Pencitraan beresolusi tinggi dan berkualitas tinggi menjadi dasar rekonstruksi 3D yang akurat. Namun, lain halnya dengan kasus tertentu seperti alzheimer. Gambar MRI adalah standar utama untuk menilai tingkat keparahan alzemeir di otak, tetapi karena pasien adalah bayi baru lahir, gambar MRI diambil dengan dosis rendah sebagai akibat dari penurunan resolusi aksial. Untuk mengatasi keterbatasan ini, metode interpolasi antar bagian yang berdekatan dapat dipertimbangkan untuk meningkatkan resolusi spasial koronalnya.
Berbagai teknik untuk interpolasi citra telah dikembangkan selama beberapa dekade terakhir. Teknik-teknik ini memainkan peran penting dalam pengembangan algoritma analisis dan visualisasi untuk data medis dua dan tiga dimensi. Di bidang pencitraan medis, sangat penting untuk memiliki tampilan 3 dimensi (3D) dari organ / jaringan yang dipelajari dalam beberapa aplikasi. Rekonstruksi 3D tersebut diperoleh dari urutan citra yang diperoleh melalui beberapa jenis sensor. Dalam beberapa kasus, citra irisan yang dihasilkan memiliki resolusi yang rendah sehingga beberapa bagian kehilangan informasi saat direkonstruksi menjadi 3D. Metode interpolasi citra yang dikombinasikan dengan pendekatan aliran optik digunakan yang bertujuan untuk memperkirakan arah vektor perpindahan dalam satu atau lebih irisan perantara antara dua irisan yang berdekatan.
Rekonstruksi irisan baru yang dilakukan oleh peneliti dengan menggunakan teknik interpolasi trilinier memiliki kelemahan yaitu ketika perhitungan dilakukan dengan menggunakan metrik evaluasi kesamaan struktur masih kurang memuaskan. Oleh karena itu, dalam artikel ini, akan dilakukan rekonstruksi irisan baru menggunakan pendekatan aliran optik (optical flow approach) untuk menghitung perpindahan medan vektor antara dua irisan yang berdekatan dan juga kami akan mengevaluasi kesesuaian komparatif dari berbagai teknik interpolasi menggunakan root mean square error (RMSE), peak signal-to-noise ratio (PSNR), structural similarity index (SSIM).
Metode Optical Flow
Studi tentang penggunaan aliran optik dalam memperkirakan arah gerakan vektor telah dilakukan. Salah satunya adalah penelitian. Studi ini mengkaji bagian yang tidak akurat dari computed tomography ketika proses rekonstruksi dimensi 3D dilakukan dengan menggunakan interpolasi frame kompensasi gerak. Metode ini terinspirasi dari metode kerangka gerak dalam studi kasus video. Hasil dari penelitian ini adalah perbandingan antara interpolasi berbasis pixel base dan patch base. Dari hasil percobaan, ditemukan bahwa rekonstruksi bagian berbasis patch lebih unggul daripada rekonstruksi berbasis piksel meskipun hanya kecil.
Kinerja metode patch-based yang diusulkan mendapatkan HOSI dengan toleransi = 0,04 sebaliknya, hasil HOSI yang baik adalah dengan nilai toleransi berkisar 0,001. Studi lain pada metode yang diusulkan juga menggunakan pendekatan aliran optik untuk memperkirakan perpindahan bidang vektor antara irisan. Salah satu penelitian mengusulkan suatu algoritma untuk membangun data citra 3D berbasis citra medis dengan berbagai variasi metadata dalam format DICOM menggunakan interpolasi trilinier bersama dengan pengubahan ukuran data atau pengubahan ukuran citra 3D dan teknik proyeksi anotasi.
Teknik resizing atau pengubahan ukuran gambar 3D diperlukan karena teknologi yang kita miliki saat ini tidak dapat menangani ukuran data gambar 3D yang besar. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa metode yang diusulkan dapat menangani beberapa data gambar DICOM dan anotasi proyek ke gambar yang diubah ukurannya. Namun, dalam penelitian ini tidak ada metrik evaluasi ketika membandingkan dua gambar sebelum dan sesudah diubah ukurannya
METODE DAN HASIL
Studi tentang penggunaan metode optical flow dalam memperkirakan arah gerakan vektor yang telah dilakukan menunjukkan bagian yang tidak akurat dari computed tomography ketika proses rekonstruksi 3D dilakukan dengan menggunakan interpolasi frame kompensasi gerak. Hasil dari penelitian tersebut adalah perbandingan antara interpolasi berbasis pixel base dan patch base. Dari hasil percobaan, ditemukan bahwa rekonstruksi bagian berbasis patch lebih unggul daripada rekonstruksi berbasis piksel meskipun hanya kecil.
Sebagai konklusi, hasil dari percobaan dapat disimpulkan bahwa penggunaan metode optical flow dalam rekonstruksi citra antara I0 dan I1 setelah interpolasi mengalami peningkatan nilai similarity structure sebesar 0,002, penurunan nilai NMSE sebesar 0,04, dan peningkatan nilai PSNR sebesar 2 mengarah ke angka I0 daripada tanpa menggunakan aliran optik.
Penulis: Dr. Achmad Fahmi, dr., Sp.BS (K)
Informasi detail dari riset ini dapat dilihat pada tulisan kami di:
https://ieeexplore.ieee.org/document/9435238
Supriyanto MIA, Fajar A, Sarno R, Fatichah C, Fahmi A, Utomo SA, et al. Slice Reconstruction on 3D Medical Image using Optical Flow Approach. Proc – 2021 IEEE Asia Pacific Conf Wirel Mobile, APWiMob 2021. 2021;242–6.
