XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH UNG THƯ GAN

• Hệ thống này sẽ giúp cho các bác sĩ trẻ chưa có nhiều kinh nghiệm hay bác sĩ tuyến huyện rút kinh nghiệm trước khi ra quyết định lâm sàng và nâng cao trình độ chuyên môn về chẩn đoán b

ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

BÁO CÁO LUẬN VĂN THẠC SĨ NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH

KHÓA 7

Giáo viên hướng dẫn : PGS.TS Đỗ Văn Nhơn

Học viên : Lê Thị Nguyệt Châu

Mã HV : CH1201007 – Khóa 7

Tên đề tài:

XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH UNG THƯ GAN

NỘI DUNG

1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI

Giới thiệu khảo sát về thực trạng bệnh ung thư

tế bào gan:

•Ung thư là một bệnh hiểm nghèo, sinh ra do rối loạn tế bào Ung thư gan là một trong những bệnh phổ biến nhất thế giới

•Ung thư gan là loại ung thư có tính chất ác tính rất cao Tỷ lệ ung thư gan ngày càng có xu hướng ra tăng

•Ở nước ta ung thư gan đứng hàng thứ 4, chiếm 6% tổng số ung thư, miền Bắc nhiều hơn miền

5-• Từ nhu cầu thực tiễn về khám chữa bệnh, đề

tài mong muốn ứng dụng Công nghệ thông tin vào lĩnh vực y khoa và đặc biệt là chuyên khoa

Nội tiêu hóa – Gan mật về chẩn đoán bệnh ung

thư gan

• Nghiên cứu vận dụng các phương pháp biểu

diễn tri thức và suy luận để xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán bệnh ung thư gan

1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI (tt)

• Hệ hỗ trợ chẩn đoán này đáp ứng một số yêu

cầu từ ý kiến của chuyên gia, có giao diện mang tính tương tác và hệ thống thử nghiệm trên các bệnh án thực tế

• Hệ thống này sẽ giúp cho các bác sĩ trẻ chưa

có nhiều kinh nghiệm hay bác sĩ tuyến huyện rút kinh nghiệm trước khi ra quyết định lâm sàng và nâng cao trình độ chuyên môn về chẩn đoán bệnh ung thư gan

1 MỤC TIÊU CỦA ĐỀ TÀI (tt)

2 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH UNG THƯ GAN

Bước 1:

• Xác định miền tri thức

• Xác định phạm vi vấn đề

• Thu thập tri thức

Bước 2: Thiết kế cơ sở tri thức

• Biễu diễn tri thức

• Tổ chức cơ sở tri thức

Bước 3: Thiết kế bộ suy diễn

• Thu thập và biểu diễn vấn đề chẩn đoán

• Thiết kế thuật giải để chẩn đoán

Bước 4: Thiết kế giao diện người dùng

Bước 5: Cài đặt

Bước 6: Xây dựng bảng mẫu để kiểm tra

Bước 7: Hiệu chỉnh và báo cáo

2 CÁC BƯỚC XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH UNG THƯ GAN (tt)

3 BIỂU DIỄN TRI THỨC VÀ TỔ CHỨC

CƠ SỞ TRI THỨC

Việc thu thập tri thức:

•Nghiên cứu tài liệu bằng tiếng Anh và tiếng Việt về bệnh gan.

•Đến Khoa Nội tiêu hóa- Gan mật tại Bệnh viện Nhân dân Gia Định khảo sát thu thập tri thức và dữ liệu bệnh nhân

•Gặp chuyên gia để tư vấn về kinh nghiệm chẩn đoán hàng tuần trong lúc làm đề tài

•Sau khi thu thập dữ liệu rất công phu, tập tri thức rất phức tạp, em đã nghiên cứu phân loại và hiệu chỉnh

sao cho phù hợp để đưa tri thức lên máy tính

a Mô hình biểu diễn tri thức COKB

M=(C, H, R, Ops, Funcs, Rules)

•C là tập hợp các khái niệm về C_Object

•H là tập hợp các quan hệ phân cấp giữa các lọai đối

b Mô hình biểu diễn tri thức cải biên

Sub-COKB-Adapt

Gồm 4 thành phần:

(Attr, Act, Rules, Patient)

•Attr là tập các thuộc tính nền chứa tất cả các triệu

chứng của bệnh nhân

•Act là tập các hành động về việc chẩn đoán bệnh

ung thư gan

•Rules là tập các luật dẫn được dùng trong chẩn

đoán

•Patient là một đối tượng cụ thể dùng để chẩn đoán

bệnh

Lưu trữ thành các tập tin:

[1] Tập tin “Attr.txt” mô tả các thuộc tính nền.

[2] Tập tin “Act.txt” mô tả các hành động.

[3] Tập tin “Rules.txt” mô tả tập các luật.

[4] Tập tin “Patient.txt” mô tả bài toán cần

giải quyết

c Tổ Chức Cơ Sở Tri Thức

[1] Cấu trúc tập tin “Attr.txt”

Begin Attr begin variable

{Danh sách các thuộc tính}

end variable begin constraints end constraints End Attr

c Tổ Chức Cơ Sở Tri Thức (tt)

[2] Cấu trúc tập tin “Act.txt”

[3] Cấu trúc tập tin “Rules.txt”

[4] Cấu trúc tập tin “Patient.txt”

Tập tin “Rule.xml” để mô phỏng các luật

4 THIẾT KẾ BỘ SUY DIỄN

a Phát biểu vấn đề chẩn đoán

•Vấn đề chẩn đoán dựa vào cơ sở tri thức về các triệu chứng của bệnh ung thư gan được mô hình hóa và tổ chức thành cơ sở tri thức lưu trữ trên máy.

•Hệ thống cho phép nhập vào tập các triệu chứng do bệnh nhân cung cấp hay do bác sĩ thăm khám

•Hệ thống có thể phân tích và so khớp dựa vào tập luật, nếu chưa đủ cơ sở để kết luận bệnh thì hệ thống yêu cầu thực hiện thêm các xét nghiệm

•Sau đó hệ thống tiếp nhận thêm thông tin các kết quả xét nghiệm lâm sàng Trên cơ sở đó hệ thống đưa ra suy

b Thuật Giải Dạng Sơ Đồ

c Thuật Giải Dạng Mã Giả

• Bước 1: Nhập giá trị đầu vào là thông tin bệnh

nhân: Họ tên, năm sinh, địa chỉ, điện thoại, tiền

sử bệnh nhân

• Bước 2: Hệ thống cho hiển thị ra danh sách

các triệu chứng ban đầu và cho bệnh nhân

chọn lựa

• Bước 3: Hệ thống tự động thêm các triệu

chứng vào danh sách và kiểm tra điều kiện

c Thuật Giải Dạng Mã Giả (tt)

• Bước 4:

If Danh sách đủ điều kiện chẩn đoán then Đọc

tập luật từ tập tin Rule.xml

If So khớp các triệu chứng với luật then xuất ra kết quả chẩn đoán bệnh ung

thư tế bào gan Qua bước 8

Else chưa phát hiện bệnh ung thư tế bào

gan Qua bước 8

Else Chương trình xuất các xét nghiệm cận

lâm sàng cần thực hiện Qua bước 5

c Thuật Giải Dạng Mã Giả (tt)

• Bước 5: Hệ thống lưu ở trạng thái chờ chẩn

đoán Hệ thống xuất ra bảng danh sách các xét nghiệm cận lâm sàng Qua bước 6

• Bước 6: Hệ thống đưa kết quả xét nghiệm cận

lâm sàng vào danh sách triệu chứng Quay lại

bước 3: Thêm kết quả xét nghiệm vào danh sách

• Bước 7: Hệ thống đọc các luật từ tập luật từ hệ

cơ sở tri thức và so khớp (Bước 4)

• Bước 8: Chương trình đưa ra bảng kết quả chẩn

đoán bệnh Kết thúc chương trình

Chẩn đoán

Thu thập thông tin bệnh nhân

Thu thập các triệu chứng cơ năng và thực

thể

CSTT chẩn đoán bệnh

Các xét nghiệm cận lâm sàng

Thu thập kết quả lâm sàng và cận lâm sàng

CSTT

Tri thức

Khám bệnh

Luật suy diễn

Tri thức

Kết quả cận lâm sàng

CSTT thu thập thông tin

Bệnh Nhân

Luật suy diễn

Tri thức

Luật suy diễn

d Quy Trình Chẩn Đoán Bệnh Ung

Thư Gan

5 CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM

Nền tảng công nghệ:

•Chương trình sử dụng phần mềm Visual Studio

2010 và ngôn ngữ C# trên nền DotNetFrameWork 4.0

•Hệ thống dữ liệu được lưu trữ trên phần mềm Microsoft SQL Server 2008

•Tổ chức các giao diện: chương trình Demo

a Mẫu Thử Nghiệm

arrChoosed = new bool [allRulesList.Count]; for ( int arrChoosedIdx = 0; arrChoosedIdx < arrChoosed.Length; arrChoosedIdx++)

{

c Màn Hình Chẩn Đoán

• Tổng số 108 bệnh nhân: 107 số mẫu bệnh và 1

mẫu không bệnh, hệ thống đã thực nghiệm và chạy ra kết quả đúng với thực tế

• So sánh Hệ chẩn đoán ESLCD (The Expert

System for Liver Cancer Diagnosis) và chẩn đoán

bác sĩ trong thực tế cho thấy:

d Kết Quả Thử Nghiệm

Trước khi có hệ chẩn đoán ESLCD Sau khi có hệ chẩn đoán ESLCD

Các bác sĩ chẩn đoán lâm sàng dựa

trên kinh nghiệm của từng người,

đối với tuyến huyện thường thiếu

kinh nghiệm để chẩn đoán.

Hệ thống giúp cho Bác sĩ tuyến huyện hay mới ra trường chưa

có kinh nghiệm có định hướng sớm hơn để phát hiện chữa trị

• Chương trình đã mô phỏng được quy trình khám và chẩn đoán các triệu chứng của bệnh ung thư gan trong thực

tế lâm sàng và cận lâm sàng

• Các tri thức sử dụng trong hệ thống đúng với chuyên môn trong lĩnh vực y khoa và khá đầy đủ

ĐÁNH GIÁ CỦA BÁC SĨ CHUYÊN GIA

• Hệ thống đã thu thập được những tri thức từ đó tạo ra được những tập luật chính xác với tri thức chuyên gia cung cấp và phù hợp với thực hành lâm sàng

• Hệ thống này mang tính ứng dụng cao đem lại nhiều lợi ích cho các bác sĩ chăm sóc ban đầu, tiện lợi tiết kiệm thời gian và chi phí

• Hệ thống được đánh giá đạt kết quả rất tốt.

6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN

Kết luận:

•Xây dựng được một hệ hỗ trợ chẩn đoán bệnh ung thư gan gọi tắt là ESLCD

•Ứng dụng có cải biên mô hình biểu diễn tri thức

có thể biểu diễn được tri thức thực tế phức tạp.

•Hệ thống đã đáp ứng được yêu cầu thực tế về khám chữa bệnh và giúp ích được cho các bác sĩ trẻ mới ra trường chưa có kinh nghiệm trong chẩn đoán bệnh

•Thử nghiệm thực tế và đạt độ chính xác 100%

Hướng phát triển

• Xây dựng modul cập nhật tri thức thường

xuyên và chính xác để chương trình ngày càng hoàn thiện hơn

• Xây dựng trang Web chuyên khoa về bệnh gan

• Phát triển thành hệ chẩn đoán bệnh trong Y

khoa tổng quát

6 KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN(tt)

CHƯƠNG TRÌNH DEMO