1 1.1 Latar Belakang
Diabetes Melitus atau Diabetes merupakan salah satu penyakit kronik degeneratif yang memiliki angka morbiditas dan mortalitas yang tinggi (Sitompul, 2011). Hal ini dikarenakan penderita diabetes memiliki resiko yang tinggi untuk memunculkan banyak masalah kesehatan. Pramono (2016) menjelaskan bahwa penyakit diabetes melitus menyerang pembuluh darah baik pembuluh darah besar maupun pembuluh darah kecil. Jika yang diserang adalah pembuluh darah besar dapat mengakibatkan stroke dan serangan jantung. Namun jika yang diserang adalah pembuluh darah kecil dapat mengakibatkan kebutaan, gangguan saraf atau kerusakan ginjal.
Pasien yang menderita diabetes dalam jangka panjang berisiko mengalami hilangnya penglihatan atau kebutaan, yang disebabkan oleh darah dari pembuluh darah yang bocor ke retina (Noronha & Nayak, 2012). Hal ini dikarenakan diabetes melitus sudah menyerang pembuluh darah kecil di retina sehingga membuat kerusakan pada retina. Komplikasi diabetes ini disebut dengan retinopati diabetik.
Beberapa tahun terakhir, Retinopati diabetik menjadi penyebab umum kebutaan pada penderita diabetes (Singh & Tripathi, 2010). Selain itu Retinopati diabetik juga menjadi penyebab baru kebutaan pada orang dewasa pada usia kerja di dunia Industri (Karnowski et al, 2008). Hal ini terjadi dikarenakan banyak orang dewasa pada usia kerja telah menderita penyakit diabetes. Di poli mata RSUP
Dr.Sardjito Yogyakarta pasien yang mengalami gangguan mata akibat diabetes melitus cukup tinggi, yakni antara 40-50 pasien setiap hari. Sedangkan kasus kebutaan mencapai 10% (Sasongko,2016)
Menurut National Institute Eye (NEI) Retinopati diabetik dapat diklasifikasikan menjadi 4 tahap :
Tahap pertama adalah Mild Non-proliferative Rethinopathy . Tahap kedua adalah Moderate Non- proliferative Rhetinopathy. Tahap Ketiga adalah Severe Non-proliferative Rhetinopaty. Tahap Terakhir Prolferative Rethinopaty.
Namun menurut American Academy of Opthalmology (AAO) Diabetic rethinopati dapat dibagi menjad 2 tahap yakni Non- proliferative Rhetinopathy (NDPR) atau Prolferative Rethinopaty (PDR).
NPDR merupakan tahap awal dari Retinopati diabetik , pada NDPR gejala yang muncul adalah microaneurysms (MA), hemorrhages dan exudate pada retina (Das et al., 2016). Microaneurysms adalah gejala yang muncul karena pembengkakan pada kapiler retina yang kemudian membentuk piksel-piksel merah bulat pada retina. Ketika MA pecah maka munculah hemorrhages. Sedangkan Exudate adalah gejala yang muncul disebabkan oleh formasi lipid yang bocor karena melemahnya pembuluh darah (Prentasic et al., 2013).
PDR merupakan tahap lanjut setelah dari NPDR , PDR adalah situasi yang mengarah pada kerusakan pembuluh darah (Sreeja & Kumar, 2014). Hal ini menyebabkan sekresi dari Vascular Endothelial Growth Factor (VEGF). VEGF merupakan zat yang menyebabkan pertumbuhan abnormal dari pada permukaan retina sehingga pembuluh darah tersebut mudah berdarah.
Masalah utama dalam penanganan retinopati diabetik adalah keterlambatan diagnosa karena sebagian besar penderita pada tahap awal tidak mengalami gangguan penglihatan (Paulus & Gariano, 2009). Deteksi dini retinopati diabetik pada pasien diabetes merupakan langkah penting untuk mencegah terjadinya
kerusakan penglihatan bahkan kebutaan (Noronha & Nayak, 2012). Selain untuk mencegah kebutaan deteksi dini memungkinkan penanganan tepat waktu sehingga dapat meringankan beban penyakit pasien dengan mempertahankan kualitas penglihatan (Prentasic et al., 2013).
Dalam deteksi dini retinopati diabetik, mendeteksi munculnya microaneurysm merupakan suatu langkah yang penting, karena microaneurysm merupakan gejala awal retinopati diabetik (Agrawal et al., 2013). Selain itu microaneurysm juga dapat digunakan sebagai deteksi dini Retinopati diabetik karena microaneurysm merupakan kelainan yang dapat dideteksi pada retina (Kauppi et al., 2007).
Banyak algoritma telah dibuat untuk mendeteksi microaneurysm. Dari sekian banyak algoritma terdapat algoritma yang menggunakan morfologi matematika untuk mendeteksi microaneurysm. Alasan morfologi matematika dipilih karena microaneurysm memiliki bentuk yang khas dan juga morfologi matematika sering diterapkan pada pengolahan citra. Morfologi matematika adalah teori dan teknik yang digunakan untuk analisis dan pengolahan struktur geometri (seperti ukuran, bentuk, busung ) (Purwita et al., 2011).
Pada tahun 2011 dibuat sebuah algoritma untuk mendeteksi microanerysm secara otomatis oleh Purwita et al.. Algoritma ini menghasilkan performa terbaik ketika ambang batas Canny Edge pada 0.16, clip limit untuk Adaptive Histogram Equalization 0.03 dan Microaneurysm pada ukuran 5 sampai 16 piksel.
Perkembangan teknologi di bidang komputer semakin mutakhir salah satu contohnya adalah munculnya inovasi single board computer seperti raspberry pi. Raspberry pi merupakan komputer dengan ukuran yang kecil , ukuran raspberry pi tidak lebih besar dari kartu kredit. Selain ukurannya kecil raspberry pi juga membutuhkan daya yang kecil (5V) dan memiliki harga yang murah. Banyak penelitian dalam bidang medis menggunakan raspberry pi karena dari segi harga sangat efektif.
Haldar et al. (2016) mengusulkan sebuah teknik dengan cara mengekstraksi pembuluh pada gambar yang telah dilakukan enhancement menggunakan CLAHE
untuk mendeteksi retinopati diabetik. Pada penelitiannya teknik yang digunakan diimplementasikan pada raspberry pi. Raspberry Pi dipilih karena dari segi biaya sangat efektif dan dapat membantu screening secara masal.
Berdasarkan latar belakang diatas, maka pada penelitian ini akan dibuat sistem untuk mendeteksi retinopati diabetik dengan menggunakan raspberry pi sebagai medianya. Sistem ini akan diuji menggunakan database citra fundus mata tertentu untuk mengetahui akurasi, sensitivitas, spesifitasnya dan performanya.
1.2 Rumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang masalah yang telah diuraikan sebelumnya, maka dapat dirumuskan masalah sebagai berikut:
1. Bagaimana membuat sistem deteksi retinopati diabetik ?
2. Bagaimana akurasi, sensitivitas dan spesifitas dari sistem deteksi retinopati diabetik tersebut ?
1.3 Batasan Masalah
Untuk menghindari pembahasan yang meluas maka kami membatasi pembahasan penelitian ini dengan hal sebagai berikut:
1. Data citra fundus mata yang digunakan berasal dari DIARETDB1 dan e-ophtha
2. Microaneurysm merupakan gejala yang dijadikan acuan sebagai deteksi retinopati diabetik
3. Raspberry Pi pada penelitan ini hanya digunakan sebagai media komputasi 1.4 Tujuan Penelitian
Tujuan dari penelitian ini adalah sebagai berikut :
1. Membuat sistem untuk mendeteksi penyakit retinopati diabetik
2. Mengetahui Akurasi, sensitifitas dan spesifitas dari sistem deteksi penyakit retinopati diabetik
1.5 Manfaat Penelitian
Diharapkan dengan penelitian ini, tercapai beberapa manfaat sebagai berikut: 1. Terdapat teknologi yang murah untuk deteksi retinopati diabetik
2. Membantu dalam deteksi dini penyakit retinopati deiabetik. 1.6 Metodologi Penelitian
Metodologi yang digunakan pada penelitian ini sebagai berikut : 1. Studi Literatur
Studi Literatur dilakukan dengan pemgumpulan informasi, teori, serta data pendukung dalam memahami tentang retinopati diabetik serta teknik teknik deteksi retinopati diabetik yang mungkin untuk dilakukan. Literatur diperoleh dari buku-buku, jurnal, media cetak atau karya tulis ilmiah.
2. Rancangan
Pada tahap ini akan dilakukan perancangan sistem deteksi retinopati diabetik.
3. Implementasi
Pada tahap ini akan ditulis kode program berdasarkan rancangan desain yang telah dibuat pada tahap perancangan. Penulisan kode program akan menggunakan bahasa Python dan pustaka yang digunakan di compile terlebih dahulu
4. Pengujian
Pengujian dilakukan untuk mengetahui akurasi, sensitivitas, dan spesifitasnya dari sistem
1.7 Sistematika Penulisan
Penelitian ini terdiri dari tujuh bab dengan sistematika masing-masing bab adalah sebagai berikut :
BAB I PENDAHULUAN
Bab ini memuat latar belakang, rumusan masalah, batasan masalah, tujuan dan manfaat penelitian, metodologi yang digunakan, dan sistematika penulisan.
BAB II STUDI PUSTAKA
Bab ini memuat beberapa penelitian terdahulu yang terkait pada topik permasalahan, metode yang digunakan, dan menjadi bahan referensi dalam penelitian ini
BAB III LANDASAN TEORI
Bab ini memuat teori-teori yang digunakan dalam penelitian ini.
BAB IV ANALISIS DAN RANCANGAN
Bab ini memuat penjelasan serta analisis permasalahan, bentuk algoritma, dan perancangan terhadap implementasi yang akan dibuat, dari pustaka yang digunakan, sistem operasi, dan metode pengujian.
BAB V IMPLEMENTASI
Bab ini memuat spesifikasi hardware dan software yang digunakan dan hasil implementasi kode sistem yang dikembangkan berdasarkan perancangan yang dilakukan beserta penjelasannya.
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
Bab ini memuat rangkuman hasil penelitian dan permasalahan yang dihadapi beserta pembahasannya.
BAB VII PENUTUP
Bab ini berisi kesimpulan penelitian yang telah dilakukan disertai saran untuk pengembangan penelitian selanjutnya
