Klasifikasi Penyakit TBC Menggunakan Metode UMAP dan K-NN

Authors

    Nazori Suhandi( 1 ) Rendra Gustriansyah( 2 ) Abel Destria( 3 )

    (1) Universitas Indo Global Mandiri
    (2) Indo Global Independent University
    (3) Universitas Indo Global Mandiri

DOI:


https://doi.org/10.32877/bt.v7i3.2227

Keywords:


Confusion Matrix , K-Nearest Neighbors, Metode Elbow, Tuberkulosis , UMAP

Abstract

Tuberkulosis (TBC) adalah penyakit infeksi yang disebabkan oleh bakteri Mycobacterium tuberculosis, yang dapat menyebar dengan cepat melalui udara. Deteksi dini yang akurat sangat penting dalam penanganan penyakit ini untuk mencegah penyebaran lebih lanjut serta meningkatkan efektivitas pengobatan. Diagnosis yang tidak tepat dapat menyebabkan keterlambatan dalam pengobatan, sehingga meningkatkan risiko komplikasi serius bagi pasien. Oleh karena itu, penelitian ini bertujuan untuk mengembangkan sistem klasifikasi TBC menggunakan metode Uniform Manifold Approximation and Projection (UMAP) dan K-Nearest Neighbors (K-NN) di Puskesmas Prabumulih Timur. Dataset yang digunakan terdiri dari 278 data pasien dengan berbagai atribut klinis terkait gejala TBC. Proses analisis diawali dengan tahap pra-pemrosesan data, termasuk penghapusan data duplikat, encoding data kategorikal, serta penanganan nilai yang hilang. Untuk meningkatkan akurasi klasifikasi, metode Elbow diterapkan guna menentukan nilai K optimal, dengan hasil terbaik pada K=3. Data kemudian dibagi menjadi 80% data pelatihan dan 20% data uji guna menghindari overfitting dan meningkatkan reliabilitas model. Pengujian dilakukan dengan membandingkan dua skenario, yaitu K-NN tanpa UMAP dan K-NN dengan UMAP. Hasil evaluasi menggunakan Confusion Matrix menunjukkan bahwa penerapan UMAP meningkatkan accuracy dari 93,48% menjadi 100%, dengan precision dan recall juga mencapai nilai maksimal. Penelitian ini berkontribusi dalam pengembangan sistem klasifikasi berbasis machine learning yang lebih akurat dan efisien untuk membantu tenaga medis dalam mendiagnosis TBC secara cepat, tepat, dan optimal dalam sistem layanan kesehatan.

Downloads

References

M. sarra Tamunu, D. N. Pareta, H. Hariyadi, and F. A. Karauwan, “Skrining Fitokimia Dan Uji Aktivitas Antioksidan Ekstrak Daun Benalu Pada Kersen Dendrophtoe pentandra (L.) Dengan Metode 2,2- diphenyl -1- Picrylhydrazyl (DPPH),” Biofarmasetikal Trop., vol. 5, no. 1, pp. 79–82, 2022, doi: 10.55724/jbiofartrop.v5i1.378.

T. Kristini and R. Hamidah, “Potensi Penularan Tuberculosis Paru pada Anggota Keluarga Penderita,” J. Kesehat. Masy. Indones., vol. 15, no. 1, pp. 24–28, 2020, doi: 10.26714/jkmi.15.1.2020.24-28.

G. M. Dogheim and A. Hussain, “Patient Care through AI-driven Remote Monitoring: Analyzing the Role of Predictive Models and Intelligent Alerts in Preventive Medicine,” J. Contemp. Healthc. Anal., vol. 7, no. 1, pp. 94–110, 2023, [Online]. Available: https://publications.dlpress.org/index.php/jcha/article/view/20

A. A. Chabib, “Analisi Kualitatif Terhadap Kejadian Tuberlulosis Pada Anak,” J. Kesehat. Tambusai, vol. 15, no. September, pp. 3–6, 2024, doi: 10.31004/jkt.v5i3.32502.

C. P. Roca et al., “A cross entropy test allows quantitative statistical comparison of t-SNE and UMAP representations,” Cell Reports Methods, vol. 3, no. 1, 2023, doi: 10.1016/j.crmeth.2022.100390.

A. X. Wang, S. S. Chukova, and B. P. Nguyen, “Ensemble k-nearest neighbors based on centroid displacement,” Inf. Sci. (Ny)., vol. 629, pp. 313–323, 2023, doi: https://doi.org/10.1016/j.ins.2023.02.004.

R. Gustriansyah, N. Suhandi, S. Puspasari, and A. Sanmorino, “Machine Learning Method to Predict the Toddlers’ Nutritional Status,” J. Infotel, vol. 16, no. 1, pp. 32–43, 2024, doi: 10.20895/infotel.v15i4.988.

Syahril Dwi Prasetyo, Shofa Shofiah Hilabi, and Fitri Nurapriani, “Analisis Sentimen Relokasi Ibukota Nusantara Menggunakan Algoritma Naïve Bayes dan KNN,” J. KomtekInfo, vol. 10, pp. 1–7, 2023, doi: 10.35134/komtekinfo.v10i1.330.

D. Aldila, D. A. Ramadhan, C. W. Chukwu, B. D. Handari, M. Shahzad, and P. Z. Kamalia, “On the Role of Early Case Detection and Treatment Failure in Controlling Tuberculosis Transmission: A Mathematical Modeling Study,” Commun. Biomath. Sci., vol. 7, no. 1, pp. 61–86, 2024, doi: 10.5614/cbms.2024.7.1.4.

W. H. Achmad, N. Saurina, N. Chamidah, and R. Rulaningtyas, “Pemodelan Klasifikasi Tuberkulosis dengan Convolutional Neural Network,” Pros. Semin. Implementasi Teknol. Inf. dan Komun., vol. 2, no. 1, pp. 9–15, 2023, doi: 10.31284/p.semtik.2023-1.3989.

E.- Mutiara, “Algoritma Klasifikasi Naive Bayes Berbasis Particle Swarm Optimization Untuk Prediksi Penyakit Tuberculosis (Tb),” J. Swabumi, vol. 8, no. 1, pp. 46–58, 2020, doi: 10.31294/swabumi.v8i1.7668.

A. D. Orjuela-Cañón, A. L. Jutinico, C. Awad, E. Vergara, and A. Palencia, “Machine learning in the loop for tuberculosis diagnosis support,” Front. Public Heal., vol. 10, no. 2, Jul. 2022, doi: 10.3389/fpubh.2022.876949.

Y. Ling, X. Zhang, and Y. Zhang, “Improved KNN Algorithm based on Probability and Adaptive K Value,” in International Conference on Computing and Data Engineering, New York, NY, USA: ACM, Jan. 2021, pp. 34–40. doi: 10.1145/3456172.3456201.

N. A. Maori and E. Evanita, “Metode Elbow dalam Optimasi Jumlah Cluster pada K-Means Clustering,” Simetris J. Tek. Mesin, Elektro dan Ilmu Komput., vol. 14, no. 2, pp. 277–288, 2023, doi: 10.24176/simet.v14i2.9630.

B. Ghojogh, A. Ghodsi, F. Karray, and M. Crowley, “Uniform Manifold Approximation and Projection (UMAP) and its Variants: Tutorial and Survey,” arXiv, 2021, doi: 10.48550/arXiv.2109.02508.

E. Y. Boateng, J. Otoo, and D. A. Abaye, “Basic Tenets of Classification Algorithms K-Nearest-Neighbor, Support Vector Machine, Random Forest and Neural Network: A Review,” J. Data Anal. Inf. Process., vol. 08, no. 04, pp. 341–357, 2020, doi: 10.4236/jdaip.2020.84020.

N. Suhandi, R. Gustriansyah, A. Destria, M. Amalia, and V. Kris, “Prediksi Kualitas Susu Menggunakan Metode K-Nearest Neighbors Milk Quality Prediction Using The K-Nearest Neighbors Method,” vol. 14, no. 2, pp. 197–208, 2024.

D. A. Anggoro and N. C. Aziz, “Implementation of K-Nearest Neighbors Algorithm for Predicting Heart Disease Using Python Flask,” Iraqi J. Sci., vol. 62, no. 9, pp. 3196–3219, 2021, doi: 10.24996/ijs.2021.62.9.33.

Candra, R. Mai, N. Rozana, and Anindya, “Klasifikasi Komentar Bullying pada Instagram Menggunakan Metode K-Nearest Neighbor,” IT J. Res. Dev., vol. 5, no. 1, pp. 45–52, 2020, doi: 10.25299/itjrd.2020.vol5(1).4962.

A. Desiani et al., “Penerapan Metode Support Vector Machine Dalam Klasifikasi Bunga Iris,” Indones. J. Appl. Informatics, vol. 7, no. 1, p. 12, Apr. 2023, doi: 10.20961/ijai.v7i1.61486.

W. E. Sari, M. Muslimin, A. Franz, and P. Sugiartawan, “Deteksi Tingkat Kematangan Tandan Buah Segar Kelapa Sawit dengan Algoritme K-Means,” SINTECH (Science Inf. Technol. J., vol. 5, no. 2, pp. 154–164, 2022, doi: 10.31598/sintechjournal.v5i2.1146.

R. Gustriansyah, N. Suhandi, and F. Antony, “Clustering optimization in RFM analysis based on k-means,” Indones. J. Electr. Eng. Comput. Sci., vol. 18, no. 1, pp. 470–477, 2019, doi: 10.11591/ijeecs.v18.i1.pp470-477.

L. McInnes, J. Healy, and J. Melville, “UMAP: Uniform Manifold Approximation and Projection for Dimension Reduction,” arXiv, 2018, doi: 10.48550/arXiv.1802.03426.

M. K. Suryadewiansyah and T. E. E. Tju, “Naïve Bayes dan Confusion Matrix untuk Efisiensi Analisa Intrusion Detection System Alert,” J. Nas. Teknol. dan Sist. Inf., vol. 8, no. 2, pp. 81–88, Aug. 2022, doi: 10.25077/TEKNOSI.v8i2.2022.81-88.

A. Tangkelayuk and E. Mailoa, “Klasifikasi Kualitas Air Menggunakan Metode KNN, Naïve Bayes, dan Decision Tree,” JATISI (Jurnal Tek. Inform. dan Sist. Informasi), vol. 9, no. 2, pp. 1109–1119, 2022, doi: 10.35957/jatisi.v9i2.2048.

F. T. Admojo and Ahsanawati, “Klasifikasi Aroma Alkohol Menggunakan Metode KNN,” Indones. J. Data Sci., vol. 1, no. 2, pp. 34–38, 2020, doi: 10.33096/ijodas.v1i2.12.

A. Irmansyah Lubis, U. Erdiansyah, and R. Siregar, “Comparison of Accuracy in Naïve Bayes and Random Forests in Classification of Liver Disease,” CESS (Journal Comput. Eng. Syst. Sci., vol. 7, no. 1, p. 81, Dec. 2021, doi: 10.24114/cess.v7i1.28888.

Downloads

Published

2025-04-10

How to Cite

[1]
Nazori Suhandi, Rendra Gustriansyah, and A. Destria, “Klasifikasi Penyakit TBC Menggunakan Metode UMAP dan K-NN”, bit-Tech, vol. 7, no. 3, pp. 843–852, Apr. 2025.

Issue

Section

Articles
DOI : https://doi.org/10.32877/bt.v7i3.2227
Abstract views: 78 / PDF downloads: 58