Ứng dụng khai phá dữ liệu để xây dựng hệ thống chẩn đoán bệnh hen phế quản và viêm phế quản cho trẻ em

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TRẦN VĂN ĐỒNG ỨNG DỤNG KHAI PHÁ DỮ LIỆU ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN CHO TRẺ EM LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Đà Nẵng - Năm 2017 ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM TRẦN VĂN ĐỒNG ỨNG DỤNG KHAI PHÁ DỮ LIỆU ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN CHO TRẺ EM Chuyên ngành Mã số : HỆ THỐNG THÔNG TIN : 61.49.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG TIN Ngƣời hƣớng dẫn khoa học: TS NGUYỄN HOÀNG HẢI Đà Nẵng - Năm 2017 LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan: - Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp TS Nguyễn Hoàng Hải - Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng trung thực tên tác giả, tên cơng trình, thời gian địa điểm cơng bố - Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn toàn trách nhiệm Tác giả luận văn Trần Văn Đồng MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Lý chọn đề tài Mục tiêu nhiệm vụ nghiên cứu đề tài Đối tƣợng phạm vi nghiên cứu Phƣơng pháp nghiên cứu Kết dự kiến Ý nghĩa khoa học thực tiễn luận văn Bố cục luận văn CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU 1.1.1 Sơ lƣợc khai phá liệu 1.1.2 Quy trình khai phá liệu 1.1.3 Các kỹ thuật khai phá liệu 1.1.4 Ứng dụng khai phá liệu 10 1.2 PHÂN LỚP TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU 12 1.2.1 Phân lớp liệu 12 1.2.2 Quá trình phân lớp liệu 12 1.2.3 Đánh giá độ xác mơ hình phân lớn 15 1.3 KỸ THUẬT KHAI PHÁ DỮ LIỆU BẰNG CÂY QUYẾT ĐỊNH 16 1.3.1 Giới thiệu chung 16 1.3.2 Biểu diễn định 17 1.3.3 Các bƣớc xây dựng định 17 1.3.4 Ƣu điểm nhƣợc điểm định 18 1.4 THUẬT TOÁN ID3 19 1.4.1 Giới Thiệu 19 1.4.2 Xây dựng giải thuật 19 1.4.3 Ví dụ thuật toán ID3 21 1.4.4 Nhận xét thuật toán 26 1.5 THUẬT TOÁN C4.5 26 1.5.1 Giới thiệu thuật toán 26 1.5.2 Xây dựng giải thuật 27 1.5.3 Ví dụ thuật tốn C4.5 28 1.5.4 Nhận xét thuật toán 32 KẾT LUẬN CHƢƠNG 36 CHƢƠNG NGHIÊN CỨU VỀ BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN 37 2.1 ĐẶC ĐIỂM HỆ HÔ HẤP Ở TRẺ EM 37 2.1.1 Đặc điểm giải phẩu 37 2.1.2 Đặc điểm sinh lí 41 2.2 KHÁI NIỆM BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN 44 2.2.1 Khái niệm bệnh hen phế quản 44 2.2.2 Khái niệm bệnh viêm phế quản 45 2.3 BỆNH NGUYÊN – CƠ CHẾ SINH BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN 46 2.3.1 Nguyên nhân bệnh hen phế quản 46 2.3.2 Nguyên nhân bệnh viêm phế quản 49 2.3.3 Chẩn đoán bệnh 50 2.4 KHAI PHÁ DỮ LIỆU CÓ CANH TÁC DỮ LIỆU 52 2.4.1 Khái niệm 52 2.4.2 Mục đích phƣơng pháp luận canh tác liệu 53 2.4.3 Vai trò canh tác liệu khám phá tri thức khai phá liệu 53 2.4.4 Lựa chọn áp dụng phƣơng pháp CTDL 54 2.4.5 Phƣơng pháp canh tác liệu đánh giá đặc tính 54 2.5 ỨNG DỤNG CANH TÁC DỮ LIỆU TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU Y KHOA 55 2.5.1 Vai trò điều dƣỡng, bác sĩ canh tác liệu y khoa 55 2.5.2 Ứng dụng canh tác liệu khai phá liệu bệnh HPQ VPQ 56 KẾT LUẬN CHƢƠNG 59 CHƢƠNG XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN 60 3.1 DỮ LIỆU 60 3.1.1 Thu thập liệu 60 3.1.2 Xử lý liệu-Chuyển đổi liệu 61 3.1.3 Chọn lựa thuật toán ngơn ngữ lập trình để tiến hành khai phá 62 3.2 XÂY DỰNG CHƢƠNG TRÌNH 62 3.2.1 Dữ liệu đầu vào 62 3.2.2 Dữ liệu đầu 62 3.2.3 Các chức chƣơng trình 63 3.2.4 Phân tích u cầu tốn 64 3.3 DEMO CHƢƠNG TRÌNH 67 3.4 KẾT QUẢ ĐẠT ĐƢỢC 70 3.5 SO SÁNH VỚI CÁC ĐỀ TÀI TƢƠNG TỰ 73 KẾT LUẬN CHƢƠNG 75 KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN CỦA ĐỀ TÀI 76 TÀI LIỆU THAM KHẢO QUYẾT ĐỊNH GIAO ĐỀ TÀI LUẬN VĂN (Bản sao) DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU VÀ TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Ý nghĩa CNTT Công nghệ thông tin CSDL Cơ sở liệu CTDL Canh tác liệu DT Decision Tree (cây định) Gain Information Gain (Gia lƣợng thông tin) HPQ Hen phế quản HSBA Hồ sơ bệnh án KPDL Khai phá liệu VPQ Viêm phế quản DANH MỤC CÁC BẢNG Số hiệu bảng Tên bảng Trang 1.1 Tập liệu ví dụ thuật tốn ID3 21 1.2 Tập liệu ví dụ thuật tốn C4.5 28 1.3 Giá trị gain cho thuộc tính độ ẩm 33 2.1 Chỉ số chức hô hấp (theo Barnett H) 41 3.1 Cơ sở liệu chẩn đoán bệnh 20 bệnh nhân 61 DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Số hiệu Tên hình hình Trang 1.1 Khai phá liệu tập liệu 1.2 Quy trình khám phá tri thức từ sở liệu 1.3 Xây dựng mơ hình phân lớp 13 1.4 Ƣớc lƣợng độ xác 14 1.5 Phân lớp liệu 14 1.6 Ƣớc lƣợng độ xác mơ hình phƣơng pháp 15 holdout 1.7 Cây định cho việc chơi Tennis 16 1.8 Cây định chẩn đoán bệnh thuật toán ID3 25 1.9 Cây định chơi tennis thuật toán C4.5 32 2.1 Bệnh viêm phế quản 45 2.2 Yếu tố thuận lợi gây bệnh hen phế quản 48 3.1 Giấy giới thiệu mƣợn hồ sơ bệnh án nghiên cứu 60 3.2 Biểu đồ ca sử dụng hệ thống 64 3.3 Biểu đồ hoạt động huấn luyện liệu 65 3.4 Biểu đồ hoạt động chẩn đoán bệnh 65 3.5 Biểu đồ cho hoạt động đăng nhập 66 3.6 Biểu đồ cho hoạt động huấn luyện liệu 66 3.7 Biểu đồ cho hoạt động chẩn đốn bệnh 67 3.8 Màn hình đăng nhập vào hệ thống 67 3.9 Màn hình lựa chọn chức 68 3.10 Màn hình huấn luyện liệu 68 Số hiệu hình Tên hình Trang 3.11 Màn hình huấn luyện liệu với giải thuật C4.5 69 3.12 Màn hình chẩn đoán bệnh 69 3.13 Kết huấn luyện liệu hệ thống 71 3.14 Kết chẩn đoán bệnh 73 ... phá liệu ứng dụng vào khai phá liệu y khoa Chƣơng 3: Xây dựng hệ thống chẩn đoán bệnh hen phế quản viêm phế quản cho trẻ em 6 CHƢƠNG TỔNG QUAN VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU 1.1 TỔNG QUAN VỀ KHAI PHÁ DỮ... chẩn đốn bệnh hen phế quản viêm phế quản trẻ em dựa khai phá liệu  Ý nghĩa thực tiễn Việc xây dựng ứng dụng chẩn đoán bệnh hen phế quản viêm phế quản hỗ trợ cho bác sĩ, cha mẹ bé phát đƣợc bệnh. .. VĂN ĐỒNG ỨNG DỤNG KHAI PHÁ DỮ LIỆU ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHẨN ĐOÁN BỆNH HEN PHẾ QUẢN VÀ VIÊM PHẾ QUẢN CHO TRẺ EM Chuyên ngành Mã số : HỆ THỐNG THÔNG TIN : 61.49.01.04 LUẬN VĂN THẠC SĨ HỆ THỐNG THÔNG