Implementasi Komputer Vision dalam Bidang Kedokteran

Computer Vision adalah ilmu dan teknologi mesin yang melihat, di mana mesin mampu mengekstrak informasi dari gambar yang diperlukan untuk menyelesaikan tugas tertentu. Sebagai suatu disiplin ilmu, visi komputer berkaitan dengan teori di balik sistem buatan bahwa ekstrak informasi dari gambar. Data gambar dapat mengambil banyak bentuk, seperti urutan video, pandangan dari beberapa kamera, atau data multi-dimensi dari scanner medis. Sedangkan sebagai disiplin teknologi, computer vision berusaha untuk menerapkan teori dan model untuk pembangunan sistem computer vision.

Computer Vision didefinisikan sebagai salah satu cabang ilmu pengetahuan yang mempelajari bagaimana komputer dapat mengenali obyek yang diamati. Cabang ilmu ini bersama Artificial Intelligence akan mampu menghasilkanVisual Intelligence System. Perbedaannya adalah Computer Vision lebih mempelajari bagaimana komputer dapat mengenali obyek yang diamati. Namun komputer grafik lebih ke arah pemanipulasian gambar (visual) secara digital. Bentuk sederhana dari grafik komputer adalah grafik komputer 2D yang kemudian berkembang menjadi grafik komputer 3D, pemrosesan citra, dan pengenalan pola. Grafik komputer sering dikenal dengan istilah visualisasi data. Berikut ini adalah implementasi komputer vision dalam bidang 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 mengetahuibagian tubuh manusia yang terjadi kerusakan (seperti kanker, patah tulang, flek pada paru-paru). Dengan adanya Sinar-X maka proses diagnosa kerusakan  anggota tubuhdapat 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

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.

      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.

Skema Cara Kerja USG

1. Transduser

Transduser adalah komponen USG yang ditempelkan pada bagian tubuh yang akan diperiksa, seperti dinding perut atau dinding poros usus besar pada pemeriksaan prostat. Di dalam transduser terdapat kristal yang digunakan untuk menangkap pantulan gelombang yang disalurkan oleh transduser. Gelombang yang diterima masih dalam bentuk gelombang akusitik (gelombang pantulan) sehingga kristal berfungsi untuk mengubah gelombang tersebut menjadi gelombang elektronik yang dapat dibaca oleh komputer sehingga dapat diterjemahkan dalam bentuk gambar.

2. Monitor Monitor yang digunakan dalam USG

3. Mesin USG

Mesin USG merupakan bagian dari USG dimana fungsinya untuk mengolah data yang diterima dalam bentuk gelombang. Mesin USG adalah CPU USG sehingga di dalamnya terdapat komponen-komponen yang sama seperti pada CPU pada PC yang merubah gelombang menjadi gambar.

Jenis Pemeriksaan USG

1.  USG 2 Dimensi

Menampilkan gambar dua bidang (memanjang dan melintang). Kualitas gambar yang baik sebagian besar keadaan janin dapatditampilkan.

2. USG 3 Dimensi

Dengan alat USG ini maka ada tambahan 1 bidang gambar lagi yang disebut koronal. Gambar yang tampil mirip seperti aslinya. Permukaan suatu benda (dalam hal ini tubuh janin) dapat dilihat dengan jelas. Begitupun keadaan janin dari posisi yang berbeda. Ini dimungkinkan karena gambarnya dapat diputar (bukan janinnya yang diputar).

3. USG 4 Dimensi

Sebetulnya USG 4 Dimensi ini hanya istilah untuk USG 3 dimensi yang dapat bergerak (live 3D). Kalau gambar yang diambil dari USG 3 Dimensi statis, sementara pada USG 4 Dimensi, gambar janinnya dapat “bergerak”. Jadi pasien dapat melihat lebih jelas dan membayangkan keadaan janin di dalam rahim.

4. USG Doppler

Pemeriksaan USG yang mengutamakan pengukuran aliran darah terutama aliran tali pusat. Alat ini digunakan untuk menilai keadaan/kesejahteraan janin.

Penilaian kesejahteraan janin ini meliputi :

·      Gerak napas janin (minimal 2x/10 menit)

·      Tonus (gerak janin)

·      Indeks cairan ketuban (normalnya 10-20 cm)

·      Doppler arteri umbilikalis.

·      Reaktivitas denyut jantung janin.

Daerah ini dicirikan oleh ekstraksi informasi dari data citra untuk tujuan membuat diagnosis medis pasien. Secara umum, data citra dalam bentuk gambar mikroskop, gambar X-ray, gambar angiografi, gambar ultrasonik, dan gambar tomografi. Contoh informasi yang dapat diekstraksi dari data gambar tersebut deteksi tumor, arteriosclerosis atau perubahan memfitnah lainnya. Hal ini juga dapat pengukuran dimensi organ, aliran darah, dll. Area aplikasi ini juga mendukung penelitian medis dengan memberikan informasi baru, misalnya,tentang struktur otak, atau tentang kualitas perawatan medis.