Proyek Astronomi Medis, Ketika ilmu Astronomi dan Medis Bertaut

Ilmu astronomi adalah ilmu yang mempelajari tentang antariksa dan benda langit, sedangkan medis adalah ilmu yang berkenaan dengan kesehatan. Apakah yang terjadi ketika keduanya bertaut? Apakah hal tersebut berkenaan dengan kesehatan di antariksa? Atau pengaruh antariksa terhadap kesehatan? Jawabannya bukanlah seperti itu, tetapi ketika perkembangan teknik-teknik dalam dunia medis diterapkan pada astronomi, sehingga pemahaman akan benda langit menjadi lebih baik lagi, bahkan dalam skala yang lebih luas, lebih banyak ilmu-ilmu yang lain memanfaatkan perkembangan pengetahuan yang diperoleh dari dunia medis. Tentulah ini sesuatu yang baru, dan menarik.

Bagaimana itu bisa terjadi? Tentunya di dunia kedokteran dikenal yang namanya MRI (Magnetic Resonance Imaging), yaitu peralatan yang dipergunakan oleh dokter untuk mendapatkan citra dari dalam tubuh manusia untuk keperluan menentukan tingkat kesehatan seseorang. Tentunya teknik dengan peralatan tersebut sangatlah penting dalam dunia kesehatan modern. Lalu bagaimana hal tersebut berkaitan dengan astronomi?

Bagi astronomi, perkembangan pengambilan data tentang langit terus berkembang secara luar biasa, dengan semakin banyaknya instrumen dalam jumlah besar, rumit, tetapi dengan begitu juga, para astronom juga kesulitan dalam memvisualisasikan data yang ada.

Sampai pada suatu ketika, di tahun 2004, Michael Halle, Direktur Laboratorium Visualisasi dari Laboratorium Perencanaan Bedah Rumah Sakit Brigham & Women’s, mengikuti ‘Lokakarya Tantanagan Visualisasi Riset’, yang di adakan oleh ‘National Institutes of Health/National Science Foundation‘. Di sana ia bertemu Alyssa Goodman, seorang astronom yang sedang memberikan presentasi mengenai perkembangan terkini visualisasi dalam astronomi, serta kendalanya.

Dari pembicaraan mereka lah, maka studi tentang penerapan pencitraan dalam medis untuk penelitian astronomi di mulai. Dan itu merupakan cikal bakal proyek studi & riset astronomi medis, yang dirintis oleh Harvard’s Initiative in Innovative Computing (di mana Goodman merupakan direktur pendirinya).

Terapan pertama konsep tersebut dilakukan oleh astronom Gus Muench, yang merupakan astronomi radio di Australia. Ia mempergunakan 3D Slicer , program open-source yang dipergunakan untuk visualisasi dan pencitraan, yang pada awalnya banyak dipergunakan dalam dunia medis.

Muench sedang mempelajari Nebula Pipa, yaitu awan debu pada rasi Ophiuchus, dan pada suatu malam pengamatan yang tidak berpihak padanya, langit diselubungi awan yang menghalangi frekuensi radio pengamatannya, dan sementara menunggu ia mencoba menciptkan visualisasi 3D dari data yang sudah ia peroleh. Dan bersama rekan astronomnya, ia menyadari bahwa proses visualisasi yang ia proses merupakan studi yang sangat menjelaskan tentang obyek yang ia pelajari.

Dan semenjak saat itu, maka studi dengan pemanfaatan visualisasi tersebut mulai banyak diterapkan dalam studi astronomi, dari studi dan pemetaan awan antar bintang, sampai remah-remah supernova.

Mengapa studi yang sangat berbeda tersebut bisa saling bertaut? Bagi dunia kesehataan, MRI memberikan gambaran tiga dimensi ruang, misalnya bisa menunjukkan adanya lokasi tumor dalam otak pasien. Tetapi bagi astronomi, semua data dalah dua dimensi dalam ruang, sebagaimana yang tampak oleh kita di langit dan plat citra.

Untuk menberikan informasi sebagai tiga dimensi, maka astronom harus memberikan variabel tambahan bagi data, misalnya data kecepatan benda bergerak. Kumpulan data tersebut disebut sebagai ‘data cubes’(kubus data), dan itu bisa divisualisasikan sebagai variabel ketiga, sebagai dimensi ruang, sehingga bisa diperoleh informasi tiga dimensinya.

Tentunya teknik tersebut memberikan harapan bagi studi astronomi di masa mendatang, karena dari hanya data dua dimensi ruang dan dengan penambahan instrumen-instrumen pengamatan yang makin canggih, kubus data bisa berkembang sampai set 7 dimensi: dua dimensi ruang sebagaimana yang selama ini telah diperoleh, jarak obyek dari Bumi, dua ukuran kecepatan pada gerak diri benda (pergerakan benda terhadap titik referensi diam di langit), kecepatan pada arah pandang pengamat (menjauh, mendekat), dan waktu. Dan dari itu semua maka bisa memberikan gambaran tentang alam semesta kita dengan lebih baik lagi.

Perangkat lunak yang awalnya dipergunakan, yaitu 3D Slicer, dikembangkan oleh Ron Kikinis, seorang dokter dari Rumah Sakit Brigham & Women’s, bekerja sama dengan Laboratorium Artificial Intelligence MIT. Kemudian berkembang mempergunakan program OsiriX (juga untuk pengguna Apple), yang juga dikembangkan oleh tim dokter dari Unviersitas California, LA, dan sekarang di Universitas Geneva.

Tetapi kedua program tersebut masih belum optimal dipergunakan untuk astronomi, secara khusus dalam pengolahan file dengan format FITS.

Salah satu proyek yang telah dikerjakan bisa dilihat pada Situs Astronomi Medis yang mengerjakan awan molekular pembentukan bintang pada rasi Perseus, yang datanya merupakan citra merah-infra nebula NGC 1333 dari Teleskop Antariksa Sptizer milik NASA.

Studi ini masih terus berkembang dan membutuhkan bantuan dari semua pihak yang berminat membantu. Apabila kita berminat mencoba mengembangkan, kita bisa juga bergabung pada “Komunitas Slicer” di www.slicer.org. Di dalamnya banyak pihak membantu pengembangan, tidak hanya ahli bedah, terapis kanker dan ahli anatomi tubuh – bahkan ada juga studi untuk fosil dinosaurus, tengkorak tikus, bahkan ada satu proyek yang memodelkan erosi sedimen dataran karena banjir.

Riset ruang-bumi (geospatial) bisa dikembangkan dengan memanfaatkan 3D Slicer, sebagaiman kerjasama Astronomi Medis ini telah dilakukan, dan bisa membuka wawasan tentang berbagai studi dengan bidang-bidang lain. Dan kesempatan ini bisa jadi kesempatan kita untuk ikut serta mempelajari hal-hal baru yang belum pernah terpikirkan sebelumnya. Jadi, kita pun bisa menjadi astronom, menjadi ahli kesehatan, tanpa berkesempatan sekolah di bidang tersebut, asal kita mau belajar. Siapa mau mencoba?

Sumber : Medical Software has Astronomers Seeing Stars , The Astronomical Medicine Project