IMPLEMENTASI SISTEM PENGAMBILAN KEPUTUSAN UNTUK MENENTUKAN TINGKAT PENYAKIT PERIODENTITIS MENGGUNAKAN POHON KEPUTUSAN

Transkripsi

1 IMPLEMENTASI SISTEM PENGAMBILAN KEPUTUSAN UNTUK MENENTUKAN TINGKAT PENYAKIT PERIODENTITIS MENGGUNAKAN POHON KEPUTUSAN Rachmad Agung Hartantyo Jurusan Teknik Informatika Bidang Studi Intelligent Business System-FTIf, Institut Teknologi Sepuluh Nopember Kampus ITS, Keputih-Sukolilo, Surabaya Abstrak Di bidang medis khususnya dalam bidang kedokteran gigi, penentuan penyakit periodontitis sangat dibutuhkan. Penentuan periodontitis menunjukkan keadaan suatu gigi yang mana jika dibiarkan akan menyebabkan penyakit jantung, stroke dan pneumonia. Metode dalam menentukan tingkatan penyakit periodontitis haruslah benar karena jika tidak demikian maka akan berdampak negatif pada pasien. Penelitian ini mengusung suatu metode pohon keputusan dalam menentukan tingkatan periodontitis. Dalam menentukan pohon keputusan dibutuhkan atribut yang sangat menunjang untuk menentukan tingkatan keakuratan dalam penentuan penyakit. Atribut yang digunakan penelitian ini diantaranya poket, hiperplasi, resesi, perdarahan, keradangan, kalkulus, plak gigi, kegoyangan, vitalitas, migrasi dan malposisi. Dari ujicoba yang dilakukan dihasilkan tingkat akurasi keberhasilan terbaik sebesar 96%. Hal ini mengindikasikan bahwa pohon keputusan ID3 merupakan metode yang menjanjikan dalam proses penentuan tingkatan penyakit periodontitis. Kata kunci: Pohon keputusan, Periodontitis, Atribut, Rekam medik. I. PENDAHULUAN Berdasarkan riset Kesehatan Dasar tahun 2008 dalam 12 bulan terakhir sebanyak 23,4% penduduk Indonesia mengeluhkan adanya masalah gigi dan mulut [1]. Sayangnya dari jumlah tersebut hanya 29,6% yang mencari pertolongan dan mendapatkan perawatan dari tenaga kesehatan. Dari kasus ini mengidentifikasikan masih rendahnya tingkat kesadaran dan tingkat utilitas masyarakat terhadap pelayanan tenaga medis kesehatan gigi. Oleh karena itu dibutuhkan suatu pelayanan secara masal terhadap pemeriksaan karies gigi seperti yang pernah dilakukan oleh dokter gigi dari FKG UGM [1]. Penyakit periodontal sebagai salah satu penyakit gigi dapat berakibat pada penyakit jantung, stroke dan pneumonia. Proses dalam menentukan penyakit periodentitis secara tepat terdapat berbagai cara. Salah satunya dengan menggunakan metode Community Periodontal Index of Treatment Needs (CPITN) [2]. Metode CPITN merupakan sebuah metode untuk menentukan tingkatan penyakit periodentitis. Didalam metode ini terdapat lima tingkatan yang nantinya dapat digunakan dalam menentukan penyakit periodentitis termasuk kategori apa. Namun pemeriksaan gigi untuk identifikasi penyakit periodentitis tidak semudah dengan identifikasi karies gigi apabila diperiksa secara masal [1]. Diperlukan pengisian lembar status rekam medik untuk menentukan status perawatan periodentitis. Pengisian lembar status dan analisa tersebut cukup membutuhkan waktu apabila dilakukaan saat pemeriksaan masal. Oleh karena itu pada tugas akhir ini akan diimplementasikan suatu sistem pengambilan keputusan (SPK) untuk menentukan indeks status perawatan penyakit periodentitis. SPK akan memiliki kemampuan analisa indeks berdasarkan proses belajar yang telah dilakukan sebelumnya. Pembelajaran dalam analisa CPITN adalah pembelajaran berdasarkan pohon keputusan. Pembelajaran tersebut dipilih karena status periodentitis dipengaruhi dari beberapa atribut kondisi gigi antara lain perdarahan, keradangan, plak gigi, kegoyangan, dan atribut lainnya [3]. Aturan dari pohon keputusan sebagai hasil pembelajaran sistem diidentifikasi dari pengetahuan lapangan dokter gigi yang diambil berdasarkan rekam medis pasien.

2 II. Tujuan Tujuan dari pembuatan tugas akhir ini adalah untuk membuat sistem yang memberikan rekomendasi tingkatan penyakit periodentitis dan kebutuhan perawatan gigi. III. TEORI PENUNJANG A. Definisi Penyakit Periodontitis Periodontitis (''peri''= sekitar,''odont''= gigi, -''itis = peradangan) mengacu pada sejumlah penyakit peradangan yang mempengaruhi periodonsium. Periodontitis merupakan suatu kondisi radang kronis karena induksi mikroba yang menyebabkan peradangan gingiva(radang gusi), kerusakan periodontal dan alveolar bone loss. Secara umum penyakit ini dapat diklasifikasikan menjadi gingivitis dan periodentitis. Ginggivitis yang berlanjut, berkembang menjadi keradangan pada jaringan periodontal yang irreversible yakni periodontitis. Periodontitis merupakan salah satu penyakit periodontal yang sangat tinggi prevalensinya, berupa keradangan pada jaringan penyangga gigi yang menyangkut ginggiva, sementum, ligament periodontal dan tulang alveolar. Periodontitis didefinisikan sebagai penyakit keradangan jaringan penyangga gigi yang disebabkan oleh kelompok mikroorganisme spesifik, menyebabkan kerusakan yang progresif pada jaringan periodontal dengan pembentukan poket, resesi atau pun keduanya. Periodontitis adalah suatu infeksi atau peradangan yang disebabkan oleh dominasi organism gram negates dalam plak[4]. Periodontitis ditandai oleh kerusakan ligament periodontal dan tulang alveolar dan merupakan salah satu penyakit jaringan penyangga gigi yang paling luas penyebaranya dalam masyarakat. Perbedaan antara gigi yang sehat dan gigi yang terkena periodontitis seperti pada gambar 2.1. Didalam gambar tersebut terlihat jelas perbedaannya dimana gigi yang sehat tampak rapi dan rapat sedangkan di dalam gigi periodontitis terdapat jarak gigi satu dengan gigi yang lain terdapat rongga. Selain itu penyebab terjadinya periodontitis dapat ditunjukkan dengan terjadinya penurunan pada gusi yang dimana gusi tersebut telah terkikis. Penyebab periodontitis umumnya disebabkan oleh plak. Plak adalah lapisan tipis biofilm yang mengandung bakteri, produk bakteri, dan sisa makanan seperti pada gambar 2.2. Lapisan ini melekat pada permukaan gigi dan berwarna putih atau putih kekuningan. Plak yang menyebabkan gingivitis dan periodontitis adalah plak yang berada tepat di atas garis gusi. Bakteri dan produknya dapat menyebar ke bawah gusi sehingga terjadi proses peradangan dan terjadilah periodontitis. Periodontitis pada awalnya tidak menyakitkan penderitanya, namun pada tahap lanjut bisa membuat gigi-gigi mudah lepas. Infeksi bakteri menggerus tulang tempat berpijak gigi dan melemahkan perlekatannya seperti pada gambar 2.3. Selain karies gigi, periodontitis adalah penyebab umum kehilangan gigi pada orang dewasa[5]. Periodontitis memiliki gejala yang sangat sedikit sehingga banyak pasien yang baru berobat setelah penyakit itu berkembang secara signifikan. Gejala yang dapat timbul antara lain: Gusi memerah atau berdarah saat menyikat gigi atau menggigit makanan keras (jambu biji, misalnya). Gusi sering membengkak. Halitosis atau bau mulut, dan rasa getir terus-menerus dalam mulut. Resesi gingiva, sehingga gigi tampak memanjang. (Ini juga dapat disebabkan karena menyikat gigi terlalu keras atau menggunakan sikat gigi terlalu kaku). Lubang dalam di antara gigi dan gusi. Gigi longgar, pada tahap lanjut (meskipun hal ini mungkin terjadi karena alasan lain). Dokter gigi biasanya akan melakukan pemeriksaan klinis pada jaringan gusi dan melihat apakah ada gigi-gigi yang mengalami kegoyangan. Hubungan antara gigi-gigi rahang atas dan bawah saat menggigit juga akan diperiksa. Kemudian dokter gigi akan melakukan pemeriksaan yang disebut periodontal probing, yaitu teknik yang digunakan untuk mengukur kedalaman poket (kantong yang terbentuk di antara gusi dan gigi) seperti pada gambar 2.4. Kedalaman poket ini dapat menjadi salah satu petunjuk seberapa jauh kerusakan yang terjadi. Sebagai tambahan, pemeriksaan radiografik (x-rays) juga perlu dilakukan untuk melihat tingkat keparahan kerusakan tulang. Pada kasus-kasus periodontitis yang belum begitu parah, biasanya perawatan yang diberikan adalah root planing dan kuretase, yaitu pengangkatan plak dan jaringan yang rusak dan mengalami peradangan di dalam poket dengan menggunakan kuret. Tujuan utamanya adalah menghilangkan semua bakteri dan kotoran yang dapat menyebabkan peradangan[5]. Setelah tindakan ini, diharapkan gusi akan mengalami penyembuhan dan perlekatannya dengan gigi dapat kembali dengan baik.

3 Pada kasus-kasus yang lebih parah, tentunya perawatan yang diberikan akan jauh lebih kompleks. Bila dengan kuretase tidak berhasil dan kedalaman poket tidak berkurang, maka perlu dilakukan tindakan operasi kecil yang disebut gingivectomy. Tindakan operasi ini dapat dilakukan di bawah bius lokal. Pada beberapa kasus tertentu yang sudah tidak bisa diatasi dengan perawatan di atas, dapat dilakukan operasi dengan teknik flap, yaitu prosedur yang meliputi pembukaan jaringan gusi, kemudian menghilangkan kotoran dan jaringan yang meradang di bawahnya[5]. Antibiotik biasnya diberikan untuk menghentikan infeksi pada gusi dan jaringan di bawahnya. Perbaikan kebersihan mulut oleh pasien sendiri juga sangat penting. Pencegahan pada periodontitis dapat dilakukan dengan berbagai cara. Diantaranya sebagai berikut : Sikat gigi dua kali sehari, pada pagi hari setelah sarapan dan malam hari sebelum tidur. Lakukan flossing sekali dalam sehari untuk mengangkat plak dan sisa makanan yang tersangkut di antara celah gigi-geligi. Pemakaian obat kumur anti bakteri untuk mengurangi pertumbuhan bakteri dalam mulut, misalnya obat kumur yang mengandung chlorhexidine. Lakukan konsultasi terlebih dahulu dengan dokter gigi Anda dalam penggunaan obat kumur tersebut. Berhenti merokok Lakukan kunjungan secara teratur ke dokter gigi setiap 6 bulan sekali untuk kontrol rutin dan pembersihan. B. Kebutuhan Perawatan Dalam menentukan suatu periodontitis, dokter tidak hanya menentukan tingkatan penyakit saja. Akan tetapi juga menentukan kebutuhan suatu perawatanannya. Kebutuhan perawatan sangat lah penting untuk dapat menyembuhkan penyakit periodontitis. Dalam menentukannya juga tidak asal memeberikan perawatan begitu saja. Harus ada rule-rule yang telah ditentuakan. Untuk menentukan tingkat perawatan periodontitis harus memperhatikan tingakatan penyakit periodontitis terlebih dahulu. Kebutuhan perawatannya seperti pada gambar Kebutuhan Periodontitis Perawatan I 2 II 3 4 III Gambar Kebutuhan Perawatan Berdasarkan gambar 2.12 kebutuhan dapat ditentukan berdasarkan tingkatan periodontitis. Pada tingkatan periodontitis 0 maka kebutuhannya 0, begitu seterusnya hingga tingkatan periodontitis terakhir. Akan tetapi pada tingkatan periodontitis tingkat 2 dan 3 kebutuhan perawatannya berupa tingkat II. Kebutuhan perawatan berdasarkan tingkatanya dapat dibedakan menjadi 4 bagian. Perawatan yang dilakukan dapatdilihat pada gambar Pada gambar tersebut dapat dilihat masing-masing kebutuhan perawatan yang dibutuhkan pada setiap gigi. Kebutuhan Perawatan 0 I II II C. Pohon Keputusan Keterangan Tidak memperlukan perawatan. Memperbaiki kebersihan mulut. Memperbaiki kebersihan mulut dan scaling. Memperbaiki kebersihan mulut, scaling dan perawatan kompleks. Dalam algoritma pohon keputusan ID3 konsepnya dengan membangun pohon keputusan seacara top-down. Dimana atribut yang memeliki kreteria sebagai atribut yang terpilih maka akan menjadi root. Untuk menentukannya sebagai root maka dilakukan suatu perhitungan statistik. Langkah pertama dengan menentukan entropy dari setiap atribut. Entropy merupakan suatu parameter untuk mengukur tingkat keberagaman (heterogenitas) dari kumpulan data. Semakin heterogen, nilai entropi semakin besar[7]. Perhitungan entropy pada ruang sample (S) dinyatakan sebagai berikut : Entropy(S) = Keterangan : S adalah ruang (data) sample yang digunakan untuk training. c adalah jumlah nilai yang ada pada attribut target (jumlah kelas klasifikasi). adalah jumlah proporsi sampel (peluang) untuk kelas i.

4 Setelah didapatkan nilai dari entropy suatu atribut dari data sample maka langkah selanjutnya dengan menghitung nilai dari information gain nya. Information gain digunakan untuk mengukur keefektifan sebuah atribut dalam klasifikasi data training. Information gain menyederhanakan reduksi entropy oleh partisi sample menurut atributnya. Gain (S,A) adalah reduksi entropy jika di urutkan berdasarkan A[6], maka : (,) =!(") " $!(" " $ ) $%&'()*(+) Keterangan : A adalah attribut. V adalah nilai yang mungkin untuk atribut A. Value (A) adalah sekumpulan nilai kemungkinan untuk atribut A. " $ adalah jumlah sample untuk nilai v. " adalah jumlah seluruh sample data. Entropy(Sv) adalah entropy untuk sampel yang memiliki nilai v. Dalam mengubah data menjadi tree, dilakukan langkah sebagai berikut : 1. Menentukan node terpilih. 2. Menyusun tree. Untuk menentukan node terpilih, digunakan nilai entropy dari setiap kriteria dengan sample yang ditentukan. Node terpilih adalah kreteria dengan entropy yang paling kecil sebagai node awal. Leaf node berikutnya dapat dipilih pad bagian yang mempunyai nilai + dan -. Proses ini dilakukan satu persatu untuk menyusun leaf node baru hingga dua kondisi ini ditemukan : 1. Tiap atribut telah termasuk dalam path melalui tree. 2. Sample training yang berhubungan dengan leaf node tersebut memiliki nilai target atribut yang sama (missal : entropy bernilai 0). IV. DESAIN SISTEM A. Deskripsi Sistem Aplikasi menentukan tingkatan penyakit periodontitis terdiri dari tiga tahapan utama, yaitu data masukan, pohon keputusan dan solusi. Blok diagramnya seperti pada gambar 3.1. Gambar 3.1 Blok diagram Sistem pengambilan keputusan Pada tahap pertama adalaha tahap data masukan. Data masukkan ini merupakan data yang diperoleh dari rekam medik yang didapatkan dari Fakultas kedokteran gigi Universitas Airlangga. Pada data ini berisi keterangan data diri pasien, keterangan mengenai gejalah penyakit periodontitis pada setiap gigi, tingkatan hasil dari penyakit periodontitis pada setiap gigi dan hasil perawatan dari gigi. Pada tahap ini akan mengetahui variabel yang mempunyai pengaruh paling besar terhadap penyakit periodontitis. Tahap ini akan menghasilkan atribut yang kemudian akan menjadi masukan dalam tahap system pengambil keputusan. Tahap kedua merupakan tahap pohon keputusan. Pada tahap ini merupakan analisis dalam penentuan penyakit periodontitis. Solusi ini direkomendasikan melalui konsep decision tree. Konsep yang diambil dari decision tree dengan memperhitungkan tiap parameter yang tersusun dalam rule untuk diambil keputusan. Tahap ketiga atau tahap akhir merupakan tahap yang menghasilkan keputusan dari proses dari tahap kedua. Tahap ini berupa hasil dari tingkatan penyakit periodontitis beserta kebutuhan perawatannya. Fokus penelititan pada tugas akhir ini adalah menerapkan decision tree untuk direkomendasikan solusi yang tepat dalam menentukan tingkatan penyakit periodontitis dengan memperhatikan data-data dari pasien yang terkena penyakit periodontitis. B. Desain Sistem Pada subbab ini akan dijelaskan tentang desain dari sistem untuk menentukan tingkatan penyakit periodontitis dengan menggunakan metode pohon keputusan. Desain ini meliputi desain data, desain proses serta desain tampilan dari sistem ini. Desain data berisi penjelasan yang meliputi desain data masukan, data proses dan data keluaran dari sistem ini. Pada desain proses berisikan penjelasan mengenai rencana berjalannya sistem seperti proses menentukan pohon keputusancc dengan nilai entropy dan nilain information gainnya. Dari semua rencana proses diharapkan akan didapatkan hasil yang sesuai. Desain antarmuka berisikan

5 mengenai penjelasan bagaimana bentuk antarmuka yang direncanakan dalam aplikasi ini. atau gejalah dari periodontitis. Selain itu di dalam rekam medik terdapat kebutuhan dari perawatan periodontitis. Pada gambar 4.1 merupakan contoh dari rekam medic. Gambar 4.1. Data Rekam medik. V. PENGUJIAN DAN ANALISA Pada bab ini dijelaskan mengenai rangkaian uji coba dan evaluasi yang telah dilakukan. Uji coba ditujukan untuk melihat sejauh mana keberhasilan dari implementasi perangkat lunak ini dan evaluasi dilakukan dengan melakukan analisa terhadap hasil dari ujicoba dan juga untuk mendapatkan kesimpulan dan saran untuk pengembangan kedepan bagi implementasi aplikasi perangkat lunak ini. Data uji coba yang digunakan merupakan data rekam medik dari pasien penyakit periodentitis di Fakultas kedokteran gigi Universitas Airlangga pada tahun Data tersebut dilengkapi dengan keterangan-keterangan mengenai berbagai hal mengenai periodontitis. Diantarannya keterangan pasien mulai dari nama pasien, usia, dokter serta kebutuhan dari kreteria Dari data pada gambar 4.1 maka nilai yang didapatkan dapat dimaksutkan pada tabel 4.1. Tujuan dari ujicoba ini adalah untuk membuktikan tingkat akurasi dari aplikasi yang dibuat dibandingkan dengan Data yang ada pada data rekam medik. Skenario yang dilakukan dalam proses ujicoba ini adalah sebagai berikut: Pilih berapa data yang akan di generate untuk dijadikan pohon keputusan. Memasukkan data uji coba pada sistem untuk menentukan tingkat penyakit periodontitis. Membandingkan dengan data yang ada pada rekam medik. Berikut ini adalah uji coba yang dilakukan untuk menentukan tingkatan penyakit periodontitis. Uji coba yang pertama dengan mengggunakan data seperti pada tabel 4.1.

6 Tabel 4.1 Data Rekam medik pasien No Atribut Peri Gig 1 1 o i R R R S S S R R R R S S S S R R R R R R R R R R R R R R B B B R Aplikasi yang dibuat ini bertujuan untuk menentukan tingaktan penyakit periodontitis dengan menggunakan pohon keputusan. Data yang digunakan sebagai data pembanding pada aplikasi ini adalah rekam medik rumah sakit gigi dan mulut laboratorium Upf Periodonsial fakultas kedokteran gigi unair. Setelah dilakukan percobaan dengan data yang telah disesuaikan didapatkan sebagai berikut : Tabel 4.2. Perbandingan percobaan yang dilakukan. No Gigi PERIODONTITIS Data Asli Percobaan 1 Percobaan Percobaan Nilai yang didapat dari tabel diatas dengan menentukan tingkatan periodontitis. Nilai yang di dapatkan berasal dari 11 atribut yang terdiri dari poket, hiperplasi, resesi, perdarahan, keradangan, kalkulus, plak gigi, kegoyangan, vitalitas, migrasi dan malposisi. Pada atribut poket inputan terdiri dari ringan, sedang dan berat. Sedangkan atribut yang lain inputan terdiri dari ya dan tidak. Hasil yang didapatkan berupa tingkatan periodontitis yang terdiri dari 0,1,2,3 dan 4. Untuk mendapatkan tingkatan periodontitis nilai yang harus ditentukan dengan mencari nilai entropy. Setelah nilai entropy didapatkan dari setiap atribut lalu mencari nilai dari information gain. Nilai dari information gain ini yang akan dibandingkan untuk mendapatkana keputusan. Setelah didapatkan hasil dimasukkan pada database lalu dibandingkan pada setiap atribut sehingga didapatkan hasil dari keputusan tersebut. Pada tabel 4.2 merupakan hasil dari tiga percobaan yang telah dilakukan. Tabel diatas menunjukkan pada percobaan pertama didapatkan perbedaan sebanyak tiga buah. Pada percobaan pertama tingkat keakuratan mencapai 90,625%. Nilai ini didapatkan dari jumlah kebenaran sebesar 29 dari 32 data dikalikan 100%. Sedangkan pada percobaan ke dua didapatkan perbedaan sebanyak satu. Untuk itu tingkat ke akuratnya mencapai 96%.Nilai ini

7 didapatkan dari jumlah kebenaran sebesar 31 dari 32 data dikalikan 100%. Pada percobaan yang ketiga tidak ditemukkannya perbedaan pada saat menentukan tingkatan periodontitis. Untuk menentukan kebutuhan perawatan pada tingkatan periodentitis seperti pada tabel Jika tingkatan periodontitis menunjukkan 0 dan 1 maka kebutuhan perawatan juga menunjukkan 0 dan 1. Sedangkan pada tingkatan periodontitis 2 dan 3 menunjukkan kebutuhan perawatan 2. Dari ketiga percobaan diatas, didapatkan tingkat keakurasian yang berbeda-beda untuk menentukan tingkat periodontitis. Hal ini berarti bahwa perbedaan jumlah data dalam menentukan tingkatan periodontitis sangat dipengaruhi dalam jumlah kelas. Untuk menentukan perbedaan dari nilai yang didapatkan untuk menentukan tingakatan periodontitis tergantung jumlah terbesar dari nilai information gainnya. Setelah dilakukan percobaan pada tingkatan periodontitis hal ini membuktikan bahwa pohon keputusan efektif untuk di gunakan dalam menentukan tingaktan periodontitis. VI. KESIMPULAN Berdasarkan hasil pengujian dan analisa yang telah dibahas sebelumnya maka dapat diberikan beberapa kesimpulan bahwa : Perangkat lunak yang digunakan dengan menerapkan pohon keputusan ID3 dapat menentukan tingkatan penyakit periodontitis dengan tingkat keakuratan terendah 90,62% dan tingkat keakurasian tertinggi sebesar 96%. Ketepatan dan keakuratan data training menentukan model tree yang dibentuk sehingga menentukan kemampuan tree tersebut dalam menentukan keputusan akhir. Hasil uji coba menunjukkan bahwa : Membangun model pohon keputusan ID3 hanyalah satu langkah dalam pengklasifikasian data sedangkan mempersiapkan data training yang tepat dan akurat, serta pengujian model adalah sangat penting sehingga model tree yang terbentuk dapat diandalkan untuk menganalisa suatu data. [2] Ziebolz, Dirk.,Ivette Szabadi, Sven Rinke Initial periodontal screening and radiographic findings A comparariton of two methods to evaluate the periodontal situation. Germany : University Medical Centre Goettingen. [3] Tampubolon, Nurmala Situmorang Dampak karies gigi dan penyakit periodontal terhadap kualitas hidup. Medan: Universitas Sumatera Utara. [4] Raningsih, Anggara Periodontitis sebagai resiko terjadinya diabetes mellitus. Surabaya: Universitas Airlangga. [5] Adolgopar Gigi dan mulut : Periodontitis. From Diakses tanggal 1 Juli [6] Suyanto, ST, MSc Decision tree learning. Bandung : Informatika. [7] Basuki, Ahmad Decision Tree. Surabaya: Politeknik Elektronika Negeri Surabaya. [8] Teknomo, Kardi How Decision Tree Algorithm Work.From DecisionTree/ how-decision-tree-algorithmwork.htm. Diakses tanggal 30 Juni DAFTAR PUSTAKA [1] Satria FKG UGM Gelar Pemeriksaan Gigi Gratis. From http : // rilis& artikel=2814. Diakses tanggal 26 April 2011.