ĐỒ án tốt NGHIỆP đại học CHUYÊN NGÀNH điện tử y SINH xây DỰNG hệ CHUYÊN GIA y tế CHẨN đoán BAN đầu một số BỆNH về PHỔI

HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN Sự NGUYỄN ĐẶNG HOÀNG NAM KHOÁ 14 HỆ ĐÀO TẠO KỸ SƯ DÂN SỰ DÀI HẠN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ Y SINH XÂY DỰNG CHUYÊN Y TẾ CHẨN ĐOÁNHỆBAN ĐẦUGIA MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI NĂM 2020 HỌC VIỆN KỸ THUẬT QN Sự NGUYỄN ĐẶNG HỒNG NAM KHỐ 14 HỆ ĐÀO TẠO KỸ SƯ DÂN SỰ DÀI HẠN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC NGÀNH: KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN VÀ TỰ ĐỘNG HÓA MÃ SỐ: 5252020118 XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA Y TÉ CHẨN ĐOÁN BAN ĐẦU MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI Cán hướng dẫn: Thiếu tá, ThS Nguyễn Thị Ngọc Mai HỌC VIỆN KỸ THUẬT QUÂN SỰ CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM KHOA KỸ THUẬT ĐIỀU KHIỂN Độc lập - Tự - Hạnh phúc NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Đặng Hoàng Nam Lớp: ĐTYS 14 Ngành: Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Khóa: 14 Chuyên ngành: Điện tử y sinh Tên đề tài: “Thiết kế Hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi ” Các số liệu ban đầu: GS Phạm Gia Cường, Khám chữa bệnh phổi, Nhà xuất Y Học, Hà Nội - 2005 Nội dung thuyết minh: Bản thuyết minh gồm có chương: - Chương 1: Tổng quan Hệ chuyên gia y tế - Chương 2: Cơ sở tri thức số bệnh phổi - Chương 3: Thiết kế hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi Số lượng, nội dung vẽ (ghi rõ loại, kích thước cách thực vẽ) sản phẩm cụ thể (nếu có): Chương trình “Hệ chun gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi” chạy phần mềm MATLAB Cán hướng dẫn (ghi rõ họ tên, cấp bậc, chức vụ, đơn vị, hướng dẫn toàn hay phần): Thiếu tá, Thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Mai Giáo viên Bộ môn Điện tử y sinh, Khoa Kỹ thuật điều khiển Hướng dẫn toàn đồ án Ngày hoàn thành: 16/07/2020 Ngày giao: 10/01/2020 Hà Nội, ngày 16 tháng năm 2020 Chủ nhiệm môn GVC, TS Nguyễn Mạnh Cường Cán hướng dẫn GV, ThS Nguyễn Thị Ngọc Mai Sinh viên thực Đã hoàn thành nộp đồ án ngày 16 tháng năm 2020 Nguyễn Đặng Hoàng Nam DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa HCG Hệ chuyên gia NMP Nghẽn mạch phổi PKLT Phổi kẽ lan tỏa TKL Trực khuẩn lao DANH MỤC HÌNH VẼ Hình 3.13 Giao diện kết luận tất triệu chứng đánh dấu 49 DANH MỤC BẢNG BIỂU 10 LỜI NĨI ĐẦU Khơng Việt Nam mà nhiều nước giới, tỷ lệ mắc bệnh phổi ngày gia tăng mạnh mẽ biến đổi khí hậu, nhiễm mơi trường phong cách sống Đã có nhiều biện pháp tiên tiến áp dụng bệnh lý gây nhiều thách thức cho ngành y tế việc chữa trị cho người bệnh Bên cạnh đó, xuất ngày nhiều bệnh lý suy giảm miễn dịch, với việc dùng thuốc không theo dẫn bác sĩ dẫn đến tần suất mắc bệnh lý hô hấp ngày nhiều, bệnh lý ngày nặng Do đó, việc chẩn đốn sớm bệnh phổi cần thiết để giải trạng Hệ chuyên gia lĩnh vực nghiên của trí tuệ nhân tạo, ứng dụng trí tuệ người (là chuyên gia lĩnh vực) vào máy móc nhằm tạo hệ thống máy móc thơng minh, đóng vai trị chuyên gia thực thụ phục vụ mục đích khác người lĩnh vực cụ thể Hệ chuyên gia y tế Hệ chuyên gia phục vụ lĩnh vực y tế, sử dụng tri thức y tế chuyển hóa để hỗ trợ cho cán y tế, sở y tế thực tốt việc chăm sóc sức khỏe người Dựa thực tiễn việc cần chẩn đốn sớm bệnh phổi lợi ích mang lại Hệ chuyên gia y tế, em lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi” làm đồ án tốt nghiệp, với mục tiêu tạo chương trình hệ chun gia hỗ trợ chẩn đốn số bệnh phổi, hỗ trợ cho y bác sĩ tuyến - người chuyên gia lĩnh vực chưa có nhiều kinh nghiệm, sử dụng hệ TÌM HIẾU Các bệnh phối sữ dụng chuyên gia: Phổi kẽ lan tòa Phổi kẽ lan tỏa Nghẽn mạch phổi Lao phổi Tràn dịch màng phổi Tràn màng phổi Viêm phổi hít CHỌN Chào mùng đển với giao diện tìm hiểu! Tại đáy bạn có thẻ tìm hiểu thêm kiến thức bệnh có hệ chuyên gia! Hình 3.14 Giao diện tìm hiểu tri thức bệnh 41 phoikelantữa PHỐI KẼ LAN TỎA Bệnh phổi kẽ lan tỏa có đặc điểm tẩn thương mô kẽ phổi, viêm cẩu trúc phế nang dần dẫn đổn xơ hóa nhu mơ phổi TRIỆU CHỨNG ĐIÈU TRỊ NGUN NHÂN Hình 3.15 Tìm hiểu bệnh Phơi kẽ lan tỏa Hình 3.16 Giao diện tìm hiêu triệu chứng bệnh phơi kẽ lan tỏa Hình 3.17 Giao diện tìm hiêu ngun nhân gây phơi kẽ lan tỏa 87 PHỐI KẼ LAN TỎA ĐIÈU TRỊ Đẻ điều tộ, bệnh nhân trước hết bỏ hút thuốc có Điều trị nhiễm khn kháng sinh thích hựp Thử oxy bệnh nhân bị giảm oxy máu Điêu trị kèm biên chưng (vỉ dụ tràn khí màng phơi, nghẽn mạch phổi) Hình 3.18 Giao diện tìm hiểu phương pháp điều trị phổi kẽ lan tỏa Tương tự phần tìm hiểu tri thức phổi kẽ lan tỏa, phần tìm hiểu tri thức bệnh lao phổi bắt đầu với giao diện mở đầu phần tìm hiểu hình 88 3.19, với phần nêu lên khái niệm bệnh lao phổi, với ba lựa chọn để tìm hiểu tri thức bệnh “triệu chứng”, “nguyên nhân” “điều trị” LAO PHÔI Lao phổi bệnh nhiễm khuẩn phổi gây trực khuẩn lao (TKL) Myọobacterium Tuberculosis Bệnh thông thường gặp trẻ em, thiêu niên, phụ nữ có thai, người cao tuổi, người bị HIV lứa tuổi Hình 3.19 Chọn bắt đầu tìm hiểu tri thức bệnh lao phổi 89 Đối với bệnh có phần thông tin tri thức nhiều lao phổi, cửa sổ giao diện kéo dài nhằm đáp ứng đủ khơng gian chứa tri thức (hình 3.20) Các triệu chứng cận lâm sàng liệt kê với triệu chứng lâm sàng, nhằm mục đích tham khảo khơng sử dụng để chẩn đốn bệnh HCG LAO PHỔI TRIỆU CHỨNG Lâm sàng: - - - Lao tiên phát (là loại viêm phôi thiêu không triệu chứng, khu trú ỡ phân nên phôi, kèm theo rạch rơn phơi) thường gân khơng có biêu rõ rệt Nhưng đến giai đoạn lao tái hoạt động triệu chứng lại trỡ nên rõ rệt: sốt mồ đêm Xảy tình trạng sút cân ỡ người bệnh Ho máu, có đờm khơng phãi đờm mủ Có người bị lao phôi ho máu nặng làm nghẹt thỡ, động mạch phơi bên hang lao bị ăn mịn (hiện tượng phình mạch Rasmussen) Nghe phơi có ran sau ho Có trường hợp đau ngực tràn dịch màng phơi lao Cận iâm sàng: Chân đốn hình ảnh sữ dụng hình ảnh chụp X quang phơi: -Nhiễm khn tiên phát biêu huyệt lao ngoại vi bị vơi hóa hạch rốn phỗi vơi hóa -Tái hoạt động lao: Họa tữ Hang lao (chũ yếu đĩnh phơi) Xơ hóa co kéo rốn phỗi Phế quăn phế viêm Ton thương kẽ Hình ảnh hạt kê Các hình ảnh có thê gặp ỡ lao tiên phát tiến triên -Tràn dịch màng phôi lao: tràn dịch thành lập nhanh nặng -Chụp X quang phôi hàng loạt đánh giá bệnh nặng lẽn hay nhẹ Hình 3.20 Tìm hiểu triệu chứng bệnh lao phổi Phần nguyên nhân gây bệnh lao phổi thể hình 3.21 gồm hai giao diện con, nhằm đảm bảo cung cấp đủ thông tin cho người dùng mà khơng làm cho cửa sổ chương trình HCG trở nên lớn Cuối giao diện tri thức điều trị bệnh lao phổi tương tự bệnh khác hình 3.22 90 Trong trình thực chức Chẩn đốn, HCG khơng thêm vào triệu chứng cận lâm sàng, tính địi hỏi chuyên môn cao nhân viên y tế, để đọc phim chụp X-quang đòi hỏi chun mơn kinh nghiệm định nhận biết tổn thương thể phim chụp Vìvậy, triệu chứng cận lâm sàng sử dụng để tham khảo phần Tìm hiêu tri thức bệnh HCG LAO PHÔI NGUYÊN NHÀN (1/2) Nguyên nhãn gây bênh TKL với đăc điểm sau -Sinh săn châm, ưa khí khỏng di đỏng, khống có nha báo, thành (võ) dây có nhiều liptd -Khơng có sac tốt Sản xuầt Nĩacn Giám Nitrat Sàn xuầt Catalase -TKL chi cư trú ỡ người -Lây truyền Khi bênh nhãn lao ho hắt nói chuyện bắn hat nước bot chứa TKL truyền bênh cho ngườĩ lành Bệnh sinh giai đoạn lao phôi -Lao tiên phát (Là viêm phồi tổi thiều triệụ chứng, khu trụ ỡ phan gĩữa vả phổi, kèm theo hạch rốn phổi) chủ yếu nhiém khuần nội báo TKL sinh săn liên tục đện 12 tuần sau láy nhiễm khĩ có đáp ứng cũa miễn dich tế báo Các TKL bi ức chê bỡi tác đỏng cũa miễn dịch tẽ bào tăng bạch cáu mono, biên đôi bach cáu lympho kèm tiẽt lymphokin hoat hóa đia thưc bảo vá mỗ báo -Lao tiên phát tiến triển cõ thê xảy sau gĩaĩ đoạn khỏng có triệu chững Lúc xãy tinh trang thâm nhiêm phỗi hoạt tư, phể quàn viêm lao lao nôi phế quân lao kê hay lao kẽ lan tràn □□ LAO PHOI NGUYÊN NHÂN (2/2) -Trán dich màng phổi lao háu tiện phát xây sau lao tiên phát hâu quậ viẽc ton thương ngoai vi phơi lan vào màng phơi Gìaĩ đoan xuất tràn dịch màng phoi nặng (đồi dịch máu) với đạc điểm có dịch ri, thướng khơng tỏn thương phôi Tuy nhiên dịch ri tự hãp thu không cằn điều tri Nhưng đến giai đoan báo trước nguy bị lao, bỡi cân chân đoán vã điêu tộ sỡm (sinh thiẽt màng phôi vá nuôi cây) để phông ngứa lao xuất hiên -Tái hoat đỏng lao xuầt hiên sau lao tiên phát nhiều tháng hoăc nhĩều năm, lúc có tơn thương lao hay khu trũ phán thúy đinh sau thúy vá phân thúy thúy dựới theo hoai tữ vá phá hủy thành hang ỡ phôi ho máu sôt dai dâng, mõi hôi đẻm sũt cán -Tái nhiễm lao có biểu hiên giống nhu- tái hoat đông lao huyẽt hoại tử vá hang bị võ gáy trán theo dưỡng nôi phế quán 91 Hình 3.21 Các giao diện nguyên nhân gây bệnh lao phơi 92 laophoĩdt — LAO PHƠI ĐIỀU TRỊ Mục đích điều trị là: -Điều trị khỏi bệnh lâm sàng lẫn vi khuẩn học -Phòng ngừa kháng thuốc (phối hợp điều trị) -Phòng ngừa, điều trị bệnh cho người có tiếp xúc nhiều với bệnh nhản Yếu tố định thành độ điều trị bệnh nhân công điều trị việc tuân thủ chế Hình 3.22 Giao diện điều trị bệnh lao phổi KẾT LUẬN CHƯƠNG Chương xây dựng sở tri thức, máy suy diễn chương trình hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi Giao diện HCG thiết kế phần mềm Matlab với chức chính: chẩn đốn lâm sàng tìm hiểu tri thức bệnh có HCG HCG xây dựng với giao diện trực quan, dễ nhìn thân thiện với người dùng KẾT LUẬN Sau trình thực đồ án với đề tài “Xây dựng hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi”, đồ án thực nội dung sau: - Trình bày kiến thức tổng quát HCG; - Tổng hợp tri thức số bệnh phổi, dựa tài liệu “Khám chữa bệnh phổi” GS Phạm Gia Cường; - Xây dựng sở tri thức máy suy diễn HCG; - Thiết kế giao diện HCG thân thiện, trực quan, dễ sử dụng Đồ án sử dụng phương pháp trọng số cho HCG, cho phép đánh giá khả mắc bệnh suy từ việc chọn triệu chứng có trọng số khác Phương pháp cung cấp nhìn tổng quan dễ hình dung cho người sử dụng Do khả cịn hạn chế khơng tiếp xúc trực tiếp với bác sĩ chuyên môn nên HCG y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi dừng lại mức chẩn đốn cịn đơn giản Vì vậy, đồ án có khả phát triển, định hướng đồ án là: - Mở rộng sở tri thức bệnh - Mở rộng phạm vi bệnh phổi chẩn đoán - Liên hệ trao đổi trực tiếp với chun gia y khoa, người có chun mơn tăng độ tin cậy cho hệ chuyên gia - Thêm chức giải thích kết luận đưa TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] Thomas D.McFarland & Reese Parker, Expert Systems in Education and Training, Educational Technology ,1990, tr 93 [2] E A Feigenbaum, Knowledge Engineering, the applied side of artIFicial intelligence, Annels of the New York Academy of Sciences, 1984, tr.91107 [3] P Jackson, Introduction To Expert Systems, Pearson Education, 1999 [4] E Turban, Decision support and expert systems: management support systems, Prentice Hall, 1995 [5] Sở Y Tế TP.HCM, Tìm hiểu ứng dụng trí tuệ nhân tạo y tế, medinet.gov.vn - 2019 [6] Ryan Hoang, DeepClinics - Ứng dụng AI chẩn đoán bệnh da liễu Việt Nam [7] Phạm Gia Cường, Khám chữa bệnh phổi, NXB Y Học, 2005, tr 13 [8] TS Mai Ngọc Anh & ThS Nguyễn Thị Ngọc Mai, Giáo trình hệ chuyên gia y tế, Nhà xuất quân đội nhân dân -2019 [9] EDWARD H SHORTLIFFE, Medical Expert Systems-Knowledge Tools for Physicians, Medical Informatics - 1986 [10] Ngyễn Thanh Thủy, Hệ trợ giúp kiểm tra đơn thuốc chữa bệnh tăng huyết áp ES - TENSION, Tạp chí tin học điều khiển học, Viện Cơng nghệ Thơng - 1996 tin PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH CÁC HÀM SUY DIỄN TRONG HỆ CHUYÊN GIA 1.Hàm suy diễn đưa kết luận bệnh phổi kẽ lan tỏa: if(pklt1==0 & pklt2==0 & pklt3==0 & pklt4==0 & pklt5==0 & pklt6==0) axes(handles.axes3); imshow('tb5.jpg') ; end if pklt1==1 axes(handles.axes3); imshow('tb1.jpg'); end if (pklt2==1 | pklt3==1) axes(handles.axes3); imshow('tb2.jpg'); end if ((pklt2==1 & pklt3==1) | pklt4==1 | pklt5==1 | pklt6==1) axes(handles.axes3); imshow('tb3.jpg'); end if(pklt4==1 & pklt5==1 | pklt4==1 & pklt6==1) | (pklt5==1 & pklt6==1 | pklt4==1 & pklt5==1 & pklt6==1) axes(handles.axes3); imshow('tb4.jpg'); end Hàm suy diễn đưa kết luận bệnh nghẽn mạch phổi if (nmp1==0 & nmp2==0 & nmp3==0 & nmp4==0 & nmp5==0 & nmp6==0 & nmp7==0) axes(handles.axes4); imshow('tb5.jpg'); end if nmp1==1 | nmp2==1 | nmp3==1 | (nmp1==1 & nmp2==1) | (nmp1==1 & nmp3==1) | (nmp2==1 & nmp3==1) axes(handles.axes4); imshow('tb1.jpg'); end if (nmp1==1 & nmp2==1 & nmp3==1) | nmp4==1 |nmp5==1 | nmp6==1 axes(handles.axes4); imshow('tb2.jpg'); end if(nmp4==1 & nmp5==1) | (nmp4==1 & nmp6==1) | (nmp5==1 & nmp6==1) | nmp7==1 axes(handles.axes4); imshow('tb3.jpg'); end Hàm suy diễn đưa kết luận bệnh lao phổi if (lp1==0 & lp2==0 & lp3==0 & lp4==0 & lp5==0 & lp6==0) axes(handles.axes5); imshow('tb5.jpg'); end if lp1==1 | lp2==1 | lp3==1 | lp1==1 & lp2==1 | (lp1==1& lp3==1) | (lp2==1 & lp3==1) axes(handles.axes5); imshow('tb1.jpg'); end if (lp1==1 & lp2==1 & lp3) | lp4==1 | lp5==1 axes(handles.axes5); imshow('tb2.jpg'); end if (lp4==1 & lp5==1) | lp6==1 axes(handles.axes5); imshow('tb3.jpg'); end Hàm suy diễn đưa kết luận bệnh tràn dịch màng phổi if (tdmp1==0 &tdmp2==0 & tdmp3==0 & tdmp4==0 & tdmp5==0 & tdmp6==0 & tdmp7==0 & tdmp8==0 & tdmp9==0) axes(handles.axes6); imshow('tb5.jpg'); end if tdmp1==1 | tdmp2==1 | tdmp3==1| (tdmp1==1 & tdmp2==1) | (tdmp1==1 & tdmp3==1) | (tdmp2==1 & tdmp3==1) axes(handles.axes6); imshow('tb1.jpg'); end if (tdmp1==1 & tdmp2==1 & tdmp3==1) | tdmp4==1 | tdmp5==1 | tdmp6==1 axes(handles.axes6); imshow('tb2.jpg'); end if (tdmp4==1 & tdmp5==1) | (tdmp4==1 & tdmp6==1) | (tdmp5==1 & tdmp6==1) | tdmp7==1 | tdmp8==1 | tdmp9==1 axes(handles.axes6); imshow('tb3.jpg'); end if (tdmp4==1 & tdmp5==1 & tdmp6==1) | (tdmp7==1 & tdmp8==1) | (tdmp7==1 & tdmp9==1) | (tdmp8==1 & tdmp9==1) | (tdmp7==1 & tdmp8==1 & tdmp9==1) axes(handles.axes6); imshow('tb4.jpg'); end Hàm suy diễn đưa kết luận bệnh tràn khí màng phổi if (tkmp1==0 & tkmp2==0 & tkmp3==0 & tkmp4==0 & tkmp5==0 & tkmp6==0) axes(handles.axes7); imshow('tb5.jpg'); end if tkmp1==1 axes(handles.axes7); imshow('tb1.jpg'); end if tkmp2==1 | tkmp3==1 axes(handles.axes7); imshow('tb2.jpg'); end if (tkmp2==1 & tkmp3==1) | tkmp4==1 | tkmp5==1 | tkmp6==1 axes(handles.axes7); imshow('tb3.jpg'); end if (tkmp4==1 & tkmp5==1) | (tkmp4==1 & tkmp6==1) | (tkmp5==1 & tkmp6==1) | (tkmp4==1 & tkmp5==1 & tkmp6==1) axes(handles.axes7); imshow('tb4.jpg'); end Hàm suy diễn đưa kết luận bệnh viêm phổi hít if (vpdh1==0 & vpdh2==0 & vpdh3==0 & vpdh4==0) axes(handles.axes8); imshow('tb5.jpg'); end if vpdh1==1 | vpdh2==1 axes(handles.axes8); imshow('tb2.jpg'); end if (vpdh1==1 & vpdh2==1) | vpdh3==1 | vpdh4==1 axes(handles.axes8); imshow('tb3.jpg'); end if (vpdh3==1 & vpdh4==1) axes(handles.axes8); imshow('tb4.jpg'); end ... “X? ?y dựng hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu số bệnh phổi? ?? làm đồ án tốt nghiệp, với mục tiêu tạo chương trình hệ chun gia hỗ trợ chẩn đốn số bệnh phổi, hỗ trợ cho y bác sĩ tuyến - người chuyên. .. VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên: Nguyễn Đặng Hoàng Nam Lớp: ĐTYS 14 Ngành: Kỹ thuật điều khiển Tự động hóa Khóa: 14 Chuyên ngành: Điện tử y sinh Tên đề tài: “Thiết kế Hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban. .. 2.3 Một số bệnh phổi Trong phạm vi đồ án, Hệ chuyên gia y tế phục vụ chẩn đoán bệnh phổi: phổi kẽ lan tỏa, nghẽn mạch phổi, lao phổi, tràn dịch màng phổi, tràn khí màng phổi viêm phổi hít Sáu bệnh