ADAPTIVE NEURO FUZZY INFERENCE SYSTEM (ANFIS) UNTUK DIAGNOSA DAN TATALAKSANA PENYAKIT DEMAM BERDARAH DENGUE MUHAMMAD SYAFII SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
ABSTRAK Kematian akibat penyakit demam berdarah dengue (DBD) di Jakarta masih tinggi. Mendiagnosa penderita DBD sedini mungkin serta memberi pertolongan dengan segera diharapkan dapat mencegah kematian. Sistem pakar dapat digunakan untuk diagnosa penyakit. Penelitian yang akan dilakukan ini memodelkan sistem Neuro-fuzzy yaitu ANFIS untuk diagnosa dan tatalaksana penyakit DBD. Sampel penelitian terdiri dari data pasien yang menderita penyakit DBD dan demam dengue (DD) yang dirawat inap, terdiri dari 32 kasus DBD dan 32 kasus DD. Pengujian model dilakukan beberapa tahap yaitu pengujian model dengan data sebelum dan setelah validasi, pengujian model dengan jumlah dan tipe membership function. Penelitian ini menyimpulkan (a) ANFIS dapat digunakan secara selektif untuk mendiagnosa penyakit DBD dan dapat digunakan dengan baik apabila terpenuhi kondisi minimal sesuai aturan yang sudah diketahui. Dalam penelitian ini kondisi minimal tersebut ditemukannya salah satu manifestasi pendarahan dan ditemukannya demam (b) Model menggunakan 3 membership function (3mf) pada kriteria demam dan tipe Gaussian menghasilkan tingkat akurasi mendiagnosa DBD 86,67%. Pengujian dengan 4mf dan 5mf menghasilkan tingkat akurasi yang sama (86,67%) namun rata-rata error 3mf = 0.20, rata-rata error 4mf = 0.83 dan rata-rata error 5mf = 3,55. (c) Model menggunakan membership function tipe Gaussian menghasilkan akurasi 86,67%, tipe trapezoid menghasilkan akurasi 40%, tipe bells menghasilkan akurasi40% dan tipe triangular menghasilkan akurasi 40%.
ADAPTIVE NEURO FUZZY INFERENCE SYSTEM (ANFIS) UNTUK DIAGNOSA DAN TATALAKSANA PENYAKIT DEMAM BERDARAH DENGUE MUHAMMAD SYAFII Tesis Sebagai salah satu syarat untuk memperoleh gelar Magister Sains pada Departemen Ilmu Komputer SEKOLAH PASCASARJANA INSTITUT PERTANIAN BOGOR BOGOR 2006
Judul Tesis : Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (Anfis) Untuk Diagnosa Dan Tatalaksana Penyakit Demam Berdarah Dengue Nama : Muhammad Syafii N R P : G651030144 Disetujui Komisi Pembimbing Ir. Agus Buono, M.Si., M. Kom. Ketua Irman Hermadi, S. Kom.,MS. Anggota Diketahui Ketua Program Studi Ilmu Komputer Dekan Sekolah Pascasarjana Ir. Agus Buono, M.Si., M. Komp. Prof. Dr. Ir. Syafrida Manuwoto, M.Sc. Tanggal Lulus :
PRAKATA Puji dan syukur penulis panjatkan kepada Allah SWT atas segala karunia Nya sehingga karya ilmiah ini berhasil diselesaikan. Tema yang dipilih dari penelitian yang dilaksanakan sejak bulan September 2005 ialah Adaptive Neuro Fuzzy Inference System (Anfis) Untuk Diagnosa Dan Tatalaksana Penyakit Demam Berdarah Dengue. Terima kasih penulis ucapkan kepada Bapak Ir. Agus Buono M.Si, M.Kom dan Bapak Irman Hermadi S.Kom, M.S selaku pembimbing serta Bapak Aziz Kustiyo S.Si, M.Kom selaku penguji. Disamping itu penulis juga menyampaikan penghargaan dan terima kasih kepada Bapak Profesor DR. dr. Sutaryo, Sp.A (K) guru besar pada Ilmu Kesehatan Anak Fakultas Kedokteran Universitas Gajah Mada Yogyakarta dan Bapak dr. Arsul Hasral, SpD dokter spesialis Penyakit Dalam rumah sakit Dharmais Jakarta selaku pakar pada penelitian saya ini. Ucapan terima kasih juga saya sampaikan kepada Bapak dr. Taufik Alief Fuad Kepala Subdinas Pemasaran Informasi Kesehatan Dinas Kesehatan Provinsi DKI Jakarta, Ibu Ir. Meuthia Rachmaniah, M.Sc dosen pada Pascasarjana Ilmu Komputer IPB Bogor, Bapak Dr. H. Adang Bachtiar, MPH, ScD dosen pada Fakultas Kesehatan Masyarakat Universitas Indonesia serta Bapak DR-Ing. Adang Suhendra dosen pada Fakultas Ilmu Komputer Universitas Gunadarma Jakarta yang telah banyak memberi saran. Penulis juga mengucapkan terima kasih kepada Ibu dr. Endang Suparniati, M.Kes Kepala Instalasi Medical Record rumah sakit Dr. Sardjito Yogyakarta serta Bapak Mt. Sutena, SKM supervisor penelitian pada Devisi Pendidikan dan SDM rumah sakit Dr. Sardjito Yogyakarta yang telah banyak membantu dalam pengumpulan data. Ungkapan terima kasih juga disampaikan kepada seluruh temanteman Pascasarjana Ilmu Komputer IPB Bogor serta isteri dan anak-anak saya atas segala doa dan dukungannya. Semoga karya ilmiah ini bermanfaat Bogor, Januari 2006 Muhammad Syafii
RIWAYAT HIDUP Penulis dilahirkan di Kisaran pada tanggal 3 September 1956 dari ayah Hamdi Budiman dan ibu Siti Aminah. Penulis merupakan putra ketiga dari tiga bersaudara. Penulis beristerikan Misniarti dan mempunyai 3 orang putri. Tahun 1976 penulis lulus dari SMA Negeri II Yogyakarta. Tahun 1985 lulus dokter dari Fakultas Kedokteran Universitas Gajah Mada Yogyakarta. Tahun 2003 lulus seleksi masuk Program Pascasarjana Ilmu Komputer IPB Bogor. Penulis mengawali karir pekerjaan dimulai pada tahun 1985 menjadi Kepala Puskesmas Kecamatan Membalong, Kab. Belitung. Pada tahun 1987 menjadi Kepala Puskesmas Kecamatan Tanjung Pandan, Kab. Belitung. Pada tahun 1989 menjadi Direktur Rumah Sakit Umum Daerah Tanjung Pandan, Kab. Belitung. Pada tahun 1999 bertugas sebagai Kepala Seksi Data dan Informasi Kanwil Depkes Provinsi DKI Jakarta dan pada tahun 2001 hingga sekarang sebagai Kepala Seksi Pengelolaan Data Kesehatan Dinas Kesehatan Provinsi DKI Jakarta. Penulis tinggal di Bogor dengan alamat Jl. Rimbamulya II No.65, RT/RW 02/03, Kelurahan Pasir Mulya, Kecamatan Bogor Barat, Kodya Bogor 16100. Telpon (0251) 630094.
DAFTAR ISI Halaman DAFTAR GAMBAR. iv DAFTAR TABEL.. v DAFTAR LAMPIRAN.. vi PENDAHULUAN 1 Latar Belakang 1 Tujuan Penelitian.... 2 Manfaat Penelitian.. 2 Blok Diagram Sistem.. 3 TINJAUAN PUSTAKA 4 Demam Berdarah Dengue...... 4 Sistem Fuzzy.. 5 Jaringan Saraf Tiruan. 10 ANFIS. 11 BAHAN DAN METODE 17 Bahan... 17 Metode... 18 RANCANG BANGUN SISTEM 22 Desain Struktur Data... 23 Desain Arsitektur..... 27 Fasilitas Penjelasan... 28 Desain Keluaran (output)..... 28 IMPLEMENTASI 30 MATLAB... 30 Program Aplikasi..... 33 PENGUJIAN DAN PEMBAHASAN 34 Mekanisme Pengujian 34 Pengujian... 37 Pembahasan..... 55 KESIMPULAN DAN SARAN 60 Kesimpulan... 60 Saran..... 60 DAFTAR PUSTAKA 61
DAFTAR GAMBAR Halaman 1 Blok Diagram Sistem Diagnosa dan Tatalaksana Demam Berdarah Dengue 3 2 Keanggotaan himpunan biasa umur muda dan parobaya. 6 3 Fungsi Keanggotaan USIA dengan representasi Sigmoid... 7 4 Fungsi implikasi MIN... 9 5 Fungsi implikasi DOT... 9 6 Model Fuzzy Sugeno... 10 7 Arsitektur ANFIS (J.S.R.Jang)... 11 8 Model perambatan balik error dari node O 5. ke node O 1,1... 16 9 Kerangka Berpikir Penelitian... 19 10 Model aplikasi DBD.. 22 11 Membership function demam tipe Gaussian 23 12 Membership function bercak tipe Gaussian. 24 13 Membership function pendarahan tipe Gaussian. 25 14 Membership function uji tornikuet tipe Gaussian 26 15 Arsitektur ANFIS... 27 16 Fungsi keanggotaan data kategori 28 17 Membership function demam tipe Gaussian 30 18 Membership function bercak tipe Gaussian. 31 19 Membership function pendarahan tipe Gaussian. 31 20 Membership function uji tornikuet tipe Gaussian 32 21 Inferensi output persamaan liniar. 32 22 Rule FIS. 33 23 Arsitektur ANFIS... 33 24 Sebaran hasil pelatihan 44 data training sebelum validasi... 36 25 Sebaran hasil pelatihan 27 data training setelah validasi..... 36 26 Sebaran hasil testing 20 data testing sebelum validasi... 38 27 Sebaran hasil testing 20 data testing setelah validasi..... 40 28 Sebaran hasil testing Model 1 (3 mf).. 42 29 Sebaran hasil testing Model 2 (4 mf).. 44 30 Sebaran hasil testing Model 3 (5 mf).. 46 31 Sebaran hasil testing Model 4 (Gaussian)... 48 32 Sebaran hasil testing Model 5 (trapezoid ) 50 33 Sebaran hasil testing Model 6 (bells).. 52 34 Sebaran hasil testing Model 7 (triangular).. 54
DAFTAR TABEL Halaman 1 Nilai fuzzy demam... 23 2 Nilai fuzzy bercak... 24 3 Nilai fuzzy pendarahan.... 25 4 Nilai fuzzy uji tornikuet... 25 5 Basis aturan... 26 6 Nilai minimal dan maksimal output data training... 28 7 Jumlah data sebelum dan sesudah validasi... 35 8 Input dan output pengujian sebelum validasi... 37 9 Akurasi kesimpulan Model sebelum validasi... 38 10 Input dan output pengujian setelah validasi... 39 11 Akurasi kesimpulan Model setelah validasi... 40 12 Input dan output pengujian Model 1... 41 13 Akurasi kesimpulan Model 1... 42 14 Input dan output pengujian Model 2... 43 15 Akurasi kesimpulan Model 2... 44 16 Input dan output pengujian Model 3... 45 17 Akurasi kesimpulan Model 3... 46 18 Input dan output pengujian Model 4... 47 19 Akurasi kesimpulan Model 4... 48 20 Input dan output pengujian Model 5... 49 21 Akurasi kesimpulan Model 5... 50 22 Input dan output pengujian Model 6... 51 23 Akurasi kesimpulan Model 6... 52 24 Input dan output pengujian Model 7... 53 25 Akurasi kesimpulan Model 7... 54 26 Hasil uji berbagai jumlah membership function... 57 27 Hasil uji berbagai tipe membership function... 59
DAFTAR LAMPIRAN 1 Daftar penderita demam berdarah dengue (A.91) rawat inap di RS Dr. Sardjito Yogyakarta, bulan Januari November 2005. 2 Daftar penderita demam dengue (A.90) rawat inap di RS Dr. Sardjito Yogyakarta, bulan Januari November 2005. Halaman 63 65 3 Daftar 44 data training sebelum validasi 67 4 Daftar 27 data training setelah validasi 68 5 Daftar 20 data testing sebelum validasi 69 6 Daftar 15 data testing setelah validasi 70 7 Rule (aturan) lengkap DBD 71 8 Arsitektur ANFIS DBD menggunakan Matlab ver.7.0 72 9 Data training dalam format teks (training.dat) 73 10 Pengkodean program DBD. 74 11 Langkah instalasi aplikasi DBD 75 12 Cara menjalankan aplikasi DBD 76