Top Banner
 Implementasi Jaringan Saraf Tiruan Sebagai Alat Bantu Identifikasi Anemia pada Citra Sel Darah Merah Implementation of Neural Networks as a Tool to Help Identify Anemia Using Image of Red Blood Cells Abstrak - Anemia defisiensi besi (ADB) termasuk dalam anemia mikrositik hipokromik karena memiliki ukuran sel darah merah lebih kecil dari ukuran normal dan memiliki Hemoglobin (Hb) lebih rendah dari normal yang timbul akibat berkurangnya penyediaan besi untuk eritropoesis (proses pematangan sel darah merah). Penelitian berjudul “Implementasi Jaringan Saraf Tiruan Sebagai Alat Bantu Identifikasi Anemia pada Citra Sel Darah Merah” mencoba melakukan analisis otomatis berdasarkan citra sel darah sebagai upaya untuk membantu mempermudah pemeriksaan laboratorium dalam mengidentifikasi ADB dengan biaya yang lebih murah dibanding alat analisa darah otomatis. Penelitian ini terdiri dari dua tahapan program. Tahap pertama, yaitu program untuk identifikasi anemia mikrositik hipokromik diawali dengan pengolahan citra digital (  p re-p roc e ss ing, segmentasi dan operasi morphologi) untuk mendapatkan fitur area sel darah merah dan fitur area akromia sentral sebagai masukan jaringan saraf tiruan (JST) model Perceptron. Tahap kedua, yaitu program deteksi sel darah berbentuk pensil/pipih untuk mengidentifikasi ADB. Program deteksi sel pensil diawali dengan pengolahan citra digital (  p re-p roc ess ing, segmentasi dan operasi morphologi) untuk mencari nilai eksentrisitas sel darah yang digunakan sebagai masukan JST Perceptron. Nilai akurasi untuk identifikasi ADB dengan menggunakan JST Perceptron adalah sebesar 92.3%. K at a K unci     Jaringan syaraf tiruan, Perceptron, Anemia Defisiensi Besi (ADB), Pengolahan Citra. Abstract- Iron deficiency anemia (IDA) included in microcytic hypochromic anemia due to red blood cell has a size smaller than normal and has a hemoglobin (Hb) lower than normal which arise due to reduced supply of iron for erythropoiesis (red blood cell maturation process). The study entitled "Implementation of Neural Networks as a Tool to Help Identify Anemia Using Image of Red Blood Cells" is trying to perform automatic image analysis of blood cells in an effort to facilitate laboratory tests in identifying IDA with a lower cost than the automated blood analyzer. The study consisted of two phases of program. The first program for identifying hypochromic microcytic anemia begins with image processing (pre-processing, segmentation and morphological operations) to get the red blood cell area features and the central akromia area features as input for neural network (NN) models Perceptron. The second program is a detection of pencil-shape blood cells for identifying IDA. Detection of pencil-shape blood cells begins with image processing (pre-processing, segmentation and morphological operations) to find the value of blood cells’s eccentricity that used as input for NN models Perceptron. The accuracy for the identification of IDA using NN models Perceptron is equal to 92.3%. Keywords    Neural Networks, Perceptron, Iron Deficiency Anemia, image processing. I. PENDAHULUAN Salah satu jenis anemia yang banyak dijumpai di negara-negara berkembang adalah anemia defisiensi besi (ADB). Anemia defisiensi besi (ADB) termasuk dalam anemia mikrositik hipokromik karena memiliki ukuran sel darah merah lebih kecil dari ukuran normal dan memiliki kadar Hemoglobin (Hb) lebih rendah dari normal [8]. Pemeriksaan laboratorium untuk tes deteksi anemia sebagian masih menggunakan perhitungan manual dan sebagian telah menggunakan alat analisa darah otomatis. Pemeriksaan laboratorium dengan perhitungan manual yaitu analisa CBC ( Complete Blood Cell) dilakukan oleh dokter atau teknisi laboratorium dengan melihat sampel darah di  bawah mikroskop. Analisis yang dilakukan di bawah mikroskop membutuhkan waktu yang lebih lama dan konsentrasi yang lebih tinggi dalam menganalisa sel darah. Selain itu hasil analisa tidak memiliki bukti citra sehingga tidak dapat dianalisis oleh banyak dokter. Sedangkan  pemeriksaan laboratorium otomatis analisa darah dilakukan secara otomatis oleh alat ( blood analyzer ), sehingga  prosesnya lebih cepat namun kelemahannya adalah harganya yang relatif mahal. Sebagai upaya otomatisasi dalam menganalisis sel darah telah dilakukan beberapa penelitian dengan menggunakan pengolahan digital dan jaringan saraf tiruan, diantaranya adalah Diaz Hartadi [7], Laila Madyo Aprilianti dan Koredianto Usman [2] menghitung jumlah sel darah merah tanpa mengarah pada klasifikasi suatu penyakit. Marlina Eva Riyanti [15] mendeteksi dan mengklasifikasi  penyakit anemia hemolitik, anemia hemoglobinopati dan anemia defisiensi besi berdasarkan bentuk sel darah merah menggunakan pengolahan citra digital. Elly Warni [25] dan Zulkifli Tahir, dkk [21] membedakan citra sel darah normal dan abnormal menggunakan pengolahan citra digital dan  jaringan saraf tiruan berdasarkan mor fologi bentuk sel darah merah. Beberapa penelitian tersebut menjadi dasar dilakukannya penelitian ini sebagai upaya untuk membantu mempermudah pemeriksaan laboratorium dalam mengidentifikasi anemia defisiensi besi dengan biaya yang lebih murah dibanding alat analisa darah otomatis.
6

Implementasi Jaringan Saraf Tiruan Untuk Identifikasi Anemia Pada Citra Sel Darah Merah

Oct 04, 2015

Download

Documents

osma

Implementasi Jaringan Saraf Tiruan Untuk Identifikasi Anemia Pada Citra Sel Darah Merah
Welcome message from author
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
  • Implementasi Jaringan Saraf Tiruan Sebagai Alat

    Bantu Identifikasi Anemia pada Citra Sel Darah

    Merah

    Implementation of Neural Networks as a Tool to

    Help Identify Anemia Using Image of Red Blood

    Cells Abstrak- Anemia defisiensi besi (ADB) termasuk dalam anemia mikrositik hipokromik karena memiliki ukuran sel darah merah

    lebih kecil dari ukuran normal dan memiliki Hemoglobin (Hb) lebih rendah dari normal yang timbul akibat berkurangnya

    penyediaan besi untuk eritropoesis (proses pematangan sel darah merah). Penelitian berjudul Implementasi Jaringan Saraf Tiruan Sebagai Alat Bantu Identifikasi Anemia pada Citra Sel Darah Merah mencoba melakukan analisis otomatis berdasarkan citra sel darah sebagai upaya untuk membantu mempermudah pemeriksaan laboratorium dalam mengidentifikasi ADB dengan

    biaya yang lebih murah dibanding alat analisa darah otomatis. Penelitian ini terdiri dari dua tahapan program. Tahap pertama,

    yaitu program untuk identifikasi anemia mikrositik hipokromik diawali dengan pengolahan citra digital (pre-processing,

    segmentasi dan operasi morphologi) untuk mendapatkan fitur area sel darah merah dan fitur area akromia sentral sebagai

    masukan jaringan saraf tiruan (JST) model Perceptron. Tahap kedua, yaitu program deteksi sel darah berbentuk pensil/pipih

    untuk mengidentifikasi ADB. Program deteksi sel pensil diawali dengan pengolahan citra digital (pre-processing, segmentasi dan

    operasi morphologi) untuk mencari nilai eksentrisitas sel darah yang digunakan sebagai masukan JST Perceptron. Nilai akurasi

    untuk identifikasi ADB dengan menggunakan JST Perceptron adalah sebesar 92.3%.

    Kata Kunci Jaringan syaraf tiruan, Perceptron, Anemia Defisiensi Besi (ADB), Pengolahan Citra. Abstract- Iron deficiency anemia (IDA) included in microcytic hypochromic anemia due to red blood cell has a size smaller than

    normal and has a hemoglobin (Hb) lower than normal which arise due to reduced supply of iron for erythropoiesis (red blood cell

    maturation process). The study entitled "Implementation of Neural Networks as a Tool to Help Identify Anemia Using Image of

    Red Blood Cells" is trying to perform automatic image analysis of blood cells in an effort to facilitate laboratory tests in identifying

    IDA with a lower cost than the automated blood analyzer. The study consisted of two phases of program. The first program for

    identifying hypochromic microcytic anemia begins with image processing (pre-processing, segmentation and morphological

    operations) to get the red blood cell area features and the central akromia area features as input for neural network (NN) models

    Perceptron. The second program is a detection of pencil-shape blood cells for identifying IDA. Detection of pencil-shape blood cells

    begins with image processing (pre-processing, segmentation and morphological operations) to find the value of blood cellss eccentricity that used as input for NN models Perceptron. The accuracy for the identification of IDA using NN models Perceptron

    is equal to 92.3%.

    Keywords Neural Networks, Perceptron, Iron Deficiency Anemia, image processing.

    I. PENDAHULUAN

    Salah satu jenis anemia yang banyak dijumpai di

    negara-negara berkembang adalah anemia defisiensi besi

    (ADB). Anemia defisiensi besi (ADB) termasuk dalam

    anemia mikrositik hipokromik karena memiliki ukuran sel

    darah merah lebih kecil dari ukuran normal dan memiliki

    kadar Hemoglobin (Hb) lebih rendah dari normal [8].

    Pemeriksaan laboratorium untuk tes deteksi anemia

    sebagian masih menggunakan perhitungan manual dan

    sebagian telah menggunakan alat analisa darah otomatis.

    Pemeriksaan laboratorium dengan perhitungan manual yaitu

    analisa CBC (Complete Blood Cell) dilakukan oleh dokter

    atau teknisi laboratorium dengan melihat sampel darah di

    bawah mikroskop. Analisis yang dilakukan di bawah

    mikroskop membutuhkan waktu yang lebih lama dan

    konsentrasi yang lebih tinggi dalam menganalisa sel darah.

    Selain itu hasil analisa tidak memiliki bukti citra sehingga

    tidak dapat dianalisis oleh banyak dokter. Sedangkan

    pemeriksaan laboratorium otomatis analisa darah dilakukan

    secara otomatis oleh alat (blood analyzer), sehingga

    prosesnya lebih cepat namun kelemahannya adalah

    harganya yang relatif mahal.

    Sebagai upaya otomatisasi dalam menganalisis sel

    darah telah dilakukan beberapa penelitian dengan

    menggunakan pengolahan digital dan jaringan saraf tiruan,

    diantaranya adalah Diaz Hartadi [7], Laila Madyo Aprilianti

    dan Koredianto Usman [2] menghitung jumlah sel darah

    merah tanpa mengarah pada klasifikasi suatu penyakit.

    Marlina Eva Riyanti [15] mendeteksi dan mengklasifikasi

    penyakit anemia hemolitik, anemia hemoglobinopati dan

    anemia defisiensi besi berdasarkan bentuk sel darah merah

    menggunakan pengolahan citra digital. Elly Warni [25] dan

    Zulkifli Tahir, dkk [21] membedakan citra sel darah normal

    dan abnormal menggunakan pengolahan citra digital dan

    jaringan saraf tiruan berdasarkan morfologi bentuk sel darah

    merah.

    Beberapa penelitian tersebut menjadi dasar

    dilakukannya penelitian ini sebagai upaya untuk membantu

    mempermudah pemeriksaan laboratorium dalam

    mengidentifikasi anemia defisiensi besi dengan biaya yang

    lebih murah dibanding alat analisa darah otomatis.

  • Penelitian ini terdiri dari dua tahapan program. Tahap

    pertama, yaitu program untuk identifikasi anemia mikrositik

    hipokromik diawali dengan pengolahan citra digital (pre-

    processing, segmentasi dan operasi morphologi) untuk

    mendapatkan fitur area sel darah merah dan fitur area

    akromia sentral sebagai masukan jaringan saraf tiruan (JST)

    model Perceptron. Tahap kedua, yaitu program deteksi sel

    darah berbentuk pensil/pipih untuk mengidentifikasi ADB.

    Program deteksi sel pensil diawali dengan pengolahan citra

    digital (pre-processing, segmentasi dan operasi morphologi)

    untuk mencari nilai eksentrisitas sel darah yang digunakan

    sebagai masukan JST Perceptron.

    II. DASAR TEORI A. Anemia Defisiensi Besi

    Anemia defisiensi besi (ADB) adalah kondisi

    kurangnya sel darah merah dan hemoglobin akibat

    berkurangnya penyediaan besi untuk eritropoesis

    (pembentukan sel darah merah) [17]. Bentuk eritrosit yang

    biconcav menyebabkan hemoglobin terkumpul lebih banyak

    di bagian tepi sel. Oleh sebab itu, bagian tepi eritrosit

    kelihatan lebih merah (okisifilik) dari bagian sentralnya.

    Bagian sentral yang kelihatan lebih pucat disebut akromia

    sentral. Akromia sentral pada sel darah merah normal

    memiliki luas antara 1/3-1/2 kali diameter [21].

    Gambar 1 Perbandingan luas akromia sentral pada sel darah

    normal dan sel darah hipokromik (kadar Hb rendah)

    ADB termasuk dalam anemia mikrositik hipokromik

    sehingga memiliki ukuran sel lebih kecil dari ukuran sel

    darah normal serta kadar hemoglobin yang lebih rendah dari

    kadar hemoglobin normal. Oleh karena itu akromia sentral

    sel darah merah ADB lebih lebar dibanding akromia sentral

    sel darah normal. Selain itu pada penderita ADB, umumnya

    memiliki beberapa sel darah merah yang berbentuk pensil

    atau disebut elliptocytes [3].

    Gambar 2 Hapusan darah penderita ADB yang

    menunjukkan elliptocytes [3]

    B. Thresholding

    Proses threshold akan menghasilkan citra biner, yaitu

    citra yang memiliki dua nilai tingkat keabuan (hitam dan

    putih). Secara umum proses pengambangan citra warna atau

    citra grayscale untuk menghasilkan citra biner adalah

    sebagai berikut: [14]

    .... (2.1)

    Dengan g(x,y) adalah citra biner dari citra warna atau

    citra grayscale f(x,y), dan T menyatakan nilai ambang

    (threshold).

    C. Operasi Morphologi

    Pengolahan citra morphologi adalah cara untuk

    mengekstraksi atau memodifikasi informasi tentang bentuk

    dan struktur objek di dalam gambar [5].

    1. Operasi Clear Border

    Clear border adalah aplikasi rekonstruksi

    morphologi untuk membersihkan border obyek ini

    digunakan untuk menghilangkan noise-noise kecil yang

    menyentuh border citra. [14].

    2. Operasi Filling Holes

    Filling holes ini digunakan untuk mengisi bagian

    tengah yang berlubang. Agar dapat mengisi lubang, titik di

    setiap lubang (holes), fm, diberi nilai 1 (untuk citra biner)

    disemua titik sampai mencapai tepi border, 1- f [6].

    .... (2.2)

    Gambar 3 Proses filling holes pada citra [22]

    D. Perceptron

    Perceptron termasuk salah satu bentuk jaringan

    saraf yang sederhana. Perceptron biasanya digunakan untuk

    mengklasifikasikana suatu tipe pola tertentu yang sering

    dikenal dengan pemisahan secara linier [9]. Garis pemisah

    antar daerah positif dengan daerah nol memilki

    pertidaksamaan :

    w1x1 +w2x2 + b > .... (2.3) Garis pemisah antar daerah negatif dengan daerah

    nol memilki pertidaksamaan :

    w1x1 +w2x2 + b < - .... (2.4)

    Gambar 4 Perceptron sebagai kosep dasar jaringan saraf

    tiruan

    Secara sistematis pemrosesan informasi pada

    Perceptron dirumuskan oleh persamaan fungsi jumlah dan

    persamaan fungsi aktivasi step bipolar:

    w1

    wn

    w2

    wm

    x2

    xn

    x1

    Fungsi

    aktivasi

    Fungsi

    jumlah

    bobot

    Threshold/

    bias

    1

    Akromia

    Sentral

    Akromia

    Sentral

  • j

    n

    i

    iwxy1

    III. METODOLOGI A. Pengumpulan Data

    Proses pengumpulan data dilakukan dengan meng-

    capture preparat hapusan darah menggunakan mikroskop

    digital yang langsung terhubung ke komputer/laptop.

    Sampel hapusan darah diperoleh melalui Laboratorium

    klinik Prodia dan data penelitian terdahulu, yaitu penelitian

    Marlina Eva Riyanti yang berjudul Deteksi Dan Klasifikasi Penyakit Anemia (Defisiensi Besi, Hemolitik Dan

    Hemoglobinopati) Berdasarkan Struktur Fisis Sel Darah

    Merah Menggunakan Pengolahan Citra Digital. Jumlah keseluruhan data sebanyak 68 citra, yang

    terdiri dari 38 citra sel darah merah penderita anemia

    mikrositik hipokromik dan 30 citra sel darah bukan

    penderita mikrositik hipokromik. Dari 38 citra sel darah

    merah penderita anemia mikrositik hipokromik tersebut

    terdapat 8 citra yang termasuk dalam sel darah penderita

    ADB.

    Masing-masing data tersebut kemudian di crop

    untuk mendapatkan 4 citra sel darah merah tunggal pada tiap

    data. Sehingga total data menjadi 272 citra, terdiri dari 152

    citra sel darah penderita mikrositik hipokromik dan 120 citra

    sel darah bukan penderita anemia mikrositik hipokromik.

    Gambar 5 Jumlah keseluruhan data

    B. Perancangan Program

    Gambar 6 Alur rancangan program

    C. Perhitungan Area Sel Darah Merah

    Tahap perhitungan area sel darah merah diawali

    dengan proses konversi citra grayscale menjadi citra biner

    menggunakan thresholding. Proses thresholding

    menyebabkan sel darah merah berlubang, oleh karena itu

    dilakukan proses filling holes untuk mengisi bentuk sel yang

    berlubang [11]. Setelah lubang terisi, kemudian dihitung

    jumlah seluruh piksel sel darah merah (piksel berwarna

    putih) untuk mendapatkan area sel darah merah.

    D. Perhitungan Area Akromia Sentral

    Tahap perhitungan area sel darah merah diawali

    dengan proses konversi citra grayscale menjadi citra biner

    menggunakan thresholding. Proses thresholding dapat

    membedakan area sel darah merah dengan area akromia

    sentralnya, namun area akromia sentral tidak dapat langsung

    dihitung karena memiliki warna yang sama dengan

    background.

    Fitur area akromia sentral didapatkan dengan

    menghitung jumlah piksel area cincin sel darah merah yang

    berwarna putih atau jumlah piksel sel darah merah sebelum

    dilakukan filling holes. Fitur area akromia sentral dapat

    diketahui dengan mengurangi area sel darah merah dengan

    area cincin. Area akromia sentral menunjukkan besarnya

    kadar hemoglobin dalam darah.

    E. Penenetuan Anemia Defisiensi Besi

    Fitur hasil pengolahan citra menjadi input untuk

    JST Perceptron. Citra sel darah merah tunggal akan

    diidentifikasi oleh jaringan saraf tiruan Perceptron menjadi

    kelompok sel darah penderita anemia mikrositik hipokromik

    dan sel darah bukan penderita anemia mikrositik

    hipokromik. Hasil identifikasi JST akan menunjukkan sel

    darah tidak menderita anemia defisiensi besi (bukan ADB)

    bila sel darah tersebut bukan merupakan anemia mikrositik

    (b)

  • hipokromik. Hasil identifikasi yang menunjukkan sel darah

    pasien merupakan sel darah anemia mikrositik hipokromik,

    akan dilanjutkan dengan pencarian sel darah merah

    berbentuk pensil menggunakan JST Perceptron.

    Proses pencarian sel darah berbentuk pensil untuk

    identifikasi sel darah merah ADB dan bukan ADB

    dilakukan dengan mendeteksi sel darah berbentuk pensil

    pada citra sel darah merah sebelum proses croping.

    Pendeteksian sel berbentuk pensil diawali dengan

    thresholding untuk memisahkan (segmentasi) sel darah

    merah dengan background kemudian dilanjutkan dengan

    operasi morphologi clear border untuk menghilangkan

    noise dan operasi morphologi filling holes untuk mengisi

    lubang akibat proses thresholding. Proses pelabelan

    komponen digunakan untuk mencari nilai eksentrisitas

    masing-masing sel darah merah. Nilai eksentrisitas tersebut

    digunakan sebagai masukan JST Perceptron untuk

    mengidentifikasi anemia defisiensi besi (ADB). Keberadaan

    sel berbentuk pensil menunjukkan bahwa sel darah tersebut

    adalah sel darah penderita anemia defisiensi besi (ADB).

    IV. HASIL DAN PEMBAHASAN A. Hasil Pengolahan Data

    Citra digital preparat sel darah merah yang

    diperoleh dari hasil captrue di crop sehingga didapatkan

    citra sel darah merah tunggal. Citra sel darah tunggal di

    proses menggunakan pengolahan digital, meliputi:

    grayscale, segmentasi dan operasi morphologi untuk

    mendapatkan nilai fitur sebagai masukan JST Perceptron

    1. Pre-Processing

    Pre-processing ini meliputi proses greyscale

    menggunakan MATLAB yang bertujuan untuk mengubah

    citra RGB menjadi citra yang memiliki derajat keabuan 0-

    255.

    2. Segmentasi

    Proses selanjutnya adalah citra disegmentasi untuk

    memisahkan sel darah merah dengan background citra.

    Segmentasi dilakukan dengan memberikan nilai ambang

    (threshold) tertentu sehingga menghasilkan citra biner, yaitu

    citra yang memiliki nilai 0 (hitam) dan 1 (putih).

    Gambar 7 Hasil proses segmentasi

    3. Operasi Morphologi

    Operasi morphologi yang digunakan dalam

    penelitian ini adalah operasi clear border dan operasi filling

    holes. Operasi clear border diperlukan untuk

    menghilangkan citra yang tidak butuhkan yang menempel

    atau bersinggungan dengan border citra hasil proses

    croping. Contoh penggunaan clear border pada penelitian

    ini adalah seperti gambar 9

    Gambar 8 (a) Hasil croping, (b) Hasil Segmentasi, (c) Hasil

    proses clear border

    Operasi morphologi selanjutnya adalah operasi

    filling holes. Operasi filling holes dibutuhkan untuk

    melakukan penghitungan ukuran atau area sel darah merah

    dan area akromia sentral.

    Gambar 9 (a) Hasil segmentasi yang telah melalui proses

    clear border, (b) Hasil proses filling holes

    Proses filling holes dilanjutkan dengan perhitungan

    area sel darah merah dan area akromia sentral, yaitu dengan

    menghitung jumlah piksel warna putih. Area akromia sentral

    dapat diketahui dengan mengurangkan hasil perhitungan

    ukuran sel darah merah dengan jumlah piksel warna putih

    sebelum proses filling holes.

    B. Proses Identifikasi Anemia Mikrositik Hipokromik

    Fitur yang digunakan untuk pelatihan jaringan

    Perceptron dalam mengidentifikasi anemia mikrositik

    hipokromik adalah fitur area sel darah merah, fitur area

    akromia sentral dan perbandingan fitur ukuran sel darah

    merah dengan fitur area akromia sentral.

    1. Pelatihan JST untuk Identifikasi Anemia Mikrositik

    Hipokromik

    Data yang digunakan pada proses pelatihan JST

    untuk identifikasi anemia mikrositik hipokromik sebanyak

    180 data citra sel darah merah tunggal, yang terdiri dari 100

    citra sel darah penderita mikrositik hipokromik dan 80 citra

    sel darah bukan penderita mikrositik hipokromik.

    Tabel 1 menunjukkan data hasil pelatihan jaringan

    Perceptron untuk identifikasi anemia mikrositik hipokromik.

    Tabel 1 Hasil pelatihan jaringan Perceptron

    Laju

    pembelajaran Error w1 w2 w3 b epoh

    0.1 0.000001 -19.5 260.5 0.2537 0.4 17

    0.5 0.0001 -97.5 1302.5 1.2688 2 17

    1 0.01 -195 2605 2.5376 4 17

    Proses pelatihan menghasilkan nilai w1, w2, w3

    dan b, masing-masing adalah bobot akhir dari fitur pertama,

    bobot akhir dari fitur kedua, bobot akhir dari fitur ketiga dan

    bobot akhir bias. Bobot-bobot akhir tersebut nantinya akan

    digunakan dalam proses pengujian. Akurasi proses pelatihan

    mencapai 100%

    2. Pengujian JST untuk Identifikasi Anemia Mikrositik

    Hipokromik

    Data yang digunakan untuk proses pengujian

    sebanyak 92 data, terdiri dari 40 citra bukan penderita

    mikrositik hipokromik dan 52 citra bukan penderita

    mikrositik hipokromik.

    Gambar 10 (a) Citra RGB, (b) Citra greyscale

  • Bobot fitur dan bobot bias yang digunakan dalam

    proses pengujian jaringan Perceptron ini adalah bobot akhir

    fitur dan bobot akhir bias yang diperoleh dari proses

    pelatihan atau pembelajaran. Hasil pengujian jaringan

    Perceptron untuk identifikasi anemia mikrositik hipokromik

    dapat dilihat pada tabel 2.

    Tabel 2 Hasil pengujian jaringan Perceptron

    Laju pembelajaran Error akurasi

    0.1 0.01 92.3913%

    0.5 0.0001 92.3913%

    1 0.000001 92.3913%

    Proses pengujian menunjukkan bahwa dari 92 data

    yang diuji, terdapat 85 data yang benar dan 7 data yang

    salah, sehingga tingkat akurasi jaringan Perceptron adalah

    92.3913%.

    1C. PROSES IDENTIFIKASI ANEMIA DEFISIENSI BESI (ADB)

    Proses identifikasi Anemia Defisiensi Besi (ADB)

    dilakukan dengan mendeteksi sel berbentuk pensil. Proses

    ini diawali dengan proses croping. Cropping yang

    dilakukan bukan untuk mencari sel darah tunggal melainkan

    hanya untuk menghilangkan lingkaran hitam hasil bayangan

    lensa mikroskop. Proses dilanjutkan dengan grayscale dan

    segmentasi. Segmentasi dilakukan dengan menggunakan

    threshold metode otsu pada toolbox matlab. Operasi

    morphologi clear border dibutuhkan untuk menghilangkan

    noise dan menghilangkan citra yang tidak perlu yang

    menempel pada border citra kemudian dilakukan filling

    holes untuk mengisi lubang yang ditimbulkan akibat proses

    segmentasi.

    Deteksi atau pencarian sel berbentuk pensil

    dilakukan dengan menggunakan JST Perceptron

    berdasarkan nilai eccentricity sel darah merah. Pencarian

    nilai eccentricity tiap sel darah merah membutuhkan operasi

    pelabelan komponen. Dengan pelabelan komponen ini ciri-

    ciri mendasar dari masing-masing sel darah merah dapat

    dihitung. Nilai eksentrisitas sel darah merah merah dapat

    diketahui dengan toolbox matlab berikut :

    properties = regionprops(labeledImage, 'eccentricity');

    eccentricities = [props.Eccentricity];

    Proses Deteksi sel darah merah berbentuk pensil

    dapat dilihat pada gambar 11 dan 12.

    Gambar 11 Deteksi sel pensil pada sel darah ADB

    Gambar 12 Deteksi sel pensil pada sel darah bukan ADB

    Data input merupakan data hasil crop, sedangkan

    data biner adalah data hasil proses grayscale yang

    dilanjutkan dengan proses segmentasi, operasi clear border,

    operasi filling holes dan pelabelan komponen. Gambar 4.6

    menunjukkan adanya sel darah merah yang berbentuk pensil

    sehingga dinyatakan sebagai sel darah penderita ADB,

    sedangkan pada gambar 4.7 tidak terdapat sel darah merah

    yang berbentuk pensil sehingga sel darah tidak dinyatakan

    sebagai sel darah penderita ADB (bukan ADB).

    1. Pelatihan JST untuk Identifikasi Anemia Defisiensi Besi

    (ADB)

    Data yang digunakan pada proses pelatihan JST

    untuk proses deteksi sel pensil dalam mengidentifikasi

    anemia defisiensi besi (ADB) adalah 25 citra anemia

    mikrositik hipokromik sebelum proses croping, yang terdiri

    dari 5 citra ADB dan 20 citra bukan ADB. Data masukan

    untuk proses pelatihan deteksi sel pensil adalah nilai

    eccentricity sel darah merah.

    Tabel 3 menunjukkan data hasil pelatihan jaringan

    Perceptron untuk deteksi sel pensil dalam mengidentifikasi

    ADB.

    Tabel 3 Hasil pelatihan jaringan Perceptron

    Laju

    pembelajaran Error w b epoh

    0.1 0.000001 0.10524 -0.1 3

    0.5 0.0001 0.5262 -0.5 3

    1 0.01 1.0524 -1 3

    Bobot akhir dan bobot bias tersebut nantinya akan

    digunakan dalam proses pengujian. Proses pengujian

    dilakukan untuk mendapatkan tingkat akurasi dengan

    menguji kecocokan hasil identifikasi JST terhadap data

    target yang merupakan hasil diagnosa dari lab.

    2. Pengujian JST untuk Identifikasi Anemia Defisiensi Besi

    (ADB)

    Proses pengujian jaringan Perceptron untuk proses

    deteksi sel pensil dalam mengidentifikasi anemia defisiensi

    besi (ADB) sama dengan proses pengujian data pelatihan,

    namun data yang digunakan pada proses pengujian jaringan

    Perceptron berbeda dengan data untuk pelatihan. Data yang

    digunakan untuk proses pengujian sebanyak 13 data, terdiri

    dari 3 citra sel darah penderita ADB dan 10 citra sel darah

    bukan penderita ADB

    Bobot dan bobot bias yang digunakan dalam proses

    pengujian jaringan Perceptron ini adalah bobot akhir dan

    bobot akhir bias yang diperoleh dari proses pelatihan. Hasil

    pengujian jaringan Perceptron untuk deteksi sel pensil dalam

    mengidentifikasi ADB dapat dilihat pada tabel 4.

    Tabel 4 Hasil pengujian jaringan Perceptron

    Laju pembelajaran Error akurasi

    0.1 0.01 92.3077%

    0.5 0.0001 92.3077%

    1 0.000001 92.3077%

    Dari 13 citra anemia mikrositik hipokromik

    sebelum proses croping, didapatkan hasil pengujian bahwa

    hanya 1 data yang tidak sesuai dengan target hasil diagnosa

    dari lab. Sehingga hasil akurasi pendeteksian sel darah

    berbentuk pensil ini mencapai 92.3077%.

    V. KESIMPULAN Fitur area sel darah merah dan fitur area akromia

    sentral diketahui dengan menghitung jumlah piksel citra

  • yang berwarna putih. Fitur area sel darah merah

    dibandingkan dengan fitur area akromia sentral sehingga

    diperoleh nilai perbandingan fitur. Nilai fitur area sel darah,

    fitur area sentral dan perbandingan fitur digunakan sebagai

    masukan JST Perceptron utuk mengidentifikasi anemia

    mikrositik hipokromik. Selanjutnya dilakukan proses deteksi

    atau pencarian sel berbentuk pensil menggunakan JST

    Perceptron berdasarkan nilai eccentricity sel darah merah

    untuk mengidentifikasi ADB. Sel darah yang memiliki sel

    berbentuk pensil merupakan penderita anemia defisiensi

    besi (ADB).

    Nilai akurasi untuk identifikasi ADB mencapai

    92.3%. JST Perceptron dapat diimplementasikan untuk

    mengidentifikasi ADB, namun karena akurasi program

    kurang dari 95% maka penelitian ini masih belum dapat

    diimplementasikan dalam bidang medis. Penambahan fitur

    serta penambahan jumlah data dibutuhkan dalam penelitian

    mendatang untuk mendapatkan hasil yang lebih optimal.

    UCAPAN TERIMA KASIH

    Terima Kasih kepada Laboratorium dan Klinik

    Prodia, Marlina Eva Riyanti serta semua pihak yang turut

    membantu dalam penelitian ini.

    DAFTAR PUSTAKA

    [1] Ahmad, Usman. 2005. Pengolahan Citra Digital dan Teknik

    Pemrogramannya. Edisi Pertama. Yogyakarta: Graha Ilmu.

    ISBN:979-756-072-6

    [2] Aprilianti, Laila Madyo. Usman, Koredianto. Nugroho, Hertog. 2008.

    Perhitungan Sel Darah Merah berbasis Pengolahan Citra Digital.

    Prosiding Seminar Nasional IV UTY. Yogyakarta.

    [3] Bain, Barbara J. 2006. Blood Cells: a Practical Guide. 4th Edition.

    Blackwell Publishing, Inc. ISBN-13: 978-1-4051-4265-6.

    [4] Chen Wu, Ann. Lesperance, Leann. Bernstein, Henry. 2002. Article

    hematology: Screening for Iron Deficiency. Pediatrics in Review Vol.23 No.5 May 2002 . page 171-177.

    [5] Dougherty, Geoff. 2009. Digital Image Processing for Medical

    Applications. Published in the United States of America by

    Cambridge University Press, New York. ISBN-13 978-0-511-53343-3

    [6] Gonzales, Rafael C. and Wood, Richard E. 2002. Digital Image

    Processing. Second edition. Upper Saddle River, New Jersey 07458:

    Prentice-Hall,Inc. ISBN : 0-201-18075-8

    [7] Hartadi, Diaz dan Sumardi, R.Rizal Isnanto. 2004. Simulasi

    Perhitungan Sel Darah Merah. Transmisi, Vol.8 No.2 Hal.1-6.

    [8] Hove,L.Van,. Schisano,T,.Brace,L. 2000. Anemia Diagnosis,

    Classification, and Monitoring Using Cell-Dyn Technology Reviewed

    for the New Millennium. Laboratory Hematology 6:93-108. Carden

    Jennings Publishing Co.

    [9] Kusumadewi, Sri. 2004. Membagun Jaringan Syaraf Tiruan

    Menggunakan Matlab&Excel Link. Yogyakarta: Graha Ilmu. ISBN

    :979-3289-91-0

    [10] McConnell, Thomas H. 2007. The Nature of Disease Pathology for

    the Health Professions. Philadelphia,PA. Lippincott Wiliams &

    Wilkins. ISBN-13: 978-0-7817-5317-3.

    [11] Pamungkas, Adi. 2012. Perhitungan Otomatis Jumlah Sel Darah

    Merah dan Identifikasi Fase Plasmodium Falciparum Menggunakan

    Operasi Morfologi. Skripsi Jurusan Fisika, Fakultas Sains dan

    Matematika. Universitas Diponegoro Semarang. Juli 2012

    [12] Praida, Arthania Retno. 2008. Pengenalan Penyakit Darah

    Menggunakan Teknik Pengolahan Citra dan Jaringan Syaraf Tiruan.

    Tugas Akhir Departemen Teknik Elektro Fakultas Teknik Universitas

    Indonesia.

    [13] Prasetyo, Eko. 2011. Pengolahan Citra Digital dan Aplikasinya

    Menggunakan Matlab. Yogyakarta: ANDI. ISBN : 978-979-29-2703-

    0

    [14] Putra, Darma. 2010. Pengolahan Citra Digital. Yogyakarta: ANDI.

    ISBN: 978-979-29-1443-6

    [15] Riyanti, Marlina Eva. 2009. Deteksi Dan Klasifikasi Penyakit Anemia

    (Defisiensi Besi, Hemolitik Dan Hemoglobinopati) Berdasarkan

    Struktur Fisis Sel Darah Merah Menggunakan Pengolahan Citra

    Digital. Tugas Akhir Program Studi S1 Teknik Telekomunikasi,

    Institut Teknologi Telkom. Bandung

    [16] Russ, John C. 2007. The Image Processing Handbook. 5thedition.

    United States of America: Taylor & Francis Group,LLC. ISBN 0-

    8493-7254-2

    [17] Sapp, J.Philip. Eversole, Lewis R. George P. Wysocki. 2008.

    Contemporary oral and maxillofacial pathology. Chapter 12:

    Diseases of Blood page 394-395. Mosby. University of Michigan.

    ISBN 0323017231, 9780323017237.

    [18] Saraswati, Delima Ayu dan Setiawardhana. 2011. Sistem

    Pendeteksian Bakteri dengan Histogram Citra Biner. Jurnal

    Matematika dan Ilmu Pengetahuan Alam Vol. 14 No 2, Juli 2011.

    ISSN: 0852-4556

    [19] Siang, J. 2005. Jaringan Syaraf Tiruan & Pemrogramannya

    Menggunakan Matlab. 2nd edition. Yogyakarta: Penerbit Andi.

    [20] Sumathi, S. Paneerselvam, Surekha. 2010. Computational intelligence

    paradigms: theory & applications using MATLAB. United States of

    America : Taylor & Francis Group, LLC. ISBN 9781439809020 [21] Tahir, Zulkifli,dkk. 2012. Analisa Metode Radial Basis Function

    Jaringan Saraf Tiruan untuk Penentuan Morfologi Sel Darah Merah

    (Eritrosit) Berbasis Pengolahan Citra. Laboratorium Kecerdasan

    Buatan. Jurusan Teknik Elektro, Universitas Hasanuddin. Forum

    Pendidikan Tinggi Teknik Elektro Indonesia (FORTEI) 2012

    [22] Tcheslavski, Gleb V. 2009. Morphological Image Processing: Basic

    Algorithms. Spring 2009. http://ee.lamar.edu/gleb/dip/index.htm

    [23] Usman, Koredianto. Perhitungan Sel Darah Merah Bertumpuk

    Berbasis Pengolahan Citra Digital dengan Operasi Morfologi.

    Seminar Nasional Informatika 2008. UPN Veteran. 24 Mei 2008.

    ISSN: 1979-2328

    [24] Uthman, Ed. 1998. Understanding Anemia. University Press of

    Mississippi. ISBN-10: 1578060389 ISBN-13: 9781578060382

    [25] Warni, Elly. 2008. Penentuan morfologi sel darah merah (eritrosit)

    Berbasis pengolahan citra dan jaringan syaraf tiruan. Jurnal Ilmiah

    Elektrikal Enjiniring Universitas Hasanuddin. Volume 07/No.03/Oktober-Desember/2009.

    [26] Wu,Qiang. Merchant,Fatima A. Castleman, Kenneth R. 2008.

    Microscope Image Processing. www.books.elsevier.com. ISBN: 978-

    0-12-372578-3