PERANCANGAN SISTEM PAKAR PENYAKIT PARU-PARU MENGGUNAKAN METODE VCIRS

Transkripsi

1 Makalah Nomor: KNSI-73 PERANCANGAN SISTEM PAKAR PENYAKIT PARU-PARU MENGGUNAKAN METODE VCIRS Rissal Efendi 1, Indrastanti Ratna Widiasari 2 1 Program Studi Teknik Informatika, STMIK PROVISI, Jl. Kyai Saleh Semarang 2 Fakultas Teknologi Informasi, UKSW, Jl. Diponegoro Salatiga 1 rissal05@gmail.com, 2 indrastanti@staff.uksw.edu 1. Pendahuluan Perkembangan teknologi aplikasi komputer semakin maju, bahkan telah merambah pada seluruh aspek kehidupan manusia. Komputer telah berkembang menjadi alat pengolah data, penghasil informasi, dan juga dapat membantu dalam proses pengambilan keputusan, bahkan para ahli terus mengembangkan kecanggihan komputer agar komputer dapat memiliki kemampuan seperti manusia. Ilmu komputer yang mempelajari kemampuan komputer untuk bertindak dan memiliki kecerdasan seperti manusia yang dikenal sebagai kecerdasan buatan, yang termasuk dalam kecerdasan buatan antara lain: penglihatan komputer, pengolahan bahasa alami, robotika, sistem syaraf buatan, sistem pakar(expert system). Sistem pakar adalah sistem berbasis komputer yang menggunakan pengetahuan, fakta dan teknik penalaran dalam memecahkan masalah yang biasanya hanya dapat dipecahkan oleh seorang pakar dalam bidang tersebut [1]. Program ini bertindak sebagai seorang konsultan yang cerdas atau penasihat dalam suatu lingkungan keahlian tertentu. Sistem pakar dibangun bukan berdasarkan algoritma tertentu melainkan berdasarkan basis pengetahuan dan basis aturan. Salah satu penerapan sistem pakar adalah dalam bidang medis. Untuk penyakit-penyakit khusus diperlukan keahlian seorang dokter spesialis dalam bidang tersebut untuk melakukan diagnosa dan pemeriksaan, sehingga pengobatan yang dilakukan benar-benar tepat dan akurat. Namun masalahnya, saat ini penyebaran dokter spesialis belum merata di Indonesia, sehingga di wilayahwilayah tertentu masih kekurangan tenaga medis, khususnya dokter spesialis. Akibatnya pasien mengalami kesulitan bila ingin memeriksakan ke dokter spesialis. Untuk menangani masalah tersebut, dibutuhkan suatu sistem yang bisa melakukan diagnosa terhadap penyakit-penyakit khusus, serta dapat memberikan solusi mengenai pengobatan yang tepat, sehingga dapat membantu paramedis untuk mendiagnosa penyakit lebih tepat dengan cara melakukan dialog interaktif mengenai gejala-gejala penyakit yang diderita oleh pasien. 2. Sistem Pakar Definisi sistem pakar adalah sebuah program komputer yang dirancang untuk mengambil keputusan seperti keputusan yang diambil oleh seorang pakar, dimana sistem pakar menggunakan pengetahuan (knowledge), fakta, dan teknik berfikir dalam menyelesaikan masalah-masalah yang biasanya hanya dapat diselesaikan oleh seorang pakar dari bidang yang bersangkutan. Konsep dasar sistem pakar ditunjukkan pada Gambar

2 Gambar 1 Konsep Dasar Sistem Pakar Sistem pakar disusun dua bagian, yaitu lingkungan pengembangan dan lingkungan konsultasi. Lingkungan pengembang digunakan untuk memasukkan pengetahuan pakar dalam lingkungan sistem pakar, sedangkan lingkungan konsultasi digunakan pengguna yang bukan pakar untuk memperoleh pengetahuan pakar. Sistem pakar dirancang agar dapat memecahkan suatu permasalahan tertentu dan mencari solusi akhir dari suatu masalah sesuai dengan data-data dan fakta-fakta yang ada dan dapat diimplementasikan. Tujuan dari sebuah sistem pakar adalah mentransfer kepakaran yang dimiliki seorang pakar kedalam komputer, sehingga dapat digunakan oleh orang banyak (non expert). Gambar 3 Arsitekturr SBA Tradisional [6] Gambar 3 adalah arsitektur dari SBA tradisional yang selanjutnya dikembangkan menjadi VCIRS. Pengembangan ini dilakukan karena VCIRS memiliki keunggulan-keunggulan tertentu yang belum dimiliki oleh SBA tradisional. Penjelasan dari arsitektur VCIRS ditampilkan pada Gambar 3 Asitektur dari VCIRS ini lebih detail dibandingkan dengan arsitektur SBA tradisional. Sistem pakar mempunyai beberapa komponen utama, yaitu antarmuka pengguna (user interface), basis data sistem pakar (expert system database), akuisisi pengetahuan (knowledge acquisition), dan mekanisme inferensi (inference mechanism). Selain itu ada satu komponen yang hanya ada pada beberapa sistem pakar, yaitu fasilitas penjelasan (explanation facility). 3. VCIRS (Variable-Centered Intelligent Rule System) Gambar 4 Arsitektur Sistem Pakar Menggunakan VCIRS [2] Variable-Centered Intelligent Rule System VCIRS digunakan untuk merepresentasikan (VCIRS) merupakan gabungann dari SBA(Sistem Knowledge Base (KB) dan mendukung refinement Berbasis Aturan-Rule Base System) dan RDR(Ripple module untuk mengelola KB yang up-to-date. Down Rule). VCIRS merupakan sistem yang Gambar 6 menjelaskan tentang arsitektur VCIRS melakukan modifikasi terhadap sistem yang sudah dimana dipresentasikan oleh pengguna dan menuju ada yaitu SBA dan RDR, dengan penjelasan SBA ke memori kerja selama pembangunan pengetahuan, melakukan pembangunan rule dengan mudah dan disimpan secara permanen ke dalam Variabledisaat sistem menyimpan mengambil keunggulan dari RDR berupa centered Rule Structure kemampuan inferensia yang cepat. informasi rule dan menghitung kejadian dari setiap hal yang dipresentasikan. Informasi rule yang telah tersimpan digunakan oleh Variable Analysis untuk mendapatkan important degree. Kejadian dari setiap digunakan oleh Value Analysis untuk mendapatkan usage degree. Usage degree membantu pengguna sebagai garis pedoman selama pembangunan dan inferensia pengetahuan untuk penentuan variabel 292

3 mana yang diinginkan untuk dikunjungi pertama kalinya. Usage degree bersama important degree akan mendukung Rule Generation untuk memproduksi rule baru. Arsitektur sistem dari VCIRS mendukung tiga operasi yang berhubungan dengan KB, yaitu [7]: 1. Pembangunan pengetahuan yang memperbolehkan pengguna untuk membuat KB dari tidak ada sama sekali atau untuk melakukan perbaikan KB yang telah ada. VCIRS membangun KB baru berdasarkan kasus yang disediakan oleh pengguna. 2. Perbaikan pengetahuan, memperbolehkan pengguna untuk mendapatkan important degree (derajat kepentingan) dan usage degree (derajat kegunaan) dari suatu rule, atau untuk membangkitkan rule baru. 3. Inferensia pengetahuan untuk melakukan inferensia dari KB. Inferensia dapat dilakukan menggunakan metode inferensia RDR atau RBS. Ada dua pendekatan inferensia yang dipakai dalam operasi ini, yaitu pendekatan RBS dan RDR. Inferensia pengetahuan secara mudah adalah proses pembangunan pengetahuan tanpa aksi yang dilakukan oleh pengguna. Pengguna memasukkan dan sistem berjalan melalui penelusuran proses, saat VCIRS melakukan proses forward chaining sederhana. Setiap variabel disimpan bersama dengan posisinya, proses inferensia dapat berjalan sangat cepat karena VCIRS menemukan sebuah variabel, rule dengan mudah melalui posisinya. Selama proses inferensia, VCIRS memperlakukan sebuah rule sebagai rangkaian dari node (rule dalam RBS). Ia mengabaikan isi konklusi dari setiap node, kecuali konklusi pada node terakhir sebagai konklusi dari rule. Inferensia memperlakukan sebuah rule sebagai rule (besar) dimana clause part-nya mengandung semua clause part dalam setiap node dari rangkaian dan conclusion part-nya adalah konklusi dari node terakhir. Sehingga dari sini, operator clause adalah operator AND (dari semua clauses), yang juga merupakan jenis operator konklusi jika ada lebih dari satu nilai konklusi dalam suatu node. ID dari sebuah rule sama dengan <Node ID> terkecil dari setiap rule. 4. Penyakit Paru-Paru Berbagai macam penyakit paru-paru yang ada, penelitian ini membahas tentang beberapa penyakit paru-paru diantaranya Bronkitis Akut, Bronkitis Kronis, Empisema, Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK)/Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), Bronkiektasis, Pneumoni, Pneumocystis Pneumonia, Abses Paru, Tuberkulosis Paru, Penyakit paru karena Jamur, Efusi Pleura (Pleuritis Exudativa), Pneumotoraks, Pneumomediastinum, Tumor Paru, Penyakit Paru karena Pekerjaan (Occupational Lung Diseases), Edema Paru, Kegagalan Pernapasan, Sindrom Lobus Medialis, Sindroma Vena Kava Superior (SVKS), Keracunan Oksigen, Sindrom Goodpasture [8]. 5. Aplikasi Sistem Pakar Penyakit Paru Pada sistem pakar untuk mendiagnosa penyakit paru-paru ini membutuhkan dua hal yang penting untuk dapat menentukan suatu penyakit yang diderita pengguna, dua hal tersebut adalah basis pengetahuan dan mesin inferensi. Basis pengetahuan berisi fakta-fakta yang dibutuhkan sistem, sedangkan mesin inferensi digunakan untuk menganalisa faktafakta yang dimasukkan pengguna hingga dapat ditemukan suatu kesimpulan. Basis pengetahuan yang diperlukan sistem terdiri dari gejala penyakit, jenis penyakit, dan saran terapi. Data yang menjadi input bagi sistem adalah data gejala yang didapat dari pemeriksaan yang dilakukan oleh paramedis. Data tersebut digunakan oleh sistem untuk menentukan jenis penyakit yang diderita pasien. Aturan-aturan penentuan penyakit diatur menurut gejala-gejala yang dimasukkan. Aturan-aturan tersebut ada pada Tabel 1. Tabel 1 Aturan Penentuan Penyakit Gambar 6 Rule Structure[6] 293

4 Tabel 2 Jenis Terapi Data-data yang menjadi output bagi sistem adalah data jenis penyakit, dan data saran terapi. Jenis-jenis penyakit yang menjadi output antara lain: Bronkitis Akut, Bronkitis Kronis, Empisema, Penyakit Paru Obstruktif Kronik (PPOK) = Chronic Obstructive Pulmonary Disease (COPD), Bronkiektasis, Pneumoni, Pneumocystis Pneumonia, Abses Paru, Tuberkulosis Paru, Penyakit paru karena Jamur, Efusi Pleura (Pleuritis Exudativa), Pneumotoraks, Pneumomediastinum, Tumor Paru, Penyakit Paru karena Pekerjaan (Occupational Lung Diseases), Edema Paru, Kegagalan Pernapasan, Sindrom Lobus Medialis, Sindroma Vena Kava Superior (SVKS), Keracunan Oksigen, dan Sindrom Goodpasture. Tabel 2 menunjukkan saran terapi jika penyakit telah diketahui. Sistem yang dibangun ini mengikuti rancangan diagram alir seperti ditunjukkan pada Gambar 7. Dari gambar diagam alir data level 0 dapat diketahui bahwa sistem pakar ini berinteraksi dengan dua external entity, yaitu pakar kesehatan dan pengguna (user). Seorang pakar dapat melakukan input data baik itu data terapi, aturan gejala maupun aturan terapi serata dapat memperoleh informasi kepakaran dari sistem tersebut, sedangkan pengguna hanya dapat melakukan konsultasi dengan sistem, yaitu dengan memilih gejala-gejala penyakit kepada sistem dan memperoleh hasil kesimpulan yang berupa jenis penyakit dan saran terapi solusi pencegahannya. Gambar 8 Diagram Alir Data Level 1 Turunan dari diagram alir data level 0 yaitu diagram alir data level 1 dan level 2 dapat dilihat pada Gambar 8 dan Gambar 9. Aliran data yang bersumber dari pakar kesehatan, berupa data-data gejala penyakit, nama penyakit, saran terapi, serta aturan-aturan yang menghasilkan info gejala, dan saran terapi, serta info penyakit. 5.1 Rancangan Basis Data Basis data merupakan bagian dari implementasi sistem pakar yang digunakan untuk menyimpan semua data, baik basis pengetahuan maupun basis aturan. Entitas-entitas yang terlibat di dalam sistem pakar ini antara lain: (1) Penyakit, (2) Gejala, dan (3) Terapi. Dari entitas-entitas yang terlibat dapat dibuat suatu diagram hubungan antar entitas, seperti yang ditunjukkan pada Gambar 10. Gambar 7 Diagram Alir Data Level Gambar 9 Diagram Alir Data Level 2

5 (b) Gambar 10 Entity Relational Diagram Adapun relasi antar tabel yang terjadi ditunjukkan pada Gambar 11 Gambar 11 Relasi Antar Tabel Gambar 12 Menu Utama (a)pemakai (b)pakar Form Konsultasi Pada form ini dapat dilakukan konsultasi. Pada saat konsultasi, user diminta untuk mencentang gejala-gejala yang dirasakan. Gejala-gejala tersebut nantinya akan dijadikan bahan pertimbangan sistem untuk menarik keputusan. Form konsultasi dijelaskan pada Gambar Rancangan Antar Muka Fasilitas menu utama pada sistem pakar ini merupakan tampilan awal yang akan ditemui setiap pengguna setelah melakukan proses login. Menu utama untuk pengguna berbeda dengan menu utama untuk pakar. Dari menu utama, pengguna dapat mengakses seluruh fasilitas yang ada pada sistem pakar ini, kecuali fasilitas basis pengetahuan dan basis aturan. Fasilitas ini hanyaa dapat diakses oleh pengguna yang mempunyai status sebagai pakar. Tampilan menu utama ini dapat dilihat pada Gambar 12. Fasilitas konsultasi pada sistem pakar ini dapat digunakan untuk melakukan diagnosa terhadap penyakit yang menyerang pasien. Fasilitas ini terdiri dari dua form, yaitu form konsultasi (pertanyaan) dan diagnosa jenis penyakit. (a) (b) Gambar 13 Form Konsultasi (a) Pemakai (b)pakar Form Hasil Konsultasi (a) Form ini merupakan kesimpulan akhir dari diagnosa yang telah dilakukan pada proses konsultasi. Form ini akan menampilkan data suatu jenis penyakit beserta daftar saran terapinya, seperti ditunjukkan pada Gambar 14. Jika ternyata pengguna menganggap kesimpulan ini tidak sesuai dengan kenyataan, maka pengguna dapat menutup form hasil konsultasi inii untuk kembali ke form sebelumnya, yaitu form konsultasi. 295

6 Gambar 14 Form Hasil Konsultasi terlebih dahulu sebagai seorang pakar. Pakar dapat mengakses fasilitas untuk mengelola data basis pengetahuan dengan memilih menu Pakar-Basis Pengetahuan. Fasilitas ini menyediakan operasi pengelolaan data basis pengetahuan, meliputi data penyakit, data gejala, dan data terapi. Operasi pengelolaan data penyakit pada form ini meliputi operasi penambahan, penyimpanan, pembatalan, dan penghapusan. Data penyakit yang dikelola pada form ini berhubungan dengan data pada basis aturan, sehingga operasi penyimpanan dan penghapusan data penyakit akan berpengaruh terhadap semua data aturan yang tersimpan dalam basis aturan. Gambar 15 Form Hasil Konsultasi Explanation Log Out Fasilitas log out digunakan apabila pengguna hanya ingin keluar dari sistem tanpa mengakhiri program atau inginn mengganti dengan pengguna lain yang berbeda kewenangan tanpa harus keluar dari program Exit Fasilitas ini digunakann untuk keluar dari program. Gambar 16 Form Pakar-Basis Pengetahuan dan Basis Aturan-Penyakit Operasi pengelolaan data gejala pada form ini meliputi operasi penambahan, penyimpan, pembatalan, dan penghapusan. Data gejala yang dikelola pada form ini berhubungan dengan data pada basis aturan, sehingga operasi pengubahan data gejala akan berpengaruh terhadap semua data aturan yang tersimpan dalam basis aturan. 5.3 Menu Pakar Menu pakar ini hanya dapat diakses oleh pengguna yang terdaftar dalam basis data. Hal ini diperlukan untuk mencegah perubahan data basis pengetahuan dan data basis aturan oleh pengguna yang tidak berhak. VCIRS digunakan pada menu pakar, agar seorang pakar dapat menggambil Gambar 17 Form Pakar-Basis Pengetahuan Gejala kelebihan dari VCIRS, yaitu pakar dapat melakukan pembaharuan KB dengan cepat. Sedangkan Operasi pengelolaan data terapi pada form ini pengguna bukan pakar tidak dapat merasakan meliputi operasi penambahan, penyimpanan, fasilitas dari VCIRS, karena VCIRS ini pembatalan dan penghapusan. Data terapi yang keunggulannya hanya dapat dirasakan ketika proses dikelola pada form ini berhubungan dengan data perubahan data, karena yang berwenang melakukan pada basis aturan, sehingga operasi pengubahan dan perubahan data hanya pakar sehingga yang dapat penghapusan data terapi akan berpengaruh terhadap merasakan keunggulan VCIRS hanya yang login semua data aturan yang tersimpan dalam basis sebagai pakar. aturan. 5.4 Basis Pengetahuan 5.5 Basis Aturan Untuk dapat mengakses fasilitas akuisisi Operasi pengolahan data aturan gejala pada form basis pengetahuan, pengguna harus melakukan login ini meliputi operasi penambahan, penyimpanan, 296

7 pembatalan, dan penghapusan data aturan gejala seperti pada Gambar 17, serta operasi penambahan, penyimpanan, dan pembatalan tambah baru aturan gejala seperti pada Gambar 18. Operasi penambahan dan penghapusan data aturan gejala tidak akan berpengaruh terhadap data gejala maupun data penyakit yang tersimpan dalam basis pengetahuan. Gambar 18 Form Pakar-Basis Pengetahuan Terapi 6. Kesimpulan Dari uraian dan pembahasan mengenai sistem pakar untuk mendiagnosa penyakit paru-paru pada manusia menggunakan metode VCIRS, didapat sebuah aplikasi yang dapat 1. Sistem mampu memberikan hasil diagnosa dari gejala-gejala yang telah dimasukkan oleh pengguna. 2. Sistem mampu memprediksikan jenis penyakit paru-paru dan saran terapinya. 3. Sistem pakar mampu melakukan beberapa manipulasi data pada data terapi, data penyakit, aturan gejala dan aturan terapi. Daftar Pustaka: [1] Martin, J., Oxman, S., 1988, Building Expert System a Tutorial, Prentice Hall, New Jersey [2] Turban, Efraim dan Jay E. Aronson, Ting Peng Liang, 2005, Decision Supprt Systems and Intelligent Systems, Yogyakarta:Andi Offset. [3] Arhami, M., 2004, Konsep Dasar Sistem Pakar, Yogyakarta:Andi Offset. [4] Anita dan M., Arhami, 2005, Konsep Kecerdasan Buatan, Yogyakarta:Andi Offset. [5] Turban, Efraim, E Aronson Decision Support Systems and Intelligence System. Sixth Edition. Pearson Education, New Jersey. [6] Subakti, Irfan, 2006, Sistem Berbasis Pengetahuan, ngetahuan.pdf. Diakses tanggal 16 Maret [7] Zurianti, Rahmi, 2009, Variable-Centered Intelligent Rule System (VCIRS), Diakses tanggal 13 Mei [8] Halim Mubin, A., 2008, Edisi 2 Panduan Praktis Ilmu Penyakit Dalam Diagnosis dan Terapi, Jakarta: Penerbit Buku Kedokteran EGC. 297