PROSES REPRESENTASI PENGETAHUAN DALAM RA

(1)

1 |pernah dipublikasikan di majalah FORMAT STMIK AKAKOM

PROSES REPRESENTASI PENGETAHUAN DALAM RANCANGAN

SISTEM PAKAR PENDIAGNOSA PENYAKIT PERNAFASAN YANG DIAWALI DARI GEJALA UTAMA NYERI DADA

Oleh : Sari Iswanti STMIK AKAKOM Yogyakarta

sari@akakom.ac.id

ABSTRAKSI

Sistem pakar, salah satu bidang dari kecerdasan buatan merupakan suatu sistem berbasis komputer yang mengadopsi pengetahuan manusia (pakar) ke dalam komputer. Permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana merubah pengetahuan yang dimiliki seorang pakar ke dalam bentuk yang dapat difahami dan diterima oleh sistem (komputer). Dalam tulisan ini, akan disajikan bagaimana merubah pengetahuan ke dalam bentuk yang dapat diterima oleh sistem melalui beberapa tahap sampai pada bentuk yang bisa diterima oleh sistem. Wilayah pengetahuan yang diambil adalah penyakit pernafasan yang diawali dari gejala utama nyeri dada dan representasi pengetahuan yang dipilih adalah kaidah produksi.

Kata kunci : kaidah produksi, pengetahuan, representasi pengetahuan, sistem pakar

1. PENDAHULUAN

Sistem pakar merupakan suatu sistem yang mengadopsi pengetahuan manusia

ke dalam komputer sehingga komputer dapat digunakan untuk menyelesaikan suatu

masalah sebagaimana dilakukan oleh seorang pakar. Dalam sistem pakar yang diolah

adalah pengetahuan yang merupakan serangkaian informasi pada suatu domain (wilayah

pengetahuan) tertentu.

Sistem pakar dibuat pada wilayah pengetahuan tertentu untuk suatu keahlian

tertentu yang mendekati kemampuan manusia di salah satu bidang. Sistem pakar banyak

diterapkan di berbagai bidang antara lain di bidang medis. Salah satu penerapan sistem

pakar di bidang medis adalah untuk membantu melakukan diagnosa penyakit.

Karena sistem pakar merupakan sistem yang berbasis komputer, maka

permasalahan yang dihadapi adalah bagaimana merubah pengetahuan yang dimiliki oleh

seorang pakar ke dalam bentuk yang dapat difahami dan diterima oleh komputer.

Tujuan tulisan ini adalah menjelaskan bagaimana proses penyajian pengetahuan

(2)

wilayah pengetahuan (domain) penyakit pernafasan yamg diawali dari gejala utama nyeri

dada.

2. LANDASAN TEORI

2.1. Penyakit Pernafasan

Proses diagnosa medis merupakan langkah pertama yang dilakukan untuk

menangani suatu penyakit. Diagnosa medis yang dilakukan seorang ahli kesehatan untuk

menentukan jenis penyakit yang diderita pasien kemudian menentukan terapi

atau pengobatan yang sesuai.

Diagnosa dilakukan berdasarkan prinsip bahwa suatu penyakit dapat dikenali

dengan memperhatikan ciri-ciri gejala klinis pada pasien yang ditimbulkan oleh penyakit

tersebut. Gejala-gejala penyakit yang ditanyakan sesuai prognosis yang dimiliki pakar.

Dalam proses penentuan diagnosa berdasarkan pengamatan gejala klinis yang ada tidak

selalu diagnosa itu dapat langsung ditegakkan sehingga diperlukan data-data pendukung

misalnya hasil pemeriksaan laboratorium.

Diagnosa penyakit pernafasan dapat ditegakkan dengan diawali dari gejala

utamanya. Berawal dari gejala utama tersebut, seorang pakar dapat mengajukan

pertanyaan-pertanyaan yang relevan kepada pasien dalam rangka mengarah kepada hasil

akhir yang berupa penentuan diagnosa. Penyakit pernafasan merupakan penyakit yang

menyerang pada sistem respirasi. Gejala utama dari penyakit pernafasan adalah batuk,

batuk darah, sesak nafas, nyeri dada, dan mengi (Munro, 2001).

Dalam tulisan ini hanya akan dibahas penyakit pernafasan yang diawali dari

gejala utama nyeri dada. Nyeri biasanya terbatas pada dinding dada. Nyeri yang sifatnya

satu sisi dan bertambah oleh nafas dalam dan batuk dapat pula disebabkan oleh kelainan

yang menimpa tulang, otot, saraf, sendi dinding dada, tulang punggung, dan perikarditis

(Munro, 2001). Dari gejala utama nyeri dada ini terdapat 9 kemungkinan diagnosa yaitu

pneumonia, angina pektoris, serangan jantung, tuberkulosa, kegagalan jantung kongestif,

bronkhiektasia, penyakit-penyakit dengan sakit punggung, fraktur iga, dan gastritis

(Rahardjo,dkk, 1981). Jadi, meskipun seseorang memiliki gejala awal nyeri dada tetapi

(3)

2.2. SISTEM PAKAR

Sistem pakar mempunyai struktur sebagai berikut :

Basis pengetahuan merupakan kumpulan pengetahuan bidang tertentu pada tingkatan

pakar yang disajikan dalam format tertentu. Basis pengetahuan ini berisi kaidah-kaidah.

Memori kerja dalam hal ini yang dimaksud adalah basis data yang digunakan untuk

menyimpan fakta yang digunakan oleh kaidah. Mesin inferensi merupakan perangkat

lunak yang melakukan penalaran dengan menggunakan pengetahuan yang ada untuk

menghasilkan suatu kesimpulan. Mesin inferensi inilah yang mencari solusi dari

permasalahan yang ada. Fasilitas penjelasan di dalam suatu sistem sangat penting karena

berguna dalam memberikan penjelasan/alasan kepada pemakai mengapa sistem meminta

informasi tertentu dari pemakai dan mengapa sistem dapat menyimpulkan suatu

keputusan tertentu atau mengapa sistem tidak memberikan keputusan sesuai yang

dikehendaki pemakai. Fasilitas akuisisi pengetahuan merupakan perangkat lunak yang

digunakan untuk memasukkan dan melakukan proses edit pengetahuan ke dalam sistem.

Dilihat dari struktur sistem pakar di atas, maka perlu disiapkan pengetahuan

(knowledge) bidang tertentu pada tingkatan pakar yang disajkan dalam format tertentu

yang akan dimasukkan ke dalam sistem yang nantinya tersimpan dalam basis

pengetahuan.

2.3. REPRESENTASI PENGETAHUAN

Pengetahuan dapat diartikan sebagai segala sesuatu yang diketahui oleh

seseorang, baik itu berasal dari pendidikan formal, non formal, proses pembelajaran,

BASIS MESIN INFERENSI MEMORI

PENGETAHUAN KERJA

(KAIDAH) AGENDA (FAKTA)

FASILITAS FASILITAS AKUISISI PENJELASAN PENGETAHUAN

ANTAR MUKA PEMAKAI

(4)

maupun dari pengalaman. Beberapa tipe pengetahuan yang dapat dikategorikan dalam

bentuk keahlian adalah :

1. fakta atau bukti tentang suatu permasalahan

2. teori-teori yang mendasari suatu permasalahan

3. aturan-aturan baku dan prosedur-prosedur yang berkaitan dengan permasalahan

tertentu

4. aturan-aturan tentang apa yang harus dikerjakan dalam suatu permasalahan

5. strategi global

6. meta knowledge (pengetahuan meta)

Pengetahuan, supaya dapat diterima oleh sistem harus disajikan dalam bentuk/format

tertentu. Representasi pengetahuan berhubungan dengan bagaimana cara menyajikan

kaidah-kaidah dan fakta-fakta dalam format tertentu yang dapat diterima sistem. Tujuan

representasi pengetahuan adalah membuat struktur yang digunakan untuk membantu

mengkodekan pengetahuan ke dalam program. Beberapa model representasi pengetahuan

antara lain : jaringan semantik (semantic net), bingkai (frame), logika predikat (predicate

logic), dan kaidah produksi (production rule). Representasi pengetahuan yang paling

banyak digunakan adalah kaidah produksi dan bingkai (Turban, 2004).

Kaidah produksi dituliskan dalam bentuk jika .. maka (if..then). Pada dasarnya

penyajian pengetahuan secara kaidah produksi terdiri dari 2 hal yaitu :

1. anteseden : bagian yang mengekspresikan situasi atau premis atau evidence

2. konsekuen : bagian yang menyatakan suatu tindakan, hasil, hipotesa atau

kesimpulan yang diperoleh jika premis bernilai benar.

Hal ini dapat dituliskan sebagai IF anteseden THEN konsekuen. Konsekuen atau

kesimpulan yang dinyatakan pada bagian THEN baru dinyatakan benar, jika bagian IF

pada kaidah tersebut juga bernilai benar atau sesuai ketentuan tertentu.

3. IMPLEMENTASI

Merancang sistem pakar harus memperhatikan struktur sistem pakar seperti

terlihat pada gambar 1. Langkah pertama adalah penentuan domain (wilayah

pengetahuan). Proses identifikasi pengetahuan diawali dari akuisisi pengetahuan

dilanjutkan dengan representasi pengetahuan. Akuisisi pengetahuan merupakan proses

(5)

didapatkan dari materi cetakan (buku, artikel, jurnal) maupun konsultasi dengan pakar

sesuai bidangnya. Pengetahuan inilah yang nantinya akan dimasukkan ke dalam basis

pengetahuan ( knowledge base)..

Pengetahuan-pengetahuan yang mendukung dalam melakukan diagnosa penyakit

pernafasan direpresentasikan dalam bentuk kaidah produksi dengan pertimbangan antara

lain :

a. mudah difahami karena bersifat deklaratif

b. sesuai dengan jalan berfikir manusia dalam menyelesaikan masalah

c. mudah dimodifikasi karena berbentuk modular

d. mudah diinterpretasikan

Terdapat 3 proses pengolahan pengetahuan yang didapatkan dari akuisisi pengetahuan

sehingga sampai pada bentuk kaidah produksi, yaitu :

1. membuat tabel keputusan, berguna untuk mendokumentasikan pengetahuan

2. membuat pohon keputusan, berguna untuk menghilangkan/memangkas

kaidah-kaidah untuk meniadakan terjadinya perulangan pertanyaan

3. menyusun kaidah produksi.

Penjelasan berikut akan memuat proses pengolahan pengetahuan yang

bersumber dari hasil akuisisi pengetahuan yaitu bagan alir (flow chart) penuntun diagnosa

penyakit pernafasan yang diawali dari gejala utama nyeri dada. Bagan alir penuntun

(6)

Gambar 2. Bagan Alir Penuntun Diagnosa Gejala Utama Nyeri Dada (Rahardjo,dkk, 1981)

3.1. Tabel Keputusan

Langkah selanjutnya adalah membuat tabel keputusan untuk

mendokumentasikan pengetahuan yang mengacu pada bagan alir penuntun diagnosa

pada gambar 2. Tabel keputusan ini memuat 3 hal penting ,yaitu

1. gejala-gejala penyerta dari gejala utama nyeri dada

2. diagnosa penyakit

BAGAN ALIR GEJALA UTAMA NYERI DADA

Nyeri dada

ATAU darah dalam dahak Bronkhiektasia

tidak

Nyeri pada satu tulang ya Nyeri dari penyakit Punggung atau lebih di tulang belakang

tidak

Riwayat trauma DAN ya Fraktur Iga

Nyeri setempat di iga

tidak

Nyeri dada bagian bawah ya Gastritis Lebih berat dengan makan

(7)

3. kombinasi kemungkinan jawaban dari gejala-gejala penyerta, yang disajikan

dalam bentuk jawaban Y (ya) dan T (tidak).

Sebelum menterjemahkan ke dalam tabel keputusan terdapat hal yang perlu diperhatikan

dalam membaca bagan alir adalah

1. kotak dalam bagan alir menandakan gejala

2. tanda panah menunjukkan gejala apa yang harus diketemukan pada langkah

berikutnya

3. terdapat 3 kemungkinan dalam kotak yaitu

a. hanya ada satu gejala, bila gejala ini terpenuhi maka langkah selanjutnya

diteruskan dengan mengikuti panah ya .

b. terdapat 2 gejala yang dihubungkan dengan kata “ATAU” , artinya jika

kedua gejala atau hanya salah satu gejala yang dipenuhi maka langkah

selanjutnya diteruskan dengan mengikuti panah ya

c. terdapat 2 gejala yang dihubungkan dengan kata “DAN” , artinya langkah

selanjutnya diteruskan dengan mengikuti panah ya apabila kedua gejala

dipenuhi tetapi jika hanya satu gejala saja yang memenuhi maka harus

mengikuti panah tidak.

Ketiga hal di atas perlu diperhatikan terutama dalam menentukan kombinasi

kemungkinan jawaban Y (ya) atau T(tidak) dalam tabel keputusan.

Mengacu dari bagan alir penuntun diagnosa gambar 2, dapat dibuat tabel

(8)

Tabel 1. Tabel Keputusan Gejala Utama Nyeri Dada

(9)

9 |pernah dipublikasikan di majalah FORMAT STMIK AKAKOM 3.2. Pohon Keputusan

Pohon keputusan disusun dengan mengacu dari tabel keputusan yang telah dibuat.

Gambar 3 menampilkan pohon keputusan yang dihasilkan.

Gambar 3. Pohon Keputusan Gejala Utama Nyeri Dada Nyeri dada bersama y ronkhi krepitasi y suara pernafasan y punggung atau lebih TULANG BELAKANG

t

riwayat trauma y nyeri setempat di iga y FRAKTUR IGA

t nyeri setempat di iga

t

(10)

10 |pernah dipublikasikan di majalah FORMAT STMIK AKAKOM 3.3. MENYUSUN KAIDAH PRODUKSI

Mengacu pohon keputusan, dapat disusun kaidah produksi. Dari pohon keputusan

yang ditampilkan pada gambar 3, notasi ellips menyatakan gejala yang ada dan persegi

panjang menyatakan penyakit sebagai hasil diagnosa. Dalam menyusun kaidah produksi

maka gejala yang dinotasikan dengan ellips menjadi anteseden dan hasil diagnosa yang

dinotasikan dengan persegi panjang menjadi konsekuen. Keterangan y (ya) dan t (tidak)

menanyakan apakah memenuhi gejala tersebut, jika y (ya) maka gejala tersebut akan

menjadi anteseden; tetapi jika t (tidak) maka gejala tersebut diabaikan.

Dari pohon keputusan yang ada dihasilkan sebanyak 30 kaidah dalam bentuk

kaidah produksi :

Kaidah 1 : IF nyeri dada AND nyeri dada terjadi bersama gerak pernafasan AND ronkhi krepitasi AND suara pernafasan bronkhial

THEN Pneumonia

Kaidah 2 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND ronkhi krepitasi

THEN Pneumonia

Kaidah 3 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND suara pernafasan bronkhial

THEN Pneumonia

Kaidah 4 : IF nyeri dada AND ronkhi krepitasi AND

suara pernafasan bronkhial AND sesak nafas THEN Pneumonia

Kaidah 5 : IF nyeri dada AND suara pernafasan bronkhial AND sesak nafas THEN Pneumonia

Kaidah 6 : IF nyeri dada AND ronkhi krepitasi AND sesak nafas. THEN Pneumonia

Kaidah 7 : IF nyeri dada AND sesak nafas AND rasa seperti tertindih batu THEN Angina Pektoris

Kaidah 8 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND rasa seperti tertindih batu.

THEN Angina Pektoris

(11)

rasa seperti tertindih batu AND nadi lemah dan sianosis THEN Serangan Jantung

Kaidah 10 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND rasa seperti tertindih batu AND nadi lemah dan sianosis THEN Serangan Jantung

Kaidah 11 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND hati membesar AND kenaikan desakan venosa.

THEN Kegagalan Jantung Kongestif

Kaidah 12 : IF nyeri dada AND sesak nafas AND

hati membesar AND kenaikan desakan venosa THEN Kegagalan Jantung Kongestif

Kaidah 13 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND batuk lebih dari 4 minggu AND ada darah dalam dahak THEN TBC atau Bronkhietasia

Kaidah 14 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND batuk lebih dari 4 minggu

(12)

12 |pernah dipublikasikan di majalah FORMAT STMIK AKAKOM THEN TBC atau Bronkhietasia

Kaidah 22 : IF nyeri dada ANDnyeri dada bersama gerak pernafasan AND nyeri pada satu tulang punggung atau lebih

THEN Penyakit Tulang Belakang

nyeri pada satu tulang punggung atau lebih THEN Penyakit Tulang Belakang

Kaidah 24 : IF nyeri dada AND nyeri pada satu tulang punggung atau lebih. THEN Penyakit Tulang Belakang

Kaidah 25 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND riwayat trauma ANDnyeri setempat di iga.

THEN Fraktur Iga

Kaidah 28 : IF nyeri dada AND nyeri dada bersama gerak pernafasan AND nyeri di dada bagian bawah lebih berat dengan makan THEN Gastritis

nyeri di dada bagian bawah lebih berat dengan makan THEN Gastritis

Dari uraian di atas dapat disimpulkan sebagai berikut :

1. pengetahuan dalam wilayah pengetahuan tertentu harus diubah dalam format

tertentu supaya dapat diterima oleh sistem (komputer)

2. Pengetahuan yang direpresentasikan berupa kaidah (rule) dalam bentuk kaidah

(13)

3. Kaidah (rule) itulah yang dimasukkan dalam knowledge base.

Setelah semua pengetahuan diubah dalam bentuk kaidah produksi, maka dapat

dilanjutkan dengan membangun sebuah sistem pakar pendiagnosa penyakit pernafasan

yang diawali dari gejala utama nyeri dada dengan menggunakan bahasa pemrograman

yang menunjang pembuatan sistem pakar tersebut. Representasi pengetahuan dalam

bentuk kaidah produksi dapat dimasukkan ke dalam knowledge base dari struktur sistem

pakar yang dibangun dengan bahasa pemrograman apapun tidak mengacu pada salah

satu bahasa pemrograman tertentu.

5. DAFTAR PUSTAKA

Giarratano, J, and Riley G., 1994. “Expert System : Principle and Programming” , 2 ed, PWS Publishing Company, Boston, MA.

Ignizio, JAMES, p., “Introduction to Expert System”, 1991, McGraw-Hill. Inc. USA

Munro, John F., Ford , Michael J., 2001, “Pengantar Pemeriksaan Klinis”,

edisi 6, EGC, Jakarta.

Rahardjo P. dr, M.Comm.H., Hausman, B.A., Kushadiwijaya, H., dr. 1981, “Penuntun Diagnosa Dalam Pelayanan Kesehatan Primer”, edisi pertama, Fakultas