8 BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 State Of The Art Review Peran penting metode pra pengolahan untuk meningkatkan kinerja segmentasi citra medis memang tidak bisa dipungkiri, hal ini ditunjukkan pada penelitian yang berjudul “The importance of the pre-processing on the echocardiographic images for the Left Ventricular contour extraction .” (Santos et al., 2014) Dan “Evaluating the Effect of Image Preprocessing on an Information Theoretic CAD System in Mammography” (Tourassi et al., 2008), pada kedua penelitian ini memperlihatkan, metode pra pengolahan yang digunakan pada segmentasi citra harus disesuaikan dengan karakteristik citra uji, sehingga dengan penggunaan metode yang tepat akan dapat meningkatkan kinerja hasil segmentasi. Penelitian mengenai pengolahan citra x-ray thorax khususnya segmentasi paru-paru dan jantung sudah beberapa kali dilakukan sebelumnya. Dari beberapa penelitian menyatakan, segmentasi yang dilakukan mendapatkan hasil akurasi, sensitifitas dan spesifisitas yang kurang maksimal karena kinerja metode pra pengolahan yang diterapkan kurang maksimal. Diantaranya penelitian yang berjudul “Lung segmentation at image x-ray for detecting Cardio Thorax Ratio using Max-Tree filtering and Geometric Active Contour”, menggunakan metode Max Tree dan Geometric Active Contour, berhasil melakukan segmentasi pada paru-paru dan jantung, namun metode yang digunakan menemui kendala, pada
29
Embed
BAB II KAJIAN PUSTAKA 2.1 State Of The Art Review fileKarakteristik citra medis yang memiliki batas objek dan latar belakang yang tidak begitu jelas, seperti citra x-ray, membutuhkan
This document is posted to help you gain knowledge. Please leave a comment to let me know what you think about it! Share it to your friends and learn new things together.
Transcript
8
BAB II
KAJIAN PUSTAKA
2.1 State Of The Art Review
Peran penting metode pra pengolahan untuk meningkatkan kinerja
segmentasi citra medis memang tidak bisa dipungkiri, hal ini ditunjukkan pada
penelitian yang berjudul “The importance of the pre-processing on the
echocardiographic images for the Left Ventricular contour extraction.” (Santos et
al., 2014) Dan “Evaluating the Effect of Image Preprocessing on an Information
Theoretic CAD System in Mammography” (Tourassi et al., 2008), pada kedua
penelitian ini memperlihatkan, metode pra pengolahan yang digunakan pada
segmentasi citra harus disesuaikan dengan karakteristik citra uji, sehingga dengan
penggunaan metode yang tepat akan dapat meningkatkan kinerja hasil segmentasi.
Penelitian mengenai pengolahan citra x-ray thorax khususnya segmentasi
paru-paru dan jantung sudah beberapa kali dilakukan sebelumnya. Dari beberapa
penelitian menyatakan, segmentasi yang dilakukan mendapatkan hasil akurasi,
sensitifitas dan spesifisitas yang kurang maksimal karena kinerja metode pra
pengolahan yang diterapkan kurang maksimal. Diantaranya penelitian yang
berjudul “Lung segmentation at image x-ray for detecting Cardio Thorax Ratio
using Max-Tree filtering and Geometric Active Contour”, menggunakan metode
Max Tree dan Geometric Active Contour, berhasil melakukan segmentasi pada
paru-paru dan jantung, namun metode yang digunakan menemui kendala, pada
9
tepi objek yang kurang jelas segmentasi kurang maksimal dan banyaknya iterasi
sangat tergantung dari inisialisasi awal (Hariyadi et al., 2010).
Sehingga pada penelitian selanjutnya yang berjudul “Metode Segmentasi
Paru-paru dan Jantung pada Citra X-Ray Thorax”, (Mardhiyah dan Harjoko, 2013)
mencoba untuk menyempurnakan penelitian sebelumnya, dengan melakukan
segmentasi menggunakan metode K-means Clustering untuk mengelompokkan
piksel citra berdasarkan intensitasnya, kemudian melakukan segmentasi dengan
menggunakan metode Geometric Active Contour. Hasil akurasi, sensitifitas, dan
spesifisitas segmentasi yang dihasilkan memang masih belum maksimal namun
dengan metode ini waktu yang dibutuhkan lebih cepat, pada penelitian ini
menggunakan 200 iterasi objek sudah dapat tersegmentasi semua sedangkan pada
penelitian sebelumnya memakai iterasi 300. Dalam penelitian ini juga dikatakan
kurang maksimalnya hasil segmentasi adalah karena metode pra pengolahan yang
digunakan yaitu Gaussian Lowpass filter memiliki karakteristik menghilangkan
noise namun juga menghaluskan tepi citra, sehingga melihat karakteristik citra x-
ray yang memiliki tepi citra yang kurang tajam, karakteristik filter Gaussian
Lowpass dirasa kurang sesuai.
Karakteristik citra medis yang memiliki batas objek dan latar belakang
yang tidak begitu jelas, seperti citra x-ray, membutuhkan filter yang mampu
mendeteksi tepi sehingga dapat mengaburkan noise namun tetap mempertahankan
tepi citra. Karakter filter seperti ini ada pada Anisotropic Diffusion filter, yang
sudah pernah berhasil diterapkan untuk melakukan proses pra pengolahan pada
proses segmentasi citra x-ray tangan (Chai et al., 2011). Metode filter yang lain
10
yang memiliki karakteristik yang mirip dengan Anisotropic Diffusion adalah
Guided Image filter (He et al., 2010), walaupun kontribusinya pada pengolahan
citra x-ray belum pernah diuji melalui penelitian, namun metode ini memiliki
kemampuan yang baik dalam melakukan penghalusan dengan tetap
mempertahankan tepi objek pada citra.
Dari kajian pustaka yang dilakukan belum ada penelitian yang melakukan
segmentasi paru-paru dan jantung dimana pada tahap pra pengolahannya
menggunakan metode Anisotropic Diffusion dan Guided Image filter, sehingga
pada penelitian ini akan mencoba melihat kontribusi kedua metode tersebut untuk
meningkatkan akurasi, sensitifitas dan spesifisitas hasil segmentasi paru-paru dan
jantung.
PRA PENGOLAHAN
CITRA X-RAY THORAX
PADA SEGMENTASI
PARU-PARU DAN
JANTUNG
MENGGUNAKAN
ANISOTROPIC DIFFUSION DAN
GUIDED IMAGE FILTER
Gaussian Lowpass
Anisotropic
Diffusion
Geometrik Active
Contour
Magnetic Resonance Imaging (MRI)
Computed Tomography (CT – Scan)
X-ray
Metode Segmentasi
Metode FilterBidang
Penerapan
Teknologi
K-means
Guided Image
Ultrasonography (USG)
Kesehatan (Medic)
Militer
Biologi (Sains)
Morphology Operation
Template
Matching
Bidang Geografi
dan Geologi
Gambar 2. 1 Fish Bone Penelitian
11
Tabel 2. 1 Rangkuman State of the Art
No Nama Penelitian Tahun
Preprocessing Segmentasi
An
isotro
pic
Diffu
sion
Gu
ided
Image
Med
ian
Ad
aptive W
iener
Gab
or
Entro
py-B
ased
Stand
ard D
evistion
filter
linear filterin
g
med
ian filterin
g
Max-Tree
Gau
ssian lo
wp
ass
filter
GA
C (C
lasic)
GA
C
K-m
eans
Temp
late Match
ing
Mo
rph
olo
gy
Op
eration
1
Pra Pengolahan Citra X-Ray Thorax Pada Segmentasi Paru-Paru dan Jantung Menggunakan Anisotropic Diffusion dan Guided Image Filter. (Kusuma)
2015 √ √ √ √ √ √
2
The importance of the pre-processing on the echocardiographic images for the Left Ventricular contour extraction. (Santos et al.)
2014
√ √
3 Metode segementasi paru-paru dan jantung pada citra x-ray thorax, (Mardhiyah dan Harjoko)
2013
√
√ √ √
4
Lung segmentation at image x-ray for detecting Cardio Thorax Ratio using Max-Tree filtering and Geometric Active Contour. (Hariyadi et al.)
2010
√
√
5 Guided Image Filter (He et al.) 2010 √
6
Evaluating the Effect of Image Preprocessing on an Information Theoretic CAD System in Mammography. (Tourassi et al.)
2008
√ √ √ √ √
7 Automatic Lung Segmentation in CT Images using Anisotropic Diffusion and Morphology Operation (Kim et al.)
2007 √
√
12
2.2 Medical Imaging
Medical imaging adalah teknik atau proses untuk mendapatkan gambar
tubuh khususnya gambar bagian dalam tubuh untuk keperluan medis. Medical
imaging dilakukan diantaranya untuk mengetahui bentuk dan fungsi organ tubuh,
sebaran zat tertentu dan perubahan metabolisme di dalam tubuh (TI Telkom,
2011). Medical imaging merupakan komponen penting di berbagai bidang
penelitian biomedis dan praktek klinis.
Tujuan Medical Imaging antara lain:
1. Untuk mengembangkan metode komputasi dan Algoritma untuk
menganalisis dan menghitung data biomedis.
2. Untuk berkolaborasi dengan peneliti NIH di pusat penelitian lain dalam
menerapkan analisis informasi dan visualisasi untuk masalah biomedis.
3. Untuk mengembangkan alat (baik hardware ataupun software) yang
memiliki kemampuan untuk menganalisa data biomedis serta mendukung
penemuan dan kemajuan biomedis.
Beberapa medical imaging yang saat ini digunakan adalah sebagai berikut :
1. Magnetic Resonance Imaging (MRI)
2. X-ray
3. Ultrasonography (USG)
4. Endoscopy
5. Computed Tomography (CT – Scan)
13
2.2.1 X-Ray
Wilhelm Conrad Rontgen si penemu sinar X dilahirkan tahun 1845 di kota
Lennep, Jerman. Dia peroleh gelar doktor tahun 1869 dari Universitas Zurich.
Selama sembilan belas tahun sesudah itu, Rontgen bekerja di pelbagai universitas,
dan lambat laun peroleh reputasi sebagai seorang ilmuwan. Tahun 1888 dia
diangkat jadi mahaguru bidang fisika dan Direktur Lembaga Fisika Universitas
Wurburg. Di situlah, tahun 1895, Rontgen membuat penemuan yang membuat
namanya kesohor (Joarder dan Crundwell, 2009).
Sinar-X atau sinar Rontgen adalah salah satu bentuk dari radiasi
elektromagnetik dengan panjang gelombang berkisar antara 10 nanometer ke 100
pikometer (sama dengan frekuensi dalam rentang 30 petahertz - 30 exahertz) dan
memiliki energi dalam rentang 100 eV - 100 Kev. Sinar-X umumnya digunakan
dalam diagnosis gambar medis dan Kristalografi sinar-X. Sinar-X adalah bentuk