3D Volume Renderred Ginjal dari Citra 2D Abdominal MRI Sebagai Evaluasi Awal Donor Transplantasi Ginjal

Telematika.ORG
@telematika_org

Untuk menghindari komplikasi subjek donor transplantasi ginjal, diperlukan evaluasi awal bagi pendonor hidup melalui pencitraan medis sebagai monitoring anatomi organ. Diantara beberapa paremeter yang digunakan dalam evaluasi citra anatomi, 3D volume renderred image merupakan parameter yang memberikan informasi interior anatomi organ. Pada umumnya volume renderred untuk evaluasi pembedahan diperoleh dari pemilihan region of interest (ROI) dan dilanjutkan proses renderring oleh software dengan data yang digunakan berupa data 3D. Penelitian ini memberikan pembaharuan dengan menggunakan data 2D dan segmentasi berdasarkan deep learning sebagai upaya untuk membuat volume renderred, khususnya pada organ ginjal. Tahapan yang dilakukan pada data public 2D MRI untuk memperoleh rekonstruksi 3D berupa segmentasi multi-organ menggunakan DC U-Net, penetuan ROI ginjal dan arterinya, image renderring. Hipotesis yang diharapkan adalah mampu menyediakan informasi organ serta pembuh organ berbasis volumetric yang mudah dipahami sebagai upaya membantu dokter bedah dalam evaluasi awal transplantasi.

Penyakit ginjal yang telah mengalami kerusakan sangat buruk disebut end-stage kidney disease (ESKD), hanya memiliki dua jenis penanganan yang dapat dilakukan berupa dialisis atau transplantasi ginjal. Dialisis bersifat membantu proses penyaringan namun tidak mengembalikan fungsi ginjal pada kondisi semula, sementara transplantasi ginjal bersifat menggantikan fungsi ginjal yang mengalami kerusakan dengan fungsi ginjal yang sehat. Terdapat dua tipe pendonor ginjal yakni dari pendonor hidup dan pendonor yang telah meninggal. Bagi pendonor hidup terdapat beberapa tes evalusi awal yakni penelusuran penyakit yang dimiliki, tes fisik, tes laboratorium, serta evaluasi anatomis ginjal. Evaluasi anatomis dilakukan melalui modalitas-modalitas citra, seperti USG, CT-Scan, dan MRI. Dari masing-masing modalitas tersebut, MRI memiliki keunggulan yakni pencitraan yang bebas dari radiasi, akuisisi multifase pada pembuluh darah, karakteristik jaringan sangat baik. Dalam evaluasi anatomis ginjal untuk dokter bedah, digunakan post-processing dan 3D reconstruction yang dapat memberikan tampilan keseluruhan anatomi dan simulasi anatomi ginjal. Volume renderring 3D reconstruction memiliki keuntungan bahwa informasi interior tidak dihilangkan, sehingga memungkinkan seseorang untuk melihat kumpulan data 3D secara keseluruhan. Pada umumnya volume renderred untuk evaluasi pembedahan diperoleh dari pemilihan region of interest (ROI) dan dilanjutkan proses renderring oleh software dengan data yang digunakan berupa data 3D.Penelitian ini memberikan pembaharuan dengan menggunakan data 2D dan segmentasi berdasarkan deep learning sebagai upaya untuk membuat volume renderred, khususnya pada organ ginjal. Tahapan-tahapan yang akan dilakukan pada penelitian ini terdiri dari pemilihan data, akuisisi data, segmentasi multi-organ, penentuan ROI anatomis ginjal, volume renderring 3D serta hasil informasi ginjal berbasis volumetrik. Berdasarkan data yang dipilih yakni MRI dengan sekuensial T1-DUAL dan T2-SPIR, teknik akuisisi yang digunakan terdiri atas dua yakni pre-processing dengan pendekatan histogram dan augmentasi berupa transformasi affine dan transformasi berbasis piksel. Hasil data yang terakuisisi selanjutnya disegmentasi dengan metode semantik berbasis fully connected layer (FCN) bernama densely connected deep U-Net (DC U-Net). Hasil dari penelitian ini adalah rekonstruksi 3D ginjal kanan, ginjal kiri beserta arteri masing-masing beserta informasi-informasi berbasis volumetrik yang dibutuhkan dalam evaluasi awal donor transplantasi ginjal.