Pengembangan teknologi pencitraan terus dilakukan untuk menghasilkan gambaran struktur biologis yang lebih jelas dan mendukung kemajuan riset di bidang biomedis. Salah satu teknologi yang menarik untuk dikembangkan adalah photoacoustic imaging (PAI) atau pencitraan fotoakustik, yang memanfaatkan interaksi cahaya dan material untuk menghasilkan sinyal akustik yang kemudian diolah menjadi citra.

Penelitian yang dipublikasikan dalam AIP Conference Proceedings pada 22 Juni 2026 mengkaji pengaruh durasi perekaman sinyal akustik terhadap kualitas citra struktur tulang. Studi ini menggunakan tulang ikan tuna sebagai model atau phantom untuk menguji kemampuan sistem pencitraan fotoakustik dalam menampilkan detail permukaan tulang.

Penelitian tersebut melibatkan sejumlah peneliti dari Universitas Gadjah Mada (UGM), dengan I Made Hermanto dari Universitas Negeri Gorontalo (UNG) sebagai salah satu penulis. Kajian ini berfokus pada pengaturan durasi perekaman agar sistem mampu menghasilkan citra yang lebih tajam tanpa mengabaikan efisiensi proses pemindaian.

Pencitraan fotoakustik merupakan metode yang menggabungkan penggunaan cahaya dan deteksi gelombang akustik. Ketika cahaya laser mengenai sampel, interaksi yang terjadi menghasilkan sinyal akustik. Sinyal tersebut kemudian ditangkap oleh mikrofon dan diolah menjadi citra yang menggambarkan struktur permukaan objek.

Teknologi ini menarik untuk diteliti karena tidak menggunakan radiasi pengion sebagaimana sinar-X. Meski demikian, pencitraan fotoakustik masih menghadapi sejumlah tantangan, terutama dalam menghasilkan citra yang minim gangguan atau noise dan mampu menampilkan detail objek secara jelas.

Salah satu faktor yang memengaruhi kualitas citra adalah durasi perekaman sinyal akustik. Perekaman yang terlalu singkat dapat menyebabkan sebagian informasi detail tidak tertangkap secara optimal. Sebaliknya, durasi yang lebih panjang berpotensi meningkatkan kualitas citra, tetapi juga dapat memperlama proses pemindaian.

Untuk mengkaji persoalan tersebut, peneliti menggunakan sistem fotoakustik berbasis laser dioda inframerah dekat (near-infrared atau NIR) dengan panjang gelombang 808 nanometer. Sampel tulang ikan tuna dipindai menggunakan empat variasi durasi perekaman, yaitu 0,2 detik, 0,4 detik, 0,6 detik, dan 0,8 detik.

Hasil penelitian menunjukkan bahwa durasi perekaman berpengaruh terhadap tingkat kejelasan citra yang dihasilkan. Pada durasi 0,2 detik, citra masih memiliki gangguan yang cukup tinggi sehingga sejumlah detail struktur tulang sulit dikenali. Peningkatan durasi menjadi 0,4 detik mulai memperjelas bentuk objek, meskipun beberapa bagian masih tampak kurang halus.

Perbaikan yang lebih nyata terlihat pada durasi 0,6 detik dan 0,8 detik. Pada kedua pengaturan tersebut, citra mampu menampilkan detail struktur tulang secara lebih jelas, dengan gangguan visual yang lebih rendah dan batas objek yang lebih halus.

Peneliti juga mengamati sejumlah bagian anatomi pada tulang ikan tuna, termasuk zygopophysis, canal haemal, dan arcus haemal. Bagian-bagian tersebut digunakan sebagai penanda untuk mengevaluasi kemampuan sistem dalam mengenali detail struktur permukaan tulang pada setiap variasi durasi perekaman.

Analisis menunjukkan bahwa perekaman selama 0,6 detik dan 0,8 detik memberikan hasil pemetaan struktur yang lebih terperinci dibandingkan durasi 0,2 detik dan 0,4 detik. Temuan ini memperlihatkan bahwa pengaturan waktu perekaman merupakan salah satu komponen penting dalam mengoptimalkan kinerja sistem pencitraan fotoakustik.

Meskipun durasi perekaman yang lebih panjang menghasilkan citra yang lebih terperinci, pengaturan tersebut juga dapat memperpanjang waktu pemindaian. Karena itu, peningkatan kualitas citra perlu diimbangi dengan efisiensi waktu agar sistem dapat dikembangkan untuk penggunaan yang lebih praktis.

Dalam konteks penelitian ini, durasi 0,6 detik dan 0,8 detik menunjukkan hasil yang lebih baik dalam menampilkan struktur permukaan tulang ikan tuna. Namun, temuan tersebut belum dapat langsung dijadikan patokan untuk pencitraan tulang manusia karena pengujian masih dilakukan menggunakan model tulang ikan, bukan sampel klinis manusia.

Penelitian lanjutan diperlukan untuk mengoptimalkan sistem agar mampu menghasilkan citra berkualitas tinggi dalam waktu yang lebih singkat. Pengembangan berikutnya juga perlu menguji kinerja metode pada kondisi dan jenis sampel yang lebih beragam sebelum penerapannya dalam bidang biomedis dapat dinilai lebih jauh.

Studi ini memberikan gambaran bahwa peningkatan kualitas teknologi pencitraan tidak hanya bergantung pada perangkat keras yang digunakan, tetapi juga pada ketepatan pengaturan parameter pengukuran. Melalui optimasi durasi perekaman, pencitraan fotoakustik berpotensi terus dikembangkan sebagai salah satu pendekatan dalam penelitian struktur biologis.

Sumber: https://pubs.aip.org/aip/acp/article/3358/1/030005/3395981/Optimizing-recording-duration-in-photoacoustic