Inspiration, MICE

Mesin Pendiagnosis Asma, Bagaimana Menghindari Penyakit Pernapasan?

ShareBagaimana menghindari penyakit pernapasan? Setetes darah dibutuhkan mesin pendianosis asma dan satu dari 22 orang, menderita asma di Indonesia. Mengetahui asma anak...

Written by Rayendra L. Toruan · 2 min read >
Menghindari Penyakit Pernapasan

Bagaimana menghindari penyakit pernapasan? Setetes darah dibutuhkan mesin pendianosis asma dan satu dari 22 orang, menderita asma di Indonesia. Mengetahui asma anak kecil lebih sulit.

Menghindari Penyakit Pernapasan
Mikroskop holografik memungkinkan pelacakan sel imun tiga dimensi secara otomatis pada waktu nyata atau real time. Mesin pendiagnosis asma, bagaimana menghindari penyakit pernapasan? (Foto/©: Fraunhofer EMB)

Siapa pun wajib mengetahui bagaimana cara menghindari penyakit pernapasan. Untuk itu, para peneliti menciptakan mesin pendiagonis asma.

Menghindari Penyakit Pernapasan

Menurut data Riset Kesehatan Dasar dari Kementerian Kesehatan, satu di antara 22 orang menderita asma di Indonesia. Sebanyak 54 persen yang didiagnosis terkena asmaa dan 30 persen kasus yang tertangani  dengan baik (2017).

Asma  merupakan kondisi kronis yang memengaruhi saluran udara di paru-paru. Gejalanya berupa peradangan dan penyempitan saluran udara yang dapat menyebabkan suara berbunyi nging, sesak napas, sesak dada, dan batuk berkepanjangan.

Menurut Organisasi Kesehatan Dunia (World Health Organization) PBB tahun 2017, jumlah pasien penderita asma mencapai 235 juta orang. Asma merupakan  salah satu penyakit pernapasan paling umum di dunia. 

Menghindari Penyakit Pernapasan

Sementara diagnosis lebih sulit ditemukan terhadap anak-anak dibandingkan orang dewasa. Meski penyakit ini dapatg diobati namun efek terhadap kualitas kesehatan cukup mengganggu. 

Oleh karena itu tim peneliti di Institut Fraunhofer untuk Bioteknologi Kelautan dan Teknologi Sel EMB bekerja sama dengan perusahaan pembuat teknologi tinggi dalam mengembangkan tes yang cepat untuk mendiagnosis asma. Tim peneliti membutuhkan hanya setetes darah untuk diagnosis.  

Mesin Pendiagnosis Asma

Tim peneliti menggunakan metode pembelajaran mesin atau populer dengan istilah machine learning. Menurut ahli, sesak nafas, nafas pendek, dan batuk adalah beberapa gejala asma yang mungkin terjadi. Penderita mengalami penyempitan pada bronkitis. 

Kita wajib mengenali penyakit asma lebih cepat—satu-satunya cara untuk mencegah kerusakan permanen pada saluran pernapasan dan ancaman serangan asma—dalam kasus terburuk berakibat fatal bagi penderita. 

Tindakan pencegahan asma bagi anak-anak sangat penting untuk mendeteksi penyakit ini lebih dini. Mengetahui lebih dini agar dapat meredam dampaknya. 

Beberapa metode pengukuran misalnya dengan meniup ke dalam tabung sukar dilakukan terhadap  anak kecil. Sedangkan uji fungsi paru yang butuh waktu lama lebih cocok pada anak berusia 4 hingga 5 tahun. 

Melalui proyek KillAsthma yang didanai oleh Schleswig-Holstein (salah satu negara bagian Jerman), lembaga EMB Fraunhofer, Pattern Recognition Company, dan Raytrix GmbH, tim peneliti telah mengatasi kesulitan diagnosis paru yang dilakukan selama 60-90 menit. 

Hasil tes baru yakni diagnosis didapatkan dari satu tetes darah dan sel-sel kekebalan di dalamnya diperlukan untuk diagnosis asma. Dan yang dianalisis adalah sel imun dengan menggunakan artificial intteligency (AI) atau kecerdasan buatan.

Mesin Pendiagnosis Asma

Profil pergerakan sel darah yang sudah terkena sma berbeda dari darah orang sehat. “Pada asma, pergerakan kekebalan sel-sel sangat lambat ketika sel-sel itu mendapatkan stimulus inflamasi,” jelas Dr Daniel Rapoport, Kepala Kelompok Pemrosesan Sel di Fraunhofer EMB. 

Pengetahuan tentang pergerakan sel digunakan oleh kelompok peneliti untuk pengembangan set tes. Idenya adalah untuk mengamati kekebalan sel-sel dari setetes darah di bawah mikroskop holografik dikembangkan secara khusus selama sekitar 90 menit.

Dan untuk menilai, berdasarkan pada pola gerakan sel-sel apakah sudah terindikas asma atau masih sehat. Mikroskop yang disebut sebagai pemindai sel, memungkinkan pelacakan tiga dimensi otomatis sel secara real time

Peran penting diperlihatkan dengan menggunakan kecerdasan buatan (AI) dan bagaimana teknologi bekerja secara detail? Darah dan zat yang memicu stimulus inflamasi diisi ke dalam kartrid mikrofluida dan kemudian didorong ke dalam mikroskop mini. 

Percobaan ini menggunakan mikroskop—termasuk LED dan sensor optik CMOS—terhubung ke perangkat lunak komputer. Evaluasi gambar dilakukan dengan menggunakan algoritma yang dikembangkan secara khusus. 

“Kami dapat mengamati 2.000 hingga 3.000 sel secara bersamaan untuk memastikan akurasi statistik tinggi,” ujar Dr Daniel Rapoport. 

Pola gerakan yang ditentukan kemudian ditransfer ke jaringan saraf. Algoritma belajar mandiri menganalisis pola pergerakan sel darah dan menghitung indeks diagnostik. 

“Dengan AI Anda dapat melihat penyimpangan pola. Untuk menangkap perbedaan, kami menggunakan algoritma  yang mampu belajar mandiri,” urai Dr Daniel Rapoport. 

Metode ini dapat diperluas untuk mendiagnosis penyakit-penyakit lain. Kita berkesimpulan bahwa peggunaan AI mampu memelajari penyimpangan lain dari norma awal. 

“Metode kami juga dapat digunakan untuk menganalisis penyakit lain misalnya khusus untuk penyakit radang autoimun dan kronis seperti penyakit Crohn, kolitis ulserativa, dan rematik. Waktu diagnosis membosankan yang dipercepat secara signifikan dengan tes cepat khusus,” kata peneliti.

Tes pertama telah berhasil diselesaikan. Analisis gambar menunjukkan bahwa mikroskop holografik kami lebih unggul daripada mikroskop kinerja tinggi,” jelas Dr Daniel Rapoport sementara mitra proyek terus mengoptimalkan perangkat keras dan prosesnya. 

Mesin Pendiagnosis Asma

Tujuan utama penggunaan machine learning adalah untuk mengenali individualitas asma untuk mengembangkan rencana perawatan pribadi.

Asma sendiri merupakan kondisi kronis umum yang memengaruhi saluran udara di paru-paru. Gejalanya berupa peradangan dan penyempitan saluran udara yang dapat menyebabkan timbul suara saat bernafas, sesak napas, sesak dada, dan batuk.

Hidup di lingkungan yang bersih dan sehat merupakan salah satu cara untuk menghindari penyakit pernapasan.

Leave a Reply

Your email address will not be published. Required fields are marked *