SISTEM PAKAR UNTUK MENDETEKSI PENYAKIT AKIBAT BAKTERI SALMONELLA DALAM TUBUH MANUSIA MENGGUNAKAN METODE CERTAINTY FACTOR
Seminar Nasional Informatika 2014
SISTEM PAKAR UNTUK MENDETEKSI PENYAKIT AKIBAT
BAKTERI SALMONELLA DALAM TUBUH MANUSIA
MENGGUNAKAN METODE CERTAINTY FACTOR
Nita Sari Br Sembiring
STMIK Potensi Utama Medan
Jl. K.L Yos Sudarso No 3A Medan
tata_olala@yahoo.co.id
Abstrak
Sistem Pakar merupakan sistem yang dapat bekerja layaknya seorang ahli dalam bidangnya. Dalam hal ini
yang dibahas adalah sistem pakar dalam bidang kesehatan. Dengan adanya sistem pakar diharapkan dapat
membantu praktisi kesehatan untuk menelusuri penyakit akibat bakteri Salmonella dengan cepat. Sistem
pakar ini menggunakan mesin inferensi runut maju (Forward Chaining) dan Certainty Factor. Penalaran
dilakukan berdasarkan dari gejala-gejala baik yang tampak secara fisik maupun yang tidak tampak (melalui
uji laboratorium) terhadap pasien. Dari gejala-gejala tersebut kemudian dibuat rule-rule yang akan diterapkan
ke dalam mesin inferensi untuk mengetahui penyakit apa yang dialami oleh pasien. Hasil program ini
menunjukkan bahwa sistem pakar dapat dipergunakan sebagai suatu media yang dapat memberikan informasi
tentang bakteri Salmonella, dan cara menghindarinya. Sistem pakar ini dapat digunakan untuk mempercepat
pencarian dan pengaksesan terhadap pengetahuan oleh orang-orang yang membutuhkan informasi.
Kata Kunci : Sistem Pakar, Basis Pengetahuan, Certainty Factor, Basis Data, Bakteri Salmonella.
Pendahuluan
Artificial Inteligent (AI) disebut juga
kecerdasan buatan. Kecerdasan buatan dapat
didefinisikan sabagai cabang ilmu komputer yang
mempelajari otomatisasi tingkah laku cerdas
(Intelligent). Kecerdasan buatan adalah suatu ilmu
yang mempelajari cara membuat komputer
melakukan sesuatu seperti yang dilakukan oleh
manusia.
Sistem pakar merupakan salah satu
bagian dari kecerdasan buatan yang akhir-akhir
ini mengalami perkembangan yang sangat pesat.
Sistem ini dirancang untuk dapat menirukan
keahlian seorang pakar dalam menjawab
pertanyaan
dan
menyelesaikan
suatu
permasalahan
khususnya di bidang kesehatan.
Sebelumnya sudah pernah ada yang
meneliti tentang bagainama suatu sistem pakar
diterapkan untuk menganalisa penyakit dalam [1].
Perbedaan penelitian yang peneliti lakukan
dengan penelitian sebelumnya adalah pada
penelitian ini di khususkan hanya untuk
mendiagnosis penyakit-penyakit dari akibat
bakteri salmonella dalam tubuh manusia.
Penelitian tidak mencakup seluruh penyakit yang
ada pada tubuh manusia.
Komponen Sistem Pakar
Adapun komponen-komponen dalam
sistem pakar meliputi Basis Pengetahuan, Antar
muka Pengguna, Mesin Inferensi dan Basis data
394
[2]. Dalam sistem pakar terdiri dari dua
lingkungan yaitu, lingkungan konsultasi dan
lingkungan
pengembangan.
Lingkungan
konsultasi ditujukan kepada pengguna untuk
berkonsultasi langsung dengan sisten dan
lingkungan pengembangan ditujukan untuk pakar
atau orang yang ahli dalam bidangnya agar dapat
memperbaharui aplikasi sistem pakar yang telah
dibuat. Dalam hal ini adalah bidang kesehatan.
Bakteri Salmonella
Infeksi oleh bakteri genus Salmonella
(oleh sebab itu disebut Salmonellosis) menyerang
saluran gastrointestin yang mencakup perut, usus
halus, dan usus besar atau kolon. Beberapa
spesies salmonella dapat menyebabkan infeksi
makanan.
Termasuk
kedalamnya
adalah
Salmonella Enteriditis var Typhirium atau sering
disebut Salmonella Typhi yang mengakibatkan
penyakit tifus, dan Salmonella Shigella yang
mengakibatkan penyakit disentri dan diare.
Bakteri ini adalah batang gram negatif, motil dan
tidak berspora. Dapat memfermentasi glukosa,
tetapi tidak dapat memfermentasi laktosa atau
sukrosa. Hampir semua serotipe membentuk gas
bila memfermentasi gula, kecuali Salmonella
Typhi [3].
Sebagian Salmonella bersifat pathogen
pada binatang dan merupakan sumber infeksi bagi
manusia. Binatang-binatang itu antara lain tikus,
unggas, anjing dan kucing. Dalam alam bebas
Salmonella typhi dapat tahan lama dalam air,
tanah atau pada bahan makanan. Dalam feces di
Seminar Nasional Informatika 2014
luar tubuh manusia hidup 1 atau 2 bulan. Dalam
air susu dapat berkembang biak dan hidup lebih
lama sehingga sering merupakan batu loncatan
untuk penularan penyakitnya.
Gambar 1. Bentuk Bakteri Salmonella
Mesin Inferensi
Mesin inferensi dalam forward chaining
menggunakan informasi yang ditentukan oleh
user untuk memindahkan logika and dan or
sampai ditentukannya objek. Bila mesin inferensi
tidak dapat menentukan objek maka akan
meminta informasi lain. Oleh karena itu, untuk
mencapai objek harus memenuhi semua aturan.
Salah satu metode yang dapat diterapkan
dalam sistem pakar adalah metode forward
chaining. Forward chaining disebut juga
penalaran dari bawah ke atas. Suatu rantai yang
dicari atau dilewati/dilintasi dari suatu
permasalahan untuk memperoleh solusinya
disebut dengan forward chaining. Cara lain
menggambarkan forward chaining ini adalah
dengan penalaran dari fakta menuju konklusi
yang diperoleh dari fakta.
Forward Chaining
Forward Chaining adalah metode
pencarian atau penarikan kesimpulan yang
berdasarkan pada data atau fakta yang ada menuju
kesimpulan. penelusuran dimulai dari fakta yang
ada lalu bergerak maju melalui premis-premis
untuk menuju kesimpulan. Suatu perkalian
inferensi
yang
menghubungkan
suatu
permasalahan dengan solusinya disebut dengan
rantai (chain). Suatu rantai yang dicari atau
dilewati/ dilintasi dari suatu permasalahan untuk
memperoleh solusinya disebut dengan forward
chaining. Cara lain menggambarkan forward
chaining adalah dengan penalaran dari fakta
menuju konklusi yang terdapat dari fakta. Suatu
rantai yang dilintasi dari suatu hipotesa kembali
ke fakta yang mendukung hipotesa tersebut
adalah backward chaining.
Dalam penalaran maju, aturan-aturan
diuji satu demi satu dalam urutan tertentu. Urutan
itu mungkin berupa urutan pemasukan aturan ke
dalam basis aturan atau juga urutan lain yang
ditentukan
oleh pemakai. Saat setiap urutan
diuji, sistem pakar akan mengevaluasi apakah
kondisinya benar atau salah. Jika kondisinya
benar, maka aturan itu disimpan kemudian aturan
berikutnya diuji. Sebaliknya kondisinya salah,
aturan itu tidak disimpan dan aturan berikutnya
diuji. Proses ini akan berulang sampai seluruh
basis aturan teruji dengan berbagi kondisi.
Searching (Pelacakan)
Pelacakan merupakan suatu proses
pencarian yang berdasarkan dari sejumlah data
yang ada. Pencarian data dapat dilakukan pada
sejumlah data yang sudah terurut atau juga pada
data yang sama sekali belum terurut. Metode
pencarian akan menjelaskan secara umum
bagaimana teknik pencarian.
Teknik pelacakan terdiri dari 2 cara yaitu
Depth-first search dan Breadth-first search.
Depth-first search bekerja denga menelusuri
simpul mulai dari akar terus kebawah sampai
secara berturut-turut ke level yang lebih dalam
[2].
Suatu
operator
digunakan
untuk
menghasilkan simpul node berikutnya lebih dalam
dengan kata lain simpul anak diperoleh dari
simpul ayah. Breadth-first search, bekerja dengan
cara memeriksa semua simpul dalam pohon
pencarian yang dimulai dari akar. Simpul tiap
level diperiksa secara lengkap sebelum berpindah
ke level berikutnya.
Observasi
A
Aturan
R1
Fakt
aC
Kesimpulan
1
Aturan
R3
Observasi
B
Aturan
R2
Kesimpulan
2
Fakta
D
Aturan
R2
Fakta
E
Gambar 2. Proses Forward Chaining
Analisa Kebutuhan Data
Tahap penganalisaan terhadap data yang
diperoleh pada tahap pengumpulan data akan
dilakukan
beberapa
perancangan
tahap
penyelesaian perangkat lunak. Berdasarkan
literatur – literatur yang ada dan hasil wawancara
dengan pakar, maka data disusun dan
dikelompokkan dalam bentuk tabel data. Hal ini
dilakukan agar mempermudah dalam melakukan
analisa dan proses data.
395
Seminar Nasional Informatika 2014
Penyajian data
No
- Sakit Bola Mata
- Mual/Muntah
- Sakit Perut/Kram
- Ruam
Tekanan
Darah
Menurun
- Suka merancau
Tabel 1. Data Penyakit dan Gejala
Penyakit yang
disebabkan
Kriteria
bakteri
salmonella
1
Diare
- Badan terasa lemas
dan lesu
- Mengalami sakit
perut/kram
- Perut mulas
- BAB 3-7 x sehari
- Feses encer/berlendir
- Perut kembung
- Bibir pecah-pecah
2
Disentri
- Mengalami demam
- Badan terasa lemas
dan lesu
- Mengalami sakit
perut/kram
- Perut mulas
- Mual dan muntah
- BAB lebih dari 10 x
sehari
- Feses encer/berlendir
- Feses disertai darah
- Perut kembung
- Bibir pecah-pecah
5
Spotted Fever
(Demam
Bercak)
6
Kolera
7
Demam
8
3
Typhus
Mengalami
demam/panas
- Suhu tubuh naik
turun
- Mengalami sakit
kepala/pusing
- Badan lemas dan lesu
- Sakit perut/kram
- Mengalami mual dan
muntah
- Mengalami sembelit
- Perut kembung
- Bibir pecah-pecah
- Lidah berwarna putih
- Muncul ruam di
tubuh
Tekanan
darah
menurun
- Denyut Nadi Lambat
- Sering mengigau
4
DBD
396
- Panas tinggi
- Suhu tubuh naik
turun
- Sakit Kepala
- Sakit Punggung
- Sakit Otot-otot
Darah Rendah
- Panas
- Menggigil
- Sakit kepala
- Badan Letih/lesu
- Sakit Sendi dan
Seluruh tubuh
- Ruam
- Kadang Pendarahan
di bawah kulit
- Lemas/Lesu
- Sakit perut/Kam
- Mual/ Muntah
- BAB sampai 10 x
sehari
- Feses Encer
- Perut Kembung
- Bibir pecah-pecah
- Dehidrasi
- Panas
- Sakit Kepala/Pusing
- Badan Lemas/Lesu
- Kadang Mual/muntah
- Sakit Kepala / Pusing
- Badan Letih/Lesu
- Mual dan Muntah
Tekanan
Darah
menurun
Uji Widal
Uji Widal atau tes di mana yang diuji itu
apakah dalam darah / serum pasien mengandung
aglutinin terhadap bakteri samlonella typhi
dengan jalan mereaksikan serum seseorang
dengan antigen O, H dan Vi di laboratorium..
Salmonella typhi mempunyai 3 macam antigen,
yaitu : O antingen (Somatik), H antigen
(Flagelar), dan Vi antigen (Virulensi). Bagian dari
Vi antigen adalah Paratyphi A dan paratyphi B.
Aglutinasi O berbentuk butir-butir pasir yang
tidak hilang bila dikocok. Aglutinasi H berbentuk
butir-butir pasir yang hilang bila dikocok.
Aglutinasi Vi berbentuk awan. Pada umumnya
hasil uji widal adalah 1/20, 1/40, 1/60, 1/80, dan
kelipatan selanjutnya. Berikut merupakan data
nilai Titer Widal bagi yang dinyatakan positif
terkena tifus seperti pada tabel 1.2. di bawah ini :
Seminar Nasional Informatika 2014
No
1
2
3
4
5
6
Tabel 2. Tabel Uji Widal
Antigen yg
Nilai
Keterangan
dibutuhkan
Titer
Antigen H
≤ 1/160
Antigen
Flagelar
Salmonella
Typhi
Antigen O
≤ 1/160
Antigen
Somatik
Salmonella
Typhi
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PA-O
Salmonella
Paratyphi A
Som
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PA-H
Salmonella
Paratyphi A
Flag
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PB-O
Salmonella
Paratyphi B
Som
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PB-H
Salmonella
Paratyphi B
Flag
Certainty Factor
Faktor kepastian (certainty factor)
diperkenalkan oleh Shortliffe Buchanan dalam
pembuatan MYCIN. Certainty Factor (CF)
merupakan nilai parameter klinis yang diberikan
MYCIN
untuk
menunjukkan
besarnya
kepercayaan [4]. Certainty Factor didefinisikan
sebagai persamaan berikut :
CF (H, E) = MB (H, E) – MD (H, E)
Certainty Factor dari hipotesis H yang
dipengaruhi oleh gejala (evidence) E. Besarnya
CF berkisar antara -1 sampai 1. Nilai -1
menunjukkan ketidakpercayaan mutlak sedangkan
nilai 1 menunjukkan kepercayaan mutlak. :
ukuran kenaikan kepercayaan (measure of
increased belief) terhadap hipotesis H yang
dipengaruhi oleh gejala E. : ukuran kenaikan
ketidakpercayaan (measure of increased disbelief)
terhadap hipotesis H yang dipengaruhi oleh gejala
E.
CFc (CF1,CF2) = CF1 + CF2 (1- CF1)
; jika CF1 dan CF2 keduanya posistif.
CFc (CF1,CF2) = CF1 + CF2 (1+ CF1)
; jika CF1 dan CF2 keduanya negative.
Perhitungan Nilai Kepastian Berdasarkan
Nilai Bobot Gejala
Nilai bobot pada gejala yang disebabkan
oleh bakteri Salmonella dapat dilihat pada tabel
berikut :
Kode
G01
G02
G03
G04
G05
G06
G07
G08
G09
G10
G11
G12
G13
G14
G15
G16
G17
G18
G19
G20
G21
G22
G23
Tabel 3. Tabel Nilai Bobot
Gejala
Lemas/Lesu
Mual
Muntah
Kram
Sakit Kepala
Panas
Mulut Kering
Perut Kembung
Ruam
Feses Encer
BAB ≥ 10 x sehari
Suhu Tubuh Naik Turun
Merancau
Tekanan Darah Rendah
Mulas
Lidah kotor
Nadi lemah
Sembelit
BAB 3-9x sehari
Feses Berdarah
Titer Widal Antigen H ≤1/160
Titer Widal Antigen H ≤1/160
Titer Widal Antigen AH≤1/160
Bobot
0.6
0.6
0.6
0.7
0.4
0.7
0.4
0.3
0.6
0.5
0.3
0.5
0.4
0.4
0.3
0.7
0.5
0.5
0.3
0.3
0.8
0.8
0.8
Misalkan untuk mendiagnosa penyakit diare yang
diakibatkan oleh bakteri Salmonella Shigella
dengan rule :
IF Badan terasa lemas lesu
AND Mengalami sakit perut/kram
AND Mulut Kering
AND Perut kembung
AND Feses Encer
AND Mulas
AND BAB 3-9 x sehari
THEN Diare
Nilai CF-nya = MB-MD
MB=(Badan Lemas/Lesu, Sakit Perut, Mulut
Kering, Perut Kembung, Feses Encer, Mulas,
BAB 3-9x sehari) = 0.6, 0.7, 0.4, 0.3, 0.5, 0.3, 0.3.
MD=(Badan Lemas/Lesu, Sakit Perut, Mulut
Kering, Perut Kembung, Feses Encer, Mulas,
BAB 3-9x sehari) = 0.06, 0.07, 0.04, 0.03, 0.05,
0.03, 0.03.
Perhitungan MB :
G02 = G01+ (G02 * ( 1-G01))
= 0.6 + (0.7 * ( 1- 0.6))
= 0.6 + (0.7 * 0.4)
= 0.6 + 0.28
= 0.88
G03 = G02 + (G03 * (1-G02))
= 0.88 + (0.4 * (1-0.88))
397
Seminar Nasional Informatika 2014
= 0.88 + (0.4 * 0.12)
= 0.88 + 0.048
= 0.928
G04 = G03 + (G04 * (1- G03))
= 0.928 + (0.3 * (1- 0.928))
= 0.928 + (0.3 * 0.072)
= 0.928 + 0.0216
= 0.9496
G05 = G04 + (G05 * (1- G04))
= 0.9496 + (0.5 * (1- 0.9496))
= 0.9496 + (0.5 * 0.0504)
= 0.9496 + 0.0252
= 0.9748
G06 = G05 + (G06 * (1- G05))
= 0.9748 + (0.3 * (1- 0.9748))
= 0.9748 + (0.3 * 0.0252)
= 0.9748 + 0.00756
= 0.98236
G07 = G06 + (G07 * (1- G06))
= 0.98236+ (0.3 * (1- 0.98236))
= 0.98236+ (0.3 * 0.01764)
= 0.98236+ 0.005292
= 0.987652
Perhitungan Nilai MD :
G02 = G01+ (G02 * ( 1-G01))
= 0.06 + (0.07 * ( 1- 0.06))
= 0.06 + (0.07 * 0.94)
= 0.06 + 0.0658
= 0.0718
G03 = G02 + (G03 * (1-G02))
= 0.0718 + (0.04 * (1-0.0718))
= 0.0718+ (0.04 * 0.9282)
= 0.0718+ 0.037128
= 0.108928
= 0.16816486+ (0.03 * 0.83183514)
= 0.16816486+ 0.0249550542
= 0.1931199142
Nilai CF = MB – MD
= 0.987652 - 0.1931199142
= 0.7945320858
Maka hasil diagnosa menyatakan penyakit diare
dengan nilai kepastian 0.79453
Arsitektur Sistem
Dengan mengacu pada struktur sistem
pakar seperti yang telah dibahas pada bagian 2.3,
maka arsitektur sistem didesain dengan
mengambil bentuk seperti Gambar berikut :
Knowledge base
Berisi himpunan aturan sbb:
Aturan untuk mendeteksi
penyakit akibat bakteri
salmonella
Database
Berisi fakta-fakta tentang:
Data Gejala Secara Umum
dan Hasil Tes Titer Widal
Data
Penyakit
Yang
Ditimbulkan
Solusi
Inferensi Engine
Berisi :
Prosedur untuk mencocokkan fakta
berdasarkan gejala dengan aturan
tentang penggunaan variabel yang dapat
mempengaruhi
hasil
penelusuran
penyakit yang diderita (Forward
User Interface
Berisi :
Prosedur untuk menbaca data
input dari user berupa gejalagejala yang ditimbulkan.
Prosedur untuk menampilkan
hasil diagnosa
Explanation Facilities
Berisi :
Prosedur
untuk
menampilkan parameter data
gejala-gejala secara umum
Prosedur
tentang
cara
penggunaan program
User
Gambar 3. Desain Arsitektur Sistem
G04 = G03 + (G04 * (1- G03))
= 0.108928+ (0.03 * (1- 0.108928))
= 0.108928+ (0.03 * 0.891072)
= 0.108928+ 0.02673
= 0.135658
G05 = G04 + (G05 * (1- G04))
= 0.135658 + (0.05 * (1-0.135658))
= 0.135658 + (0.05 * 0.8643421)
= 0.135658 + 0.00678
= 0.142438
G06 = G05 + (G06 * (1- G05))
= 0.142438 + (0.03 * (1- 0.142438))
= 0.142438 + (0.03 * 0.857562)
= 0.142438 + 0.02572686
= 0.16816486
G07 = G06 + (G07 * (1- G06))
= 0.16816486+ (0.03 * (1-0.16816486))
398
Panyajian Fakta dan Aturan
Berdasarkan data-data gejala yang
diperoleh dari hasil penelitian maka dapat
ditelusuri hasil diagnosa berupa penyakit dan
solusi yang diharapkan. Untuk memperoleh hasil
yang baik maka, terlebih dahulu harus dibuat rule
atau aturan penelusuran. Berikut merupakan data
gejala yang diakibatkan oleh bakteri Salmonella
yang dibentuk ke dalam kode-kode dan dibentuk
menjadi rule.
Tabel 4. Rule untuk Mendiagnosa Penyakit
No
Aturan (Rule)
1
IF mengalami demam/panas is True
AND Lemas Lesu is True
AND Mual is True
AND Muntah is True
AND Sakit perut/kram is True
Seminar Nasional Informatika 2014
2
3
AND Sakit kepala is True
AND Panas is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut Kembung is True
AND Ruam is True
AND Suhu Tubuh Naik Turun is True
AND Merancau is True
AND Tekanan Darah Renah is True
AND Lidah Kotor is True
AND Denyut Nadi Lemah is True
AND Sembelit is True
AND Titer Widal O ≤1/160 is True
AND Titer widal antigen H ≤1/160 is
True
OR Titer widal antigen H ≤1/160 is True
AND Titer widal antigen A-H ≤1/160 is
True
OR Titer widal antigen O ≤1/160 is True
AND Titer widal antigen A-H ≤1/160 is
True
THEN Anda positif terkena penyakit tifus
yang diakibatkan oleh bakteri salmonella
typhi
IF Badan terasa lemas lesu is True
AND Mengalami sakit perut/kram is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut kembung is True
AND Feses Encer is True
AND Mulas is True
AND BAB 3-9 x sehari is True
THEN Anda terinfeksi bakteri salmonella
shigella yang mengakibatkan
penyakit diare
IF Lemas/lesu is True
AND Mual is True
AND Muntah is True
AND Panas is True
AND Kram is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut kembung is True
AND Feses Encer is True
AND BAB >10 x sehari is True
AND Mulas is True
AND Feses Berdarah is True
THEN Anda terinfeksi bakteri salmonella
shigella yang mengakibatkan penyakit
4
disentri
IF Badan lemah lesu is True
AND Mual is True
AND Muntah is True
AND Kram is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut kembung is True
AND Feses Encer is True
AND BAB > 10 x sehari is True
THEN Kemungkinan anda
penyakit Kolera
terkena
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan pembahasan
yang dilakukan, maka dapat disimpulkan
beberapa hal sebagai berikut :
1. Dengan aplikasi sistem pakar dapat
membantu praktisi kesehatan di bawah
Dokter untuk mendiagnosis penyakit tanpa
harus melalui Dokter sehingga hasil
diagnosis dapat diperoleh dengan cepat.
2. Metode forward chaining akan melakukan
penelusuran untuk mendapatkan hasil
diagnosa penyakit berdasarkan atribut yaitu
gejala-gejala yang ada.
Daftar Pustaka
[1] Adhi Sadewo Broto. 2010. “Perancangan
dan Implementasi Sistem Pakar untuk
Analisa Penyakit Dalam”. Tugas Akhir.
Universitas Diponegoro. Semarang.
[2] Siswanto (2010). “Kecerdasan Tiruan”.
Edisi 2. Yogyakarta: Graha Ilmu.
[3] Indan Entjang. 2003. Mikrobiologi dan
Parasitologi Untuk Akademi Keperawatan
dan Sekolah Tenaga Kesehatan Yang
Sederajat. Bandung : Citra Aditya Bakti.
[4] Kusrini (2007).”Question Quantification to
Obtain User Certainty Factor in Expert
System Application for Disease Diagnosis”.
Proceedings of the International Conference
on Electrical Engineering and Informatics.
Institut Teknologi Bandung, Indonesia.
399
SISTEM PAKAR UNTUK MENDETEKSI PENYAKIT AKIBAT
BAKTERI SALMONELLA DALAM TUBUH MANUSIA
MENGGUNAKAN METODE CERTAINTY FACTOR
Nita Sari Br Sembiring
STMIK Potensi Utama Medan
Jl. K.L Yos Sudarso No 3A Medan
tata_olala@yahoo.co.id
Abstrak
Sistem Pakar merupakan sistem yang dapat bekerja layaknya seorang ahli dalam bidangnya. Dalam hal ini
yang dibahas adalah sistem pakar dalam bidang kesehatan. Dengan adanya sistem pakar diharapkan dapat
membantu praktisi kesehatan untuk menelusuri penyakit akibat bakteri Salmonella dengan cepat. Sistem
pakar ini menggunakan mesin inferensi runut maju (Forward Chaining) dan Certainty Factor. Penalaran
dilakukan berdasarkan dari gejala-gejala baik yang tampak secara fisik maupun yang tidak tampak (melalui
uji laboratorium) terhadap pasien. Dari gejala-gejala tersebut kemudian dibuat rule-rule yang akan diterapkan
ke dalam mesin inferensi untuk mengetahui penyakit apa yang dialami oleh pasien. Hasil program ini
menunjukkan bahwa sistem pakar dapat dipergunakan sebagai suatu media yang dapat memberikan informasi
tentang bakteri Salmonella, dan cara menghindarinya. Sistem pakar ini dapat digunakan untuk mempercepat
pencarian dan pengaksesan terhadap pengetahuan oleh orang-orang yang membutuhkan informasi.
Kata Kunci : Sistem Pakar, Basis Pengetahuan, Certainty Factor, Basis Data, Bakteri Salmonella.
Pendahuluan
Artificial Inteligent (AI) disebut juga
kecerdasan buatan. Kecerdasan buatan dapat
didefinisikan sabagai cabang ilmu komputer yang
mempelajari otomatisasi tingkah laku cerdas
(Intelligent). Kecerdasan buatan adalah suatu ilmu
yang mempelajari cara membuat komputer
melakukan sesuatu seperti yang dilakukan oleh
manusia.
Sistem pakar merupakan salah satu
bagian dari kecerdasan buatan yang akhir-akhir
ini mengalami perkembangan yang sangat pesat.
Sistem ini dirancang untuk dapat menirukan
keahlian seorang pakar dalam menjawab
pertanyaan
dan
menyelesaikan
suatu
permasalahan
khususnya di bidang kesehatan.
Sebelumnya sudah pernah ada yang
meneliti tentang bagainama suatu sistem pakar
diterapkan untuk menganalisa penyakit dalam [1].
Perbedaan penelitian yang peneliti lakukan
dengan penelitian sebelumnya adalah pada
penelitian ini di khususkan hanya untuk
mendiagnosis penyakit-penyakit dari akibat
bakteri salmonella dalam tubuh manusia.
Penelitian tidak mencakup seluruh penyakit yang
ada pada tubuh manusia.
Komponen Sistem Pakar
Adapun komponen-komponen dalam
sistem pakar meliputi Basis Pengetahuan, Antar
muka Pengguna, Mesin Inferensi dan Basis data
394
[2]. Dalam sistem pakar terdiri dari dua
lingkungan yaitu, lingkungan konsultasi dan
lingkungan
pengembangan.
Lingkungan
konsultasi ditujukan kepada pengguna untuk
berkonsultasi langsung dengan sisten dan
lingkungan pengembangan ditujukan untuk pakar
atau orang yang ahli dalam bidangnya agar dapat
memperbaharui aplikasi sistem pakar yang telah
dibuat. Dalam hal ini adalah bidang kesehatan.
Bakteri Salmonella
Infeksi oleh bakteri genus Salmonella
(oleh sebab itu disebut Salmonellosis) menyerang
saluran gastrointestin yang mencakup perut, usus
halus, dan usus besar atau kolon. Beberapa
spesies salmonella dapat menyebabkan infeksi
makanan.
Termasuk
kedalamnya
adalah
Salmonella Enteriditis var Typhirium atau sering
disebut Salmonella Typhi yang mengakibatkan
penyakit tifus, dan Salmonella Shigella yang
mengakibatkan penyakit disentri dan diare.
Bakteri ini adalah batang gram negatif, motil dan
tidak berspora. Dapat memfermentasi glukosa,
tetapi tidak dapat memfermentasi laktosa atau
sukrosa. Hampir semua serotipe membentuk gas
bila memfermentasi gula, kecuali Salmonella
Typhi [3].
Sebagian Salmonella bersifat pathogen
pada binatang dan merupakan sumber infeksi bagi
manusia. Binatang-binatang itu antara lain tikus,
unggas, anjing dan kucing. Dalam alam bebas
Salmonella typhi dapat tahan lama dalam air,
tanah atau pada bahan makanan. Dalam feces di
Seminar Nasional Informatika 2014
luar tubuh manusia hidup 1 atau 2 bulan. Dalam
air susu dapat berkembang biak dan hidup lebih
lama sehingga sering merupakan batu loncatan
untuk penularan penyakitnya.
Gambar 1. Bentuk Bakteri Salmonella
Mesin Inferensi
Mesin inferensi dalam forward chaining
menggunakan informasi yang ditentukan oleh
user untuk memindahkan logika and dan or
sampai ditentukannya objek. Bila mesin inferensi
tidak dapat menentukan objek maka akan
meminta informasi lain. Oleh karena itu, untuk
mencapai objek harus memenuhi semua aturan.
Salah satu metode yang dapat diterapkan
dalam sistem pakar adalah metode forward
chaining. Forward chaining disebut juga
penalaran dari bawah ke atas. Suatu rantai yang
dicari atau dilewati/dilintasi dari suatu
permasalahan untuk memperoleh solusinya
disebut dengan forward chaining. Cara lain
menggambarkan forward chaining ini adalah
dengan penalaran dari fakta menuju konklusi
yang diperoleh dari fakta.
Forward Chaining
Forward Chaining adalah metode
pencarian atau penarikan kesimpulan yang
berdasarkan pada data atau fakta yang ada menuju
kesimpulan. penelusuran dimulai dari fakta yang
ada lalu bergerak maju melalui premis-premis
untuk menuju kesimpulan. Suatu perkalian
inferensi
yang
menghubungkan
suatu
permasalahan dengan solusinya disebut dengan
rantai (chain). Suatu rantai yang dicari atau
dilewati/ dilintasi dari suatu permasalahan untuk
memperoleh solusinya disebut dengan forward
chaining. Cara lain menggambarkan forward
chaining adalah dengan penalaran dari fakta
menuju konklusi yang terdapat dari fakta. Suatu
rantai yang dilintasi dari suatu hipotesa kembali
ke fakta yang mendukung hipotesa tersebut
adalah backward chaining.
Dalam penalaran maju, aturan-aturan
diuji satu demi satu dalam urutan tertentu. Urutan
itu mungkin berupa urutan pemasukan aturan ke
dalam basis aturan atau juga urutan lain yang
ditentukan
oleh pemakai. Saat setiap urutan
diuji, sistem pakar akan mengevaluasi apakah
kondisinya benar atau salah. Jika kondisinya
benar, maka aturan itu disimpan kemudian aturan
berikutnya diuji. Sebaliknya kondisinya salah,
aturan itu tidak disimpan dan aturan berikutnya
diuji. Proses ini akan berulang sampai seluruh
basis aturan teruji dengan berbagi kondisi.
Searching (Pelacakan)
Pelacakan merupakan suatu proses
pencarian yang berdasarkan dari sejumlah data
yang ada. Pencarian data dapat dilakukan pada
sejumlah data yang sudah terurut atau juga pada
data yang sama sekali belum terurut. Metode
pencarian akan menjelaskan secara umum
bagaimana teknik pencarian.
Teknik pelacakan terdiri dari 2 cara yaitu
Depth-first search dan Breadth-first search.
Depth-first search bekerja denga menelusuri
simpul mulai dari akar terus kebawah sampai
secara berturut-turut ke level yang lebih dalam
[2].
Suatu
operator
digunakan
untuk
menghasilkan simpul node berikutnya lebih dalam
dengan kata lain simpul anak diperoleh dari
simpul ayah. Breadth-first search, bekerja dengan
cara memeriksa semua simpul dalam pohon
pencarian yang dimulai dari akar. Simpul tiap
level diperiksa secara lengkap sebelum berpindah
ke level berikutnya.
Observasi
A
Aturan
R1
Fakt
aC
Kesimpulan
1
Aturan
R3
Observasi
B
Aturan
R2
Kesimpulan
2
Fakta
D
Aturan
R2
Fakta
E
Gambar 2. Proses Forward Chaining
Analisa Kebutuhan Data
Tahap penganalisaan terhadap data yang
diperoleh pada tahap pengumpulan data akan
dilakukan
beberapa
perancangan
tahap
penyelesaian perangkat lunak. Berdasarkan
literatur – literatur yang ada dan hasil wawancara
dengan pakar, maka data disusun dan
dikelompokkan dalam bentuk tabel data. Hal ini
dilakukan agar mempermudah dalam melakukan
analisa dan proses data.
395
Seminar Nasional Informatika 2014
Penyajian data
No
- Sakit Bola Mata
- Mual/Muntah
- Sakit Perut/Kram
- Ruam
Tekanan
Darah
Menurun
- Suka merancau
Tabel 1. Data Penyakit dan Gejala
Penyakit yang
disebabkan
Kriteria
bakteri
salmonella
1
Diare
- Badan terasa lemas
dan lesu
- Mengalami sakit
perut/kram
- Perut mulas
- BAB 3-7 x sehari
- Feses encer/berlendir
- Perut kembung
- Bibir pecah-pecah
2
Disentri
- Mengalami demam
- Badan terasa lemas
dan lesu
- Mengalami sakit
perut/kram
- Perut mulas
- Mual dan muntah
- BAB lebih dari 10 x
sehari
- Feses encer/berlendir
- Feses disertai darah
- Perut kembung
- Bibir pecah-pecah
5
Spotted Fever
(Demam
Bercak)
6
Kolera
7
Demam
8
3
Typhus
Mengalami
demam/panas
- Suhu tubuh naik
turun
- Mengalami sakit
kepala/pusing
- Badan lemas dan lesu
- Sakit perut/kram
- Mengalami mual dan
muntah
- Mengalami sembelit
- Perut kembung
- Bibir pecah-pecah
- Lidah berwarna putih
- Muncul ruam di
tubuh
Tekanan
darah
menurun
- Denyut Nadi Lambat
- Sering mengigau
4
DBD
396
- Panas tinggi
- Suhu tubuh naik
turun
- Sakit Kepala
- Sakit Punggung
- Sakit Otot-otot
Darah Rendah
- Panas
- Menggigil
- Sakit kepala
- Badan Letih/lesu
- Sakit Sendi dan
Seluruh tubuh
- Ruam
- Kadang Pendarahan
di bawah kulit
- Lemas/Lesu
- Sakit perut/Kam
- Mual/ Muntah
- BAB sampai 10 x
sehari
- Feses Encer
- Perut Kembung
- Bibir pecah-pecah
- Dehidrasi
- Panas
- Sakit Kepala/Pusing
- Badan Lemas/Lesu
- Kadang Mual/muntah
- Sakit Kepala / Pusing
- Badan Letih/Lesu
- Mual dan Muntah
Tekanan
Darah
menurun
Uji Widal
Uji Widal atau tes di mana yang diuji itu
apakah dalam darah / serum pasien mengandung
aglutinin terhadap bakteri samlonella typhi
dengan jalan mereaksikan serum seseorang
dengan antigen O, H dan Vi di laboratorium..
Salmonella typhi mempunyai 3 macam antigen,
yaitu : O antingen (Somatik), H antigen
(Flagelar), dan Vi antigen (Virulensi). Bagian dari
Vi antigen adalah Paratyphi A dan paratyphi B.
Aglutinasi O berbentuk butir-butir pasir yang
tidak hilang bila dikocok. Aglutinasi H berbentuk
butir-butir pasir yang hilang bila dikocok.
Aglutinasi Vi berbentuk awan. Pada umumnya
hasil uji widal adalah 1/20, 1/40, 1/60, 1/80, dan
kelipatan selanjutnya. Berikut merupakan data
nilai Titer Widal bagi yang dinyatakan positif
terkena tifus seperti pada tabel 1.2. di bawah ini :
Seminar Nasional Informatika 2014
No
1
2
3
4
5
6
Tabel 2. Tabel Uji Widal
Antigen yg
Nilai
Keterangan
dibutuhkan
Titer
Antigen H
≤ 1/160
Antigen
Flagelar
Salmonella
Typhi
Antigen O
≤ 1/160
Antigen
Somatik
Salmonella
Typhi
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PA-O
Salmonella
Paratyphi A
Som
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PA-H
Salmonella
Paratyphi A
Flag
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PB-O
Salmonella
Paratyphi B
Som
Antigen
≤ 1/160
Antigen
PB-H
Salmonella
Paratyphi B
Flag
Certainty Factor
Faktor kepastian (certainty factor)
diperkenalkan oleh Shortliffe Buchanan dalam
pembuatan MYCIN. Certainty Factor (CF)
merupakan nilai parameter klinis yang diberikan
MYCIN
untuk
menunjukkan
besarnya
kepercayaan [4]. Certainty Factor didefinisikan
sebagai persamaan berikut :
CF (H, E) = MB (H, E) – MD (H, E)
Certainty Factor dari hipotesis H yang
dipengaruhi oleh gejala (evidence) E. Besarnya
CF berkisar antara -1 sampai 1. Nilai -1
menunjukkan ketidakpercayaan mutlak sedangkan
nilai 1 menunjukkan kepercayaan mutlak. :
ukuran kenaikan kepercayaan (measure of
increased belief) terhadap hipotesis H yang
dipengaruhi oleh gejala E. : ukuran kenaikan
ketidakpercayaan (measure of increased disbelief)
terhadap hipotesis H yang dipengaruhi oleh gejala
E.
CFc (CF1,CF2) = CF1 + CF2 (1- CF1)
; jika CF1 dan CF2 keduanya posistif.
CFc (CF1,CF2) = CF1 + CF2 (1+ CF1)
; jika CF1 dan CF2 keduanya negative.
Perhitungan Nilai Kepastian Berdasarkan
Nilai Bobot Gejala
Nilai bobot pada gejala yang disebabkan
oleh bakteri Salmonella dapat dilihat pada tabel
berikut :
Kode
G01
G02
G03
G04
G05
G06
G07
G08
G09
G10
G11
G12
G13
G14
G15
G16
G17
G18
G19
G20
G21
G22
G23
Tabel 3. Tabel Nilai Bobot
Gejala
Lemas/Lesu
Mual
Muntah
Kram
Sakit Kepala
Panas
Mulut Kering
Perut Kembung
Ruam
Feses Encer
BAB ≥ 10 x sehari
Suhu Tubuh Naik Turun
Merancau
Tekanan Darah Rendah
Mulas
Lidah kotor
Nadi lemah
Sembelit
BAB 3-9x sehari
Feses Berdarah
Titer Widal Antigen H ≤1/160
Titer Widal Antigen H ≤1/160
Titer Widal Antigen AH≤1/160
Bobot
0.6
0.6
0.6
0.7
0.4
0.7
0.4
0.3
0.6
0.5
0.3
0.5
0.4
0.4
0.3
0.7
0.5
0.5
0.3
0.3
0.8
0.8
0.8
Misalkan untuk mendiagnosa penyakit diare yang
diakibatkan oleh bakteri Salmonella Shigella
dengan rule :
IF Badan terasa lemas lesu
AND Mengalami sakit perut/kram
AND Mulut Kering
AND Perut kembung
AND Feses Encer
AND Mulas
AND BAB 3-9 x sehari
THEN Diare
Nilai CF-nya = MB-MD
MB=(Badan Lemas/Lesu, Sakit Perut, Mulut
Kering, Perut Kembung, Feses Encer, Mulas,
BAB 3-9x sehari) = 0.6, 0.7, 0.4, 0.3, 0.5, 0.3, 0.3.
MD=(Badan Lemas/Lesu, Sakit Perut, Mulut
Kering, Perut Kembung, Feses Encer, Mulas,
BAB 3-9x sehari) = 0.06, 0.07, 0.04, 0.03, 0.05,
0.03, 0.03.
Perhitungan MB :
G02 = G01+ (G02 * ( 1-G01))
= 0.6 + (0.7 * ( 1- 0.6))
= 0.6 + (0.7 * 0.4)
= 0.6 + 0.28
= 0.88
G03 = G02 + (G03 * (1-G02))
= 0.88 + (0.4 * (1-0.88))
397
Seminar Nasional Informatika 2014
= 0.88 + (0.4 * 0.12)
= 0.88 + 0.048
= 0.928
G04 = G03 + (G04 * (1- G03))
= 0.928 + (0.3 * (1- 0.928))
= 0.928 + (0.3 * 0.072)
= 0.928 + 0.0216
= 0.9496
G05 = G04 + (G05 * (1- G04))
= 0.9496 + (0.5 * (1- 0.9496))
= 0.9496 + (0.5 * 0.0504)
= 0.9496 + 0.0252
= 0.9748
G06 = G05 + (G06 * (1- G05))
= 0.9748 + (0.3 * (1- 0.9748))
= 0.9748 + (0.3 * 0.0252)
= 0.9748 + 0.00756
= 0.98236
G07 = G06 + (G07 * (1- G06))
= 0.98236+ (0.3 * (1- 0.98236))
= 0.98236+ (0.3 * 0.01764)
= 0.98236+ 0.005292
= 0.987652
Perhitungan Nilai MD :
G02 = G01+ (G02 * ( 1-G01))
= 0.06 + (0.07 * ( 1- 0.06))
= 0.06 + (0.07 * 0.94)
= 0.06 + 0.0658
= 0.0718
G03 = G02 + (G03 * (1-G02))
= 0.0718 + (0.04 * (1-0.0718))
= 0.0718+ (0.04 * 0.9282)
= 0.0718+ 0.037128
= 0.108928
= 0.16816486+ (0.03 * 0.83183514)
= 0.16816486+ 0.0249550542
= 0.1931199142
Nilai CF = MB – MD
= 0.987652 - 0.1931199142
= 0.7945320858
Maka hasil diagnosa menyatakan penyakit diare
dengan nilai kepastian 0.79453
Arsitektur Sistem
Dengan mengacu pada struktur sistem
pakar seperti yang telah dibahas pada bagian 2.3,
maka arsitektur sistem didesain dengan
mengambil bentuk seperti Gambar berikut :
Knowledge base
Berisi himpunan aturan sbb:
Aturan untuk mendeteksi
penyakit akibat bakteri
salmonella
Database
Berisi fakta-fakta tentang:
Data Gejala Secara Umum
dan Hasil Tes Titer Widal
Data
Penyakit
Yang
Ditimbulkan
Solusi
Inferensi Engine
Berisi :
Prosedur untuk mencocokkan fakta
berdasarkan gejala dengan aturan
tentang penggunaan variabel yang dapat
mempengaruhi
hasil
penelusuran
penyakit yang diderita (Forward
User Interface
Berisi :
Prosedur untuk menbaca data
input dari user berupa gejalagejala yang ditimbulkan.
Prosedur untuk menampilkan
hasil diagnosa
Explanation Facilities
Berisi :
Prosedur
untuk
menampilkan parameter data
gejala-gejala secara umum
Prosedur
tentang
cara
penggunaan program
User
Gambar 3. Desain Arsitektur Sistem
G04 = G03 + (G04 * (1- G03))
= 0.108928+ (0.03 * (1- 0.108928))
= 0.108928+ (0.03 * 0.891072)
= 0.108928+ 0.02673
= 0.135658
G05 = G04 + (G05 * (1- G04))
= 0.135658 + (0.05 * (1-0.135658))
= 0.135658 + (0.05 * 0.8643421)
= 0.135658 + 0.00678
= 0.142438
G06 = G05 + (G06 * (1- G05))
= 0.142438 + (0.03 * (1- 0.142438))
= 0.142438 + (0.03 * 0.857562)
= 0.142438 + 0.02572686
= 0.16816486
G07 = G06 + (G07 * (1- G06))
= 0.16816486+ (0.03 * (1-0.16816486))
398
Panyajian Fakta dan Aturan
Berdasarkan data-data gejala yang
diperoleh dari hasil penelitian maka dapat
ditelusuri hasil diagnosa berupa penyakit dan
solusi yang diharapkan. Untuk memperoleh hasil
yang baik maka, terlebih dahulu harus dibuat rule
atau aturan penelusuran. Berikut merupakan data
gejala yang diakibatkan oleh bakteri Salmonella
yang dibentuk ke dalam kode-kode dan dibentuk
menjadi rule.
Tabel 4. Rule untuk Mendiagnosa Penyakit
No
Aturan (Rule)
1
IF mengalami demam/panas is True
AND Lemas Lesu is True
AND Mual is True
AND Muntah is True
AND Sakit perut/kram is True
Seminar Nasional Informatika 2014
2
3
AND Sakit kepala is True
AND Panas is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut Kembung is True
AND Ruam is True
AND Suhu Tubuh Naik Turun is True
AND Merancau is True
AND Tekanan Darah Renah is True
AND Lidah Kotor is True
AND Denyut Nadi Lemah is True
AND Sembelit is True
AND Titer Widal O ≤1/160 is True
AND Titer widal antigen H ≤1/160 is
True
OR Titer widal antigen H ≤1/160 is True
AND Titer widal antigen A-H ≤1/160 is
True
OR Titer widal antigen O ≤1/160 is True
AND Titer widal antigen A-H ≤1/160 is
True
THEN Anda positif terkena penyakit tifus
yang diakibatkan oleh bakteri salmonella
typhi
IF Badan terasa lemas lesu is True
AND Mengalami sakit perut/kram is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut kembung is True
AND Feses Encer is True
AND Mulas is True
AND BAB 3-9 x sehari is True
THEN Anda terinfeksi bakteri salmonella
shigella yang mengakibatkan
penyakit diare
IF Lemas/lesu is True
AND Mual is True
AND Muntah is True
AND Panas is True
AND Kram is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut kembung is True
AND Feses Encer is True
AND BAB >10 x sehari is True
AND Mulas is True
AND Feses Berdarah is True
THEN Anda terinfeksi bakteri salmonella
shigella yang mengakibatkan penyakit
4
disentri
IF Badan lemah lesu is True
AND Mual is True
AND Muntah is True
AND Kram is True
AND Mulut Kering is True
AND Perut kembung is True
AND Feses Encer is True
AND BAB > 10 x sehari is True
THEN Kemungkinan anda
penyakit Kolera
terkena
Kesimpulan
Berdasarkan penelitian dan pembahasan
yang dilakukan, maka dapat disimpulkan
beberapa hal sebagai berikut :
1. Dengan aplikasi sistem pakar dapat
membantu praktisi kesehatan di bawah
Dokter untuk mendiagnosis penyakit tanpa
harus melalui Dokter sehingga hasil
diagnosis dapat diperoleh dengan cepat.
2. Metode forward chaining akan melakukan
penelusuran untuk mendapatkan hasil
diagnosa penyakit berdasarkan atribut yaitu
gejala-gejala yang ada.
Daftar Pustaka
[1] Adhi Sadewo Broto. 2010. “Perancangan
dan Implementasi Sistem Pakar untuk
Analisa Penyakit Dalam”. Tugas Akhir.
Universitas Diponegoro. Semarang.
[2] Siswanto (2010). “Kecerdasan Tiruan”.
Edisi 2. Yogyakarta: Graha Ilmu.
[3] Indan Entjang. 2003. Mikrobiologi dan
Parasitologi Untuk Akademi Keperawatan
dan Sekolah Tenaga Kesehatan Yang
Sederajat. Bandung : Citra Aditya Bakti.
[4] Kusrini (2007).”Question Quantification to
Obtain User Certainty Factor in Expert
System Application for Disease Diagnosis”.
Proceedings of the International Conference
on Electrical Engineering and Informatics.
Institut Teknologi Bandung, Indonesia.
399