ANALISA DAN DESAIN ARSITEKTUR CLOUD COMPUTING
TELERADIOLOGI
Agus Sujadi1,1 )dan Febriliyan Samopa2) 1)Program Studi Magister Manajemen Teknologi,
Institut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya Jl. Cokroaminoto 12A, Surabaya, 60264, Indonesia
e-mail: [email protected]
2)Fakultas Teknologi Informasi, Instutut Teknologi Sepuluh Nopember Surabaya
ABSTRAK
Keterbatasan jumlah tenaga radiologis menjadikan kebutuhan analisa citra medis sering tidak terpenuhi dalam batasan waktu layanan yang ditentukan. Salah satu solusi untuk memenuhi kebutuhan analisa radiologi itu adalah dengan teleradiologi, yakni mengirimkan citra medis pasien ke lokasi lain dimana dokter ahli radiologi berada. Akan tetapi implementasi teleradiologi secara mandiri oleh organisasi kesehatan masih memiliki banyak hambatan karena keterbatasan teknologi dan sumber daya TI yang dimiliki organisasi kesehatan. Bagi perusahaan pengembang dan penyedia layanan teknologi informasi, keterbatasan yang dimiliki oleh organisasi kesehatan memberikan peluang untuk menawarkan solusi teknologi sistem teleradiologi berdasarkan model layanan cloud computing. Pada penelitian ini penulis melakukan analisa sistem teleradiologi berdasarkan model bisnis teleradiologi yang umum untuk selajutnya membuat sebuah desain sistem teleradiologi berbasis cloud computing yang menyediakan beberapa model layanan teleradiologi, yakni: Off-hour Reading, Sharing/Reallocation, dan Teleconsultation. Model pengembangan sistem dilakukan dengan pendekatan ICONIX Process dan Enterprise Architecture Planning (EAP) dengan menggunakan Unified Modeling Language (UML) sebagai bahasa visual untuk menggambarkan pemodelan dan desain arsitektur cloud computing teleradiologi.
Kata kunci: Citra Medis,Cloud Computing, DICOM, PACS, Teleradiologi, UML.
PENDAHULUAN
Topik yang akan di angkat pada makalah ini adalah tentang penggunaan teknologi informasi di bidang radiologi, yakni teleradiologi dengan menggunakan model cloud computing. Radiologi sendiri adalah salah satu cabang ilmu kedokteran untuk melihat anatomi dan pathologi tubuh manusia melalui deteksi sinyal dan generasi citra untuk keperluan diagnosa dan tindakan terhadap sebuah penyakit. Sedangkan teleradiologi (teleradiology) adalah transmisi elektronik dari citra radiologi pasien seperti gambar X-Ray, CT (computer tomography), dan citra resonansi magnetik dari satu lokasi ke lokasi lain untuk tujuan interpretasi, analisa dan / atau konsultasi (Kumar dkk, 2008).
Teleradiologi sebagai pilihan untuk solusi kebutuhan layanan radiologi yang efektif dan efisien menjadi sebuah peluang bagi perusahaaan penyedia layanan solusi teknologi informasi untuk dikembangkan dan ditawarkan kepada organisasi kesehatan. Akan tetapi pada kenyataanya sistem teleradiologi yang ditawarkan masih belum mendapatkan respon yang positif dari organisasi kesehatan. Dugaan sementara alasan terkendalanya sistem teleradiologi itu dikarenakan oleh: (1). Sumber daya manusia (SDM) TI organisasi untuk mengelola sistem, (2). Biaya investasi implementasi sistem, (3). Kemampuan aplikasi – yang pada umumnya berbasis web belum memenuhi kebutuhan alur kerja radiologi yang optimal, dan (4). Masalah
kepercayaan terhadap data dan keamanan sistem. Beberapa isu tambahan seperti: hukum medis, kehandalan sistem, kemudahan dalam penggunaan, ketersediaan dukungan dari ahli (support-desk), dan pemenuhan terhadap standar industri medis juga menjadi perhatian pada pengembangan sistem teleradiologi modern (Huang, 2010).
Penelitian ini mencoba mencari solusi guna membantu organisasi kesehatan mengatasi keterbatasan dan kendala yang dimilikinya dalam implementasi sistem teleradiologi yakni dengan menyediakan sebuah sistem teleradiologi berbasis layanan (as a services) yang dikembangkan dengan cloud computing. Perusahaan penyedia layanan solusi teknologi informasi akan berperan sebagai cloud provider yang menyediakan layanan teleradiologi bagi organisasi kesehatan dengan harga yang ditentukan berdasarkan jenis dan jumlah layanan, sedangkan organisasi kesehatan berperan sebagai cloud user yang dapat menggunakan layanan teleradiologi sesuai dengan kebutuhannya. Sistem berbasis cloud computing memungkinkan model pembiayaan yang jelas bagi konsumen karena biaya yang dikeluarkan oleh pengguna bisa diprediksi, selain itu juga tidak diperlukan modal investasi awal yang berimbas pada penekanan biaya dimuka. Cloud computing dipilih karena dipandang sebagai sebuah model yang mampu memenuhi kebutuhan sistem berbasis layanan yang mampu menjalankan fungsi kolaborasi dan berbagi sumber daya teknologi, sumber daya manusia dan pengetahuan (knowledge) untuk mencapai tingkat efisiensi dan efektifitas yang optimal..
Tujuan dari penelitian yang akan dilakukan ini adalah untuk mendesain sebuah produk layanan sistem teleradiologi berbasis cloud computing yang diharapkan dapat mengakomodasi kebutuhan layanan radiologi jarak jauh guna meningkatkan efektifitas dan efisiensi alur kerja radiologi sehingga dapat dihasilkan layanan radiologi yang lebih baik.
METODE
Secara umum tahapan pada penelitian ini dibagi menjadi dua bagian utama yakni: analisa sistem dan proses bisnis, dan desain arsitektur sistem.
Analisa Sistem dan Proses Bisnis
Tahap analisa sistem dan proses bisnis memiliki tujuan utama untuk mengetahui kondisi saat ini, mendapatkan daftar kebutuhan bisnis terhadap sistem yang akan dibangun, dan bagaimana proses bisnis itu akan dijalankan didalam sebuah sistem. Analisa sistem ini melibatkan tiga aktifitas utama yaitu: memahami situasi saat ini (as-is system), mengidentifikasi perbaikan sistem, dan menetapkan kebutuhan terhadap sistem yang baru (to-be system).
Tahapan pada analisa sistem dan proses bisnis dilakukan dengan beberapa cara, antara lain adalah:
Analisa kondisi existing dan value proposition, mendapatkan detail informasi tentang
sistem teleradiologi yang ada, melakukan analisa dan memperkirakan strategi pengembangan serta perbaikan yang bisa dilakukan selanjutnya. Untuk mengetahui nilai dari sebuah sistem yang akan dibuat, maka pada bagian ini juga akan dilakukan analisa proposisi nilai cloud computing teleradiologi bagi user dan organisasi penyedia layanan (provider).
Menentukan model bisnis teleradiologi, mengacu pada model bisnis teleradiologi
umumnya dengan menitik beratkan pada model berbasis layanan (as a service) yang merupakan karakteristik utama cloud computing, dimana pembebanan biaya kepada pelanggan adalah berdasarkan penggunaan riil pelanggan terhadap layanan yang
karakteristik spesifik apa yang harus dimiliki. Dikembangkan dalam dua kelompok utama kebutuhan yakni; kebutuhan fungsional dan kebutuhan non-fungsional.
Melakukan pemodelan proses bisnis, membuat model fungsional dan struktural yang
mempresentasikan proses bisnis dan interaksi yang terjadi dalam sebuah lingkungan sistem, disampaikan dalam sebuah model visual atau diagram. Pemodelan proses bisnis akan dilakukan dengan menggunakan business process diagram, domain modeling, use case modeling dan class modeling.
Desain Arsitektur
Mendesain sebuah arsitektur sistem cloud computing teleradiologi yang mampu menjalankan alur kerja radiologi, meliputi: arsitektur aplikasi, arsitektur data, dan arsitektur teknologi.
Desain arsitektur data, Mengidentifikasi dan mendefinisikan jenis-jenis data yang
utama (entity) yang terlibat dan mendukung fungsi bisnis yang telah didefinisikan dalam model bisnis. Entitas-entitas ini mempresentasikan orang, tempat, konsep, benda atau kejadian yang penting bagi bisnis dan menentukan data apa saja yang harus dikelola (Setiawan, 2005).
Desain arsitektur aplikasi, Mendefinisikan aplikasi atau proses utama yang diperlukan
untuk mengelola data dan mendukung fungsi teleradiologi yang akan dibuat dalam sebuah sistem cloud computing. Desain aplikasi ini diharapkan mampu memenuhi kebutuhan dasar dari konsep cloud computing yakni: pay as you go, usage based pricing, dan elasticity serta mempertimbangkan bahwa layanan yang diberikan adalah bersifat repeatable, measurable, dan comprehensive (Cisco, 2011).
Desain arsitektur teknologi, Mendefinisikan bagaimana penerapan teknologi akan
dilakukan serta mendesain kebutuhan teknologi pendukung, seperti: perangkat keras, perangkat lunak tambahan, model komunikasi dan jaringan komputer serta hal-hal lainnya untuk membangun sebuah infrastruktur cloud computing yang mampu menjalankan fungsi yang telah didefinisikan pada proses bisnis.
HASIL DAN PEMBAHASAN Cloud Computing Teleradiologi
Berangkat dari kebutuhan akan sebuah sistem teleradiologi yang mampu menjalankan alur kerja radiologi secara optimal, juga keterbatasan dari organisasi kesehatan untuk menyediakan, mengelola, dan mengoperasikan sistem teleradiologi secara mandiri maka pilihan untuk menggunakan pihak ketiga (provider) yang secara spesifik menyediakan jasa layanan teleradiologi dalam sebuah sistem cloud menjadi sangat mungkin untuk dilakukan. Bagi penyedia layanan teknologi informasi, cloud computing memberikan sarana untuk memberikan lebih banyak pilihan layanan kepada konsumen (diversity of product).
Desain umum sistem cloud computing teleradiologi yang akan dibangun mengacu pada pendekatan layanan berbais cloud yang di presentasikan oleh Carestream Health pada World of Health IT (WoHIT) 2010 di Barcelona, seperti di ilustrasikan pada Gambar 1. Desain Cloud Computing Teleradiologi (Carestream, 2010). Bentuk layanan yang dihadirkan melalui cloud computing teleradiologi ini memungkinkan organisasi kesehatan untuk melakukan: re-alokasi beban kerja, berbagi sumber daya, kolaborasi dengan organisasi lain, dan melakukan pengarsipan / penyimpanan data radiologi di lingkungan luar organisasi.
Gambar 1. Desain Cloud Computing Teleradiologi
Pemodelan Proses Bisnis Cloud Computing Teleradiologi
Model cloud computing melibatkan transformasi organisasi dalam evolusinya, sehingga arsitektur teknologi hanya bagian multi-aspek pengembangan, seperti organisasi, proses, dan model bisnis yang berubah juga menjadi pertimbangan (Zhu, 2011). Secara umum model bisnis teleradiologi yang ada saat ini bisa dikelompokkan sebagai berikut: (i) fasilitas radiologi yang dioperasikan sendiri oleh rumah sakit atau klinik yang mempekerjakan sejumlah ahli radiologi (ii) sebuah perusahaan dengan beberapa fasillitas yang mempekerjakan ahli radiologi untuk bekerja pada kelompok radiologi lain, (iii) sebuah grup radiologi yang yang menyediakan jasa radiologi profesional kepada pihak lain (Benjamin dkk, 2010).
analysis Business Process Model
User User Sending «resource» Apps (w eb/mobile/desktop) «information» Catalog «resource» Images (disk/modality/pacs) «information» Worklist «goal»
Send to Cloud Serv er
«goal»
Receiv e from Cloud Serv er Workflow Teleradiology «work unit» Radiologi Report «resource» Apps (w eb/mobile/desktop) Receiving «resource» DICOM View er «goal» «supply» «use» «input» «use» «use» «supply» «output» «goal»
Gambar 2. Diagram Proses Bisnis Cloud Computing Teleradiologi
Berdasarkan model operasional teleradiologi yang umum digunakan saat ini, desain cloud computing teleradiologi yang akan dibuat diarahkan untuk mendukung 4 (empat) model bisnis teleradiologi, yaitu:
kebutuhan analisa radiologi pada malam hari (diluar jam kerja ahli radiologi) dan pada hari-hari libur seperti akhir pekan atau hari libur resmi lainnya.
Realokasi dan berbagi sumber daya radiologi, model cloud computing teleradiologi
mampu memfasilitasi fungsi berbagi sumber daya dan realokasi beban kerja antar organisasi kesehatan.
Telekonsultasi, pada beberapa kasus pembacaan gambar radiologi dibutuhkan masukan
atau analisa oleh ahli radiologi lain yang memiliki spesialisasi tertentu. Ketika ahli radiologi membutuhkan masukan (second opinion) dari ahli radiologi lain, gambar radiologi pasien dikirim ke ahli radiologi yang akan diminta untuk memberikan masukan. Telekonsultasi ini bisa dilakukan dengan tim ahli radiologi internal, lintas organisasi, juga bisa dilakukan dengan pusat layanan radiologi yang menyediakan spesialisasi dalam radiologi (radiology expert center).
Diagram proses bisnis cloud computing teleradiologi yang dibuat mengacu pada Penker Business Modelling. Pada pemodelan proses bisnis menggunakan Eriksson-Penker memiliki memiliki komponen-komponen antara lain: process, goal, information, output, dan resources.
Pada gambar 2, menjelaskan proses bisnis utama beserta komponen-komponen yang terlibat dalam sebuah alur kerja teleradiologi. Aktor utama yang terlibat dalam sebuah alur kerja teleradiologi adalah radiografer yang berperan pada proses pengiriman sebuah citra medis dan dokter ahli yang bertugas untuk melakukan analisa citra medis dan membuat laporan radiologi. uc semnas (from Login) Login (from Login) Log System (from Login) Account Recov ery
User
(from Login) (from Login) Application models
(from Accounts Management) Manage Account
(from Accounts Management) Manage Group
Account
(from Accounts Management) Manage User
Account
(from Accounts Management) Group Catalog
(from Accounts Management) User Catalog
(from Services Management) Manage Serv ices
(from Services Management) Serv ices Catalog
(from Services Management) Serv ices Use
(from Services Management) Manage Serv ices
Uses
(from Services Management) Pricing (from Teleradiology Services)
Get Image
(from Teleradiology Services) DICOM View er (from Teleradiology Services)
Upload
(from Teleradiology Services) Work Order
(from Teleradiology Services) Worklist (from Teleradiology Services)
Dow nload (from Teleradiology Services)
Radiology Report (from Teleradiology Services)
Off-hour Reading
(from Teleradiology Services) Sharing/Reallocation
(from Teleradiology Services) Teleconsultation Reporting «include» «include» «include» «include» User SysAdmin «precedes» «flow» «precedes» User GroupAdmin «include» «include» «make» «make» «include» «include» «include» «include» «include» «include» «include» «include» «include» «include» Radiographer User Radiologist
Gambar 3. Diagram Use Case
Pada umumnya sebuah sistem teleradiologi memiliki tiga layer aplikasi utama, yakni aplikasi pada sending station yang memiliki fungsi utama untuk mendapatkan citra medis, melakukan review dan mengirimkan citra medis pasien serta membuat workorder, aplikasi
PACS pada cloud server yang bertugas mengelola citra medis beserta fungsi manajemen user
citra medis, analisa / review citra medis pasien dan membuat laporan. Dari model dasar sistem teleradiologi tersebut dikembangkan ke dalam sebuah desain fungsional dan desain struktural sistem yakni dengan use case model dan class model.
Pada desain fungsional, use case melibatkan aktor (actors), yakni user / pengguna yang terlibat dalam sebuah sistem, aktor yang terlibat pada sistem cloud computing teleradiologi ini antara lain adalah: (i) SysAdmin, yakni user administrator sistem yang memiliki wewenang untuk melakukan manajemen user dan group, juga manajemen layanan cloud computing teleradiologi. (ii) GroupAdmin, yakni user administrator dari sebuah group radiologi yang memiliki wewenang untuk melakukan manajemen user dan layanan dalam sebuah group. (iii) Radiographer, yakni user dalam sistem teleradiologi berfungsi sebagai tenaga yang bertugas untuk mendapatkan citra medis, seorang radiografer biasanya adalah operator alat radiologi / modalitas dalam sebuah departemen radiologi. (iv) Radiologist, yakni dokter ahli radiologi yang bertugas melakukan analisa / pembacaan gambar-gambar radiologi pasien.
Class modeling merupakan bentuk pemodelan struktural atau konseptual yang mendeskripsikan struktur data yang mendukung proses bisnis sebuah sistem atau organisasi yang digambarkan dalam sebuah class diagram. Dilakukan sebelum tahap desain, struktural model ini diharapkan dapat benar-benar mencerminkan / menggambarkan bagaimana data akan disimpan ke database dan di arsip (Dennis dkk, 2010).
Pemodelan dan analisa class dilakukan terhadap use case berdasarkan domain model yang telah dikembangkan untuk mengidentifikasi object boundary, control, dan entity yang terlibat. Object boundary adalah suatu bentuk abstraksi dari user interface (UI) yang menangani input dan output, sedangkan object control berkaitan dengan pengendalian interaksi dalam use case di tingkat aplikasi dan mengendalikan data dalam object entity (Priestley, 2003). Pada analisa class untuk sistem cloud computing teleradiologi ini class diagram dikelompokkan dalam beberapa package class yakni: class user account, class group radiology, class radiology services, class package service, class order, class reporting, dan class log system. Hasil dari analisa class ini menjadi acuan pada data model untuk membangun arsitektur data.
A. Arsitektur Cloud Computing Teleradiologi
Tujuan dari tahap analisa adalah untuk mendapatkan detail kebutuhan bisnis dan kebutuhan sistem, sedangkan tujuan dari tahap desain adalah untuk memutuskan bagaimana sebuah sistem itu akan dibangun. Arsitektur cloud computing teleradiologi yang dibuat diarahkan untuk mendukung software plus services yakni dengan menyediakan aplikasi yang bisa berjalan stand-alone di perangkat yang digunakan (aplikasi desktop dan aplikasi mobile) tanpa harus tergantung/terkoneksi dengan cloud sistem sepanjang waktu. Sedangkan pada kondisi dimana tidak terdapat aplikasi desktop atau mobile, user tetap bisa mengaskses sistem melalui web browser menggunakan aplikasi berbasis web yang disediakan.
Desain arsitektur sistem cloud computing teleradiologi disampaikan dalam bentuk paket diagram (package diagram) yang di organisasi berdasarkan layer aplikasi. Ide pemisahaan elemen arsitektur ke dalam layer diperkenalkan oleh Smalltalk (Lewis, 1995), bertujuan untuk memisahkan logika aplikasi dari logika antarmuka pengguna, dengan cara ini mungkin untuk dengan mudah mengembangkan antarmuka pengguna yang berbeda yang bekerja dalam aplikasi yang sama. Desain arsitektur sistem seperti di ilustrasikan pada gambar 4, membagi arsitektur aplikasi menjadi 3 layer, yakni: Human Computer Intaraction (HCI) Layer, Problem Domain (PD) Layer, dan Data Management (DM) Layer. Untuk bisa
Gambar 4. Arsitektur Sistem Teleradiologi
Kebutuhan perangkat / infrastruktur teknologi informasi untuk membangun sistem cloud computing teleradiologi di ilustrasikan seperti gambar 6. Infrastruktur fisik terdiri dari Web Server, PACS Server (Application Server), dan Database.
Gambar 5. Arsitektur Teknologi
KESIMPULAN DAN SARAN
Berbicara tentang implementasi teknologi informasi, industri kesehatan saat ini sedang mengalami banyak tuntutan perubahan terhadap sistem TI dalam upaya untuk
meningkatkan kualitas layanan, menekan biaya, dan kebutuhan untuk memenuhi regulasi yang berlaku. Untuk memenuhi tuntutan dan menghadapi tantangan tersebut, ada tiga hal yang sangat mungkin untuk dilakukan oleh institusi kesehatan, yaitu: berbagi sumber daya, berbagi keahlian, dan melakukan kolaborasi dengan institusi kesehatan lainnya. Cloud computing adalah salah satu model yang didesain untuk mampu menjalankan ketiga skenario tersebut.
Untuk memenuhi kebutuhan layanan radiologi yang efektif dan efisien, sistem teleradiologi dengan model cloud computing bisa dipilih sebagai alternatif. Sistem teleradiologi berbasis cloud computing memungkinkan model pembiayaan yang jelas bagi organisasi kesehatan karena biaya yang dikeluarkan oleh pengguna bisa diprediksi, selain itu juga tidak diperlukan modal investasi awal yang berimbas pada penekanan biaya dimuka. Sedangkan bagi organisasi penyedia layanan teknologi informasi, cloud computing memberikan sarana untuk memberikan lebih banyak pilihan layanan kepada konsumen (diversity of product).
DAFTAR PUSTAKA
Benjamin, Menashe, Aradi, Yinon dan Shreiber, Reuven (2010), “From Shared Data to
Sharing Workflow: Merging PACS and Teleradiology”, European Journal of Radiology, Vo.73 Issue 1, Elsevier, Kidlington.
Carestream, Inc (2010), “How a Radiology Cloud Infrastructure Supports a Variety of
Customer Workflows”,Presented at World Health IT 2010, Barcelona.
Cisco (2011), The Need for Service Catalog Design in Cloud Services Development (White Paper), Cisco System. Inc, California.
Dennis, Alan., Wixom, Barbara Haley dan Tegarden, David (2010), System Analysis and Design with UML: An Object-Oriented Approach (Third Edition), John Wiley & Sons, New Jersey.
Huang, H.K. (2010), PACS and Imaging Informatics, Basic Principles and Applications -Second Edition, Wiley Blackwell, New Jersey.
Kumar, Sajeesh dan Krupinski, Elizabeth A. (2008), Teleradiology, Springer-Verlag, Berlin Heidelberg.
Lewis, Simon (1995), The Art of Science of Smaltalk: An Introduction to Object-Oriented Programming Using Visual-Works, Prentice Hall, New Jersey.
Priestley, Mark (2003), Practical Object-Oriented Design with UML (Second Edition), McGraw-Hill, New York.
Setiawan, Erwin Budi (2005), “Perencanaan Arsitektur Enterprise di STT Telkom”, Jurnal Telekomunikasi, Vol.10, No.1, Bandung.
Zhu, Jinzy (2011), “Real Case and Applications of Cloud Computing”, dalam Cloud
