## TEKNOLOGI CITRA UNTUK PENINGKATAN
KUALITAS HIDUP YANG LEBIH BAIK

## Budi Sugandi
Batam State Polytechnics
Electrical Engineering Department Parkway Street, Batam Centre, Batam 29461, Indonesia
E-mail: budi_sugandi@polibatam.ac.id

## Abstrak
Kemajuan teknologi  yang begitu pesat di segala aspek  kehidupan berimbas kepada  kualitas  hidup  manusia itu sendiri.  Di  berbagai  bidang  kehidupan  tidak  akan  lepas  dari  sentuhan  teknologi  yang  bertujuan  untuk meningkatkan  kualitas  kehidupan  manusia.  Salah  satu  yang  mendapat  perhatian  dari  para  peneliti  adalah teknologi  citra  digital.  Teknologi  citra  digital  tidak  hanya  diaplikasikan  untuk  sistem  keamanan  pada tempat-tempat tertentu, tetapi juga banyak diaplikasikan di dunia kedokteran. Dengan kemajuan peralatan pindai kesehatan  seperti  X- ray ,  CT scanner ,  MRI,  maupun  USG,  menjadikan  tantangan  tersendiri  bagi  para  dokter, radiolog  dan  juga  para  peneliti  untuk  lebih  mengoptimalkan  penggunaan  teknologi  citra  dalam  memudahkan proses  diagnose.  Dalam  artikel  ini  akan  dibahas  beberapa  jenis  citra  termasuk  citra  untuk  radiologi  dan  juga beberapa aplikasi dari citra tersebut.
Kata kunci: citra digital,  sistem keamanan, radiologi

## Abstract
Technological advancement in all aspect of life affected the quality of life of human being. The development of technology itself aimed to improve the standard of quality of life. One of area concerned by some researchers is development of digital imaging technology. The digital imaging technology not only can be applied on security system  in  certain  place  but  also  can  be  applied  in  medical  technology.  By  advancement  of  medical  scanner appliances such as X-Ray, CT scanner, MRI and USG, it becomes the challenge for any researcher, medical doctor, or radiology doctor to optimize the use of the digital imaging technology in order to ease the diagnosis. This paper described some of imaging type including imaging for radiology and some application of the image.

## Keywords: digital image, security system, radiology

## 1. Pendahuluan
Kemajuan teknologi yang begitu pesat di segala aspek kehidupan  berimbas  kepada  kualitas  hidup  manusia itu sendiri. Di berbagai bidang kehidupan tidak akan lepas  dari  sentuhan  teknologi  yang  bertujuan  untuk meningkatkan kualitas kehidupan manusia. Salah satu yang  mendapat  perhatian  dari  para  peneliti  adalah teknologi  citra  digital.  Teknologi  citra  digital berkembang  begitu  pesat  dan  banyak  diaplikasikan dalam  berbagai  bidang  seperti  sistem  keamanan rumah, machine-vision system di  industri  untuk sorting  produk  maupun  deteksi  kecacatan  produk, sistem keamanan di tempat-tempat yang memerlukan keamanan  khusus.  Selain  itu,  teknologi  citra  pun banyak  membantu  para  dokter  dan  para  radiologi dalam  mendiagnosa  suatu  penyakit.  Jenis  citra  yang digunakan  untuk  kepentingan  diagnose  penyakit  ini merupakan  jenis  citra  khusus  yang  dihasilkan  dari peralatan medis dari berbagai modaliti seperti X-ray, USG ( Ultrasonography ), CT ( Computed Tomography )
scanner,  MRI  ( Magnetic Resonance Imaging ),  PET ( Positron emission Tomography ).
Sebuah citra didefinisikan sebagai fungsi dua dimensi dari pasangan koordinat yang menyatakan posisi dari titik citra dan nilai intensitas atau gray level dari citra di  titik  tersebut.  Jika  nilai  intensitas  atau  derajat keabuan citra tersebut dilakukan proses kuantisasi dan pada pasangan koordinat dilakukan proses sampling, maka  hasil  dari  kedua  proses  tersebut  akan menghasilkan  citra  digital.  Citra  digital  terdiri  dari elemen-elemen  gambar  atau pixel ( picture elemen ) yang  mempunyai  lokasi  dan  intensitas  tertentu. Dalam  sistem  pengolahan  citra,  sesungguhnya  yang diproses adalah elemen gambar tersebut[1].
Vol. 10 No. 1, April 2018, 21-27
e -ISSN: 2548-9828
Gambar 1: Image, picture dan photo
Gambar 1 menjelaskan perbedaan antara foto, gambar ( picture )  dan  citra  ( image ).  Citra  merupakan representasi  yang  lebih  umum  daripada  foto  dan gambar.  Gambar  didefinisikan  sebagai  representasi dari  orang  atau  suatu  objek  sebagai  hasil  melukis. Sedangkan  foto  adalah  representasi  dari  orang  atau suatu objek sebagai hasil pengkapturan kamera.

## 2. Klasifikasi Citra
Berdasarkan  aplikasinya,  citra  dapat  dikelompokkan menjadi dua bagian, yaitu:
a. Citra secara umum adalah citra hasil dari capture kamera  digital  pada  umumnya.  Format  citranya biasanya  berbentuk  BMP, JPEG,  GIF,  PNG  atau TIFF.
b. Citra  medis  adalah  citra  yang  dihasilkan  oleh peralatan  medis  seperti  X- ray ,  CT scan dll. Format  citranya  khusus  untuk  citra  medis  yaitu DICOM
[2,3]
(Digital Imaging and Communication in Medicine )
Sebuah citra akan memuat informasi format citra dan juga informasi citra itu sendiri yang ditampilkan oleh seluruh pixel yang ada dalam citra tersebut. Pada citra medis  (DICOM),  selain  terdapat  informasi  tentang citranya itu sendiri, terkandung pula informasi tentang pasiennya seperti Nama, TTL, Jenis Kelamin, tanggal diagnose, tempat diagnosa dan lain-lain.
Pada bagian ini akan dibahas secara singkat mengenai beberapa  citra  medis,  karena  kekhususan  dari  jenis citra  tersebut  yang  hanya  dihasilkan  oleh  peralatan medis dari berbagai modaliti.

## 2.1 X-Ray Imaging (Rontgen)
Citra digital X- ray atau sinar X merupakan jenis citra yang  paling  awal  muncul  dibanding  citra  yang  lain. Citra  ini  dihasilkan  oleh  suatu  mesin  X- ray seperti yang ditunjukkan oleh gambar 2 [4].
Gambar 2: Mesin sinar X yang digunakan untuk menghasilkan citra sinar X
Citra sinar X dapat digunakan untuk  melihat kondisi tulang,  gigi  serta  organ  tubuh  yang  lain  tanpa  harus melakukan pembedahan pada pasien. Sinar X bekerja dengan  memindahkan  radiasi  frekuensi  tinggi  ke seluruh tubuh yang kemudian ditangkap pada gambar dengan  bagian-bagian  tubuh  yang  berbeda  menjadi terlihat  karena  perbedaan  warna  pada  gambar. Perbedaan ini didasarkan pada kepadatan organ tubuh. Bagian  padat  akan  berwarna  putih  sedangkan  yang kosong  akan  berwarna  hitam.  Sehingga  tulang  dan gigi  akan  nampak  putih  sedangkan  paru-paru,  akan nampak hitam. Gambar 3 di bawah menunjukan salah satu contoh citra sinar X [5]. Dari citra sinar X, dapat diketahui  keabnormalan  susunan  tulang  maupun kondisi paru-paru seseorang

## Gambar 3: Citra X-Ray
Aplikasi yang paling umum dari citra sinar X adalah untuk mendeteksi kondisi paru-paru. Karena aplikasi sinar X ini menggunakan sinar dengan radiasi tinggi, maka  penggunannya  biasanya  dibatasai  minimum  6 bulan  sekali.  Penggunaan  sinar  X  merupakan  yang paling  banyak  digunakan  dalam  diagnosis  radiologi dibanding jenis citra yang lain.

## Gambar
Citra

## foto

## 2.2 USG Imaging
USG  ( UltraSonoGraphy )  imaging  adalah  teknik pengambilan  citra  yang  didasarkan  pada  aplikasi gelombang  ultrasonic.  USG  merupakan  jenis  citra medis  yang  banyak  digunakan  untuk  mendeteksi kondisi  janin  dalam  kandungan.  Selain  itu,  USG imaging  digunakan  untuk  melihat  struktur  tubuh bagian  dalam  seperti  tendons,  otot,  sendi,  pembuluh darah dan juga organ tubuh bagian dalam. Dibanding jenis  citra  medis  lain,  USG  imaging  mempunyai beberapa kelebihan seperti, citra  yang real time, alat yang  portable  dan  tidak  menggunakan  radiasi  yang berbahaya. Gambar 4 adalah contoh dari gambar USG dari citra jantung [6]. RV adalah Right Ventricle (bilik kanan)  dan  LV  adalah Left Ventricle (bilik  kiri). Sementara  RA  adalah Right Atrium (serambi  kanan) dan  LA  adalah Left Atrium (serambi  kiri).  Dari gambar  tersebut  dapat  dideteksi bit per  menit  dari jantung,  juga  kondisi  katup  jantung  jika  terjadi ketidaknormalan. Sehingga dokter
dapat mendiagnosis  lebih  dini  jika  ada  gangguan  pada jantung  pasien.  Dengan  teknologi  yang  baru  yaitu USG 3D akan lebih memudahkan lagi para dokter dan radiolog untuk mendiagnosa penyakit .
Gambar 4: Citra USG jantung[6]
2.3 CT Imaging
CT  ( Computerized  Tomography )  imaging  yang dihasilkan  oleh  suatu  CT  scanner  (gambar5)  adalah teknologi image berbasiskan sinar X yang dipancarkan ke arah tubuh pasien dengan merotasikan tubuh  pasien  pada  sumbu  x,  y,  dan  z  sehingga dihasilkan  citra  arah  lintang  ( cross-section )  yang berupa potongan ( slice ) citra seperti yang ditunjukan dalam gambar 6. Dalam satu kali penggambilan citra dapat  dihasilkan  banyak  potongan  citra  tergantung dari  panjang  atau  tinggi  dari  area  yang  akan didiagnosa  dan  juga  tinggi  tiap  slice  citra.  Biasanya CT  imaging  ini  digunakan  untuk  mendiagnosa ketidaknormalan  suatu  organ.  Dari  potongan  citra tersebut  dapat  ditentukan  organ  manakah  yang memiliki ketidaknormalan. Dokter atau radiolog akan melihat  citra  satu  per  satu  untuk  kemudian dibandingkan dengan citra yang diambil pada periode sebelumnya.  Sehingga  seorang  dokter  atau  radiolog bisa  menentukan  di  slice  manakah  terdapat keabnormalan.  Dengan  bantuan  CAD  ( Computer Aided  Diagnosis ),  memudahkan  dokter  untuk
mendeteksi dan mendiagnosa penyakit maupun jenis pengobatan yang sesuai
Gambar 5: CT Scanner Machine[7]
Gambar 6: Citra CT[8]

## 2.4 MRI
MRI ( Magnetic Resonance Imaging ) adalah teknologi citra dengan menggunakan medan magnet yang kuat untuk menghasilkan citra organ tubuh dengan sangat detail. Citra detail dari MRI memberikan kemudahan bagi  para  radiolog  untuk  mendiagnosa  beberapa bagian dari organ tubuh pasien yang terkena penyakit dan mendiagnosa jenis pengobatan yang sesuai. Citra yang akan dianalisa dan diuji tersimpan dalam media CD maupun di Cloud dan dapat ditransmisikan secara elekctronik.  Berikut  adalah  contoh  citra  MRI  untuk kepala.
Gambar  7  menunjukkan  salah  satu  jenis  mesin  MRI yang  banyak  digunakan  untuk  menghasilkan  citra MRI.  Salah  satu  keuntungan  dari  mesin  ini  adalah dapat  memproduksi  gambar  yang  detail  sehingga akan  menghasilkan  diagnosa  yang  lebih  akurat dibanding  CT  image.  Gambar  8  menunjukkan  citra MRI  dari  kepala  pasien  dalam  tiga  posisi;  aksial, sagittal dan coronal.
Gambar 7:  MRI Scanner[9]
Gambar 8: Citra MRI[10]
2.5 PET PET ( Positron emission tomography ) adalah teknologi citra dengan memanfaatkan fungsi pengobatan  radio  aktif  yang  digunakan  untuk mendiagnosa  proses  metabolism  dalam  tubuh manusia sebagai metoda untuk mendiagnosa penyakit. Teknologi memanfaatkan sinar gamma yang dipancarkan  oleh positron  emitting  radionuclide ( Tracer ).    Emisi  radioaktif  dari  tracer  dideteksi  oleh kamera  khusus  atau  peralatan  citra  khusus  sehingga menghasilkan  citra  yang  akan  didiagnosa.  Biasanya PET  imaging  ini  digabungkan  dengan  CT  imaging sehingga  menjadi  PET/CT  imaging  seperti  yang terlihat pada gambar 9.
Gambar 9: Citra PET[11]

## 3. Aplikasi Citra Digital
Dengan  dukungan  teknologi  yang  begitu  pesat, aplikasi  citra  digital  akan  banyak  ditemukan diberbagai  bidang,  dari  aplikasi  sederhana  sampai pada  aplikasi  yang  menggunakan  teknologi  tinggi. Dalam  artikel  ini,  aplikasi  citra  akan  dikelompokan berdasarkan jenis citra yang ada yaitu citra medis dan citra non-medis.
Untuk  citra  non  medis,  aplikasi  citra  ini  akan  dapat ditemukan dibeberapa bidang terutama pada machine vision , biometric , pendeteksian dan pengenalan objek serta  sistem  surveillance.  Sedangkan  untuk  citra medis  banyak  diaplikasikan  untuk  mendeteksi ketidaknormalan suatu organ  tubuh, rekonstruksi 3D dan  CAD  untuk  memudahkan  diagnosa  suatu penyakit.
Berikut  adalah  pengelompokan  aplikasi  citra  digital berdasarkan jenis Citra:

## 3.1 Aplikasi Citra Non Medis
Aplikasi  citra  non-medis  yang  paling  banyak digunakan di industri adalah aplikasi machine vision . Machine  vision adalah  teknologi  dan  metode  yang digunakan  untuk  melakukan  pengecekan dan analisa otomatis  yang  berbasiskan  citra  pada  beberapa aplikasi seperti kontrol proses, inspeksi otomatis, dan pemandu  robot  di  industri. Machine vision memudahkan  dan  mempercepat  proses  produksi dalam  suatu  jalur  produksi.  Suatu  model machine vision ditunjukan  pada  gambar  10.  Dalam  model tersebut, machine  vision yang  berbasiskan  LED digunakan untuk mengatur sistem pencahayaan mikro presisi  pada plant  factory . Machine  vision akan mengontrol  intensitas  LED  sesuai  kebutuhan plant factory .    Pengontrolan  intensitas  LED  dilakukan berdasarkan intensitas warna RGB citra [12].
Gambar 10: Machine vision pada plant factory[12]
Aplikasi  yang  kedua  adalah  biometrik  yaitu  suatu metode untuk melakukan pengecekan dan pencocokan  pada  karakteristik  fisik  manusia  yang dilakukan secara otomatis. Terdapat berbagai macam skema identifikasi biometric diantaranya: pengenalan wajah,  pengecekan  sidik  jari,  pengenalan  iris  dan retina  mata,  pengenalan  tanda  tangan,  pengenalan suara  daan  sebagainya.  Gambar  11  di  bawah menunjukan salah satu contoh aplikasi biometric pada sidik jari[13]

## Gambar 11: Aplikasi biometrik pada finger print
Aplikasi  lainnya  adalah  pengenalan  objek  yaitu proses  untuk  mengidentifikasi  objek  tertentu  dalam suatu  citra  digital.  Metode  yang  digunakan  dalam pengenalan  objek  di  antaranya  algoritma  identitas seseorang  untuk  mengakses  suatu  ruangan  tertentu. Selain  itu  banyak  digunakan  pula  untuk  menghitung jumlah  objek  yang  ingin  dikenali  atau  dideteksi. Gambar 12 menunjukan pendeteksian dan pengenalan multi objek dalam suatu citra [14].

## Gambar 12:  deteksi dan pengenalan objek
Sistem surveillance adalah  aplikasi  citra  untuk  yang memonitor  kelakuan,  aktivitas  dan  informasi  yang berubah  dari  suatu  objek  biasanya  manusia  dengan tujuan mengaur, mengarahkan maupun melindunginya. Juga termasuk mengamati jarak jauh dengan peralatan elektronik seperti kamera closed-circuit television (CCTV). Sistem Surveillance biasanya  digunakan  sebagai  sistem  keamanan  yang dapat memonitor tingkah laku seseorang secara jarak jauh. Seperti yang ditunjukkan pada gambar 13 yang menunjukan  menunjukkan  suatu  public  surveillance unit [15]
a. Ruang kendali sistem surveillance
\ b. Surveillance monitoring
Gambar 13:  Sistem surveillance dengan remote monitoring

## 3.2 Aplikasi Citra Medis
Aplikasi  utama  citra  medis  adalah  untuk  membatu para  dokter,  radiolog  dan  para  medis  untuk mendiagnosa berbagai penyakit melalui radiologi dan untuk  menentukan  jenis  pengobatan  yang  akan dilakukan terhadap pasien. Beberapa penelitian lebih ditekankan  untuk  membuat  CAD  yang  dapat mendiagnosis keabnormalan suatu organ atau mencari posisi  suatu  kanker  dalam  organ  tubuh.  Berikut  ini adalah  beberapa  aplikasi  citra  medis  yang  umum diaplikasikan di dunia medis.
Aplikasi citra medis yang paling banyak adalah untuk mendeteksi  keabnormalan  yang  terjadi  pada  suatu organ  tubuh  yang  disebabkab  kanker  atau  tumor. Kanker  adalaha  salah  satu  jenis  penyakit  yang mematikan  yang  dapat  terjadi  pada  beberapa  organ
tubuh manusia. Salah satu diantaranya adalah kanker paru-paru  yang  merupakan  jenis  kanker  yang  umum terjadi pada laki-laki dan perempuan. Sebagian besar kanker  paru-paru  terdiagnosis  setelah  mereka menyebar dan mencapai stadium berbahaya. Padahal sebetulnya,  kenker  paru-paru  dapat  dicegah  dengan pola  hidup  sehat.  Peranan  citra  medis  dalam mendeteksi  kanker  paru-paru  dapat  dilihat  pada gambar 14 [7].

## Gambar 14:  deteksi keabnormalan pada citra paru-paru
Gambar  11  menunjukan  hasil  deteksi  kanker paru-paru yang terdeteksi pada citra CT pada slice citra tertentu.
Aplikasi  berikutnya  adalah  aplikasi  rekonstruksi  3D dari  suatu  citra  medis  yang  berfungsi  memudahkan para  dokter  dan  radiolog  untuk  merepresentasikan suatu  gejala  yang  terjadi  dalam  satu  organ  tertentu. Bila  dalam  citra  2D,  seorang  radiolog  harus menentukan posisi citra di mana terjadi keabnormalan atau penyakit pada suatu organ, maka dalam citra 3D, seorang dokter atau radilolog lebih mudah menentukan  posisi  dan  keberadaan  suatu  penyakit. Berikut contoh rekonstruksi 3D dari citra kepala[16].

## Gambar 15:  Hasil 3D rekonstruksi
Gambar  15  merupakan  hasil  3D  rekonstruksi  dari beberapa slice CT image. Dari representasi gambar di atas  bisa  dilihat  posisi  dan  kondisi  dari  organ  yang mengalami  keabnormalan.  Sehingga  dokter  dan
radiolog  dapat  lebih  cepat  untuk  melakukan diagnosis.

## 4. Kesimpulan
Dengan  kemajuan  teknologi  yang  begitu  pesat, manusia  mempunyai  tantangan  untuk  memperbaiki kualitas  hidupnya.  Dukungan  teknologi  terutama  di bidang medis menjadikan aplikasi citra medis rujukan dalam  mendiagnosa  pasien  berkat  keakuratan, kepresisian  dan  kemudahannya.  Di  lain  pihak, penggunaan  untuk  sistem  keamanan  dan  proses otomasi  industri  pun  menjadikan  aplikasi  citra menjadi semakin penting.
Di masa yang akan datang, akan semakin banyak lagi penggunakan teknologi citra ini untuk meningkatkan kualitas hidup manusia.

## References
[1] R. Gonzales, et. al., “Digital Image Processing”,
3 rd Edition, Prentice Hall, 2008.
[2] Dicom  Imaging  and  Communication  in Medicine (DICOM), available from : https://www.dicomstandard.org/
[3] National  Electrical  Manufacturers  Association (NEMA), available from
:
https://www.nema.org/Standards/Pages/Digital-I maging-and-Communications-in-Medicine.aspx
[4] http://teknikelektro.org/pengertian-sinar-x/
[5] Image Sciences Institute Research Databases, available from :
http://www.isi.uu.nl/Research/Databases/SCR/
[6] Kardiomiopati,  available at: https://usebrains.wordpress.com/2008/09/12/kar diomiopati/
[7] CT Scanner Machine,available at: http://www3.gehealthcare.in/en/products/categor ies/computed-tomography
[8] Nurhasanah,  “Pendeteksian  Tepi  Citra  CT Scan  dengan  Menggunakan  Laplacian  of Gaussian (LOG)”, POSITRON ,  Vol.  II,  No.  1, Hal. 17-22, 2012.
[9] PET-MRI  Scanner  Machine,  available  at: https://stanfordhealthcare.org/medical-tests/p/pet -mri-scan.html
[10] Citra  otak  menggunakan  MRI,  available  at  : http://brainpictures.org/p/107/brain-mri/picture-1 07
[11] Society of Nuclear Medicine and Molecular
Imaging, available at :
ttp://www.snmmi.org/AboutSNMMI/Content.asp x?ItemNumber=949
[12] R.  Santoso,  Y.  Hendrawan  dan  R.  Yulianingsih, “Rancang Bangun Machine Vision Untuk Sistem Pencahayaan Mikro Presisi Menggunakan
Metode  Fuzzy  pada  Tanaman  Selada”, Jurnal Keteknikan Pertanian Tropis dan Biosiste m, vol.
3, no. 1, pp. 53-60, 2015
[13] R. Wahyudi, O. Soesanto, dan Muliadi, “Rancang Bangun  Aplikasi  Pola  Sidik  Jari”,  Kumpulan Jurnal Ilmu  Komputer, vol. 2, no. 1 , pp. 74-83, 2015
[14] B.  Sugandi,  H.  Kim,  J.K  Tan  dan  S.  Ishikawa,
“Multiple  Object  Tracking  Method  based  on Particle  Filter”, Recent  Researches  in  Circuits,
System,  Mechanics  and  Transportation  System , 2011
[15] R. Collins, A. Lipton and T. Kanade, “A System for Video Surveillance and Monitoring”, VSAM Final  Report,  The  Robotics  Institute,  Carnegie Mellon Institute.
[16] V.  Cong  and  H.  Q.  Linh.  "3D  medical  image reconstruction." Biomedical Engineering
Department,  Faculty  of  Applied  Science, HCMC University of Technology , 2009