PENERAPAN COMPUTER VISION DALAM BIDANG KEDOKTERAN DAN BIOMEDIKA

PENERAPAN  COMPUTER VISION DALAM BIDANG KEDOKTERAN DAN BIOMEDIKA

*Dwiningsih, Nur Uswatun Khasanah*

       I.            PENDAHULUAN

Computer Vision didefinisikan sebagai salah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari bagaimana komputer dapat mengenali obyek yang diamati atau diobservasi. Arti dari Computer Vision adalah ilmu dan teknologi mesin yang melihat, yaitu mesin yang mampu mengekstrak informasi dari gambar yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas tertentu. Sebagai suatu disiplin ilmu, visi komputer berkaitan dengan teori di balik sistem buatan yang mengekstrak informasi dari gambar. Data gambar dapat berupa urutan video, pandangan dari beberapa kamera, atau data multi-dimensi dari scanner medis. Sebagai disiplin ilmu yang bergerak diibidang teknologi, Computer Vision berusaha untuk menerapkan teori dan model untuk pembangunan sistem. Sub-domain dari visi komputer meliputi adegan rekonstruksi, deteksi event, pelacakan video, pengenalan obyek, belajar, indexing, estimasi gerak, dan pemulihan citra.

Pada  Computer Vision terdapat kombinasi antara Pengolahan Citra dan Pengenalan. Pengolahan Citra (Image Processing) merupakan bidang yang berhubungan dengan proses transformasi citra atau gambar. Proses ini bertujuan untuk mendapatkan kualitas citra yang lebih baik. Sedangkan Pengenalan Pola (Pattern Recognition), bidang ini berhubungan dengan proses identifikasi obyek pada citra atau interpretasi citra. Proses ini bertujuan untuk mengekstrak informasi atau pesan yang disampaikan oleh gambar atau citra. Contoh aplikasi dari visi komputer mencakup sistem untuk:

a.         Pengendalian proses (misalnya,  sebuah robot industri).

b.         Mendeteksi peristiwa (misalnya, untuk pengawasan visual).

c.         mengorganisir informasi (misalnya, untuk indeks database foto dan urutan gambar).

d.        Modeling benda atau lingkungan (misalnya, inspeksi industri, analisis citra medis).

e.         Interaksi (misalnya, sebagai input ke perangkat untuk interaksi komputer dengan manusia).

    II.            ISI

Salah satu aplikasi yang dihasilkan dari Computer Vision yaitu aplikasi dibidang kedokteran dan biomedikal. Aplikasi dibidang kedokteran dan biomedikal memiliki ciri yaitu informasi yang dihasilkan dari proses ekstraksi data citra bertujuan untuk membuat diagnosis bagi para pasien. Secara umum, data citra berupa bentuk gambar mikroskop, gambar X-ray, gambar angiografi, gambar ultrasonik, dan gambar tomografi. Contoh informasi yang dihasilkan dari proses ekstraksi data citra adalah deteksi tumor.

a.    Metode yang digunakan dalam bidang Kedokteran

Salah satu metode pengolahan citra yang digunakan untuk membuat aplikasi dibidang kedokteran yaitu rekonstruksi citra (image reconstruction). Image  reconstruction merupakan operasi pengolahan citra yang  bertujuan untuk membentuk ulang objek dari beberapa citra hasil proyeksi. operasi rekonstruksi citra banyak digunakan dalam bidang medis. Contoh penerapan image reconstruction di bidang kedokteran atau medis antara lain :

1.    foto rontgen dengan sinar X digunakan untuk membentuk ulang gambar organ tubuh

2.    Mendeteksi retak/patah tulang dengan CT Scan

3.    Rekonstuksi foto janin (USG)

4.    Mendeteksi kanker (kanker otak) 

b.   Implementasi dibidang Kedokteran

1.      Sinar-X (X-ray)

Sinar X atau X-ray adalah bentuk dari radiasi elektromagnetik dengan range panjang gelombang berkisar dari 10 sampai 0.01 nanometer, dengan frekuensi berada pada 30 PHz sampai 30 Ehz dan memiliki energi dalam rentang 100 eV - 100 Kev. Sinar-X umumnya digunakan dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi Sinar-X. Dalam bidang kedokteran Sinar-X digunakan untuk mendiagnosa dan mengetahui bagian tubuh manusia yang terjadi kerusakan (seperti kanker, patah tulang, flek pada paru-paru). Dengan adanya Sinar-X maka proses diagnosa kerusakan  anggota tubuh dapat lebih mudah karena tidak harus melakukan proses pembedahan yang rumit sehingga proses lebih efisien. Selain itu, Sinar-X dapat digunakan untuk melakukan terapi.

2.      Computed Tomography Scanner (CT Scan)

CT Scan (Computed Tomography Scanner) adalah suatu prosedur yang digunakan untuk mendapatkan gambaran dari berbagai sudut kecil dari tulang tengkorak dan otak. CT Scan merupakan alat penunjang diagnosa yang mempunyai aplikasi yang universal untuk pemeriksaan seluruh organ tubuh, seperti sususan saraf pusat, otot dan tulang, tenggorokan, dan rongga perut. Pemeriksaan ini bertujuan untuk mengetahui adanya kelainan, yaitu :

1)   Gambaran lesi dari tumor, hematoma dan abses

2)   Perubahan vaskuler : malformasi, naik turunnya vaskularisasi dan infark

3)   Brain contusion

4)   Brain atrofi

5)   Hydrocephalus

6)   Inflamasi

Peralatan sistem CT Scan terdiri atas tiga bagian, yaitu:

1)   Sistem Pemroses Citra (Scanner)

2)   Sistem Komputer dan Kendali

3)   Stasiun Operasi dan Stasiun Pengamat

3.      Pencitraan Resonansi Magnetik (Magnetic Resonance Imaging – MRI)

Magnetic Resonance Imaging (MRI) adalah suatu alat kedokteran dibidang pemeriksaan diagnostik radiologi, yang menghasilkan rekaman gambar potongan penampang tubuh atau organ manusia dengan menggunakan medan magnet berkekuatan antara 0,064 – 1,5 Tesla (1 Tesla = 1000 Gauss) dan resonansi getaran terhadap inti atom hidrogen. (Mulyono ; 2004)

Dasar dari pencitraan resonansi magnetik (Magnetic Resonance Imaging) adalah fenomena resonansi magnetik dari inti benda dimana sebuah inti benda yang dikenai medan magnet kemudian mengasilkan gambar benda tersebut. Resonansi magnetik merupakan getaran inti atom karena adanya penyearahan momen magnetik inti dari bahan oleh medan magnetik luar dan rangsangan gelombang EM yang tepat dengan frekuensi gerak gasing inti tersebut.

Ditinjau dari kekuatan magnetnya, MRI dibagi menjadi 3 macam yaitu:

1)   MRI Tesla tinggi ( High Field Tesla ) memiliki kekuatan di atas 1 – 1,5 T

2)   MRI Tesla sedang (Medium Field Tesla) memiliki kekuatan 0,5 – T

3)   MRI Tesla rendah (Low Field Tesla) memiliki kekuatan di bawah 0,5 T.

4.      Pencitraan dengan USG (ultrasonography)

USG adalah suatu alat dalam dunia kedokteran yang memanfaatkan gelombang ultrasonik, yaitu gelombang suara yang memiliki frekuensi yang tinggi (250 kHz – 2000 kHz) yang kemudian hasilnya ditampilkan dalam layar monitor.

Ultrasonography adalah salah satu dari produk teknologi medical imaging yang dikenal sampai saat ini. Medical imaging (MI) adalah suatu teknik yang digunakan untuk mencitrakan bagian dalam organ atau suatu jaringan sel (tissue) pada tubuh, tanpa membuat sayatan atau luka (non-invasive). Interaksi antara fenomena fisik tissue dan diikuti dengan teknik pendetektian hasil interaksi itu sendiri untuk diproses dan direkonstruksi menjadi suatu citra (image), menjadi dasar bekerjanya peralatan MI.


***untuk dokumen yang full dapat di download melalui link berikut : Penerapan Computer Vision dalam Bidang Kedokteran dan Biomedika