## c Potensi Aplikasi Jaringan Syaraf Tiruan dalam Deteksi
ccc Dini Aritmia Jantung
Abed Nego Okthara Sebayang 1
1 Fakultas Kedokteran, Universitas HKBP Nommensen, Medan
2 Departemen Ilmu Penyakit Dalam, Fakultas Kedokteran,
Universitas HKBP Nommensen/Rumah Sakit Murni Teguh Memorial Hospital Medan

## PENDAHULUAN
Penyakit kardiovaskular merupakan  salah  satu  Penyakit  Tidak Menular  (PTM)  yang  belakangan  ini menjadi  penyebab  kematian  terbesar  di dunia. World Health Organization (WHO) tahun  2011,  menempatkan  penyakit kardiovaskular di urutan pertama penyebab  kematian  terbesar  (39%), diikuti kanker (27%), penyakit pernafasan kronis,  penyakit  pencernaan  dan  PTM yang lain (30%), dan 4% diabetes. 1
Penyakit  kardiovaskular  terdiri dari beberapa klasifikasi seperti Penyakit Jantung Koroner (PJK), Penyakit Jantung Bawaan (PJB), penyakit jantung akibat infeksi, hipertensi, penyakit vaskular dan kelainan pola irama jantung (aritmia jantung). Aritmia jantung menjadi salah  satu  penyebab  kematian  dalam penyakit  kardiovaskular  dan  saat  ini banyak diteliti baik dari segi penanganan maupun  mendeteksi  sedini  mungkin aritmia jantung tersebut. 2 Aritmia  jantung  yang  ditandai dengan pola  irama jantung yang berdetak  tidak  normal,  dibagi  menjadi takiaritmia dan bradiaritmia dan
berdasarkan  letaknya  dibagi  menjadi supraventrikular  aritmia  dan  ventrikular aritmia.  Berdasarkan  etiologi  penyakit pola irama jantung dapat bersifat primer seperti  supraventrikular  takikardia,  atrial fibrilasi,  atrial  flutter,  sindrom wolf- parkinson-white, outflow
tract tachycardia, sindrom long  QT dan sebagainya, atau dapat bersifat sekunder seperti  stenosis  mitral,  PJK  atau  karena pengaruh obat-obatan tertentu. 2,3 Manifestasi klinis aritmia jantung  dapat  ringan  tanpa  keluhan sampai  berat  dan  mengancam  jiwa. Gejala-gejala  aritmia  jantung  sangat bervariasi seperti berdebar-debar
(palpitasi),  nyeri  dada  saat  beraktivitas, sesak nafas, mudah lelah, sinkop bahkan sampai  gejala  tromboemboli.  Aritmia jantung  yang  bersifat  sekunder  seperti PJK  juga  dapat  mencetuskan  gejala iskemik. Selain itu, kontraksi yang lemah pada  atrial  fibrilasi  akan  menurunkan curah  jantung  dan  dapat  menyebabkan terjadinya  gagal  jantung  kongestif  pada pasien dengan disfungsi ventrikel kiri. Hal ini akan berakibat fatal dan mengancam jiwa  apabila  tidak  dilakukan  diagnosis sedini mungkin. 3
Penelitian  mengenai  penyakit kardiovaskular terus mengalami perkembangan  yang  cukup  signifikan terkhususnya pengetahuan tentang aritimia jantung. Pengetahuan mengenai aritmia jantung dimulai sejak ditemukannya alat elektrokardiografi (EKG)  oleh  Einhoven  pada  tahun  1901, tetapi mekanisme aritmia baru berkembang saat ditemukannya rekaman bundle  of  his oleh  Scherlag pada tahun 1968. Pengetahuan mengenai  aritmia  semakin  berkembang saat Wellen mengembangkan programmed electrical stimulation . Sejak saat itu, teknik diagnostik  invasif elektrofisiologi berkembang pesat. 2 Perkembangan alat-alat
( device ) dalam penanganan aritmia juga mengalami  kemajuan  yang  signifikan, terutama  dalam  pencegahan  kematian mendadak  akibat  aritmia  menggunakan Implantable  Cardioverter  Defibrillator
(ICD) dan penggunaan Cardiac
Resynchronizatin  Therapy (CRT).  ICD pertama kali digunakan pada tahun 1980, saat  itu  pemasangan  ICD  memerlukan torakotomi  dengan  menggunakan patch

## ARTIKEL PENYEGAR
yang  dipasang  di  epikard.  Namun pemasangan ICD memiliki banyak kelemahan  yakni  angka  kematian  yang cukup tinggi akibat prosedur pemasangan  dan  waktu  kerja  baterai yang  sangat  pendek.  Baru  pada  tahun 1990-an, pemasangan ICD tidak memerlukan torakotomi, tetapi dilakukan secara  subkutan  di  infraklavikular  dan alat  yang  digunakan  semakin  kecil  dan ringan. 2
Selain  dari  segi  penanganan, perkembangan  dalam  hal  mendeteksi aritmia  juga  mengalami  kemajuan  yang signifikan.  Berbagai  penelitian  dilakukan dalam  upaya  deteksi  sedini  mungkin aritmia jantung. Salah satu yang saat ini dikembangkan  adalah  menggunakan metode  Jaringan  Syaraf  Tiruan  (JST). Pada artikel ini akan dibahas metode JST dalam mendeteksi kasus aritmia jantung sejak dini.

## ISI
Jantung  merupakan organ  vital di  dalam  tubuh  manusia  yang  berfungsi untuk memompa darah ke seluruh tubuh. Dalam  melakukan  fungsinya,  jantung memiliki  suatu  sistem  yakni  sistem konduksi dan kelistrikan jantung. Sistem kelistrikan  jantung  dimulai  dari  Nodus Sinoatrial (NSA) sebagai sumber kelistrikan jantung yang berada di antara pertemuan  vena  cava  superior  dan atrium  kanan.  Sinyal  listrik  kemudian disebarkan  ke  seluruh  atrium  melalui nodus  interatrial  (untuk  bagian  anterior, media  dan  posterior)  dan  atrium  kiri melalui Bachmann  bundle. Kemudian sinyal  listrik  akan  diteruskan  melalui Nodus  Atrioventrikular  (NAV).  NAV terletak  di  atrium  kanan  pada  bagian bawah  septum  interatrial.  Selanjutnya impuls  masuk  ke bundle  of  his yang bersifat  menghantarkan  sinyal  listrik dengan cepat. Kemudian sinyal ini akan diteruskan ke berkas cabang kanan dan kiri di ventrikel dan berakhir pada serabut purkinje dan miokard untuk membuat otot jantung berkontraksi. 3 Sistem konduksi dan kelistrikan jantung  yang  telah  dipaparkan  diatas menjadi dasar deteksi dini aritmia jantung dengan  metode  Jaringan  Syaraf  Tiruan (JST). JST adalah sebuah versi matematika  atau  versi  komputasi  yang terdiri dari lapisan input , lapisan
tersembunyi  dan  lapisan output dan memiliki fungsi dalam memproses informasi  yang  karakteristik  dan  cara kerjanya  sama  dengan  jaringan  syaraf biologis. 4
Metode deteksi dini dengan JST akan  dikombinasikan  dengan  data  klinik EKG yang diperoleh dari Massachusetts Institute  of  Technology  Beth  Israel Hospital (MIT-BIH)  aritmia database . MIT-BIH  aritmia database merupakan kumpulan  data  yang  digunakan  sebagai bahan  standart  untuk  mengevaluasi deteksi  aritmia  dan  telah  digunakan sebagai  penelitian  sejak  tahun  1980an. Sedangkan JST akan diimplementasikan dengan software komputer MATLAB.
Mekanisme  JST  dimulai  dari ekstraksi  fitur-fitur  EKG  seperti  fitur interval QR, RS, lebar QRS dan gradient gelombang R. Fitur-fitur EKG yang telah di  ekstraksi  akan  dijadikan  masukan pada sistem JST. Selanjutnya JST akan memasuki  dua  tahapan  yakni  tahap pelatihan dan tahap pengujian. Kemudian  untuk  mengetahui  pengaruh jumlah  fitur  terhadap  kinerja  sistem deteksi  aritimia,  maka  akan  dilakukan variasi jumlah fitur. Variasi yang dilakukan antara lain variasi dua fitur dan variasi  tiga  fitur,  selanjutnya  dapat diterapkan untuk melakukan deteksi dini aritmia jantung.
Pada penelitian yang dilakukan
Rani Sukmawati dkk tahun  2014 penggunaan metode JST dengan software komputer  MATLAB  dan  data klinik  EKG  MIT-BIH  didapatkan  hasil pengujian yang menunjukkan sensitivitas 97,16%, spesifisitas 99,42% dan akurasi 99,09% untuk variasi dua fitur sedangkan hasil pengujian variasi 3 fitur didapatkan sensitivitas  99,82%,  spesifisitas  99,48% dan akurasi 99,38%. Dalam penelitian ini didapatkan  hasil  yang  sama  baiknya antara  variasi  tiga  fitur  dan  dua  fitur dalam mengenal pola PVC menggunakan  interval  RR,  gradient gelombang R, dan interval QR. 5
Studi  lain  yang  menguatkan sebelumnya, Primadyanie NR dkk menyatakan  bahwa  untuk  mendeteksi Left  Branch  Bundle  Block (LBBB) menggunakan  metode  JST  dalam  tiga metode JST yaitu back propagation (BP), feed forward (FF) dan multilayer preceptron (MLP)  menunjukkan  kinerja metode MLP lebih baik dari dua metode
lainnya dengan sensitivitas yang mencapai 99,92%, spesifisitas 100% dan 99,94%. Hal ini menunjukkan bahwa JST metode  MLP  mampu  untuk  mendeteksi
LBBB dengan baik. 6 Terakhir penelitian yang dilakukan  Mar’atus  Solikhah  dkk  tahun 2015 untuk mendeteksi LBBB, PVC dan Premature  Atrial  Contraction (PAC) didapatkan hasil pengujian yang menunjukkan sensitivitas 94,63%, spesitifitas 93,94% dan akurasi 94,49%. Dari penelitian ini juga menunjukkan JST
mampu  mendeteksi  LBBB,  PVC,  dan PAC. 7

## KESIMPULAN
Perkembangan dalam hal deteksi dini aritmia jantung juga mengalami kemajuan. Berbagai penelitian  telah  dilakukan  dalam  upaya mendeteksi  sedini  mungkin  aritmia jantung. Metode yang saat ini dikembangkan dalam deteksi dini aritmia jantung  adalah  Metode  Jaringan  Syaraf Tiruan  (JST)  yang  merupakan  versi matematika  atau  komputasi  memiliki fungsi dalam memproses informasi yang karakteristik  dan  cara  kerjanya  sama dengan  jaringan  syaraf  biologi,  dengan kombinasi  dengan  data  klinik  EKG memberikan  kesempatan  emas  untuk menjadi  metode  deteksi  dini  aritmia jantung yang lebih efisien . Hal  ini  bertujuan  agar  di  masa depan  angka  mortalitas  akibat  penyakit kardiovaskular  khususnya  akibat  aritmia jantung dapat diturunkan.

## DAFTAR PUSTAKA
1. World  Health  Organization. Global Status  Report  Non-Communicable
Diseases  2010 .  Geneva  World health  Organization.  14  May  2018 <http://who.int//mediacentre/factshe ets/fs317/en/.
2. Rilantono LI. Penyakit Kardiovaskular  (PKV)  5  rahasia . Edisi ke1. Jakarta: Fakultas
Kedokteran  univeristas  Indonesia;
2015. 381-400p.
3. Setiati  S, et  al . Buku  Ajar  Ilmu Penyakit Dalam . Edisi ke 6. Jakarta: Interna  Publishing;  2014.  1325-
1356p.
4. Vanage AM, Khade RH, Shinde DB.
“Classifying Five
Different
Arrhytmias  by  Analyzing  the  ECG Signals”. International  Journal  of Computational  Engineerging  and Management .15:2012.
5. Sukmawati  R, et  al .  “Pengenalan
Pola Aritmia Kontraksi Ventrikel Dini pada  Elektrokardiogram  dengan Jaringan Syaraf Tiruan menggunakan  Fitur  Interval  RR, Gradien  Gelombang  R,  dan  QR”. Jurnal  Teori  dan  Aplikasi  Fisika . 02:2014.
6. Primadyanie  NR, et  al .  “Deteksi Aritmia Blokade Cabang Berkas Kiri pada  Elektrokardiogram  dengan Jaringan Syaraf Tiruan Berdasarkan Fitur  Interval  QR  dan  RS”. Berkala Fisika . 17:2014. 7. Solikhah  M,  Nuryani,  Darmanto. “Deteksi Aritmia pada Elektrokardiogram  dengan  Metode Jaringan Syaraf Tiruan Kelas Jamak menggunakan  Fitur  Interval  RR, Lebar QRS, dan Gradien
Gelombang  R”. Jurnal  Fisika  dan Aplikasinya . 11:2015