Hasil Pencarian  ::  Simpan CSV :: Kembali

"Sel tubuh manusia mengalami pertumbuhan, pembelahan, dan pergantian setiap menitnya secara normal. Pola hidup yang tidak baik terkadang menyebabkan sel mengalami pertumbuhan, pembelahan yang lebih cepat dibandingkan dengan pergantiannya. Pendeteksian dini sangat dianjurkan untuk mengetahui kondisi tubuh secara berkala. Kebutuhan dalam melihat obyek secara non-invasive tanpa merusak dan non-intrusive tanpa memasukkan alat mendorong berkembangnya teknologi tomografi di bidang kedokteran. Pemanfaatan Microwave Imaging dalam bidang medik sebagai teknologi tomografi mengalami peningkatan, karena kelebihan yang dimiliki dibandingkan dengan teknologi tomografi lainnya yaitu resiko kesehatan kecil, biaya yang murah dalam implementasi dan operasinya, dan mudah untuk digunakan. Perbedaan parameter dielektrik pada jaringan normal dan tidak normal dimanfaatkan dalam pendeteksian. Transmitter akan mengalirkan gelombang mikro melalui obyek yang akan diamati dan diterima oleh receiver. Informasi yang dihasilkan dari receiver akan direkonstruksi menggunakan algoritma untuk mencitrakan obyek bagian dalam. Dalam skripsi ini akan dibuat program algoritma Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique SART serta menganalisisnya secara kualitatif dan kuantitatif. Selain itu, akan dibandingkan dengan algoritma Filtered Back Projection FBP dan Algebraic Reconstruction Technique ART untuk melihat hasil citra SART secara keseluruhan. Program SART telah berhasil dibuat dan analisis menunjukkan bahwa hasil rekonstruksi citra SART memiliki hasil citra yang paling baik secara kualitatif dan kuantitatif dibandingkan dengan algoritma ART dan FBP. Sedangkan waktu yang dibutuhkan dalam satu kali iterasi adalah 1 menit 50 detik.

---

Human cells grow, divide and replace into new cells every minute normally. Sometimes Improper lifestyle causes cell growth and divide faster than cell replacement. Early detection is recommended to know the condition of the body regularly. The challenge for non invasive and non intrusive object encourage the development of tomographic technology in the field of medicine. Utilization of Microwave Imaging in the medical field as a tomography technology has increased, because of its advantages compared to other tomography technologies that are low health risk, low cost in implementation and operation, and easy to use. The differences of dielectric parameters in normal and abnormal tissue are utilized in detection. Transmitter will transmit microwaves through the object to be observed and received by the receiver. The information generated from the receiver will be reconstructed using an algorithm to image the inner object. In this thesis will be created algorithm program Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique SART and analyze it qualitatively and quantitatively. In addition, it will be compared with Filtered Back Projection FBP algorithms and Algebraic Reconstruction Technique ART to see overall SART image results. The SART program has been successfully created and analysis shows that the results of SART image reconstruction have the best image results qualitatively and quantitatively compared to the ART and FBP algorithms. While the time required in one time iteration is 1 minute 50 seconds."

"ABSTRAKProses pemindaian dini saat ini masih dilakukan dengan Computed Tomography Scan atau Magnetic Resonance Imaging. Namun, alat pemindai tersebut memiliki biaya yang mahal dan ukuran yang besar. Pencitraan gelombang mikro merupakan salah satu teknik tomografi alternatif yang dapat menutupi kekurangan tersebut. Sementara itu, sistem pencitraan medis membutuhkan jumlah pengukuran yang cukup banyak untuk mendapatkan citra hasil rekonstruksi yang baik. Untuk mengurangi jumlah pengukuran, penelitian ini mengusulkan pendekatan Compressive Sensing CS untuk aplikasi pencitraan gelombang mikro. Proses pemindaian dilakukan pada perangkat lunak Computer Simulation Technology dengan objek uji berupa phantom kubus dua lapis dengan permitivitas yang berbeda. Agar sesuai dengan kerangka CS , matriks pembobotan Discrete Radon Transform dipilih sebagai matriks proyeksi. Discrete Cosine Transform dan Basis Pursuit dipilih sebagai matriks sparse dictionary dan algoritma rekonstruksi sinyal sparse. Pada proses pemindaian, jumlah translasi dan rotasi divariasikan untuk menguji kinerja CS. Data pengukuran S21 berhasil direkonstruksi menjadi citra dengan pendekatan CS. Hasil rekonstruksi menunjukkan bahwa penambahan jumlah translasi dan rotasi dapat meningkatkan kualitas citra hasil rekonstruksi, meskipun tidak terdapat hubungan yang linear antara keduanya. Secara kualitatif dan kuantitatif, citra hasil rekonstruksi menggunakan CS memiliki kualitas yang lebih baik dibandingkan dengan yang direkonstruksi menggunakan algoritma Filtered Back Projection dan Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique. Sebagai tambahan, CS terbukti dapat merekonstruksi data pengukuran sebenarnya dari phantom fisik menjadi sebuah citra.

---

ABSTRACTEarly detection is still generally performed by using Computed Tomography scan or Magnetic Resonance Imaging. However, those modalities have high production costs and considerable size. Microwave Imaging is one of the alternative tomography techniques that can overcomes those aforementioned problems. Meanwhile, the medical imaging systems require a great amount of data measurements to obtain a good reconstructed image. In order to reduce the number of measurements, this research proposes a Compressive Sensing CS approach for microwave imaging application. The scanning process is conducted on Computer Simulation Technology software. A two layer cube phantom with different permittivity is used as the scanned object. To meet the framework of CS, weight matrix of Discrete Radon Transform is utilized as projection matrix. Discrete Cosine Transform and Basis Pursuit are selected as sparse dictionary matrix and sparse reconstruction algorithm respectively. In the data acquisition process, the number of translations and rotations is varied to test the performance of CS. The measured S21 data are successfully reconstructed by CS approach into an image. The reconstruction results show that adding the number of translations and rotations can improve the quality of the reconstructed image, although there is no linear relationship between them. Qualitatively and quantitatively, the image reconstructed using CS has a better quality compared to that reconstructed using Filtered Back Projection and Simultaneous Algebraic Reconstruction Technique algorithm. In addition, CS is proved to be able to reconstruct the real measurement data from the physical phantom into an image"

"Kebutuhan untuk melihat bagian dalam obyek secara non-invasive maupun non-intrusive merupakan kebutuhan yang sangat mendasar bukan hanya di dunia kedokteran tetapi juga di dalam proses industri, geologi, sistem keamanan, dan lain-lain. Di dunia kedokteran, teknologi ?melihat tembus? ini digunakan untuk keperluan diagnosa dini atau mengambil keputusan sebelum operasi. Beberapa teknologi yang telah dikembangakan antara lain CT scan, MRI, PET, dan SPECT masih memiliki dimensi yang cukup besar, tidak portable dan biaya pembuatan serta pemeliharaan yang mahal. Teknologi baru yang sekarang ini sedang berkembang seperti pencitraan gelombang mikro (microwave imaging) menawarkan beberapa kelebihan seperti biaya yang murah, portable dan bersifat non-invasive maupun non-intrusive. Oleh karena lamanya proses pengambilan data ketika proses pemindaian (scanning), maka diperlukan sistem akuisisi data yang dapat mengambil data pemindaian secara otomatis. Dalam skripsi ini, dirancang sebuah sistem akuisisi data otomatis untuk pencitraan gelombang mikro yang berbasis algoritma Algebraic Reconstruction Technique. Sistem yang dirancang berupa integrasi perangkat lunak berbasis LabVEW dan perangkat keras berupa perangkat penggerak motor stepper dan mikrokontroler Arduino yang diprogram sebagai pengendali sistem. Pengujian sistem akuisisi data dilakukan dengan menempatkan sebuah phantom uji homogen di antara dua buah antena dipol yang berfungsi sebagai transmitter dan receiver pada frekuensi 3 GHz. Selanjutnya sepasang antena dipol tersebut akan melakukan dua mekanisme untuk mendapatkan proyeksi citra, yakni gerak translasi sejauh 200 mm dan gerak rotasi dengan sudut tempuh 180 derajat. Sebagai acuan, dilakukan simulasi dengan konfigurasi yang sama menggunakan CST Microwave Studio. Berdasarkan hasil pengujian sistem akuisisi data, diperoleh hasil bahwasannya sistem memiliki tingkat akurasi (step minimum) translasi dan rotasi sebesar 0,5 mm dan 0,5 derajat saat proses pemindaian objek. Hasil pembacaan dataakuisisi normalisasi yang diperoleh memiliki kesalahan rata-rata kurang dari 5% dibandingkan dengan hasil simulasi.

---

Necesarity to see the inside of the object on non-inavasively and non-intrusively is the fundamental requirement not only in medical fields but also in industrial processes, geological, security systems, and others fields. In the medical world, the "see through" technology is used for early diagnosis or take a decision before the operation. Some developed technologies such as CT scan, MRI, PET and SPECT are considerably still bulky, non-portable and relatively high production and maintenance cost. A new growing technology called microwave imaging offers some other advantages especially low cost, portable, which still maintain on non-invasively and non-intrusively technique. Due to the imaging system that uses back projection method takes relatively long scanning process, hence, data retrieval process is required to be performed by an automatically data acquisition system.

In this bachelor thesis, an automatic data acquisition system is designed for microwave imaging purpose by using Algebraic Reconstruction Techique algorithm. The acquisition system is developed as the integration of software LabVIEW-based and motor stepper hardware driver and programable microcontroller Arduino-based as the system controller. In order to validate the data acquisition system, a homogeneous phantom is placed between two dipole antennas (as a transmitter and receiver) at frequency of 3 GHz. Futhermore, the antennas will perform two mechanism to obtain the image projections, ie 200 mm translational motion and 180 degrees rotational motion. As the reference, the simulation with same configuration is design in CST Microwave Studio.

According to the testing results from the proposed data acquisition system, the system has an accuracy rate (minimum step) by 0.5 mm and 0.5 degree of the translation and rotation when it scans the object. In addition, an average error of the retrieved data from the acquisition system is less than 5% compared with the simulation results."

"Pencegahan kanker dapat dilakukan dengan deteksi dini menggunakan pemindai seperti Computed Tomography (CT) Scan dan Magnetic Resonance Imaging (MRI). Namun, modalitas tersebut memiliki biaya produksi yang tinggi dan ukuran yang besar. Alternatif yang digunakan untuk mengatasi masalah ini adalah menggunakan pencitraan gelombang mikro. Pencitraan gelombang mikro membutuhkan data pengukuran besar untuk meningkatkan kualitas gambar. Untuk mengatasi kelemahan ini, proses penelitian ini adalah merekonstruksi algoritma pencitraan gelombang mikro dengan jumlah pengukuran yang lebih rendah menggunakan pendekatan Compressive Sensing (CS). CS memungkinkan merekonstruksi sinyal dari sejumlah kecil pengukuran daripada yang diperlukan dalam metode pengambilan sampel konvensional. Penelitian ini berkontribusi dengan menambahkan informasi spasial menggunakan Total Variation (TV) dan menyelesaikan masalah optimasi menggunakan Alternating Direction Method of Multipliers (ADMM). Penelitian ini dianalisis untuk kinerja kualitatif dan kuantitatif. Parameter yang digunakan dalam analisis kuantitatif adalah MSE dan SSIM. Hasil penelitian ini menunjukkan bahwa algoritma yang diusulkan berhasil mengimplementasikan rekonstruksi CS dengan menambahkan TV dalam hal kualitas gambar dan parameter kuantitatif.

---

Prevention of cancer can be done by early detection using a scanner such as Computed Tomography (CT) Scan and Magnetic Resonance Imaging (MRI). However, those modalities have high production cost and considerable size. The alternative used to overcome this problem is using microwave imaging. Microwave imaging requires large measurement data to improve image quality. To overcome these weaknesses, this research process is algorithmic reconstruct the microwave images with lower number of measurements using Compressive Sensing (CS) approach. CS enables reconstructing a signal from a smaller number of measurements than which is required in the conventional sampling method. This research contributes by adding spatial information using total variation (TV) and solving the problem of optimization using Alternating Direction Method of Multipliers (ADMM). This research were analyzed for the qualitative and quantitative performance. Parameters used in quantitative analysis are MSE and SSIM. The results of this research show that the proposed algorithm successfully implemented the reconstruction of CS by adding TV in terms of image quality and quantitative parameters."

"Kanker merupakan salah satu penyebab kematian utama di dunia. Deteksi dini memungkinkan dilakukannya penanganan yang lebih baik, diantaranya menggunakan teknologi Computed Tomography (CT) dan Magnetic Resonance Imaging (MRI). Akan tetapi, teknologi tersebut masih memiliki permasalahan terkait biaya, ukuran, serta kompleksitas peralatan. Salah satu modalitas alternatif pencitraan obyek untuk diagnosa medis adalah gelombang mikro yang relatif aman, murah, mudah dalam penggunaan, serta portable.Dalam tesis ini dilakukan rancang bangun sistem pencitraan gelombang mikro sebagai alternatif bagi teknologi deteksi dini kanker yang telah ada. Sistem terdiri atas sepasang antena dipol dengan frekuensi kerja 3 GHz sebagai antena pengirim dan antena penerima. Pemindaian obyek dirancang dengan dua konfigurasi. Pertama, hanya antena penerima yang bergerak secara translasi sementara gerak rotasi dilakukan oleh pasangan antena. Ke-2, pasangan antena bergerak secara translasi maupun rotasi. Proses selanjutnya adalah rekonstruksi citra dengan algoritma Algebraic Reconstruction Technique (ART). Validasi kinerja sistem pencitraan dilakukan dengan pengujian terhadap 3 jenis phantom. Pertama, phantom matriks berupa Shepp-Logan phantom berukuran 270x270 piksel. Phantom ke-2 dan ke-3 berupa silinder dua lapis dengan diameter dalam sebesar 6 cm yang merepresentasikan jaringan tumor dan diameter lapisan luar sebesar 14 cm yang merepresentasikan jaringan otak. Phantom ke-2 merupakan phantom numerik yang dirancang menggunakan perangkat lunak CST Microwave Studio dengan permitivitas relatif lapisan dalam sebesar 78 dan lapisan luar sebesar 52. Phantom ke-3 merupakan phantom fisik semisolid dengan permitivitas relatif lapisan dalam sebesar 78.63 dan lapisan luar sebesar 51.72. Proyeksi irisan melintang berupa sinogram pada phantom matriks dan matriks parameter S21 hasil pemindaian pada phantom numerik dan phantom fisik, menjadi input bagi sistem rekonstruksi citra.Analisis terhadap citra hasil rekonstruksi dilakukan secara kualitatif meliputi tampilan citra hasil rekonstruksi secara visual dan histogram tingkat keabuan citra, serta secara kuantitatif meliputi parameter faktor koreksi, Mean-Squared Error (MSE), dan Structural Similarity Index (SSIM). Tampilan visual citra hasil rekonstruksi ketiga phantom tersebut menunjukkan bentuk dan pola yang serupa citra asli, dengan tingkat keabuan citra yang semakin homogen seiring bertambahnya iterasi. Histogram citra rekonstruksi menunjukkan kelompok tingkat keabuan dominan sesuai jenis jaringan dalam phantom. Pada phantom numerik dan phantom fisik hasil rekonstruksi dari pemindaian dengan konfigurasi pertama menunjukkan bentuk obyek yang serupa citra asli, dengan batas antara lapisan dalam dan lapisan luar tampak samar akibat penggunaan antena dipol yang memiliki pola radiasi omnidireksional. Hasil rekonstruksi dari pemindaian dengan konfigurasi ke-2 menunjukkan batas lebih jelas antara lapisan dalam dan lapisan luar akibat perubahan nilai parameter S21 yang lebih drastis pada perbatasan kedua lapisan phantom. Secara kuantitatif, faktor koreksi semakin kecil dengan bertambahnya iterasi dan mendekati nol pada iterasi ke-100.Nilai Mean-Squared Error pada phantom matriks masih cukup besar akibat proses pembobotan, sementara nilai Structural Similarity Index pada ketiga phantom masih jauh lebih kecil dari 1, akibat proses pembobotan pada phantom matriks dan asumsi citra referensi untuk phantom numerik dan phantom fisik. Secara umum, sistem pencitraan gelombang mikro telah berhasil diuji validitasnya secara kualitatif dengan tampilan visual citra rekonstruksi yang serupa dengan citra asli.

---

Cancer is one of the leading cause of death worldwide, and an early detected cancer is likely to get better treatment. Widely used modalities for scanning the presence of cancer such as Computed Tomography and Magnetic Resonance Imaging still have problems related to the cost, size and equipment complexity. Microwave imaging is considered as an alternative modality due to its low health risk, low cost, ease of use, and portability.In this thesis, a microwave imaging system is developed as an alternative for early cancer detection technologies that already exist. The system consists of a pair of dipole antenna with the operating frequency of 3 GHz as the transmitting antenna and the receiving antenna. Object scanning is designed with two configurations, first, only the receiver antenna moved translationally and both transmitter and receiver antennas moved rotationally. Second, both antennas moved translationally and rotationally. The next process is the image reconstruction using Algebraic Reconstruction Technique (ART) algorithm. The performance of the imaging system is validated using three types of phantom. First, the matrix phantom in the form of a 270x270 pixels Shepp-Logan phantom. The second and the third phantoms are two layered cylindrical phantom with an inner diameter of 6 cm representing tumorous tissue and the outer layer diameter is 14 cm representing brain tissue. The second phantom is a numerical phantom designed using CST Microwave Studio with relative permittivity of the inner layer and the outer layer is 78 and 52, respectively. The third phantom is a semisolid physical phantom with relative permittivity of the inner layer is 78.63 and the outer layer is 51.72. The projection of the cross-sectional view in the form of sinogram of the matrix phantom, and the matrices of S21 parameter phantom obtained from object scanning results of numerical and physical phantom, become the input to the image reconstruction system.The qualitative results are analyzed from the visual display and grayscale histogram of the reconstructed images, while the quantitative results are analyzed from the values of iteration correction factor, Mean-Squared Error (MSE), and Structural Similarity Index (SSIM). The visual display of reconstructed images show similar shape and pattern with the original images. The homogeneity of the graylevels increase with increasing iterations. The histograms show dominant gray levels representing types of tissue in the phantoms. In numerical and physical phantoms, reconstructed images from object scanning using the first configuration show similar shapes with the original ones, with blurred display at the boundary between the outer layer and the inner layer. It is caused by omnidirectional radiation pattern of dipole antenna. Results obtained from the second configuration show clearer boundary due to drastical change of S21 parameter value measured at the boundary area. Quantitatively, iterative correction factor is getting smaller with increasing iterations and approaching zero in the 100th iteration. Mean-Squared Error value of the matrix phantom is still quite large due to weighting process while the Structural Similarity Index value of the three phantoms are still much smaller than 1 due to weighting process of the matrix phantom and reference image assumptions of the numerical phantom and the physical phantom. In general, the validity of the microwave imaging system has been successfully tested qualitatively by the visual display similarity of the reconstructed image to the original image."

"Pencitraan gelombang mikro sudah banyak digunakan di dunia dalam berbagai bidang yang berbeda, salah satunya digunakan pada bidang kesehatan. Penerapan dari gelombang mikro dapat digunakan untuk mendiagnosis tumor/kanker payudara dengan menggunakan sensitivitas yang tinggi untuk mendeteksi jaringan abnormal payudara yang memiliki kontras dielektrik yang rendah, dibandingkan dengan jaringan normal lainnya. Skripsi ini merancang sistem validasi algoritma sensitivity-maps pencitraan gelombang mikro yang telah dilakukan dipenelitian sebelumnya. Metode ini memanfaatkan pengukuran dua jenis objek sebagai kalibrasi sistem, yaitu: objek referensi sebagai latar yang tidak terdapat penghambur dan objek kalibrasi berupa objek kecil sebagai penghambur (scattering). Objek yang diuji terdiri dari objek dengan kontras dielektrik rendah yang terbuat dengan menggunakan material Polyurethane Foam, Balsa Wood, dan Expanded Polystyrene. Rekonstruksi dilakukan pada tiga jenis data pengukuran S-Parameter yaitu S11, S21, dan gabungan keduanya. S-parameter diukur pada dua frekuensi, yaitu 3 dan 10 GHz. Hasil pengukuran akan direkonstruksi menggunakan MATLAB untuk dijadi sebuah citra. Selian itu, parameter relative root mean squared error (RRMSE) dan structural similarity index (SSIM) digunakan untuk menganalisis citra secara kuantitatif. Hasil rekonstruksi menunjukkan pengukuran gabungan ( S11 dan S21) dengan kualitas citra terbaik dengan nilai RRMSE 0.082  dan SSIM 0.477

---

Microwave imaging has been widely used in the world in a variety of different fields, one of which is used in the health sector. The application of microwaves can be used to diagnose tumors/breast cancer by using a high sensitivity to detect abnormal breast tissue that has a low dielectric contrast, compared to other normal tissues. This thesis designs a validation system for the sensitivity-maps algorithm for microwave imaging that has been carried out in previous studies. This method utilizes the measurement of two types of objects as system calibration, namely: a reference object as a background where there are no scatterers and a calibration object in the form of small objects as scattering. The objects tested consist of objects with low dielectric contrast made using Polyurethane Foam, Balsa Wood, and Expanded Polystyrene materials. Reconstruction was carried out on three types of S-Parameter measurement data, namely S11, S21, and a combination of both. S-parameters are measured at two frequencies, namely 3 and 10 GHz. The measurement results will be reconstructed using MATLAB to become an image. In addition, the relative root mean squared error (RRMSE) and structural similarity index (SSIM) parameters are used to analyze the image quantitatively. The reconstruction results show the combined measurements (S11 and S21) with the best image quality with an RRMSE value of 0.082 and SSIM 0.477."

"Aplikasi teknik biomedis berkembang dengan cepat dalam beberapa dekade terakhir. Salah satu aplikasi dalam teknik biomedis adalah pencitraan medis yang saat ini sudah diadopsi dan beberapa masih diteliti secara luas. Beberapa teknologi yang sudah diadopsi seperti CT scan, sinar-X, MRI, PET dan SPECT masih memiliki dimensi yang relatif besar, tidak portable dan biaya pembuatan serta pemeliharan yang mahal. Sekarang ini, modality baru yang sedang berkembang seperti pencitraan gelombang mikro (microwave imaging) menawarkan beberapa kelebihan lain terutama biaya yang murah, portable, dan bersifat non-invasive dan non-intrusive. Di dalam teknologi pencitraan medis, beberapa diantaranya menggunakan metode rekonstruksi citra yang berbasis algoritma proyeksi balik (back projection). Oleh karena lamanya proses pengambilan data ketika proses pemindaian (scanning), maka diperlukan sistem akuisisi data yang dapat mengambil data pemindaian secara otomatis.Dalam skripsi ini, dirancang sebuah sistem akuisisi data otomatis untuk pencitraan gelombang mikro yang berbasis algoritma proyeksi balik yang memanfaatkan transformasi Radon. Sistem yang dirancang berupa perpaduan rancangan perangkat keras dan perangkat lunak sehingga menghasilkan integrasi kedua perangkat dalam sebuah sistem akuisisi data pemindaian gelombang mikro. Perangkat lunak yang digunakan berbasis LabVIEW dan board Arduino sebagai interface dalam pengendalian rancangan sistem akuisisi. Pengujian sistem akuisisi data, dilakukan dengan menempatkan sebuah model phantom fisik homogen di antara dua buah antena dipole (sebagai transmitter & receiver) untuk dibandingkan dengan hasil simulasi dengan CST Microwave Studio pada frekuensi 3 GHz dan 5 GHz. Berdasarkan hasil pengujian sistem akuisisi data, diperoleh hasil bahwasanya sistem memiliki tingkat akurasi (step minimum) translasi sebesar 0,5 mm saat proses pemindaian objek. Hasil pembacaan data akuisisi yang diperoleh memiliki kesalahan rata-rata kurang dari 6% dibandingkan dengan hasil simulasi.

---

In few current decades, biomedical engineering applications are growing rapidly, which medical imaging is one of biomedical engineering applications that is currently widely adopted and studied for further improvement. Some existing technologies such as CT scan, X-ray, MRI, PET and SPECT are considerably still bulky, non-portable and relatively high production and maintenance cost. A new growing modality called microwave imaging offers some other advantages especially low cost, portable, which still maintain on non-invasively and non-intrusively technique. In some medical imaging systems usually still use a back projection algorithm to reconstruct the image. Due to the imaging system that uses back projection method takes relatively long scanning process, hence, data retrieval process is required to be performed by an automatically data acquisition system.

In this bachelor thesis, an automatic data acquisition system is designed for microwave imaging purpose by using back projection algorithm that employing Radon transform. The acquisition system is designed as a blend of hardware design and software resulting in the integration of the both in a data acquisition system for microwave imaging. The software developed is a LabVIEW-based and Arduino board is set as an interface for controlling the designed acquisition system. In order to validate the data acquisition system, a homogeneous physical phantom is placed between two dipole antennas (as a transmitter and receiver) and the measured result is compared to the the simulation with CST Microwave Studio at the frequency of 3 GHz and 5 GHz.

According to the testing results from the proposed data acquisition system, the system has an accuracy rate (minimum step) by 0.5 mm of the translation when it scans the object. In addition, an average error of the retrieved data from the acquisition system is less than 6% compared with the simulation results."

"Pengurangan jumlah penderita tumor otak yang meninggal dapat dicegah dengan salah satunya melakukan diagnosis sedini mungkin. Penanganan dalam mendiagnosis lokasi dari tumor tersebut dapat dilakukan secara non-intrusive tanpa memasukkan alat dan non-invasive tanpa merusak yang merupakan syarat untuk mencitrakan objek di dalam tubuh pada bidang kedokteran. Pencitraan gelombang mikro dapat diaplikasikan pada tomografi gelombang mikro. Untuk mencitrakan seluruh jaringan otak mampu didapatkan dengan menggunakan forward problem saja sehingga letak objek yang diinginkan tumor dapat dideteksi juga. Forward problem dapat dicapai dengan menggunakan sistem akuisisi data dengan metode rotasi dan pseudo-rotasi. Pada penelitian skripsi ini akan dirancang sebuah perancangan sistem untuk aplikasi pencitraan gelombang mikro menggunakan algoritma Algebraic Reconstruction Technique ART dengan menggunakan metode rotasi dan pseudo-rotasi. Sistem akuisisi data ini memanfaatkan dipole antenna berfrekuensi 3 GHz dan phantom berbentuk lingkaran sebagai objek. Perangkat keras yang digunakan dalam pengimplementasian sistem akuisisi data yang digunakan adalah menggunakan Signal Hound dan Switching Relay. Sistem antena yang telah dibuat dengan hasil fabrikasi memiliki nilai S11 lebih baik dibandingkan dengan hasil simulasi. Rekonstruksi citra hasil simulasi memberikan hasil yang lebih baik dibandingkan dengan hasil pengukuran, namun hasil pengukuran memberikan hasil yang lebih baik ketika piksel citra ditambahkan dari matriks 15 x 15 menjadi matriks 60 x 60.

---

Reducing the number of brain tumors that die can be prevented by one of them make a diagnosis as early as possible. Handling in diagnosing the location of the tumor can be done non intrusively non invasive and non invasive non destructive which is a requirement for imaging of objects in the body in medicine. Microwave imaging can be applied to microwave tomography. To imaging the entire issues brain can be obtained by using the forward problem only so that the location of the desired object tumor can be detected as well. Forward problem can be achieved by using data acquisition system with rotation and pseudo rotation method.

In this thesis research will be designed a design system for the application of microwave imaging using Algebraic Reconstruction Technique ART algorithm using rotation and pseudo rotation method. The data acquisition system utilizes a 3 GHz dipole antenna and a cylindrical phantom as an object. The hardware used in implementing data acquisition system used is using Signal Hound and Switching Relay.

The antenna system that has been made with the fabrication result has a S11 value better than the simulation result. The simulated image reconstruction gives better results than the measurement results, but the measurement results gives better results when the pixel image is added from the 15 x 15 matrix to the 60 x 60 matrix."

"Penelitian ini mengembangkan algoritma rekonstruksi citra gelombang mikro yang menggunakan pendekatan compressive sensing (CS) dimana data yang digunakan bersifat sparse – jumlah data bernilai nol atau yang dapat diabaikan yang ada dalam sebuah set data jauh lebih banyak dibandingkan jumlah data yang tidak bernilai nol. Pengembangan dilakukan dengan menambahkan total variation (TV) sebagai regularisasi spasial dan menggunakan metode alternating direction method of multipliers (ADMM) untuk menyelesaikan masalah optimasi yang dirancang dalam bentuk lagrange. Dengan merekonstruksi phantom simulasi, hasil rekonstruksi yang dilakukan oleh TV berhasil mengungguli algoritma simultaneous algebraic reconstruction technique (SART) dengan selisih nilai SSIM sebesar 0,0179 dan selisih nilai MSE sebesar 0,0119; dan mengungguli algoritma CS tanpa TV dengan selisih nilai SSIM sebesar 0,1699 dan selisih nilai MSE sebesar 0,0444. Nilai ini menunjukkan bahwa tidak hanya TV berhasil diterapkan pada CS, namun juga berhasil meningkatkan performa dan hasil citra rekonstruksi dari algoritma tersebut.

---

This research improves the compressive sensing (CS) based microwave imaging reconstruction algorithm where used data is sparse – the number of zeros or negligible data of a dataset is far beyond the number of non-zero data. The improvement is done by applying total variation (TV) as the spatial regularization and utilizing alternating direction method of multipliers (ADMM) to solve optimization problem in the form of Lagrange equation. By reconstructing simulation phantom, reconstructed image done by TV surpasses the simultaneous algebraic reconstruction technique (SART) with SSIM margin of 0.0179 and MSE margin of 0.0119; and surpasses CS without TV with SSIM margin of 0.1699 and MSE margin of 0.0444. This shows that not only TV is able to be applied to CS, but also manages to improve the performance of CS algorithm and the reconstructed image of said algorithm."

"ABSTRACTKorban kanker dan tumor akut semakin bertambah tiap tahunnya dan menjadi salah satu penyebab kematian manusia terbanyak di dunia. Kanker dan tumor merupakan sel jaringan tubuh yang tumbuh secara abnormal dan merusak jaringan disekitarnya. Pada awalnya kanker dan tumor tidak memiliki gejala yang pasti pada stadium awal, dan bahkan dapat menyerang jaringan tubuh bagian dalam yang menyebabkan tidak bisa dilihat dengan mata manusia. Penyebab umum dari penderita kanker dan tumor akut adalah telatnya pendeteksian dini. Pendeteksian dini yang murah, proses yang cepat, sistem yang sederhana, dan alat yang portable menjadi salah satu solusi yang tepat untuk mengantisipasi perkembangan kanker ataupun tumor yang lebih jauh. Dari semua metode yang memiliki sistem perangkat keras yang murah, sederhana, dan portable yaitu metode microwave imaging. Algoritma yang paling sederhana dalam microwave imaging adalah Filtered Back Projection (FBP) dan Algebraic Reconstruction Technique (ART). Kedua metode tersebut akan dibandingkan dengan cara merekonstruksi citra phantom fisik buatan yang memiliki dua karakteristik dielektrik yang berbeda. Metode perbandingan kinerja yang dipakai terbagi menjadi dua, yaitu analisis kualitatif dan kuantitatif. Analisis perbandingan secara kualitatif meliputi kasar atau halusnya citra dan keberhasilan membedakan dielektrik secara kasat mata. Sedangkan metode kuantitatif meliputi metode Histogram, Structural Similarity, Mean Squared Error, dan Peak Signal-to-Noise Ratio. Setelah dibandingkan keduanya berhasil membedakan kedua dielektrik tetapi FBP memiliki nilai parameter analisis kuantitatif yang lebih baik dibandingkan ART. Di sisi lain ART menghasilkan citra yang lebih kontras dengan persebaran grayscale level yang lebih lebar dibandingkan FBP dan memperjelas citra yang dihasilkan.

---

ABSTRACTVictims of acute cancer and tumor are growing each year and just become one of the causes of human deaths in the world. Cancer and the tumor tissue cells are actually normal cells that grew abnormally and turn to take over and damage the surrounding tissue. At the beginning, cancer and tumors do not have definite symptoms in its early stages, and can even attack the tissues inside of the body that can not be seen with the human eye. Early detection system which is cheap, quick, simple, and portable is appropriate to anticipate the further development of cancer or tumor. Among all the methods that have a cheap, simple, and portable hardware system is microwave imaging methods. The two simplest algorithm in the microwave imaging are Filtered Back Projection (FBP) and Algebraic Reconstruction Technique (ART). Both of these methods will be compared by reconstructing the image of an artificial physical phantom that has two different dielectric value. Performance comparison method that has been used is divided into two method, namely qualitative and quantitative method. Qualitative comparative analysis covers the smoothness of an image and also the success in distinguishing dielectric value differences by looking the image with normal human eye. While quantitative method includes Histogram, Structural Similarity Index (SSIM), Mean Squared Error (MSE), and Peak Signal-to-Noise Ratio (PSNR). Having compared, their image results managed to distinguish the two dielectric, but in quantitative method FBP results are better than ART. On the qualitative method, ART produces more contrast image with wider distribution grayscale level than FBP, which is make the ART result image more distinguishable for each dielectric value."