1 BAB 1 PENDAHULUAN 1.1 Latar Belakang Masalah Penyakit

advertisement
BAB 1
PENDAHULUAN
1.1
Latar Belakang Masalah
Penyakit merupakan sesuatu yang sangat berhubungan dengan makhluk
hidup, baik itu manusia, hewan, maupun tumbuhan. Penyakit dapat mempengaruhi
kehidupan makhluk hidup secara luas, seperti lamanya kehidupan, keutuhan bagian
tubuh, serta kesehatan jasmani dan rohani suatu makhluk hidup. Oleh karena itu,
penyakit merupakan masalah serius yang perlu dipelajari dan dicari solusi
terbaiknya.
Manusia, satu-satunya makhluk hidup yang mempunyai akal budi,
mempunyai kecenderungan untuk berusaha menemukan cara untuk dapat bertahan
hidup selama mungkin dan terhindar dari penyakit. Manusia berusaha mengenali dan
memahami lingkungan sekitarnya, faktor-faktor yang dapat menimbulkan dan
menyebarkan penyakit, dan solusi terbaik untuk mencegah atau menyembuhkan
makhluk hidup dari penyakit. Dengan penelitian tentang kesehatan, diharapkan
makhluk hidup dapat mencapai tingkat kualitas hidup yang lebih baik di masa
sekarang dan di masa yang akan datang.
Penyakit dapat diklasifikasikan menjadi dua golongan, yaitu golongan
penyakit menular dan golongan penyakit tidak menular. Penyakit menular adalah
penyakit yang dapat ditularkan dari satu orang ke orang lainnya, baik secara
langsung maupun secara tidak langsung (melalui perantara) yang disebabkan oleh
kuman berupa virus, bakteri, amuba, atau jamur. Penularan penyakit secara langsung
disebabkan oleh kontak tubuh antara orang yang menderita penyakit menular dan
orang yang rentan menderita penyakit menular tersebut, seperti bersentuhan selama
waktu tertentu dan berhubungan kelamin. Sedangkan penularan penyakit secara tidak
langsung disebabkan oleh media yang dapat membawa kuman yang menyebabkan
penyakit menular tersebut, seperti air, udara, makanan, dan pakaian. Penyakit tidak
menular adalah penyakit yang tidak disebabkan oleh kuman, melainkan disebabkan
oleh masalah fisiologis atau metabolisme pada jaringan tubuh manusia.
1
2
Dinilai dari tingkat berbahaya pada umumnya, penyakit tidak menular lebih
berbahaya atau lebih mematikan dibandingkan dengan penyakit menular. Namun,
penyakit menular tidak dapat diabaikan karena penyakit menular dapat menyebabkan
wabah yang mengganggu ekosistem.
Salah satu metode yang digunakan untuk meneliti masalah penyakit menular
adalah model SIR (Susceptible-Infected-Recovered). Model SIR dasar adalah model
matematika yang digunakan untuk menganalisa sistem dinamik penyebaran penyakit
menular, seperti menghitung jumlah orang yang rentan tertular penyakit
(susceptible), yang tertular penyakit (infected), dan yang telah pulih dari penyakit
(recovered) pada suatu waktu tertentu dalam suatu populasi yang tetap serta
menghitung berapa lama waktu yang dibutuhkan agar semua orang dalam populasi
berpindah dari golongan yang rentan tertular penyakit ke golongan yang telah pulih
dari penyakit. Model SIR dasar dapat dimodifikasi sesuai kebutuhan dengan
menambahkan faktor-faktor tertentu, seperti kelahiran, kematian, dan vaksinasi, serta
menambahkan asumsi-asumsi yang berlaku pada model tersebut.
Dalam beberapa tahun terakhir, model SIR banyak digunakan oleh penelitipeneliti untuk membahas penyakit-penyakit menular, seperti cacar air, flu, kolera,
pes, tuberkulosis, dsb. Seperti yang dilakukan oleh Teri Johnson pada tahun 2009
dalam jurnalnya yang berjudul “Mathematical Modeling of Diseases: SusceptibleInfected-Recovered (SIR) Model.” Jurnal ini membahas model SIR pada penyebaran
penyakit cacar air.
Selain itu, ada pula penelitian yang dilakukan oleh Ashley Takahashi,
Jacqueline Spreadbury, dan John Scotti pada tahun 2010 dalam jurnalnya yang
berjudul “Modeling the Spread of Tuberculosis in a Closed Population.” Jurnal ini
membahas tentang model SIR dasar dan pengembangannya terhadap karakteristik
penyakit tuberkulosis.
Pada tahun 2011, Samuel Bowong, Jean Jules Tewa, dan Jean Claude
Kamgang menulis jurnal yang berjudul “Stability analysis of the transmission
dynamics of tuberculosis models.” Jurnal ini membahas tentang analisis kestabilan
dari model dasar dan model resistensi obat dari penyebaran penyakit tuberkulosis.
3
Kemudian, pada tahun 2012, F. Nyabadza dan M.Kgosimore meneliti tentang
penyebaran penyakit tuberkulosis pada anak-anak dan dewasa dalam jurnalnya yang
berjudul “Modeling the Dynamics of Tuberculosis Transmission in Children and
Adults.” Jurnal ini membahas tentang pemodelan penyebaran penyakit tuberkulosis
pada populasi yang dibagi menjadi dua kelas, yaitu anak-anak dan dewasa, serta
membahas tentang analisis kestabilan dari model penyebaran penyakit tersebut.
Demikian pula penelitian yang dilakukan oleh M. O. Ibrahim, C. N. Ejieji,
dan S. A. Egbetade pada tahun 2013 dalam jurnalnya yang berjudul “A Mathematical
Model for the Epidemiology of Tuberculosis with Estimate of the Basic Reproduction
Number.” Jurnal ini membahas tentang model penyebaran penyakit tuberkulosis
dengan faktor vaksinasi, pembuktian bahwa solusi model adalah positif dan tertutup,
serta analisis kestabilan dari model penyebaran penyakit tersebut.
Meskipun demikian, namun sampai saat ini belum semua penyakit menular
telah dibuat modelnya dan dianalisa dengan menggunakan model SIR. Bahkan masih
sedikit jumlah model penyebaran penyakit yang telah dibuat programnya. Oleh
karena itu, penulis berkehendak untuk melakukan penelitian tentang penularan
penyakit campak dengan menggunakan model SIR dasar dan model SIR yang telah
dimodifikasi serta melakukan perancangan aplikasi simulasi terhadap model tersebut.
1.2
Rumusan Masalah
Berdasarkan uraian latar belakang masalah di atas, maka dapat dirumuskan
masalah-masalah yang terjadi, antara lain:
1. Bagaimanakah cara mengkonstruksi model penyebaran penyakit campak?
2. Bagaimanakah cara merancang program aplikasi simulasi model
penyebaran penyakit campak?
4
1.3
Ruang Lingkup
Penelitian ini memiliki ruang lingkup sebagai berikut:
1. Peneliti
membahas
model
SIR
dasar
dan
beberapa
jenis
pengembangannya, seperti penambahan faktor vaksinasi, penambahan
faktor kematian akibat penyakit, serta faktor kelahiran dan kematian.
2. Peneliti membahas tentang basic reproductive ratio sebagai indikator
risiko wabah penyebaran suatu penyakit.
3. Contoh jenis penyakit yang dibahas dan dibuat model penyebarannya
adalah penyakit campak.
4. Perancangan dan pembuatan program yang dilakukan terhadap model
SIR
pada
penyebaran
penyakit
campak
menggunakan
bahasa
pemrograman Java.
5. Menu-menu yang digunakan pada aplikasi simulasi ini adalah menu
simulasi, menu informasi dengan submenu asumsi dan diagram
transmisi, serta menu lainnya dengan submenu tentang dan keluar.
6. Parameter-parameter yang menjadi masukan (input) pada program ini
adalah jumlah kasus, jumlah populasi awal, jumlah awal individu yang
terjangkit penyakit, probabilitas kelahiran, probabilitas kematian alami,
probabilitas vaksinasi, probabilitas kesuksesan vaksinasi, metode
simulasi,
probabilitas
kematian
akibat
penyakit,
probabilitas
kesembuhan, dan jumlah periode pengamatan.
7. Nilai parameter-parameter yang digunakan pada contoh kasus bukan
merupakan data yang sebenarnya, melainkan hanya data buatan.
8. Perhitungan yang akan dilakukan pada aplikasi simulasi ini adalah
perhitungan jumlah individu yang rentan tertular penyakit campak
(Susceptible), jumlah individu yang tertular penyakit campak (Infected),
jumlah individu yang memiliki imunitas terhadap penyakit campak
(Recovered), dan jumlah individu yang meninggal (Dead) pada setiap
periode sampai periode waktu pengamatan yang ditentukan. Selain itu,
program juga akan menghitung probabilitas penularan (α) atau
probabilitas transmisi penyakit (β) dan basic reproductive ratio pada
setiap periode sampai periode waktu pengamatan yang ditentukan.
5
9. Jenis keluaran (output) yang digunakan pada menu simulasi program ini
adalah tabel SIRD, tabel alfa (α) atau beta (β) dan
, grafik jumlah
SIRD terhadap periode, grafik perbandingan jumlah S terhadap periode,
grafik perbandingan jumlah I terhadap periode, grafik perbandingan
jumlah R terhadap periode, dan grafik perbandingan jumlah D terhadap
periode.
1.4
Tujuan dan Manfaat
Adapun tujuan dari penelitian ini, antara lain:
1. Mengkonstruksi model penyebaran penyakit campak.
2. Merancang
program
aplikasi
untuk
melakukan
simulasi
model
penyebaran penyakit campak dengan kasus-kasus tertentu.
Penelitian ini bermanfaat bagi beberapa pihak, antara lain:
1. Bagi masyarakat umum

Masyarakat dapat mengetahui penyebaran penyakit campak.

Masyarakat dapat mempelajari model kompartemen yang diterapkan
pada penyebaran penyakit.

Masyarakat dapat melakukan tindakan antisipasi dan pencegahan
wabah penyakit.
2. Bagi pihak-pihak yang bekerja di bidang kesehatan
Pihak-pihak yang bekerja di bidang kesehatan dapat mengetahui estimasi
waktu kapan wabah penyakit akan terjadi pada suatu populasi agar dapat
melakukan tindakan prevensi, seperti vaksinasi.
3. Bagi pemerintah
Pemerintah dapat melakukan tindakan antisipasi dan penanggulangan
agar seluruh rakyat terhindar dari wabah penyakit.
4. Bagi peneliti lain
Peneliti lain dapat menggunakan hasil penelitian ini sebagai referensi
untuk pengembangan ilmu pengetahuan tentang model kompartemen
dalam penyebaran penyakit menular pada manusia.
6
1.5
Metode Penelitian
Dalam melakukan penelitian ini, penulis menggunakan metode-metode
sebagai berikut:
1. Analisis Masalah
Metode ini digunakan untuk mencari tahu permasalahan umum yang
dihadapi manusia, solusi apa yang dapat membantu menyelesaikan
masalah tersebut secara matematis, hal-hal apa saja yang dibutuhkan
untuk menyelesaikan masalah tersebut, dan menentukan objek yang akan
diteliti.
2. Studi Pustaka dan Pemodelan
Pada tahap ini, solusi dan objek penelitian telah ditentukan, yaitu model
SIR dan penyakit campak. Metode ini digunakan untuk mempelajari
model SIR dan penyakit campak dari buku, jurnal, dan artikel, cara
melakukan implementasi model SIR terhadap penyakit campak, serta cara
perancangan dan pembuatan program dengan menggunakan bahasa
pemrograman Java.
3. Perancangan Perangkat Lunak
Pada tahap ini, model SIR pada penyebaran penyakit campak telah dibuat.
Metode ini digunakan untuk merancang alur penggunaan model
matematis pada perangkat lunak dan memberikan gambaran umum
terhadap hasil akhir yang ingin dicapai oleh penulis.
4. Pembuatan Perangkat Lunak
Pada tahap ini, rancangan perangkat lunak telah dibuat. Metode ini
digunakan untuk melakukan implementasi rancangan perangkat lunak
yang telah dibuat dengan menggunakan bahasa pemrograman Java.
5. Pengujian dan Evaluasi
Pada tahap ini, perangkat lunak telah dibuat. Metode ini digunakan untuk
menguji kelayakan perangkat lunak dan mengevaluasinya jika perangkat
lunak tersebut belum sesuai dengan rancangan.
7
1.6
Sistematika Penulisan
Pada penulisan penelitian ini, penulis menggunakan sistematika penulisan
sebagai berikut:
BAB 1 PENDAHULUAN
Pada bab ini dijelaskan tentang latar belakang, rumusan masalah, ruang
lingkup, tujuan dan manfaat, metode, serta sistematika penulisan pada
penelitian yang dilakukan oleh penulis.
BAB 2 LANDASAN TEORI
Pada bab ini dijelaskan tentang teori-teori yang telah dipelajari penulis pada
tahap studi pustaka yang mendukung jalannya penelitian ini.
BAB 3 METODE PENELITIAN
Pada bab ini dijelaskan tentang tahapan metode yang diterapkan penulis
untuk melakukan penelitian ini.
BAB 4 ANALISIS DAN SIMULASI
Pada bab ini dijelaskan tentang model SIR dasar dan pengembangannya
terhadap beberapa aspek, basic reproductive ratio, penyakit campak, serta
penerapan model SIRD terhadap penyakit campak. Selain itu, dijelaskan juga
tentang implementasi model tersebut terhadap rancangan perangkat lunak
dengan bahasa pemrograman Java yang dilakukan penulis.
BAB 5 SIMPULAN DAN SARAN
Pada bab ini dijelaskan tentang simpulan yang didapat penulis setelah
melakukan penelitian dan saran yang diberikan penulis kepada peneliti lain.
Download