1
BAB I
PENDAHULUAN
1BAB I PENDAHULUAN 1.1 Latar BelakangPenyakit gigi merupakan salah satu penyakit yang dapat menyerang semua orang, namun di sisi lain jumlah dokter gigi di Indonesia masih sangat sedikit dibandingkan jumlah keseluruhan penduduk. Selain rasio dokter gigi dan masyarakat yang belum seimbang, jumlah dokter gigi yang berpengalaman relatif sedikit saat ini, sehingga dokter gigi yang berpengalaman ini diharapkan dapat berbagi pengalaman dan pengetahuan dengan para calon dokter dan dokter muda yang belum berpengalaman secara cepat (Zang dkk, 2009). Permasalahan jumlah dokter gigi yang kurang memadai di Indonesia ini diperparah dengan penyebaran dokter gigi yang belum merata di seluruh Indonesia.
Seiring dengan perkembangan teknologi, maka dimungkinkan bagi para dokter yang berpengalaman untuk mendokumentasikan ilmu dan pengalaman kedokteran yang dimilikinya. Dokumentasi ini dapat dituangkan dalam sebuah sistem yang menggunakan kecerdasan buatan dan basis pengetahuan yang dapat berperan sebagai konsultan untuk membantu para dokter gigi untuk mendiagnosis berbagai macam penyakit gigi. Sistem seperti ini disebut dengan sistem pakar yang merupakan sebuah program cerdas yang menggunakan pengetahuan dan prosedur inferensi untuk memecahkan permasalahan-permasalahan kompleks yang memerlukan keahlian manusia untuk memeperoleh solusi (Giarratano dan Riley, 2005). Sistem pakar memiliki beberapa keunggulan utama diantaranya mampu menyimpan, mengambil, dan melestarikan keahlian dari para pakar. Selain itu, sistem ini tidak dipengaruhi oleh lingkungan luar, seperti faktor kelelahan atau kondisi fisik dan psikis yang tidak optimal sehingga sistem pakar dapat bekerja secara objektif sesuai dengan pengetahuan yang dimilikinya.
Selama 30 (tiga puluh) tahun belakangan ini telah dilakukan banyak penelitian dan pengembangan sistem pakar dalam bidang kedokteran. Sampai saat ini penelitian dan pengembangan sistem pakar dalam bidang kedokteran telah
mengalami perkembangan yang pesat, namun tidak banyak sistem yang dibangun untuk melakukan diagnosis dan konsultasi gigi. Kebanyakan sistem pakar yang terkait dengan gigi bertujuan untuk rekam medis gigi elektronik, pengolahan citra digital gigi atau informasi manajemen pada kedokteran gigi. Fungsi-fungsi yang terdapat pada sistem pakar ini masih terlalu sederhana untuk memenuhi kebutuhan dari dokter gigi (Zang dkk, 2009).
Terdapat banyak metode yang dapat digunakan dalam pengembangan sebuah sistem pakar, khususnya dalam pengembangan sistem pakar dalam dunia medis, baik menggunakan penalaran berbasis kasus (case based reasoning) maupun menggunakan penalaran berbasis pengatahuan (rule based reasoning). Baik case based reasoning (CBR) maupun rule based reasoning (RBR) merupakan metode yang populer digunakan dalam pembuatan sebuah sistem cerdas. Penerapan kombinasi kedua metode diatas merupakan hal yang semakin populer untuk dikaji dalam beberapa tahun belakangan ini (Prentzas dan Hatzilygeroudis, 2003). Adapun beberapa kelebihan utama yang ditawarkan pada pengembangan sistem pakar berbasis aturan adalah sistem ini menggunakan bahasa alami (if - then) yang mudah dipahami, mudah dikembangkan karena proses update rule dapat dilakukan dengan cukup mudah, dan memiliki konsistensi dalam pemeriksaan rule. Untuk sistem berbasis kasus, kelebihan yang ditawarkan dengan menggunakan metode ini adalah akusisi dan manajemen pengetahuan yang mudah dilakukan, dapat melakukan incremental learning, bersifat fleksibel dan adaptif.
Kombinasi dari kedua pendekatan ini dapat saling melengkapi dalam menyelesaikan masalah pada sebuah sistem. Rule based merepresentasikan pengetahuan global dan menyelesaikan permasalahan dari awal, sedangkan pada
case based, pengetahuan yang digunakan meliputi kumpulan kasus-kasus yang
pernah terjadi sebelumnya untuk dijadikan acuan pada kasus baru, sehingga untuk menyelesaikan permasalahan, pendekatan case based ini akan mencari kasus yang memiliki tingkat kemiripan paling tinggi dengan kasus baru (permasalahan) sebagai solusinya.
Khusus pada dunia medis, kombinasi dari kedua metode ini menjadi suatu penelitian yang menarik untuk dikaji karena pada kenyataannya dalam pengambilan keputusan seringkali memerlukan kombinasi dari pengetahuan umum dan pencocokan terhadap kasus yang pernah terjadi pada kasus pasien sebelumnya. Hal ini diperlukan karena seringkali untuk penyakit yang sama, gejala yang muncul pada seorang pasien dengan pasien lainnya memiliki sedikit perbedaan, sehingga pencocokan terhadap kasus sebelumnya juga diperlukan selain pengetahuan umum yang dimiliki oleh seorang dokter.
Berdasarkan pemaparan diatas, maka pembuatan sebuah sistem diagnosis penyakit gigi dengan menggunakan pendekatan kombinasi antara RBR dan CBR diharapkan mampu menggabungkan kelebihan dari masing-masing metode penalaran. Hal ini dikarenakan dalam proses diagnosis digunakan pengalaman dari kasus-kasus sebelumnya, selain itu juga dilakukan dengan menggunakan pengetahuan umum (Marling dkk, 2002). Sistem diagnosis penyakit gigi dan mulut pada sistem ini melakukan proses diagnosis dengan menggunakan pengetahuan kasus (CBR) terlebih dahulu. Hal ini dikarenakan CBR merupakan pendekatan baru yang dibuat untuk menanggulangi kekurangan pada RBR, yakni sulitnya proses akuisisi pengatahuan. RBR pada sistem yang dibangun berfungsi untuk menangani kasus-kasus baru yang belum terdapat pada basis kasus, sehingga melalui RBR dapat membantu untuk merekomendasikan kasus-kasus baru yang dapat digunakan sebagai pengetahuan baru pada CBR (incremental
learning).
Hasil diagnosis dari CBR akan dikeluarkan jika nilai similaritas antara kasus baru dengan kasus yang direkomendasikan memiliki nilai lebih tinggi dari nilai threshold yang ditentukan. Jika nilai similaritas yang dihasilkan oleh CBR memiliki nilai dibawah threshold yang ditentukan, maka sistem akan menanyakan pertanyaan-pertanyaan terstruktur (RBR) untuk menghasilkan diagnosis banding. RBR pada sistem ini dipergunakan untuk menangani kasus-kasus baru yang belum terdapat pada basis kasus sehingga kemungkinan besar CBR akan mengeluarkan hasil similaritas yang kecil terhadap kasus-kasus baru ini, sehingga nantinya kasus hasil diagnosis RBR ini dapat menjadi pertimbangan untuk
dimasukkan kedalam basis kasus sebagai pengetahuan baru untuk melakukan penalaran.
Sistem diagnosis yang dibangun diharapkan dapat membantu permasalahan yang dikemukakan diatas. Bagi dokter gigi, sistem pakar ini dapat dijadikan “teman” untuk berbagi pengalaman, karena sistem pakar ini dibuat bukan hanya berdasarkan teori-teori yang ada, namun juga berdasarkan pengalaman dan pengetahuan yang dimiliki oleh dokter gigi, serta berdasarkan rekam medis pasien. Sistem diagnosis ini juga dapat menjadi asisten yang berpengalaman bagi para dokter gigi untuk membatu melakukan diagnosis terhadap penyakit pasien dan mampu menyediakan saran tindakan medis atau perawatan yang dapat dilakukan. Masyarakat umum juga dapat menggunakan sistem ini untuk melakukan diagnosis awal terhadap penyakit gigi dan mulut yang diderita sebelum berobat ke dokter gigi untuk mendapatkan penanaganan yang lebih baik.
1.2 Perumusan Masalah
Berdasarkan latar belakang permasalahan yang telah dipaparkan, maka secara garis besar dapat dirumuskan permasalahan yang akan dikaji pada penelitian ini adalah penerapan cased based reasoning (CBR) untuk mendiagnosis penyakit gigi dan mulut, pembentukan aturan (rule) pada rule based reasoning (RBR), serta membangun sebuah sistem diagnosis penyakit gigi dan mulut menggunakan kombinasi rule based reasoning dan case based reasoning.
1.3 Batasan Masalah
Penelitian yang dilakukan memiliki batasan masalah sebagai berikut : 1. Penyakit yang akan didiagnosis oleh sistem adalah penyakit-penyakit yang
terdapat pada kode K02, K04, dan K05 berdasarkan pengkodean dari ICD10. Penyakit-penyakit tersebut yaitu karies (K02), gingivitis (K05.1), pulpitis reversibel dan pulpitis ireversibel (K04.0), serta periodontitis (K05.4).
2. Data penyakit tersebut didapatkan dari literatur yang terkait, rekam medis pasien yang berobat ke poliklinik gigi dan mulut RSUP DR. Sardjito Yogyakarta dan praktik drg. Nyoman Supartha, serta pakar yang ahli di bidang penyakit gigi dan mulut.
3. Output yang akan dihasilkan oleh sistem pakar ini adalah berupa kemungkinan terbesar penyakit gigi dan mulut yang diderita oleh pasien berdasarkan gejala yang dirasakan pasien.
4. Sistem yang dibuat berfokus pada hasil kombinasi antara metode CBR dan RBR, sehingga masalah optimasi waktu eksekusi dan sumber daya yang digunakan tidak diperhitungkan.
1.4 Keaslian Penelitian
Berdasarkan studi pustaka yang telah dilakuka, penulis dapat mengatakan bahwa penelitian yang membahas tentang sistem diagnosis penyakit gigi dan mulut menggunakan kombinasi CBR dan RBR belum pernah dilakukan sebelumnya. Penelitian serupa yang pernah dilakukan sebelumnya adalah mengenai pembuatan sistem pakar diagnosis penyakit gigi dan mulut menggunakan metode lain, serta penggunaan kombinasi CBR dan RBR pada studi kasus lain yang akan dipaparkan pada tinjauan pustaka.
1.5 Tujuan Penelitian
Tujuan dari dilakukannya penelitian ini diantaranya :
1. Membangun sebuah sistem diagnosis yang dapat membantu melakukan diagnosis penyakit gigi dan mulut berdasarkan keluhan-keluhan atau gejala-gejala yang dirasakan oleh pasien.
2. Menerapkan kombinasi case based reasoning dan rule based reasoning. Kombinasi kedua metode ini diharapkan dapat memberikan pertimbangan yang lebih mendalam dalam menghasilkan diagnosis bagi pasien.
1.6 Manfaat Penelitian
1. Membantu mahasiswa kedokteran gigi dan dokter gigi dalam memberikan rekomendasi tindakan medis atau perawatan yang harus dilakukan berdasarkan hasil diagnosis penyakit yang diderita pasien.
2. Membantu para mahasiswa kedokteran gigi dan dokter gigi dalam melakukan proses anamnesis. Pertanyaan terstruktur yang dikeluarkan oleh sistem dapat dijadikan bahan pertimbangan untuk menanyakan gejala lain yang dirasakan pasien sesuai keluhan awal yang diajukan sebelumnya. 3. Membantu masyarakat dalam melakukan diagnosis awal terhadap penyakit
gigi dan mulut yang diderita.
1.7 Metodologi Penelitian
Penelitian ini dilakukan dengan melakukan beberapa tahapan, yaitu pengumpulan data kasus dan akuisisi pengetahuan, analisis kasus, perancangan model Case Based Reasoning, perancangan model Rule Based Reasoning, penggabungan kedua model (CBR dan RBR) menjadi satu kesatuan sistem diagnosis, implementasi, pengujian, evaluasi dan perbaikan, serta penulisan laporan hasil penelitian.
1. Pengumpulan data kasus dan akuisisi pengetahuan : tahap ini merupakan tahap pengambilan data kasus rekam medis yang dijadikan basis kasus pada sistem. Selain itu, bersamaan dengan pengambilan data kasus juga dilakukan proses akuisisi pengetahuan sesuai domain penyakit yang dapat didiagnosis oleh sistem. Akuisisi pengetahuan ini didapatkan dari pakar (dokter gigi) serta literatur yang terkait dengan penyakit gigi dan mulut. 2. Analisis Kasus : pada tahap ini dilakukan pemilahan data rekam medis
yang sesuai dengan domain penyakit yang dapat didiagnosis oleh sistem. 3. Perancangan model CBR : pada tahap ini dilakukann perancangan sistem
dengan menggunakan penalaran berbasis kasus, meliputi proses retrieval kasus, proses retaining kasus, dan mekanisme penambahan basis kasus. 4. Perancangan model RBR : pada tahap dibangun basis pengetahuan sebagai
model sistem yang berbasis pengetahuan. Tahapan ini meliputi proses representasi pengetahuan dan pembangunan mesin inferensi.
5. Penggabungan model CBR dan RBR : tahapan ini merupakan tahapan untuk menggabungkan kedua model dengan menggunakan model coupling sesuai skema yang terdapat pada Gambar 4.1.
6. Implementasi : Setelah model coupling dibangun maka dilakukan implementasi hasil rancangan sistem tersebut menjadi sebuah perangkat lunak (software).
7. Pengujian : tahap ini dilakukan dengan melakukan uji coba dari perangkat lunak yang telah dibangun terhadap kasus nyata.
8. Evaluasi dan Perbaikan : pada tahap ini dilakukan evaluasi dari sistem serta memperbaikinya jika terdapat kesalahan yang terjadi.
9. Penulisan laporan : pada tahap ini dilakukan penulisan laporan dari hasil penelitian yang telah dilakukan.
1.8 Sistematika Penulisan
Penulisan tesis ini terdiri dari 7 bab yaitu pendahuluan, tinjauan pustaka, landasan teori, analisis dan perancangan sistem, implementasi sistem, hasil dan pembahasan, serta kesimpulan dan saran.
BAB I PENDAHULUAN
Bab I membahas latar belakang masalah sehingga perlu dilakukannya penelitian ini, perumusan masalah, batasan masalah, keaslian penelitian, tujuan penelitian, manfaat penelitian, metodologi penelitian, dan sistematika penulisan penelitian.
BAB II TINJAUAN PUSTAKA
Pada Bab II diuraikan tentang penelitian-penelitian yang pernah dilakukan sebelumnya serta menghubungkannya dengan penelitian yang dilakukan. Penelitian yang diacu meliputi penelitian terkait dengan sistem pakar yang menggunakan gabungan kedua metode pendekatan serupa, serta penelitian yang terkait dengan pembuatan sistem cerdas penyakit gigi dan mulut. BAB III LANDASAN TEORI
Pembahasan dalam bab III meliputi teori-teori yang digunakan dalam penelitian, meliputi penalaran berbasis kasus (CBR), penalaran berbasis
pengatahuan (RBR), similarity, certainty factor, serta penyakit gigi dan mulut.
BAB IV ANALISIS DAN PERANCANGAN SISTEM
Bab IV menjelaskan rancangan sistem diagosis dengan menggunakan metode coupling dalam mendiagnosis penyakit gigi dan mulut.
BAB V IMPLEMENTASI SISTEM
Pembahasan pada implementasi sistem berisi mengenai implementasi dari rancangan sistem yang telah dibuat sebelumnya.
BAB VI HASIL DAN PEMBAHASAN
Pembahasan pada Bab VI meliputi hasil dari implementasi yang telah dilakukan dan ditampilkan hasil dari implementasi tersebut. Pada bab ini memuat hasil akurasi dari sistem yang telah dibuat sesuai dengan data pengujian yang digunakan.
BAB VII KESIMPULAN DAN SARAN
Bab VII merupakan bab terakhir dan membahas mengenai kesimuplan dari hasil penelitian yang telah dilakukan dan juga rekomendasi atau saran-saran berdasarkan penelitian yang telah dilakukan untuk dapat dikembangkan pada penelitian selanjutnya.
