Kini Anda Dapat Melihat Aktivitas Jantung Anda dalam 4D

Artikel ini awalnya muncul di GE Reports.
Sudah lebih dari tiga dekade menjadi dokter spesialis jantung,  Bijoy Khanderia terbiasa menganalisa pasien melalui rekam jantung yang berbintik-bintik dan kerap kali hilang timbul dari layar monitor di ruang kantornya yang gelap. “Biasanya, dengan ultrasound, kita dapat melihat rupa jantung, namun gambar yang dihasilkan tidak sedetil yang kita harapkan,” ujarnya. “Kita menggunakan sinyal untuk mengambil gambar jantung lapis demi lapis, layaknya tukang daging menggunakan pisaunya, dan kemudian menggabungkan lapisan-lapisan tersebut menjadi satu gambar keseluruhan.” Katanya. “Proses ini memang belum seratus persen akurat.” Tandasnya.

Namun, dr. Khanderia dan koleganya di Aurora St. Luke’s Medical Center di Milwaukee, Wis., baru saja mulai menggunakan sebuah software ultrasound baru yang dapat memperlihatkan rupa jantung dalam 4D yang sangat jelas – 3 dimensi ruang dan waktu, untuk pertama kalinya. “Kualitas gambarnya sangat bagus,” kata Khandheria. “Saking jelasnya, seolah-olah kita membelah dada manusia  dan melihat jantung berdetak secara langsung.”

GIF di atas: Gambar 3D katup mitral jantung manusia yang membuka dan menutup pada setiap detakannya. Sepasang tutup katup mitral jantung memastikan darah mengalir satu arah. Atas: Darah mengalir keluar dari jantung, masuk ke dalam pembuluh darah yang bernama aorta. Katup aorta membuka hingga darah dapat mengalir keluar dan menutup guna menghindari darah mengalir kembali ke arah sebaliknya. Kredit GID: GE Healthcare.

Dua bilik kiri dari empat bilik yang jantung miliki. Kedua bilik dipisahkan oleh katup mitral. Kredit GIF: GE Healthcare

Menurut Khandheria, software yang dirancang oleh GE Healthcare untuk digunakan pada mesin ultrasound kardiovaskular terbaru, menghasilkan gambar dengan kualitas sangat jelas, hingga memungkinkan untuk melalukan observasi terhadap bagaimana darah mengalir di sekitar gumpalan di arteri. “Saya dapat menggunakannya untuk mengukur tingkat keseriusan kebocoran darah di sekitar katup dan menilai kerusakan,” ujarnya. “Sangat jelas sekali, seolah-seolah saya membedah dan mengeluarkan katup tersebut dan memeriksanya dengan mata telanjang. Ini adalah informasi tak ternilai bagi para dokter bedah untuk mempersiapkan operasi.”

Mesin ultrasound mengirim getaran suara berfrekuensi tinggi – nadanya terlalu tinggi untuk ditangkap oleh pendengaran manusia – ke dalam tubuh dan menggunakan gema untuk mendeteksi bentuk-bentuk organ dalam. Teknologi tersebut serupa dengan SONAR yang digunakan kapal selam.

Atas: Gundukan di katup bawah mengindikasikan masalah pada katup mitral. Dengan gambar jantung 3D, ada beberapa cara untuk memperbaikinya tanpa harus melalui prosedur bedah jantung. Atas: Memperbaiki jantung. Dokter bedah memasukkan kabel tipis ke dalam jantung untuk menanam katup buatan tanpa harus melakukan prosedur bedah jantung. Kredit GIF: GE Healthcare

Pada umumnya, ultrasound jantung bergantung pada hardware “beamforming”. Namun metode ini lebih lambat jika dibandingkan dengan ketangkasan yang dimiliki software beamforming dan terbatasnya kapasitas memori data yang pada awalnya dirancang untuk menciptakan gambar tubuh. Sehingga, seringkali gambar yang diproduksi tidak terlalu detil dan membutuhkan proses rancang ulang untuk hardware.

Software yang baru, bernama cSound, mampu menampung data dalam jumlah yang tak terhingga untuk menciptakan gambar tubuh manusia. Ketimbang menghapus data yang tak bisa diproses, yang selama ini hardware lakukan, software tersebut dapat menyimpannya pada memori mesin. Tim insinyur GE merancang algoritma yang mampu memproses dan menganalisa seluruh data yang tersimpan di memori dan memilih sinyal-sinyal paling bagus dalam basis pixel demi pixel.

Ini adalah katup mitral buatan dengan jahitan pada ringnya. Katup mitral memastikan darah mengalir ke satu arah. Kredit GIF: GE Healthcare

Kecanggihan cSound software memungkinkan mesin tersebut memproses data layaknya memainkan satu DVD keseluruhan hanya dalam satu detik, secara real-time.  Teknologi yang digunakan berbasis dari kombinasi supercomputer data processing dan transmitter dan receiver yang digunakan pada komunikasi radar, seismologi dan WiFi. (Tidak seperti CT atau X-ray, ultrasound menggunakan getaran suara, ketimbang mengionisasi radiasi.)

Tim tersebut pertama kali merancang cSound dengan melihat sistem ultrasound 4D GE yand digunakan untuk mengambil gambar janin selama kehamilan. “Kami menggunakan algoritma serupa, namun ada beberapa perbedaan yang signifikan,” ujar Erik Steen, insinyur GE software yang ikut merancang teknologi tersebut. “Saat anda mengambil gambar janin dalam 4D, anda bahkan dapat melihat lembutnya permukaan kulit si bayi. Namun, dokter ahli kardiologi ingin melihat perbedaan dalam sel tisu jantung. Maka itu teknologi tersebut dirancang berwarna.

Bilik jantung sebelah kanan dan utama dilihat dari puncak jantung. Struktur bergerak di bagian tengah adalah katup mitral dan dapat dikenali dari bentuknya yang seperti mulut ikan yang terbuka. Kredit GIF: GE Healthcare

Software tersebut sangat berguna khususnya untuk memeriksa pasien dengan penyakit paru-paru atau pasien obesitas maupun yang sedang dalam kondisi kritis, yang umumnya sulit bagi dokter melakukan rekam gambar. Menurut penelitian klinis, transthoracic echocardiogram, yang merupakan prosedur pemeriksaan jantung paling umum di dunia, hingga kini memiliki tingkat akurasi yang tidak pasti hingga 10-15 persen, sehingga harus dilakukan pemeriksaan tambahan yang menghabiskan biaya tiga kali lipat lebih besar sekaligus menambah beban pasien.

Hal ini menyebabkan hingga 5,1 juta penderita penyakit jantung di A.S, ditambah dengan perkiraan biaya tanggungan kesehatan negara sebesar $32 miliar setiap tahunnya.

Namun, dr. Khanderia memililki keyakinan besar pada teknologi tersebut. Menurutnya, software tersebut memberikan hasil diagnosa yang jauh lebih akurat dan akibatnya 98 persen pasien dapat merasakan manfaatnya. “Hal ini adalah sebuah terobosan baru dalam teknologi rekam gambar ultrasound.

Ini gambar katup mitral buatan dengan jahitan pada ringnya. “Teknologi ultrasound kini di ujung sebuah perubahan besar dalam pelayanan medis dengan memungkinkan para dokter melihat ke dalam tubuh manusia lebih jelas dari sebelumnya, cukup hanya dengan menempelkan alat pemeriksa ke tubuh pasien,” ujar Al Lojewski. Kredit GIF: GE Healthcare