Hệ chuyên gia chuẩn đoán bệnh thần kinh tâm thần
TRƯỜNG ĐẠI HỌC SƯ PHẠM HÀ NỘI KHOA CƠNG NGHỆ THƠNG TIN ----------------------------- BÀI TẬP LỚN (2) HỆ CHUN GIA (EXPERT SYSTEMS) ĐỀ TÀI HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN Giáo viên hướng dẫn: - Hồ Cẩm Hà Nhóm sinh viên thực hiện: - Nguyễn Hải Yến _ K54B - Phạm Trọng Đốn _ K54B - Hồng Minh Chiến _ K54B Hà Nội, 25/11/2007 THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 2 MỤC LỤC 1. Lời nói đầu: 2. Chuẩn đốn bệnh thần kinh, tâm thần: 3. Hệ chun gia chuẩn đốn bệnh thần kinh tâm thần: 4. Phương hướng triển khai: 5. Thiết kế cơ sở tri thức: 5.1. Các biến, giá trị tương ứng: 5.2. Các luật: 6. Tài liệu tham khảo : 7. Đề xuất của nhóm: 8. Nhận xét của giáo viên: THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 3 1. Lời nói đầu: Một hệ chun gia là một chương trình máy tính biểu diễn và lập luận dựa trên tri thức trong một chủ đề thuộc một lĩnh vực cụ thể nào đó, nhằm giải quyết vấn đề hoặc đưa ra những lời khun. Hình vẽ: Các thành phần của một hệ chun gia Hệ chun gia là chương trình mà cơ sở tri thức của nó chứa đựng các tri thức được cung c ấp bởi các chun gia thực thụ, khác với các tri thức được thu thập trong các sách giáo khoa hoặc khơng phải tri thức chun mơn. Hệ chun gia có tính lâu dài hơn chun gia con người, các chun gia con người có thể qn mất các lập luận hay khái niệm nào đó, nhưng hệ chun gia thì khơng. Hệ chun gia còn có khả năng tái sử dụng cho các mục đích khác nhau, với các lĩnh vực khác nhau, một cách nhanh chóng và dễ dàng. Mặt khác, q trình đào tạo ra một chun gia con người phải mất một khoảng thời gian và cơng sức khơng nhỏ. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 4 Các hệ chun gia có thể dùng các luật hay quy tắc một cách nhanh chóng mà khơng bị nhầm lẫn, nếu trong trường hợp có q nhiều quy tắc hay luật thì một chun gia con người khơng thể xử lý nhanh như một hệ chun gia được Về mặt hiệu quả, rõ ràng một hệ chun gia có thể tăng số lượng được đưa vào trong hệ và giảm đi các chi phí nhân cơng. Trong cùng một thời điểm thì một hệ chun gia có khả năng giải quyết được nhiều vấn đề hơn so với chun gia con người. Các giải pháp mà hệ chun gia đưa ra là gần như giống nhau trong các tình huống tương tự nhau tức là nó khơng phụ thuộc vào trạng thái tâm lý tình cảm con người. Mặc dù các hệ chun gia được xây dựng và bảo trì thường tốn kém, nhưng để vận hành các hệ chun gia khơng phải tốn nhiều cơng sức và tiền bạc do đó chi phí cho việc sử dụng hệ chun gia hợp lý hơn rất nhiều so với việc tìm kiếm một chun gia con người. Kiến thức của hệ chun gia được tập hợp từ rất nhiều chun gia khác nhau do đó cơ sở tri thức của nó rộng hơn, phong phú hơn so với một vài chun gia đơn lẻ. Tuy nhiên, đối với một hệ chun gia chúng ta cũng thấy được những nhược điểm của nó. Đó là, một hệ chun gia thì khơng có khả năng học, vì vậy nếu có những thay đổi trong thực tế thì hệ phải được cập nhật lại ngay. Hệ chun gia khơng có khả năng sáng tạo và khơng có được các giác quan thơng thường như con người, trong những tình huống bất thường hệ chun gia khơng có khả năng giải quyết. Một hệ chun gia cũng khơng có được những kinh nghiệm như các chun gia con người, và cũng khơng thể nhận ra được vấn đề nếu như vấn đề đó khơng thuộc phạm vi “hiểu biết” của hệ thống. 2. Chuẩn đốn bệnh thần kinh, tâm thần: Chuẩn đốn bệnh trong y học nói chung cũng như trong lĩnh vực thần kinh, tâm thần nói riêng là một lĩnh vực tương đối phức tạp, lĩnh vực này có những đặc điểm khác biệt đó là mối quan hệ tương hỗ giữa lý thuyết và thực hành. Đối tượng THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 5 của lĩnh vực này là những bệnh nhân, những con người thực sự. Đó là những thực thể sống được tổ chức rất phức tạp về mặt sinh học kèm theo đó là hàng loạt những q trình sống tác động qua lại, ảnh hưởng lẫn nhau. Những q trình này ln bị chi phối bởi điều kiện mơi trường như: xuất hiện đối kháng mới, bệnh tật, mầm bệnh, và nguồn bệnh… Kiến thức y học cũng khá phức tạp. Để tìm ra những kiến thức mới, phương pháp truyền thống là dựa trên sự mơ tả của các ca bệnh, tập hợp những ca bệnh và các nghiên cứu tĩnh khác (thí nghiệm) và nó được sắp xếp trong những danh sách riêng và những nguồn như hồ sơ bệnh án, nhật ký y khoa, cơ sở dữ liệu đề tài nghiên cứu… Chính vì thế mà người bác sĩ thường bị tràn ngập trong núi dữ liệu khổng lồ. Và đặc biệt là những dữ liệu đó ở mỗi bệnh nhân lại có sự mơ hồ khác nhau, gắn với cảm xúc của mỗi người. Người bác sĩ ln phải làm việc trong trạng thái căng thẳng trong khi u cầu phải đưa ra được những quyết định đúng đắn hiệu quả nhất. Những bệnh liên quan đến thần kinh, tâm thần từ trước tới nay đã nhận được sự quan tâm đặc biệt trong giới y khoa. Trong xã hội ngày nay, khi mà áp lực cuộc sống ngày càng lớn hơn, mơi trường ngày càng ơ nhiễm,… thì những chứng bệnh về thần kinh, tâm thần lại càng nhiều. Những bệnh này có thể xảy ra ở mọi lứa tuổi và là ngun nhân chủ yếu ảnh hưởng tới tử vong hoặc trở thành người vơ dụng cả đời. Theo thơng tin của TTXVN cho biết tại Hội nghị Bộ trưởng Y tế các nước Mỹ La-tinh, Tây Ban Nha và Bồ Đào Nha diễn ra tại Uruguay, Giám đốc Tổ chức Y tế liên Mỹ Mirta Roses Periago cảnh báo vào năm 2010, tại khu vực Mỹ La-tinh sẽ có tới 176 triệu người bị bệnh tâm thần. Trong đó, số ca tự tử vì căn bệnh này sẽ lên tới 1,5 triệu người/năm vào năm 2020, tăng trên 70% so với 900.000 ca trong năm 1995. Số vụ tự tử do bệnh tâm thần ở khu vực này đang đứng ở mức cao. Theo số liệu thống kê của Tổ chức Y tế Thế giới (WHO), hiện nay số người tự tử vì bệnh tâm thần cao hơn số người thiệt mạng do chiến tranh và sát hại lẫn nhau THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 6 cộng lại, trong đó Mỹ La-tinh chiếm một tỷ lệ lớn. Ngun nhân chủ yếu của bệnh tâm thần tại khu vực này là do ảnh hưởng của các cuộc khủng hoảng kinh tế- xã hội triền miên, dịch vụ y tế yếu kém và quan hệ giữa con người với con người trong xã hội bị xuống cấp nghiêm trọng. Trong khi đó, trong một bài phát biểu "Sức khỏe tâm thần thế kỷ 21" B.S Gro Harlem Brundtland - Tổng giám đốc tổ chức y tế thế giới đã khẳng định: Vấn đề tâm thần (tâm thần phân liệt, trầm cảm, lạm dụng ma túy, rượu .) là một trong 10 ngun nhân chủ yếu làm mất khả năng hoạt động của con người. Trong những năm tới, bệnh tâm thần trên thế giới sẽ gia tăng một cách hết sức bi đát. Việt Nam cũng sẽ khơng tránh khỏi quy luật này trong bối cảnh đất nước đang chuyển sang giai đoạn cơng nghiệp hóa, hiện đại hóa. Sự chuyển đổi về lối sống, nhịp sống cơng nghiệp chưa có sự thích ứng và cân bằng đang tạo điều kiện cho căn bệnh tâm thần phát triển. Theo số liệu thống kê của Bệnh viện Tâm thần Trung ương Việt Nam, năm 2003 cả nước có trên 10 triệu người đang bị rối loạn tâm thần, cần có sự chăm sóc. Trong khi đó, số bác sĩ chun khoa tâm thần lại đang thiếu trầm trọng. Cả nước chỉ có hơn 850 bác sĩ chun về lĩnh vực này, chiếm tỷ lệ 1/100.000 dân, q thấp so với các nước trong khu vực. Nhằm hưởng ứng tinh thần ngày Thế giới về sức khỏe tinh thần, TTXVN cho biết Tổ chức Y tế Thế giới (WHO) kêu gọi các cơ quan y tế và cộng đồng nâng cao nhận thức, giúp phát hiện, đề phòng và điều trị các bệnh về tinh thần, trong đó hoạt động tun truyền qua các phương tiện truyền thơng đóng vai trò hết sức quan trọng. Việc chẩn đốn, phát hiện sớm và chính xác được các biểu hiện bệnh sẽ có cách chữa trị hiệu quả hơn, tránh được những tai biến, hậu quả đáng tiếc. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 7 3. Hệ chun gia chuẩn đốn bệnh thần kinh tâm thần: Theo truyền thống, việc phát triển đào tạo thầy thuốc, chun gia để chuẩn đốn bệnh thần kinh tâm thần đã đóng góp kết quả khơng nhỏ. Và trong thời đại ngày nay, sách báo, tài liệu về y học cũng được phổ biến rộng rãi. Tuy nhiên chúng ta có thể thấy nó vẫn chưa đáp ứng được u cầu thực tế. Như đã biết, các hệ chun gia thường được dùng trong mơi trường thế giới thực và mơi trường nghiên cứu đối với các bài tốn mở. Các bài tốn mở thường liên quan tới các lĩnh vực mà nền tảng lý thuyết yếu. Trong các lĩnh vực mà nền tảng lý thuyết yếu, tri thức cơ bản khơng đủ mạnh để mơ tả tất cả các hiện tượng trong lĩnh vực. Đặc biệt tri thức cơ bản khơng đầy đủ có thể q hẹp để cho phép phát triển các lời giải đúng đắn cho tất cả các vấn đề xuất hiện trong lĩnh vực. Nền tảng lý thuyết bắt nguồn từ những quan hệ khơng chắc chắn giữa các khái niệm của lĩnh vực, lĩnh vực càng yếu quan hệ càng khơng chắc chắn. Điển hình cho loại lĩnh vực này là chuẩn đốn bệnh trong y khoa nói chung cũng như các bệnh liên quan đến thần kinh tâm thần nói riêng. Như thế nếu ta xây dựng hệ chun gia chuẩn đốn bệnh thần kinh tâm thần, nó sẽ đem lại hiệu quả hơn hẳn những giải pháp trên, khắc phục những khó khăn mà những giải pháp trên khơng làm được. Đó là, một hệ chun gia sẽ: - Tập hợp được tri thức của nhiều chun gia. - Phổ biến rộng rãi. - Dễ sử dụng. - Giảm được chi phí. - Dễ cải tiến, cải tiến đồng bộ, nhanh. THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 8 4. Phương hướng triển khai: Hệ thống được xây dựng nhằm mục đích chuẩn đốn bệnh thần kinh tâm thần, do đó hệ sẽ hỏi người sử dụng các triệu chứng, biểu hiện bệnh, rồi so khớp các triệu chứng, biểu hiện đó trong các luật để đưa ra kết luận xem người đó bị bệnh gì. Như vậy hệ chun gia này sẽ suy diễn theo cơ chế “suy diễn tiến” (forward chaining). Cơ sở tri thức cài đặt trong hệ chun gia sẽ là các luật dạng: IF điều kiện 1 (độ chắc chắn) …. THEN kết luận (độ chắc chắn luật) Để xây dựng một hệ chun gia, người ta có thể dùng một shell hoặc một số cơng cụ khác hoặc sử dụng một ngơn ngữ để cài đặt từ đầu. Do thời gian có hạn nên ở đây, hệ chun gia chuẩn đốn bệnh thần kinh, tâm thần này được cài đặt bằng cách sử dụng một shell. Free Shell Live với mơ tơ suy diễn hoạt động theo cả 2 cơ chế suy diễn tiến và suy diễn lùi, đồng thời shell này hỗ trợ việc xây dựng hệ chun gia trên web rất dễ sử dụng. Do đó ở đây chúng tơi đã sử dụng Free Shell Live để cài đặt tri thức cho hệ chun gia chuẩn đốn bệnh thần kinh tâm thần. Cơ sở tri thức được tham khảo trên các website sức khỏe (mục Tài liệu tham khảo). 5. Thiết kế cơ sở tri thức: 5.1. Các biến, giá trị tương ứng: STT Variable Value 1 cac_benh tram_cam Stress tam_than_phan_liet tu_ky THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 9 tu_tu viem_nao tai_bien_mach_mau_nao chan_thuong_so_nao dau_dau_do_cang_thang dau_nua_dau_Migraine dau_nua_dau_tung_luc Alzeimer Hysteria hoi_chung_khong_tap_trung_va_hieu_dong_o_tre u_nao 2 gioi_tinh Nam Nu 3 do_tuoi tre_em vi_thanh_nien nguoi_truong_thanh nguoi_gia 4 dau dau_tuc_nguc dau_nhuc_dau dau_lung dau_ham dau_tuc_bung dau_khoi_phat_tu_gay_vung_tren_co_dau_that_hoac_t uc_cam_thay_dau_bi_quan_chat_nhat_la_vung_chan_ may_hai_ben_mat dau_dau_tai_di_tai_lai_du_doi_theo_tung_con_keo_da i_3h_4h_tren_ngay_o_mot_ben_thai_duong dau_dau_ho_mat_thai_duong_vao_cung_mot_thoi_die m_trong_ngay_keo_dai_30_90_phut THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN HỆ CHUN GIA CHUẨN ĐỐN BỆNH THẦN KINH TÂM THẦN ----------------------------------------------------------------------------------------------- Nguyễn Hải Yến _ K54B 10 OTHERS 5 ho_hap nghet_tho_hut_hoi giam_chuc_nang_ho_hap roi_loan_ho_hap OTHERS 6 co_bap cang_co co_giat liet_nua_nguoi yeu_chan_tay_va_co_giat OTHERS 7 thi_giac hoa_mat mat_hau_nhu_khong_giao_tiep mu_mat_thoang_qua_nhin_doi mo_mat_khong_tap_trung_duoc_vao_mot_diem_nhan _dien_mau_kho binh_thuong so_anh_sang_choi_mat_no_dom_dom_co_khoang_den _che_truoc_mat xung_huyet_o_mat rung_giat_nhan_cau_va_thay_doi_thi_luc OTHERS 8 tieuhoa_anuong roi_loan_tieu_hoa ken_an_non_mua non_oi khong_buon_non tieu_chay OTHERS 9 vi_giac kho_mieng nuou_chay_mau_dau THƯ VIỆN ĐIỆN TỬ TRỰC TUYẾN [...]... K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN AND cam_giac = mat_hoac_tang_cam_giac 101 dau = dau_tuc_bung maybe = Hysteria AND tam_ly = CF(1000) suy_sup_tinh_than_lo_lang_bi_quan_tuyet_vong AND ho_hap = nghet_tho_hut_hoi AND co_bap = co_giat AND ao_giac = TRUE AND trang_thai = met_ra_roi AND giao_tiep = noi_kho_khong_hieu_loi_noi_mat_kha_nang_giao _tiep AND cam_giac =... AND ho_hap = roi_loan_ho_hap AND thi_giac = so_anh_sang_choi_mat_no_dom_dom_co_khoang _den_che_truoc_mat AND tieuhoa_anuong = tieu_chay AND vi_giac = vi_giac_roi_loan - 26 Nguyn Hi Yn _ K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN AND da = da_tim_tay_chan_lanh_co_cam_giac_kien_bo AND thinh_giac = so_am_thanh_u_tai 78 gioi_tinh... vi_giac = nuou_chay_mau_dau CF(1000) AND ngu = giac_mo_ki_quai AND da = noi_mun AND tri_nho = suy_giam_tri_nho AND trang_thai = met_ra_roi 19 dau = dau_ham maybe = stress AND vi_giac = nuou_chay_mau_dau CF(1000) AND ngu = giac_mo_ki_quai AND da = noi_mun AND tri_nho = suy_giam_tri_nho AND trang_thai = met_ra_roi 20 dau = dau_tuc_bung maybe = stress AND vi_giac = nuou_chay_mau_dau CF(1000) AND ngu = giac_mo_ki_quai... = cang_co AND thi_giac = hoa_mat - 14 Nguyn Hi Yn _ K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN AND tieuhoa_anuong = roi_loan_tieu_hoa AND vi_giac = kho_mieng AND ngu = mat_ngu 4 dau = dau_tuc_nguc maybe = tram_cam AND tam_ly = hoi_hop CF(1000) AND ho_hap = nghet_tho_hut_hoi AND co_bap = co_giat AND thi_giac = hoa_mat AND... Yn _ K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN 53 gioi_tinh = nam cac_benh = tu_tu AND do_tuoi = nguoi _gia CF(700) AND maybe = tu_tu 54 gioi_tinh = nu cac_benh = tu_tu AND do_tuoi = nguoi _gia CF(700) AND maybe = tu_tu 55 dau = dau_nhuc_dau maybe = viem_nao AND co_bap = co_giat CF(1000) AND tieuhoa_anuong = ken_an_non_mua AND ngu = ngu_lo_mo AND tri_nho = suy_giam_tri_nho... THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN han_dien_mau_kho AND tieuhoa_anuong = non_oi AND tri_nho = hay_quen AND trang_thai = bat_tinh_khong_nho_gi_truoc_do_di_lai_khong_v ung_mat_dinh_huong_phai_trai AND hanh_dong = kich_dong_la_het_vung_ve AND ao_giac = TRUE AND giao_tiep = noi_kho_khong_hieu_loi_noi_mat_kha_nang_giao _tiep AND cam_xuc = cam_xuc_that_thuong AND thinh_giac... nguoi _gia tram_cam CF(650) AND maybe = tram_cam 14 gioi_tinh = nu cac_benh = AND do_tuoi = nguoi _gia tram_cam CF(650) AND maybe = tram_cam 15 dau = dau_lung maybe = stress AND vi_giac = nuou_chay_mau_dau CF(1000) AND ngu = giac_mo_ki_quai AND da = noi_man_do AND tri_nho = suy_giam_tri_nho - 16 Nguyn Hi Yn _ K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA. .. GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN AND trang_thai = met_ra_roi 16 dau = dau_ham maybe = stress AND vi_giac = nuou_chay_mau_dau CF(1000) AND ngu = giac_mo_ki_quai AND da = noi_man_do AND tri_nho = suy_giam_tri_nho AND trang_thai = met_ra_roi 17 dau = dau_tuc_bung maybe = stress AND vi_giac = nuou_chay_mau_dau CF(1000) AND ngu = giac_mo_ki_quai AND da = noi_man_do AND tri_nho = suy_giam_tri_nho AND trang_thai... K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN 107 dau = dau_nhuc_dau cac_benh = u_nao AND co_bap = yeu_chan_tay_va_co_giat CF(850) AND thi_giac = rung_giat_nhan_cau_va_thay_doi_thi_luc AND tieuhoa_anuong = non_oi AND ngu = ngu_ga_kho_ngu AND tri_nho = roi_loan_suy_nghi AND trang_thai = lao_dao_mat_su_phoi_hop_giua_cac_bo_phan_kh i_di Cỏc lut trờn õy dnh cho 15 bnh thn kinh. .. diec_hoac _gia_ diec_thich_nghe_mot_thu_am_thanh_la gap_van_de_ve_nghe_noi thinh_giac co_dich_trang_chay_ra_o_tai_mui so_am_thanh_u_tai OTHERS 25 ton_thuong_tinh_than True / False 26 sot True / False 27 cam_giac te_liet_nua_nguoi - 13 Nguyn Hi Yn _ K54B THệ VIEN ẹIEN Tệ TRệẽC TUYEN H CHUYấN GIA CHUN ON BNH THN KINH TM THN mat_hoac_tang_cam_giac OTHERS 28 chan_thuong True / False 5.2 Cỏc