T1__Full text Institutional Repository | Satya Wacana Christian University: Diagnosa Penyakit ISPA pada Bayi dan Anak Menggunakan Finite State Automata T1 Full text

(1)

i

Diagnosa Penyakit ISPA pada Bayi dan Anak

Menggunakan

Finite State Automata

Artikel Ilmiah

Peneliti :

Regie Wibhiyanto (672013157) Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana

(2)

ii

Diagnosa Penyakit ISPA pada Bayi dan Anak

Menggunakan

Finite State Automata

Artikel Ilmiah

Diajukan kepada Fakultas Teknologi Informasi

untuk memperoleh Gelar Sarjana Komputer

Peneliti :

Regie Wibhiyanto (672013157) Magdalena A. Ineke Pakereng, M.Kom.

Program Studi Teknik Informatika Fakultas Teknologi Informasi Universitas Kristen Satya Wacana

(3)

(4)

(5)

(6)

(7)

vii

(8)

1

Diagnosa Penyakit ISPA pada Bayi dan Anak

Menggunakan

Finite State Automata

Regie Wibhiyanto 1, Magdalena A. Ineke Pakereng 2 Fakultas Teknologi Informasi accommodate the possibility of that happening and then used to mapping how to diagnose the disease runs. Research was completed through four phases, namely requirements analysis and data collection, System planning, System Implemetation and Testing and Analysis. Research counducted to produce applications for the diagnosis of diseases that can be to used to diagnose wheter the user undiagnosed disease and provide information types of illness.

Keywords : System Disease Diagnosis, Finite State Automata, Research Stage

Abstrak

Sistem diagnosa penyakit adalah sebuah program komputer yang mencoba untuk mendiagnosa suatu penyakit dari pertanyaan berupa gejala yang diderita si pengguna. Finite State Automata digunakan untuk mengakomodir kemungkinan yang terjadi serta memetakan bagaimana proses diagnosa penyakit berjalan. Penelitian yang dilakukan, diselesaikan melalui empat tahapan penelitian yaitu, Analisis kebutuhan dan pengumpulan data, Perancangan sistem, Implementasi Sistem, Pengujian dan Analisis. Penelitian yang dilakukan menghasilkan aplikasi diagnosa penyakit yang dapat digunakan untuk mendiagnosa apakah user terdiagnosa penyakit serta memberi informasi jenis penyakit yang diderita.

Kata Kunci : Sistem Diagnosa Penyakit, Finite State Automata, Tahapan Penelitian

1

Mahasiswa Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Teknologi Informasi, Universitas Kristen Satya Wacana Salatiga

2

(9)

2

1. Pendahuluan

Pada era modern ini, perkembangan teknologi mengalami kemajuan yang pesat. Teknologi dapat mempermudah segala aktivitas manusia. Perkembangan teknologi berpengaruh pada hampir seluruh bidang kehidupan. Salah satu contohnya adalah bidang kesehatan. Para dokter ahli menggunakan teknologi untuk menemukan solusi baru mengenai kesehatan manusia. Kesehatan merupakan hal yang berharga bagi manusia, karena siapa saja dapat mengalami gangguan kesehatan.

ISPA (Infeksi Saluran Pernapasan Akut) merupakan penyakit infeksi saluran pernapasan yang disebabkan oleh virus atau bakteri yang dapat menyerang siapa saja termasuk bayi dan anak. Bayi dan anak sangat rentan terhadap kuman penyakit dan kurangnya kepekaan terhadap gejala suatu penyakit merupakan ketakutan tersendiri bagi orang tua. Apabila terjadi gangguan kesehatan terhadap anak maka mereka lebih dulu mempercayakannya kepada pakar atau dokter ahli yang sudah mengetahui lebih banyak tentang kesehatan, tanpa memperdulikan apakah gangguan tersebut masih dalam tingkat rendah atau kronis [1].

Teori dan Bahasa Automata merupakan salah satu bagian ilmu komputer yang didasari oleh model dan gagasan mendasar mengenai komputer, dengan menggunakan metode ini akan dirancang sistem Diagnosa Penyakit.

Berdasarkan latar belakang tersebut, maka dilakukan penelitian untuk Diagnosa Penyakit ISPA pada Bayi dan Anak Menggunakan Finite State Automata. Adanya sistem ini diharapkan dapat memberi kemudahan bagi para orang tua anak untuk mendapatkan informasi ataupun diagnosa penyakit ISPA (Infeksi Saluran Pernapasan Akut) sehingga para orang tua dapat melakukan pencegahan lebih awal yang sekiranya membutuhkan waktu jika harus berkonsultasi dengan dokter ahli.

2. Tinjauan Pustaka

Sudah banyak penelitian tentang pembuatan sistem diagnosa suatu penyakit dan penggunaan Finite State Automata untuk merancang sebuah sistem maupun aplikasi, salah satu penelitian yang menggunakan Finite State Automata adalah pada

penelitian yang berjudul “Perancangan dan Implementasi Finite Automata pada Simulasi Vending Machine”, kesimpulan yang didapat penelitian ini adalah Finite Automata dapat dijadikan sebagai logika dasar untuk membuat simulasi vending machine. Lewat rancangan state diagram berdasarkan konsep Mealy machine yang telah dibuat, maka apliksi simulasi vending machine dapat dibuat dan hasil dari setiap input yang dipilih oleh user pada aplikasi sesuai dengan hasil rancangan tersebut [2].

Pada Penelitian yang berjudul Sistem Pakar untuk Mendiagnosa Penyakit Ginjal dengan Metode Backward Chaining, membahas tentang penggunaan sistem pakar yang digunakan untuk mendeteksi gejala-gejala penyakit ginjal. Sistem yang dibangun menghasilkan output berupa kemungkinan penyakit ginjal yang diderita berdasarkan gejala yang dirasakan oleh user. Sistem ini juga manampilkan besarnya kepercayaan gejala tersebut terhadap kemungkinan penyakit ginjal yang diderita oleh user. Besarnya nilai persentase tersebut merupakan hasil perhitungan dengan menggunakan metode Backward Chaining [3].

(10)

3

Mengecek Kebenaran Format SMS pada SMS Premium”, kesimpulan yang

didapatkan melalui penelitian ini adalah algoritma teori bahasa dan automata cocok untuk mengatasi permasalahan terhadap pengecekan format SMS premium. Ini telah dibuktikan dengan tiga hal yang menjadi ciri-ciri algoritma yang baik telah dipenuhi oleh algoritma teori bahasa dan automata untuk pengecekan tersebut, yaitu pertama algoritma teori bahasa dan automata memberikan output yang benar terhadap hasil yang diinginkan, kedua algoritma teori bahasa dan automata memberikan hasil yang pasti terhadap string yang diberikan, dan yang ketiga adalah dengan menggunakan algoritma teori bahasa dan automata diperoleh efisiensi waktu dan efisiensi memori [4].

Berdasarkan penelitian-penelitian yang pernah dilakukan terkait penerapan Finite State Automata, maka akan dilakukan penelitian yang membahas aplikasi Diagnosa Penyakit ISPA Pada Bayi dan Anak Menggunakan Finite State Automata. Sistem ini dirancang untuk memudahkan user melakukan pemeriksaan gejala penyakit ISPA dengan mudah dan cepat.

Finite State Automata adalah mesin abstrak berupa sistem model matematika dengan masukan dan output diskrit yang dapat mengenali bahasa paling sederhana (bahasa reguler) dan dapat diimplementasikan secara nyata dimana sistem dapat berada di salah satu dari sejumlah berhingga konfigurasi internal disebut state. Finite State Automata mempunyai sekumpulan state dan aturan-aturan untuk berpindah dari state yang satu ke state yang lain, tergantung dari simbolnya. Finite automata mempunyai state awal, sekumpulan state dan state akhir. Finite automata merupakan kumpulan dari lima elemen atau dalam bahasa matematis dapat disebut sebagai 5 tuple, yaitu (Q, ∑, δ, S, F), dimana :

Gambar 1 Contoh Diagram State untuk FiniteStateAutomata [5]

Keterangan Gambar 1 : (1) Gambar lingkaran menyatakan state, (2) Label pada lingkaran adalah nama state tersebut, (2) Busur panah menyatakan transisi atau perpindahan state, (4) Gambar lingkaran yang didahului sebuah busur panah tanpa lebih menyatakan state awal, (5) Gambar lingkaran ganda menyatakan final state. Q = {q0, q1, q2}

(11)

4

Berdasarkan fungsi transisi tersebut , dapat dibuat tabel transisi seperti pada Tabel 1.

Tabel 1 Tabel Transisi Berdasarkan Gambar 1 [5]

Δ A B

q0 q0 q1

q1 q1 q2

q2 q1 q2

Pada Tabel 1, apabila state q0 mendapat masukan berupa string „a‟ maka q0 akan tetap berada di stateq0 kemudian apabila yang dibaca adalah string „b‟ maka q0 akan bergeser ke state q1. Selanjutnya pada state q1 apabila membaca string „a‟ maka q1 akan tetap berada di state q1 dan jika q1 membaca inputberupa string „b‟ maka q1 akan bergeser ke q2 yang merupakan final state. Untuk q2 akan kembali ke q1 jika membaca inputstring „a‟ dan tetap pada q2 apabila membaca string „b‟.

3. Metode dan Perancangan Sistem

(12)

5 Gambar 2 Tahapan Penelitian

(13)

6 Gambar 3 Proses Diagnosa Penyakit ISPA

Rancangan Proses Diagnosa Penyakit ISPA pada Gambar 3 dirancang dengan mengambil segala kemungkinan yang dapat terjadi saat proses Diagnosa Penyakit ISPA. Proses pada Gambar 3 akan berguna dalam merancang desain finite state automata karena segala kemungkinan yang ada sudah diwakilkan.

(14)

7

4. Hasil dan Pembahasan

Untuk mendiagnosa suatu penyakit perlu diketahui terlebih dahulu gejala-gejala yang ditimbulkan. Meskipun hanya dari gejala-gejala klinis (gejala-gejala-gejala-gejala yang terlihat langsung maupun yang dirasakan oleh penderita), dokter dapat mengambil suatu kesimpulan berupa penyakit yang diderita. Tetapi ada kalanya diperlukan pemeriksaan lebih lanjut melalui pemeriksaan laboratorium untuk penyakit tertentu.

ISPA merupakan penyakit infeksi saluran pernapasan yang secara anatomi dibedakan atas saluran napas atas mulai dari hidung sampai dengan faring dan saluran napas bawah mulai dari laring sampai dengan alveoli, akibat invasi infecting agents yang mengakibatkan reaksi inflasi saluran napas yang terlibat. Infeksi tersebut disebabkan oleh virus dan bakteri, seperti bakteri streptococcus. Berdasarkan klasifikasi anatomi dibedakan atas :

1. Infeksi saluran napas terbagi atas rhinitis, faringitis, tonsillitis.

2. Infeksi saluran napas bawah terbagi atas laringitis, trakheitis, bronkhitis, bronkhiolitis, pneumonioa, abses pulmonum dan empiema.

3. Namun dari beberapa klasifikasi tersebut hanya tonsillitis, laringitis, bronkhitis, bronkiolitis yang dapat didiagnosa secara klinis [6].

Gambar 4 Rancangan Diagram State Diagnosa Penyakit ISPA

(15)

8

Relasi Transisi untuk positif ISPA dan terdiagnosa terkena Laringitis:

Δ = {((Q1, Yes),Q2), (Q1, No),Q2), (Q2, Yes),Q3), (Q2, No),Q3), (Q3, Yes),Q4), (Q5, Yes),Q6), (Q5, No),Q6), (Q6, Yes),Q7), (Q6, No),Q7), (Q7, Yes),Q8), (Q7,No),Q8), (Q8,Yes),F2, (F2, Yes),Q9),(Q9, Q), F3).

Relasi Transisi untuk positif ISPA dan terdiagnosa Bronkhitis:

Δ = {((Q1, Yes),Q2), (Q1, No),Q2), (Q2, Yes),Q3), (Q2, No),Q3), (Q3, Yes),Q4), (Q5, Yes),Q6), (Q5, No),Q6), (Q6, Yes),Q7), (Q6, No),Q7), (Q7, Yes),Q8), (Q7,No),Q8), (Q8,Yes),F2, (F2, Yes),Q9),(Q9, R), F4).

Relasi Transisi untuk positif ISPA dan terdiagnosa Bronkhiolitis:

Δ = {((Q1, Yes),Q2), (Q1, No),Q2), (Q2, Yes),Q3), (Q2, No),Q3), (Q3, Yes),Q4), (Q5, Yes),Q6), (Q5, No),Q6), (Q6, Yes),Q7), (Q6, No),Q7), (Q7, Yes),Q8), (Q7,No),Q8), (Q8,Yes),F2, (F2, Yes),Q9),(Q9, S), F5).

Relasi Transisi untuk positif ISPA dan jenis penyakit belum terdiagnosa:

Δ = {((Q1, Yes),Q2), (Q1, No),Q2), (Q2, Yes),Q3), (Q2, No),Q3), (Q3, Yes),Q4), (Q5, Yes),Q6), (Q5, No),Q6), (Q6, Yes),Q7), (Q6, No),Q7), (Q7, Yes),Q8), (Q7,No),Q8), (Q8,Yes),F2, (F2, Yes),Q9),(Q9, T), F6).

Relasi Transisi untuk negatif (belum terdiagnosa) terkena ISPA:

(16)

9

Q7 Balita Anda sesak atau sulit untuk

bernafas?

Tabel 3 Abjad Sebagai Simbol Input

Abjad Deskripsi

Q Batuk kuat serta kering dan suara serak

disertai tarikan nafas (inspirasi) berbunyi Stridor dan kasar dan hembusan nafas berbunyi

R Batuk kering kemudian menjadi berdahak

disertai nafas terengah-engah dan hembusan nafas berbunyi

S Batuk kering disertai dengan pernafasan

dangkal dan cepat dan hembusan nafas berbunyi

T Karakteristik batuk berbeda dari yang

disebutkan

(17)

10 melakukan hal yang sama, membaca input dari user lalu bergeser ke state berikutnya sampai pada final state. Untuk mendiagnosa apakah user positif terkena penyakit ISPA maka user harus memiliki skor lebih dari atau sama dengan 10 (sepuluh). Skor didapatkan dari setiap jawaban user terhadap pertanyaan yang merupakan gejala penyakit, setiap pertanyaan mempunyai skor masing-masing yang hanya didapat jika user menjawab Yes, untuk Q1, Q2, Q3 dan Q7 mempunya skor 1 (satu) dan untuk Q4, Q5 dan Q6 mempunyai skor 3 (tiga), jadi semakin khusus gejala yang dirasakan user semakin besar peluang user terkena penyakit ISPA. Jika skor user kurang dari 10 (sepuluh) maka user didiagnosa negatif terkena ISPA.

Gambar 5 Proses Pengecekan Syarat Untuk Diagnosa

Gambar 5 adalah sebuah proses untuk melakukan pengecekan apakah user positif terdiagnosa penyakit ISPA atau user belum negatif terkena ISPA. Pada Gambar 5 terdapat 3 (tiga) buah state, yaitu Apakah skor >= 10 (Q8), belum terdiagnosa terkena ISPA (F1) dan terdiagnosa terkena ISPA (F2). Apabila Q9 membaca abjad input No maka Q8 akan bergeser ke final state F1 dan jika Q9 membaca abjad inputYes maka Q8 akan bergeser ke final state F2.

Gambar 6 Proses Diagnosa Jenis Penyakit

(18)

11 (Q9) membaca input string Batuk kuat serta kering dan suara serak disertai tarikan nafas (inspirasi) berbunyi Stridor dan kasar dan hembusan nafas berbunyi (Q) maka state Q10 akan bergeser ke final state Terdiagnosa Laringitis (F3), kemudian jika Bagaimana karakteristik batuk dan pernafasannya? (Q9) membaca input string Batuk kering kemudian menjadi berdahak disertai nafas terengah-engah dan hembusan nafas berbunyi (R) maka Q9 akan bergeser ke final state Terdiagnosa bronkhitis (F4), jika Bagaimana karakteristik batuk dan pernafasannya? (Q10) membaca input string Batuk kering disertai dengan pernafasan dangkal dan cepat dan hembusan nafas berbunyi (S), maka state Q9 akan bergeser ke final state Terdiagnosa Bronkhiolitis (F5), namun apabila Bagaimana karakteristik batuk dan pernafasannya? (Q9) membaca input string Karakteristik batuk berbeda dari yang disebutkan (T) maka Q9 akan bergeser ke finalstate Jenis penyakit belum terdiagnosa (F6).

Pseudo-codeProsesUntuk Mendiagnosa Penyakit 1. Integer skor1, skor2, skor3, skor4, skor5, skor6, skor7; 2. prompt the user E for input the Answer of the Quetions 1 3. save input to Q1

4. check to see if Q1 = "Yes"; if it is, skor1 = 1; 5. else if Q1 = "No" if it is, skor1 = 0;

6. prompt the user for input the Answer of the Question 2 7. save input to Q2

10. prompt the user for input the Answer of the Questions 3 11. save input to Q3

30. integer totalSkor = skor1 + skor2 + skor3 + skor4 + skor5 + skor6 + skor7; 31.

32. check to see if totalSkor >= 10 then print "Terdiagnosa Penyakit ISPA"; 33. if it is Not, print "Belum terdiagnosa terkena ISPA";

(19)

12

37. check to see if Q9 = "R" if it is, print "Terdiagnosis Bronkhitis"; 38. check to see if Q9 = "S" if it is, "Terdiagnosis Bronkhiolitis"; 39. if it is Not, print "Jenis Penyakit ISPA belum terdiagnosa";

Rancangan pseudo-code akan mempermudah proses pembuatan aplikasi atau

program diagnosa penyakit ISPA. Pseudo-code merupakan rancangan yang

mendekati bahasa pemrograman namun masih dapat dimengerti oleh manusia sehingga dapat digunakan sebagai dasar perancangan berbagai bahasa pemrograman ataupun digunakan sebagai dasar pengembangan untuk perancangan lebih lanjut. Program yang dibuat berdasarkan pseudocode, ditunjukkan pada Kode Program 1.

Kode Program 1 Perintah untuk Mendiagnosa Positif ISPA

1. private void btnYes_Click(object sender, EventArgs e) 2. {

3. if (nomor != maxNomor) 4. {

5. totalSkor += skor;

6. Pertanyaan pertanyaan = new Pertanyaan(nomor + 1, totalSkor); 7. this.Hide();

20. Diagnosa diagnosa = new Diagnosa("Anda belum terdiagnosa terkena ISPA"); 21. this.Hide();

22. diagnosa.Show(); 23. }

24. }

25. }

Kode Program 1 merupakan perintah untuk menentukan diagnosa user terhadap penyakit ISPA, user akan diminta menjawab 7 (tujuh) pertanyaan berupa gejala-gejala yang sudah disediakan dan setiap jawaban user mempunyai skor untuk menentukan diagnosa apakah user terkena penyakit ISPA, jika skor lebih dari atau sama dengan 10 maka user akan terdiagnosa terkena penyakit ISPA namun apabila skor kurang dari 10 maka user akan belum terdiagnosa terkena ISPA.

Kode Program 2 Perintah untuk Menentukkan Jenis Penyakit Yang Diderita User

(20)

13

12. myKoneksi.Open();

13. myReader = myCommand.ExecuteReader(); 14. while (myReader.Read())

15. {

16. keadaan = (string)myReader["keadaan"]; 17. lblKeadaan1.Text = keadaan;

18. }

19. myKoneksi.Close(); 20.}

Kode Program 2 merupakan perintah untuk menentukan jenis penyakit ISPA, user akan diminta menjawab pertanyaan tentang karakteristik penyakit yang dialami oleh user.

Gambar 7 Tampilan Ketika Aplikasi Dijalankan

Gambar 7 merupakan tampilan pada saat aplikasi dijalankan, di tampilan ini terdapat satu buah tombol yang apabila dipilih akan masuk ke dalam menu diagnosa.

(21)

14 Gambar 8 merupakan tampilan pertanyaan berupa gejala seputar penyakit ISPA, untuk mendiagnosa apakah user terdiagnosa ISPA atau belum terdiagnosa ISPA maka user harus menjawab pertanyaan yang muncul di dalam sistem ini.

Gambar 9 Tampilan Hasil Diagnosa

Gambar 9 merupakan tampilan hasil diagnosa, apabila user terdiagnosa ISPA maka akan muncul pertanyaan lanjutan untuk mendiagnosa jenis penyakit yang diderita oleh user.

(22)

15 Gambar 10 merupakan tampilan apabila user belum terdiagnosa terkena penyakit ISPA, terdapat dua buah tombol di dalam tampilan ini, apabila user memilih tombol Diagnosa Ulang maka sistem akan kembali berjalan dan apabila user memilih tombol Exit maka user secara otomatis akan keluar dari sistem.

Hasil pengujian dari implementasi sistem Diagnosa Penyakit ISPA pada Bayi dan Anak Menggunakan Finite State Automata dilakukan dengan menganalisis sistem untuk mengetahui kemampuan sistem dalam memberikan hasil deteksi. Data yang diuji berjumlah 30 sampel data analisa pakar. Hasil rekomendasi yang diperoleh dari perhitungan di sistem pakar, dicocokkan dengan hasil analisa dari automata. Hasil pengujian akurasi sistem pakar dari 30 sampel yang telah diuji.

Nilai keakuratan sistem memiliki dua level yaitu 0 dan 1. Bernilai 0 apabila diagnosa akhir sistem tidak sesuai dengan automata, dan bernilai 1 jika diagnosa akhir sesuai dengan automata.

Tabel 4 Tabel Perbandingan Hasil Diagnosa Sistem dan Automata

No

kasus Diagnosa Pakar Diagnosa Sistem

Nilai Keakuratan

1 Laringitis Laringitis 1

2 Bronchitis Bronchitis 1

3 Bronchiolitis Bronchiolitis 1

(23)

16

Jadi, dapat disimpulkan dari 30 data yang diuji mendapatkan nilai akurasi 100% yang menunjukkan bahwa sistem diagnosa penyakit ISPA pada bayi dan anak dapat bekerja dengan baik sesuai dengan pakar.

5. Simpulan

Berdasarkan hasil penelitian, dan pembahasan yang dilakukan ditarik kesimpulan sebagai berikut (1) Finite State Automata dapat diimplementasikan dalam program deteksi gejala penyakit/gangguan kesehatan; (2) Sistem Diagnosa Penyakit ISPA Pada Bayi dan Anak membantu user untuk mendapatkan informasi ataupun diagnosa penyakit ISPA (Infeksi Saluran Pernapasan Akut) sehingga para orang tua dapat melakukan pencegahan lebih awal (3) Aplikasi yang dibangun mempunyai nilai akurasi sampai 100% yang artinya bekerja dengan baik sesuai denagn pakar. Saran pengembangan yang dapat diberikan untuk penelitian lebih lanjut adalah sebagai berikut : (1) Penambahan state untuk langkah awal pencegahan jika user positif terdiagnosa penyakit ISPA; (2) Pengembangan sistem seperti menambahkan jenis penyakit yang sering terjadi pada bayi dan anak, agar orang tua anak lebih mudah mendapatkan informasi tentang berbagai macam penyakit.

6. Daftar Pustaka

[1] Gilbert, P. 1986. Penyakit yang Lazim pada Anak-anak. Jakarta: Arcan. [2] Irawan, J. C., Perancangan dan Implementasi Finite Automata pada Simulasi

Vending Machine, Skripsi, Salatiga: Universitas Kristen SatyaWacana.

[3] Tarigan, F., 2014. Sistem Pakar Untuk Mendiagnosa Penyakit Ginjal Dengan Metode Backward Chaining, Skripsi: Medan: Sekolah Tinggi Manajemen Informatika Komputer.

[4] Sugiono, B., 2010. Penerapan Teori Bahasa dan Automata untuk Mengecek Kebenaran Format SMS pada SMS Premium, Skripsi, Salatiga: Universitas Kristen Satya Wacana.

[5] Utdirartatmo, F., 2001. Teori Bahasa dan Otomata. Yogyakarta: J & J Learning.