1 1.1 Latar Belakang
Perkembangan ilmu komputer dalam bidang medis sekarang ini sudah sangat maju. Banyak penelitian yang dilakukan untuk membantu dokter dalam menganalisis suatu penyakit, salah satunya yaitu dengan memanfaatkan citra medis hasil X-ray seperti X-ray thorax, X-ray proximal femur, maupun dental
panoramic radiograph.
Dental panoramic radiograph ini biasanya digunakan dalam ilmu
kedokteran gigi untuk menganalisis kesehatan gigi dan mulut pasien. Dengan perkembangan penelitian menggunakan citra dental panoramic radiograph ini maka pemanfaatannya dapat diperluas untuk mendeteksi adanya tumor pada mulut maupun osteoporosis. Osteoporosis merupakan penyakit yang diakibatkan oleh adanya penurunan massa (densitas) tulang yang disertai dengan peningkatan porositas tulang. Secara statistik, osteoporosis didefinisikan sebagai keadaan dimana densitas mineral tulang (DMT) berada di bawah nilai rujukan menurut umur atau standar deviasi berada di bawah nilai rata-rata rujukan pada usia dewasa muda (Kemenkes RI, 2008).
Penggunaan citra dental panoramic radiograph dalam mendeteksi osteoporosis ini dilakukan dengan mengukur ketebalan kortikal tulang rahang bawah atau mandibula. Implementasi pengukuran lebar kortikal pada bagian kanan dan kiri tulang mandibula ini telah dipatenkan di negara Jepang oleh peneliti (Arifin dkk., 2006). Pemilihan area of interest tersebut dilakukan oleh
oral radiolog agar dicapai ketepatan lokasi yang presisi. Pada daerah ini terdapat
foramen mentalis yang akan menjadi acuan pengambilan area pengukuran ketebalan tulang kortikal. Foramen mentalis dalam citra dental panoramic radiograph terlihat seperti lingkaran hitam yang terletak antara gigi premolar dan gigi molar1. Gambar 1.1 menunjukkan suatu citra medis dental panoramic
radiograph dan Gambar 1.2 menunjukkan area of interest yaitu tulang kortikal
kanan dan kortikal kiri sekitar foramen mentalis.
Gambar 1.1 Citra medis dental panoramic radiograph
Gambar 1.2 Tulang kortikal kanan dan kortikal kiri sekitar foramen mentalis Dalam perhitungan ketebalan kortikal maka diperlukan ketepatan dan ketelitian untuk menentukan mana bagian yang tergolong bagian kortikal dan mana yang merupakan latar belakang, karena seorang dokter atau radiolog biasanya menentukan batas tulang kortikal dilakukan secara subyektif, sehingga antara dokter yang satu dengan lainnya memiliki perbedaan dalam menganalisis hasil. Untuk membantu hal ini maka diperlukan adanya segmentasi yang dapat membantu menentukan bagian-bagian tersebut.
Untuk mengatasi permasalahan tersebut diatas maka diperlukan suatu teknologi yang dapat dengan jelas menampilkan informasi yang dibutuhkan, sehingga pada penelitian ini akan dibuat suatu program yang dapat melakukan segementasi tulang kortikal secara otomatis dengan menggunakan media masukkan berupa citra dental panoramic radiograph. Program ini dibuat dengan menggunakan metode active contour karena metode tersebut dapat melakukan segmentasi pada topologi yang berbeda, obyek dengan tepi yang kurang tajam dan segmentasi pada garis serta kurva yang tidak tertutup. Metode Geometric active
contour yang digunakan adalah Chan Vese karena menurut Mardhiyah dan
Harjoko (2011) Chan Vese secara teori dapat menjamin kecepatan, kehandalan dan akurasi citra medis yang memiliki tepi kurang jelas (kabur).
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian pada latar belakang, maka dapat dirumuskan suatu permasalahan, apakah segmentasi tulang kortikal pada citra dental panoramic
radiograph dengan menggunakan metode active contour dapat menghasilkan
evolusi kurva tepat pada boundary obyek sehingga dapat menggambarkan fitur tulang kortikal dengan jelas.
1.3 Batasan Masalah
Untuk menjaga fokus dari penelitian ini maka beberapa batasan yang diberikan dalam penelitian sebagai berikut :
1. Data diperoleh dari 21 orang yang telah memiliki dental panoramic
radiograph dari Rumah Sakit Gigi dan Mulut Prof. Soedomo Yogyakarta.
2. Citra yang akan diolah adalah citra dental panoramic radiograph dengan sinar-X.
3. Daerah sampel diambil sebagai sampel adalah daerah tulang kortikal.
4. Metode yang digunakan dalam proses segmentasi yaitu metode active contour.
5. Output sistem merupakan citra tulang kortikal hasil dari segmentasi. 1.4 Tujuan dan Manfaat
Tujuan penelitian :
Tujuan dari penelitian ini adalah untuk mengimplementasikan segmentasi citra tulang kortikal rahang bawah dari suatu citra medis dental panoramic
radiograph.
Manfaat penelitian :
Manfaat yang diperoleh dari penelitian ini adalah didapatkan hasil segmentasi tulang kortikal dan informasi hasil kinerja dari program, yang diharapkan dapat bermanfaat bagi penelitian selanjutnya.
1.5 Metode Penelitian
Metode yang digunakan dalam penelitian ini terdiri atas beberapa tahapan sebagai berikut :
1. Studi pustaka
Pada tahapan ini dilakukan studi terhadap referensi yang berkaitan dengan penelitian ini. Topik-topik yang berkaitan dengan penelitian ini adalah metode-metode yang digunakan dalam melakukan pra pengolahan dan perbaikan citra serta metode segmentasi active contour. Selain itu juga dipelajari pendekatan level
set dalam pebentukan SDF dalam pemrograman ini. Studi ini juga dilakukan
terhadap beberapa makalah atau jurnal yang berkaitan dengan pengolahan citra digital baik citra dental panoramic radiograph ataupun citra medis lain yang menggunakan metode sama ataupun metode yang lain.
2. Pengumpulan data
Data citra medis dental panoramic radiograph yang digunakan dalam penelitian ini berasal dari data radiografi digital Rumah Sakit Gigi dan Mulut Prof. Soedomo Fakultas Kedokteran Gigi, Universitas Gadjah Mada. Data ini
diambil dari 21 orang dengan rentang usia 19 – 76 tahun. Citra medis ini jika dicetak maka dalam bentuk screen film berukuran 15 x 30 cm.
3. Metode dan rancangan sistem
Analisis dilakukan terhadap citra medis dental panoramic radioraph yang digunakan, penentuan letak foramen, penentuan luasnya area sekitar foeamen yang akan diambil sebagai daerah sampel yang mencakup area tulang kortikal. Dilakukan pra pengolahan pada citra yaitu contrast stretching dan perbaikan citra agar proses selanjutnya dapat dipermudah. Setelah itu dikalkulasikan suatu SDF (sign distance function) dengan memberikan inisial zero level dengan menggunakan metode sussman. Perancangan terhadap proses segmentasi dilakukan dengan mengimplementasikan metode active contour.
4. Implementasi
Implementasi dilakukan berdasarkan rancangan proses. Pertama dengan inisialisasi kurva, inisialisasi ini dinamakan zero level set yang di dalamnya terdapat informasi yang digunakan untuk menghitung jarak. Setelah mendapatkan nilai dari jarak maka diperiksa apakah titik tersebut berada dalam kurva atau tidak. Langkah kedua menghitung intensitas rata-rata untuk mendapatkan fungsi energi persamaan dan untuk mempercepat proses perhitungan dari metode Level Set. Langkah ketiga yaitu evolusi kurva, proses evolusi menggunakan metode level set untuk menggerakkan kurva sehingga kurva dapat mengembang atau mengempis sampai memenuhi kondisi untuk berhenti.
5. Pengujian
Pengujian dilakukan dengan melakukan beberapa percobaan pada data citra medis dental panoramic radiograph. Hasil percobaan kemudian dibandingkan dengan citra aslinya. Selain itu pengujian juga dilakukan dengan menghitung akurasi dari citra hasil segmentasi. Penghitungan ini menggunakan metode ROC (Receiver Operating Characteristics).
1.6 Sistematika Penulisan
Sistematika penulisan pada penelitian ini adalah sebagai berikut : Bab I Pendahuluan
Bab ini memaparkan tentang latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, tinjauan pustaka dan sistematika penulisan.
Bab II Tinjauan Pustaka
Bab ini memaparkan tentang penelitian-penelitian terdahulu yang berkaitan dengan penelitian yang dilakukan penulis. Beberapa penelitian terkait dengan metode segmentasi active contour dan segmentasi tulang kortikal dengan beberapa metode berbeda yang dibahas secara singkat dan kemudian dibandingkan dengan penelitian penulis.
Bab III Landasan Teori
Bab ini membahas tentang teori-teori yang berkaitan dengan penelitian. Bagian pertama membahas teori tentang citra dental panoramic radiograph, cara pengambilan, kegunaan serta pengembangannya. Bagian kedua membahas tentang apa saja yang dilakukan dalam melakukan pra pengolahan pada citra sampel agar dapat lebih mudah dilakukan proses segmentasi. Pada bagian ketiga membahas metode yang digunakan dalam proses segmentasi yaitu active contour dan hal-hal yang berkaitan dengan metode tersebut.
Bab IV Metode dan rancangan penelitian
Bab ini membahas tentang analisis kebutuhan data citra yang digunakan, analisis pra pengolahan yang perlu dilakukan terhadap data citra dan analisis pemrogramaan untuk segmentasi dengan metode active contour, dan rancangan sistemnya.
Bab V menbahas tentang implementasi segmentasi menggunakan metode
active contour pada citra medis dental panoramic radiograph sesuai dengan
rancangan yang telah diuraikan. Bab VI Hasil Dan Pembahasan
Bab ini membahas hasil yang diperoleh dari penelitian beserta uraian tentang hasil serta validasi yang diperoleh.
Bab VII Kesimpulan
Bab ini berisi tentang kesimpulan-kesimpulan dari hasil penelitian dan saran-saran yang berguna untuk penelitian selanjutnya.
