Fakultas Ilmu Komputer
Universitas Brawijaya
2859
Pemodelan Sistem Pakar Deteksi Dini Resiko Penularan HIV/AIDS
Menggunakan Metode Dempster-Shafer
Marine Putri Dewi Yuliana1, Lailil Muflikhah2, Rizal Setya Perdana3
Program Studi Teknik Informatika, Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya Email: 1marineputri@hotmail.com, 2lailil@ub.ac.id, 3rizalespe@ub.ac.id
Abstrak
Human Immunodeficiency Virus (HIV) merupakan penyakit yang menyerang kekebalan tubuh dan sampai saat ini masih belum ditemukan obat yang dapat menyembuhkannya. Penderita HIV sering dianggap sebagai aib sehingga dapat mengakibatkan tekanan psikologis pada penderita maupun keluarga disekelilingnya. Hal seperti inilah yang kemudian dapat mengakibatkan proses terjadinya AIDS semakin cepat. Kurangnya informasi dan ketidaktahuan penyebaran virus ini mengakibatkan penderita HIV semakin bertambah. Ketakutan akan dianggap sebagai seorang penderita dan tidak ingin privasinya terganggu, kebanyakan seseorang enggan untuk bertanya kepada spesialis mengenai HIV ini. Oleh karena itu perlu adanya suatu sistem yang dapat digunakan sebagai pendukung aktivitas pemecahan suatu permasalahan. Pengetahuan yang akan direpresentasikan ke dalam sistem pakar penuh dengan unsur ketidakpastian dan kesamaran. Salah satu cara untuk mengatasi permasalahan ketidakpastian tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan metode Dempster Shafer. Hasil pengujian yang didapat dari 28 data yang ada memiliki tingkat akurasi sebesar 78%. Hal ini menunjukkan sistem dapat digunakan pada sistem pakar deteksi dini penderita HIV/AIDS ini.
Kata kunci: HIV/AIDS, Dempster-Shafer, Expert System Abstract
Human Immunodeficiency Virus (HIV) is a disease that attacks the body immune and until now still not found a drug that can cure it. People with HIV are often regarded as a disgrace that can cause psychological pressure on patients and families around him. It is this kind of thing which can then lead to the process of AIDS happening faster. Lack of information and ignorance of the spread of this virus resulted in increasing HIV patients. Fear will be regarded as a sufferer and do not want his privacy disturbed, most people are reluctant to ask this specialist about HIV. Therefore the need for a system that can be used as a support activity solving a problem. The knowledge to be represented in the expert system is full of uncertainty and disguise. One way to overcome the problem of uncertainty can be done by using Dempster Shafer method. The result obtained from 28 existing data has an accuracy of 78%. This indicate the system can be used in the expert system for early detection of HIV/AIDS.
Keywords: HIV/AIDS, Dempster-Shafer, Expert System
1. PENDAHULUAN
Human Immunodeficiency Virus (HIV) merupakan virus yang memperlemah kekebalan pada tubuh manusia. HIV dan virus-virus sejenisnya pada umumnya ditularkan melalui kontak langsung dengan cairan tubuh yang mengandung HIV. Cairan yang dimaksud seperti darah, air mani, cairan vagina, cairan preseminal, dan air susu ibu (Nursalam,2007).
HIV/AIDS merupakan penyakit yang tidak dapat disembuhkan dan masih belum ditemukan obatnya. Penderita HIV di indonesia dianggap aib. Hal ini menyebabkan tekanan psikologis terutama pada penderita maupun keluarga disekelilingnya. Jika ditambah dengan stres psikososial-spiritual yang berkepanjangan pada pasien yang terinfeksi HIV, maka akan mempercepat terjadinya AIDS bahkan dapat meningkatkan angka kematian.
Ketidaktahuan dan kurangnya informasi tentang penyebab dan cara penularan penyakit ini mengakibatkan penderita HIV terus bertambah. Selain itu dapat juga dikarenakan keenggan untuk melakukan konsultasi secara langsung dengan dokter karena ketakutan mereka akan dianggap sebagai seorang penderita dan tidak ingin privasinya terganggu (Nursalam,2007).
Untuk itu perlu adanya suatu sistem yang disebut sistem pakar. Pada dasarnya sistem pakar diterapkan untuk mendukung aktivitas pemecahan masalah. Aktivitas pemecahan yang dimaksud antara lain adalah pembuat keputusan, pemaduan pengetahuan, pembuatan desain, perencanaan, prakiraan, pengaturan, pengendalian, diagnosis, perumusan, penjelasan, pemberian nasihat, dan pelatiha. Selain itu sistem pakar juga dapat berfungsi sebagai asisten yang pandai dari seorang pakar. Sistem pakar ini bukanlah untuk menggantikan fungsi dokter, akan tetapi hanya digunakan sebagai pelengkap alat bantu yang masih terbatas. Sistem pakar ini juga diharapkan dapat membantu orang awam dalam mendeteksi penularan HIV/AIDS.
Pengetahuan yang akan direpresentasikan ke dalam sistem pakar penuh dengan unsur ketidakpastian dan kesamaran. Salah satu cara untuk mengatasi permasalahan ketidakpastian tersebut dapat dilakukan dengan menggunakan metode Dempster Shafer. Teori Dempster-Shafer adalah suatu teori matematika untuk pembuktian berdasarkan belief functions & plausible reasoning (fungsi kepercayaan dan pemikiran yang masuk akal), yang digunakan untuk mengkombinasikan potongan informasi yang terpisah ( bukti) untuk mengkalkulasi kemungkinan dari suatu peristiwa.
Pada penilitian sebelumnya yang dilakukan oleh Fadillah Aria Digdaya yaitu “Pemodelan Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Malaria Dengan Metode Dampster Shafer” penguji menggunakan akurasi sistem pakar dengan data uji sebanyak 20 kasus dengan hasil pengujian menunjukkan uji akurasi sebesar 90%. Metode Damspter Shafer adalah representasi, kombinasi dan propagasi ketidakpastian, dimana teori ini memiliki beberapa karakteristik yang secara instutif sesuai dengan cara berfikir seorang pakar, namun berdasarkan matematika yang kuat (Digdaya 2016).
Berdasarkan latar belakang yang telah dipaparkan, penulis memilih menggunakan metode Dempster-Shafer daripada metode yang
lain. maka judul yang akan diambil dalam skripsi ini adalah “Sistem Pakar Deteksi Dini HIV/AIDS Menggunakan Metode Dempster Shafer”
2. DASAR TEORI
2.1. Pemodelan
Pemodelan adalah proses membangun dan membentuk sebuah model dari suatu sistem nyata dalam bahasa formal tertentu. Model yang baik cukup hanya mengandung bagian-bagian yang hanya diperlukan saja. Pemodelan bertujuan untuk mempermudah analisis dan pengembangannya. Melakukan pemodelan adalah suatu cara untuk mempelajari sistem dan model itu sendiri dan juga bermacam-macam perbedaan perilakunya (Muhammad,2006).
2.2. Sistem Pakar
Sistem Pakar adalah sistem berbasis komputer yang menggunakan pengetahuan, fakta dan teknik penalaran dalam memecahkan masalah yang biasanya hanya dapat dipecahkan oleh seorang pakar dalam bidang tersebut (Hayadi,2016).
2.3. Teori Dempster-Shafer
Ada berbagai macam penalaran dengan model yang lengkap dan sangat konsisten, tetapi pada kenyataannya banyak permasalahan yang tidak dapat terselesaikan secara lengkap dan konsisten. Ketidakkonsistenan tersebut adalah akibat adanya penambahan fakta baru. Penalaran yang seperti itu disebut dengan penalaran non monotonis. Untuk mengatasi ketidakkonsistenan tersebut maka dapat menggunakan penalaran dengan teori Dempster-Shafer (Maseleno,2013). Secara umum teori Dempster-Shafer ditulis dalam suatu interval :
[Belief, Plausability]
Belief (Bel) adalah ukuran kekuatan evidence dalam mendukung suatu himpunan proposisi. Jika bernilai 0 maka mengindikasikan bahwa tidak ada evidence, dan jika bernilai 1 menunjukkan adanya kepastian. Menurut Giarratano dan Riley fungsi belief dapat diformulasikan sebagai:
X Y Y m X Bel( ) ( ) (1)Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya
' ) ( 1 ) ( 1 ) ( X Y Y m Y Bel X Pl (2) dimana: Bel(X) = Belief (X)m(X) = mass function dari (X) Pls(X) = Plausibility (X) m(Y) = mass function dari (Y) Plausibility juga bernilai 0 sampai 1, jika yakin akan X’ maka dapat dikatakan Belief (X’) = 1 sehingga dari rumus nilai Pls (X) = 0.
Pada teori Dempster-Shafer juga dikenal adanya frame of discernment (FOD). yang dinotasikan dengan . FOD ini merupakan semesta pembicaraan dari sekumpulan hipotesis sehingga sering disebut dengan environment, dimana: } ,... 2 , 1 {
n (3)Environment mengandung elemen-elemen yang menggambarkan kemungkinan sebagai jawaban dan hanya ada satu yang akan sesuai dengan jawaban yang dibutuhkan. Kemungkinan ini dalam teori Dempster-Shafer disebut dengan power set dan dinotasikan dengan P(), setiap elemen dalam power set ini memiliki nilai interval antara 0 sampai 1.
m = P() [0,1] sehingga dapat dirumuskan seperti:
) ( () 1 ) ( 1 ) ( P X X P X m X m (4)dengan P() = power set dan m(X) = mass function dari (X)
Pada aplikasi sistem pakar dalam satu penyakit terdapat sejumlah evidence yang akan digunakan pada faktor ketidakpastian dalam pengambilan keputusan untuk diagnosa suatu penyakit. Untuk mengatasi sejumlah evidence tersebut pada teori Dempster-Shafer menggunakan aturan yang lebih dikenal dengan Dempster’s Rule of Combination sehingga dapat dirumuskan seperti :
Z Y X Y m X m Z m m1 2( ) 1( ) 2( ) (5) secara umum formulasi untuk Dempster’s Rule of Combination adalah:k Y m X m Z m m X Y Z
1 ) ( 2 ) ( 1 ) ( 2 1 (6) dimana :
Y X Y m X m k 1( ) 2( ) 2.4. HIV/AIDSHuman immunodefisiency virus (HIV) adalah virus yang menyerang sistem kekebalan tubuh manusia sehingga membuat tubuh rentan terhadap berbagai penyakit. Acquired Immune Deficiency Syndrome (AIDS) merupakan suatu penyakit retrovirus yang disebabkan oleh virus HIV dan ditandai dengan imunosupresi berat yang menimbulkan infeksi oportunistik, neoplasma sekunder dan manifestasi neurologis. Secara umum definisi ini menyusun suatu titik dalam kontinum penyimpangan HIV dimana penjamu telah menunjukkan secar klinis disfungsi imun. Jumlah besar infeksi oportunistik dan neoplasma merupakan tanda supresi imun berat sejak tahun 1993. Seorang penderita HIV terlihat biasa, seperti halnya orang lain karena tidak menunjukkan gejala klinis. Kondisi ini disebut “asimptomatik” yaitu tanpa gejala. Pada orang dewasa sesudah 5-10 tahun mulai tampak gejala-gejala AIDS (Anon, 2014).
3. PERANCANGAN
3.1. Perancangan Sistem
Perancangan sistem pakar terdiri dari beberapa proses, diantaranya yaitu akuisisi pengetahuan, basis pengetahuan, mesin inferensi, perhitungan Dempster-Shafer, dan antarmuka. Sistem pakar yang akan dibangun digunakan untuk mendeteksi pasien HIV/AIDS. Pengambilan kesimpulan dalam sistem pakar ini menggunakan metode Dempster-Shafer, sedangkan penulusuran jawaban mencari nilai densitas terbesar dari hasil perhitungan metode Dempster-Shafer menggunakan metode Forward Chaining
Perhitungan dalam Dempster-Shafer dimulai dengan memasukkan nilai densitas tiap faktor resiko ke dalam basisdata sebagai dasar perhitungan. Kemudian pengguna memasukkan faktor-faktor resiko yang telah dialami kedalam aplikasi sistem pakar yang dibuat. Apabila masih terdapat masukkan baru, akan dilakukan proses perhitungan nilai densitas baru dengan menggabungkan antara nilai densitas ketiga dengan nilai densitas masukkan berikutnya. Proses akan terus berulang sebanyak masukkan yang dilakukan oleh pengguna. Apabila semua resiko sudah selesai dihitung, maka kesimpulan
akan diperoleh dari hasil nilai densitas gabungan yang paling terakhir dihitung. Diagram alir proses perhitungan dengan metode Dempster-Shafer dapat dilihat pada gambar 1
Gambar 1 Flowchart Dempster-Shafer Contoh kasus pendeteksian dini HIV/AIDS menggunakan metode Dempster-Shafer :
Langkah 1 : Masukkan Faktor
Masukkan data faktor yang telah dalami oleh seseorang yang akan mengidentifikasi. Sebagai contoh :
1. Memakai narkoba jenis suntik 2. Tidak pernah melakukan sex bebas
3. Tidak pernah terpapa jarum suntik pasien HIV
Langkah 2: Perhitungan
• Faktor 1: Memakai narkoba jenis suntik Berdasarkan nilai input yang diberikan yaitu memakai narkoba jenis suntik maka dapat diklasifikasikan kedalam resiko sangat rendah. Maka frame of discernment yang terbentuk adalah :
m1 {T,R} = 0,75
Sehingga nilai densitas yang diketahui adalah sebagai berikut :
m1{T,R} = 0,75
m1Ɵ = 0,25
• Faktor 2: Tidak pernah melakukan sex bebas
Berdasarkan nilai input yang diberikan yaitu Tidak pernah melakukan sex bebas, sesuai dengan tabel 4.6 maka dapat diklasifikasikan kedalam resiko rendah. Maka frame of discernment yang terbentuk adalah :
m2{SR} = 0,25
m2Ɵ = 0,75
Sehingga nilai densitas diketahui sebagai berikut :
Tabel 1 perhitungan nilai densitas m3
m1 SR 0,25 Ɵ 0,75 T,R 0,75 ᴓ 0,1875 T,R 0,5625 Ɵ 0,25 SR 0,0625 Ɵ 0,1875 m3{T,R} = 0,5625 1 − 0,1875 = 0,6923 m3{SR} = 0,0625 1 − 0,1875 = 0,0769 m3Ɵ = 0,1875 1 − 0,1875 = 0,2307 • Faktor : Tidak pernah terpapa jarum suntik
pasien HIV
Berdasarkan nilai input yang diberikan yaitu Tidak pernah terpapa jarum suntik pasien HIV, sesuai dengan tabel 4.6 maka dapat diklasifikasikan kedalam resiko rendah. Maka frame of discernment yang terbentuk adalah :
m4{SR} = 0,5
m4{ Ɵ } = 0,5
Nilai densitas m5 merupakan nilai
kombinasi dari m3 dan m4. Perhitungan m5 dapat
dilihat pada tabel berikut :
Tabel 2 perhitungan nilai densitas m5
m3 SR 0,5 Ɵ 0,5 T,R 0,6923 ᴓ 0,3461 T,R 0,3461 SR 0,0769 SR 0,0384 SR 0,0384 Ɵ 0,2307 T 0,1153 Ɵ 0,1153 m5{T,R}= 0,3461 1 − 0,3461 = 0,529 m2 m4
Fakultas Ilmu Komputer, Universitas Brawijaya m5{SR} = 0,0384 + 0,0384 1 − 0,3461 = 0,117 m5Ɵ = 0,1153 1 − 0,3461 = 0,176 Kombinasi terakhir yaitu pada densitas m5 :
m5 {T,R} = 0,529
m5{SR} = 0,117
m5Ɵ = 0,176
Densitas m5 yang memiliki nilai tertinggi adalah
m5 {T,R} dengan nilai densitas 0,529. Sehingga
hasil deteksi dini HIV/AIDS adalah Resiko
Tinggi.
3.2. Implementasi Sistem a. Tampilan Halaman Deteksi
Halaman ini dapat diakses oleh pengguna terdaftar, pakar, dan admin. Pada halaman ini pengguna dapat melakukan deteksi resiko HIV dengan memilih data faktor sesuai dengan faktor yang telah dialami. Tampilan halaman deteksi ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 2 Tampilan Halaman Deteksi b. Tampilan Halaman Data Resiko dan
Solusi Penanganan
Halaman data resiko dan solusi penanganan merupakan halaman yang hanya dapat diakses oleh pakar dan admin. Pada halaman ini pakar dan admin dapat melakukan pengolahan data resiko dan solusi penanganan berupa tambah, ubah, dan hapus. Tampilan halaman data resiko dan solusi penanganan ditunjukkan pada Gambar 2.
Gambar 3 Tampilan Halaman Data Resiko c. Tampilan Halaman Data Faktor
Halaman data faktor merupakan halaman yang hanya dapat diakses oleh pakar dan admin. Pada halaman ini pakar dan admin dapat melakukan pengolahan data faktor berupa tambah, ubah, dan hapus. Tampilan halaman data faktor ditunjukkan pada Gambar 4.
Gambar 4 Tampilan Halaman Data Faktor d. Tampilan Halaman Data Densitas
Halaman data densitas merupakan halaman yang hanya dapat diakses oleh pakar dan admin. Pada halaman ini pakar dan admin dapat melakukan pengolahan data densitas berupa tambah, ubah, dan hapus data berupa faktor, resiko, dan nilai densitas. Kelola data densitas sebagai dasar perhitungan Dempster-Shafer dilakukan pada halaman ini. Tampilan halaman data faktor resiko ditunjukkan pada Gambar 5.
Gambar 5 Tampilan Halaman Data Densitas e. Tampilan Halaman Data Pengguna
Halaman data pengguna merupakan halaman yang hanya dapat admin. Pada halaman ini admin dapat melihat semua data pengguna yang telah terdaftar pada sistem pakar deteksi dini HIV/AIDS. Pada halaman ini admin dapat
melakukan pengolahan data pengguna berupa tambah, ubah, dan hapus. Tampilan halaman data pengguna ditunjukkan pada Gambar 6.
Gambar 6 Tampilan Halaman Data Pengguna
4. PENGUJIAN DAN ANALISIS
1. Skenario Pengujian Akurasi
Data uji yang digunakan pada pengujian akurasi deteksi dini penularan virus HIV ini adalah 28 data uju. Dari 28 data uji ini akan dilakukan analisa kesesuaian antara hasil deteksi yang dilakukan oleh sistem dan deteksi yang dilakukan oleh pakar. pada pengujian ini akan dihasilkan akurasi sistem sebagai ukuran performa sistem pakar yang telah dibuat.
2. Analisis Pengujian Akurasi
Akurasi sistem berdasarkan observasi data yang diberikan oleh pakar mengenai kasus-kasus HIV/AIDS yang pernah terjadi maka dihasilkan nilai akurasi sebesar 73%. Nilai ini diperoleh dari pembagian data sesuai sebanyak 22 dari 28 Hal ini menunjukkan bahwa sistem pakar dapat berfungsi dengan baik.
5. KESIMPULAN
Berdasarkan pada hasil perancangan, implementasi, dan pengujian yang telah dilakukan, maka kesimpulan yang diperoleh adalah sebagai berikut.
1. Pemodelan sistem pakar deteksi dini resiko HIV/AIDS menggunakan metode Dempster-Shafer ini dapat mengetahui keputusan dari pakar dengan cara menghitung nilai densitas dari faktor yang dapat menjadi perantara penularan virus HIV. Proses perhitungan dengan metode Dempster-Shafer yang akan menghasilkan nilai densitas tertinggi sehingga sistem dapat menentukan resiko penularan. 2. Pengujian yang digunakan pada
Permodelan Sistem Pakar Deteksi Dini Resiko HIV/AIDS yaitu :
a. Pengujian Fungsional Sistem
Hasil pengujian fungsionalitas pemodelan sistem pakar deteksi HIV/AIDS
dengan metode Dempster-Shafer memiliki tingkat kesesuaian sebesar 100%.
b. Pengujian Tingkat Akurasi
Hasil pengujian akurasi pemodelan sistem pakar deteksi dini resiko HIV menggunakan metode Dempster-Shafer dengan mencocokan hasil dari sistem dan pakar didapatkan nilai akurasi sebesar 78%. Akurasi diperoleh dari keberhasilan sistem mendeteksi 28 kasus uji dengan hasil keputusan yang sesuai dari deteksi Pakar.
DAFTAR PUSTAKA
Kusuma Dewi., 2003. Artificial Intelligence (Teknik dan Aplikasinya)”, Yogyakarta Digdaya, Fadhillah Aria. 2016. “Pemodelan
Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Malaria Dengan Metode Dempster Shafer”,Malang
Anon. 2014. HIV: Looking after your sexual health. [pdf] Sexual Health Charity FPA. Tersedia di <www.fpa.org.uk> [diakses pada 1 Maret 2016]
Maseleno, Andino. 2013. “The Dempster-Shafer Theory Algoritm and its Application to Insect Disease Detection”, Computer Science Program, Faculty of Science, Brunai Darussalam.
Muhammad Untung Ariessandi. 2006. Implementasi Algoritma Dempster-Shafer Dalam Pembuatan Its Untuk Mata Kuliah Simulasi Dan Pemodelan, Surabaya
Nursalam. Kurniawati N. 2007. Asuhan Keperawatan pada Pasien Terinfeksi HIV/AIDS. Jakarta: Salemba Medika.
