dan cepat untuk evaluasi inflamasi saluran  nafas  dan  skrining  untuk  penyakit PPOK,  asma,  kanker  paru,  dan  penyakit pernapasan lainnya akhir-akhir ini diusulkan oleh berbagai penelitian terbaru.
Adapun  VOC  ini  merupakan  produk  dari metabolisme  dan  proses  inflamasi  yang berkaitan dengan perubahan patofisiologis pada  saluran  pernapasan.  Salah  satu solusi  alternatif  dalam  skrining  PPOK adalah  mendeteksi  komponen  spesifik terhadap penyakit PPOK. [11] Selain  penggunaan  pada  penyakit- penyakit  tersebut,  di  era  pandemi  ini, pemerintah
Indonesia baru saja memperbolehkan dan menganjurkan analisis  uji  cetak  napas  berbasis  hidung elektronik  dengan  cara  kerja  yang  sama dalam  rangka  mendiagnosis  COVID-19 secara cepat. Tujuan utama dari penemuan alat ini adalah skrining diagnostik  COVID-19  secara  cepat  untuk kemudian  diintegrasikan  dalam  sistem pelayanan kesehatan primer dalam rangka  melawan  pandemi  COVID-19. Oleh  karena  itu,  penulis  melihat  adanya potensi  pengembangan  manfaat  dari  alat ini,  yang  dapat  menjadi  solusi  untuk  dua masalah sekaligus, yakni melawan pandemi  COVID-19,  sekaligus  skrining akurat  dan  cepat  terhadap  penyakit PPOK. [12]
Berdasarkan  hal  tersebut,  penulis melihat  adanya  potensi  integrasi  analisis uji cetak napas berbasis hidung elektronik sebagai  solusi  baru  deteksi  dini  PPOK akibat  polusi  udara  di  lingkungan  rumah.
Dengan mempertimbangkan perkembangan-perkembangan pada penyakit  saluran  napas  lainnya,  penulis mengajukan  gagasan  integrasi metode  uji cetak  napas  berbasis  hidung  elektronik pada layanan kesehatan primer di
Indonesia.  Sistem  integrasi  ini  berpotensi untuk  tidak  hanya  melakukan  non-invasif dan  skrining  cepat,  tetapi juga  akurat  dan tidak membutuhkan usaha pasien berlebih, terutama dengan adanya
perkembangan  alat  serupa  bernama GeNose pada kondisi pandemi COVID-19. Melalui gagasan ini, skrining dan diagnosis  terhadap  PPOK,  terutama  di tengah  kondisi  pandemi  COVID-19  ini,
diharapkan dapat dilakukan dengan secara cepat dan lebih akurat.

## 2.  PEMBAHASAN
2 . 1        Teknologi  Hidung  Elektronik  (e- nose ) dalam Mendeteksi Penyakit Respirasi Hidung elektronik (e- nose ) merupakan  perangkat  penginderaan  dan sensor identifikasi kimiawi berbasis elektronik  yang  menangkap  campuran Volatile  Organic  Compound (VOC)  yang khas dan menyusun biologi tubuh manusia.  Seperti  namanya,  teknologi  ini meniru  sistem  penciuman  mamalia  untuk bau  dalam  mendeteksi  VOC  dari  hasil pernapasan.  Hal  ini  dilakukan  melalui deteksi  cetakan  napas  khas  yang  lebih dikenal  dengan breath-print .  Konsep hidung elektronik sendiri  merupakan konsep  yang  banyak  digunakan  untuk diagnosis  penyakit  respirasi  secara  dini dan efektif berdasarkan patofisiologi penyakitnya.  Berdasarkan  konsep  ini, penyakit-penyakit  seperti  asma,  infeksi pada  saluran  respirasi,  kanker  paru (paling  sering Non-Small  Cell  Lung Cancer (NSCLC)), obstructive sleep apnea  syndrome (OSAS),  dan  penyakit saluran  napas  lainnya  dapat  didiagnosis dengan teknologi hidung elektronik. Teknologi  ini  juga  didasarkan  pada analisis  pola  VOC  yang  khas  dari hembusan napas seseorang yang kemudian dideteksi oleh sensor nano dari perangkat ini untuk
kemudian ditransmisikan menjadi diagnosis penyakit.  Penulis  merangkum  sensitivitas dan spesifisitas diagnosis berbagai penyakit respirasi dalam tabel 1. [11,13]
Tabel 1: Akurasi Teknologi e-Nose pada Penyakit Respirasi 11,13 Penyakit Hasil Studi Asma Asma vs Kontrol (Akurasi  87%)  dengan Spironose ; area dibawah  kurva  ROC 0.94±0.1 Infeksi pada Sistem Respirasi Deteksi bakteri Mycobacterium tuberculosis (MTB) in vitro (Akurasi  100%);
In  vivo (spesifisitas 89%  dan  sensitivitas 88%  dengan  metode sistem nanoarray; Pneumonia  vs  kontrol (Akurasi 100%) dengan Cyranose 320 Kanker Paru Non-Small  Cell  Lung Cancer (NSCLC)  vs Kontrol  (Akurasi  80%) dengan Cyranose 320 Mesotelioma Pleural Malignan (MPM) Mesotelioma Pleural Maligna n ( MPM)  vs Kontrol (Akurasi 84.6%) dengan sensitivitas 92.3% dan spesifisitas 69.2% Obstructive Sleep Apnea Syndrome (OSAS) Obstructive Sleep Apnea Syndrome ( OSAS) vs Kontrol (sensitivitas  93%  dan spesifisitas 70%) Penyakit Respirasi Lainnya E-nose breath profiling terbukti dapat mendiagnosis penyakit fibrosis sistik, dyskinesia siliari primer,  emboli  paru, pasien transplantasi paru,  hipertensi  arteri pulmoner,  sarcoidosis pulmoner,  dan acute respiratory syndrome. 2.2  Standar  Baku  Emas  Uji  Diagnosis
PPOK dan kekurangannya
Tes fungsi paru merupakan standar  baku  emas  dalam  uji  diagnosis PPOK  hingga  saat  ini.  Sebuah  panduan dari  GOLD international COPD  yang digunakan berbagai negara menganjurkan penggunakan  spirometri  sebagai  uji  baku emas untuk melakukan pengukuran fungsi paru  yang  akurat  dan  dapat  direpetisi. [7] Namun,  faktanya  studi  menunjukkan bahwa  begitu  banyak  tenaga  kesehatan yang  hanya  memiliki  sedikit  pelatihan formal  mengenai  penggunaan  alat  ini yang  menciptakan  keterbatasan  dari  sisi tenaga kesehatan untuk melakukan diagnosis  yang  akurat  dan  cepat. [8]
Padahal,  studi  epidemiologi  menunjukkan bahwa  diagnosis  yang  terlambat  atau
pasien  PPOK  yang  tidak  terdiagnosis sangat  umum  terjadi,  sehingga  masih terdapat  kekurangan  pada  penggunaan spirometri  ini  sebagai  standar  baku  emas diagnosis  PPOK. [8] Selain  itu,  studi menunjukkan bahwa pemeriksaan algoritma  interpretasi  spirometri  tidak cukup akurat untuk membedakan penyakit asma  dengan  PPOK  misalnya,  yang seringkali menghasilkan misklasifikasi penyakit  akibat  dari  diagnosis  yang bergantung pada forced expiratory volume in  1  second (FEV1)  setelah  proses bronkodilatasi. [14] Kajian  literatur  terbaru juga  menunjukkan  bahwa  spirometri  tidak cukup  untuk  melakukan  diagnosis  klinis akibat dari kemampuan alat ini yang tidak cukup mampu membedakan antar penyakit respirasi secara spesifik sehingga dibutuhkan pemeriksaan spirometri  serial  yang  membutuhkan waktu  lama  sehingga  dapat  menciptakan limitasi dari segi kenyamanan pasien. [9]
2.3 Volatile  organic  compound (VOC)
sebagai Biomarka Sensor untuk Penyakit Pernapasan berbasis Hembusan Napas Senyawa  organik  yang  mudah menguap, atau yang lebih dikenal dengan VOC menurut berbagai penelitian ditemukan sebagai metode baru diagnosis penyakit  pernapasan  yang  cepat,  bebas risiko,  dan  berpotensi  memiliki  harga terjangkau yang berdasarkan pada senyawa  organik  yang  memiliki  tekanan uap  tinggi  pada  kondisi  sekitarnya.  VOC juga menunjukkan perubahan yang berbeda  dan  segera  ketika  suatu  kondisi patologis  muncul  dengan  mengubah biokimia  tubuh  dengan  satu  atau  lebih kombinasi  proses-proses  berikut:  stress oksidatif,  sitokrom  p450,  enzim  hati, metabolisme lipid, dan metabolisme karbohidrat. [15] Bagian dari beberapa VOC ini,  yang  muncul  baik  dalam  sel  normal maupun  abnormal, merupakan campuran dari  berbagai macam  komposisi  ditambah dengan  beberapa  komponen  sel-sel  yang tidak  normal. [16] Setiap  penyakit  memiliki pola  VOC-nya  masing-masing,  dan  oleh karena  itu  keberadaan  suatu  penyakit dapat  dideteksi melalui  pola VOC  dengan dua  cara,  yang  meliputi  deteksi  langsung
dari headspace (misalnya campuran VOC
yang terperangkap di atas sel-sel abnormal  dalam  suatu  wadah  tertutup) atau  secara  tidak langsung  melalui  napas yang  dihembuskan,  darah,  atau  cairan tubuh lainnya. [16,17] Oleh karena itu, isolasi dan  deteksi  VOC  pada  cairan  tubuh manusia  dapat  berfungsi  sebagai  jalur deteksi  dini  penyakit  pernapasan  dan penyakit  lainnya.  Pemantauan  penyakit pernapasan dengan analisis napas noninvasif  dan  juga  pengambilan  sampel napas  dapat  dilakukan  tanpa  adanya kehadiran  spesialis  sebagai  teknisi  dan ahli  yang  menunjukkan  keunggulan  alat ini. Pengguna alat ini hanya dituntut untuk mengambil sampel hembusan napas pada kantung inert dan  kemudian  dianalisis dengan  hidung  elektronik  yang  sudah memiliki sensor array . [15-18]
Gambar 1. a: Prinsip dasar nanomaterial- based sensors array ; b : Berbagai macam sensor berbasis nanomaterial 15 Berbagai metode digunakan untuk mengambil  sampel,  mendeteksi,  dan menganalisis  VOC  yang  dihembuskan oleh  seseorang  yang  mengalami  penyakit respirasi,  salah  satunya  adalah  dengan menggunakan  prinsip  spektrometri  dan spektroskopi.  Secara  umum,  prinsip  kerja dari  deteksi  VOC  berdasarkan  hembusan didasari pada kedua prinsip tersebut yang diasosiasikan  dengan  sensor  kimiawi yang  lebih  dikenal  dengan nanomaterial- based  sensors  array yang  menggunakan berbagai macam sensor berbasis nanomaterial,  seperti:  (1)  resistor  kimia berbasis nanopartikel yang bersifat
monolayer-capped ,  (2)  resistor  kimia berbasis  tabung  karbon  nano  dengan dinding satu ( single-wall carbon
nanotubes ),  (3)  resistor  kimia  berbasis polimer  konduksi,  (4)  resistor  kimia berbasis metal oxide film , (5) keseimbangan  mikro  dari quarts dengan pelapis yang selektif, (6) sensor colorimetric ,  dan  (7)  sensor  gelombang akustik permukaan. [15,19]
Deteksi  VOC  dari  hembusan napas  dapat  dicapai  dengan  dua  strategi penginderaan  kimia  utama.  Pertama, melalui mekanisme selektif dimana sensor kimia  dirancang  untuk  berinteraksi  dan mendeteksi  keberadaan  senyawa  tunggal di  dalam  napas  yang  dihembuskan. Pendekatan  ini,  meskipun  cukup  sensitif, namun  cukup  rumit  karena  sintesis kompleks  nanomaterial yang  terpisah  dan sangat  selektif  untuk  deteksi  setiap  VOC, terutama terhadap  target  nonpolar. Selain itu,  hingga  saat  ini,  tidak  ada  VOC  unik dalam  setiap  individu  yang  spesifik terhadap penyakit tertentu. Kedua, pendekatan  yang  melibatkan  serangkaian sensor  reaktif  silang  secara  luas  yang dikombinasikan dengan  metode dari pengenalan  pola  (gambar  1a).  Berbeda dengan  metode  penginderaan  selektif, pendekatan sensor array , yang terinspirasi  secara  biologis  dari  indera penciuman, mampu mendeteksi komponen  dari  VOC.  Setiap  sensor  pada pendekatan ini merespon terhadap berbagai VOC yang memungkinkan penginderaan dan analisis dari komponen individual pada setiap campuran senyawa. Mekanisme  yang  mendasari  pendekatan ini  tergantung  pada  sifat  sensor  yang digunakan  (gambar  1b).  Sebagai  contoh, resistor  kimia  mengubah  listrik  mereka karena adanya proses VOC sorption pada film  organik,  atau  dengan  perubahan sterikal  pada  lapisan  penginderaan  yang mempengaruhi  transfer  muatan  antar nanomaterial  anorganik  (gambar  1b). Sensor  akustik  mendeteksi  perubahan dalam  perambatan  gelombang  akustik melalui  atau  pada  permukaan  bahan pelapis  sensor  akibat  adanya VOC sorption ,  sedangkan  sensor  kolometri didasarkan  pada  indikator,  khususnya pewarna  yang  bersifat  responsif  terhadap
zat  kimia  yang  secara  kimia  bereaksi  dan mengubah  warna  pada  paparan  VOC,
sehingga
mampu mengidentifikasi penyakit pada spesies yang terpapar. [15,18-
19]
2.4 Volatile  organic  Compound (VOC) dan Penggunaannya dalam Mendeteksi

## PPOK
Penyakit  paru  obstruktif  kronik (PPOK) sendiri merupakan suatu penyakit yang  memiliki  hubungan  dengan  proses inflamasi dari saluran napas dan parenkim paru  yang  terjadi  secara  kronik.  Proses kronik  tersebut  kemudian  menjadi  dasar dari  determinasi  profil  yang  spesifik  dari VOC  yang  dihembuskan.  Sebuah  studi oleh  Sibila  et  al. [20] menunjukkan  bahwa dengan  menggunakan Cyranose 320  ( e- nose dengan  32  polimer  reseptor  kimia komposit  karbon  yang  menyerap  VOC dan  menyebabkan  peningkatan  resistensi elektrik  pada  setiap  sensor),  cetak  napas ( breathprint ),  PPOK  dapat  dibedakan dengan  seseorang  yang  sehat  sebagai kontrol  dengan  akurasi  83%.  Tidak  hanya itu, e-nose yang  sama  juga  dapat membedakan  PPOK  dari  asma  dengan akurasi  96%  dan  juga  membedakan pasien PPOK dengan perokok yang sehat (akurasi  66%). [21] Hal  ini  membuktikan bahwa  akurasi  PPOK  dalam  diagnosis dan membedakan dari penyakit lain cukup tinggi  yang  membuktikan  bahwa  alat  ini sangat  potensial  untuk  digunakan.  Selain itu,  studi  juga  menunjukkan  bahwa  profil hembusan  napas  dapat  digunakan  untuk menentukan subtipe PPOK yang beragam sehingga  dapat  dikaitkan  dengan  klaster klinis  individu  dengan  gangguan  fungsi paru, emfisema, dan bronkitis kronik. [20,21]
Gambar 2 . Analisis model komponen prinsipal dari hembusan napas pasien 20
Sebuah  studi  terbaru  oleh  Aguilar et.al. [ 21] pada  tahun  2020  menunjukkan bahwa  deteksi  PPOK  melalui  metode e- nose menunjukkan  akurasi  yang  sangat menjanjikan  dengan  sensitivitas  100%, spesifisitas  97,8%,  nilai  prediksi  negatif 100%,  nilai  prediksi  positif  96,5%,  dan akurasi 98.6% melalui analisis kurva ROC ( Receiver Operating Characteristic ). Analisis  model  komponen  prinsipal  dari hembusan  napas  pasien  PPOK  beserta subtipenya  juga  menghasilkan  hasil  yang baik dimana e-nose mampu membedakan pasien  PPOK  dengan  pasien  sehat, pasien  PPOK  perokok  dengan  pasien sehat,  dan  pasien  PPOK  akibat  polusi udara  di  dalam  rumah    dengan  pasien sehat.  Namun,  tidak  dapat  membedakan secara  signifikan  pasien  PPOK  perokok dengan  pasien  PPOK  akibat  polusi  udara di  dalam  rumah  maupun  pasien  PPOK ringan  dengan  PPOK  sedang  atau  berat karena memang tidak terdapat perbedaan hembusan  napas  pada  kedua  kelompok yang diuji. [21]
2.5  Rencana  Integrasi  Sistem e-nose dalam  Sistem  Layanan  Kesehatan Primer di Indonesia pada Masa Pandemi COVID-19
Berdasarkan uraian di atas,
penulis merekomendasikan integrasi sistem e-nose ke  dalam  sistem  layanan kesehatan primer di Indonesia pada masa pandemi  sebagai  berikut  (Gambar  2).
Pertama, warga Indonesia akan diregistrasikan melalui
puskesmas
terdekat  via  daring  menggunakan google form untuk  mendapatkan  data  pasien yang  kemudian  akan  melakukan  skrining menggunakan e - nose dalam rangka mendeteksi  penyakit  apa  yang  dialami, khususnya dalam rangka skrining penyakit COVID-19  di  masa  pandemi.  Adapun pasien  yang  dapat  diskrining  dengan e- nose mencakup:  (1)  pasien  dengan kecurigaan  PPOK  akibat  infeksi  bakteri atau  virus,  (2)  pasien  yang  tidak  dapat diperiksa  menggunakan  spirometri,  (3) pasien yang stabil secara klinis, (4) pasien dengan  kecurigaan  beberapa  penyakit pernapasan  yang  sulit  dibedakan  karena overlapping gejala,  dan  (5)  pasien  yang memerlukan  hasil  yang  cepat.  Skrining terhadap  pasien  yang  akan  diskrining menggunakan  alat e-nose sendiri  akan dilakukan menggunakan
kuesioner.
Kemudian,  warga  akan  diminta  untuk melakukan  pengumpulan  sampel  dengan menghembuskan  kantung  sampel  napas. Kemudian, analisis profil hembusan napas akan  dilakukan  oleh  alat  GeNose  yang merupakan e-nose yang mampu mendeteksi  berbagai  penyakit  saluran napas. Tahap selanjutnya adalah,
pengguna  akan  dikontak  melalui  media pesan seperti whatsapp untuk
memberitahu  hasil  pemeriksaan  dengan e-nose pada  puskesmas  setempat.  Jika terdapat  warga  yang  terdeteksi  memiliki indikasi  mengalami  PPOK  dari  hasil pemeriksaan e-nose , maka tenaga kesehatan  setempat  akan  menghubungi pasien via daring untuk datang ke fasilitas kesehatan primer untuk melakukan pemeriksaan  klinis  lebih  lanjut.  Jika memang  pasien  dikonfirmasi  mengidap PPOK,  maka  pasien  akan  langsung dikoneksikan  dengan  dokter  spesialis
penyakit  paru  atau  penyakit  dalam  untuk penanganan yang lebih lanjut.
Gambar 2: Algoritma integrasi e-nose di Indonesia pada masa pandemi

## 2.6 Kolaborasi dan Pengembangan Lanjutan
Guna merealisasi rancangan integrasi  sistem  ini,  kolaborasi  dengan Kementerian
Kesehatan Republik Indonesia  sebagai  pembuat  kebijakan kesehatan  tertinggi  di  Indonesia  dapat dilakukan.  Selain  itu,  kolaborasi  dengan mahasiswa Ilmu Komputer maupun Teknik  juga  diperlukan  khususnya  dalam mengembangkan  alat  ini,  khususnya pencipta e-nose yang  akan  diintegrasikan ke  dalam  sistem  layanan  kesehatan.  Ke depannya,  kerjasama  dengan  Pemerintah dapat  dilakukan  untuk  mempromosikan penggunaan alat ini agar dapat digunakan masyarakat secara luas.

## 3.  KESIMPULAN
Integrasi  sistem e-nose berpotensi menjadi  solusi  deteksi  dini  dan  akurat PPOK  yang  non-invasif  dan  ramah  bagi pasien  dengan  berbagai  kelebihannya. Sistem  ini  menggunakan  sistem  berbasis deteksi  VOC  berdasarkan  sensor array yang sudah disusun dari komposit karbon untuk  kemudian  meningkatkan  resistensi elektrik  yang  spesifik  untuk  setiap  VOC yang  khas  terhadap  suatu  penyakit. Integrasi  sistem  ini  ke  dalam  sistem kesehatan  layanan  primer  di  Indonesia khususnya  di  masa  pandemi  diharapkan mampu  melakukan  diagnosis  berbagai penyakit  pernapasan  hanya  dengan  satu kali intervensi.
Gagasan  ini  didukung  oleh  penelitian- penelitian  yang  menunjukkan  hasil  yang sangat menjanjikan dalam hal penggunaan e-nose untuk  deteksi  dini
pasien PPOK yang non-invasif dan ramah bagi pasien walau belum banyak penelitian yang dilakukan terkait efektivitas alat ini pada berbagai sosiodemografik,  khususnya  di  Indonesia.
Dengan  penerapan  gagasan  ini,  efisiensi dan  keterjangkauan  diagnosis  pasien PPOK di Indonesia akan dapat
ditingkatkan  dan  pasien  PPOK  dapat segera ditangani, sehingga dapat menekan angka kematian akibat PPOK.

## DAFTAR PUSTAKA
1.  World  Health  Organization  (WHO). Chronic Obstructive Pulmonary Disease  (COPD).  WHO.  2020  [Cited 30 Jan 2021]. Available from: https://www.who.int/en/news-room/fact- sheets/detail/chronic- obstructivepulmonary-disease-(copd)
2.  Badan  Penelitian  dan  Pengembangan Kesehatan  Kementerian  RI.  Riset Kesehatan Dasar (Riskesdas). 2018 3.  Diab N, Gershon AS, Sin DD, Tan WC, Bourbeau  J,  Boulet  LP,  Aaron  SD.
Underdiagnosis  and  Overdiagnosis  of Chronic Obstructive Pulmonary Disease. Am  J  Respir  Crit  Care  Med . 2018 Nov 1;198(9):1130-1139.
4.  Lamprecht B, Soriano JB, Studnicka M, Kaiser B, Vanfleteren LE, Gnatiuc L, et al.  Determinants  of  Underdiagnosis  of COPD  in  National  and  International Surveys. Chest .  2015;  148  (4):  971- 985
5.  G.B.D.C.R.D.  Collaborators.  Global, regional, and national deaths, prevalence, disability-adjusted life years, and years lived with disability for chronic  obstructive  pulmonary  disease and  asthma,  1990-2015:  a  systematic analysis  for  the  Global  Burden  of Disease  Study  2015. Lancet  Respir Med . 2017; 5(9): 691 –706.
6.  Diette  GB,  Accinelli  RA,  Balmes  JR, Buist  AS,  Checkley W, Garbe  P,  et  al. Obstructive lung disease and exposure to  burning  biomass  fuel  in  the  indoor environment. Global  Heart .  2012;  7(3):
265 –270
7.  Global Initiative for Chronic
Obstructive  Lung  Disease  (GOLD). GOLD  Guideline  1:  Spirometry  for health  care  providers .  United  States: GOLD Initiative. 2010. [cited June 15,
2021]. Available from: https://goldcopd.org/gold-spirometry- guide/ 8.  Andreeva E, Pokhaznikova M,
Lebedev  A,  et  al.  Spirometry  is  not enough to diagnose COPD  in epidemiological  studies:  a  follow-up study. Prim  Care  Resp  Med .  2017;
27: 62. 12
9.  Brusasco  V,  Barisione  G,  Crimi  E.
Pulmonary physiology:
future directions  for  lung  function  testing  in COPD. Respirology .  2015;  20(2):
209 –218.
10.  Kementerian  Kesehatan  Republik Indonesia. Pedoman  Kesiapsiagaan Menghadapi Infeksi Novel Coronavirus  (2019-nCov) .  Direkorat Jenderal Pencegahan dan Pengendalian  Penyakit.  2020.  pp.  0 –
74
11.  Dragonieri S, Pennazza G, Carratu P,
Resta O. Electronic Nose Technology in Respiratory Diseases. Lung .
2017;195(2):157-165. 12.  Satgas Klaim GeNose Ampuh
Deteksi  Covid-19. CNN  Indonesia.
2020  Jan  28  [cited  30  Jan  2021]. Available from:
https://www.cnnindonesia.com/nasion al/20210128095400-20- 599378/satgas-klaim-genose-ampuh- deteksi-covid-19
13.  Wilson  AD,  Baietto  M.  Advances  in electronic-nose technologies developed for biomedical applications. Sensors .  2011;  11: 1105 –1176.
14.  D'Urzo  AD,  Tamari  I,  Bouchard  J, Jhirad  R,  Jugovic  P.  Limitations  of  a spirometry  interpretation  algorithm. Can  Fam  Physician .  2011;  57(10): 1153-1156.
15.  Broza  YY,  Haick  H.  Nanomaterial- based  sensors  for  detection  of disease by volatile organic compounds. Nanomedicine .  2013;  8: 785 –806.
16.  Nakhleh MK, Amal H, Jeries R, et al.  Diagnosis  and  classification  of 17  diseases  from  1404  subjects via  pattern  analysis  of  exhaled molecules. ACS  Nano. 2017;  11:
112 –125.
17.  Montuschi  P,  Mores  N,  Trove  A, et  al.  The  electronic  nose  in respiratory  medicine. Respiration. 2013; 85: 72 –84.
18.  Nakhleh  MK,  Haick  H,  Humbert M, et al. Volatolomics of breath as an emerging frontier in pulmonary arterial  hypertension. Eur  Respir
J . 2017; 49: 1601897
19.  Tang  Z,  Yang  J,  Yu  J,  et  al.  A colorimetric  sensor  for  qualitative discrimination  and  quantitative detection of volatile amines.
Sensors . 2010; 10: 6463 –6476 13 20.  Sibila O, Garcia-Bellmunt L, Giner J  et  al.  Identification  of  airway bacterial colonization by an electronic nose in chronic obstructive  pulmonary  disease. Respir  Med. 2014;  108:1608 –
1614
21.  Rodríguez-Aguilar  M,  Díaz  de León-Martínez L, Gorocica- Rosete  P,  et  al.  Identification  of breath-prints for the COPD detection associated with smoking and  household  air  pollution  by electronic  nose. Respir  Med. 2020; 163:105901.