PURWARUPA
SISTEM PAKAR UNTUK MENENTUKAN JUMLAH KALORI DIET BAGI PENDERITA DIABETES
MELLITUS
PENDAHULUAN
Perkembangan teknologi informasi sekarang ini berjalan
sangat cepat dan memegang peranan penting dalam berbagai hal. Komputer
merupakan salah satu bagian penting dalam peningkatan teknologi informasi saat
ini sehingga dapat digunakan untuk mengolah data sebagai informasi pengambilan
keputusan. Dengan menyimpan informasi dan sehimpunan aturan penalaran yang
memadai memungkinkan komputer memproses informasi yang terdapat di dalam
working memory dengan sekumpulan aturan yang terdapat di dalam basis
pengetahuan menggunakan mesin inferensi untuk menghasilkan informasi, pola
kerja sistem ini disebut sebagai sistem pakar (expert system). Implementasi
sistem pakar banyak digunakan untuk kepentingan komersial karena sistem pakar
dipandang sebagai cara penyimpanan pengetahuan pakar dalam bidang tertentu ke dalam
program sehingga komputer dapat memberikan keputusan dan melakukan penalaran
secara cerdas. Bidang kesehatan merupakan bagian dari bidang-bidang lain yang
memanfaatkan teknologi komputer, salah satunya yang digunakan untuk menentukan
jumlah kalori diet bagi penderita penyakit Diabetes Mellitus (DM). Diabetes
Mellitus yang memprihatinkan dan merupakan salah satu penyakit kronis di mata
pemerintah Indonesia maupun dunia. Fakta-fakta dan kondisi yang ada saat ini di
lingkungan mengenai penyakit Diabetes Mellitus (Almatsier, 2007):
Ø Diabetes
adalah penyakit yang bisa menyebabkan komplikasi serius seperti jantung, stroke,
kebutaan, gagal ginjal, dan amputasi kaki.
Ø Pada
tahun 2000, sekitar 150 juta jiwa di dunia mengidap Diabetes Mellitus.
Ø Pada
tahun 2005, penderita Diabetes Mellitus meningkat hampir 2 kali lipat dari
statistik tahun 2000.
Ø Pada
tahun 2005 penderita Diabetes Mellitus di indonesia mencapai 12 juta jiwa.
Penelitian ini mencoba membuat semacam program bantu di bidang kesehatan,
dengan mempertimbangkan kenyataan-kenyataan di lingkungan masalah kesehatan
masyarakat yang masih kurang mendapat perhatian terutama masalah penyakit
Diabetes Mellitus yang memprihatinkan dan merupakan salah satu penyakit kronis
dimata pemerintah Indonesia maupun dunia.
TUJUAN
Adapun tujuan dari penelitian ini adalah Merancang
sebuah purwarupa sistem pakar untuk menentukan jumlah kalori diet bagi
penderita diabetes.
SISTEM
PAKAR
Sistem pakar adalah sistem yang berusaha mengadopsi
pengetahuan manusia (Pakar) ke komputer, sehingga
komputer dapat menyelesaikan permasalahan tersebut layaknya seorang
pakar (Kusumadewi, 2003). Sampai saat ini sudah banyak sistem pakar yang
dibuat. Kemampuannya untuk memberikan keputusan seperti seorang pakar di dalam
bidang tertentu merupakan salah satu hal yang diperlukan oleh manusia dalam
berbagai aspek kehidupan. Sistem pakar dibuat pada domain pengetahuan tertentu
untuk suatu kepakaran tertentu yang mendekati kemampuan manusia di salah satu
bidang. Sistem pakar mencoba mencari solusi yang memuaskan sebagaimana yang
dilakukan seorang pakar.
Arsitektur
Sistem Pakar
Sistem pakar disusun oleh dua bagian utama yaitu
lingkungan pengembang dan lingkungan konsultasi (Turban, 2005). Lingkungan
pengembang sistem pakar digunakan untuk memasukkan pengetahuan ke dalam
lingkungan sistem pakar, sedangkan lingkungan konsultasi digunakan oleh
pengguna yang bukan pakar guna memperoleh pengetahuan pakar. Komponen sistem
pakar dapat dilihat dalam gambar 1.
Sebuah program yang digunakan untuk menirukan seorang
pakar harus dapat melakukan hal-hal yang dilakukan seorang pakar. Untuk
membangun sistem seperti di atas maka komponen-komponen dasar yang harus
dimiliki adalah sebagai berikut :
1. Antarmuka
Pengguna
User
interface merupakan bagian dari software yang menyediakan sarana untuk user
agar bisa berkomunikasi dengan sistem. User interface akan mengajukan pertanyaan
atau form input dari fakta-fakta yang baru ataupun fakta-fakta yang sudah ada
dalam knowledge base beserta rulenya dan juga menyediakan menu pilihan untuk
memasukkan pengetahuan baru dalam basis pengetahuan.
METODE
PENELITIAN
Pengumpulan
Data
Tahapan Pengumpulan data dengan pakar pada umunya
meliputi hal-hal sebagai berikut :
a)
Diskusi
domain penentuan nilai kalori menggunakan rumus broca.
Diskusi
ini dilakukan di awal pertemuan dengan para pakar, dimana akan mendapatkan
penjelasan apa-apa saja yang terkait dengan data antropometri, rumus broca,
kalori seimbang, diabetesi murni.
b) Wawancara,
tanya jawab semua hal yang berkenaan dengan domain Diabetes Mellitus.
Domain-domain tersebut adalah proses perhitungan kalori diet dengan masukan
berupa data-data antropometri penderita.
C) Studi literatur,
yaitu studi penelitian-penelitian sebelumnya yang pernah dilakukan oleh para
peneliti dengan domain yang hampir mirip.
Analisa
Proses Bisnis
Dari hasil wawancara
dengan pakar gizi dikatakan bahwa dalam penyusunan jumlah kalori yang
dibutuhkan diabetesi, perlu beberapa pemahaman terkait variabel-variabel yang
saling berhubungan satu sama lain. Penyusunan menu diet dapat dilakukan setelah
mendapat kepastian dari dokter terkait penyakit Diabetes Mellitus yang diderita
pasien. Untuk itu langkah pertama pasien harus menghubungi
dokter internist untuk mencari kepastian bahwa pasien benar-benar menderita
Diabetes Mellitus. Pemeriksaan dokter bisa diperkuat dengan hasil pemeriksaan
laboratorium atau penunjang medis lainnya. Langkah kedua setelah dokter
mengetahui hasil pemeriksaan penunjang yang dilakukan oleh pasien, maka dokter
kemudian memutuskan pasien menderita penyakit Diabetes Mellitus tipe tertentu.
Langkah ketiga, dokter mendisposisi kepada nutritionist atau ahli gizi untuk
memberikan menu diet yang seimbang kepada diabetesi sesuai perhitungan
variabel-variabel masukan. Variabel tersebut adalah tinggi badan, berat badan,
usia, jenis kelamin, aktifitas fisik dan bentuk tubuh. Semua variabel tersebut
harus mempunyai nilai agar dapat memenuhi kriteria broca. Dengan menggunakan
rumus broca kebutuhan jumlah kalori dapat diketahui sehingga ahli gizi dapat
memberikan menu diet yang seimbang.
Flowchart
Proses tersebut dapat digambarkan dalam rancangan
penentuan nilai kalori dengan flowchart seperti ditunjukkan pada Gambar 4.
Diagram
Konteks
Diagram pada Gambar 5 menggambarkan mengenai beberapa
aktor yang terlibat dalam sistem pakar tersebut. Sistem tersebut berjalan
dengan prinsip memberikan solusi kepada paramedis dalam menentukan besar kalori
bagi penderita Diabetes Mellitus.
Kaidah
Inferensi
Mesin inferensi merupakan bagian terpenting yang
melakukan tugas penalaran. Bagian ini biasa dikatakan sebagai mesin pemikir
(Thinking Machine). Penelitian ini menggunakan metode penelusuran kedepan atau
forward chaining, yaitu penalaran yang dimulai dari sekumpulan fakta menuju
suatu kesimpulan (jumlah kalori then jenis diet). Fakta-fakta tersebut berupa
tinggi badan, berat badan, jenis kelamin, rentang usia, aktifitas fisik keseharian
dan kondisi berat badan menurut hasil Indeks Massa Tubuh (IMT). Untuk wanita
hamil hanya memerlukan satu variabel tambahan dalam penentuan besar kalori yang
harus dikonsumsi yaitu masa kehamilan atau menyusui. Dari beberapa fakta
diatas, pengguna diminta untuk menjawab setiap pertanyaan yang diajukan sistem
secara benar sesuai kondisi sebenarnya. Sebelum pertanyaan memiliki jawaban,
sistem tidak akan dilanjutkan menuju pertanyaan berikutnya. Hal ini berulang
sampai pertanyaan habis dan kesimpulan berupa jumlah kalori bisa dihitung
berdasarkan jawaban-jawaban yang dipilih pengguna. Setiap jawaban memiliki
bobot sendiri-sendiri dan dengan mesin inferensi kedepan setiap bobot yang
terpilih akan dijumlahkan atau dikurangkan berdasarkan rumus broca. Mesin inferensi
dikemas dalam bentuk Kaidah Produksi yang merupakan bagian dari representasi
pengetahuan. Mesin inferensi penelitian ini dapat dilihat pada Gambar 6
berikut.
Selain mesin inferensi, dalam perancangan sistem
berbasis kecerdasan buatan diperlukan sebuah pohon penelurusan (decision tree)
untuk menjelaskan sistematika alur-alur sekumpulan aturan yang diadopsi dari
basis pengetahuan. Pohon penelusuran penentuan kalori dapat dilihat pada Gambar
7 berikut.
Untuk memperjelas tabel-tabel representasi pengetahuan,
berikut ini contoh perhitungan kalori menggunakan rumus broca. Seorang pasien
berjenis kelamin laki-laki dengan berat badan 45 kg, tinggi 160 cm dinyatakan
suspect DM 1 oleh dokter internist. Usia pasien adalah 45 th dan kegiatan
sehari-hari bekerja sebagai pensiunan. Perhitungan kalorinya sebagai berikut :
1. Langkah
pertama menentukan indeks massa tubuh (IMT) dengan rumus BB kg / (TB)² m
2. Langkah
kedua adalah mengklasifikasikan hasil IMT dengan Tabel 2 sehingga pasien
dikategorikan memiliki BB lebih atau BB kurang atau BB ideal.
3. Langkah
ketiga adalah mencari kalori awal (KA) yaitu Berat Badan ideal dikalikan dengan
prosentasi jenis kelamin.
4. Langkah
keempat adalah prosentase umur * KA.
5. Langkah
kelima adalah prosentase aktifitas dikalikan KA.
6. Langkah
keenam adalah prosentasi berat badan dikalikan KA.
7. Langkah
terakhir adalah penentuan jumlah kalori yang dibutuhkan dengan cara
(c)-(d)+(e)+/-(f) = x
Setelah kebutuhan kalori pasien dihasilkan sebesar x
kalori dapat disimpulkan tipe diet golongan yang sesuai dengan kalori tersebut.
(Lihat Tabel 5).
HASIL
DAN PEMBAHASAN
Hasil dan pembahasan dari purwarupa sistem pakar untuk
menentukan jumlah kalori bagi penderita DM ini terdiri dari beberapa form akan
muncul sesuai dengan menu yang dipilih. Menu
Jumlah Kebutuhan Kalori
Menu konsultasi
merupakan fasilitas utama dalam sistem pakar ini. Dalam menu ini terdapat
serangkaian pertanyaan seputar data antropometri yang diajukan oleh sistem
kemudian wajib dijawab oleh pengguna. Menu ini memberikan opsi jawaban Ya dan
Tidak kepada pengguna. Menu konsultasi dari proses inisialisasi awal sampai
proses hasil akhir dapat dilihat pada Gambar 8 sampai Gambar 13.
Pada Gambar 8 diatas memperlihatkan hasil perhitungan
pencarian berat badan ideal yang digunakan untuk menentukan kategori berat
badan kurang, ideal atau lebih. Setelah berat badan diketahui pengguna
dipersilakan melanjutkan pertanyaan dengan menekan tombol lanjut. Setelah
pengguna menentukan pilihannya, langkah berikutnya menjawab pertanyaan kedua
sampai pertanyaan habis. Menu pertanyaan kedua dapat dilihat pada Gambar 9
berikut.
Pada Gambar 9 diatas,
sistem memberikan pertanyaan seputar jenis kelamin yaitu wanita atau pria.
Pengguna wajib memilih satu diantara dua pilihan karena rumus broca
mengharuskan semua input ada nilainya. Jika pilihannya jatuh pada wanita maka
berat badan akan dikalikan angka 25. Namun jika pilihannya jatuh pada pria maka
berat badan akan dikalikan 30 satuan kemudian dicatat pada fasilitas penjelas.
Pertanyaan berikutnya adalah rentang usia pengguna atau penderita. Rentang usia
ini dibagi menjadi empat kelompok yaitu kelompok 30-40 th, 41-59 th, 60-69 th
dan diatas 69 th.
Pada Gambar 10 diatas menunjukkan sistem memberikan
pertanyaan seputar rentang usia. Pengguna wajib memilih yang sesuai dengan
kondisi sebenarnya. Sistem pertama kali akan menanyakan rentang umur terendah
sampai pada rentang umur tertinggi. Jika pengguna memilih ya maka akan menuju
ke pertanyaan berikutnya namun jika memilih tidak maka akan dilanjutkan pada
rentang usia lainnya. Pertanyaan berikutnya adalah pertanyaan seputar aktifitas
sehari-hari. Pada Gambar 11 dibawah ini menunjukkan sistem memberikan
pertanyaan seputar aktifitas sehari-hari dari pengguna. Aktifitas sehari-hari
diklasifikasikan menjadi empat kategori yaitu aktifitas istirahat, aktifitas
ringan, aktifitas sedang dan aktifitas berat. Masing-masing dari aktifitas
memiliki bobot sendiri-sendiri dan akan dikalikan dengan berat badan pengguna.
Pertanyaan terakhir setelah beberapa pertanyaan yang
harus dijawab oleh pengguna adalah pertanyaan bentuk badan. Bentuk badan disini
dibagi menjadi tiga kategori sesuai perhitungan IMT di fase inisialisasi awal.
Ketiga kategori itu adalah kurang, berat badan ideal dan berat badan lebih.
Pengguna harus menjawab sesuai dengan hasil perhitungan IMT di bagian fasilitas
penjelas. Form pernyataan kategori bentuk badan dapat dilihat pada Gambar 12.
Setelah semua pertanyaan yang diajukan sistem habis,
sistem akan memberi solusi seperti ditunjukkan pada Gambar 12. Hasil akhir
perhitungan sistem ini adalah untuk menentukan besar kalor. Informasi yang ada
dalam menu hasil akhir merupakan bagian dari rangkaian perhitungan rumus broca
dengan bantuan mesin inferensi sehingga sistem mampu memberikan output sesuai
dengan tujuan dalam penelitian ini. Dari hasil perhitungan untuk kasus contoh
pada Gambar 13 dapat diambil kesimpulan bahwa penderita memerlukan jumlah
kalori sebesar 1687,5. Hasil akhir dari sistem ini dapat dilihat pada Gambar 13
berikut.
Mesin inferensi runut maju bekerja sesuai aturan
IF-THEN yang telah direpresentasikan kedalam program komputer. Penjelasan
perhitungan dari serangkaian Gambar 8 sampai Gambar 13 diatas dapat disajikan
pada ilustrasi dibawah ini :
1. Langkah
pertama menentukan indeks massa tubuh (IMT) dengan rumus BB kg / (TB)² m = 45 /
2,56 = 17,57.
2. Langkah
kedua adalah mengklasifikasikan hasil IMT dengan Tabel 2 sehingga pasien
dikategorikan memiliki BB kurang menggunakan BB aktual karena 17,57 termasuk
dalam BB kurang.
3. Langkah
ketiga adalah mencari kalori awal (KA) yaitu Berat Badan ideal dikalikan dengan
prosentasi jenis kelamin yaitu 45 * 30 = 1350.
4. Langkah
keempat adalah prosentase umur dikalikan kalori awal. Umur yang dipilih adalah
antara 41-59 tahun sehingga prosentasenya 5% sehingga 5% * 1350 = 67,5.
5. Langkah
kelima adalah prosentase aktifitas dikalikan KA yaitu 10% * 1350= 135.
6. Langkah
keenam adalah prosentasi berat badan dikalikan KA yaitu 20% * 1350= 270.
Sehubungan dengan berat badan lebih maka poin nomor 6 ini akan menjadi positif.
Sebaliknya jika kondisi berat badan lebih maka nilai pada poin nomor 6 ini
bernilai negatif.
7. Langkah
terakhir adalah penentuan jumlah kalori yang dibutuhkan dengan cara poin nomor
(3)-(4)+(5)+(6) = 1350 – 67,5 + 135 – 270 = 1687,5.
Dari hasil perhitungan matematis diatas dapat
disimpulkan bahwa dengan beberapa input data antropometri seorang pasien
didapat besar kalori diet adalah 1687,5.
Kesimpulan
Hasil penelitian ini dapat disimpulkan bahwa :
1. Sistem
ini dirancang dengan beberapa masukan seperti tinggi badan, berat badan, jenis
kelamin, usia, aktifitas dan kategori badan dengan aturan broca untuk
perhitungan menu diet.
2. Sistem
ini dirancang menggunakan basis pengetahuan yang tersimpan dalam basis data
diantaranya tabel usia, jenis kelamin, bobot, kategori, aktifitas dan berat
badan.
3. Sistem
ini memberi output berupa jumlah kalori.
DAFTAR
PUSTAKA
Almatsier, S, 2007., Penuntun Diet Edisi Baru, PT.Gramedia
Pustaka, Jakarta. Arhami, M, 2005., Konsep Dasar Sistem Pakar. Andi,
Yogyakarta.
Kusrini,
2006., Sistem pakar teori dan aplikas,
Andi offset, Yogyakarta.
Kusumadewi, S., 2003, Artificial
Intelligent Teknik dan Aplikasinya, Graha Ilmu, Yogyakarta. Mahan, Stump,
2000., Food, Nutrition and Diet Therapy, Elsevier’s, 11th
edition, USA. Mukharromah, 2010., Sistem Pakar Diagnosa Penyakit Diabetes
Berbasis Web, Skripsi Teknik
Informatika, IST
AKPRIND.
Rizal, 2009., Pengembangan Aplikasi
Sistem Pakar Untuk Diagnosis Penyakit Diabetes Mellitus, Tesis
UNDIP, Semarang
Masykur, 2009., Sistem Pakar Penyusun Diet
Diabetes Tipe II, Jurnal Digilibs, Institute Teknologi Bandung, Bandung.
Soegondo, Sidartawan., Prof., Dr., dr.,
SpPD-KEMD., FACE, 2006., Konsensus Pengelolaan dan Pencegahan
Diabetes Mellitus Di Indonesia, PB. PERKENI, Jakarta.
Turban, E., Aronson., 2005., Decision
Support System and Intelligent System Jilid 2, Prantice Hall International
Inc, 7th edition, New Jersey.
Sumber
:
