penentuan peluang transisi hiv-aids progression model

12
Penentuan Peluang Transisi HIV-AIDS Progression Model Menggunakan Metode Matriks Force Of Transition Determination Of Transition Probability Of HIV-AIDS Progression Model Using The Force Of Transition Matrix Method Tira Octavia, Desy Komalasari, Mamika Ujianita Romdhini Program Studi Matematika FMIPA Unram INTISARI HIV-AIDS progression model adalah beberapa tahapan perubahan dari terinfeksi virus HIV hingga berkembang menjadi AIDS. Proses ini terdiri dari 4 tahapan (state) yaitu tahap awal infeksi HIV, tahap tanpa gejala, tahap ARC (AIDS Related Complex), dan tahap AIDS. Model ini diasumsikan memiliki sifat Markov yang dicirikan oleh adanya matriks peluang transisi. Penentuan peluang menggunakan metode matriks force of transition. Force of transition adalah laju peluang perubahan sesaat dari satu state ke state lainnya. Metode ini digunakan untuk mencari peluang transisi (perpindahan) antar state menggunakan nilai eigen dan vector eigen dari matriks persegi dengan entri berupa force of transition. Peluang bertahan hidup dari suatu individu pada HIV-AIDS progression model diperoleh dengan metode matriks force of transition. Nilai force of transition dipengaruhi oleh usia dan jenis kelamin. Kata Kunci : Rantai Markov, Peluang Transisi, Matriks Force of Transition, HIV-AIDS Progression Model. ABSTRACT HIV-AIDS progression models are several stages of HIV infection until progressed to AIDS. This stage consists of 4 stages (state) that the first stage of HIV infection, without indication stage, ARC stage (AIDS Related Complex), and the stage of AIDS. This model assume that it have Markov properties which are characterized by transition probability matrix. Determination of probability using force of transition matrix method. Force of transition is the instantaneous rate of change probability from one state to another state. This method is use to find transition probability between state by using eigenvalues and eigenvectors from a square matrix with the force of transition as entry points. Probability chances of survival of an individual in HIV-AIDS progression models is obtained with force of the transition matrix method. The value of force of transition influenced by age and gender.

Upload: others

Post on 16-Oct-2021

3 views

Category:

Documents


0 download

TRANSCRIPT

Penentuan Peluang Transisi HIV-AIDS Progression Model Menggunakan

Metode Matriks Force Of Transition

Determination Of Transition Probability Of HIV-AIDS Progression Model

Using The Force Of Transition Matrix Method

Tira Octavia, Desy Komalasari, Mamika Ujianita Romdhini

Program Studi Matematika FMIPA Unram

INTISARI

HIV-AIDS progression model adalah beberapa tahapan perubahan dari

terinfeksi virus HIV hingga berkembang menjadi AIDS. Proses ini terdiri dari 4

tahapan (state) yaitu tahap awal infeksi HIV, tahap tanpa gejala, tahap ARC

(AIDS Related Complex), dan tahap AIDS. Model ini diasumsikan memiliki sifat

Markov yang dicirikan oleh adanya matriks peluang transisi. Penentuan peluang

menggunakan metode matriks force of transition. Force of transition adalah laju

peluang perubahan sesaat dari satu state ke state lainnya. Metode ini digunakan

untuk mencari peluang transisi (perpindahan) antar state menggunakan nilai eigen

dan vector eigen dari matriks persegi dengan entri berupa force of transition.

Peluang bertahan hidup dari suatu individu pada HIV-AIDS progression model

diperoleh dengan metode matriks force of transition. Nilai force of transition

dipengaruhi oleh usia dan jenis kelamin.

Kata Kunci : Rantai Markov, Peluang Transisi, Matriks Force of Transition,

HIV-AIDS Progression Model.

ABSTRACT

HIV-AIDS progression models are several stages of HIV infection until

progressed to AIDS. This stage consists of 4 stages (state) that the first stage of

HIV infection, without indication stage, ARC stage (AIDS Related Complex), and

the stage of AIDS. This model assume that it have Markov properties which are

characterized by transition probability matrix. Determination of probability using

force of transition matrix method. Force of transition is the instantaneous rate of

change probability from one state to another state. This method is use to find

transition probability between state by using eigenvalues and eigenvectors from a

square matrix with the force of transition as entry points. Probability chances of

survival of an individual in HIV-AIDS progression models is obtained with force

of the transition matrix method. The value of force of transition influenced by

age and gender.

Keywords : Markov Chain, Transition Probability, Force Of Transition

Matrix, HIV-AIDS Progression Model.

PENDAHULUAN

AIDS (Acquired

Immunodeficiency Syndrome) adalah

sekumpulan gejala dan infeksi atau

sindrom yang timbul karena

rusaknya sistem kekebalan tubuh

manusia akibat infeksi virus HIV

(Human Immunodeficiency Virus)

yaitu virus yang memperlemah

kekebalan pada tubuh manusia.

Orang yang terkena virus ini akan

menjadi rentan terhadap infeksi

oportunistik ataupun mudah terkena

tumor.

HIV-AIDS progression model

merupakan tahapan-tahapan dari

HIV menjadi AIDS yang terdiri dari

4 state (keadaan) yaitu tahap awal

infeksi HIV, tahap tanpa gejala,

tahap ARC (AIDS Related Complex)

dan yang terakhir adalah tahap

AIDS. Model ini diasumsikan

memiliki sifat Markov, dimana

peluang keadaan di waktu mendatang

dapat diketahui dengan syarat

peluang keadaan saat ini diketahui.

State space dari tugas akhir ini

adalah tahap awal infeksi HIV, tahap

tanpa gejala, tahap ARC (AIDS

Related Complex) dan tahap AIDS.

Sedangkan parameter spacenya

adalah (waktu).

Force of transition adalah

laju peluang perubahan sesaat dari

satu state ke state lainnya. Dari force

of transition ini bisa diketahui

peluang transisi perpindahan antar

state, misalnya peluang meninggal

ataupun peluang bertahan hidup

seseorang.

Pada penelitian ini

penghitungan peluang transisi

menggunakan metode matriks force

of transition. Pada metode matriks

force of transition, penentuan

peluang transisi diganti dengan

mencari nilai eigen dan vektor eigen

dari sebuah matriks persegi dengan

entri berupa force of transition. Dari

peluang transisi, peluang bertahan

hidup dengan metode matriks force

of transiton dapat diketahui. Apabila

peluang bertahan hidup diketahui

maka peluang hidup seseorang

dengan umur tahun pada saat ( ) tahun, , -,

dengan interval satu tahun dapat

dicari.

TINJAUAN PUSTAKA

Nilai Eigen dan Vektor Eigen

Definisi 2.1

Jika A adalah matriks berukuran

, maka sebuah vektor taknol

pada disebut vektor eigen

(eigen vector) dari A jika adalah

sebuah kelipatan skalar dari

jelasnya

(1)

Untuk skalar sebarang . Skalar

disebut nilai eigen (eigen value)

dari A, dan disebut sebagai vektor

eigen dari A yang terkait dengan

(Anton dan Rorres, 2004).

Teorema 2.1

Jika adalah sebuah matriks

segitiga berukuran (segitiga

atas, segitiga bawah, atau diagonal)

maka nilai-nilai eigen dari adalah

entri-entri yang terletak pada

diagonal utama matriks (Imrona,

2009).

Diagonalisasi

Definisi 2.2

Suatu Matriks berukuran × dapat

didiagonalisasi jika terdapat matriks

Χ taksingular dan suatu matriks

diagonal 𝑫 sedemikian sehingga

𝑫 (2)

Dikatakan bahwa matriks A dapat

didiagonalisasi (Leon 1998).

Teorema berikut ini

menunjukkan bahwa masalah vektor

eigen dan masalah diagonalisasi

adalah sama.

Teorema 2.2

Jika A adalah sebuah matriks

berukuran , maka kedua

pernyataan berikut ini adalah

ekuivalen

a) A dapat didiagonalisasi

b) A memiliki vektor eigen yang

bebas linear (Anton dan Rorres,

2004).

Deret Taylor

Definisi 2.3

Deret Taylor untuk fungsi ( ) di

sekitar didefinisikan sebagai

( ) ∑ ( )( )

( ) (3)

(Stewart, 2003)

Definisi 2.4 (Ekponensial Matriks

Segi)

Eksponensial matriks segi ( )

didefinisikan sebagai

(4)

Analog dengan deret Taylor

dari fungsi skalar (Leon 1998).

Proses Stokastik

Definisi 2.5 (Ruang State)

Himpunan disebut ruang state jika

memuat semua kemungkinan state

dalam suatu sistem (Billingsley,

1994).

Proses stokastik * ( ) + adalah himpunan variabel acak,

dimana ( ) adalah suatu

variabel acak dengan distribusi

tertentu. Pada umumnya indeks t

menunjukkan waktu dari proses

(parameter space). Variabel acak

( ) menunjukkan ruang keadaan

(state space) dari proses tersebut

pada waktu t. Secara singkat, proses

stokastik adalah himpunan variabel

acak yang menggambarkan dinamika

dari suatu proses (Haryono, 1995).

Rantai Markov

Proses stokastik dikatakan

mempunyai sifat Markovian jika

* | +

* | + (5)

Untuk dan setiap

urutan . Sifat

Markovian ini menyatakan bahwa

peluang bersyarat dari state

mendatang, dengan state masa

lampau dan state saat ini , adalah independent terhadap state di

masa lampau dan hanya tergantung

pada state saat ini (Hillier dan

Lieberman, 2008).

Rantai Markov Waktu Kontinu

Proses { ( ), ≥ 0} adalah

rantai Markov waktu kontinu jika

untuk semua , ≥ 0 dan merupakan

bilangan bulat non negatif , , (𝑢),

0 ≤𝑢 <

* ( ) | ( ) (𝑢) (𝑢) 𝑢 +

* ( ) | ( ) + (6) Rantai Markov waktu kontinu adalah

proses stokastik yang memiliki sifat

Markov yang menyatakan bahwa

distribusi bersyarat untuk ( + )

pada masa yang akan datang

diberikan oleh ( ) pada masa kini

dan (𝑢) yang diperoleh di masa

lalu, 0 ≤ 𝑢 < , dengan syarat hanya

bergantung pada masa kini dan

independen dari masa lalu (Sunusi,

2014).

Matriks Peluang Transisi

Jika sebuah rantai Markov

* + dengan ruang

state * +, maka peluang sistem

itu dalam state pada suatu state pada pengamatan sebelumnya

dilambangkan dengan dan disebut

peluang transisi dari state ke state Matriks , - disebut matriks

transisi rantai Markov (Anton and

Rorres, 2004). Jadi,

[

]

Peluang Transisi n-Langkah

Peluang transisi n-langkah ( )

adalah peluang bersyarat suatu

sistem yang berada pada state akan

berada pada state setelah proses

mengalami transisi (Hillier dan

Lieberman, 2008).. Jadi,

( )

* | + (7)

Matriks peluang transisi n-langkah

( )

[

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

( )

]

Persamaan Chapman-Kolmogorov

Persamaan Chapman-

Kolmogorov merupakan sebuah

metode untuk menghitung peluang

transisi n-langkah

( )

∑ ( )

( )

(8)

Untuk semua dan

peluang transisi n-langkah

dapat dituliskan dalam bentuk

matriks sebagai berikut

( ) ( ) (9)

Oleh karena itu, matriks peluang

transisi n-langkah dapat

diperoleh dengan menghitung

pangkat ke-n dari matriks transisi

satu langkah (Hiller dan Liberman,

2008).

Klasifikasi State pada Rantai

Markov

Misalkan ( )

menyatakan

peluang bahwa mulai dari state ,

proses berpindah pertama kali ke

state terjadi pada waktu n.

Definisi 2.6

State dikatakan recurrent (berulang)

apabila ketika memasuki state

tertentu proses pasti akan kembali ke

state itu lagi. State i dikatakan

reccurent jika (Tijms, 2003).

Definisi 2.7

Suatu state i disebut state penyerap

(absorbing state) jika . Jika

suatu state merupakan state

penyerap (absorbing state) maka

tidak ada state yang bisa diakses

dari state tersebut (Tijms, 2003).

Force of Transition

Definisi 2.8

Misal * + rantai Markov dengan

state space {1,2,3,…,𝑁}. Force of

transition dari state ke state didefinisikan sebagai berikut

( ) ( ) ( )

(10)

* 𝑁+

(Jones, 1994)

Lemma 2.1 (Sifat Force of

transition)

∑ ( )

(11)

Untuk 𝑁

(Jones, 1994)

Teorema 2.3 (Persamaan

Kolmogorov Maju)

Pada persamaan Kolmogorov maju,

laju peluang transisi di waktu yang

akan datang memiliki hubungan

sebagai jumlah perkalian peluang

transisi dengan laju dari peluang

transisi sesaat (force of transition

saat waktu mendatang). Dalam hal

ini peluang transisi ( )

didiferensialkan terhadap waktu

mendatang ( ), dan hubungan

diferensial ini diberikan sebagai

berikut

( ) ∑ ( )

( ) (12)

(Jones, 1994)

Metode Matriks Force of

Transition

Misal ( ) adalah matriks

ukuran dengan elemen-elemen

( ) adalah peluang transisi dimana

sebagai berikut

( ) [

( ) ( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

]

Definisikan adalah matriks

berukuran dengan elemen-

elemen adalah peluang perubahan

sesaat dimana sebagai berikut

[

]

dan ( )( ) adalah matriks

berukuran dengan elemen-

elemen ( ) ( )adalah peluang

transisi 1-langkah dari ( ) dimana

sebagai berikut

( )( ) [

( )

( ) ( )

( )

( ) ( )

( ) ( )

( )

]

Berdasarkan persamaan

Chapman-Kolmogorov ( 𝑢) ( ) ( 𝑢)(13)

Karena rantai Markov yang

digunakan adalah rantai Markov

kontinu homogen, sehingga tidak

bergantung dari nilai s

sehingga fungsi ( ) bernilai

sama untuk semua , oleh

karena itu persamaan (13) berubah

menjadi

( 𝑢) ( ) (𝑢) (14)

Berdasarkan persamaan Kolmogorov

Maju

( ) ∑ ( )

( )

dalam bentuk matriks, maka dapat

ditulis

( )( ) ( ) (15)

Dengan nilai awal ( ) persamaan di atas mempunyai

solusi

( ) (16)

Dimana bentuk deret Taylor untuk

( ) di adalah

( ) ( ) ( )( ) ( )( )

( )( )

Pencarian matriks peluang

transisi membutuhkan nilai-nilai

eigen yang berbeda pada matriks .

Hal ini bertujuan agar matriks

dapat didiagonalkan. Jika

mempunyai nilai-nilai eigen

berbeda maka matriks

bisa dibentuk sebagai

𝑫 (17)

dimana 𝑫 ( ) dan

kolom ke dari adalah vektor

eigen yang berhubungan dengan nilai

eigen . Sehingga dari persamaan

bisa diperoleh

( ) ( )

( )

( ) 𝑫 ( 𝑫 )

( 𝑫 )

0 𝑫 𝑫

𝑫

1

Diketahui 𝑫 adalah matrik diagonal

dari nilai-nilai eigen ( )

𝑫 [

]

𝑫

[

]

Berdasarkan pada persamaan

( )

Maka ( ) dapat ditulis

( ) [

]

( ) 𝑫 (18)

Elemen-elemen matriks ( ) adalah

( ) ∑

dengan adalah banyak state,

adalah entri ( ) dari matriks dan

adalah entri ( ) dari matriks

. Dengan demikian,

permasalahan mencari fungsi

peluang transisi diganti dengan

mencari nilai eigen dan vektor eigen

dari matriks force of transition.

HIV-AIDS Progression Model

HIV-AIDS progression

model adalah tahapan-tahapan ketika

mulai terinfeksi virus HIV sampai

berkembang menjadi AIDS. Tahapan

tersebut yaitu :

1. Tahap pertama (Tahap awal

infeksi HIV)

a. HIV masuk ke dalam tubuh

hingga terbentuk antibodi

terhadap HIV dalam darah.

b. Tidak ada tanda-tanda,

penderita HIV tampak sehat

dan merasa sehat

c. Pada tahap ini, tes HIV belum

bisa mendeteksi keberadaan

virus.

d. Tahap ini umumnya

berlangsung selama 2 minggu

sampai 6 bulan.

2. Tahap kedua (Tahap tanpa gejala)

a. Pada tahap ini HIV mulai

berkembang di dalam tubuh.

b. Tidak ada tanda-tanda,

penderita HIV tampak sehat

dan merasa sehat.

c. Tes HIV sudah bisa

mendeteksi keberadaan virus

karena antibodi yang mulai

terbentuk.

d. Penderita tampak sehat selama

5-10 tahun, bergantung pada

daya tahan. Rata-rata penderita

bertahan selama 8 tahun.

Namun di negara berkembang,

durasi tersebut lebih pendek.

3. Tahap ketiga (Tahap ARC (AIDS

Related Complex))

a. Pada tahap ini penderita

dipastikan positif HIV dengan

sistem kekebalan tubuh yang

semakin menurun.

b. Mulai muncul gejala infeksi

oportunistik, misalnya :

pembengkakan kelenjar limfa

di seluruh tubuh, diare terus-

menerus, dan flu yang tak

kunjung sembuh.

c. Umumnya tahap ini

berlangsung selama 1 bulan,

bergantung pada daya tahan

tubuh penderita.

4. Tahap keempat (Tahap AIDS)

a. Pada tahap ini, penderita positif

menderita AIDS.

b. Sistem kekebalan tubuh

semakin turun.

c. Berbagai penyakit lain (infeksi

oportunistik) seperti TBC,

jamur, dan lain-lain yang

menyebabkan kondisi

penderita semakin parah.

Pada tahap ini,

penderita harus secepatnya

dibawa ke dokter dan

menjalani terapi anti-retroviral

virus (ARV). Terapi ARV akan

mengendalikan virus HIV

dalam tubuh sehingga dampak

virus bisa ditekan (Aisyah,

2012).

METODOLOGI PENELITIAN

Langkah-langkah dalam

penelitian ini adalah sebagai berikut :

1. Mengumpulkan literatur-literatur

yang berkaitan dengan penelitian.

2. Menentukan definisi dan

pernyataan yang mendukung

penelitian.

3. Membuat matriks transisi dari

HIV-AIDS progression model.

Dari HIV-AIDS progression

model dibuat bentuk perpindahan

state yang mungkin sehingga

dapat diketahui berapa transisi

yang mungkin terjadi dalam

model tersebut dan matriks

transisi dari model tersebut.

4. Membuat Matriks Force of

Transition untuk penderita HIV

dari HIV-AIDS Progression

Model.

5. Mencari Nilai Eigen dan Vektor

Eigen dari matriks force of

transition yang berhubungan

dengan HIV – AIDS Progression

Model.

6. Dari nilai eigen dan vektor eigen

yang telah diketahui dapat dicari

peluang transisi dan juga peluang

bertahan bertahan hidup dari HIV

– AIDS Progression Model.

7. Menarik kesimpulan tentang

peluang bertahan hidup dari suatu

individu pada HIV-AIDS

progression model dengan

menggunakan metode matriks

force of transition.

HASIL DAN PEMBAHASAN

Perpindahan state yang

mungkin terjadi pada HIV-AIDS

Progression Model ada enam

transisi, yakni dari tate 1 ke state 2,

dari state 1 ke state 3, dari state 1 ke

state 4, dari state 2 ke state 3, dari

state 2 ke state 4, dan dari state 3 ke

state 4. Matriks transisi berukuran

dengan elemen-elemen

( ) yang dapat dibentuk adalah

seperi berikut :

[

( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( )

( ) ( )

]

Dimana dan .

Untuk , nilai ( ) pada

matriks di atas karena pada model

tersebut state tanpa gejala tidak

mungkin pindah ke state awal infeksi

HIV begitu juga dengan nilai

( ) ( ) yang berada

pada state ARC tidak mungkin

berada di state 1 atau state 2. Nilai

( ) ( ) ( ) ,

karena seseorang yang sudah berada

pada state AIDS tidak mungkin

kembali berada di state 1 atau state 2

maupun state 3. Nilai ( ) ,

pada kondisi ini seseorang yang

sudah berada pada state AIDS, akan

terus berada pada state tersebut di

masa mendatang. Dimana

∑ ( )

∑ ( )

∑ ( )

( ) ( ) ( ) ( ) ( )

( ) ( ) ( ) ( )

Matriks force of transition

( )dengan elemen-elemen ( )

adalah peluang perubahan sesaat

untuk umur tertentu dari HIV –

AIDS Progression Model adalah

( )

[

( ) ( )

( ) ( )

( )

( ) ( )

( )

( )

]

Dimana nilai ( ) karena tidak

ada perpindahan dari state 2 ke state

1, ( )

( ) karena tidak

ada perpindahan dari state 3 ke state

1 maupun state 2. Sedangkan state 4

adalah state absorbsi. Disebut state

absorbsi karena bila sekali masuk ke

state 4 maka tidak akan

meninggalkan state 4 tersebut

sehingga menyebabkan nilai

( )

( ) ( )

( ) .

Berdasarkan Lemma 2.1 (

Sifat Force of Transition), maka

matriks force of transition ( ) di

atas dapat diubah menjadi

( )

[ (

( ) ( )

( )) ( )

( ) ( )

( ( )

( )) ( )

( )

( )

( )

]

Sebelum mencari peluang

transisi, diperlukan nilai eigen dan

vektor eigen dari matriks force of

transition ( ) di atas. Untuk

mencari nilai eigen dan vektor eigen

yang berhubungan dengan HIV –

AIDS Progression Model terlebih

dahulu dicari persamaan

karakteristiknya

| ( ) |

Sehingga diperoleh nilai-nilai eigen

sebagai berikut :

( )

( ( )

( ))

( ( )

( ) ( ))

Definisikan 𝑫 adalah matriks

diagonal dari nilai-nilai eigen di atas

atau matriks spektral dari nilai-nilai

eigen diatas

𝑫

[

( )

( ( )

( ))

( ( )

( ) ( ))]

Maka eksponensial matriks diagonal

diatas pada saat adalah

𝑫

[ ( )

( )( )

( ( )

( ))( )

( ( )

( ) ( ))( )]

Selanjutnya dicari vektor-vektor

eigen dari masing-masing nilai eigen

yang diperoleh dimana

( ( ) )

( ( ) )

Dari perhitungan vektor eigen dapat

dituliskan matriks ( ) yang

merupakan matriks modal yang

berkaitan dengan vektor-vektor eigen

diatas

( ) [

]

Dimana

( )(

( )

( ))

( )(

( )

( ))

( ( )

( )

( )

)( ( )

( )

( )

( )

)

( )

( ( )

( )

( )

)

( )

( ( )

( )

( )

( )

( )

)

Dengan invers dari matriks ( )

adalah

[ ( )]

[

𝑁

]

Selanjutnya matriks peluang transisi

dapat dicari dimana ( )( ) adalah

peluang transisi untuk umur

tertentu pada saat

( )( ) ( ) 𝑫 [ ( )]

[

. ( )

( )

( )

/( )

. ( )

( )

/( )

( )( )

]

Dari matriks di atas maka

didapat peluang transisi sebagai

berikut

( ) . ( )

( )

( )

/( )

( ) ( . ( )

( )

/( ) . ( )

( )

( )

/( ))

(

( )

. ( )

( )

( )

( )

( )

/)

( ) (

( ).

( )

( )/

( ).

( )

( )/

( ).

( )

( )/

. ( )

( )

( )

/ . ( )

( )

( )

( )

/)

. ( )

( )

( )

/( )

( ).

( ) ( )

/ ( )

. ( )

( )/

. ( )

( ) ( )

/. ( )

( ) ( )

( )/

( )( ) .

( )

( )/( )

(

( )

. ( )

( )

( )

/)

( )

( ( )

( )

( )

( )

( )

)

( ) ( )

( ) (

( ).

( )

( )/

( ).

( )

( )/

. ( )

( )

( )

/ . ( )

( )

( )

( )

/)

( )

( ( )

( )

( )

( )

( )

) .

( )

( )/( )

(

( )

( ( )

( )

( )

)) .

( )

( )

( )/( )

( ) . ( )

( )

/( )

( ) . ( )( ) .

( )

( )/( )/(

( )

( ( )

( )

( )

))

( )

( )

( ( )

( )

( )

)

( )( ) . ( )

( )

/( )

( ) ( )

( )

( ) ( )

( )

Sehingga dari peluang

transisi di atas diperoleh peluang

bertahan hidup dari suatu individu

dengan metode matriks force of

transition dimana nilai force of

transition dipengaruhi oleh usia dan

jenis kelamin, yaitu

( ) ( ) . ( )

( )

( )

/( ) (19)

( . ( )

( )

/( ) . ( )

( )

( )

/( ))(

( )

. ( )

( )

( )

( )

( )

/)

( ) ( ) . ( )

( )

/( )

. ( )( ) .

( )

( )/( )/(

( )

. ( )

( )

( )

/) (20)

Dari hasil di atas dapat

disimpukan bahwa peluang transisi

dan peluang bertahan hidup dapat

dicari dengan menggunakan metode

matriks force of transition dimana

penentuan peluang transisi

menggunakan nilai eigen dan vektor

eigen dari matriks persegi dengan

entri berupa force of transition.

Misalkan contoh yang

pertama akan dicari peluang suatu

individu pria penderita HIV-AIDS

berumur 40 tahun bertahan hidup

pada umur ( ) tahun , - dengan interval satu tahun jika

diketahui nilai-nilai force of

transition konstan per tahun maka

( ) ( ) ( ) ( )

Perhitungan dihitung dengan metode

matriks force of transition. Andaikan

pria tersebut baru berada pada state 1

(tahap awal infeksi), peluang

bertahan hidup pria tersebut dari

state 1 (tahap awal infeksi) ke state 2

(tahap awal infeksi HIV) dapat dicari

menggunakan

( ) ( ) . ( )

( )

( )

/( )

. . ( )

( )

/( ) . ( )

( )

( )

/( )/(

( )

(

( )

( )

( )

( )

( )))

Pertama akan dicari peluang bertahan

hidup pria tersebut pada umur

( ). Pada perhitungan tersebut

nilai force of transition yang dipakai

adalah nilai force of transition

individu pria berumur 40 dan 41.

Kedua akan dicari peluang bertahan

hidup pria tersebut pada umur

( ) dimana nilai force of

transition yang dipakai adalah nilai

force of transition individu pria

berumur 41 dan 42.

Dan seterusnya sampai ( ).

Maka hasil peritungan tersebut dapat

ditulis dalam sebuah tabel

Metode Matriks Force of

Transition

1

2

3

4

5

6

20

Begitupun dengan wanita,

perhitungan yang dilakukan sama,

hanya saja nilai force of transition

yang digunakan adalah nilai force of

transition untuk wanita pada umur

tahun.

KESIMPULAN

Berdasarkan tujuan yang

ingin diperoleh serta hasil analisis,

maka dapat disimpulkan hal-hal

berikut:

a. Peluang transisi dapat ditentukan

dengan menggunakan metode

matriks force of transition yang

entrinya adalah nilai peluang

perubahan sesaat (force of

transition) dari satu state ke state

lainnya.

b. Peluang bertahan hidup dari suatu

individu dapat ditentukan dengan

menggunakan metode matriks

force of transition. Nilai force of

transition dipengaruhi oleh usia

dan jenis kelamin. Persamaan (19)

digunakan untuk menentukan

peluang bertahan hidup dari suatu

individu pria/wanita penderita

HIV-AIDS pada umur tahun

jika individu tersebut baru berada

pada state 1 (tahap awal infeksi

HIV) pindah ke state 2 (tahap

tanpa gejala). Sedangkan

persamaan (20) digunakan jika

individu pria/wanita tersebut

berada pada state 2 (tahap tanpa

gejala) pindah ke state 3 (tahap

ARC (AIDS Related Complex)).

SARAN

a. Penelitian ini dapat dikembangkan

lagi dengan menggunakan data

nilai-nilai force of transition

untuk individu yang mengidap

HIV sehingga dapat diketahui

perbedaan antara nilai peluang

bertahan hidup yang didapatkan

dari metode matriks force of

transition dengan nilai peluang

bertahan hidup dari tabel.

b. Penelitian ini dapat dikembangkan

dengan mencari peluang transisi

dan peluang bertahan hidup dari

model Markov yang melibatkan

lebih dari empat state.

DAFTAR PUSTAKA

Aisyah, U. 2012. Artikel : Definisi,

Sejarah, Gejala, Cara

Penularan dan Pencegahan

Penyakit HIV- AIDS.

Anton, H. and Rorres C. 2004.

Aljabar Linear Elementer

Versi Aplikasi Edisi

kedelapan Jilid 1. Erlangga.

Jakarta.

Billingsley, P. 1994. Probability and

Measure. John Wiley and

Sons. New York.

Haryono. 1995. Proses Stokastik

Terapan. Institut Teknologi

Sepuluh November.

Hillier, F. S. and Lieberman, G. J.

2008. Introduction to

Operation Research 8th

Edition Jilid 2. Penerbit Andi.

Yogyakarta.

Imrona, M. 2009. Aljabar Linear

Dasar. Erlangga. Jakarta.

Jones, B. 1994. Journal : Actuarial

Calculation Using a Markov

Model: Transactions of

Society of Actuaries. Volume

46: hal 227-250.

Leon, S.J. 1998. Aljabar Linear dan

Aplikasinya (diterjemahkan

oleh: Alit Bondan). Erlangga.

Jakarta.

Stewart, J. 2003. Kalkulus Edisi

Keempat Jilid 2

(diterjemahkan oleh: Susila

dan Gunawan). Erlangga.

Jakarta.

Sunusi, N. 2014. Buku Ajar Proses

Stokastik. Prodi Statistika

FMIPA Universitas

Hasanudin.

Tijms, H. 2003. A First Course in

Stochastic Models. John

Wiley and Sons. England.