SMART SYSTEM UNTUK KLASIFIKASI RESIKO HIPERTENSI MENGGUNAKAN NEUROSKY MINDWAVE MOBILE DENGAN METODE ARTIFICIAL INTELLIGENCE
SMART SYSTEM UNTUK KLASIFIKASI RESIKO
HIPERTENSI MENGGUNAKAN NEUROSKY MINDWAVE
MOBILE DENGAN METODE ARTIFICIAL INTELLIGENCE
SKRIPSI
Disusun Oleh:
ARDIANSYAH PRINGGO ESMONDO
(201210130311118)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
SMART SYSTEM UNTUK KLASIFIKASI RESIKO
HIPERTENSI MENGGUNAKAN NEUROSKY MINDWAVE
MOBILE DENGAN METODE ARTIFICIAL INTELLIGENCE
SKRIPSI
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh:
ARDIANSYAH PRINGGO ESMONDO
(201210130311118)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah
kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Aamiin.
Atas kehendak Allah, penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul :
“Smart System Untuk Klasifikasi Resiko Hipertensi Menggunakan
Neurosky Mindwave Mobile Dengan Metode Artificial Intelligence”
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu
penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literatur dan dapat
memberikan manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis
mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak
sengaja.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Malang, Agustus 2016
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ......................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ....................................................... v
ABSTRAKSI................................................................................................ vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................... viii
KATA PENGANTAR .................................................................................. x
DAFTAR ISI ................................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 - Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3 Tujuan .............................................................................................. 3
1.4 Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.5 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ................................................. 3
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Otak ................................................................................................... 5
2.1.1 Definisi Otak ............................................................................. 5
2.1.2 Gelombang Otak ....................................................................... 5
2.1.3 Electroencephalography ............................................................ 6
2.1.4 Neurosky Mindwave Mobile ..................................................... 7
2.2 Hipertensi .......................................................................................... 9
2.2.1 Definisi Hipertensi .................................................................... 9
2.2.2 Klasifikasi Hipertensi .............................................................. 10
2.3 Artificial Intelligence ...................................................................... 11
2.4 Logika Fuzzy .................................................................................. 12
2.4.1 Definisi Logika Fuzzy ............................................................. 12
2.4.2 Himpunan Fuzzy ..................................................................... 12
2.4.3 Fungsi Keanggotaan ................................................................ 15
2.4.4 Kendali Logika Fuzzy ............................................................. 17
2.4.5 Metode Sugeno ........................................................................ 18
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perancangan Proses ......................................................................... 21
3.1.1 Proses Pengumpulan Data ....................................................... 21
3.1.2 Proses Pengolahan Data .......................................................... 23
3.2 Perancangan Logika Fuzzy ............................................................. 24
3.2.1 Fungsi Keanggotaan Attention (K) pada Pelajar, Aktif
Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja....................................................... 24
3.2.2 Fungsi Keanggotaan Meditation (H) pada Pelajar, Aktif
Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja....................................................... 27
3.2.3 Perancanga Rule Base System ................................................ 31
3.2.4 Perhitungan Fuzzy ................................................................... 32
3.3 Perancangan Antarmuka ................................................................. 34
3.3.1 Form Login .............................................................................. 34
3.3.2 Form Data Pasien .................................................................... 34
3.3.3 Form Info Pasien ..................................................................... 35
3.3.4 Form Nilai EEG ...................................................................... 36
3.3.5 Form Diagnosa ........................................................................ 37
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem ....................................................................... 38
4.2 Implementasi Antarmuka ................................................................ 39
4.3 Pengujian Sistem ............................................................................. 40
4.3.1 Pengujian Hasil Diagnosa dari Fuzzy ..................................... 47
4.3.2 Uji Validitas Sistem ................................................................ 50
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 60
5.2 Saran ............................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 62
LAMPIRAN ................................................................................................ 64
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi Gelombang Otak ..................................................... 6
Gambar 2.2 Bagian-Bagian Neurosky Mindwave Mobile ........................... 9
Gambar 2.3 Himpunan Fuzzy pada Variabel Mahasiswa .......................... 14
Gambar 2.4 Himpunan Fungsi Keanggotaan.............................................. 15
Gambar 2.5 Himpunan Keanggotaan Trapesium ....................................... 16
Gambar 2.6 Himpunan Keanggotaan Sigmoid ........................................... 16
Gambar 2.7 Himpunan Keanggotaan Gaussian .......................................... 17
Gambar 2.8 Proses Kendali Logika Fuzzy ................................................. 18
Gambar 3.1 Diagram Blok Proses Pengambilan
Data Attention dan Meditation ................................................ 20
Gambar 3.2 Diagram Blok Proses Klasifikasi Resiko Hipertensi
dengan Metode Fuzzy Sugeno ................................................ 20
Gambar 3.3 Antarmuka MyndPlayerPro 2.3 Bagian Monitoring .............. 21
Gambar 3.4 Antarmuka MyndPlayerPro 2.3 Bagian Record History ........ 22
Gambar 3.5 Integrasi Fuzzy dengan Sinyal Attention, Meditation
dan Diagnosa Resiko Hipertensi ............................................. 23
Gambar 3.6 Grafik Fungsi Kenggotaan Attention pada Pelajar, Aktif
Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja ............................................. 26
Gambar 3.7 Grafik Fungsi Kenggotaan Meditation pada Pelajar,
Aktif Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja .................................... 28
Gambar 3.8 Diagram Fuzzy Output............................................................ 31
Gambar 3.9 Ilustrasi Form Login ............................................................... 34
Gambar 3.10 Ilustrasi Form Data Pasien.................................................... 34
Gambar 3.11 Ilustrasi Form Info Pasien .................................................... 35
Gambar 3.12 Ilustrasi Form Nilai EEG ...................................................... 36
Gambar 3.13 Ilustrasi Form Diagnosa ....................................................... 37
Gambar 4.1 Tampilan Implementasi Antarmuka I ..................................... 39
Gambar 4.2 Tampilan Implementasi Antarmuka II .................................... 39
Gambar 4.3 Langkah Memasukkan Nilai Parameter I ............................... 44
Gambar 4.4 Langkah Memasukkan Nilai Parameter II .............................. 45
Gambar 4.5 Langkah Memasukkan Nilai Parameter III ............................. 45
Gambar 4.6 Langkah Memasukkan Nilai Parameter IV ............................ 46
Gambar 4.7 Langkah Memasukkan Nilai Parameter V .............................. 46
Gambar 4.8 Langkah Memasukkan Nilai Parameter VI ............................ 47
Gambar 4.9 Langkah Memasukkan Nilai Parameter VII ........................... 47
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi Kondisi Mental ............................................................ 7
Tabel 2.2 Klasifikasi Tekanan Darah Menurut JNC VII ............................. 11
Tabel 3.1 Rule Base System untuk subjek Pelajar ...................................... 31
Tabel 3.2 Rule Base System untuk Subjek Aktif Bekerja ........................... 32
Tabel 3.3 Rule Base System untuk Subjek Non-Aktif Bekerja ................... 32
Tabel 4.1 Data Pengukuran Tekanan Darah ................................................ 40
Tabel 4.2 Data Perekaman Fokus dan Rileks Menggunakan EEG ............. 42
Tabel 4.3 Data Rata-Rata Kedua Parameter dan Hasil Fuzzy
pada Sistem .................................................................................. 47
Tabel 4.4 Data Perbandingan Diagnosa Tekanan Darah, Fuzzy
pada Sistem dan Validitas ........................................................... 53
Tabel 4.5 Data Validitas Subjek dengan Status Pelajar ............................... 56
Tabel 4.6 Data Validitas Subjek dengan Status Aktif Bekerja .................... 58
Tabel 4.7 Data Validitas Subjek dengan Status Non-Aktif Bekerja ............ 59
DAFTAR PUSTAKA
Neurosky, Inc. 2009. Brain Wave Signal (EEG) Of Neurosky, Inc.
Siswoyo, Agus, Zainal Arief, Indra Adji Sulistijono. 2014. Sinyal Otak
Menggunakan Metode Logika Fuzzy Dengan Neurosky Mindset.
Petlock, Wanina. 2012. Reduce Hypertension With Brainwave Entraintment.
Pujitresnani, Arierta. 2012. Analisis Spektrum Gelombang Otak Berbasis Fast
Fourier Transform (FFT) Pada Studi Kasus Keadaan Normal Dan Epilepsi.
Infodatin, Pusat Data dan Informasi Kementerian Kesehatan RI. 2014. Hipertensi.
Saidatul, A., N.F Mohammad, M.R Tamjis, Sazali Yaacob. 2009. A Preliminary
Study Of Noise Effect Pulse Rate Blood Pressure And EEG Signal.
Khairi, Imam, Erni Yudaningtyas, Harry Soekotjo Dachlan. 2013. Optimasi
Pencarian Jalur Lalu Linntas Antar Kota Di Jawa Timur Dengan Algoritma
Hybrid Fuzzy-Floyd Warshall.
Kusumadewi, S., & Purnomo, S. 2010. Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Pendukung
Keputusan. Penerbit : Graha Ilmu. Yogyakarta.
Sutejo, T., Mulyanto, E dan Suhartono, V. 2011. Kecerdasan Buatan. Penerbit:
Andi Offset. Yogyakarta.
Girona. 2013. Sugeno Fuzzy Inference System. University College Cork. Ireland.
Marrtin, Jeffery L. 2008. Hypertension Guidelines: Revisiting The JNC 7
Recommendations.
Park, Pyoong-Woon. 2009. Apparatus And Method Of Diagnosing Health Using
Cumulative Data Pattern Analysis Via Fast Fourier Trasnformation Of Brain
Wave Data Measured From Frontal Lobe.
Wilson, L.M., & Price, A.P., 1995. Patofisiologi: Konsep Klinis Proses-Proses
Penyakit. Edisi ke-4. Jakarta: EGC.
Jasper, Herbert H. 1958. Electroencephalography And Clinical Neurophysiology.
Feigin, V. 2006. Stroke Panduan Bergambar Tentang Pencegahan Dan Pemulihan
Stroke. PT. Bhuana Ilmu Populer, Jakarta.
McCarthy, J. 1960. Recursive Functions Of Symbolic Expressions And Their
Computation By Machine.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Otak manusia merupakan organ yang kompleks dan memiliki peran penting
dalam hidup manusia. Hal ini dikarenakan otak berfungsi sebagai pusat kontrol
aktivitas dalam tubuh manusia. Tentunya banyak sekali penyakit manusia yang
berkaitan dengan organ otak, salah satunya adalah gejala gangguan pada mekanisme
regulasi tekanan darah yaitu hipertensi.
Menurut pusat data dan informasi kementerian kesehatan RI (2014: 1)
hipertensi masih merupakan tantangan besar di Indonesia. Betapa tidak, hipertensi
merupakan kondisi yang sering ditemukan pada pelayanan kesehatan primer
kesehatan. Hal itu merupakan masalah kesehatan dengan prevalensi yang tinggi, yaitu
sebesar 25,8%, sesuai dengan data Riskesdas 2013.
Hipertensi merupakan silent killer dimana gejala dapat bervariasi pada masingmasing individu dan hampir sama dengan gejala penyakit lainnya. Gejala-gejalanya
itu adalah sakit kepala/rasa berat di tengkuk, mumet (vertigo), jantung berdebardebar, mudah lelah, penglihatan kabur, telinga berdenging (tinnitus), dan mimisan.
Pengaruh sosial membuat semakin stres dan makanan yang tidak sehat berkontribusi
untuk menjadi rentan terhadap tekanan darah tinggi. Pada umumnya dokter
merekomendasikan untuk mengikuti program diet hipertensi, pengurangan stres
sehari-hari, dan beberapa obat. Tetapi terdapat cara baru untuk membantu
mengurangi penderitaan yang tak nampak dan berbahaya ini dengan cara yang lebih
alami, yaitu Brainwave Entrainment (Sinkronisasi Gelombang Otak). Brainwave
Entrainment dalam penelitian ini akan dilakukan pada prosedur perekaman
gelombang otak ketika rileks.
Hipertensi sangat berhubungan dengan kelistrikan pada otak manusia. Otak
bekerja menggunakan sistem kelistrikan, yaitu menghasilkan sinyal listrik kecil
dalam pola teratur dan disalurkan melalui jaringan sel-sel saraf yang disebut neuron.
1
Pada dasarnya, antara otak dan bagian tubuh terhubung oleh saraf-saraf dimana saraf
memuat informasi untuk memerintahkan bagian tubuh. Informasi ini yang akan
diklasifikasikan untuk mengetahui informasi sinyal apa yang terdapat pada otak
manusia.
Sinyal otak pada setiap orang bersifat khas karena gelombang otak pada tingkat
conscious mind (alam sadar) sesorang berbeda satu dengan yang lain. Gelombang
otak dapat dilihat dan diukur menggunakan Electroencephalography (EEG).
Biasanya tampak gelombang dengan amplitudo dan frekuensi yang tidak teratur.
Gelombang dan frekuensi yang kacau atau tidak sinkron akan melemahkan energi
manusia. [Wara Kushartini: 7]
EEG merupakan suatu alat yang digunakan untuk melihat aktivitas kelistrikan
pada otak manusia. Dalam penelitian ini akan menggunakan NeuroSky Mindwave
Mobile yang dilengkapi satu sensor pada dahi dan filter noise berupa ear clip yang
dipasang di telinga kiri untuk mengamati dan merekam gelombang otak. Bentuk
keluaran EEG berupa sinyal-sinyal listrik pada otak dalam bentuk grafik tegangan
gelombang otak terhadap waktu atau frekuensi yang dapat dilihat menggunakan
komputer. Grafik gelombang otak pada EEG berubah-ubah tergantung kondisi otak
manusia saat perekaman. Hal terebut dapat dipengaruhi oleh adanya rangsangan
internal seperti adanya aktivitas mental (gejala hipertensi seperti stres, sakit kepala,
nyeri pada belakang kepala, lelah dan lesu) dan rangsangan eksternal (stimulus yang
diberikan peneliti).
Dalam tugas akhir ini, sistem menggunakan metode Artificial Intelligence (AI)
yaitu Fuzzy Sugeno.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan masalah, antara lain:
a. Bagaimana proses pengumpulan data menggunakan EEG Neurosky
Mindwave Mobile
b. Bagaimana merancang suatu sistem untuk klasifikasi resiko hipertensi
menggunakan AI, serta meminimalisir resiko hipertensi di kemudian hari.
2
c. Bagaimana menerapkan AI untuk smart system klasifikasi resiko penyakit
hipertensi.
d. Bagaimana cara kerja smart system dalam pengklasifikasian resiko
hipertensi.
e. Bagaimana hasil dari smart system apabila dibandingkan dengan pengukuran
konvensional.
1.3
Tujuan
Adapun tujuan dari tugas akhir ini yaitu merancang dan membuat smart system
berupa software dalam mendukung keputusan untuk menentukan klasifikasi resiko
hipertensi menggunakan EEG bertipe Mindwave Mobile dengan metode AI Logika
Fuzzy Sugeno.
1.4
Batasan Masalah
Agar pembahasan dalam penelitian yang dilakukan lebih fokus maka diberikan
batasan masalah sebagai berikut:
a. Menggunakan Electroencephalography (EEG) produksi NeuroSky bertipe
Mindwave Mobile.
b. Menggunakan software MyndPlayerPro 2.3 untuk pengamatan dan
perekaman gelombang otak.
c. Sistem ini dirancang hanya khusus untuk menentukan klasifikasi atau
diagnosa resiko hipertensi yang dikategorikan menjadi normal, prehipertensi dan resiko hipertensi I/II.
d. Algoritma yang digunakan berdasarkan perhitungan logika Fuzzy Sugeno
dengan menggunakan 2 parameter klasifikasi kondisi otak yang dimana
merupakan hasil dari perekaman EEG (Attention dan Meditation).
e. Dalam pembuatan sistem ini menggunakan software dengan bahasa
pemrograman PHP dan Database MySQL
1.5
Sistematika Penulisan Tugas Akhir
3
Sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi latar belakang pembuatan, tujuan, rumusan masalah, batasan masalah
yang dikerjakan dan sistematika pembahasan.
BAB II : KAJIAN PUSTAKA
Menjelaskan mengenai teori-teori penunjang yang dijadikan landasan dan
rujukan perhitungan dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Menjelaskan dan membahas tentang perancangan sistem klasifikasi resiko
hipertensi menggunakan dengan metode AI.
BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Membahas hasil pengujian sistem pada software yang telah dibuat dan yang
sudah terintegrasi dengan menggunakan logika Fuzzy Sugeno yang telah
dirancang sesuai dengan Bab III. Pengujian sistem ini berupa pemasukan data
dari EEG yang kemudian hasilnya akan dikategorikan menjadi normal, prehipertensi dan resiko hipertensi stage I/II
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari penyusunan tugas akhir dan saran untuk pengembangan
selanjutnya.
4
HIPERTENSI MENGGUNAKAN NEUROSKY MINDWAVE
MOBILE DENGAN METODE ARTIFICIAL INTELLIGENCE
SKRIPSI
Disusun Oleh:
ARDIANSYAH PRINGGO ESMONDO
(201210130311118)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
SMART SYSTEM UNTUK KLASIFIKASI RESIKO
HIPERTENSI MENGGUNAKAN NEUROSKY MINDWAVE
MOBILE DENGAN METODE ARTIFICIAL INTELLIGENCE
SKRIPSI
Diajukan kepada
Fakultas Teknik Universitas Muhammadiyah Malang
Untuk Memenuhi Salah Satu Persyaratan
Akademik dalam Menyelesaikan
Program Sarjana (S-1) Teknik
Disusun Oleh:
ARDIANSYAH PRINGGO ESMONDO
(201210130311118)
FAKULTAS TEKNIK
JURUSAN TEKNIK ELEKTRO
UNIVERSITAS MUHAMMADIYAH MALANG
2016
KATA PENGANTAR
Assalamualaikum Wr. Wb.
Puji dan syukur senantiasa kita panjatkan kehadirat Allah SWT atas segala
nikmat, kekuatan, taufik serta hidayah-Nya. Shalawat serta salam semoga tercurah
kepada Rasulullah SAW, keluarga sahabat dan para pengikut setianya, Aamiin.
Atas kehendak Allah, penulis dapat menyelesaikan proyek akhir yang berjudul :
“Smart System Untuk Klasifikasi Resiko Hipertensi Menggunakan
Neurosky Mindwave Mobile Dengan Metode Artificial Intelligence”
Pembuatan Proyek Akhir ini merupakan salah satu syarat untuk memperoleh
gelar Sarjana Teknik (ST) di Universitas Muhammadiyah Malang. Selain itu
penulis berharap agar proyek akhir ini dapat menambah literatur dan dapat
memberikan manfaat bagi semuanya.
Akhir kata semoga buku ini dapat bermanfaat di masa sekarang dan masa
mendatang. Sebagai manusia yang tidak luput dari kesalahan, maka penulis
mohon maaf apabila ada kekeliruan baik yang sengaja maupun yang tidak
sengaja.
Wassalamualaikum Wr. Wb.
Malang, Agustus 2016
Penulis
DAFTAR ISI
LEMBAR JUDUL ......................................................................................... i
LEMBAR PERSETUJUAN ....................................................................... iii
LEMBAR PENGESAHAN ........................................................................ iv
SURAT PERNYATAAN KEASLIAN ....................................................... v
ABSTRAKSI................................................................................................ vi
LEMBAR PERSEMBAHAN ................................................................... viii
KATA PENGANTAR .................................................................................. x
DAFTAR ISI ................................................................................................ xi
DAFTAR GAMBAR ................................................................................ xiv
DAFTAR TABEL ..................................................................................... xvi
BAB I PENDAHULUAN
1.1 - Latar Belakang ................................................................................. 1
1.2 Rumusan Masalah ............................................................................ 2
1.3 Tujuan .............................................................................................. 3
1.4 Batasan Masalah .............................................................................. 3
1.5 Sistematika Penulisan Tugas Akhir ................................................. 3
BAB II KAJIAN PUSTAKA
2.1 Otak ................................................................................................... 5
2.1.1 Definisi Otak ............................................................................. 5
2.1.2 Gelombang Otak ....................................................................... 5
2.1.3 Electroencephalography ............................................................ 6
2.1.4 Neurosky Mindwave Mobile ..................................................... 7
2.2 Hipertensi .......................................................................................... 9
2.2.1 Definisi Hipertensi .................................................................... 9
2.2.2 Klasifikasi Hipertensi .............................................................. 10
2.3 Artificial Intelligence ...................................................................... 11
2.4 Logika Fuzzy .................................................................................. 12
2.4.1 Definisi Logika Fuzzy ............................................................. 12
2.4.2 Himpunan Fuzzy ..................................................................... 12
2.4.3 Fungsi Keanggotaan ................................................................ 15
2.4.4 Kendali Logika Fuzzy ............................................................. 17
2.4.5 Metode Sugeno ........................................................................ 18
BAB III PERANCANGAN SISTEM
3.1 Perancangan Proses ......................................................................... 21
3.1.1 Proses Pengumpulan Data ....................................................... 21
3.1.2 Proses Pengolahan Data .......................................................... 23
3.2 Perancangan Logika Fuzzy ............................................................. 24
3.2.1 Fungsi Keanggotaan Attention (K) pada Pelajar, Aktif
Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja....................................................... 24
3.2.2 Fungsi Keanggotaan Meditation (H) pada Pelajar, Aktif
Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja....................................................... 27
3.2.3 Perancanga Rule Base System ................................................ 31
3.2.4 Perhitungan Fuzzy ................................................................... 32
3.3 Perancangan Antarmuka ................................................................. 34
3.3.1 Form Login .............................................................................. 34
3.3.2 Form Data Pasien .................................................................... 34
3.3.3 Form Info Pasien ..................................................................... 35
3.3.4 Form Nilai EEG ...................................................................... 36
3.3.5 Form Diagnosa ........................................................................ 37
BAB IV IMPLEMENTASI DAN PENGUJIAN SISTEM
4.1 Implementasi Sistem ....................................................................... 38
4.2 Implementasi Antarmuka ................................................................ 39
4.3 Pengujian Sistem ............................................................................. 40
4.3.1 Pengujian Hasil Diagnosa dari Fuzzy ..................................... 47
4.3.2 Uji Validitas Sistem ................................................................ 50
BAB V PENUTUP
5.1 Kesimpulan ..................................................................................... 60
5.2 Saran ............................................................................................... 61
DAFTAR PUSTAKA ................................................................................. 62
LAMPIRAN ................................................................................................ 64
DAFTAR GAMBAR
Gambar 2.1 Klasifikasi Gelombang Otak ..................................................... 6
Gambar 2.2 Bagian-Bagian Neurosky Mindwave Mobile ........................... 9
Gambar 2.3 Himpunan Fuzzy pada Variabel Mahasiswa .......................... 14
Gambar 2.4 Himpunan Fungsi Keanggotaan.............................................. 15
Gambar 2.5 Himpunan Keanggotaan Trapesium ....................................... 16
Gambar 2.6 Himpunan Keanggotaan Sigmoid ........................................... 16
Gambar 2.7 Himpunan Keanggotaan Gaussian .......................................... 17
Gambar 2.8 Proses Kendali Logika Fuzzy ................................................. 18
Gambar 3.1 Diagram Blok Proses Pengambilan
Data Attention dan Meditation ................................................ 20
Gambar 3.2 Diagram Blok Proses Klasifikasi Resiko Hipertensi
dengan Metode Fuzzy Sugeno ................................................ 20
Gambar 3.3 Antarmuka MyndPlayerPro 2.3 Bagian Monitoring .............. 21
Gambar 3.4 Antarmuka MyndPlayerPro 2.3 Bagian Record History ........ 22
Gambar 3.5 Integrasi Fuzzy dengan Sinyal Attention, Meditation
dan Diagnosa Resiko Hipertensi ............................................. 23
Gambar 3.6 Grafik Fungsi Kenggotaan Attention pada Pelajar, Aktif
Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja ............................................. 26
Gambar 3.7 Grafik Fungsi Kenggotaan Meditation pada Pelajar,
Aktif Bekerja, dan Non-Aktif Bekerja .................................... 28
Gambar 3.8 Diagram Fuzzy Output............................................................ 31
Gambar 3.9 Ilustrasi Form Login ............................................................... 34
Gambar 3.10 Ilustrasi Form Data Pasien.................................................... 34
Gambar 3.11 Ilustrasi Form Info Pasien .................................................... 35
Gambar 3.12 Ilustrasi Form Nilai EEG ...................................................... 36
Gambar 3.13 Ilustrasi Form Diagnosa ....................................................... 37
Gambar 4.1 Tampilan Implementasi Antarmuka I ..................................... 39
Gambar 4.2 Tampilan Implementasi Antarmuka II .................................... 39
Gambar 4.3 Langkah Memasukkan Nilai Parameter I ............................... 44
Gambar 4.4 Langkah Memasukkan Nilai Parameter II .............................. 45
Gambar 4.5 Langkah Memasukkan Nilai Parameter III ............................. 45
Gambar 4.6 Langkah Memasukkan Nilai Parameter IV ............................ 46
Gambar 4.7 Langkah Memasukkan Nilai Parameter V .............................. 46
Gambar 4.8 Langkah Memasukkan Nilai Parameter VI ............................ 47
Gambar 4.9 Langkah Memasukkan Nilai Parameter VII ........................... 47
DAFTAR TABEL
Tabel 2.1 Klasifikasi Kondisi Mental ............................................................ 7
Tabel 2.2 Klasifikasi Tekanan Darah Menurut JNC VII ............................. 11
Tabel 3.1 Rule Base System untuk subjek Pelajar ...................................... 31
Tabel 3.2 Rule Base System untuk Subjek Aktif Bekerja ........................... 32
Tabel 3.3 Rule Base System untuk Subjek Non-Aktif Bekerja ................... 32
Tabel 4.1 Data Pengukuran Tekanan Darah ................................................ 40
Tabel 4.2 Data Perekaman Fokus dan Rileks Menggunakan EEG ............. 42
Tabel 4.3 Data Rata-Rata Kedua Parameter dan Hasil Fuzzy
pada Sistem .................................................................................. 47
Tabel 4.4 Data Perbandingan Diagnosa Tekanan Darah, Fuzzy
pada Sistem dan Validitas ........................................................... 53
Tabel 4.5 Data Validitas Subjek dengan Status Pelajar ............................... 56
Tabel 4.6 Data Validitas Subjek dengan Status Aktif Bekerja .................... 58
Tabel 4.7 Data Validitas Subjek dengan Status Non-Aktif Bekerja ............ 59
DAFTAR PUSTAKA
Neurosky, Inc. 2009. Brain Wave Signal (EEG) Of Neurosky, Inc.
Siswoyo, Agus, Zainal Arief, Indra Adji Sulistijono. 2014. Sinyal Otak
Menggunakan Metode Logika Fuzzy Dengan Neurosky Mindset.
Petlock, Wanina. 2012. Reduce Hypertension With Brainwave Entraintment.
Pujitresnani, Arierta. 2012. Analisis Spektrum Gelombang Otak Berbasis Fast
Fourier Transform (FFT) Pada Studi Kasus Keadaan Normal Dan Epilepsi.
Infodatin, Pusat Data dan Informasi Kementerian Kesehatan RI. 2014. Hipertensi.
Saidatul, A., N.F Mohammad, M.R Tamjis, Sazali Yaacob. 2009. A Preliminary
Study Of Noise Effect Pulse Rate Blood Pressure And EEG Signal.
Khairi, Imam, Erni Yudaningtyas, Harry Soekotjo Dachlan. 2013. Optimasi
Pencarian Jalur Lalu Linntas Antar Kota Di Jawa Timur Dengan Algoritma
Hybrid Fuzzy-Floyd Warshall.
Kusumadewi, S., & Purnomo, S. 2010. Aplikasi Logika Fuzzy Untuk Pendukung
Keputusan. Penerbit : Graha Ilmu. Yogyakarta.
Sutejo, T., Mulyanto, E dan Suhartono, V. 2011. Kecerdasan Buatan. Penerbit:
Andi Offset. Yogyakarta.
Girona. 2013. Sugeno Fuzzy Inference System. University College Cork. Ireland.
Marrtin, Jeffery L. 2008. Hypertension Guidelines: Revisiting The JNC 7
Recommendations.
Park, Pyoong-Woon. 2009. Apparatus And Method Of Diagnosing Health Using
Cumulative Data Pattern Analysis Via Fast Fourier Trasnformation Of Brain
Wave Data Measured From Frontal Lobe.
Wilson, L.M., & Price, A.P., 1995. Patofisiologi: Konsep Klinis Proses-Proses
Penyakit. Edisi ke-4. Jakarta: EGC.
Jasper, Herbert H. 1958. Electroencephalography And Clinical Neurophysiology.
Feigin, V. 2006. Stroke Panduan Bergambar Tentang Pencegahan Dan Pemulihan
Stroke. PT. Bhuana Ilmu Populer, Jakarta.
McCarthy, J. 1960. Recursive Functions Of Symbolic Expressions And Their
Computation By Machine.
BAB I
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang
Otak manusia merupakan organ yang kompleks dan memiliki peran penting
dalam hidup manusia. Hal ini dikarenakan otak berfungsi sebagai pusat kontrol
aktivitas dalam tubuh manusia. Tentunya banyak sekali penyakit manusia yang
berkaitan dengan organ otak, salah satunya adalah gejala gangguan pada mekanisme
regulasi tekanan darah yaitu hipertensi.
Menurut pusat data dan informasi kementerian kesehatan RI (2014: 1)
hipertensi masih merupakan tantangan besar di Indonesia. Betapa tidak, hipertensi
merupakan kondisi yang sering ditemukan pada pelayanan kesehatan primer
kesehatan. Hal itu merupakan masalah kesehatan dengan prevalensi yang tinggi, yaitu
sebesar 25,8%, sesuai dengan data Riskesdas 2013.
Hipertensi merupakan silent killer dimana gejala dapat bervariasi pada masingmasing individu dan hampir sama dengan gejala penyakit lainnya. Gejala-gejalanya
itu adalah sakit kepala/rasa berat di tengkuk, mumet (vertigo), jantung berdebardebar, mudah lelah, penglihatan kabur, telinga berdenging (tinnitus), dan mimisan.
Pengaruh sosial membuat semakin stres dan makanan yang tidak sehat berkontribusi
untuk menjadi rentan terhadap tekanan darah tinggi. Pada umumnya dokter
merekomendasikan untuk mengikuti program diet hipertensi, pengurangan stres
sehari-hari, dan beberapa obat. Tetapi terdapat cara baru untuk membantu
mengurangi penderitaan yang tak nampak dan berbahaya ini dengan cara yang lebih
alami, yaitu Brainwave Entrainment (Sinkronisasi Gelombang Otak). Brainwave
Entrainment dalam penelitian ini akan dilakukan pada prosedur perekaman
gelombang otak ketika rileks.
Hipertensi sangat berhubungan dengan kelistrikan pada otak manusia. Otak
bekerja menggunakan sistem kelistrikan, yaitu menghasilkan sinyal listrik kecil
dalam pola teratur dan disalurkan melalui jaringan sel-sel saraf yang disebut neuron.
1
Pada dasarnya, antara otak dan bagian tubuh terhubung oleh saraf-saraf dimana saraf
memuat informasi untuk memerintahkan bagian tubuh. Informasi ini yang akan
diklasifikasikan untuk mengetahui informasi sinyal apa yang terdapat pada otak
manusia.
Sinyal otak pada setiap orang bersifat khas karena gelombang otak pada tingkat
conscious mind (alam sadar) sesorang berbeda satu dengan yang lain. Gelombang
otak dapat dilihat dan diukur menggunakan Electroencephalography (EEG).
Biasanya tampak gelombang dengan amplitudo dan frekuensi yang tidak teratur.
Gelombang dan frekuensi yang kacau atau tidak sinkron akan melemahkan energi
manusia. [Wara Kushartini: 7]
EEG merupakan suatu alat yang digunakan untuk melihat aktivitas kelistrikan
pada otak manusia. Dalam penelitian ini akan menggunakan NeuroSky Mindwave
Mobile yang dilengkapi satu sensor pada dahi dan filter noise berupa ear clip yang
dipasang di telinga kiri untuk mengamati dan merekam gelombang otak. Bentuk
keluaran EEG berupa sinyal-sinyal listrik pada otak dalam bentuk grafik tegangan
gelombang otak terhadap waktu atau frekuensi yang dapat dilihat menggunakan
komputer. Grafik gelombang otak pada EEG berubah-ubah tergantung kondisi otak
manusia saat perekaman. Hal terebut dapat dipengaruhi oleh adanya rangsangan
internal seperti adanya aktivitas mental (gejala hipertensi seperti stres, sakit kepala,
nyeri pada belakang kepala, lelah dan lesu) dan rangsangan eksternal (stimulus yang
diberikan peneliti).
Dalam tugas akhir ini, sistem menggunakan metode Artificial Intelligence (AI)
yaitu Fuzzy Sugeno.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian di atas dapat dirumuskan masalah, antara lain:
a. Bagaimana proses pengumpulan data menggunakan EEG Neurosky
Mindwave Mobile
b. Bagaimana merancang suatu sistem untuk klasifikasi resiko hipertensi
menggunakan AI, serta meminimalisir resiko hipertensi di kemudian hari.
2
c. Bagaimana menerapkan AI untuk smart system klasifikasi resiko penyakit
hipertensi.
d. Bagaimana cara kerja smart system dalam pengklasifikasian resiko
hipertensi.
e. Bagaimana hasil dari smart system apabila dibandingkan dengan pengukuran
konvensional.
1.3
Tujuan
Adapun tujuan dari tugas akhir ini yaitu merancang dan membuat smart system
berupa software dalam mendukung keputusan untuk menentukan klasifikasi resiko
hipertensi menggunakan EEG bertipe Mindwave Mobile dengan metode AI Logika
Fuzzy Sugeno.
1.4
Batasan Masalah
Agar pembahasan dalam penelitian yang dilakukan lebih fokus maka diberikan
batasan masalah sebagai berikut:
a. Menggunakan Electroencephalography (EEG) produksi NeuroSky bertipe
Mindwave Mobile.
b. Menggunakan software MyndPlayerPro 2.3 untuk pengamatan dan
perekaman gelombang otak.
c. Sistem ini dirancang hanya khusus untuk menentukan klasifikasi atau
diagnosa resiko hipertensi yang dikategorikan menjadi normal, prehipertensi dan resiko hipertensi I/II.
d. Algoritma yang digunakan berdasarkan perhitungan logika Fuzzy Sugeno
dengan menggunakan 2 parameter klasifikasi kondisi otak yang dimana
merupakan hasil dari perekaman EEG (Attention dan Meditation).
e. Dalam pembuatan sistem ini menggunakan software dengan bahasa
pemrograman PHP dan Database MySQL
1.5
Sistematika Penulisan Tugas Akhir
3
Sistematika penulisan pada Tugas Akhir ini adalah sebagai berikut:
BAB I : PENDAHULUAN
Berisi latar belakang pembuatan, tujuan, rumusan masalah, batasan masalah
yang dikerjakan dan sistematika pembahasan.
BAB II : KAJIAN PUSTAKA
Menjelaskan mengenai teori-teori penunjang yang dijadikan landasan dan
rujukan perhitungan dalam mengerjakan Tugas Akhir ini.
BAB III : PERANCANGAN SISTEM
Menjelaskan dan membahas tentang perancangan sistem klasifikasi resiko
hipertensi menggunakan dengan metode AI.
BAB IV : PENGUJIAN SISTEM
Membahas hasil pengujian sistem pada software yang telah dibuat dan yang
sudah terintegrasi dengan menggunakan logika Fuzzy Sugeno yang telah
dirancang sesuai dengan Bab III. Pengujian sistem ini berupa pemasukan data
dari EEG yang kemudian hasilnya akan dikategorikan menjadi normal, prehipertensi dan resiko hipertensi stage I/II
BAB V : KESIMPULAN DAN SARAN
Berisi kesimpulan dari penyusunan tugas akhir dan saran untuk pengembangan
selanjutnya.
4