Kualitas Hasil Akuisisi Citra Menggunakan Modifikasi Mikroskop dengan Smartphone.

(1)

KUALITAS HASIL AKUISISI CITRA MENGGUNAKAN

MODIFIKASI MIKROSKOP DENGAN

SMARTPHONE

DEDI SAPUTRO

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

(2)

(3)

PERNYATAAN MENGENAI SKRIPSI DAN

SUMBER INFORMASI SERTA PELIMPAHAN HAK CIPTA

Dengan ini saya menyatakan bahwa skripsi berjudul Kualitas Hasil Akuisisi Citra Menggunakan Modifikasi Mikroskop dengan Smartphone adalah benar karya saya dari arahan komisi pembimbing dan belum diajukan dalam bentuk apa pun kepada perguruan tinggi mana pun. Sumber informasi yang berasal atau dikutip dari karya yang diterbitkan maupun yang tidak diterbitkan dari penulis lain telah disebutkan dalam teks dan dicantumkan dalam daftar pustaka di bagian akhir skripsi ini.

Dengan ini, saya melimpahkan hak cipta dari karya tulis saya kepada Institut Pertanian Bogor.

Bogor, Agustus 2015

Dedi Saputro

(4)

ABSTRAK

DEDI SAPUTRO. Kualitas Hasil Akuisisi Citra Menggunakan Modifikasi Mikroskop dengan Smartphone. Dibimbing oleh KOEKOEH SANTOSO dan MAMAT RAHMAT.

Perkembangan smartphone mampu mengakuisisi citra digital sehingga

smartphone berpotensi untuk difungsikan sebagai alat bantu meningkatkan fungsi mikroskop. Tujuan penelitian ini adalah menghasilkan alat yang berguna dalam mendukung diagnosa penyakit di daerah terpencil, serta alat tersebut mampu mendukung pengolahan citra dengan software MacBiophotonics imageJ.

Pengujian modifikasi mikroskop dengan smartphone dilakukan penghitungan ukuran luasan dan nilai sirkulariti eritrosit sebanyak 500 sel/hewan terhadap tiga ekor broiler betina dan tiga ekor entok betina. Hasilnya dibandingkan dengan hasil dari Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye. Uji T menunjukan perbedaan antara hasil dari kedua alat tersebut (P<0.05) dengan persentase 13.82 % (luasan) dan 19.59 % (nilai sirkulariti) pada seluruh hewan yang diuji. Kesimpulan dari penelitian ini adalah modifikasi mikroskop dengan

smartphone mampu menghitung luasan dan nilai sirkulariti eritrosit pada entok dan broiler, sehingga alat ini bisa digunakan tes diagnostik seperti ulas darah, tetapi alat ini mempunyai kekurangan, yaitu sistem pencahayaan yang tidak dilengkapi kondensor dan diafragma.

Kata kunci: eritrosit broiler, eritrosit entok, MacBiophotonics imageJ, mikroskop,

smartphone

ABSTRACT

DEDI SAPUTRO. The Quality of The Result of Image Acquisition Using Modified Microscope with Smartphone. Supervised by KOEKOEH SANTOSO and MAMAT RAHMAT.

The development of smartphone with digital image acquisition capacity may improve the function of microscope. The purpose of this study is to make a useful tool to support diseases diagnosis in remote areas and to assist for the image processing using the software MacBiophotonics ImageJ. For testing tools, the size and circularity value of 500 erythrocytes for 3 female broiler chickens and 3 female ducks were quantified. The obtained results were compared with that of Microscope Nikon YS 100 equipped with Dino-eye camera. Data were analyzed using T test and the results showed a significant differences between measurement using microscope and smartphone devices (P<0.05) with percentage 13.82 % (size) dan 19.59 % (circularity value) for all the animals used for experimentation. This study demonstrates that modified microscope combine with smartphone has an ability to measure the size and the erythrocyte circularity value for duck and broiler. It can be used as diagnostic tools for testing blood review, but these tools have shortcomings including poor lighting system which is not equipped with condenser and diaphragm.

(5)

Skripsi

sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Sarjana Kedokteran Hewan

pada

Fakultas Kedokteran Hewan

KUALITAS HASIL AKUISISI CITRA MENGGUNAKAN

MODIFIKASI MIKROSKOP DENGAN

SMARTPHONE

FAKULTAS KEDOKTERAN HEWAN INSTITUT PERTANIAN BOGOR

BOGOR 2015

(6)

(7)

Judul Skripsi : Kualitas Hasil Akuisisi Citra Menggunakan Modifikasi Mikroskop dengan Smartphone

Nama : Dedi Saputro

NIM : B04110164

Disetujui oleh

Diketahui oleh

Drh Agus Setiyono, MS, PhD, APVet

Wakil Dekan Bidang Akademik dan Kemahasiswaan

Tanggal Lulus:

Dr Drh Koekoeh Santoso Dr Mamat Rahmat, SSi, MSi

(8)

PRAKATA

Alhamdulillah, puji syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia-Nya sehingga skripsi berjudul Kualitas Hasil Akuisisi Citra Menggunakan Modifikasi Mikroskop dengan Smartphone ini dapat penulis selesaikan. Shalawat serta salam saya aturkan kepada junjungan Nabi Muhammad SAW. Semoga syafaatnya diberikan kepada segenap insan yang selalu bertaqwa, amin. Penulis menyadari bahwasanya manusia mempunyai jiwa dan kharakter yang penuh kekurangan dalam menyelesaikan karya ilmiah ini baik segi penulisan maupun peletakan tata bahasa yang baik, sehingga penulis sangat mengharapkan bantuan, kritik dan saran yang membangun dari berbagai pihak yang membaca karya ilmiah ini.

Terima kasih penulis ucapkan kepada pihak yang cukup banyak memberikan bimbingan dan bantuan baik secara moril dan materil. Penulis mempersembahkan ucapan terima kasih kepada Dr. Drh. Koekoeh Santoso selaku pembimbing pertama, Dr. Mamat Rahmat, S.Si, M.Si, selaku pembimbing kedua, serta staf laboratorium fisiologi yang banyak membantu penelitian. Ungkapan terima kasih yang juga penulis ucapkan kepada teman-teman yang sudah banyak membantu penulis dalam menyelesaikan tulisan ini antara lain kepada saudara Cecep Suseno Aziz, Irfan Maulona, An-an Ansari Isman, dan saudara Rizal Nuranwari yang telah membantu penulis dalam melaksanakan penelitian, kepada saudari Nita Kurniati dan Izzati Khoirina yang telah membantu penulis dalam menyelesaikan penulisan skripsi, kepada Anisa Rahma yang senantiasa memberikan saran-sarannya, terakhir terima kasih penulis ucapkan kepada ayahanda Jaelani, dan ibunda Siti Marpiah serta seluruh keluarga yang selalu memberikan dukungan pada penulis dalam penelitian ini dan tidak lupa saya sampaikan terima kasih kepada Kementerian Agama Republik Indonesia selaku pemberi beasiswa. Semoga ilmu yang didapatkan selama di FKH IPB mendatangkan makna dan manfaat dalam kehidupan masyarakat.

Bogor, Agustus 2015

Dedi Saputro

(9)

DAFTAR ISI

ABSTRAK ii

PRAKATA vi

DAFTAR ISI vii

DAFTAR TABEL viii

DAFTAR GAMBAR viii

DAFTAR LAMPIRAN viii

PENDAHULUAN 1

Latar Belakang 1

Perumusan Masalah 1

Tujuan Penelitian 2

Manfaat 2

Ruang Lingkup Penelitian 2

METODE 2

Waktu dan Tempat Penelitian 2

Bahan 3

Alat 3

Prosedur Penelitian 3

Analisis Data 6

HASIL DAN PEMBAHASAN 6-13

SIMPULAN DAN SARAN 13

Simpulan 13

Saran 13

DAFTAR PUSTAKA 13-15

LAMPIRAN 16-22

(10)

DAFTAR TABEL

1 Luasan dan sikulariti pada eritrosit entok (Chairina domesticus dan broiler (Gallus domesticus) berjenis kelamin betina dan berusia

dewasa 11

DAFTAR GAMBAR

1 Rancangan modifikasi mikroskop dengan smartphone 3 2 Komponen utama dan proses pembentukan bayangan pada mikroskop

optis 4

3 Alur pemrosesan citra dengan imageJ 6

4 Modifikasi mikroskop dengan smarphone 7

5 A. Citra RGB B. Citra grayscale 9

6 Hasil dari proses background substraction 50 pixel 9

7 A. Thresholding, B. Filling holes 10

8 Hasil analyze particles 10

9 A. Hasil sebelum threshold, B. Hasil sesudah threshold 12

DAFTAR LAMPIRAN

1 Analisis data penelitian dengan Minitab 17 16-18 2 Cara mengoperasikan imageJ dengan citra modifikasi mikroskop

(11)

PENDAHULUAN

Latar Belakang

Darah dijadikan satu diantaranya parameter dari status kesehatan hewan karena darah merupakan komponen yang mempunyai fungsi penting dalam pengaturan fisiologis tubuh (Guyton dan Hall, 2010). Komponen darah tersusun atas plasma, platelet, dan eritrosit.

Eritrosit merupakan benda darah yang berfungsi sebagai alat transportasi oksigen untuk didistribusikan ke seluruh sel karena eritrosit dilengkapi dengan hemoglobin yang mampu mengikat O2. Hewan mengalami hipoksia akan menyebabkan perubahan eritrosit berupa jumlah dan ukuran. Eritrosit unggas memiliki ukuran yang lebih besar dibandingkan terhadap eritrosit mamalia dan ukurannya bervariasi tergantung pada spesies (Sara 2013) dan jenis kelaminnya (Nowaczewski dan Kontecka 2012). Unggas memiliki sel darah merah berbentuk elips dengan inti di bagian tengah. Eritrosit mamalia berbentuk bikonkaf dan tidak memiliki inti sel. Diameter eritrosit yang dimiliki oleh hewan pelihara antara lain, domba 4.8 µm, sapi 6.0 µm, kambing 3.2 µm, anjing 6.9 µm, kucing 5.4 µm, babi 4.0 µm, dan kuda 5.6 µm (Gregory 2004), serta ayam broiler 11 µm (Nowaczewski dan Kontecka 2012).

Ukuran eritrosit harus diamati menggunakan mikroskop dengan pembesaran minimal 400 kali. Mikroskop berfungsi memperbesar objek karena mikroskop dilengkapi dengan susunan lensa yang terdiri lensa objektif dan lensa okuler yang letaknya memiliki jarak tertentu. Pembesaran yang dilakukan mikroskop bersifat kualitatif (data deskriptif yang berupa gambaran objek) sehingga memerlukan suatu alat bantu yang mampu melakukan akuisisi citra dan menyimpan citra dalam bentuk data digital, misalnya teknologi kamera smartphone mampu mengakuisisi citra.

Hasil akuisisi citra dapat dilanjutkan dengan proses pengolahan citra menggunakan software imageJ yang terpasang dalam perangkat komputer atau dikirim ke laboratorium melalui jaringan internet untuk dilakukan analisa citra dalam menunjang penegakan diagnosa. Analisa citra pada penelitian ini berupa pengetahuan terhadap ukuran eritrosit yang berupa luasan dan nilai sirkulariti eritrosit unggas yang belum banyak diteliti di Indonesia, khususnya entok (Cairina domesticus) yang merupakan unggas asli Indonesia. Ukuran eritrosit unggas dapat mengalami perubahan yang disebabkan oleh penyakit darah (Leukositozoonosis), keracunan logam, dan pemberian larutan yang tidak isotonis. Jadi pengetahuan terhadap luasan dan sirkulariti eritrosit berguna dalam penegakan diagnosa penyakit.

Perumusan Masalah

(12)

2

Perkembangan teknologi smartphone yang sangat cepat dan harga murah dengan notifikasi pilihan yang beragam dan berkualitas, seperti kamera, layar, processor, tingkat RAM (Random Acces Memory) semakin baik. Pada penelitian ini, kemampuan modifikasi mikroskop dengan smartphone dilakukan pengujian untuk dijadikan alat pendukung diagnosa yang praktis dan mudah digunakan.

Tujuan Penelitian

Penelitian ini bertujuan untuk menghasilkan alat hasil modifikasi mikroskop dengan smartphone yang berguna dalam mendukung diagnosa penyakit di daerah terpencil dalam bentuk kemampuannya mengakuisisi, menyimpan, dan mengirim citra agar dapat dilakukan proses pengolahan citra menggunakan perangkat komputer yang dilengkapi softwareMacBiophotonics imageJ.

Manfaat

Modifikasi mikroskop dengan smartphone ini diharapkan dapat digunakan sebagai alat penunjang pemeriksaan laboratorium yang dapat membantu para tenaga kesehatan menegakan diagnosis, karena alat ini dilengkapi kamera beresolusi 8 Mega Pixel dan fasilitas masuk jaringan internet sehingga secara mudah melakukan pengiriman hasil akuisisi citra dari modifikasi mikroskop dengan smartphone ke laboratorium rujukan untuk dilakukan pemeriksaan lanjutan.

Ruang Lingkup Penelitian

Penelitian ini membahas tentang pembuatan dan aplikasi modifikasi mikroskop dengan smartphone untuk mengakuisisi citra eritrosit dari preparat ulas darah broiler dan entok. Hasilnya dibandingan dengan Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye dan proses pengolahan citra memakai software MacBiophotonics imageJ.

METODE

Waktu dan Tempat Penelitian

(13)

3

Bahan

Penelitian ini menggunakan eritrosit unggas yang berasal dari 3 ekor entok betina (Cairina domesticus), 3 ekor ayam pedaging atau broiler betina (Gallus domesticus), alkohol 70%, metanol, pewarna Giemsa, kapas, tissue, dan pembersih lensa.

Alat

Alat yang digunakan adalah Mikroskop Nikon YS 100, Olympus Student Microscopes Model HSC, syringe ukuran G27, kaca objek, kamera mikroskop

Dino-Eye (tipe AM4023X, ANIMO Electronic Co, Taiwan) dengan resolusi 1.3

Mega Pixel, smartphone Galaxy Grandprime dengan kamera 8 Mega Pixel, perangkat lunak MacBiophotonics imageJ, Netbook (Asus Eee PC, China), serta alat ukur untuk kalibrasi.

Prosedur Penelitian

Perancangan alat

Perancangan alat ini dimulai dari pembuatan desain modifikasi mikroskop dengan smartphone (Gambar 1). Desain alat mengacu pada Olympus Student Microscopes Model HSC. Tabung sabagai penghubung lensa okuler dan lensa objektif yang dibuat dengan bahan dasar pipa PVC (polyvinyl chloride) dengan panjang 160 mm dan diameter 32 mm serta dilengkapi dengan pengatur halus. Setelah itu, proses penyatuan dengan smartphone sabagai layar pengamatan hasil, serta penambahan tempat preparat juga terdapat pada rancangan alat ini. Hasil yang maksimal dapat dicapai dengan pemasangan dua LED warna putih (white light) dengan baterai 3 volt atau 2.4 watt.

Perbandingan bagian-bagian antara Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye dan modifikasi mikroskop dengan smartphone tidak jauh beda, tetapi harga lebih murah dan praktis dibawa. Perbedaannya adalah

(14)

4

Mikroskop Nikon YS 100 memiliki bagian-bagian, diantaranya: tabung, 2 lensa cembung, meja preparat, pengatur kasar, pengatur halus, diafragma, kondensor, serta sumber pencahayaan, sedangkan modifikasi mikroskop dengan smartphone

tidak dilengkapi diafragma dan kondensor. Sistem pencitraan mikroskop

Fungsi mikroskop adalah memperoleh dan memperbesar citra dari obyek yang sangat kecil (orde mikro). Secara umum, komponen utama mikroskop optik terdiri dari lensa obyektif dan lensa okuler (Adi et al. 2012). Lensa objektif memiliki sifat nyata, tegak, diperbesar. Pembesaran mikroskop secara umum bisa didapatkan dengan persamaan

(1)

Persamaan 1 merupakan M = perbesaran total, Mob perbesaran oleh lensa obyektif, dan Mokperbesaran oleh lensa okuler.

Mata tak berakomodasi merupakan pengamatan posisi benda pada lensa okuler yang terletak pada jarak yang tak terhingga, serta benda terletak pada titik fokus dari lensa okuler. Mata tak berakomodasi ini berfungsi untuk memposisikan mata supaya tidak cepat lelah.

Panjang mikroskop adalah jarak antara lensa okuler dengan lensa objektif. Panjang mikroskop dapat diketahui dengan rumus

(2)

Persamaan 2 menunjukan bahwa jarak bayangan lensa objektif ditambah fokus lensa okuler merupakan panjang mikroskop. Pada modifikasi mikroskop dengan

smartphone mempunyai panjang sebesar 160 mm, dengan fok_{sebesar 25 mm}

maka S’ob sebesar 135 mm. Panjang tabung mikroskop tersebut mengacu pada ukuran produk mikroskop dari Nikon (Nikon 2001) dan Olympus.

Sistem pencitraan mikroskop digital terdiri dari tiga bagian utama, yaitu sistem mekanik, sistem elektronik, dan kamera sebagai pengambil data citra. Sistem mekanik mikroskop berfungsi melakukan penggerak kasar dan halus pada mikroskop untuk mendapatkan titik fokus yang dikendalikan oleh sistem

smartphone. Kamera digital berfungsi menggantikan mata untuk akuisisi citra sampel sehingga hasil akuisisi dapat disimpan dalam bentuk data digital (Adi et al. 2012).

(15)

5

Pembuatan preparat ulas dengan pewarnaan giemsa

Pengujian alat ini dengan sampel darah tiga ekor entok betina dan tiga ekor broiler betina masing-masing diambil melalui vena brachialis. Pada pengambilan darah terlebih dahulu dilakukan pencabutan bulu dan dekontaminan bagian sekitar letak vena brachialis dengan alkohol 70 %. Kemudian, vena brachialis ditusuk dengan jarum ukuran G27 (Amanu dan Riyanto 2004). Jika darah sudah keluar dari pembuluh darah, maka gelas objek langsung ditempelkan pada bagian tempat keluarnya darah. Darah yang telah ditempelkan pada ujung kaca objek akan dibantu dengan kaca objek untuk selanjutnya ditarik ke belakang hingga darah merata dan didorong ke depan dengan kemiringan 300sampai didapatkan ulasan yang tipis dan rata agar memperoleh gambar yang bagus. Proses selanjutnya, preparat ulas difiksasi dalam metanol selama 10 menit dan dikeringkan. Preparat dimasukkan ke dalam pewarnaan giemsa 10% selama 45 menit, dibilas dengan aquades, dan preparat dikeringkan beberapa menit sampai terlihat kering (Carascalo 2013).

Pengambilan gambar eritrosit

Pengambilan gambar (citra) dilakukan dengan dua alat, yaitu mikroskop yang dilengkapi kamera Dino-Eye dan modifikasi mikroskop dengan smartphone. Pengamatan preparat ulas darah diamati di bawah Mikroskop Nikon YS 100 dilengkapi kamera digital Dyno-Eye yang terhubung dengan perangkat komputer. Komputer tersebut telah dilengkapi dengan perangkat lunak DinoCapture

sehingga gambar eritrosit dapat dilihat langsung pada layar komputer. Perbesaran gambar yang diamati sebesar 920 kali yang merupakan perbesaran lensa objektif 40 kali dan perbesaran lensa okuler dari kamera Dino-Eye sebesar 23 kali (Alfitri

et al. 2013). Modifikasi mikroskop dengan smartphone merupakan alat yang

memiliki pembesaran 400 kali dengan kamera 8 Mega Pixel. Gambar yang diambil bisa langsung ditransfer melalui jaringan internet atau langsung ke perangkat komputer. Hasil dari kedua alat tersebut akan dilakukan pengolahan citra dengan perangkat lunak MacBiophotonics imageJ yang dilakukan penghitungan eritrosit sebanyak 500 sel pada setiap hewan.

Perhitungan luas dan sirkulariti eritrosit

(16)

6

Gambar RGB diubah menjadi gambar greyscale dengan kedalaman warna 8

bit (Rifano 2014). Proses selanjutnya, kondisi gambar diperbaiki dengan fungsi

background substraction (Ramadhani 2013). Gambar greyscale dibuat dalam bentuk gambar biner hitam dan putih menggunakan threshold untuk memisahkan objek dan latar belakang (Jambhekar 2011). Luasan dan sirkulariti eritrosit dihitung melalui analyze particle dan hasilnya ditampilkan dalam bentuk deskripsi tekstual (Reinking 2007). Penghitungan dengan imageJ mengasumsikan bahwa eritrosit berbentuk bola maka dari luas area rata-rata (A) yang dihasilkan dapat dihitung diameter partikelnya (d) dengan menggunakan persamaan

(3)

Analisis Data

Penghitungan eritrosit sebanyak 500 sel/hewan melalui image processing. Pengukuran terhadap luasan eritrosit entok (Cairina domesticus) dan broiler (Gallus domesticus) dilakukan dengan menggunakan perangkat lunak

MacBiophotonics imageJ. Perhitungan rata-rata luasan eritrosit menggunakan

Microsoft Excel 2010 (Microsoft, USA). Hasil dari pengujian kedua alat ini dibandingkan antara hasil mikroskop yang dilengkapi kamera Dino-Eye dan hasil modifikasi mikroskop dengan smartphone. Data yang diperoleh diolah menggunakan Minitab 17, yaitu dengan uji beda (Uji T) dengan selang kepercayaan 95%.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Eritrosit merupakan salah satu sel darah yang berfungsi untuk mentransportasikan oksigen (Soepraptini et al. 2011) ke seluruh tubuh. Eritrosit

(17)

7 unggas berbentuk elips dengan inti sel untuk bisa bermitosis dan ukuran diameter eritrosit unggas umumnya lebih besar daripada eritrosit mamalia. Eritrosit mempunyai membran yang kuat untuk bisa menahan bahan material di dalam sel tersebut. Membran berupa struktur yang membatasi sel, terdiri atas lipid yang mengandung gugus polar dan gugus yang bersifat hidrofob (yang tidak dapat larut dalam air tetapi dapat larut dalam minyak) (Dalle 2007). Membran bagian dari sel yang berfungsi sebagai selaput berkelanjutan dalam menjaga kompertemenisasi sebuah sel, serta bertugas sebagai pembatas nukleus dan ruang-ruang di sitoplasma (Debyashari 2012). Selain itu, sel darah merah mempunyai sitoskleton khusus untuk memberikan stabilitas mekanik dan fleksibelitas (Li et al. 2007). Menurut Setiowati (2007), sitoskeleton merupakan filamen-filamen yang teranyam membentuk suatu rangka. Sitoskeleton berinteraksi dengan protein integral untuk menjaga integritas membran. Sitoskeleton berfungsi memberi bentuk dan mempertahan struktur sel, penempatan berbagai organ dalam sel, motilitas sel, pergerakan materi-materi dalam sel, dan mengatur aktivitas biokimia sel. Sitoskeleton berdasarkan struktur dan garis tengahnya dikelompokkan menjadi tiga kelompok, yaitu mikrotubulus, mikrofilamen, dan filamen intermediet. Sitoskeleton bisa mengikat compleks junctional (JC) yang terdiri dari F-aktin, protein 4,1, dan protein aktin-mengikat dematin, adducin, tropomiosin, dan tropomodulin untuk memelihara keutuhan eritrosit (Smith 1987). Eritrosit akan mengalami perubahan seiring dengan perubahan fisiologisnya, misalnya adanya infeksi bakteri, cendawan, virus, parasit, dan paparan senyawa berbahaya. Pada pemeriksaan eritrosit dibutuhkan alat penunjang diagnosa, yaitu mikroskop.

Mikroskop adalah alat yang memungkinkan perbesaran citra obyek untuk mengamati rincian dari obyek tersebut. Perkembangannya mulai dari mikroskop optik yang menggunakan satu seri lensa untuk membelokkan gelombang cahaya tampak agar menghasilkan citra yang diperbesar, mikroskop ultraviolet, dan mikroskop elektron yang menggunakan berkas elektron untuk mengiluminasi obyek (Ardisasmita 2000). Modifikasi mikroskop dengan teknologi terkini untuk menunjang dunia kesehatan dan ilmu pengetahuan secara umum semakin berkembang. Salah satu modifikasi mikroskop dengan smartphone dalam membuat penggunaan mikroskop agar lebih praktis dan mudah dibawa.

(18)

8

Proses awal perancangan modifikasi mikroskop dengan smartphone adalah dengan memperhatikan ukuran, kondisi, serta kualitas tabung yang menghubungkan antara lensa okuler dengan lensa objektif. Ukuran yang dipakai adalah ukuran sesuai Olympus Student Microscopes Models HSC. Pembuatan tabung alat tersebut menggunakan bahan dasar tabung PVC, bahan tersebut lebih ringan, murah dan mudah didapatkan. Hasil pengukuran panjang tabung Olympus Student Microscopes Model HSC adalah 160 mm sabagai jarak untuk menghasilkan tingkat kefokusan objek terbaik dengan memperhatikan lensa objektif. Dengan demikian perancangan selanjutnya difokuskan pada perangkaian alat dengan memperhatikan fungsi dari pengatur halus.

Pengatur halus merupakan bagian mikroskop untuk mendapatkan tingkat kefokusan terbaik terhadap bayangan objek. Mekanisme pengatur halus dengan memperpanjang atau memperpendek untuk mendapatkan titik fokus terhadap objek yang diamati pada rancangan alat ini. Tidak lupa juga meja preparat didesain pada tingkat kerataan permukaan meja yang sangat rata, supaya preparat yang akan diamati tampak secara keseluruhan. Tingkat kekokohan meja preparat juga harus diperhatikan untuk menopang preparat dengan baik. Meja preparat modifikasi mikroskop dengan smartphone mempunyai lubang sebagai jalan masuknya cahaya dari sumber cahaya. Rancangan mikroskop ini bertujuan untuk mendapatkan tingkat pembesaran dan tingkat kualitas hasil akuisisi citra yang bagus. Proses untuk mendapatkan hasil yang maksimal dari modifikasi mikroskop dengan smartphone, maka hal yang perlu disiapkan adalah sistem pencahayaan. Sumber pencahayaan alat ini didapatkan dari lampu LED (Light Emitting Diode) dengan daya baterai.

Kemampuan modifikasi mikroskop dengan smartphone dilakuan uji banding terhadap Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye

yang memiliki resolusi 1.3 Mega Pixel untuk mengamati eritrosit dalam bentuk luasan dan tingkat kebundaran (size and circularity value). Eritrosit yang digunakan dari darah entok (Cairina domesticus) dan broiler (Gallus domesticus) dengan jenis kelamin betina dan usia dewasa. Hasil uji banding itu ditentukan oleh kemampuan program MacBiophotonics imageJ melakukan pengolahan citra untuk menentukan luasan dan nilai sirkulariti eritrosit dari citra yang dihasilkan oleh kedua alat tersebut.

(19)

9

Akuisisi citra dari modifikasi mikroskop dengan smartphone dan Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye menghasilkan citra yang tingkat pencahayaan tidak merata sehingga untuk meratakan kecerahan latar belakang citra dan membersihkan derau atau noise (noda citra) perlu dilakukan proses

background substraction 50 pixel (Ramadhani 2013) agar mempermudah dalam proses selanjutnya, yaitu proses pengambangan. Hasil proses background substraction 50 pixel bisa dilihat pada Gambar 6.

Proses pengambangan atau thresholding bertujuan untuk mengkonversi hitam putih yang dilakukan dengan penyeleksian intensitas piksel dengan suatu

threshold (Usman 2008). Pengambangan didefinisikan sebagai proses penerjemahan jangkauan nilai-nilai gelap-terang pada citra yang sebenarnya, memilih piksel-piksel dalam jangkauan ini sebagai latar depan dan menolak sisanya sebagai latar belakang. Dengan demikian, citra terbagi atas dua bagian, yaitu bagian hitam dan bagian putih, atau warna-warna yang membatasi setiap wilayah (Hartadi 2004) yang mempermudah untuk pengukuran luasan dan nilai sirkulariti eritrosit. Proses pengambangan akan menghasilkan holes atau lubang

A B

Gambar 5 A. Citra RGB, B. Citra grayscale

(20)

10

yang ditemukan citra. Lubang tersebut dibentuk oleh tingkat kecerahan inti sel lebih gelap dibandingkan dengan sitoplasma sel, sehingga inti sel akan menjadi hitam dan sitoplasma akan menjadi putih. Jadi holes perlu dihilangkan dengan fill holes yang hasilnya dapat dilihat pada Gambar 7.

Proses penghitungan luasan dan nilai sirkulariti bisa dilakukan dengan menggunakan analyze particles pada menu analyze. Fungsi analyze particles

untuk menampilkan hasil analisis hitungan luasan dan nilai sirkulariti eritrosit melalui pengolahan citra sebelumnya. Program MacBiophotonics imageJ akan secara otomatis menghitung dan data yang dihasilkan harus dilakukan seleksi melalui ROI manager, supaya data yang dihasilkan dapat dipastikan sebagai eritrosit bukan noise pada citra. ROI manager berisi daftar analisis dan fungsi ROI manager dapat membantu dalam menyeleksi kualitas hasil hitungan. Gambar 8 memberikan penjelasan mengenai contoh dari analyze particles.

A B

Gambar 7 A. Thresholding, B. Filling holes

(21)

11 Hasil analyze particles yang dilakukan secara manual terhadap 500 eritrosit menggunakan modifikasi mikroskop dengan smartphone akan dibandingan terhadap Mikroskop Nikon YS 100 dilengkapi kamera Dino-Eye yang memiliki resolusi 1.3 Mega Pixel dapat dilihat pada tabel 1.

Hasil penghitungan luasan dan nilai sirkulariti eritrosit menggunakan modifikasi mikroskop dengan smartphone dan mikroskop yang dilengkapi kamera

Dino-Eye yang ditampilkan pada Tabel 1 menunjukan bahwa hasil Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye sebagai kontrol. Nilai rata-rata luasan dan nilai sirkulariti eritrosit entok menggunakan Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye sebesar 71.39 ± 7.22 µm2 dan 0.80 ± 0.0424, sedangkan hasil hitungan menggunakan modifikasi mikroskop dengan

smartphone mempunyai nilai rata-rata luasan eritrosit entok sebesar 61.32 ± 4.85 µm2 dan 0.62 ± 0.0694. Hasil ini menunjukan bahwa nilai rata-rata luasan dan nilai sirkulariti hasil menggunakan modifikasi mikroskop dengan smartphone

lebih rendah dibandingkan hasil mikroskop yang dilengkapi kamera Dino-Eye. Hasil analisis menggunakan Uji T menunjukan perbedaan nyata antara hasil dari kedua alat tersebut (P<0.05) pada ke enam hewan yang diuji. Presentase perbedaan luasan dan nilai sirkulariti eritrosit yang diukur dengan kedua alat tersebut mencapai 13.82 % (luasan) dan 19.59 % (nilai sirkulariti). Hal tersebut menunjukan bahwa modifikasi mikroskop dengan smartphone dapat menghasilkan data terkait ukuran eritrosit.

Hasil analisis penelitian ini diakibatkan oleh beberapa faktor yang merupakan kekurangan dari modifikasi mikroskop dengan smartphone. Pertama, sistem pencahayaan terdiri kondisi lampu, kondensor dan diafragma, serta pengatur intensitas cahaya. Sistem pencahayaan dari modifikasi mikroskop dengan smartphone hanya didukung lampu LED 3 V dan baterai 3 V, tidak adanya kondensor dan diafragma, serta tidak memiliki pengatur intensitas cahaya. Citra dari modifikasi mikroskop dengan smartphone yang dihasilkan kurang fokus

Hewan Uji Tabel 1 Luasan dan sikulariti pada eritrosit entok (Cairina domesticus dan broiler

(22)

12

dan kurang rata dalam menyinari objek. Pada Mikroskop Nikon YS 100 yang dilengkapi kamera Dino-Eye memiliki sistem pencahayaan dengan memakai lampu halogen built-in reflector 6 V-20 W (maksimum voltase 6 V), kondensor Abbe tipe N.A. (Numerical Aperture) 1.25 dengan pelengkap filter biru di diafragma yang berfungsi untuk mengumpulkan dan mengatur cahaya yang masuk (Nikon 2001), serta adanya pengatur intensitas cahaya masuk(1 V ke 6 V) sehingga citra yang dihasilkan fokus dan terang merata.

Kedua, spesifikasi lensa objektif dan konfigurasi pengatur halus pada kedua mikroskop memiliki perbedaan. Modifikasi mikroskop dengan smartphone

memiliki spesifikasi lensa objektif dengan W.D. (Working Distance) 0.17 mm dan konfigurasi pengatur 1 mm per rotasi dalam memposisikan penangkapan objek. Sedangkan Mikroskop Nikon YS 100 memiliki spesifikasi lensa objektif dengan W.D. 0.6 mm dan konfigurasi pengatur halus 0.2 mm per rotasi (Nikon 2001), yang akan menghasilkan kualitas citra yang bagus dan fokus.

Dua faktor tersebut merupakan kelengkapan sebuah standar mikroskop yang saling melengkapi terhadap hasil citra yang bagus, fokus, dan terang merata. Kekurangan modifikasi mikroskop dengan smartphone akan mempengaruhi terhadap proses pengolahan citra eritrosit. Hal ini terbukti dengan adanya membran eritrosit yang tidak terambil secara rata dan penuh oleh akuisisi modifikasi mikroskop dengan smartphone menjadi citra digital, sehingga pada saat citra tersebut dianalisis dengan program MacBiophotonics imageJ akan mengakibatkan luasan dan nilai sirkulariti eritrosit tidak terhitung secera menyeluruh, coba lihat hasilnya di Gambar 9.

Beberapa genus di kelas Aves, misalnya pada genus Anas acuta memiliki luas 66.23 µm2, Anas crecca (53.51 µm2), Anas Penelope (61.69 µm2), serta Anas querguedula (65.73 µm2) (Gregory 2003), serta hasil penelitian ini, luasan eritrosit entok (Cairina domesticus) sekitar 71.39 ± 7.22 µm2 dan broiler (Gallus domesticus) sekitar 59.63 ± 5.83 µm2. Perbandingan terhadap kelas Mamalia, seperti: pada eritrosit domba mempunyai kisaran luasan sel 17.25 ± 2.01 µm2 (Mardaningsih 2014). Kelas Reptilia, Lacertidae mempunyai pada genus Lacerta

Gambar 9 A. Hasil sebelum threshold, B. Hasil sesudah threshold

(23)

13

rudis 87.46 ± 11.14 µm2 (Sevic et al. 1999). Kelas Amphibia, Salamandra salamandra (523.44 ± 4.794 µm2), Rana ridibunda (276.62 ± 3.862 µm2), Bufo bufo (221.22 ± 1.904 µm2), serta Bufo viridis (179.18 ± 0.964 µm2) (Atatur et al. 1998). Pada data di atas, luasan eritrosit terbesar terdapat pada kelas Amphibia.

SIMPULAN DAN SARAN

Simpulan

Berdasarkan penelitian ini dapat disimpulkan bahwa modifikasi mikroskop dengan smartphone mampu menghitung luasan dan nilai sirkulariti eritrosit pada entok dan broiler, sehingga alat ini dapat digunakan untuk mendiagnosis seperti ulas darah, tetapi modifikasi mikroskop dengan smartphone mempunyai kekurangan, yaitu sistem pencahayaan, speksifikasi lensa objektif, dan konfigurasi pengatur halus. Modifikasi mikroskop dengan smartphone mampu menunjang perkembangan dunia kesehatan, khususnya dunia veteriner.

Saran

Pada penelitian selanjutnya, modifikasi mikroskop dengan smartphone bisa disempurnakan lagi terkait dengan sistem pencahayaan, speksifikasi lensa objektif, dan konfigurasi pengatur halus.

DAFTAR PUSTAKA

Adi K, Fisdaus KS, Gernowo R, Rahardjo B, Siena I, Putranto AB. 2012. Sistem pencitraan mikroskop digital untuk identifikasi bakteri tuberkulosis (TB). Prosiding InSINas.

Alfitri N, Hendrick, Yondri S, Anggraini T dan Efrizon 2013. Deteksi pestisida pada tomat dengan pengolahan citra menggunakan mikroskop digital.

Seminar Nasional Teknologi Informasi dan Komunikasi 2013. Teknik Politeknik Negri Padang; Padang, Indonesia. Padang (ID). [diunduh 2014 Juni 24]. Tersedia pada: www.politekniknegripadang.ac.id.

Amanu S, Riyanto B. 2004. Kejadian infeksi bakteri Mycoplasma gallisepticum

pada kalkun, itik, entok, dan angsa di Kabupaten Sleman Daerah Istimewa Yogyakarta. J Sain vet. 22(1).

Ardisasmita MS. 2000. Penngolahan citra digital dan analisis kuantitatif dalam karakterisasi citra mikroskopik. J Mikroskopi dan Mikroanalisis. 3(1). Atatur MK, Arikan H, Cevik IE. 1998. Erythrocyte sizes of some Anurans from

Turkey. Tr. J. of Zoology. 23(1999):111-114.

(24)

14

Dalle A. 2007. Sel [internet]. [diunduh pada 2012 Oktober 08]. Tersedia pada: http://abdalle.files.wordpress.com/2007/09/sel.ppt.

Debyashari D. 2012. Struktur dan fungsi membran sel [internet]. [diunduh pada 2012 Oktober 09]. Tersedia pada: http: //id.scribd.com/doc/78 492003/ Struktur-Dan-FungsiMembran-Sel.

Gergory TR. 2003. Bird erythrocyte sizes [internet]. [diunduh pada 2015 Mei 04]. Tersedia pada: www.genomesize.com/cellsize/birds.htm.

Guyton AC, JE Hall. 2010. Textbook of Medical Physiology. 12th Edition. W.B. Saunders Company. Philadelphia

Hartadi D, Sumardi, R Rizal I. 2004. Simulasi penghitungan jumlah eritrosit.

Transmisi. 8(2):1-6.

Jambhekar ND. 2011. Red blood classification using image processing. Science Research Reporter. 1(3):151-154.

Mardaningsih, E. 2014. Identifikasi perubahan luas eritrosit domba akibat larutan hipotonis menggunakan software imageJ [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Murni, A. 1992. Pengantar Pengolahan Citra. Jakarta (ID): PT Elex Media Kompuindo.

[Nikon]. 2001. Biological Microscope YS 100. Jepang (JP): Nikon Corporation. Nowaczewski S, Kontecka H. 2012. Haematological indices, size of erythrocytes

and haemoglobin saturation in broiler chickens kept in commercial conditions. Animal Science Papers and Reports. 30(2):181-190.

Ramadhani D, Sufifan VA, Lusiyanti Y. 2013. Otomatisasi Pendeteksian Sel Blast dan Sel Metafase dengan Perangkat Lunak Pengolahan Citra Sumber Terbuka. Yogyakarta (ID): Seminar Nasional Aplikasi Teknologi Informasi (SNATI).

Raya AS, Hidayatno A, Zahra AA. 2013. Modifikasi mikroskop dengan perbesaran digital menggunakan sistem kamera. Transient.2(3).

Reinking L. 2007. ImageJ basic [internet]. [diunduh 2014 Agustus 27]. Tersedia pada: www.melville.ch.cam.ac.uk.

Rifano R. 2014. Aplikasi imageJ untuk menghitung perubahan luas inti eritrosit bebek akibat larutan hipotonis [skripsi]. Bogor (ID): Institut Pertanian Bogor.

Sara U. 2013. Pengaruh Pemberian Pb di Dalam Ransum Anak Itik Terhadap Jumlah Retikulosit dan Bentuk Abnormal Eritrosit [Internet]. [Diunduh 2014 Agustus 27]. Tersedia pada: Repository.unhas.ac.id.

Setiowati T, Deswanti F. 2007. Biologi Interaktif. Jakarta (ID): Azka Pr.

Sevic M, Ugurtas IH, Yildirimhan HS. 1999. Erythrocyte measurements in lacerta rudis (reptilia, lacertidae). Turk J Zool. 24(2000):207–209.

Smith JE. 1987. Erythrocyte membrane: structure, function, and pathophysiology.

(25)

15 Soepraptini J, Widyayanti K, Estoepangatie ATS. 2011. Perubahan bentuk eritrosit pada hapusan darah anjing sebelum dan sesudah penyimpanan dengan menggunakan citrate phosphate dextrose. JIKH. 4(1).

(26)

16

Lampiran 1 Analisis data penelitian dengan Minitab 17 Welcome to Minitab, press F1 for help.

Executing from file: C:\Program Files\Minitab\Minitab 17\English\Macros\Startup.mac

This Software was purchased for academic use only. Commercial use of the Software is prohibited.

Luasan eritrosit entok dan broiler

Entok 1

Two-sample T for Mikroskop vs ScopePhone N Mean StDev SE Mean Mikroskop 500 75,21 6,94 0,31 ScopePhone 500 60,77 3,57 0,16

Difference = μ (Mikroskop) - μ (ScopePhone)

Estimate for difference: 14,442

95% CI for difference: (13,757; 15,126)

T-Test of difference = 0 (vs ≠): T-Value = 41,38 P-Value = 0,000 DF =

998

Both use Pooled StDev = 5,5185

Entok 2

998

Entok 3

998

Broiler 1

998

(27)

17 Broiler 2

Two-sample T for Mikroskope vs ScopePhone N Mean StDev SE Mean Mikroskope 500 62,85 6,31 0,28 ScopePhone 500 52,10 4,02 0,18

Difference = μ (Mikroskope) - μ (ScopePhone)

998

Broiler 3

998

Sirkulariti eritrosit entok dan broiler Entok 1

998

Entok 2

998

Entok 3

(28)

18

998

Broiler 1

998

Broiler 2

998

Broiler 3

998

(29)

19 Lampiran 2 Cara mengoperasikan imageJ dengan citra modifikasi mikroskop dengan smartphone

1. Kalibrasi imageJ dengan micrometer slide

(30)

20

3. Citra RGB diubah menjadi citra grayscale

(31)

21 5. Citra yang sudah diperbaiki, selanjutnya pengambangan dengan biner

hitam putih

(32)

22

7. Penghitungan luasan dan sirkulariti eritrosit bisa dimulai dengan menu

(33)

23 RIWAYAT HIDUP

Penulis dilahirkan di Pati, 09 Maret 1992 dari pasangan suami istri, ayah Jaelani dan Alm. Ibu Siti Marpiah. Penulis merupakan putra ke empat dari empat bersaudara. Penulis memulai jenjang pendidikan formal di TK Tarbiyatul Islamiyah pada tahun 1998–1999. Selanjutnya, penulis melanjutkan pendidikan sekolah dasar di MI Tarbiyatul Islamiyah Winong, Kabupaten Pati, Jawa Tengah pada tahun 1999-2005. Pada tahun 2008, penulis lulus dari sekolah menengah pertama MTs N Winong dan melanjutkan pendidikan pada MA Tarbiyatul Banin Kecamatan Winong Kabupaten Pati. Pada tahun 2011, penulis lulus dari sekolah menegah atas MA Tarbiyatul Banin Kecamatan Winong Kabupaten Pati dan pada tahun yang sama penulis lulus seleksi masuk Institut Pertanian Bogor (IPB) melalui jalur Beasiswa Utusan Daerah Kemenag RI dan diterima di Fakultas Kedokteran Hewan IPB.

Selama mengikuti perkuliahan penulis aktif sebagai Wakil Ketua Himpunan Profesi Ruminansia Fakultas Kedokteran Hewan IPB dan anggota Organisasi Daerah (OMDA) Ikatan Keluarga Mahasiswa Pati (IKMP) IPB. Selain itu, penulis juga pernah menjadi Ketua Departemen Minat dan Bakat CSS MoRA IPB dan ikut dalam mentoring Young On Top IPB. Penulis juga mempunyai cita-cita, yaitu Peternak No.1 di Indonesia.