Phân loại bệnh võng mạc đái tháo đường sử dụng mô hình mạng resnet

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH KHĨA LUẬN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH PHÂN LOẠI BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG SỬ DỤNG MƠ HÌNH MẠNG RESNET GVHD: THS NGÔ BÁ VIỆT SVTH: PHẠM VŨ TƯỜNG VY ĐẶNG THỊ NGỌC LINH SKL011122 Tp Hồ Chí Minh, tháng 7/2023 BỘ GIÁO DỤC & ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM KỸ THUẬT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH - ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP NGÀNH KỸ THUẬT Y SINH ĐỀ TÀI : PHÂN LOẠI BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG SỬ DỤNG MƠ HÌNH MẠNG RESNET GVHD: ThS Ngơ Bá Việt SVTH1: Phạm Vũ Tường Vy MSSV1: 19129067 SVTH2: Đặng Thị Ngọc Linh MSSV2: 19129025 Tp Hồ Chí Minh – 7/2023 TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP Y SINH CỘNG HÒA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 30 tháng năm 2023 NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Phạm Vũ Tường Vy MSSV: 19129067 Đặng Thị Ngọc Linh MSSV: 19129025 Chuyên ngành: Kỹ thuật Y Sinh Mã ngành: 129 Hệ đào tạo: Đại học quy Mã hệ: Khóa: 2019 Lớp: 191290 Họ tên sinh viên: I TÊN ĐỀ TÀI: PHÂN LOẠI BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG SỬ DỤNG MƠ HÌNH MẠNG RESNET II NHIỆM VỤ Các số liệu ban đầu: - Ngơn ngữ lập trình: Python - Các phần mềm hỗ trợ sử dụng: Visual Studio, gg colab - Tập liệu: Dữ liệu hình ảnh võng mạc chụp ảnh đáy mắt gồm 3662 ảnh lấy từ nguồn truy cập trực tuyến liệu Hiệp hội Nhãn khoa Châu Á Thái Bình Dương (APTOS) 2019 - Huấn luyện mạng ResNet50 phân loại ảnh - Thiết kế web để hiển thị kết chẩn đoán Nội dung thực hiện: - Nội dung 1: Tiến hành tổng hợp hình ảnh từ nguồn truy cập trực tuyến xếp liệu theo đặc điểm cần phân loại - Nội dung 2: Xây dựng mơ hình huấn luyện để phân loại cấp độ bệnh khác - Nội dung 3: Thực trình huấn luyện máy học, điều chỉnh tham số đưa đánh giá tổng q mơ hình Sau đó, so sánh kết với mơ hình khác sử dụng để phân loại tương tự III NGÀY GIAO NHIỆM VỤ: 20/2/2022 IV NGÀY HOÀN THÀNH NHIỆM VỤ: 30/06/2023 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH i V HỌ VÀ TÊN CÁN BỘ HƯỚNG DẪN: ThS Ngô Bá Việt CÁN BỘ HƯỚNG DẪN BM ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH ii TRƯỜNG ĐH SPKT TP HỒ CHÍ MINH KHOA ĐIỆN – ĐIỆN TỬ BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP Y SINH CỘNG HỊA XÃ HỘI CHỦ NGHĨA VIỆT NAM ĐỘC LẬP – TỰ DO – HẠNH PHÚC o0o -Tp HCM, ngày 30 tháng 06 năm 2023 LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP Họ tên sinh viên 1: Phạm Vũ Tường Vy Lớp: 191290 MSSV: 19129067 Họ tên sinh viên 2: Đặng Thị Ngọc Linh Lớp: 191290 MSSV: 19129025 Tên đề tài: Phân loại bệnh võng mạc đái tháo đường sử dụng mô hình mạng Resnet Tuần/ ngày Nội dung Xác nhận GVHD Tuần (20/2 - 26/2/2023) - Gặp GVHD để biết yêu cầu chung đồ án chọn đề tài phù hợp - Sau GVHD xem xét đánh giá đề tài chọn Tuần (27/2 - 5/3/2023) - Viết tóm tắt yêu cầu cần làm đồ án, tìm phương pháp phù hợp để xây dựng mơ hình - Viết đề cương báo cáo chi tiết Tuần – Tuần - Nghiên mạng nơ-ron tích chập, lựa (6/3 - 26/3/2023) chọn mơ hình mạng thích hợp - Tìm hiểu liệt kê loại bệnh Tuần – Tuần - Viết chương trình xây dựng mơ (27/3 - 9/4/2023) hình Tuần – Tuần 13 - Hiệu chỉnh mơ hình để dự đoán kết (10/4- 14/5/2023) phân loại ảnh sử dụng CNN - Viết báo cáo Tuần 14 – Tuần 16 (15/5 - 4/6/2023) - Tạo giao diện dễ sử dụng hiển thị thơng tin chẩn đốn BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iii - Triển khai mơ hình thực kiểm tra để đảm bảo tính xác - Tiếp tục viết báo cáo Tuần 17 – Tuần 20 - Viết hoàn thiện báo cáo (5/6-30/6) - Gửi báo cáo cho GVHD để xem xét đánh giá lại GV HƯỚNG DẪN (Ký ghi rõ họ tên) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH iv LỜI CAM ĐOAN Chúng thực đề tài nhờ nỗ lực cố gắng chúng tôi, hướng dẫn ThS Ngô Bá Việt Đồng thời, nhóm nghiên cứu từ nhiều nguồn tài liệu để giải vấn đề liên quan nhằm hoàn thành đề tài Chúng chịu trách nhiệm đầy đủ vi phạm liên quan Nhóm sinh viên thực đề tài Phạm Vũ Tường Vy – Đặng Thị Ngọc Linh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH v LỜI CẢM ƠN Trước hết, xin bày tỏ lịng biết ơn đặc biệt đến Thầy Ngơ Bá Việt Chân thành cảm ơn Thầy dành thời gian q báu để hướng dẫn, góp ý, bảo, chia sẻ kinh nghiệm quý giá cho nhóm Thầy tạo điều kiện giúp đỡ nhóm thời điểm khó khăn Chúng tơi xin gửi lời cảm ơn thầy cô Khoa Điện – Điện Tử nói chung, thầy mơn Điện Tử Cơng Nghiệp – Y sinh nói riêng Thầy cô trang bị kiến thức cần thiết giúp đỡ nhiều trình thực đề tài Cảm ơn đến cha mẹ, gia đình - người ln yêu thương, tạo động lực to lớn, cỗ vũ khích lệ, cho lời khuyên hữu ích gặp khó khăn để hồn thành đề tài Cuối nhóm xin cảm ơn bạn bè anh chị chia sẻ hỗ trợ nhóm Chúng tơi xin chân thành bày tỏ lịng biết ơn! Nhóm sinh viên thực đề tài Phạm Vũ Tường Vy - Đặng Thị Ngọc Linh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vi MỤC LỤC NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP i LỊCH TRÌNH THỰC HIỆN ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP iii LỜI CAM ĐOAN v LỜI CẢM ƠN vi MỤC LỤC vii LIỆT KÊ HÌNH ix LIỆT KÊ BẢNG xi DANH SÁCH CÁC TỪ VIẾT TẮT xii TÓM TẮT xiii Chương TỔNG QUAN 1.1 ĐẶT VẤN ĐỀ 1.2 MỤC TIÊU 1.3 NỘI DUNG NGHIÊN CỨU 1.4 GIỚI HẠN 1.5 BỐ CỤC Chương CƠ SỞ LÝ THUYẾT 2.1 BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 2.2 ẢNH CHỤP ĐÁY MẮT 2.3 MỘT SỐ PHƯƠNG PHÁP PHÂN LOẠI BỆNH VÕNG MẠC 2.3.1 PHƯƠNG PHÁP MÁY VECTOR HỖ TRỢ 2.3.2 PHƯƠNG PHÁP MẠNG NƠ-RON TÍCH CHẬP 2.4 KỸ THUẬT HỌC CHUYỂN GIAO 11 Chương XÂY DỰNG MƠ HÌNH PHÂN LOẠI BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 14 3.1 GIỚI THIỆU 14 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH vii 3.2 SƠ ĐỒ KHỐI 14 3.3 TẬP DỮ LIỆU 15 3.4 CHUẨN HÓA HÌNH ẢNH 17 3.5 MẠNG CNN 18 3.6 PHƯƠNG PHÁP ĐÁNH GIÁ HUẤN LUYỆN 20 3.7 THIẾT KẾ GIAO DIỆN 22 3.7.1 THIẾT KẾ BACKEND 23 3.7.2 THIẾT KẾ FRONTEND 25 3.7.3 KẾT NỐI FRONTEND VÀ BACKEND 26 Chương KẾT QUẢ VÀ THẢO LUẬN 30 4.1 GIỚI THIỆU 30 4.2 KẾT QUẢ PHÂN LOẠI 30 4.2.1 PHÂN LOẠI BỆNH TRƯỚC KHI HIỆU CHỈNH GIÁ TRỊ THÔNG SỐ 30 4.2.2 PHÂN LOẠI BỆNH SAU KHI HIỆU CHỈNH GIÁ TRỊ THÔNG SỐ 31 4.3 SO SÁNH MƠ HÌNH PHÂN LOẠI CỦA ĐỀ TÀI VỚI PHƯƠNG PHÁP KHÁC 35 4.4 GIAO DIỆN CHẨN ĐOÁN BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 36 4.5 HƯỚNG DẪN SỬ DỤNG GIAO DIỆN 40 4.6 ĐÁNH GIÁ TRANG WEB 43 4.7 DỰ TOÁN CỦA HỆ THỐNG PHÂN LOẠI BỆNH VÕNG MẠC ĐÁI THÁO ĐƯỜNG 45 Chương KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 46 5.1 KẾT LUẬN 46 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN 46 TÀI LIỆU THAM KHẢO 47 PHỤ LỤC 52 BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH viii PHỤ LỤC Họ tên Tuổi Giới tính Số điện thoại BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 62 PHỤ LỤC Ngày sinh Email Địa chỉ Hình ảnh chuẩn đốn BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CƠNG NGHIỆP – Y SINH 63 PHỤ LỤC Lưu lại )} export default Diagnostic 3.3 Trang xem danh sách bệnh nhân, xóa, sửa, xem chi tiết xóa thơng tin bệnh nhân 3.3.1 Trang xem danh sách bệnh nhân, xóa bệnh nhân const PatientList = () => { const [data, setData] = useState([]); useEffect(() => { fetchData(); }, []); const fetchData = () => { fetch('http://127.0.0.1:8000/employee') then(response => response.json()) then(dt => { setData(dt);}); }; const deleteData = (id) => { fetch('http://127.0.0.1:8000/employee/' + id + '/', { method: 'DELETE', body: JSON.stringify(data), }) BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 64 PHỤ LỤC then(response => response) then((data) => { if (data) { fetchData();}});} return ( Họ tên Giới tính Tuổi Địa chỉ Hành động { data.map((value) => ( {value.full_name} BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 65 PHỤ LỤC {value.gender} {value.age} {value.address} Chi tiết Cập nhật deleteData(value.id)} className='mr-2 text-xs md:text-base border-none bg-indigo-900 hover:bg-indigo-800 text-white cursor-pointer rounded-3xl px-1.5 py-1 md:px-3 md:py-2'>Xóa )) } )} export default PatientList 3.3.2 Trang sửa thông tin bệnh nhân import React, { useEffect, useState } from 'react' import { useNavigate, useParams } from 'react-router-dom' import axios from 'axios' const Edit = () => { BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 66 PHỤ LỤC const nav = useNavigate() const { id } = useParams(); const [state, setState] = useState({ full_name: '', age: '', gender: '', email: '', contact: '', address: '', birthday: '', featured_img: null, }) useEffect(() => { fetchData(); }, []); const fetchData = () => { fetch(`http://127.0.0.1:8000/employee/${id}/`) then(response => response.json()) then(data => { setState({ full_name: data.full_name, age: data.age, gender: data.gender, email: data.email, contact: data.contact, address: data.address, birthday: data.birthday, featured_img: data.featured_img }); }); }; const changeHandler = event => { setState({ state, [event.target.name]: event.target.value }); }; const handleFileChange = (event) => { setState({ state, featured_img: event.target.files[0], }); }; const submitForm = () => { const _formData = new FormData(); _formData.append('full_name', state.full_name); _formData.append('age', state.age); _formData.append('gender', state.gender); _formData.append('email', state.email); _formData.append('contact', state.contact); _formData.append('address', state.address); _formData.append('birthday', state.birthday); BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 67 PHỤ LỤC _formData.append('featured_img', state.featured_img, state.featured_img.name); axios.put(`http://127.0.0.1:8000/employee/${id}/`, _formData, { headers: { 'content-type': 'multipart/form-data' } }) then(response => { nav('/diagnostic-list') }) catch(error => { console.error(error); }); }; return ( Họ tên Tuổi Giới tính Số điện thoại Ngày sinh BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 69 PHỤ LỤC Email Địa chỉ Hình ảnh chuẩn đốn Cập nhật BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 70 PHỤ LỤC )} export default Edit 3.3.3 Trang xem chi tiết thông tin bệnh nhân const Detail = () => { const { id } = useParams(); const [state, setState] = useState({ full_name: '', age: '', gender: '', email: '', contact: '', address: '', birthday: '', featured_img: null, classified: '' }); useEffect(() => { fetchData() }, []) const fetchData = () => { fetch(`http://127.0.0.1:8000/employee/${id}`) then(response => response.json()) then(data => { setState({ full_name: data.full_name, age: data.age, gender: data.gender, email: data.email, contact: data.contact, address: data.address, birthday: data.birthday, featured_img: data.featured_img, classified: data.classified }) }) } return ( BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 71 PHỤ LỤC THÔNG TIN BỆNH NHÂN Họ tên: {state.full_name} Giới tính: {state.gender} Tuổi: {state.age} Ngày sinh: {state.birthday} Số điện thoại: {state.contact} Địa chỉ: BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 72 PHỤ LỤC {state.address} ẢNH CHẨN ĐOÁN KẾT QUẢ CHẨN ĐOÁN Chẩn đoán: {state.classified} { state.classified === 'PROLIFERATIVE DR' ? BỘ MÔN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 73 PHỤ LỤC

Mô tả: Bệnh lý võng mạc đái tháo đường giai đoạn tăng sinh.

Chi tiết: Tổn thương nặng võng mạc, rách bong võng mạc dẫn đến mù lòa

Điều trị: Bệnh nhân giai đoạn cần laser quang đơng tồn võng mạc cấp cứu Diễn biến bệnh giai đoạn nhanh nặng, đặc biệt bệnh đái tháo đường không điều trị triệt để.

: state.classified === 'SEVERE' ?

Mô tả: Bệnh lý võng mạc đái tháo đường tiền tăng sinh

Chi tiết: Vi phình mạch, xuất tiết, xuất huyết võng mạc

Điều trị: Tổn thương giai đoạn đe dọa chức thị giác, gây thiếu máu cục nặng cần chụp đáy mắt huỳnh quang laser quang đơng vùng tổn thương để phịng biến chứng.

: state.classified === 'MODERATE' ?

Mơ tả: Bệnh lý hồng điểm đái tháo đường

Chi tiết: Phù hoàng điểm với xuất tiết cứng quanh hồng điểm

BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 74 PHỤ LỤC

Điều trị: Khi xuất bệnh lý hoàng điểm với biểu thị lực giảm sút nhiều, bệnh nhân cần khám mắt điều trị laser để hoàng điểm hồi phục sớm.

: state.classified === 'MILD' ?

Mô tả: Bệnh lý võng mạc nền

Chi tiết: Phình mao mạch võng mạc, xuất huyết nhẹ, ứ đọng chất tiết võng mạc, phù võng mạc.

Điều trị: Cần theo dõi điều trị có tiến triển xấu, ảnh hưởng đến chức thị giác.

: Mơ tả: BỘ MƠN ĐIỆN TỬ CÔNG NGHIỆP – Y SINH 75 S K L 0