J urnal Imejing Diagnostik (JImeD) 6 (2020) 23-27
e-ISSN 2621-7457 , p-ISSN 2356-301X

## Jurnal Imejing Diagnostik
http://ejournal.poltekkes- smg.ac.id/ojs/index.php/jimed/index
Penggunaan Variasi Filter pada Windowing Lung pada Pemeriksaan CT Scan Thorax
Sudiyono 1 Rini Indrati 2 Muhammad Riefki Jadmika 3
1,2) Jurusan Teknik Radiodiagnostik dan Radioterapi, Poltekkes Kemenkes Semarang, Indonesia
3 Dr. Sardjito Hospital, Yogyakarta, Indonesia
Corresponding author: Sudiyono Email: dionsudiyono1967@gmail.com
Received: January 30 th , 2020; Revised: January 31 th , 2020; Accepted: January 31 th , 2020

## ABSTRACT
Background: Filter is an image processing parameter applied to raw data used to determine the attenuation value of each pixel of CT Scan imaging, and it serves to minimize the occurrence of star patterned streak artifacts formed on the CT images. The use of typical Y-sharp or Smooth filters is common for the thoracic CT imaging in the clinic. Yet, the studies to compare which of the typical filters that provide a good imaging technique were clinically limited to find in practices. The purpose of this study is to know wheter there is a difference or not in the anatomical image resolved amongst the thoracic CT images when using the Y-Sharp and  Smooth  filters;  and  to  determine  which  of  the  filter  that  produces  the  better  image  quality  by comparison.
Methods: This is quantitative research with approached the pre-experimental design with the static-groups of comparison. Image data were taken from the raw data of the 10 patients who underwent  CT Scan Thorax examinations. All the image data were reconstructed by means of using the Y-Sharp and Smooth filters. Assessment  of  the  images  were  performed  by  2  radiologists.  The  Cohen's  Kappa  was  used  for  image evaluators agreement where the Wilcoxon Test was applied to test the hypotheses.
Results: The  result  of  this  study  showed  that  there  is  a  significant  difference  in  anatomical  organ visualization of the thoracic CT images between filter the Y-Sharp and Smooth filters with p -value 0.005. The use of Y-Sharp filter is better as it produces a high spatial image resolution.
Conclusions: The anatomical organs of the thoracic CT images are visually reproduced when the Y-sharp filter is employed. The comparison between the two different filter uses deems significance.
Keyword : Y-Sharp filter; Smooth filter; CT Scan Thorax

## Pendahuluan
Pemeriksaan CT Scan Thorax biasanya dilakukan  dalam  dua  variasi windowing yaitu window  mediastinum dan window  lung . Window mediastinum memberikan  citra  yang  baik  untuk melihat  dinding  dada,  organ  pada  daerah mediastinum dan pleura. Sedang pada window lung memberikan  citra  untuk  melihat  jaringan  paru termasuk area konsolidasi dan struktur vaskularisasi pulmoner (Seeram, 2016).
Pada pengaturan windowing lung agar mendapatkan  citra  yang  lebih  detail  diperlukan pengaturan filter/rekonstruksi algoritma yang tepat.
Menurut Romans (2011) filter/rekonstruksi algoritma  didefinisikan  sebagai  suatu  metode matematika  komputer  rumit  yang  berfungsi  untuk meminimalisasi  terjadinya streak  artefak berpola bintang  yang  terbentuk  pada  citra  CT  Scan. Merubah  filter  diartikan  sebagai  merubah  cara memanipulasi raw data untuk merekonstruksi citra. Terdapat  bermacam  variasi  filter  yang  disediakan oleh  pabrikan  tergantung  pada  bagian  mana  area obyek yang akan dipertajam atau diperhalus.
Pemilihan dari variasi rekonstruksi algoritma/filter menurut Boedeker (2004) berpengaruh  pada spatial  resolusi dan noise . Resolusi  algoritma/filter  yang  tinggi  ( bone,  sharp,
very  sharp )  menghasilkan spatial  frequency yang tinggi sehingga akan terbentuk citra dengan spatial resolusi yang  baik  tapi  mempunyai  tingkat noise yang  tinggi  pula.  Sebaliknya  algoritma  yang  lebih smooth /halus akan mereduksi high spatial frequency dan  berakibat  menurunnya noise dan spatial resolusi .
Penggunaan  filter  pada  pemeriksaan CT  Scan Thorax menurut  Henwood  (1999)  biasanya dilakukan  menggunakan  jenis  filter smooth untuk mengurangi noise citra  karena  efek  dari  beberapa obyek yang tebal seperti lengan, pacemaker ataupun dari  obyek  tubuh  pasien  yang  lebih  besar  dari ukuran normal. Menurut Salito (2011) menjelaskan penggunaan  filter  jenis smooth sangat  penting terutama digunakan untuk klinis seperti emphysema . Sedangkan menurut Zwirewich (1989), mendeskripsikan engunaan filter jenis sharp pada CT Scan Thorax bertujuan untuk memperlihatkan parenkim paru, struktur pembuluh darah kecil dan bronkhus paru dan pemeriksaan ini sering  dikenal  dengan  istilah High  Resolusi  CT Scan . Bahkan penggunaan filter sharp direkomendasikan  untuk  pemeriksaan CT  Scan Thorax rutin.
Pemeriksaan CT  Scan  Thorax rutin  sering dijumpai di Instalasi Radiologi RSUP Dr. Sardjito yang  menggunakan  modalitas  CT  Scan  merk Philips Ingeunity 128 dan dibuat dalam dua kondisi windowing yaitu windowing mediastinum dan lung . Pengaturan  parameter  filter  di  modalitas  CT  Scan merk  Philips  Ingenuity  128  di  instalasi  radiologi RSUP DR. Sardjito Yogyakarta pada pemeriksaan CT Scan Thorax rutin dalam windowing mediastinum dan lung adalah  filter  jenis smooth . Namun  dari  pengamatan  peneliti  selama  bulan Januari  2017  sampai  dengan  tahun  2018,  dokter spesialis  radiologi  konsultan  thorax  di  Instalasi Radiologi  RSUP  DR.  Sardjito  Yogyakarta  sering meminta penambahan penggunaan parameter filter Y-Sharp pada windowing Lung dalam pemeriksaan CT Scan Thorax untuk beberapa patologis tertentu seperti pada pendiagnosaan awal massa paru, klinis infeksi  paru  yang  menyebabkan Chronic  Pulmo Obstruction  Disease  (COPD) ,  nodul  paru,  dan tuberculosis .  Berdasarkan  uraian  tersebut,  peneliti tertarik  untuk  mengkaji  variasi  penggunaan    filter smooth dan  filter Y-sharp yang  bertujuan  untuk mengetahui  perbedaan  citra  anatomi  dalam penggunaan  kedua  jenis  filter  tersebut  dan mengetahui penggunaan filter yang dapat menghasilkan citra anatomi yang lebih baik.
Metode
Jenis penelitian yang dilakukan adalah penelitian pre-experimental  design dengan  metode static- group comparison sebagaimana yang terlihat dalam desain penelitian sebagai berikut:
Desain Penelitian : X 1 O 1 X 2 O 2
Gambar 1 .  Desain Pre-Experimental Design Metode Static-Group Comparison (Campbell, 1963) Keterangan Gambar : X 1 :  Filter Smooth X 2 :  Filter Y- Sharp O 1 :  Hasil citra anatomi dengan menggunakan filter Smooth
O 2 : Hasil citra anatomi dengan meggunakan filter Y-Sharp
Variabel  bebas  dalam  penelitian  ini  adalah  ini adalah  filter Smooth dan  filter Y-Sharp sedang variabel  terikatnya  adalah  citra  anatomi CT  Scan Thorax yang  meliputi  kejelasan hilus paru, parenkim paru, dan batas pleura dengan mediastinum. Sampel dalam penelitian ini sebanyak 10  pasien  yang  dilakukan  di  RSUP  Dr.  Sardjito Yogyakarta dalam rentang waktu Maret – Mei 2018. Data  penelitian  ini  diambil  dari raw  data pasien yang  dilakukan  pemeriksaan CT  Scan  Thorax dengan pengaturan range scan dari batas Batas atas apex  paru  dan  batas  bawah  diafragma,  faktor eksposi  sebesar  120  kV/486  mA,  FOV  350  mm, filter smooth dan Y-sharp, image  matrix 512x512, slice  thickness 1  mm, increment 0.5  mm, window width 1600 HU, dan window level -600 HU. Data yang didapat berupa citra anatomi CT Scan Thorax yang  meliputi  kejelasan hilus paru, parenkim paru, batas pleura dengan dinding thorax , dan fisura paru  yang  akan  dinilai  oleh  dokter radiolog pada form check list dengan skala ordinal dan  koefisien  Cohen’s  Kappa  sebesar  0,845.  Data yang sudah dilakukan penilaian kemudian dianalisis dengan  menggunakan  uji  statistik  non  parametrik Wilcoxon.

## Hasil dan Pembahasan
Berdasarkan  hasil  penelitian  di  Instalasi Radiologi RSUP DR. Sardjito Yogyakarta didapatkan  citra CT  Scan  Thorax menggunakan variasi  filter Smooth dan  filter Y-Sharp pada Windowing  Lung dengan  karakteristik  sampel berdasarkan  jenis  kelamin  dalam  penelitian  ini adalah sebagai berikut:
Tabel 1. Karakteristik sampel berdasarkan jenis
kelamin No Jenis Kelamin Frekuensi Persentase 1 Laki-laki 7 orang 70% 2 Perempuan 3 orang 30% Total 10 orang 100%
Tabel 1 menjelaskan bahwa jenis  kelamin laki- laki merupakan sampel terbanyak dalam penelitian ini dengan persentase 70% berjumlah 7 orang dari total 10 sampel.
Karakteristik  sampel  berdasarkan  usia  dalam penelitian ini adalah sebagai berikut:
Tabel 2. Karakteristik sampel berdasarkan usia No Usia Frekuensi Persentase 1 31-40 tahun 2 orang 20% 2 41-50 tahun 2 orang 20% 3 51-60 tahun 2 orang 20% 4 61-70 tahun 4 orang 40% Total 10 orang 100%
Tabel 2 menjelaskan bahwa usia terbanyak pada rentang  usia  61-70  tahun  dengan  persentase  40% sebanyak  4  orang  dari  total  10  sampel.  Sedang rentang usia yang lain mempunyai jumlah seimbang dengan persentasi tiap usia pada 20%.
Karakteristik  sampel  berdasarkan  berat  badan dalam penelitian ini adalah sebagai berikut :
Tabel 3. Karakteristik sampel berdasarkan berat badan
No Berat Badan Frekuensi Persentase 1 45-50 kg 5 orang 50% 2 51-55 kg 2 orang 20% 3 56-60 kg 3 orang 30% Total 10 orang 100%
Tabel 3 menjelaskan bahwa berat badan sampel terbanyak  pada  rentang  berat  45-50  kg  dengan persentase  50%  sebanyak  5  orang  dari  total  10 sampel. Sedang sampel terendah pada rentang berat adan 51-55 kg dengan persentase 20% sebanyak 2 orang.
Hasil citra CT Scan Thorax yang direkonstruksi menggunakan  filter Smooth dapat  dilihat  dalam gambar berikut ini :
Gambar 1. Hasil Citra CT Scan Thorax Menggunakan Filter Smooth
Keterangan Gambar : 1. Parenkim Paru 3. Batas Pleura dengan dinding Thorax
2. Hilus Paru 4. Fisura Paru
Hasil citra CT Scan Thorax yang direkonstruksi menggunakan  filter Y-sharp dapat  dilihat  dalam gambar berikut ini :
1 2 3 4
1 2
3 4
Gambar 2. Hasil Citra CT Scan Thorax
Menggunakan Filter Y-Sharp
Keterangan Gambar : 1. Parenkim Paru 3. Batas Pleura dengan dinding Thorax 2. Hilus Paru 4. Fisura Paru
Penilaian  uji  beda  untuk  keseluruhan  kriteria anatomi dapat dilihat dari tabel 4 sebagai berikut :
Tabel 4. Hasil Uji Beda Keseluruhan Kriteria Anatomi CT Scan Thorax Menggunakan Filter Smooth Dan Filter
Y-Sharp Filter p-value
Variasi filter Smooth dan filter Y-Sharp 0,005
Berdasarkan  uji  beda  pada  tabel  4  di  atas menunjukkan ada perbedaan citra anatomi CT Scan Thorax antara  penggunaan  filter Smooth dengan filter Y-Sharp yang  ditunjukkan  dengan p-value 0,005.
Sedang penilaian uji beda  tiap kriteria anatomi dapat dilihat dari tabel 5 sebagai berikut :
Tabel 5. Hasil Uji Beda Tiap Kriteria Anatomi CT Scan Thorax Menggunakan Filter Smooth Dan Filter Y-Sharp
Kriteria Anatomi p-value Hilus Paru 0,020 Parenkim Paru 0,005 Batas Pleura dengan dinding Thorax 0,014 Fisura Paru 0,025
Berdasarkan  uji  beda  pada  tabel  5  di  atas menunjukkan  ada  perbedaan  citra  tiap  kriteria anatomi CT  Scan  Thorax antara  penggunaan  filter Smooth dengan  filter Y-Sharp yang  ditunjukkan dengan p-value krtiteria  anatomi hilus sebesar 0,020;  pada parenkim paru  sebesar  0,005;  pada batas pleura dengan dinding thorax sebesar 0,014; dan pada fisura paru sebesar 0,025.
Untuk  mengetahui  filter  mana  diantara Smooth dan Y-sharp yang  dapat  menghasilkan  citra  yang lebih  optimal,  maka  dilakukan  uji mean  rank . Berdasarkan  uji  wilcoxon  didapatkan mean  rank untuk keseluruhan kriteria anatomi sebagai berikut :
Tabel 6. Hasil Mean Rank Keseluruhan Kriteria Anatomi CT Scan Thorax Menggunakan Filter Smooth
Dan Filter Y-Sharp Filter Mean Rank Smooth 0,00 Y-Sharp 5,50
Berdasarkan tabel 6 didapatkan hasil mean rank untuk  filter Y-Sharp sebesar  5.50  sedangkan  filter Smooth sebesar  0,00  sehingga  dapat  dinyatakan bahwa filter Y-Sharp lebih baik dalam menampilkan citra anatomi CT Scan Thorax .
Pada  proses  rekonstruksi  citra  terdapat  kendala yang mengganggu berupa streak artefak . Gangguan ini bisa diminimalisasi dengan adanya filter. Filter pada  dasarnya  adalah  perhitungan  matematis komputer rumit yang digunakan untuk menentukan nilai atenuasi tiap pixel raw data hasil pencitraan CT Scan yang  berfungsi  untuk  merepresentasikan sebuah pencitraan obyek (Geyer et al, 2015). Proses dalam  filter  sering  disebut  dengan convolution . Proses convolution filter  dapat  merekonstruksi pixel-pixel yang berdekatan dalam sebuah input raw data agar  yang  menghasilkan  perbedaan  pada output raw data dengan menggunakan perhitungan matematis  komputer  yang  rumit  (Romans,  2011). Rekonstruksi pixel-pixel ini  berkaitan  dengan spatial  frequency filtering (operasi  komputer  yang mengatur tingkat kecerahan/ brightness dari sebuah citra). Spatial  frequency  filtering ini  terdiri  dari  2 jenis yaitu High Spatial Frequency ( input raw data citra  dengan pixel yang  kecil  yang  memuat informasi frekuensi yang banyak) dan Low Spatial Frequency ( input raw data citra dengan pixel yang besar  yang  memuat  informasi  frekuensi  yang sedikit). Pada kedua jenis spatial frequency filtering inilah  perbedaan  proses  filter  jenis smooth dan sharp terjadi.  Untuk  mendapatkan  citra  dengan resolusi  spasial  dan  detail  lebih  baik, convolution filter menekan low  spatial  frequency sehingga didapatkan  perbedaan  yang  menonjol  diantara pixel-pixel  output  raw  data. Proses  ini  disebut dengan High Pass Filtering (Seeram, 2016). Namun proses  ini  berdampak  dengan  turunnya  resolusi kontras  dan  bertambahnya noise citra  (Romans, 2011).  Sedangkan  untuk  mendapatkan  citra  yang lebih halus dan noise citra yang sedikit, convolution filter menekan high  spatial  frequency sehingga mereduksi perbedaan yang menonjol diantara pixel- pixel  output  raw  data. Proses  ini  disebut  dengan Low Pass Filtering (Seeram, 2016). Namun proses ini berdampak dengan turunnya resolusi spasial.
Berdasarkan  hasil  penelitian  ini,  peneliti berpendapat  bahwa  pemilihan  jenis  filter  yang berbeda menghasilkan citra CT scan yang berbeda pula  yang  berimbas  pada  kejelasan  citra  dalam menampakkan  informasi  sehingga  mempengaruhi hasil  penilaian  responden  yang  telah  dianalisa berdasarkan  hasil  uji  statistik.  Hal tersebut  sejalan dengan penelitian sebelumnya yang dilakukan oleh
Zwirewich (1989) dalam jurnalnya yang menyatakan  bahwa  terdapat  perbedaan  tujuan antara  penggunaan  filter  jenis smooth dan  jenis sharp .  Penggunaan  filter  jenis smooth disarankan pada pemeriksaan dengan tujuan mencari metastase/penyebaran keganasannya seperti metastase ke hepar dan kelenjar adrenal. Sedangkan penggunaan  filter  jenis sharp disarankan  pada pemeriksaan CT  Scan  Thorax di  area  paru  seperti pelacakan nodul solid paru, pelacakan massa paru, bronchiectasis , asbestos  pleural  disease karena dapat menampakkan secara detail dari bagian paru seperti parenkim , fisura dan hilus pada windowing lung tanpa  mengurangi  kualitas  dari  citra keseluruhan paru pada windowing mediastinum .
Hasil  penelitian  ini  juga  menyatakan  bahwa filter Y-sharp menghasilkan citra yang lebih optimal dibanding  filter smooth .  Zwirewich  (1989)  dalam jurnalnya  menyarankan  penggunaan  filter  jenis sharp  pada  pemeriksaan CT  Scan  Thorax karena dapat  meningkatkan  resolusi  spasial  sebagai  salah satu  cara  dalam  meningkatkan  kualitas  citra. Peningkatan  resolusi  spasial  berakibat  pada meningkatnya  detail  terkecil  suatu  citra  sehingga pendiagnosaan  penyakit  lebih  akurat.  Menurut Seeram (2016) filter sharp dapat menghasilkan citra dengan resolusi spasial yang lebih baik dikarenakan dalam  proses  rekonstruksinya  terjadi high  pass filtering yaitu  ditekannya pixel-pixel besar  yang memuat  informasi  atenuasi  yang  kecil  sehingga berakibat  besarnya  perbedaan pixel-pixel yang berdekatan  dalam output  raw  data .  Meski mempunyai citra dengan resolusi spasial dan detail yang tinggi, tidak dipungkiri adanya dampak nosie citra yang tinggi pula.

## Simpulan
Hasil  penelitian  ini  dapat  disimpulkan  bahwa ada perbedaan citra anatomi CT Scan Thorax antara penggunaan variasi filter smooth dan filter Y-sharp dengan  p-value  sebesar  0,005.  Pemilihan  filter Y- Sharp menghasilkan citra anatomi CT Scan Thorax yang lebih optimal daripada filter smooth .

## Daftar Pustaka
Boedeker,  Kirsten  L.  et  al.  2004.  Emphysema  :
Effect  of  Reconstruction  Algorithm  on  CT Imaging  Measures.  Article  Radiology  in PubMed  :  www.researchgate.net  (diakses tanggal 6 Februari 2018).
Campbell,  Donald  T.  dan Julian  C.  Stanley. 1963.
Experimental  And  Quasi  Experimental
Design  For  Research.  Houghton  Mifflin Comapny : Boston.
Geyer, Lucas L., Joseph Schoepf, Felix G. Meinel,
John W. Nance, Gorka Bastarrika, Jonathon A. Leipsic, Narinder S. Paul, Marco Rengo, Andrea Laghi, dan Carlo N. De Cecco. 2015. State of The Art : Iterative CT Reconstruction Technique. PubMed : https://www.researchgate.net/publication/28 0390600.
Henwood,  Suzanne.  1999.  Clinical  CT  Technique and  Practice.  Cambridge  University  Press  : New York.
Romans, Lois E. 2011. Computed Tomography for Technologist, A Comprehensive Text. Wolter  Kluwer  Health/Lippincott  Williams and Wilkins : Maryland dan Pensylvania.
Salito,  Caterina,  Jason  C.  Woods,  dan  Andrea Aliverti. 2011. Influence of CT Reconstruction  Setting  on  Extremely  Low Attenuation  Values  fo  Spesifc  Gas  Volume Calculation  in  Severe  Emphysema.  Acad Radiol  :  National  Public  Access  Author Manuscript.
Seeram,  Euclid.  2016.  Computed  Tomography  :
Physical  Principles,  Clinical  Applications, and  Quality  Control.  Fourth  Edition.  W.  B. Saunders Company. Philladelphia.
Zwirewich, Charles V., Blake Terriff, dan Nestor L.
Muller. 1989. High Spatial Frequency (Bone) Algorithm Improves Quality of Standard CT of  the  Thorax.  AJR  Am J Roentgenol 153  : www.ajronline.org (diakses tanggal 6 Februari 2018).