BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang

Transkripsi

1 1 BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Dewasa ini, jumlah penderita dan tingkat kematian akibat penyakit paru-paru semakin mengkhawatirkan. Forum Masyarakat Respiratory Internasional (FIRS) mengungkapkan data yang menunjukkan bahwa kebanyakan orang tidak mengetahui bahwa penyakit paru-paru membunuh lebih banyak masyarakat dunia dibandingkan penyakit lain (Haidar, 2013). Penyakit paru-paru juga menjadi salah satu masalah kesehatan terbanyak di Indonesia (Khairani, 2013). Prevalensi penyakit paru-paru sebenarnya sangat tinggi, namun masyarakat cenderung lebih meremehkan dampak penyakit paru-paru dibandingkan penyakit-penyakit yang lebih populer dan berkesan ganas seperti penyakit jantung, stroke, dan kanker (Haidar, 2013). Kurangnya kepedulian terhadap penyakit paru-paru mengakibatkan penderita kerap mengabaikan gejala-gejala seperti batuk yang sudah dirasakan dan gejala lain yang menyertainya, sehingga penanganan pun terlambat. Keterlambatan penanganan berdampak pada pengobatan yang semakin sulit, biaya yang semakin tinggi, atau kemungkinan yang lebih buruk yaitu kematian. Risiko dampak keterlambatan tersebut dapat dicegah jika keberadaan suatu penyakit dapat dideteksi lebih dini. Kemampuan deteksi dini salah satunya dikembangkan dengan memanfaatkan teknologi komputer yang dapat digunakan langsung oleh penderita. Teknologi komputer untuk pendeteksian dini atau diagnosis penyakit dapat diterapkan dengan memanfaatkan jaringan syaraf tiruan. Suatu jenis penyakit didiagnosis dengan pengetahuan dan keterampilan analisis tertentu. Sejumlah penyakit memiliki gejala-gejala yang sangat kompleks dan terdapat kemiripan gejala antara satu penyakit dengan penyakit lainnya. Jaringan syaraf tiruan yang memiliki kemampuan untuk menyimpan pengetahuan terhadap serangkaian masukan dan dapat dimanfaatkan dalam klasifikasi dipandang cocok untuk 1

2 2 diterapkan dalam permasalahan diagnosis. Jaringan syaraf tiruan juga digunakan karena algoritma ini memiliki sifat adaftif, artinya memiliki nilai error dan prediksi yang beragam dari berbagai data dan percobaan perhitungan (Rojas, 1996). Dengan mencari nilai error yang paling rendah dari beberapa percobaan jaringan syaraf tiruan maka penyakit paru-paru dapat didiagnosis. Jaringan syaraf tiruan yang umum digunakan adalah back propagation. Metode back propagation ini didasari oleh metode gradient descent untuk mencari nilai gradient error yang paling minimum. Pada metode ini dapat ditemukan adanya flat-spot, yaitu nilai error maksimum tetapi nilai perubahan bobot kecil disebabkan turunan fungsi aktivasi yang mendekati nol. Flat-spot dihilangkan dengan menerapkan stroke. Stroke adalah algoritma yang berawal dari back propagation di mana terdapat perubahan pada fungsi perubahan bobot dari bobot tiap-tiap jaringan (Fahlman, 1988). Fungsi perubahan bobot yang digunakan dalam stroke atau yang disebut dengan quick propagation adalah menggunakan perubahan bobot pada iterasi sebelumnya dengan asumsi bahwa tiap bobot yang berubah bersamaan tidak saling mempengaruhi satu sama lain. Penggunaan quick propagation ini diharapkan bekerja dengan baik sekaligus dapat diketahui pula kecepatannya dalam mendiagnosis penyakit paru-paru. 1.2 Perumusan Masalah Prevalensi penyakit paru-paru semakin bertambah tinggi sehingga dalam penelitian ini dibahas bagaimana membangun sebuah aplikasi komputer berbasis jaringan syaraf tiruan yang mampu mendeteksi penyakit paru-paru yang diderita seseorang dengan menerapkan jaringan syaraf tiruan quick propagation. 1.3 Batasan Masalah Batasan masalah pada penelitian ini, yaitu : 1. Jenis arsitektur jaringan syaraf tiruan yang digunakan dalam proses pembelajaran dan pendeteksian penyakit paru adalah Quick Propagation.

3 3 2. Penyakit paru-paru yang akan dideteksi adalah asma bronkial, tuberkolosis, bronkhitis, pneumonia, batuk rejan, dan kanker paru. 1.4 Tujuan Penelitian Tujuan penelitian ini adalah merancang suatu sistem yang dapat melakukan tugas mendeteksi penyakit paru-paru berdasarkan gejala-gejala klinisnya menggunakan jaringan syaraf tiruan quick propagation. 1.5 Manfaat Penelitian Hasil penelitian ini diharapakan dapat menjadi salah satu alternatif cara membantu penderita penyakit batuk untuk mengetahui secara dini jenis penyakit paru-paru pada tubuhnya. Selain itu hasil penelitian ini diharapkan juga dapat menjadi referensi tentang seberapa efektif algoritma Jaringan Syaraf Tiruan quick propagation dalam mendeteksi jenis penyakit paru-paru, serta menambah wawasan tentang aplikasi kecerdasan buatan dalam bidang kedokteran. 1.6 Metode Penelitian Metode yang digunakan dalam penelitian ini adalah: 1. Studi literatur Studi literatur yang dilakukan meliputi pengumpulan informasi dan teori tentang penyakit paru-paru dan gejala-gejalanya, algoritma jaringan syaraf tiruan quick propagation, dan studi literatur tentang merepresentasikan vektor-vektor inputnya. Pengumpulan informasi dan teori tersebut dapat diperoleh dari buku, tesis, jurnal maupun paper ilmiah yang diperoleh dari internet. 2. Pengumpulan data input Data input untuk jaringan syaraf tiruan quick propagation ini adalah data gejala-gejala yang dirasakan apabila seseorang menderita penyakit paru-paru. Data-data tersebut diperoleh melalui data-data rekam medis pasien penyakit paru-

4 4 paru di RSI Ibnu Sina Padang kemudian dipetakan atau dibuat representasinya agar dapat menjadi vektor-vektor input sehingga jaringan syaraf tiruan dapat mengolahnya. 3. Perancangan data Setelah semua data yang dibutuhkan terkumpul, dilakukan perancangan representasi data meliputi penyusunan arsitektur data dan bentuk data yang akan dimasukkan ke dalam aplikasi. 4. Perancangan layanan Fungsionalitas dari sistem aplikasi dirancang agar sesuai dengan yang diinginkan. Perancangan fungsionalitas sistem meliputi pembuatan diagram aliran data, arsitektur sistem, layanan yang tersedia dan sebagainya. Perancangan ini diharapkan dapat membantu dan mempermudah dalam penggunaan aplikasi ini. 5. Implementasi Aplikasi dibuat dengan menggunakan arsitektur bahasa pemrogaman Matlab. Aplikasi dirancang dengan fungsi-fungsi jaringan syaraf tiruan yang terdapat pada Matlab serta menggunakan GUI (Graphycal User Interface) untuk tampilan antar mukanya. 6. Pelatihan Pelatihan digunakan untuk mengadaptasikan parameter-parameter jaringan syaraf tiruan melalui data latih yang ada, agar diperoleh bentuk parameter yang terbaik. Pelatihan dilakukan dengan memasukkan gejala-gejala pada penyakit paru-paru yang didapat dari basis data ke dalam sistem algoritma pelatihan. Proses pelatihan dilakukan berkali-kali hingga mencapai batas minimal error atau target error sudah tercapai. 7. Pengujian Pengujian dilakukan untuk melihat apakah aplikasi yang dibuat mampu menganalisa data input yang diberikan serta untuk menguji apakah aplikasi yang dibuat mampu mengidentifikasi suatu penyakit sesuai dengan yang diharapkan.

5 5 Pengujian dilakukan dengan memasukkan gejala-gejala pada penyakit paru-paru yang didapat dari basis data uji ke dalam aplikasi yang telah memiliki nilai-nilai parameter terbaik dari hasil pelatihan. 8. Pembahasan Pembahasan dilakukan dengan membahas hasil penelitian yang didapatkan dari pelatihan dan pengujian yang telah dilakukan. Semua hasil penelitian yang didapatkan dari pelatihan dan pengujian dicatat dan dibahas secara logis sesuai teori yang sudah ada. 1.7 Sistematika Penulisan 1. BAB I : PENDAHULUAN Bab ini berisi mengenai latar belakang penulisan, perumusan masalah, batasan masalah, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metode penelitiaan, dan sistematika penulisan. 2. BAB II : TINJAUAN PUSTAKA Bab ini memuat tentang penelitian-penelitian terdahulu yang berkaitan dengan diagnosis penyakit paru-paru dan jaringan saraf tiruan. 3. BAB III : DASAR TEORI Bab ini berisi konsep dan landasan teori yang menjadi dasar penyusunan sistem. 4. BAB IV : ANALISIS DAN RANCANGAN SISTEM Bab ini berisi penjelasan rancangan sistem dan prinsip kerja sistem yang berupa diagram alir. 5. BAB V : IMPLEMENTASI Bab ini menjelaskan implementasi sistem secara utuh berdasarkan rancangan sistem yang telah dibuat. 6. BAB VI : HASIL DAN PEMBAHASAN Bab ini menjelaskan uji coba dan hasil pengujian sistem secara keseluruhan serta pembahasan dan analisis dari hasil pengujian sistem tersebut.

6 6 7. BAB VII : PENUTUP Bab ini berisi kesimpulan dari penelitian serta saran untuk pengembangan sistem berikutnya.