Piranti Lunak Detektor Malaria (Koran Jakarta, 26-06-2011)

Minggu, 26 Juni 2011 | 03:32:12 WIB

http://koran-jakarta.com/index.php/detail/view01/65328

Perangkat lunak diagnosa dini malaria lewat citra mikroskopis sel darah merah, dapat menjadi pelengkap dokter mendiagnosa pasien lebih akurat.

Belakangan ini iklan layanan masyarakat “Menuju Indonesia Bebas Malaria” acap wara-wiri di sela-sela program beberapa stasiun televisi. Iklan yang diluncurkan Kementerian Kesehatan RI ini berupaya mengedukasi masyarakat agar selalu waspada terhadap gejala-gejala penyakit tersebut.

Pesan itu perlu didengungkan, lantaran sedari dulu hingga sekarang penyakit malaria masih menjadi teror di negara-negara beriklim tropis. Badan Kesehatan Dunia (WHO) melaporkan, kasus malaria tiap tahun diperkirakan 300-500 juta (6-9 persen) dari populasi dunia. Penyakit mematikan ini menyerang individu tanpa pandang umur serta jenis kelamin.

Runyamnya, balita dan ibu hamil merupakan sasaran empuk penyakit yang disebabkan parasit Plasmodia ini. Ibu hamil rentan terserang malaria lantaran sistem kekebalannya ditekan janin. Adapun anak balita mudah terinfeksi malaria karena sistem imunnya masih lemah.

Oleh karena itu, masyarakat perlu mengenali ciri-ciri orang yang terserang malaria. Ahli kesehatan mengungkapkan, tahap awal orang yang terserang malaria akan mengalami demam dengan suhu tubuh berkisar 38-40 derajat Celcius. Lalu, suhu tubuh akan menurun lantaran kerja dari sistem imun manusia. Seiring menurunnya suhu tubuh, penderita akan mengalami anemia karena sel darah merah tercemar parasit. Jika lengah mengenali gejala malaria, nyawa pun akan menjadi taruhannya.

Oleh sebab itu, proses diagnosa malaria harus dilakukan ekstra hati-hati, tak terkecuali dokter. Tidak jarang kasus malaria dipicu kesalahan diagnosa dokter yang minim pengalaman. Sering demam malaria disamakan demam berdarah. Ujung-ujungnya, obat yang diberikan pun akhirnya salah.

Untuk mengurangi kesalahan dokter mendiagnosa, perekayasa Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Anto Satriyo Nugroho bersama timnya mengembangkan perangkat lunak (software) diagnosa dini malaria lewat citra mikroskopis sel darah merah.

Pelengkap Diagnosa

Perangkat lunak tersebut diharapkan dapat menjadi pelengkap dokter melakukan diagnosa pasien. Sejauh ini praktik medis mengaplikasikan diagnosa klinis, PCR (Polymerase Chain Reaction), dan mikroskopi.

Diagnosa klinis, jelas Anto, dilakukan dengan melihat gejala yang timbul semisal demam, mual, muntah, sakit kepala, dan berbagai gejala lainnya. Diagnosa ini paling banyak digunakan karena praktis, tapi hasilnya tidak akurat.

Adapun diagnosa memakai PCR memang sangat sensitif karena mengombinasikan berbagai reaksi biokimia untuk mengamplifikasi satu area tertentu DNA, tapi teknik ini relatif mahal.

Alternatif diagnosa lainnya menggunakan teknik mikroskopi. Teknik memanfaatkan mikroskop untuk menghitung parasit pada sampel darah yang telah diberikan pewarnaan lewat kimia (giemsa/staining). Dari citra darah merah itu, dapat diidentifikasi jenis parasit malaria, seperti P Vivax, P Falciparum, P Ovale, P Malariae, dan P Knowlesi (jenis parasit langka).

“Dari beberapa jenis diagnosa, jenis terakhir ini paling populer dan merupakan gold standard dalam penanganan malaria di Indonesia,” ujar Anto yang meraih gelar sarjana
hingga doktor dari Nagoya Institute of Technology, Jepang. Kelebihan diagnosa mikroskopi bersifat sensitif untuk menentukan kepadatan parasit dari jumlah darah pasien.

Akan tetapi, diagnosa ini memiliki kelemahan dari sisi pengamatan para ahli medis di daerah yang memiliki jam terbang rendah. Lebih dari itu, kata Anto, untuk membaca slide negatif (tidak terjangkit malaria) lebih sulit ketimbang positif. Pasalnya, untuk membaca slide harus sangat teliti sel per sel. Ini perlu dilakukan untuk memastikan benar-benar tidak ada satu sel pun yang terinfeksi protozoa.

Nah, meskipun masih dalam tahap penelitian, Anto bersama timnya berhasil mengembangkan sistem computer aided diagnosis berbasis free open source software untuk mengidentifikasi status malaria berdasarkan citra mikroskop darahnya.

Sementara ini penelitian lebih fokus mengidentifikasi jenis parasit P falciparum yang diketahui paling ganas yang menyerang manusia. Malaria falciparum adalah pembunuh terbesar manusia di daerah tropis di seluruh dunia. Diperkirakan sekitar 50 penderita malaria ini tidak tertolong.

“Sistem cerdas ini dibuat untuk mengidentifikasi jenis parasit malaria secara cepat dan akurat,” klaim Anto yang juga menjadi dosen di Swiss German University dan Universitas Al Azhar Indonesia. Rencananya, hasil penelitian ini akan dipublikasikan dalam ajang “2011 International Conference on Electrical Engineering and Informatics,” di Bandung, 17-19 Juli 2011.

Sistem Cerdas yang Terus Dikembangkan

Menerjemahkan kemampuan sang ahli dalam sebuah program komputer.

Mengamati parasit malaria merupakan tantangan tersendiri bagi para ahli medis. Pasalnya, parasit malaria bukanlah obyek yang statis, tapi memiliki fase tertentu. Untuk menentukan status seseorang positif terjangkit malaria, ahli yang menggunakan teknik mikroskopi harus jeli dan teliti mengamati setiap sampel sel darah merah yang terinfeksi malaria.

Seorang ahli medis membutuhkan pelatihan khusus untuk bisa menengarai sel yang terinfeksi. Pun tidak cukup pelatihan, dibutuhkan pengalaman atau jam terbang yang tinggi untuk bisa menentukan sampel darah yang terinfeksi parasit dengan karakter khusus.

Fakta tersebut justru mengundang perhatian perekayasa Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Anto Satriyo Nugroho bersama timnya mengembangkan sistem cerdas yang mampu menditeksi secara detail sel per sel darah merah yang terinfeksi lewat citra mikroskop darah.

Walau begitu, sistem ini tetap merujuk kemampuan dan pengalaman para ahli medis. “Kami berharap parameter model dioptimisasikan sedemikian hingga sistem sanggup mendekati kemampuan yang dimiliki seorang ahli medis terlatih dan berpengalaman,” kata Anto.

Tapi untuk mengembangkan sistem cerdas semacam itu bukanlah perkara gampang. Anto bersama timnya harus bisa menerjemahkan kemampuan sang ahli dalam sebuah program komputer. Pun terkadang sama-sama ahli bisa saja memiliki perbedaan dalam melihat citra darah.

Oleh karena itu, untuk membangun sistem cerdas dibutuhkan database citra mikroskopis dari hasil pengamatan para ahli yang benar-benar mumpuni dalam mengidentifikasi parasit malaria. Selama ini salah satu lembaga penelitian di Indonesia yang serius meneliti penyakit malaria yaitu Lembaga Biologi Molekuler Eijkman. “Penelitian ini memakai data lapangan yang telah dikumpulkan para peneliti dari Eijkman,” kata Anto.

Data tersebut diperoleh dengan cara mengambil sampel darah dari ujung jari pasien. Lalu, sampel darah diwarnai (staining) dengan giemsa. Proses staining akan memberikan warna sel darah merah, mempertajam (highlight) parasit, sel darah putih, dan kotoran (platelet/artefak).

Selanjutnya slide ditempatkan di bawah mikroskop, dan dilakukan pengambilan citra digital dari slide tersebut. “Nah citra ini berfungsi sebagai input bagi sistem cerdas yang dikembangkan,” tukas Anto.

Kelak Bisa Diakses Siapa Saja

Pengolahan citra menggunakan pendekatan baru.

Sistem cerdas penditeksi jenis parasit malaria lewat citra mikroskop darah menggunakan pendekatan baru. Perekayasa Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi (BPPT) Anto Satriyo Nugroho menjelaskan, selain penelitian mengidentifikasi bentuk, ukuran dan warna citra, tapi perubahan setiap fase parasit bisa diakomodasi oleh sistem cerdas yang “terlatih”.

Dengan kata lain, kemampuan sistem cerdas dalam mengamati objek dapat mendekati para ahli. Pengolahan citra oleh sistem cerdas melalui tahap pra-proses, segmentasi objek, ekstraksi sel yang terinfeksi, dan analisa sel yang terinfeksi. Pra-proses merupakan tahapan awal yang bertujuan memudahkan proses berikutnya seperti menghilangkan kotoran dan menerangkan citra.

Lalu dilakukan segmentasi objek dengan mengambil sampel sel per sel darah merah. Setelah itu dicari kandidat sel yang kemungkinan terifeksi melalui ekstraksi. Langkah selanjutnya dilakukan analisa sel apakah postif (terjangkit parasit malaria) atau negatif. Jika positif, ditentukan jenisnya parasitnya, entah itu P Vivax, P Falciparum, P Ovale, P Malariae, dan P Knowlesi.

Sebagai contoh karakteristik P Falciparum, jelas Anto, sel darah tidak membesar, ring terlihat jelas dan halus, bisa ditemukan beberapa ring dalam satu sel, sejumlah ring bisa mempunyai dua bintik-bintik kromatin. Selain itu biasanya tidak terlihat adanya bentuk schizont (stadium sel yang berinti banyak) dalam apus darah tepi, kecuali pada infeksi berat.

Bentuk cincin (gametosit) mempunyai karakteristik berbentuk pisang. Meskipun begitu, gametosit biasanya tidak muncul dalam darah pada minggu pertama sampai minggu keempat masa infeksi. Bintik-bintik Maurer ditemukan pada stadium ring tua. “Semua karakter tersebut dapat dengan mudah dibaca secara cepat dan akurat oleh sistem cerdas,” tandas Anto.

Anto bersama timnya menargetkan sistem computer aided diagnosis berbasis free open source software untuk mengidentifikasi status malaria berdasarkan citra mikroskop darahnya akan rampung dalam tiga tahun ke depan. Diharapkan software ini bisa diunduh secara gratis oleh siapa saja dan di mana saja. Untuk mengoprasikannya juga membutuhkan komputer standar.

agung wredho

Tentang Anto Satriyo Nugroho

My name is Anto Satriyo Nugroho. I am working as research scientist at Center for Information & Communication Technology, Agency for the Assessment & Application of Technology (PTIK-BPPT : Pusat Teknologi Informasi & Komunikasi, Badan Pengkajian dan Penerapan Teknologi). I obtained my doctoral degree (Dr.Eng) from Nagoya Institute of Technology, Japan in 2003. My office is located in Serpong, Tangerang Selatan City.Since 2015, I was appointed as Program Director of R&D activities in Intelligent Computing Laboratory (former name: Digital Signal Processing Laboratory). The activities in the laboratory are organized into three groups : (i) Natural Language Processing (ii) Multimodal biometrics Identification (iii) ICT solution for Tropical Disease. I also enjoy to teach the students, as a part time lecturer in Swiss German University Serpong & UNS Sebelas Maret Surakarta. Should you want to know further information on my academic works, please visit my professional site at http://asnugroho.net
Pos ini dipublikasikan di biomedical eng. & bioinformatics, research. Tandai permalink.

Satu Balasan ke Piranti Lunak Detektor Malaria (Koran Jakarta, 26-06-2011)

  1. Teany berkata:

    Pak.. perlu dibuat paten kayaknya ya…

Tinggalkan Balasan

Isikan data di bawah atau klik salah satu ikon untuk log in:

Logo WordPress.com

You are commenting using your WordPress.com account. Logout / Ubah )

Gambar Twitter

You are commenting using your Twitter account. Logout / Ubah )

Foto Facebook

You are commenting using your Facebook account. Logout / Ubah )

Foto Google+

You are commenting using your Google+ account. Logout / Ubah )

Connecting to %s