Xây dựng hệ thống trợ giúp chẩn đoán sơ bộ đột quỵ tại cộng đồng (LV01189)

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 BÙI VĂN HÀO XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP CHẨN ĐOÁN SƠ BỘ ĐỘT QUỲ TẠI CỘNG ĐỒNG Chuyên ngành :í luc LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Ngƣời hƣớng dẫn khoa học TS. Nguyễn Thị Kiều Anh HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 BÙI VĂN HÀO XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP CHẨN ĐOÁN SƠ BỘ ĐỘT QUỲ TẠI CỘNG ĐỒNG Chuyên ngành : Khoa hc máy tính Mã s : 60 48 01 01 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Ngƣời hƣớng dẫn khoa học GS.TS. Vũ Đức Thi HÀ NỘI – 2015 1 Lời cảm ơn Hoàn thành khóa hc và lu  t nghip cao hc này, tôi chân thành cng y, Ban Giám hii hi hc  phm Hà N  u ki   tôi trong quátrình hc tp và nghiên cu. Tôi bày t lòng bic ti GS. TS. Vũ Đức Thi i th ht lòng dy d, dìu dt, trc ting dn và luôn to mu kin thun li giúp tôi hoàn thành lu Tôi chân cn kinh bnh vin Bch Mai, Trung tâm Tim mch Bnh viên E, khoa thn kinh bnh vin Vicvà các chuyên gia v bnh t qu t tình cung c tôi hiu bit v bt qu Tôi chân thành c Y to phòng Công ngh thông tin, tp th phòng công ngh u kin giúp  tôi trong quá trình hc tp. c bit tôi chân thành cng nghi  tôi trong sut thi gian qua. 2 Lời cam đoan ng  tài nghiên cu ci s ng dn ch bo ca thy GS. TS.Vũ Đức Thi. Nhng tài liu v h chuyên gia, s liu và qua quá trình nghiên cu tìm hiu kt qu trong luc và không trùng lp v tài khác ng mi s giúp  c thc hin luc cn trong luc ch rõ ngun gc Tác giả Bùi Văn Hào 3 MỤC LỤC Lời mở đầu 1 Lời cam đoan 2 MỞ ĐẦU 6 1. Tính cấp thiết của đề tài 6 2. Mục đích nghiên cứu 8 3. Nhiệm vụ nghiên cứu 8 4. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu 9 5. Giả thuyết khoa học 9 6. Phƣơng pháp nghiên cứu 9 CHƢƠNG 1 10 TỔNG QUAN 10 1.1. Một số thành tựu trong chẩn đoán bệnh 10 1.1.1. Những nghiên cứu ở Nƣớc ngoài 10 1.1.2. Những nghiên cứu ở Việt Nam 10 1.2. Hệ chuyên gia 11 1.2.1. Khái niệm 11 1.2.2. Cấu trúc của một hệ chuyên gia 12 1.2.2.1. C  12 1.2.2.2. Môt  13 1.2.2.3. Ph 13  14 1.2.2.5. Phạm vi ứng dụng của hệ chuyên gia 14 1.2.3. Các đặc tính của hệ chuyên gia 15  15  16 1.2. 16  16  17 4 1.2.4. Các giai đoạn xây dựng một hệ chuyên gia 17 1.2.5. Phạm vi ứng dụng hệ chuyên gia 18 1.3. Các phƣơng pháp biểu diễn tri thức 19 1.3.1. Khái niệm 19 1.3.2. Các loại tri thức 19 1.3.3. Các kỹ thuật biểu diễn tri thức 20    20 1.3.3.2 22 1.3.3.2. M 29 1.3.3.4. Frame 31 1.3.3.5. Logic 36 1.3.3.6. L 46 3.3.4. Các luật trong hệ chuyên gia 48  48  54 CHƢƠNG 2 56 SƠ LƢỢC BỆNH HỌC VỀ ĐỘT QUỲ 56 2.1. Khái niệm, định nghĩa, các triệu chứng của đột quỳ 56 2.1.1. Khái niệm 56 2.1.2. Định nghĩa 56 2.1.3. Triệu chứng: 57 2.1.3.1.Các tiền triệu xảy ra đột ngột thuộc về thần kinh 57 2.1.3.2.Diễn tiến 60 2.1.3.3.Tiền sử/ yếu tố thuận lợi: 60 2.2. Nguyên nhân dẫn đến bệnh đột quỳ 60 2.2.1. Nguyên nhân và các yếu tố nguy cơ 60 2.2.1.1.Các yếu tố không thể tác động thay đổi đƣợc gồm 60 2.2.1.2. Di truyền: 61 2.2.2. Cơ chế sinh bệnh 62 2.2.3. Chẩn đoán sơ bộ 62 2.2.3.1. Chẩn đoán xác định 62 5 2.2.3.2. Chẩn đoán phân biệt lâm sàng đột quỳ chảy máu và nhồi máu não. 63 CHƢƠNG 3 65 XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP 65 CHẨN ĐOÁNSƠ BỘ ĐỘT QUỲ TẠI CỘNG ĐỒNG 65 3.1. Khái niệm 65 3.2. Thông tin đầu vào 66 3.2.1. Danh sách các chuyên gia 66 3.2.3. Danh mục dấu hiệu, triệu chứng 67 3.3. Thông tin đầu ra 67 3.4. Yêu cầu của hệ thống 67 3.4.1. Đối với chuyên gia y tế 67 3.4.2. Đối với lựa chọn bệnh án. 68 3.5. Tổ chức dữ liệu và sơ đồ thiết kế hệ thống 68 3.5.1. Hình thức biểu diễn dữ liệu 68 3.5.2. Phƣơng án tổ chức dữ liệu 68 3.6. Thuật toán 69 3.7. Kết quả cụ thể 70 KẾT LUẬN 72 Tài liệu tham khảo 75 6 MỞ ĐẦU 1.Tính cấp thiết của đề tài - Hin nay, h thng khám - cha bnh ca ngành y t Vit Nam có ti nh vin trong toàn quc, c phân chia theo nhiu tuyn (trung ng - a phng; tnh - huyn) bao gm nhiu chuyên ngành khác nhau (ni; ngoi; sn; nhi;  ng nhu cu khám, cha bnh và c khi dân ngay t tuyn c s. Tuy nhiên do rt nhiu lý do mà công tác chm sóc, qun lý ngi bnh  tuyn c s cha áp ng c yêu cu mà B Y t t ra. ây là mt lý do chính mà ngi bnh vi mi cách  d các bnh vin ln và c bit tuyn trung ng  khám cha bnh. - Chính vì lý do này s dn nhng bt cp nh sau: - i các bnh vin tuyn trung ng: thng xuyên quá ti, có nhng bnh vin bnh nhân phi nm 2 thm chí 3,4 ngi mt ging nh Vin Tim mch quc gia, bnh vin Ph si ôi vi vic này là vi nh biên b  khin mi thy thuc s phi tng cng cng  làm vic ca mình thm chí lên gp ôi, gp ba công sut làm vic ca bn thân làm cho ngi thy thuc không  sc kho và s minh mn cn thit  khám nhng ca bnh sau, dn n sai sót chuyên môn là mt iu không th tránh khi. - i vi tuyn y t c s: trình  chuyên môn cha áp ng c li càng ngày mai mt i, kinh nghim thc tip dn dn n chn oán chm, sai. Có nhng sai sót mi ch dng li  lãng phí thi gian, tin ca nh không bnh li chn oán thành bnh; nhng nguy him hn là có bnh này nng li chn oán nh hn hoc nhm bnh khác khin bnh thêm trm trng, thm chí dn n t vong. 7 - i vi cng ng: hin nay khi i sng c nâng lên, mc thu nhp ngi dân ngày càng tng thì nhu cu hiu bit kin thc y hc  t phòng tránh, chm sóc và bo v sc kho ca ngi dân và cng ng ã c nâng lên rõ rt. Ngi dân có th nâng cao kin thc, hiu bit ca mình thông qua t vn sc kho, các bui truyn thông giáo dc sc kho, tra cu trên mng, Do vy nu có nhng công c, phn mm h tr  ngi dân t có th tra cu, kim n bo v sc kho nhân dân, phòng nga nguy c cao, - c bit nht qu là mt cp cu tim mch rt nguy him, theo T chc Y t th gii (WHO), bnh tim mch và t qu là k git ngi khng khip nht hin nay trên th gii, vt qua cn bnh t, HIV/AIDS, st xut huyt và bnh lao. Theo thng kê ca mt s bnh vin, s i tr b t qu vào vi n 30% so v. t qu òi hi phi  ng xuyên truyn thông, ph bin kin th  mi i có th  ng chn  y t; cp cu tht khn trng và kp thi, nu không ngi bnh có th t vong hoc dn n vic iu tr khó khn, thm chí  li di chng nng n cho ngi bnh. - ng th i v i thy thuc tuy   hoc không phi n phi có kin thn tr   ng cht qu trên mt ngi bnh có nhng du hiu hay triu chng ch im. -  tng bc khc phc nhng bt cp, B Y t ã a ra nhng gii pháp tng th c v m nhân lc, tài chính, chuyên môn, k thut, nâng cao cht lng chuyên môn tuyn di ( án 1816); trong ó vic ng dng công ngh thông tin trong qun lý bnh vic t ra, tuy nhiên mi ch dng li  bc in t hoá khâu giy t ch cha quan tâm h tr khâu chn oán s b nhanh ti cng. 8 - Xut phát t vn  này, qua nghiên cu chúng tôi nhn thy nu s dng h chuyên gia h tr cho ch t qu ti cng s giúp cho tuyn y t ng, thm chí y t tuyn huyn  c bit khó ng ch u kp thi vi  chính xác u này s nhm gim thiu sai sót áng tic và phc v y hng thc o nhân dân t tìm hi sóc, bo v và nâng cao sc kho ca mình. 2. Mục đích nghiên cứu Tìm hi   u din tri thc, các k thut suy din ng s dng trong h  cui cùng xây dng nên m trình h chuyên gia ng dng trong y t; tr giúp phát hin sm, phòng nga bnh ti các tuyn tuyn y t ng, thm chí y t tuyn huyn  vùng c bing ch u kp thi vi  chính xác cao. 3. Nhiệm vụ nghiên cứu Lup trung nghiên cu và gii quyt vào ba v  sau : 1. Tìm hi bnh ht qu 2. Tìm hiu, nghiên cu h        t m cu din tri th suy lun trong h chuyên gia 3. Xây dng H thng tr giúp ch t qu ti cng t cn tri thc và xây dng mng dng vào trong thc t ca vic chn bnh v t qu [...]... chứng bệnh đột quỳ; Lý thuyết hệ chuyên gia Phạm vi nghiên cứu Chúng tôi sử dụng phƣơng pháp lƣợc đồ về để biểu diễn tri thức cách xây dựng một chƣơng trình ứng dụng trong việc Hệ trợ giúp thấy thuốc chẩn đoán sơ bộ bệnh đột quỳ tại cộng đồng 5 Giả thuyết khoa học Chúng tôi nhận thấy việc lựa chọn đi sâu vào nghiên cứu đề tài ― Xây dựng hệ thống trợ giúp chẩn đoán sơ bộ đột quỳ tại cộng đồng là mang... câu trả lời cho những câu hỏi trên Cách giải quyết của chúng tôi là xây dựng một chƣơng trình Xây dựng hệ thống trợ giúp chẩn đoán sơ bộ bệnh đột quỳ tại cộng đồng Trên cơ sở các triệu chứng thực tế của bệnh nhân Thông qua chƣơng trình bác sĩ có thể ― nhờ‖ các chuyên gia nổi tiếng trong lĩnh vực đột quỳ chẩn đoán Từ kết luận chẩn đoán của các chuyên gia và dựa trên những nhận định của mình, bác sĩ... 1.2.4 Các giai đoạn xây dựng một hệ chuyên gia Trên bình diện rộng, việc xây dựng một hệ chuyên gia sẽ phụ thuộc vào tài nguyên đƣợc cung cấp Tuy nhiên cũng giống nhƣ bất kỳ một dự án nào khác, việc phát triển hệ cũng phụ thuộc vào quá trình xây dựng đƣợc tổ chức và quản lý nhƣ thế nào Đối với phát triển một hệ chuyên gia, các hoạt động là những công việc cần yêu cầu để xây dựng hệ thống Sơ đồ dƣới đây... Chẩn đoán hỏng hóc xe ô tô Chẩn đoán hệ thống điện Ắc quy Chẩn đoán hệ thống xăng dầu Bộ xạc Chế hòa khí Xăng dầu Hình 1.6: Tập các luật liên quan đến việc hỏng xe Các giải pháp hƣớng dẫn sử dụng luật khi thiết kế hệ thống dựa trên luật là dùng cấu trúc modun để sắp xếp các luật về lĩnh vực Cấu trúc này cũng gợi ý cách giải quyết bài toán từ trên xuống, ở đó tập các luật đƣợc dùng chỉ khi phù hợp Hệ. .. trình sản xuất hay điều trị bệnh nhân  Thiết kế: Xây dựng các đối tƣợng theo các ràng buộc  Chẩn đoán: Chức năng trong hệ thống hay phát hiện lỗi dựa trên các quan sát thông tin  Giảng dạy: Giúp giáo dục sinh viên trong một vài môn học  Diễn giải: Cho phép hiểu tình huống từ các thông tin sẵn có  Giám sát: Hành vi của hệ thống với các trạng thái hệ thống đƣợc coi là gây cấn  Lập kế hoạch: Tạo các... liên quan đến hệ thống xăng dầu Luật meta chẩn đoán về ô tô này hƣớng việc sửa chữa ô tô về hệ thống xăng dầu, nếu không phát hiện đƣợc gì trong hệ thống điện Luật meta hƣớng dẫn tri thức hệ thống rẽ nhánh về một phần của công việc, cũng nhƣ làm tăng hiệu quả của hệ thống bằng cách hƣớng dẫn hệ thống suy luận tại nhánh có khả năng giải vấn đề f Tập các luật Các tri thức chuyên giá đƣợc tích lũy thành... kĩ sƣ tri thức tiến hành β - test Hệ thống đƣợc cho các user chọn lọc test chứ không phải do các chuyên gia và kĩ sƣ tri thức test Chất lƣợng thƣơng mai Bảo trì và hệ thống Test và hợp pháp hóa – tài liệu cho user – Đào tạo – hỗ trợ nhanh cho user Sửa lỗi Nâng cấp hệ thống Hình 1.3: Các giai đoạn xây dựng hệ chuyên gia[2] 1.2.5 Phạm vi ứng dụng hệ chuyên gia  Hệ chuyên gia có thể hoạt động nhƣ một... cầu xây dựng một hệ thống theo các giai đoạn mà hệ thống phải đi qua 17 Khả năng thực thi Nghiên cứu tài liệu hoặc so sách để chỉ ra rằng dự án là khả thi Xác định mẫu Đặt các hệ chuyên gia gần nhau để trình bày các lý tƣởng, đánh thức sự hăng hái và gây ấn tƣợng với cấp quản lý trên α - test Kiểm tra nội bộ hệ chuyên gia trên các bài toán thực do các chuyên gia và kĩ sƣ tri thức tiến hành β - test Hệ. .. câu ELSE (ngƣợc lại thì) dùng cho suy luận khi giả thiết bị sai Trong hệ thống dựa trên các luật ngƣời ta thu thập các tri thức lĩnh vực trong một tập và lƣu trữ chúng trong một tri thức của hệ thống Hệ thống dùng các luật này cùng với các thông tin trong bộ nhớ để giải bài toán Khi câu IF của luật khớp với thông tin trong bộ nhớ, hệ thống thực hiện các hoạt động mô tả trong câu THEN của luật Lúc này... tiện này tạo điều kiện thuận lợi cho cả ngƣời phát triển hệ thống lẫn ngƣời dùng Ngƣời phát triển có thể dùng nó để phát hiện chỗ sai trong tri thức của hệ thống, khi đó ngƣời dùng dễ dàng hiểu lập luận của hệ thống Giải thích về cách suy luận: Giải bài toán trong hệ chuyên gia không giống nhƣ trong chƣơng trình bình thƣờng Chúng khác nhau ở chỗ hệ thống chuyên gia làm việc trên vấn đề không có cấu trúc . 2.2.3.1. Chẩn đoán xác định 62 5 2.2.3.2. Chẩn đoán phân biệt lâm sàng đột quỳ chảy máu và nhồi máu não. 63 CHƢƠNG 3 65 XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP 65 CHẨN ĐOÁNSƠ BỘ ĐỘT QUỲ TẠI CỘNG ĐỒNG. HÀ NỘI – 2015 BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 BÙI VĂN HÀO XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP CHẨN ĐOÁN SƠ BỘ ĐỘT QUỲ TẠI CỘNG ĐỒNG Chuyên ngành :. BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƢỜNG ĐẠI HỌC SƢ PHẠM HÀ NỘI 2 BÙI VĂN HÀO XÂY DỰNG HỆ THỐNG TRỢ GIÚP CHẨN ĐOÁN SƠ BỘ ĐỘT QUỲ TẠI CỘNG ĐỒNG Chuyên ngành