Sunday, September 16, 2018

Dibutuhkan Investor Pembuatan Aplikasi TPS

Pendahuluan

Kami memiliki penelitian perencanaan radioterapi yang terbengkalai, yaitu penelitian tentang pembuatan Treatment Planning System (TPS), sebagai solusi penentuan sudut terbaik penyinaran kanker atau tumor. Dan melalui proposal ini kami berniat untuk mencari investor, yang bersedia mendanai dan menjadi sponsor secara penuh penelitian yang telah kami mulai lebih dari 8 tahun yang lalu.

Awal Mula

Penelitian dimulai sekitar tahun 2010, saat itu penulis bekerja sebagai tenaga bantu laboran di Laboratorium Komputasi Jurusan Fisika Universitas Brawijaya. 

Seorang mahasiswa S2 bernama Novan Habiburrahman, bimbingan Pak Unggul P. Juswono, salah satu dosen Jurusan Fisika, datang dan memperkenalkan kepada penulis tentang salah satu metode bagaimana mencari sudut terbaik dalam perencanaan penyinaran radioterapi.

Singkatnya, mahasiswa tersebut memperkenalkan kepada penulis, bagaimana perencanaan radioterapi dilakukan. Yang mana pasien terlebih dahulu diambil gambar organ dalamnya menggunakan CT-Scan. Kemudian Fisikawan Medis menentukan posisi tumor atau kanker yang akan diobati, melakukan  planning, menghitung sudut terbaik dan menentukan berapa besar intensitas sumber yang harus dipancarkan perangkat radioterapi. 

Gambar 1 Tahap-tahap perencanaan penyinaran


Kurang lebih dalam satu tahun, aplikasi perencanaan penyinaran 2D (dua dimensi) berhasil dibuat, sekaligus sebagai bentuk implementasi dari tesis yang berjudul “Estimasi Perhitungan Dosis Penyinaran Radiasi pada Organ Bergerak”, yang screenshot tampilan aplikasinya sebagai berikut:


Gambar 2 Software 2D TPS

Aplikasi ini disebut nama 2D TPS dan dibuat dengan bahasa pemrograman Java, yang dikompilasi dengan Greenfoot. Di mana dalam gambar screenshot di atas menunjukkan hasil simulasi perencanaan penyinaran tumor otak, yang disinari dengan Beam arah kiri dan kanan.

Ide awalnya adalah dengan mengetahui pola penyerapan sel terhadap sinar X mesin CT-Scan, yang terbentuk sesuai nilai Hounsfields Unit (HU) masing-masing sel. Pola tersebut dapat diasumsikan sebanding dengan penyerapan sel untuk sinar radioterapi. Sebagaimana ilustrasi Gambar 3, gambar grayscale tiap potong organ CT-Scan adalah hasil konversi nilai data HU ke pixel, dengan nilai window dan level tertentu ke bentuk file JPEG atau PNG.

Gambar 3 Pembentukan gambar grayscale CT-Scan

Sehingga dapat dikatakan perhitungan yang dilakukan aplikasi 2D TPS di atas adalah sebatas pendekatan/perbandingan. Di mana gambar CT-Scan hanya digunakan sebagai alat bantu dan sekaligus acuan perbandingan bagaimana sel-sel melakukan penyerapan terhadap radiasi, bukan sebagai hasil perhitungan sebenarnya. 

Hasil perdekatan ini selain divisualisasikan berupa angka, juga ditampilkan berupa gradasi warna, yang mana warna ungu menunjukkan intensitas tinggi dan hijau sebagai intensitas rendah.

Pengembangan Android

Setelah tesis selesai, penelitian juga terhenti kurang lebih selama 2 tahun. Hal ini dikarenakan penulis terlibat penelitian lain pembuatan bahan ajar praktikum Fisika Eksperimen berbasis Java Applet, dan penelitian-penelitian lain yang berhubungan dengan Android. Namun dengan tambahan pengetahuan penulis dapat membuat aplikasi Android tersebut, penulis justru dapat melanjutkan penelitian pembuatan aplikasi TPS sebelumnya, menjadi aplikasi Android TPlanning 3.1 dan berhasil menjadi salah satu nominator di ajang INAICTA 2014.

Gambar 4 Aplikasi TPlanning 3.1

Meskipun tidak menjadi pemenang, namun penulis bersama 2 mahasiswa Jurusan Fisika, Lovina Wijayanti dan Dzarril Maulidiyah, di bawah bimbingan Pak Sugeng Rianto, telah berhasil membawa aplikasi ke jenjang yang lebih tinggi, dengan dilengkapi fitur tambahan yang lebih dibutuhkan pengguna dalam melakukan simulasi penyinaran. 

Fitur tersebut seperti grafik phi estimasi perbandingan penyerapan sel-sel (baik yang mengenai tumor itu sendiri atau yang dilewati beam), klasifikasi organ, serta grafik perbandingan radiasi yang diterima tumor/kanker dan organ sehat.

Gambar 5 menunjukkan Dzarril Maulidiyah bersama Lovina Wijayanti sebagai peserta pameran, ajang INAICTA 2014 yang diselenggarakan olek KEMINFO di Balai Kartini, Jakarta.

Gambar 5 TPlanning 3.1 sebagai peserta INAICTA 2014

Berikut ini adalah video wawancara dengan Dirjen Aplikasi dan Informatika (Aptika) Keminfo, Bambang Heru Tjahyono:


Data DICOM

Meskipun telah sampai di ajang Nasional, kedua aplikasi di atas masih mempunyai kekurangan, yaitu masih menggunakan input buatan dari output gambar CT-Scan. Artinya data input yang berupa file berekstensi .hu, yang berisi nilai HU sel-sel organ, digenerate dari data CT-Scan yang berupa gambar JPEG atau PNG, melalui aplikasi Generate HU.

Gambar 6 Software Generate HU

Sehingga pada tahun 2015, penulis, Lovina Wijayanti, dan 2 orang mahasiswa lainnya, melanjutkan penelitian dalam bentuk Program Kreativitas Mahasiswa (PKM) dengan tujuan penelitian mendapatkan pendanaan dan kerjasama dengan pihak rumah sakit, yang sebelumnya belum pernah dilakukan.

Karena alasan menyesuaikan dengan tema kegiatan PKM, pengembangan  aplikasi TPlanning 3.1 tidak bernama TPlanning 4.0, tetapi diganti nama Endropoda 1.0. Selain perubahan nama ini terutama fokus orientasi penelitian dikhususkan sebagai bahan ajar mahasiswa Biofisika, Jurusan Fisika Universitas Brawijaya, penelitian mentargetkan data HU benar-benar diambil dari data DICOM yang digunakan oleh salah satu rumah sakit, tempat PKM dilaksanakan.

Dan hasilnya, penelitian berhasil masuk ke pendanaan PKM dan mendapat kesempatan bekerjasama dengan salah satu rumah sakit di Malang.

Tetapi dikarenakan keterbatasan waktu kegiatan PKM, dan meskipun masih menggunakan aplikasi Generate HU, Endropoda telah berhasil dikembangkan dan diuji coba menggunakan data input CT-Scan yang sesuai digunakan di rumah sakit. Selain itu Endropoda juga telah diuji coba sebagai bahan bantu ajar Kelompok Bidang Minat (KBM) Biofisika, Jurusan Fisika Universitas Brawijaya dengan metode distribusi aplikasi yang dapat diunduh secara gratis di Playstore.

Sayangnya Endropoda belum sempat di uji cobakan ke pihak masyarakat. terutama bagi pasien yang menjalani radioterapi. Sebagai bahan edukasi bahwa penyinaran radioterapi bukan sesuatu hal yang menakutkan. 

Klasifikasi Organ

Kemudian sebagai tugas akhir kuliah, Lovina Wijayanti bersama penulis melanjutkan penelitian ini secara lebih spesifik ke bagian klasifikasi sel-sel organnya. Tujuannya tidak lain adalah perlu dibuatnya algorithma yang dapat digunakan untuk membantu menentukan sel-sel tumor/kanker, yang nantinya dapat digunakan sebagai library pengembangan aplikasi TPS.

Masih bekerjasama dengan pihak rumah sakit yang sama dengan ketika PKM, hasilnya pada tahun 2016, Lovina dan penulis berhasil membuat aplikasi berbasis Java klasifikasi sel-sel organ untuk identifikasi tumor/kanker, yang tertuang dalam skripsi yang berjudul “Identifikasi Area GTV Tumor Astrositoma dan Kanker Serviks melalui Nilai Bilangan CT (BCT)”.

Prinsipnya, dengan mengetahui perbedaan yang mencolok pada nilai HU CT-Scan, sangat dimungkinkan dapat membuat algorithma deteksi tumor/kanker, dengan memasukkan batas klasifikasi sesuai nilai CT karakteristik tumor/kanker yang bersangkutan.

Gambar 7 Software Klasifikasi Organ

Misalnya, dengan mengetahui range BCT = +31 HU  sampai dengan +38 HU mengindikasikan keberadaan tumor astrositoma pada otak, maka dengan ditambah pencocokan nilai HU dalam kondisi otak normal, akan dapat dibuat algorithma, untuk identifikasi sel tumor/kanker secara otomatis.

Di sisi lain, bersamaan dengan pembuatan aplikasi di atas, penulis berhasil membuat aplikasi pembaca file DICOM versi dekstop dengan nama DICOM Inspector dan DICOM Reader untuk versi Android-nya.

Gambar 8 Software DICOM Inspector dan Aplikasi Android DICOM Reader

Pengembangan 3D

Setelah Lovina lulus, dan sebelum penulis mengundurkan diri dari pekerjaan penulis sebagai Laboran pada tahun 2017, penulis masih sempat melanjutkan penelitian pembuatan TPS di atas ke bentuk 3D-nya. 

Pengembangan aplikasi ini masuk menjadi salah satu pendanaan penelitian DPP/SPP tahun 2017, dosen-dosen Jurusan Fisika Universitas Brawijaya Malang. Dosen-dosen yang terlibat antara lain Achmad Hidayat, S.Si, M.Si., Drs. Sugeng Rianto, M.Sc., Firdi Yuana, S.Si, M.Si.

Dikarenakan dana yang minim dan waktu yang terbatas, penelitian hanya sampai pembuatan aplikasi pembaca DICOM, dan menampilkannya secara 3D versi dekstop (seperti Gambar 9):

Gambar 9 Software Predicted Beam 3D

Sehingga sampai proposal ini dibuat, penelitian belum sempat dilanjutkan. Dan perhitungan sudut terbaik, intensitas sumber, klasifikasi kanker dari hasil penelitian sebelumnya, belum dimasukkan ke aplikasi 3D-nya, meskipun tombol menu telah tersedia dalam aplikasi.

Kemudian dengan melihat potensi perkembangan device Android yang kinerjanya setara dengan komputer dekstop, maka akan sangat dimungkinkan untuk menggabungkan keseluruhan hasil penelitian di atas dalam bentuk aplikasi Android.

Bentuk Kerjasama

Penulis adalah seorang Android developer, dengan karya yang bisa di lihat di Playstore dengan nama developer Computational Lab

Kurang lebih penulis telah membuat 54 aplikasi dan game Android, dan berharap dapat melanjutkan project pembuatan aplikasi TPS di atas untuk versi Android-nya.

Target utamanya adalah membuat aplikasi TPS 3D yang dapat melakukan deteksi sel tumor/kanker, perhitungan sudut terbaik dan besar intensitas sumber secara otomatis. 

Di mana Algorithma otomatisasinya telah penulis berhasil uji coba dalam bentuk aplikasi Algebra Equation Calculator, buatan Computational Lab, yang dapat diunduh di Playstore disini.

Gambar 10 Aplikasi Algebra Equation Calculator

Sehingga Fisikawan Medis, atau orang yang bertugas melakukan perencanaan penyinaran, sebisa mungkin hanya melakukan single klik, dan TPS dapat dibuat dan dihitung dengan mudah, bahkan dengan device Android saja.

Imbal Balik

Melalui proposal ini kami berniat untuk mengajak investor, yang bersedia mendanai untuk keberlangsungan proyek ini.

Penulis tidak dapat menjanjikan imbal balik yang besar kepada investor. Namun penulis hanya dapat mengusahakan imbal balik berupa bunga sampai 10% terhadap dana yang dipinjamkan.

Dengan catatan, modal dan bunga ini tidak dapat penulis berikan secara mengangsur tiap bulan, baru dapat kami berikan ditahun ketiga bersama pengembalian dana sepenuhnya.

Oleh karena itu, sangat diharapkan penulis, investor adalah orang atau pihak yang telah tahu dan mengerti proyeksi potensi penelitian ini untuk jangka waktu 5 tahun ke depan. Sehingga tidak hanya membantu pendanaan, namun investor adalah orang yang juga dapat membantu dalam penyediaan data, dan turut serta dalam memvalidasi hasil penelitian, baik secara teori maupun praktek.

Timeline Penelitian

Alur penelitian yang akan dilaksanakan adalah sesuai flowchart berikut:

Gambar 11 Flowchart alur penelitian yang sudah dan belum dilakukan

Sedangkan jadwal pengerjaan per semester kurang lebih sebagaimana gambar tabel dibawah ini:

Pendanaan

Sebagaimana tabel timeline sebelumnya, tntuk penyempurnaan aplikasi sampai ke 3D-nya, penelitian ini akan membutuhkan waktu kurang lebih selama 3 tahun. Dimana skema pendanaannya sebagaimana ditunjukkan seperti tabel berikut:


Dana di atas, adalah dana mentah yang kami butuhkan sebagai teknisi, dengan perhitungan gaji programmer Rp 3,000,000 dan analisator Rp 2,500,000 perbulan. Analisator bertugas untuk membantu programmer secara keilmuan, termasuk mencarikan bahan-bahan, dasar teori atau apapun yang bersifat konseptual. Sedangkan dana lain-lain, merupakan dana yang selain dipakai untuk keperluan tidak terduga, juga akan tetap disimpan untuk dikembalikan kepada investor.

Sebagaimana terlihat pada tabel, peneliti akan mengembalikan dana yang diterima sebesar 110% di tahun ketiga. Jumlah tambahan bunga 10% tersebut, adalah sebagai bentuk rasa terima kasih peneliti atas pinjaman dana oleh investor.

Selain itu nama investor akan disematkan sebagai sponsor utama. Dan jika investor memiliki logo perusahaan atau semacamnya, maka logo tersebut akan ditempelkan atau menjadi menu dan di halaman “About Us” dalam aplikasi. 

Penutup

Demikian proposal ini kami buat, jika Anda adalah investor yang kami cari, atau jika ada pertanyaan lebih lanjut mengenai project di atas, silahkan hubungi nomor kontak penulis (atas nama Ubaidillah di WA 081252121526 atau di email komputasiub@gmail.com) di halaman cover proposal yang dapat di download link di bawah. Besar harapan kami, penelitian yang telah hampir berjalan 8 tahun ini dapat benar-benar terealisasi dan bermanfaat bagi orang lain, khususnya bagi penderita tumor atau kanker.

Daftar Pustaka

  • Habiburrahman, Novan. 2013. Estimasi Perhitungan Dosis Penyinaran Radiasi pada Organ Bergerak. Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Brawijaya, Malang.
  • Wijayanti, Lovina. 2015. Identifikasi Area GTV Tumor Astrositoma dan Kanker Serviks melalui Nilai Bilangan CT (BCT). Jurusan Fisika, FMIPA, Universitas Brawijaya, Malang.
  • Anonymous. 2015. A Hounsfield unit or CT number, http://www.odec.ca/projects/2007/kimj7j2/index_files/Page1674.htm (Diakses tanggal: 2 September 2015)
  • Mah, P., Reeves, T.E., Mcdavid, W.D.: Deriving Hounsfield units using grey levels in cone beam computed tomography. Dentomaxillofacial Radiology. 39, 323–335 (2010).

Download



logo

Popular Posts