KOLABORASI RISET UNG KEMBANGKAN TEKNOLOGI FOTOAKUSTIK UNTUK MENGHASILKAN CITRA STRUKTUR TULANG LEBIH DETAIL

Gorontalo-Universitas Negeri Gorontalo (UNG) terus memperkuat kontribusinya dalam pengembangan ilmu pengetahuan dan teknologi melalui kolaborasi penelitian di bidang biomedis. Salah satu bentuk kontribusi tersebut diwujudkan melalui penelitian pengembangan teknologi photoacoustic imaging (PAI) atau pencitraan fotoakustik yang dikaji untuk menghasilkan gambaran struktur tulang secara lebih detail.

Penelitian yang dipublikasikan dalam AIP Conference Proceedings pada 22 Juni 2026 ini melibatkan sejumlah peneliti dari Universitas Gadjah Mada (UGM), dengan I Made Hermanto dari Universitas Negeri Gorontalo sebagai salah satu penulis. Kolaborasi tersebut mengkaji optimalisasi sistem pencitraan fotoakustik, khususnya pengaruh durasi perekaman sinyal akustik terhadap kualitas citra yang dihasilkan.

Teknologi pencitraan fotoakustik merupakan metode yang menggabungkan interaksi cahaya dan material untuk menghasilkan gelombang akustik. Ketika cahaya laser diarahkan pada suatu objek, interaksi tersebut menghasilkan sinyal akustik yang kemudian ditangkap menggunakan mikrofon dan diolah menjadi citra yang menggambarkan struktur objek.

Teknologi ini menjadi salah satu pendekatan yang menarik untuk dikembangkan dalam penelitian biomedis karena tidak menggunakan radiasi pengion sebagaimana teknologi sinar-X. Namun, untuk menghasilkan citra yang optimal, sistem pencitraan fotoakustik masih memerlukan pengaturan berbagai parameter, termasuk durasi perekaman sinyal agar detail objek dapat ditampilkan dengan lebih jelas dan gangguan visual dapat diminimalkan.

Dalam penelitian ini, para peneliti menggunakan tulang ikan tuna sebagai model atau phantom untuk menguji kemampuan sistem dalam menampilkan detail struktur permukaan tulang. Pengujian dilakukan menggunakan sistem fotoakustik berbasis laser dioda inframerah dekat (near-infrared atau NIR) dengan panjang gelombang 808 nanometer.

Proses pemindaian dilakukan dengan empat variasi durasi perekaman sinyal, yakni 0,2 detik, 0,4 detik, 0,6 detik, dan 0,8 detik. Variasi tersebut digunakan untuk mengetahui pengaruh waktu perekaman terhadap ketajaman, kejelasan, dan kemampuan sistem dalam memetakan struktur tulang.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa durasi perekaman memiliki pengaruh terhadap kualitas citra yang dihasilkan. Pada durasi 0,2 detik, citra masih memperlihatkan gangguan visual yang cukup tinggi sehingga sejumlah detail struktur tulang belum dapat dikenali secara optimal. Peningkatan durasi menjadi 0,4 detik mulai memperjelas bentuk objek, meskipun beberapa bagian masih tampak kurang halus.

Sementara itu, hasil yang lebih baik terlihat pada durasi perekaman 0,6 detik dan 0,8 detik. Kedua pengaturan tersebut mampu menghasilkan citra dengan detail struktur tulang yang lebih jelas, gangguan visual lebih rendah, serta batas objek yang tampak lebih halus.

Peneliti juga mengidentifikasi sejumlah bagian anatomi tulang ikan tuna, di antaranya zygapophysis, canal haemal, dan arcus haemal. Bagian-bagian tersebut menjadi penanda untuk mengevaluasi kemampuan sistem pencitraan dalam mengenali dan menampilkan detail struktur permukaan tulang.

Temuan tersebut memperlihatkan bahwa pengaturan durasi perekaman merupakan salah satu faktor penting dalam meningkatkan kinerja teknologi fotoakustik. Semakin tepat parameter yang digunakan, semakin baik pula kemampuan sistem dalam menangkap informasi akustik untuk menghasilkan citra yang lebih terperinci.

Meski demikian, penelitian ini juga menunjukkan adanya tantangan dalam menyeimbangkan kualitas citra dengan efisiensi waktu pemindaian. Durasi perekaman yang lebih panjang dapat memberikan informasi visual yang lebih lengkap, tetapi berpotensi memperlama proses pemindaian. Oleh karena itu, optimalisasi parameter tetap diperlukan agar teknologi ini dapat dikembangkan menjadi sistem pencitraan yang lebih efektif.

Dalam penelitian tersebut, durasi 0,6 detik dan 0,8 detik memberikan hasil yang lebih baik dalam menampilkan struktur permukaan tulang ikan tuna. Namun, hasil ini masih terbatas pada pengujian menggunakan model tulang ikan dan belum dapat secara langsung dijadikan acuan untuk pencitraan tulang manusia.

Ke depan, penelitian lanjutan diperlukan untuk mengoptimalkan sistem pencitraan fotoakustik agar mampu menghasilkan citra berkualitas tinggi dengan waktu pemindaian yang lebih efisien. Pengujian pada jenis sampel dan kondisi yang lebih beragam juga menjadi tahapan penting sebelum potensi penerapannya dalam bidang biomedis dapat dikembangkan lebih jauh.

Kolaborasi penelitian antara UNG dan UGM ini menjadi salah satu bentuk implementasi kerja sama perguruan tinggi dalam menghasilkan inovasi berbasis riset. Keterlibatan peneliti UNG dalam publikasi ilmiah tersebut sekaligus memperkuat kontribusi universitas dalam pengembangan teknologi dan perluasan kolaborasi akademik, khususnya pada bidang sains dan teknologi biomedis.