2.02 Kinerja Fotometer sebagai Alat Ukur Warna Kulit Manusia Secara In Vitro dan In Vivo

menggunakan tiga lampu LED merah, biru, dan ungu yang didasarkan pada kemiripan pola antara hasil pengukuran fotometer dan chromameter. Seperti yang telah disebutkan sebelumnya bahwa alat fotometer ini akan difungsikan untuk mengukur tingkat perubahan kecerahan kulit normal manusia yang salah satunya dipengaruhi oleh kandungan melanin yang terkandung di dalam kulit. Menurut Kollias dan Baqer 1985, nilai reflektans yang cukup besar untuk melanin berada panjang gelombang lampu LED berwarna merah, dan Dwyer et al. 2002 menyimpulkan bahwa pada panjang gelombang lampu ungu juga dapat diperoleh hal tersebut, sehingga kombinasi lampu yang diperoleh dari hasil AKU dapat digunakan untuk pengukuran kulit in vivo. Informasi yang diperoleh dari pengolahan data pengukuran standar warna berkode A model utama, diperoleh nilai R 2 kalibrasi sebesar 0.9936, R 2 prediksi sebesar 0.9906, RMSEC sebesar 0.8790, dan RMSEP sebesar 1.1334. Nilai korelasi, RMSEC, dan RMSEP model utama untuk memprediksi nilai L tersebut, masih dikatakan baik karena menurut Farkas et al. 2004, model yang memiliki nilai root mean square error of calibration RMSEC dan root mean square error of prediction RMSEP rendah, nilai korelasi antara y prediksi dan nilai y referensi tinggi, dikatakan model tersebut baik. Model utama tersebut dapat digunakan untuk memprediksi nilai L standar warna berkode B, C, dan D Tabel 3. Pengolahan data dengan menggunakan model utama, diperoleh informasi bahwa ketika digunakan model utama lampu merah, biru, dan ungu nilai korelasi antara nilai L aktual dan prediksi untuk standar warna kode B, C, dan D berurut-urut adalah sebagai berikut 0.992; 0.994; 0.994. Hasil-hasil tersebut bisa dikatakan bahwa model utama dapat memprediksi nilai L dengan cukup baik, walaupun nilai prediksi dan aktual masih terlihat adanya perbedaan persen deviasi yang masih cukup besar, namun dilihat dari hasil-hasil tersebut adanya kemiripan pola antara hasil pengukuran menggunakan fotometer dan chromameter, dalam arti bahwa nilai L untuk masing-masing standar warna berkode A, B, C, dan D dari nomor 1–16 sama-sama memiliki pola nilai yang semakin menurun, kecuali pada standar warna berkode C dan D bernomor 4, hal ini dikarenakan perbedaan gradasi antara standar warna bernomor 3 dan 5. Tabel 3 Hasil prediksi nilai L standar warna menggunakan teknik PLS Nomor Standar Warna A B C D L Aktual L Prediksi Deviasi L Aktual L Prediksi Deviasi L Aktual L Prediksi Deviasi L aktual L Prediksi Deviasi 1 83.80 82.18 1.93 83.98 83.75 0.27 83.68 83.14 0.65 83.49 83.14 0.42 2 82.14 81.37 0.94 82.07 81.30 0.93 82.11 82.27 0.20 81.72 81.56 0.20 3 78.97 79.92 1.20 78.77 79.98 1.54 78.97 79.27 0.38 78.75 79.01 0.34 4 77.97 79.70 2.22 77.94 79.62 2.15 78.04

79.62 2.02

77.80 79.26 1.88 5 76.60 77.28 0.89 76.51 77.64 1.47 76.34 77.28 1.23 75.97 77.28 1.72 6 74.22 74.07 0.20 73.78 74.73 1.29 73.86 74.38 0.70 73.65 74.38 0.99 7 70.79 72.07 1.81 70.76 72.70 2.74 70.87 72.60 2.43 70.63 71.99 1.92 8 68.87 67.70 1.69 68.64 68.54 0.15 68.52 68.89 0.54 68.35 68.89 0.79 9 66.89 65.45 2.15 66.79 66.60 0.28 66.76 66.70 0.08 66.70 66.00 1.06 10 64.57 64.08 0.75 64.25 65.28 1.60 64.48 65.28 1.24 64.19 65.28 1.70 11 60.53 60.50 0.05 60.14 61.47 2.21 60.52 61.82 2.15 60.27 61.57 2.16 12 57.64 56.69 1.65 57.09 57.77 1.19 57.35 57.77 0.73 57.01 58.12 1.95 13 55.83 55.71 0.21 54.99 57.15 3.94 55.43 57.15 3.11 55.40 57.15 3.17 14 54.42 54.96 0.99 53.25 56.44 6.00 53.40 55.83 4.56 53.15 55.83 5.05 15 52.43 51.70 1.39 50.63 53.35 5.36 51.63 53.09 2.83 51.44 53.09 3.21 16 47.98 50.41 5.07 46.72 50.81 8.75 47.04 51.06 8.55 46.64 50.71 8.72 Perhitungan Koefisien Baru untuk Prediksi Nilai L Menggunakan 3 Lampu Berdasarkan pengenalan pola menggunakan teknik AKU, diketahui bahwa dengan menggunakan tiga lampu merah, biru, dan ungu dapat diperoleh pola yang mirip antara nilai pengukuran menggunakan fotometer dan chromameter, oleh karena itu dilakukan juga pemodelan persamaan Curve Fit menggunakan tiga lampu. Berdasarkan hasil perhitungan dengan menggunakan rumus sejenis dan nilai pangkat yang serupa 13, dari perangkat lunak DataFit 9 dihasilkan nilai koefisien baru sehingga rumus untuk menghitung L menjadi: 77.81 - 164.22YY L 13 n  11 Setelah diperoleh rumus L maka dilakukan validasi rumus tersebut dengan memprediksi standar warna berkode B, C, dan D Gambar 16a-d. a b c d Gambar 16 Nilai aktual dan prediksi standar warna A a, B b, C d, D d Seperti hasil prediksi menggunakan lima lampu, ketika digunakan hanya 3 lampu terlihat belum dihasilkannya nilai prediksi yang sama dengan nilai aktual, namun bila dilihat nilai korelasi R 2 antara nilai aktual dan prediksi untuk standar warna A, B, C, D berurut-urut adalah sebagai berikut 0.979, 0.976, 0.977, 0.981, hal ini dapat juga menegaskan bahwa terdapat kesesuaian pola antara nilai yang dihasilkan dari alat fotometer dan chromameter. Pengukuran Warna Kulit Normal Manusia Setelah dilakukan pengukuran secara in vitro, untuk mencapai target luaran maka dilakukan pengukuran secara in vivo pengukuran secara langsung pada kulit manusia. Pengukuran kulit manusia hanya dilakukan pada dua mahasiswa saja namun terdapat dua letak target pengukuran pada setiap mahasiswa, hal ini dikarenakan keterbatasan akses dalam penggunaan chromameter. Dalam penelitian ini, dipilih kulit normal manusia tidak dalam kondisi sakit kulit, pada bagian punggung tangan kanan PF, PA dan lengan bagian bawah tangan kanan FF, FA untuk setiap mahasiswa. Penelitian ini merupakan penelitian pendahuluan fotometer untuk dijadikan pengukur perubahan kecerahan warna kulit, jadi belum dilakukan proses perlakuan pemberian bahan kosmetika pencerah kulit pada kulit tangan yang dijadikan contoh pengukuran. Dasar pemilihan punggung tangan dan lengan bagian bawah, dikarenakan kedua bagian tangan ini memiliki perbedaan warna yang cukup signifikan, sehingga dapat dianalogikan pada target luaran yaitu untuk mengukur perubahan kecerahan warna kulit. Proses prediksi menggunakan pendekatan pemodelan persamaan Curve Fit dan kemometrik PLS dengan kombinasi tiga lampu LED merah, biru, dan ungu. Hasil yang diperoleh Gambar 17 dan 18 ketika digunakan pendekatan pemodelan persamaan rumus nomor 11 dan kemometrik memiliki nilai korelasi berurut-urut sebagai berikut 0.979 dan 0.975. Walaupun nilai aktual dan prediksi pengukuran kulit menggunakan pemodelan persamaan memiliki nilai korelasi sedikit lebih tinggi, namun apabila dilihat dari grafik terlihat bahwa pendekatan menggunakan metode kemometrik memiliki nilai prediksi yang mendekati nilai sebenarnya, hal ini dikarenakan proses prediksi menggunakan pemodelan persamaan menggunakan satu rumus saja sehingga kemampuan untuk mendekati nilai sebenarnya agak terbatas, sedangkan ketika digunakan pendekatan kemometrik PLS, komposisi model yang digunakan lebih kompleks dan menyertakan pembobot W sehingga dapat memaksimalkan korelasi antara model skor dari X dan Y. Berdasarkan Gambar 17 dan 18 dapat terlihat bahwa kemampuan model untuk menghasilkan nilai prediksi yang mendekati nilai aktual belum begitu baik, karena nilai prediksi masih jauh dari nilai sebenarnya. Hal ini dikarenakan model yang digunakan berdasarkan pengukuran secara in vitro menggunakan standar warna A yang dicetak pada kertas, tentu saja memiliki matriks yang berbeda dengan kulit manusia sebenarnya, karena warna kulit ditentukan oleh pigmen seperti hemoglobin, melanin, bilirubin, dan karotenoid, sehingga pigmen-pigmen inilah yang diduga dapat memengaruhi hasil pengukuran kulit yang dilakukan secara langsung. Walaupun secara kuantitatif belum diperoleh kecenderungan nilai prediksi yang hampir sama dengan nilai aktual, namun dengan model-model tersebut dapat terlihat kemiripan pola antara pengukuran menggunakan chromameter dan fotometer. Gambar 17 Nilai aktual dan prediksi kulit normal dari pemodelan persamaan Gambar 18 Nilai aktual dan prediksi kulit normal dari metode kemometrik PLS SIMPULAN DAN SARAN Simpulan Pendekatan menggunakan pemodelan persamaan Curve Fit dan metode kemometrik teknik PLS dapat digunakan untuk memprediksi nilai L standar warna dan kulit normal manusia. Kombinasi lampu yang memberikan kesamaan pola antara hasil pengukuran menggunakan chromameter dan fotometer adalah lampu merah, biru, dan ungu. Pendekatan untuk menghitung nilai L kulit normal manusia yang memberikan hasil mendekati nilai L sebenarnya adalah model yang dihasilkan dari metode kemometrik teknik PLS. Dari hasil-hasil penelitian yang telah disebutkan di atas, menunjukkan bahwa fotometer ini berpotensi untuk dijadikan alat ukur perubahan kecerahan warna kulit normal manusia. Saran Pengukuran secara langsung pada kulit normal manusia perlu dilakukan pada beragam variasi kecerahan kulit normal manusia, kemudian pembuatan model prediksi nilai L dibuat berdasarkan pengukuran tersebut, sehingga dapat lebih dipastikan bahwa alat fotometer ini layak digunakan sebagai alat alternatif selain chromameter secara khusus untuk digunakan dalam bidang pengembangan formula bahan kosmetika kulit. DAFTAR PUSTAKA Anonim. 2008. Light Dependent Resistor – LDR. [terhubung berkala]. http:www.sunrom.comfiles3190- datasheet.pdf [2 Des 2010]. Chandra, Franky, Arifianto D. 2010. Jago Elektronika Rangkaian Sistem Otomatis. Jakarta: Kawan Pustaka. CIE Publication No. E308 –99. 2000. Standard practice for computing the colors of objects by using the CIE system. In ASTM standards on color and appearance measurement Ed ke –6. CIE Central Bureau Kegelgasse 27 A-1030 Wien, Austria. Clarys P, Alewaeters K, Lambrecht R, Barel AO. 2000. Skin color measurements: comparison between three instruments: the Chromameter®, the DermaSpectrometer® and the Mexameter®. Skin Research and Technology 6:230 –238. Draaijers LJ, Tempelman FRH, Yvonne, Botman YAM, Kreis RW, Middelkoop E, van Zuijlen PPM. 2004. Colour evaluation in scars: tristimulus colorimeter, narrow-band simple reflectance meter or subjective evaluation?. Burns 30: 103 –107. Dwyer T, Blizzard L, Ashbolt R, Plumb J, Berwick M, Stankovich JM. 2002. Cutaneous melanin density of Caucasians measured by spectrophotometry and risk of malignant melanoma, basal cell carcinoma, and squamous cell carcinoma of the skin. Am J Epidemiol 155:614 –621. Farkas O, Jakus J, Heberger K. 2004. Quantitative Structure antioxidant activity relationship of flavonoid compounds. Molecules 9: 1079-1088. Feather JW, Ellis DJ, Leslie G. 1988. A portable reflectometer for the rapid quantification of cutaneous haemoglobin and melanin. Phys Med Biol. 336:711 – 722. Fullerton A, Fischer T, Lahti A, Wilhelm KP, Takiwaki H, Serup J. 1996. Guidelines for measurement of skin colour and erythema, A report from the Standarization Group of the European Society of Contact Dermatitis. Contact Dermatitis 35:1 –10. Kollias N, Baqer A. 1985. Spectroscopic characteristics of human melanin in vivo. J Invest Dermatol. 85:38 –42. Li M, Urmacher CD. 2007. Histology for Pathologists Ed ke –3. Mills SE, editor. New York: Lippincott William Wilkins. Lohninger H. 2004. Multivariate calibration.[terhubung berkala]. http:www.vias.orgtmdatanalengcc_m ultivaritae.html [20 Februari 2010]. Marieb EN, 1988. Essentials of Human Anatomy and Physiology Ed ke –2. California: The BenjaminCummings. Matts PJ. 2008. New insights into skin appearance and measurement. J of Investigative Dermatology Symposium Proceedings 13:6 –9. Matts PJ, Fink B, Grammer K, Burquest M. 2007. Color homogeneity and visual perception of age, health, and attractiveness of female facial skin. J of the American Academy of Dermatology 57:977 –984. McCaig TN. 2002. Extending the use of visiblenear-infrared reflectance spectrophotometers to measure colour of food and agricultural product. Food Research Inernational 35:731 –736. Menn N. 2004. Practical Optics. New York: Elsevier. Miller JC, Miller JN. 2000. Statistic and Chemometrics for Analytical Chemistry. Ed ke-4. Harlow: Pearson Education. Muizzuddin N, Marenus K, Maes D, Smith WP. 1990. Use of Chromameter in assessing the efficacy of anti –irritants and tanning accelerators. J Soc Cosmet Chem. 41:369 –378. Shriver MD, Parra EJ. 2000. Comparison of narrow –band reflectance spectroscopy and tristimulus colorimetry for measurements of skin and hair color in persons of different biological ancestry. American J of Physical Anthropology 112:17 –27. Soesatyo B, Marwah SD. 2005. Pengungkapan nilai negatif a,b pada chromameter dengan analisa perhitungan. PPI –KIM 2:71–79. Soesatyo B, Marwah SD. 2005. Penentuan perbedaan warna bahan ditinjau pada nilai pencahayaan L. Instrumentasi 29: 13-21. Stchur P, Cleveland D, Zhou J, Michel RG. 2002. A review of recent applications of near infrared spectroscopy, and the characteristics of a novel PbS CCD array-based near infrared spectrometer. Appl Spect Rev 37:383-428. Stephen ID, Smith MJL, Stirrat MR, Perrett DI. 2009. Facial skin coloration affects perceived health of human faces. Int J Primatol 30: 845 –857. Trujillo O, Vanezis P, Cermignani M. 1996. Photometric assessment of skin colour and lightness using a tristimulus calorimeter: reliability of inter and intra – investigator observations in healthy adult volunteers. Forensic Science Int 81:1 –10. Wallace VP, Crawford DC, Mortimer PS, Ott RJ, Bamber JC. 2000. Spectrophotometric assessment of pigmented skin lesions: methods and feature selection for evaluation of diagnostic performance. Phys Med Biol 45: 735 –751. Weatherall IL, Coombs BD. 1992. Skin color measurement in terms of CIELAB color space values. J Invest Dermatol 99: 468 –473. Wold S, Sjostrom M, Eriksson L. 2001. PLS- regression: a basic tool of chemometrics. Chem Intel Lab Syst 58: 109-130. Zain H, Tedjo A, Kusmardi. 2007. Karakterisasi sifat autofluoresensi jaringan adenokarsinoma menggunakan metode analisis multieksitasi. Makara Kesehatan 11:69-75. Zwinkels JC. 1996. Colour –measuring instruments and their calibration. Displays 16 4:163 –171. LAMPIRAN Lampiran 1 Diagram alir penelitian Lampiran 1 Bagan alir penelitian Pengukuran Reflektans Kulit Manusia Menggunakan Fotometer dan Chromameter PCA Pembuatan standar warna dari produk pencerah kulit komersial Karakterisasi panjang gelombang lampu LED Koefisien dan Persamaan baru Analisis data menggunakan Curve Fit Pengukuran Standar Warna Menggunakan Fotometer dan Chromameter Nilai X, Y, Z Analisis data menggunakan Kemometrik PLS Alat Fotometer sebagai alat Pengukur Warna Kulit Pembandingan Koefisien dan Persamaan baru Analisis data menggunakan Curve Fit Pengukuran Standar Warna Menggunakan Fotometer dan Chromameter Alat Fotometer sebagai alat Pengukur Warna Kulit Pembandingan Nilai X, Y, Z Analisis data menggunakan Kemometrik PLS Hasil Lampiran 2 Standar warna dari produk pencerah kulit komersial yang telah dimodifikasi Lampiran 3 Alat Chromameter ® Konica Minolta CR 400 Lampiran 4 Fotometer yang sedang dikembangkan Lampiran 5 Otoskop sumber sinar Lampiran 6 Data pengukuran standar warna A menggunakan fotometer data model Nomor Standar Lampu merah mV Lampu kuning mV Lampu hijau mV Lampu biru mV Lampu ungu mV 1 2 3 Rerata 1 2 3 Rerata 1 2 3 Rerata 1 2 3 Rerata 1 2 3 Rerata Kontrol 2000 2000 2000 2000 2000 1 1995 1995 1995 1995.00 1990 1990 1989 1989.67 1984 1984 1985 1984.33 1986 1987 1987 1986.67 1956 1956 1957 1956.33 2 1995 1994 1994 1994.33 1987 1987 1986 1986.67 1981 1981 1981 1981.00 1984 1985 1985 1984.67 1955 1955 1955 1955.00 3 1993 1992 1993 1992.67 1985 1984 1984 1984.33 1976 1976 1977 1976.33 1982 1982 1982 1982.00 1954 1953 1953 1953.33 4 1995 1995 1995 1995.00 1987 1986 1985 1986.00 1978 1976 1977 1977.00 1980 1980 1980 1980.00 1953 1951 1951 1951.67 5 1992 1993 1993 1992.67 1984 1984 1982 1983.33 1973 1972 1972 1972.33 1977 1978 1978 1977.67 1949 1949 1950 1949.33 6 1991 1992 1991 1991.33 1983 1981 1980 1981.33 1970 1971 1970 1970.33 1975 1976 1975 1975.33 1944 1943 1944 1943.67 7 1988 1990 1989 1989.00 1976 1976 1974 1975.33 1967 1967 1967 1967.00 1974 1974 1974 1974.00 1940 1941 1940 1940.33 8 1981 1982 1981 1981.33 1969 1970 1967 1968.67 1965 1965 1964 1964.67 1973 1973 1973 1973.00 1937 1938 1938 1937.67 9 1977 1979 1979 1978.33 1968 1968 1967 1967.67 1961 1960 1960 1960.33 1970 1970 1971 1970.33 1936 1937 1936 1936.33 10 1976 1978 1978 1977.33 1966 1965 1965 1965.33 1956 1956 1956 1956.00 1969 1969 1970 1969.33 1934 1934 1934 1934.00 11 1970 1971 1972 1971.00 1959 1959 1958 1958.67 1954 1953 1952 1953.00 1968 1968 1968 1968.00 1930 1931 1932 1931.00 12 1963 1963 1964 1963.33 1953 1952 1952 1952.33 1949 1950 1948 1949.00 1967 1967 1967 1967.00 1929 1929 1929 1929.00 13 1962 1962 1962 1962.00 1952 1953 1953 1952.67 1948 1948 1946 1947.33 1966 1966 1966 1966.00 1928 1928 1928 1928.00 14 1960 1962 1962 1961.33 1949 1951 1950 1950.00 1940 1941 1942 1941.00 1965 1965 1965 1965.00 1927 1927 1927 1927.00 15 1956 1956 1957 1956.33 1944 1945 1945 1944.67 1938 1937 1938 1937.67 1964 1963 1963 1963.33 1925 1924 1925 1924.67 16 1952 1952 1952 1952.00 1941 1942 1941 1941.33 1932 1932 1933 1932.33 1963 1962 1963 1962.67 1924 1923 1923 1923.33 Lampiran 7 Data pengukuran standar warna B, C, D menggunakan fotometer data validasi Nomor Standar Lampu merah mV Lampu kuning mV Lampu hijau mV Lampu biru mV Lampu ungu mV B C D B C D B C D B C D B C D Kontrol 2000 2000 2000 2000 2000 1 1994 1994 1994 1990 1989 1990 1986 1984 1984 1988 1987 1987 1959 1958 1958 2 1994 1994 1994 1988 1988 1987 1981 1980 1979 1984 1985 1985 1955 1957 1955 3 1993 1992 1992 1986 1985 1985 1976 1976 1976 1983 1983 1982 1953 1952 1952 4 1995 1995 1994 1985 1985 1985 1977 1977 1976 1983 1983 1983 1950 1950 1950 5 1993 1993 1993 1983 1982 1982 1972 1973 1973 1978 1978 1978 1950 1949 1949 6 1992 1991 1991 1980 1980 1979 1970 1971 1971 1975 1975 1975 1945 1945 1945 7 1990 1989 1988 1975 1975 1975 1969 1968 1968 1974 1975 1974 1942 1942 1942 8 1981 1982 1982 1970 1970 1970 1964 1965 1965 1973 1973 1973 1940 1940 1940 9 1979 1980 1978 1968 1968 1968 1961 1961 1961 1971 1970 1970 1938 1938 1938 10 1979 1978 1978 1965 1968 1967 1958 1958 1958 1970 1970 1970 1935 1936 1936 11 1972 1973 1972 1961 1961 1959 1955 1955 1956 1969 1969 1968 1932 1932 1933 12 1964 1964 1965 1954 1955 1955 1951 1950 1950 1967 1967 1967 1931 1931 1931 13 1964 1964 1964 1954 1954 1954 1948 1950 1948 1966 1966 1966 1930 1930 1930 14 1963 1962 1962 1951 1951 1951 1944 1945 1944 1966 1965 1965 1929 1929 1929 15 1957 1957 1957 1948 1948 1948 1940 1940 1940 1965 1964 1964 1927 1927 1927 16 1953 1953 1952 1943 1942 1942 1935 1935 1935 1962 1963 1963 1926 1926 1926 Lampiran 8 Data pengukuran standar warna A menggunakan Chromameter CR 400 data model Lampiran 9 Data pengukuran standar warna B, C, D menggunakan Chromameter CR 400 data validasi Nomor Standar L a b B C D B C D B C D Pelat putih 94.01 -0.63 5.45 1 83.98 83.68 83.49 3.13 3.68 3.55 7.98 7.55 7.61 2 82.07 82.11 81.72 5.62 5.96 5.89 7.91 7.58 7.88 3 78.77 78.97 78.75 5.70 6.00 5.46 11.20 10.49 11.71 4 77.94 78.04 77.80 7.54 7.54 7.42 14.94 14.90 15.53 5 76.51 76.34 75.97 7.91 8.17 8.34 15.53 15.42 15.79 6 73.78 73.86 73.65 8.25 8.55 8.18 21.02 20.58 21.08 7 70.76 70.87 70.63 11.37 11.49 11.51 19.59 19.42 19.33 8 68.64 68.52 68.35 10.68 10.84 10.39 17.27 16.66 16.70 9 66.79 66.76 66.70 9.19 9.33 9.52 20.64 20.44 20.55 10 64.25 64.48 64.19 10.46 9.96 10.39 22.83 22.85 23.26 11 60.14 60.52 60.27 9.52 9.55 9.38 21.16 21.16 21.30 12 57.09 57.35 57.01 8.03 8.08 8.14 17.87 17.49 17.65 13 54.99 55.43 55.40 9.54 9.37 8.94 20.67 20.22 20.21 14 53.25 53.40 53.15 6.44 6.89 6.31 22.57 21.89 22.02 15 50.63 51.63 51.44 7.46 7.52 6.98 22.25 21.82 22.11 16 46.72 47.04 46.64 8.39 8.31 7.88 19.31 19.02 19.14 Nomor Standar L Rerata a Rerata b Rerata Pelat putih 93.97 -0.62 5.43 1 83.85 83.75

83.80 3.53