XÂY DỰNG hệ hỗ TRỢ CHẨN đoán và tư vấn CHĂM sóc sức KHỎE BẰNG PHƯƠNG PHÁP y học cổ TRUYỀN

Riêng đối với lĩnh vực Y học cổ truyền YHCT – còn gọi là Đông Y, các nghiên cứu còn khá hạn chế do sự tiến bộ của Tây y lấn át; Tuy nhiên, việc chẩn đoán và điều trị bệnh trong Đông Y vẫ

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

LÊ KIM NGA

XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN VÀ TƯ VẤN CHĂM SÓC SỨC KHỎE BẰNG PHƯƠNG PHÁP

Y HỌC CỔ TRUYỀN

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

TP HỒ CHÍ MINH – Năm 2016

ĐẠI HỌC QUỐC GIA TP HCM

TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN

LÊ KIM NGA

XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN VÀ TƯ VẤN CHĂM SÓC SỨC KHỎE BẰNG PHƯƠNG PHÁP

Y HỌC CỔ TRUYỀN

Ngành: KHOA HỌC MÁY TÍNH

Mã số: 60.48.01.01

LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC

PGS TS NGUYỄN ĐÌNH THUÂN

TP HỒ CHÍ MINH – Năm 2016

Trang 1

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi

Tôi xin cam đoan các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chưa từng được ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Lê Kim Nga

Trang 2

LỜI CẢM ƠN

Lời đầu tiên, em xin chân thành cảm ơn Ban Lãnh Đạo trường Đại học Công nghệ Thông tin – Đại học Quốc gia Thành Phố Hồ Chí Minh đã tạo mọi điều kiện thuận lợi về cơ sở vật chất, xây dựng nên chương trình học phù hợp với năng lực và thời gian của các bạn cùng khóa nói chung và của bản thân em nói riêng;

Tiếp theo, em xin gửi lời cảm ơn chân thành và sâu sắc nhất tới PGS TS

Nguyễn Đình Thuân, người trực tiếp hướng dẫn khoa học cho em hoàn thành luận

văn này Qua thời gian nghiên cứu, Thầy đã tận tâm truyền đạt kinh nghiệm, kiến thức và kỹ năng cho em Những điều em học ở Thầy không chỉ giúp em hoàn thành tốt luận văn mà còn ảnh hưởng lâu dài đến nhận thức của em trong nghiên cứu, học tập, làm việc và trong cuộc sống;

Em cũng xin cảm ơn đến tất cả Quý Thầy Cô trực tiếp giảng dạy chương trình cao học Khoa học Máy tính khóa 8 đã nhiệt tình giảng dạy, truyền đạt những kiến thức bổ ích và luôn hỗ trợ tích cực chúng em trong quá trình học tập, nghiên cứu; Bên cạnh đó, em xin cảm ơn đến Quý Thầy Cô phòng Đào tạo Sau Đại Học, phòng Tài Vụ và Quý Thầy Cô làm công tác phục vụ đã luôn nhiệt tình hỗ trợ em

và các bạn hoàn thành các thủ tục cần thiết suốt từ đầu khóa học

Cuối cùng, em xin cảm ơn đến Ban Giám Đốc, Trưởng khoa Đông Y, Cán bộ phòng lưu trữ bệnh án của Bệnh viện Đa khoa Vĩnh Long, Ban Giám Đốc và các phòng ban của Bệnh viện Y Dược Cổ Truyền Tỉnh Vĩnh Long, Hội Đông Y Thành phố Vĩnh Long và gia đình đã hỗ trợ tích cực cho em trong công tác thu thập dữ liệu

và kiểm tra dữ liệu, kiểm thử chương trình và động viên em hoàn thành tốt luận văn của mình

Xin chân thành cảm ơn!

Lê Kim Nga

Trang 3

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN 1

LỜI CẢM ƠN 2

MỤC LỤC 3

Danh mục các bảng 6

Danh mục các hình 7

MỞ ĐẦU 8

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU 10

1.1 Tính cấp thiết của đề tài 10

1.1.1 Thực trạng chẩn đoán và hỗ trợ điều trị bệnh bằng Y học Cổ truyền 10

1.1.2 Công nghệ thông tin và Y học Cổ truyền 11

1.2 Mục tiêu nghiên cứu 11

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 12

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu 12

1.3.2 Phạm vi nghiên cứu 12

1.4 Phương pháp nghiên cứu 12

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết 12

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm 12

1.5 Thực trạng các đề tài đã nghiên cứu liên quan 12

1.5.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước: 12

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước: 13

1.5.3 Đánh giá chung 14

1.6 Bố cục của luận văn 14

1.7 Tổng quan tài liệu nghiên cứu 15

Chương II: TÌM HIỂU VỀ TRI THỨC VÀ HỆ CHUYÊN GIA 16

2.1 Tìm hiểu về tri thức 16

2.1.1 Các khái niệm 16

2.1.2 Phân loại tri thức 16

2.1.3 Biểu diễn tri thức 17

Trang 4

2.2 Hệ chuyên gia 23

2.2.1 Khái niệm và cấu trúc của một hệ chuyên gia 23

2.2.2 Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia 25

2.2.3 Những sai sót thường gặp khi thiết kế hệ chuyên gia 28

2.2.4 Một số lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia 28

2.2.5 Các đặc trưng và ưu điểm ứng dụng 29

2.3 Kho tri thức 30

2.3.1 Cấu trúc của kho tri thức 30

2.3.2 Hệ thống cập nhật, quản lý kho tri thức 31

2.4 Hệ hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System – DSS) 31

2.4.1 Khái niệm 31

2.4.2 Lợi ích của DSS 32

2.4.3 Các thành phần của hệ thống hỗ trợ ra quyết định 32

2.4.4 Các dạng hệ thống hỗ trợ ra quyết định 33

Chương III: PHÂN TÍCH BÀI TOÁN XÂY DỰNG HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN VÀ TƯ VẤN CHĂM SÓC SỨC KHỎE BẰNG Y HỌC CỔ TRUYỀN 35

3.1 Phát biểu vấn đề 35

3.1.1 Đặt vấn đề: Chẩn đoán trong Y học cổ truyền 35

3.1.2 Phát biểu yêu cầu của ứng dụng: 39

3.1.3 Các bước triển khai xây dựng hệ chuyên gia cho bài toán 39

3.2 Giới thiệu một số bệnh phổ biến theo YHCT: 40

3.2.1 Bệnh tiểu đường (tiêu khát) [8, tr.75-77] 40

3.2.2 Bệnh viêm gan siêu vi cấp/ mạn tính [8, tr 46-49]: 42

3.2.3 Bệnh tăng huyết áp (Huyễn vựng) [8, tr 50-53]: 43

3.3 Giải pháp tư vấn cho bài toán và lựa chọn thuật toán 44

3.3.1 Giải pháp tư vấn cho bài toán: 44

3.2.4 Lựa chọn thuật toán: 45 Chương IV: CÀI ĐẶT VÀ THỬ NGHIỆM HỆ HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN VÀ TƯ VẤN CHĂM SÓC SỨC KHỎE BẰNG PHƯƠNG PHÁP Y HỌC CỔ TRUYỀN 46

Trang 5

4.1 Phương pháp triển khai 46

4.1.1 Thu thập dữ liệu: 46

4.1.2 Phân tích dữ liệu: 49

4.1.3 Phương pháp đưa dữ liệu thu thập vào cơ sở dữ liệu 50

4.2 Xây dựng các luật 51

4.3 Cài đặt 52

4.4.1 Công cụ được sử dụng 52

4.4.2 Chức năng xây dựng 52

4.4 Kiểm thử và đánh giá: 55

4.4.1 Kiểm thử: 55

4.4.2 Đánh giá: 56

CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 57

5.1 Kết quả hệ thống xây dựng được 57

5.1.1 Giao diện người dùng 57

5.1.2 Giao diện người quản trị/ các user đã đăng ký 59

5.2 Kết luận 60

TÀI LIỆU THAM KHẢO 62

PHỤ LỤC 64

Phụ lục 1 Danh sách biến 64

Phụ lục 2 Danh sách luật 98

Trang 6

Danh mục các bảng

Bảng 2.1 Vai trò Kỹ sư tri thức [6, tr 31] 29

Bảng 4.1 Mô phỏng hoạt động của hệ chẩn đoán 53

Bảng PL1.1 Danh sách biến 64

Bảng PL2.1 Danh sách luật 98

Trang 7

Danh mục các hình

Hình 2.1 Biểu diễn tri thức [2] 16

Hình 2.2 Các hoạt động của hệ thống suy diễn [7] 19

Hình 2.3 Cấu trúc chung của Hệ chuyên gia [7] 24

Hình 2.4 Kiến trúc của một hệ chuyên gia [6, tr.35] 25

Hình 2.5 Mô hình cấu trúc kho tri thức [6, tr 35] 30

Hình 2.6 Mô hình ca sử dụng - hệ thống cập nhật kho dữ liệu [6, tr 36] 31

Hình 2.7 Mô hình ca sử dụng - hệ thống cập nhật kho tri thức [6, tr 36] 31

Hình 2.8 Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định [14] 32

Hình 3.1 Sơ đồ của hệ thống chẩn đoán bệnh bằng YHCT 40

Hình 3.2 Sơ đồ ngữ cảnh của hệ thống 40

Hình 4.1 Mối quan hệ giữa các bảng dữ liệu 51

Hình 5.1 Giao diện trang Chẩn đoán bệnh – Người dùng chọn triệu chứng 57

Hình 5.2 Giao diện trang Chẩn đoán bệnh – Hệ thống hỏi thêm triệu chứng kèm theo 58

Hình 5.3 Kết quả chẩn đoán và tư vấn chữa bệnh 59

Hình 5.4 Giao diện trang Tìm triệu chứng cho bệnh 59

Hình 5.5 Giao diện hiển thị các luật của cơ sở dữ liệu 60

Trang 8

MỞ ĐẦU

Thuật ngữ “Hệ chuyên gia” ngày nay đã trở nên phổ biến và được nghiên cứu đưa vào ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau Một hệ chuyên gia là một chương trình máy tính biểu diễn và lập luận dựa trên tri thức trong một chủ đề thuộc một lĩnh vực nào đó, nhằm giải quyết vấn đề hoặc đưa ra một lời khuyên Hệ chuyên gia có cơ sở tri thức của nó chứa đựng các tri thức được cung cấp bởi các chuyên gia thực thụ, khác với các tri thức được thu thập trong các sách giáo khoa hoặc không phải tri thức chuyên môn

Các hệ chuyên gia có thể dùng các luật hay các quy tắc một cách nhanh chóng mà không bị nhầm lẫn, nếu trong trường hợp có quá nhiều quy tắc hay luật thì một chuyên gia con người không thể xử lý nhanh như một hệ chuyên gia được

Kiến thức của một hệ chuyên gia được tập hợp từ rất nhiều chuyên gia khác nhau Do đó, cơ sở tri thức của nó rộng hơn, phong phú hơn so với một vài chuyên gia đơn lẻ

Các hệ chuyên gia hay các lĩnh vực khai phá dữ liệu đã và đang được ứng dụng rộng rãi trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội Đặc biệt, với sự phát triển của xã hội ngày nay, nhu cầu được chăm sóc sức khỏe đang là một xu thế tất yếu của đời sống Vì vậy, đã có nhiều nghiên cứu và khai thác dữ liệu trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, y tế, … nhưng tập trung vào lĩnh vực Tây Y

Riêng đối với lĩnh vực Y học cổ truyền (YHCT) – còn gọi là Đông Y, các nghiên cứu còn khá hạn chế do sự tiến bộ của Tây y lấn át; Tuy nhiên, việc chẩn đoán và điều trị bệnh trong Đông Y vẫn mang lại nhiều hiệu quả tích cực, có những trường hợp phải sử dụng các liệu pháp của Đông Y để chữa bệnh, nhất là các bệnh

về cơ xương khớp, di chứng tai biến, viêm tắc động mạch chi, hen phế quản, trĩ, viêm cầu thận cấp và mãn, tiêu hóa, dị ứng, … (qua châm cứu, xoa bóp, bấm huyệt,…)

Ngày nay, các phương pháp chẩn đoán và điều trị bệnh trong Đông y đang dần khẳng định được vị thế của mình trong lĩnh vực chăm sóc sức khỏe, y tế cộng đồng trên thế giới (nhất là Nhật Bản, Trung Quốc) và ở nước ta

Trang 9

Do đó, trong đề tài này, tôi xin trình bày nghiên cứu về khai phá tri thức, hệ

hỗ trợ và “xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán và tư vấn chăm sóc sức khỏe bằng phương pháp Y học Cổ truyền”

Trang 10

CHƯƠNG I: TỔNG QUAN ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU

1.1 Tính cấp thiết của đề tài

1.1.1 Thực trạng chẩn đoán và hỗ trợ điều trị bệnh bằng Y học Cổ truyền

Ở Việt Nam, nền Y dược học cổ truyền (YDHCT) đã có từ rất lâu đời, gắn liền với sự phát triển truyền thống văn hóa dân tộc, có thể nói YDHCT là hệ thống

y dược có vai trò và tiềm năng lớn trong sự nghiệp chăm sóc và bảo vệ sức khoẻ của nhân dân

Hiện nay, hầu hết các Tỉnh đều có một bệnh viện Y dược cổ truyền (YDCT), các bệnh viện đa khoa tuyến tỉnh đều có khoa Y học cổ truyền (YHCT), các bệnh viện đa khoa tuyến huyện đều có khoa hoặc tổ YHCT, các trạm y tế cấp xã có triển khai hoạt động YHCT Tuy nhiên, nguồn nhân lực về YDHCT rất mỏng và ít được đào tạo lại, các cơ sở vật chất và trang thiết bị cho việc điều trị, chăm sóc sức khỏe cộng đồng bằng YDHCT còn thiếu thốn, trong khi nhu cầu khám và điều trị bệnh bằng YHCT của người dân là rất cao

Trong cơ chế thị trường hiện nay, đời sống nhân dân còn gặp nhiều khó khăn, thu nhập thấp Chính vì vậy, việc chăm sóc sức khỏe cộng đồng là mối quan tâm hàng đầu và là chủ trương của các cấp, các ngành, đặc biệt là ngành y tế địa phương Một trong những giải pháp để xây dựng nền Y học Việt Nam là đẩy mạnh công tác nghiên cứu YHCT dân tộc, trong đó, việc xây dựng kho tàng kinh nghiệm

về phòng chữa bệnh của nền YHCT dân tộc là khâu đầu tiên

Nhìn chung, đối với các ứng dụng về khai phá dữ liệu, gom cụm dữ liệu và đưa ra dự báo là khá nhiều và áp dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội cả trong và ngoài nước Tuy nhiên, với lĩnh vực YHCT thì các ứng dụng này còn khá

ít và chưa thật phổ biến

Trên cơ sở kết quả phân tích thực trạng và nhu cầu được chẩn đoán, tư vấn

chăm sóc sức khỏe bằng YHCT, đề tài “Xây dựng hệ chẩn đoán và tư vấn chăm

sóc sức khỏe bằng phương pháp Y học cổ truyền” nhằm nghiên cứu tạo ra một

kho dữ liệu về các bệnh và phương pháp điều trị bệnh, tư vấn chăm sóc sức khỏe với mục đích hỗ trợ người dân về cách điều trị bệnh và chăm sóc sức khỏe bằng

Trang 11

YHCT vừa giảm được chi phí khám bệnh, vừa có thể biết và sử dụng đúng cách các cây thuốc, loại thuốc có xung quanh mình

1.1.2 Công nghệ thông tin và Y học Cổ truyền

Nghiên cứu ứng dụng Công nghệ thông tin (CNTT) phục vụ cho Y học đã và đang được nhiều người quan tâm Có nhiều đề tài nghiên cứu cấp quốc gia, cấp bộ, cấp cơ sở về lĩnh vực này Nhiều nhà nghiên cứu và học viên chuyên ngành Công nghệ thông tin cũng đang nghiên cứu xây dựng các mô hình dự báo nhiều loại bệnh trên một chứng trạng cụ thể

Hầu hết các nghiên cứu ứng dụng CNTT đều sử dụng dữ liệu và hệ quản trị

cơ sở dữ liệu Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu ngày càng được phát triển hoàn thiện với nhiều tính năng nhằm đáp ứng nhu cầu lưu trữ và xử lý dữ liệu ngày càng đa dạng về hình thức (tập trung, phân tán) và chủng loại (text, image, media) Một số

hệ quản trị cơ sở dữ liệu có nhiều phiên bản khác nhau đáp ứng nhu cầu sử dụng của các tổ chức với các qui mô sử dụng khác nhau và hỗ trợ đa dạng hóa môi trường làm việc như MySQL, Oracle, DB2

Các hệ quản trị cơ sở dữ liệu này hỗ trợ nhiều môi trường hệ điều hành, ngôn ngữ lập trình và đặc biệt là đóng một vai trò quan trọng trong việc triển khai hệ thống Web, điện toán đám mây, tính toán lưới

Mặc dù hiện nay, các tri thức về YHCT (bệnh, phương thuốc, phương thang, phương pháp chẩn bệnh, …) có nhiều trên các website nhưng chưa có một kho dữ liệu và tri thức dùng chung nào dùng để lưu trữ dữ liệu và tri thức có liên quan đến việc chẩn đoán và điều trị bệnh bằng YHCT

1.2 Mục tiêu nghiên cứu

 Tìm hiểu về các bệnh danh, triệu chứng của từng bệnh, các phương thuốc/ phương thang chữa trị bệnh tương ứng của YDHCT,…

 Nghiên cứu về công nghệ tri thức, công cụ lập trình, hệ thống dữ liệu… để xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán và tư vấn chăm sóc sức khỏe bằng YHCT

 Đưa ra giải pháp và hoàn thiện hệ chẩn đoán

 Xây dựng hệ thống, cài đặt thử nghiệm và đánh giá kết quả

Trang 12

1.3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

1.3.1 Đối tượng nghiên cứu

 Một số bệnh danh và cách chẩn đoán bệnh trong YHCT

 Các phương thuốc/ phương thang trị bệnh tương ứng

1.4 Phương pháp nghiên cứu

1.4.1 Phương pháp nghiên cứu lý thuyết

 Nghiên cứu về bệnh, triệu chứng của bệnh trong YHCT, phương thuốc/ phương thang điều trị, các phương pháp phòng bệnh

 Nghiên cứu công cụ lập trình, hệ chuyên gia, hệ quản trị cơ sở dữ liệu, …

 Tổng hợp các tài liệu liên quan đến lĩnh vực nghiên cứu

 Phân tích, thiết kế hệ thống theo quy trình sao cho dễ sử dụng, hiệu quả, dễ nâng cấp, sửa chữa bổ sung

1.4.2 Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm

 Khảo sát và phân tích các bệnh danh, phương pháp điều trị, các phương thuốc/ phương thang trị bệnh tương ứng

 Thu thập dữ liệu từ bệnh án và đối sánh kết quả với chuyên gia

 Xây dựng giải pháp hiệu quả và thiết kế phần mềm hỗ trợ

1.5 Thực trạng các đề tài đã nghiên cứu liên quan

1.5.1 Tình hình nghiên cứu ngoài nước:

Các nghiên cứu trong lĩnh vực khai phá dữ liệu, xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định trong Đông Y ở nước ngoài trong những năm qua có thể kể đến như:

Ứng dụng lý thuyết mờ xây dựng hệ thống chẩn đoán kiểm tra lưỡi trong Y học cổ truyền Trung Quốc [16] của Watsuji, T ; Arita, S ; Shinohara, S ; Kitade,

T (Dept of Basic Oriental Med., Meiji Univ of Oriental Med., Kyoto, Japan), hệ

Trang 13

thống này chẩn đoán hội chứng như hội chứng suy giảm, hội chứng dư thừa, hội chứng lạnh, và hội chứng nhiệt, và chủ yếu tập trung vào việc đánh giá của hội chứng lạnh và hội chứng nhiệt

Một hệ thống định lượng để chẩn đoán xung trong Y học cổ truyền Trung Quốc của Wang H, Cheng Y được xây dựng dựa trên mạng Bayes (BNS) để xây dựng các mối quan hệ ánh xạ giữa sóng xung và các loại xung [15];

Thiết kế và phát triển hệ chuyên gia để hỗ trợ chẩn đoán và điều trị viêm gan mạn tính bằng cách sử dụng y học cổ truyền Trung Quốc của Zhao YK (Cục Tin học Y tế, Bệnh viện Đại học Kyoto, Nhật Bản), Tsutsui T, Endo A, Minato K, T Takahashi được xây dựng trên ngôn ngữ lập trình Prolog và mạng ngữ nghĩa [18]; Khai phá dữ liệu Bệnh đái tháo đường trong lĩnh vực Y học cổ truyền Trung Quốc của nhóm tác giả Zhaoli Cui (BV Bắc Kinh); Dan He; Miao Jiang; Yaoxian Wang; Guang Zheng [19];

Nghiên cứu phân loại hội chứng và xác định bệnh nhân có bệnh tim mạch dựa trên các phương pháp học tập multi-label [20] của Zhao-xia Xu, Jin Xu, Jian-jun Yan, Yi-qin Wang, Rui Guo, Guo-ping Liu, Hai-xia Yan, Peng Qian, Yu-jian Hong

sử dụng chẩn đoán Y học cổ truyền Trung Quốc thông qua việc thu thập các thông tin cận lâm sàn của biểu hiện lưỡi và biểu hiện xung để chẩn đoán

Một nghiên cứu của Xiang Zhang, Shixing Yan, Guozheng phân tích các phương pháp và công nghệ sử dụng trong lập luận tình huống (Case-based reasoning – CBR) dựa trên ontology từ biểu diễn tri thức của các trường hợp lâm sàng và tính toán tương tự [17]

1.5.2 Tình hình nghiên cứu trong nước:

Các nghiên cứu trong lĩnh vực khai phá dữ liệu, xây dựng hệ hỗ trợ ra quyết định trong Đông Y ở nước ta trong những năm qua gồm có:

Tiểu luận môn học tìm hiểu khai phá tri thức và xây dựng hệ chuyên gia chẩn đoán và điều trị bệnh bằng thuốc đông y [5] của nhóm sinh viên trường Đại học Đà Nẵng thực hiện năm 2010 với phương pháp biểu diễn tri thức dạng luật If…Then

và xây dựng hệ thống chẩn đoán bệnh với Prolog

Trang 14

Phần mềm chẩn đoán bệnh dựa vào nhiệt độ kinh lạc và thiết bị đo của Lương

y Lê Văn Sửu và cộng sự [13], xây dựng dựa trên thuật toán phân tích và tính toán nhiệt độ của 24 điểm tỉnh huyệt trên 10 đầu ngón tay, chân;

Hệ thống hỗ trợ chẩn đoán và điều trị bệnh thông qua các triệu chứng thường gặp của GS.TS Dương Trọng Hiếu [10]

1.5.3 Đánh giá chung

Các công trình nghiên cứu trước đây đã sử dụng nhiều công cụ, ứng dụng công nghệ tri thức, khai phá dữ liệu, … đưa ra được các thông tin tư vấn hữu ích cho người dùng để chẩn đoán một số bệnh cụ thể và cách điều trị dùng liệu pháp của Y học cổ truyền

Tuy nhiên, các nghiên cứu trên chỉ tập trung đưa ra giải pháp chẩn đoán cho một bệnh cụ thể Đồng thời, chưa có giải pháp nào giúp hỗ trợ chẩn đoán và tư vấn chăm sóc sức khỏe cho cộng đồng trong khi nhu cầu về Y tế cộng đồng hiện nay đang được đặc biệt quan tâm của các cấp, các ngành

Nhìn chung, đối với các ứng dụng về khai phá dữ liệu, gom cụm dữ liệu và đưa ra dự báo là khá nhiều và áp dụng trong nhiều lĩnh vực của đời sống xã hội cả trong và ngoài nước Tuy nhiên, với lĩnh vực Đông Y thì các ứng dụng này còn khá

ít và chưa thật phổ biến

1.6 Bố cục của luận văn

Chương I: Tổng quan đề tài nghiên cứu

Chương II: Tìm hiểu về tri thức và hệ chuyên gia

 Tìm hiểu cơ sở tri thức, hệ chuyên gia

 Kho tri thức, quản lý và cập nhật kho tri thức, hệ trợ giúp ra quyết định

Chương III: Phân tích bài toán xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán và tư vấn chăm sóc sức khỏe bằng phương pháp Y học Cổ truyền

 Phát biểu vấn đề, giới thiệu tổng quan về Y học cổ truyền

 Tìm hiểu tri thức về chẩn đoán và điều trị bệnh bằng Y học cổ truyền

 Vận dụng công nghệ tri thức để giải quyết vấn đề

Trang 15

Chương IV: Cài đặt và thử nghiệm hệ hỗ trợ chẩn đoán và tư vấn chăm sóc sức khỏe bằng phương pháp Y học cổ truyền

 Phân tích thiết kế hệ trợ giúp

 Môi trường công cụ cài đặt

 Đánh giá kết quả chương trình

Chương V: Kết luận và hướng phát triển

 Đưa ra các nhận xét, đánh giá về hệ thống, các vấn đề đã giải quyết được, các vấn đề còn tồn tại

 Đưa ra hướng phát triển của đề tài trong tương lai

1.7 Tổng quan tài liệu nghiên cứu

Để thực hiện đề tài này, chúng ta cần phải nắm được kiến thức tổng quan về YHCT, công nghệ tri thức và hệ chuyên gia, tìm hiểu về các loại thuốc quanh ta,…

Vì vậy, các tài liệu được sử dụng để xây dựng đề tài là: Các công trình nghiên cứu liên quan đến YHCT; các tài liệu chuyên môn của YHCT; các công bố liên quan đến YHCT, các hệ thống trợ giúp ra quyết định, kho dữ liệu, khai phá dữ liệu; các bài viết, các nguồn dữ liệu trên Internet, …

ta mới xây dựng được khái niệm về tri thức

Tri thức là kết tinh, cô đọng, chắt lọc của thông tin Tri thức hình thành do quá trình xử lý thông tin mang lại Tri thức là nhận thức và hiểu biết về một sự việc, sự vật hay thông tin được thu thập ở dạng kinh nghiệm, học tập hay thông qua suy luận, suy ngẫm

Biểu diễn tri thức là phương pháp mã hoá tri thức, nhằm thành lập cơ sở tri thức cho các hệ thống dựa trên tri thức

Hình 2.1 Biểu diễn tri thức [2]

2.1.2 Phân loại tri thức

Tri thức trong hệ chuyên gia phản ánh sự tinh thông được tích tụ từ sách vở, tạp chí, từ các chuyên gia, báo đài hay các nhà bác học Các hệ thống hay hệ chuyên gia đều dựa trên tri thức

Trang 17

Tri thức được phân ra thành hai loại chính là tri thức hiện và tri thức ẩn:

 Tri thức hiện: là những tri thức được giải thích và được mã hóa dưới dạng văn bản, tài liệu, âm thanh, phim ảnh, thông qua ngôn ngữ có lời hoặc không có lời, nguyên tắc hệ thống, chương trình máy tính, chuẩn mực hay các phương tiện khác Tri thức này dễ dàng chuyển giao, thường được tiếp nhận qua hướng dẫn

 Tri thức ẩn: là những tri thức thu được từ trải nghiệm thực tế, tri thức dạng này nằm trong mỗi cá nhân bao gồm: niềm tin, kinh nghiệm, bí quyết, kỹ

năng

2.1.3 Biểu diễn tri thức

2.1.3.1 Khái niệm biểu diễn tri thức

Biểu diễn tri thức là cách thể hiện tri thức trong máy tính dưới dạng sao cho bài toán có thể được giải tốt nhất Biểu diễn tri thức trong máy tính phải:

 Thể hiện được tất cả các thông tin cần thiết

 Cho phép tri thức mới được suy diễn từ tập các sự kiện và luật suy diễn

 Cho phép biểu diễn các nguyên lý tổng quát cũng như các tình huống đặc trưng

 Nắm bắt được ý nghĩa ngữ nghĩa phức tạp

 Cho phép lý giải ở mức tri thức cao hơn

Có hai loại tri thức của bài toán cần phải được biểu diễn đó là tri thức mô tả

và tri thức thủ tục

 Tri thức mô tả là loại tri thức mô tả những gì được biết về bài toán Loại tri thức này bao gồm sự kiện, đối tượng, lớp của các đối tượng và quan hệ giữa các đối tượng

 Tri thức thủ tục là thủ tục tổng quát mô tả cách giải quyết bài toán Tri thức này bao gồm thủ tục tìm kiếm và luật suy diễn

Trang 18

2.1.3.2 Tri thức biểu diễn thông qua các luật

 Biểu diễn tri thức bởi các luật Nếu – Thì

Ngôn ngữ bao gồm các luật nếu - thì (if - then), (còn gọi là các luật sản xuất - production rule), là ngôn ngữ phổ biến nhất để biểu diễn tri thức Các câu Horn có dạng:

P1 Λ …Λ Pn => Q

trong đó các P i (i = 1, , n) và Q là các câu phần tử

Các câu Horn còn được viết dưới dạng:

Nếu: P1 và P 2 và Pn

Thì: Q (if P1 AND AND Pn then Q)

Các Pi (i= 1, , n) được gọi là các điều kiện, Q được gọi là kết luận của luật

Các luật Nếu – Thì có các ưu điểm sau đây:

 Mỗi luật nếu – thì mô tả một phần nhỏ tương đối độc lập của tri thức

 Có thể thêm vào cơ sở tri thức các luật mới, hoặc loại bỏ một số luật

cũ mà không ảnh hưởng nhiều tới các luật khác

 Các hệ tri thức với cơ sở tri thức gồm các luật nếu – thì có khả năng đưa ra lời giải thích cho các quyết định của hệ

Các luật nếu – thì là dạng biểu diễn tự nhiên của tri thức Bằng cách sử dụng các luật nếu – thì chúng ta có thể biểu diễn được một số lượng lớn tri thức của con người về tự nhiên, về xã hội, kinh nghiệm của con người trong lao động, sản xuất, tri thức của các thầy thuốc, tri thức của các kỹ sư, tri thức trong các ngành khoa học: kinh tế, sinh học, hoá học, vật lý, toán học,

 Suy diễn tiến và suy diễn lùi trong các hệ dựa trên luật

Một khi chúng ta đã lưu trữ một cơ sở tri thức, chúng ta cần có thủ tục suy diễn để rút ra các kết luận từ cơ sở tri thức Trong các hệ dựa trên luật, có hai phương pháp suy diễn cơ bản:

+ Suy diễn tiến

+ Suy diễn lùi

Chúng ta sẽ phân chia cơ sở tri thức thành hai bộ phận: cơ sở luật (rule base)

Trang 19

và cơ sở sự kiện (fact base) (hoặc bộ nhớ làm việc (working memory)) Cơ sở luật bao gồm các luật có ít nhất một điều kiện, biểu diễn các tri thức chung về lĩnh vực

áp dụng Còn cơ sở sự kiện bao gồm các câu phần tử (các luật không điều kiện) mô

tả các sự kiện mà chúng ta biết về các đối tượng trong lĩnh vực áp dụng

Suy diễn tiến

Tư tưởng cơ bản của suy diễn tiến là áp dụng luật suy diễn Modus Ponens tổng quát Trong mỗi bước của thủ tục suy diễn tiến, người ta xét một luật trong cơ

sở luật Đối sánh mỗi điều kiện của luật với các sự kiện trong cơ sở sự kiện, nếu tất

cả các điều kiện của luật đều được thoả mãn thì sự kiện trong phần kết luận của luật được xem là sự kiện được suy ra Nếu sự kiện này là sự kiện mới (không có trong

bộ nhớ làm việc), thì nó được đặt vào bộ nhớ làm việc Quá trình trên được lặp lại cho tới khi nào không có luật nào sinh ra các sự kiện mới

Như vậy quá trình suy diễn tiến là quá trình xem xét các luật Với mỗi luật, ta

đi từ phần điều kiện tới phần kết luận của luật, khi mà tất cả các điều kiện của luật đều được làm thoả mãn (bởi các sự kiện trong cơ sở sự kiện), thì ta suy ra sự kiện trong phần kết luận của luật

Hình 2.2 Các hoạt động của hệ thống suy diễn [7]

Trang 20

THUẬT TOÁN SUY DIỄN TIẾN [7]

//Input: + Tập luật Rule ={r1, r2, …,rn}

+ GT, KL;

//Output: Thông báo “True” nếu GT  KL

Ngược lại, thông báo “False”

r := get(T); //lấy luật trong T

TD:= TD + right(r); // hoặc TD:=TD  {q}; Đưa vế phải của r vào TD

Rule:=Rule \ {r}; // loại bỏ luật vừa xét trong tập luật Rule

T:= Fillter(Rule,TD); // lấy các luật có TD xuất hiện

trong vế trái của tập luật Rule mới }

If KL ⊂ TD then Return “True”

Else Return “False”;

}

Suy diễn lùi

Trong các hệ dựa trên luật, chúng ta còn có thể sử dụng phương pháp suy diễn lùi (backward chaining hoặc backward reasoning)

Trong suy diễn lùi, người ta đưa ra các giả thuyết cần được đánh giá Sử dụng suy diễn lùi, giả thuyết đưa ra hoặc là được chứng minh, hoặc là bị bác bỏ (bởi các

sự kiện trong bộ nhớ làm việc) Cần lưu ý rằng, chúng ta nói giả thuyết được chứng minh, hoặc bị bác bỏ là muốn nói tới nó được chứng minh, hoặc bác bỏ bởi tình trạng hiện thời của bộ nhớ làm việc Khi mà bộ nhớ làm việc thay đổi (chúng ta thêm vào hoặc loại bỏ một số sự kiện) thì một giả thuyết đã được chứng minh có thể

Trang 21

trở thành bị bác bỏ và ngược lại

Quá trình suy diễn lùi diễn ra như sau: Ta so sánh giả thuyết đưa ra với các sự kiện trong bộ nhớ làm việc Nếu có một sự kiện khớp với giả thuyết, (ở đây “khớp” được hiểu là hai câu mô tả sự kiện và giả thuyết trùng nhau qua một phép so nào đó), thì ta xem như giả thuyết là đúng Nếu không có sự kiện nào khớp với giả thuyết, thì ta đối sánh giả thuyết với phần kết luận của các luật Với mỗi luật mà kết luận của luật khớp với giả thuyết, ta đi lùi lại phần điều kiện của luật Các điều kiện này của luật được xem như các giả thuyết mới

Với giả thuyết mới, ta lặp lại quá trình trên

Nếu tất cả các giả thuyết được sinh ra trong quá trình phát triển các giả thuyết bởi các luật được chọn thích hợp đều được thoả mãn (đều có trong bộ nhớ làm việc) thì giả thuyết đã đưa ra được xem là đúng Ngược lại, dù ta áp dụng luật nào để phát triển các giả thuyết cũng dẫn tới các giả thuyết không có trong bộ nhớ làm việc và không thể quy giả thuyết này về các giả thuyết mới khác, thì giả thuyết đã đưa ra được xem là sai

THUẬT TOÁN SUY DIỄN LÙI [7]

//Input: + Tập luật Rule ={r1, r2, …,rn}

+ KL;

//Output: Thông báo “True” nếu KL  GT

Ngược lại, thông báo “False”

IF KL  GT THEN Return “True”

i= Tìm luật (g,k,Rule);

If (Tìm có ri) Then { TĐích=TĐích \ Leftk;

For each t  (lefti\GT) do TĐích=TĐích{((t,0)};

Vết=Vết  {g,i)};

Quaylui=False;

} // end while } // end If2

}// end If1

UNTIL (TĐích=) OR ((f  KL) AND (First >2));

IF (f  KL) THEN Return “False”

ELSE Return “True”

Đánh giá kỹ thuật suy diễn tiến và suy diễn lùi

a) Ưu điểm

 Ưu điểm chính của suy diễn tiến là làm việc tốt khi bài toán về bản chất

đi thu thập thông tin rồi thấy điều kiện cần suy diễn Suy diễn tiến cho ra khối lượng lớn thông tin từ một số thông tin ban đầu

 Ưu điểm của suy diễn lùi là phù hợp với bài toán đưa ra giả thuyết rồi

 Nhược điểm của suy diễn lùi là nó thường tiếp theo dòng suy diễn, thay

Ta có sơ đồ mô tả như sau [6]:

Hệ Chuyên Gia = Cơ Sở Tri Thức + Mô Tơ Suy Diễn

(Biểu diễn tri thức)

Nguồn tri thức Người Sử Dụng

Chuyên gia Tài liệu chuyên môn

Qua sơ đồ trên ta có thể thấy: Một chương trình ứng dụng được xây dựng dựa trên Cơ sở tri thức và mô tơ suy diễn Trong đó Cơ sở tri thức được lấy từ nguồn tri thức Có hai loại là xin ý kiến từ các chuyên gia trong lĩnh vực đó, cũng có thể lấy theo cách thứ hai đó là tổng hợp từ các tài liệu chuyên môn Còn Mô tơ suy diễn phụ thuộc vào người dùng do người dùng đưa ra

Trang 24

2.2.1.2 Cấu trúc của hệ chuyên gia

Hình 2.3 Cấu trúc chung của Hệ chuyên gia [7]

1 Giao diện người máy (User Interface): Thực hiện giao tiếp giữa Hệ Chuyên

gia và User Nhận các thông tin từ User (các câu hỏi, các yêu cầu về lĩnh vực) và đưa ra các câu trả lời, các lời khuyên, các giải thích về lĩnh vực đó Giao diện người máy bao gồm: Menu, bộ xử lý ngôn ngữ tự nhiên và các hệ thống tương tác khác

2 Bộ giải thích (Explanation system): Giải thích các hoạt động khi có yêu cầu

của User

3 Động cơ suy diễn (Inference Engine): Quá trình trong Hệ Chuyên gia cho

phép khớp các sự kiện trong vùng nhớ làm việc với các tri thức về lĩnh vực trong cơ

sở tri thức, để rút ra các kết luận về vấn đề đang giải quyết

4 Bộ tiếp nhận tri thức (Knowledge editor): Làm nhiệm vụ thu nhận tri thức

từ chuyên gia con người (human expert), từ kỹ sư tri thức và User thông qua các yêu cầu và lưu trữ vào cơ sở tri thức

5 Cơ sở tri thức: Lưu trữ, biểu diễn các tri thức mà hệ đảm nhận, làm cơ sở

cho các hoạt động của hệ Cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện (facts) và các lụật (rules)

6 Vùng nhớ làm việc (working memory): Một phần của Hệ Chuyên gia chứa

các sự kiện của vấn đề đang xét

Trang 25

2.2.2 Biểu diễn tri thức trong hệ chuyên gia

2.2.2.1 Kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia

Hệ chuyên gia là một chương trình máy tính có khả năng giải quyết vấn đề trong một lĩnh vực áp dụng nào đó, nó có thể làm việc giống như một chuyên gia con người trong lĩnh vực đó Một bác sĩ chữa bệnh, từ các triệu chứng của bệnh nhân, từ các kết quả xét nghiệm, với vốn tri thức của mình, bác sĩ có thể đưa ra các kết luận bệnh nhân bị bệnh gì và đưa ra phương án điều trị Một hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh cũng có thể làm việc như các bác sĩ Một hệ chuyên gia cần được trang bị các tri thức của các chuyên gia trong một lĩnh vực áp dụng Vì vậy hệ chuyên gia là một hệ tri thức (knowledge - based system) Cũng giống như một chuyên gia con người, hệ chuyên gia còn có khả năng giải thích được các hành vi của nó, các kết luận mà nó đã đưa ra cho người sử dụng Hệ chuyên gia còn có khả năng cập nhật tri thức từ các chuyên gia và từ người sử dụng

Hiện nay, nhiều hệ chuyên gia đã được sử dụng trong nhiều lĩnh vực Chúng

ta nêu ra một số hệ chuyên gia nổi tiếng:

- Trong chẩn đoán y học có các hệ MYCIN, CASNET và CADUCEUS

- Vi phân và tích phân ký hiệu: các hệ MACSYMA, SAINT và MATHLAB

- Hiểu tiếng nói: các hệ HEARSAY I và II

- Chẩn đoán hỏng hóc của máy tính: hệ DART

Hình 2.4 Kiến trúc của một hệ chuyên gia [6, tr.35]

Một hệ chuyên gia bao gồm các thành phần cơ bản sau:

Cơ sở tri thức

Giao diện người sử dụng

Người sử dụng

 Bộ suy diễn (inference engine) có chức năng thực hiện quá trình suy diễn dựa trên tri thức trong cơ sở tri thức và các thông tin mà người sử dụng đưa vào để tìm ra câu trả lời cho các vấn đề được đặt ra

Trong các hệ chuyên gia dựa trên luật (rule-based expert system), thủ tục suy diễn có thể là suy diễn tiến hoặc suy diễn lùi Sử dụng cơ chế suy diễn nào (tiến hoặc lùi) là tuỳ thuộc vào mục đích xây dựng hệ chuyên gia

 Bộ giải thích (explanation generator) có chức năng cung cấp cho người sử dụng những lời giải thích về các kết luận mà hệ đưa ra, tại sao hệ đã dẫn đến những kết luận như thế

 Giao diện người sử dụng (user-interface) giúp cho hệ giao tiếp với người

sử dụng một cách thuận tiện Nó chuyển đổi các thông tin mà người sử dụng đưa vào thành dạng mà hệ có thể xử lý được, và ngược lại, nó chuyển đổi các câu trả lời của hệ và các lời giải thích sang ngôn ngữ mà người sử dụng có thể hiểu

Người ta tách cơ sở tri thức khỏi các bộ phận còn lại của hệ chuyên gia Các

bộ phận còn lại gồm bộ suy diễn, bộ giải thích và giao diện người sử dụng tạo thành khung hệ chuyên gia (expert system shell) Sở dĩ có thể tách hệ chuyên gia thành hai phần: cơ sở tri thức và khung là vì các lý do sau: Cơ sở tri thức phụ thuộc hoàn toàn vào lĩnh vực áp dụng Mặt khác, khung là tương đối độc lập với lĩnh vực áp dụng Do đó để phát triển các hệ chuyên gia, cho một số lĩnh vực, người ta có thể xây dựng khung để sử dụng chung cho nhiều hệ Sau đó chỉ cần “nạp” cơ sở tri thức

về một lĩnh vực áp dụng cụ thể, ta sẽ tạo ra một hệ chuyên gia cho lĩnh vực đó Đương nhiên là, cơ sở tri thức phải được xây dựng theo đúng “khuôn mẫu” mà khung có thể hiểu được

Trang 27

2.2.2.2 Khi nào suy diễn tiến

Kỹ thuật suy diễn tiến được dùng khi làm việc với bài toán bắt đầu các thông tin và cần suy lý một cách logic đến kết luận Trong đề tài này suy diễn tiến được dùng để tìm ra bệnh từ những triệu chứng do người dùng cung cấp Ứng dụng đơn giản nhất của hệ thống suy diễn tiến hoạt động như sau:

 Trước tiên hệ thống này lấy các thông tin về bài toán từ người dùng và đặt chúng vào bộ nhớ làm việc

 Suy diễn quét các luật theo dãy xác định trước; xem phần giả thiết có trùng khớp với nội dung trong bộ nhớ?

 Nếu phát hiện một luật như mô tả trên, bổ sung kết luận của luật này vào bộ nhớ Luật này gọi là cháy

 Tiếp tục quá trình này, có thể bỏ qua các luật đã cháy Quá trình tiếp tục cho đến khi không còn khớp được luật nào Lúc này bộ nhớ có các thông tin của người dùng và thông tin do hệ thống suy diễn

2.2.2.3 Khi nào suy diễn lùi

Suy diễn lùi được dùng để chứng minh một giả thiết bằng cách thu thập thông tin hỗ trợ Trong đề tài nghiên cứu này, suy diễn lùi được dùng để suy ngược lại các triệu chứng của bệnh từ một bệnh danh được giả thuyết ban đầu Hệ thống suy diễn lùi bắt đầu từ đích cần chứng minh:

 Trước hết nó kiểm tra trong bộ nhớ làm việc để xem đích này đã được bổ sung trước đó chưa

 Nếu đích chưa được chứng minh, nó tìm luật có phần THEN chứa đích Luật này gọi là luật đích

 Hệ thống xem phần giả thiết của các luật này có trong bộ nhớ làm việc không Các giả thiết được liệt kê trong bộ nhớ gọi là các đích con Các đích con này được cung cấp bởi các luật khác

Quá trình này tiếp tục đệ quy cho đến khi hệ thống tìm thấy một giả thiết không được luật nào cung cấp Khi đó, hệ thống yêu cầu người dùng cung cấp thông tin về nó

Trang 28

2.2.3 Những sai sót thường gặp khi thiết kế hệ chuyên gia

Những sai sót trong khi phát triển hệ chuyên gia được phân ra thành nhiều giai đoạn:

Sai sót trong tri thức chuyên gia: Chuyên gia là nguồn tri thức của một hệ

chuyên gia, nếu tri thức của chuyên gia không đúng và không đầy đủ, hậu quả sai sót sẽ ảnh hưởng suốt quá trình phát triển hệ thống

Sai sót ngữ nghĩa: Xảy ra do tri thức đưa vào hệ chuyên gia Ví dụ một

chuyên gia Đông y nói “Tiểu ít vàng sẫm” (một triệu chứng của viêm gan siêu vi cấp) và công nghệ tri thức lại hiểu nhầm câu này “Tiểu ít màu sậm” (một triệu chứng của viêm gan siêu vi mạn)

Sai sót cú pháp: do biểu diễn sai các dạng luật, các sự kiện hoặc do sai sót

ngữ nghĩa hoặc sai sót trong tri thức chuyên gia ở các bước trước

Sai sót máy suy diễn: Là một chương trình nên máy suy diễn có thể gặp lỗi

khi thực hiện và có thể xác định được nguyên nhân Tuy nhiên, việc xác định lỗi trong một số hệ chuyên gia vẫn gặp khó khăn do công cụ phần mềm sử dụng

2.2.4 Một số lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia

Hiện nay hệ chuyên gia được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau, ví dụ như công nghiệp, nông nghiệp, khoa học máy tính, thương mại khí tượng, y học, quân sự, hoá học Đặc biệt trong giai đoạn gần đây, việc ứng dụng hệ chuyên gia vào lĩnh vực giáo dục đào tạo đang được phát triển mạnh

Các dạng bài toán (Sự tư vấn)

1- Diễn giải (Interpretation): Đưa ra mô tả tình huống các dữ liệu thu thập được

2- Dự báo (Prediction): đưa ra hậu quả của một tình huống nào đó, như là dự báo thời tiết, dự báo giá cả thị trường

3- Chẩn đoán (Diagnosis): Xác định các lỗi, các bộ phận hỏng hóc của hệ thống dựa trên các dữ liệu quan sát được (khi hệ thống hoạt động không bình thường)

2.2.5 Các đặc trưng và ưu điểm ứng dụng

2.2.5.1 Vai trò của kỹ sư tri thức (knowledge Engineer)

Bảng 2.1 Vai trò Kỹ sư tri thức [6, tr 31]

SUPER

S





Super Super Super



Super Super

2.2.5.2 Xây dựng hệ chuyên gia

Sau khi đã xét vai trò của các nhân tố ở mục trên ta có thể thấy rằng để xây dựng một hệ chuyên gia thì cần có sự tham gia của các nhân tố và sự kết hợp của họ tiến hành trong một thời gian dài (long-term) Các nhân tố bao gồm:

 Chuyên Gia

 Lập trình viên

 Kĩ sư tri thức

2.2.5.3 Hai phương cách xây dựng hệ chuyên gia ứng dụng

Cách 1: Với cách này có sự kết hợp và nỗ lực giữa các chuyên gia, các kĩ sư

tri thức và các lập trình viên Họ làm việc cùng nhau và kết quả là xây dựng một hệ chuyên gia

Trang 30

Hệ chuyên gia = ∑ nỗ lực (Chuyên Gia + Kỹ sư Tri thức + Lập trình viên)

Cách 2: Trong cách này không có sự tham gia của Lập trình viên

Hệ chuyên gia = ∑ nỗ lực (Chuyên Gia + Kỹ sư tri thức) + CÔNG CỤ 2.2.5.4 Hệ tri thức (Knowledge System)

Tri thức được thu nạp từ nhiều nguồn khác nhau như là:

o Tài liệu

o Khai phá dữ liệu (Knowledge Discovery in Databases)

o Hệ cơ sở tri thức (Knowledge Base System)

2.2.5.5 Hệ chuyên gia nhằm giải quyết bài toán tư vấn (Consultation) khó 2.2.5.6 Hệ chuyên gia phải đạt trình độ cao [6, tr 32]

Hệ Thống Thông Tin Quản Lý

(HTTTQL)

Hệ Chuyên Gia (HCG)

Nhiều thông tin

Nhanh

Chính xác

Ít Chậm Không chính xác

2.3 Kho tri thức

2.3.1 Cấu trúc của kho tri thức

Hình 2.5 Mô hình cấu trúc kho tri thức [6, tr 35]

Bộ thu nạp tri thức Giao diện người

dùng

Bộ giải thích

Bộ suy diễn Suy diễn Điều khiển

Cơ sở tri thức

Cơ sở sự kiện Cơ sở luật

Kho dữ liệu

Trang 31

2.3.2 Hệ thống cập nhật, quản lý kho tri thức

Hình 2.6 Mô hình ca sử dụng - hệ thống cập nhật kho dữ liệu [6, tr 36]

Cập nhật dữ liệu: Chuyên gia sử dụng chức năng này để cập nhật dữ liệu cho

hệ thống

Cập nhật tri thức: chuyên gia sử dụng chức năng này để cập nhật các luật và

sự kiện cho cơ sở tri thức

Hình 2.7 Mô hình ca sử dụng - hệ thống cập nhật kho tri thức [6, tr 36]

Đặc tả tri thức: người quản trị tri thức dựa theo các luật và sự kiện để đặc tả

tri thức về dạng đang được qui định trong hệ thống

Kiểm tra tính đúng đắn của dữ liệu và tri thức: người quản trị tri thức sử dụng

để kiểm tra xác nhận giá trị của các tri thức được nhập vào

2.4 Hệ hỗ trợ ra quyết định (Decision Support System – DSS)

Kiểm tra tính đúng đắn của dữ liệu Đặc tả tri thức

Trang 32

 Phần mềm máy tính

 Chức năng hỗ trợ ra quyết định

 Làm việc với bài toán có cấu trúc yếu

 Hoạt động theo cách tương tác với người dùng

 Được trang bị nhiều mô hình phân tích và mô hình dữ liệu

2.4.2 Lợi ích của DSS

Hỗ trợ đưa ra quyết định

Giúp tự động hóa các quy trình quản lý

Đẩy mạnh quá trình ra quyết định, tăng tốc độ giải quyết vấn đề

Chi phí rẻ hơn trên hệ thống thực nếu có lỗi xảy ra

Tạo ra một lợi thế cạnh tranh so với đối thủ cạnh tranh

Thông tin kịp thời, cẩn thận, có độ chính xác cao

2.4.3 Các thành phần của hệ thống hỗ trợ ra quyết định

Hình 2.8 Các thành phần của hệ hỗ trợ ra quyết định [14]

Data Management subsystem: Gồm một cơ sở dữ liệu (database) chưa các dữ

liệu cần thiết của tình huống và được quản lý bởi một hệ quản trị cơ sở dữ liệu (DBMS – data base management system) Phần hệ này có thể được kết nối với kho

dữ liệu (Data warehouse) – là kho chứa dữ liệu liên đới đến vấn đề ra quyết định

Model management subsystem: Còn được gọi là hệ quản trị cơ sở mô hình

Trang 33

(MBMS – model base management system) là gói phần mềm gồm các thành phần

về thống kê, tài chính, khoa học quản lý hay các phương pháp định lượng nhằm trang bị cho hệ thống năng lực phân tích, các ngôn ngữ mô hình hóa Thành phần này có thể kết nối với các kho chứa mô hình của tổ chức bên ngoài nào khác

Knowledge-based Management subsystem: Phân hệ quản lý dựa vào kiến

thức có thể hỗ trợ các phân hệ khác hay hoạt động độc lập nhằm đưa ra tính thông minh của quyết định đưa ra Nó cũng có thể được kết nối với các kho kiến thức khác của tổ chức

User interface subsystem: Giúp người sử dụng giao tiếp và ra lệnh cho hệ

thống

2.4.4 Các dạng hệ thống hỗ trợ ra quyết định

Kinh doanh thông minh (BI – Business Intelligence): BI là các ứng dụng và

công nghệ đẻ chuyển dữ iệu doanh nghiệp thành hành động kiểm soát khối lượng

dữ liệu khổng lồ, khai phá tri thức giúp cho các doanh nghiệp có thể đưa ra các quyết định hiệu quả hơn trong hoạt động kinh doanh

Hệ thống BI đơn giản gồm 3 thành phần: Kho dữ liệu (Data Warehouse), Khai phá dữ liệu (Data Mining), Phân tích kinh doanh (Business Analyst)

Vai trò của BI: Kiểm soát thông tin của doanh nghiệp chính xác và hiệu quả:

giúp doanh nghiệp sử dụng thông tin thích ứng với sự thay đổi và cạnh tranh khốc liệt của môi trường, giúp ra quyết định một cách hiệu quả hơn

Trí tuệ nhân tạo (AI – Artificial Intelligence): AI là một mảng của khoa học

máy tính tập trung vào những máy móc sáng tạo mà có thể tham gia vào hoạt động như con người cân nhắc một cách thông minh, chúng được tạo ra từ các ứng dụng kinh doanh

Hệ chuyên gia (Expert Systems): Là một chương trình máy tính thông minh

sử dụng tri thức và các thủ tục suy luận để giải những bài toán tương đối khó khăn đòi hỏi những chuyên gia mới giải được

Mạng Nơ-ron (Neural networks): Còn gọi là mạng lưới thần kinh được lấy ý

tưởng từ cách các hệ thống thần kinh sinh học chẳng hạn như não, xử lý thông tin

Trang 34

Mạng xử lý các vấn đề thông qua việc tương tác giữa các nốt tương tự như ron của bộ não, có nghĩa là nó có khả năng thông qua việc trải nghiệm nhiều mẫu khác nhau

3.1.1 Đặt vấn đề: Chẩn đoán trong Y học cổ truyền

Chẩn đoán học đông y gồm 2 phần chính: khai thác triệu chứng bệnh bằng 4 phương pháp: vọng, văn, vấn, thiết – gọi là tứ chẩn, quy nạp các triệu chứng thành 8 hội chứng bệnh chính gọi là bát cương Từ những tư liệu của 2 phần trên triển khai sâu hơn đi tới các chẩn đoán bệnh danh, kinh lạc, tạng phủ, khí huyết [1, 9, 11, 12]

3.1.1 1 Tứ chẩn:

 Vọng chẩn: Vọng chẩn là trông người chẩn đoán, khác với quan sát, nhìn, chiêm, thấy vọng chẩn là hình thức nhìn có tư duy cao, cái nhìn có so sánh, đánh giá nhưng không bị mặc định, định kiến để tìm hiểu bản chất của bệnh tật Vọng chẩn chủ yếu bằng mắt

 Vọng thần: cho biết trạng thái tinh thần người bệnh, thần cho giá trị tiên lượng Thần tốt tiên lượng khả quan, thần xấu tiên lượng kém, dè dặt Thần biểu hiện ở phong độ, đi lại, dáng đứng, bước đi, khả năng tỉnh táo trong giao tiếp,

độ cảm ứng và phản ứng với hoàn cảnh "Thần xuất ta mắt, nhắm mắt vào thần nhập vào tâm", nên vọng thần chú ý vào con mắt, sự lanh lợi của con ngươi Con ngươi sáng, ánh mắt linh động, con ngươi linh hoạt là thần tốt, ngược lại là thần kém

 Vọng sắc: Màu sắc da bất thường cho biết định hướng bệnh, màu vàng bệnh tạng tỳ, màu xanh bệnh tạng can, màu đỏ bệnh tạng tâm, màu đen bệnh tạng thận, màu trắng bệch bệnh tạng phế

 Vọng hình dáng: gầy thường nhiệt, béo phì nhiều đàm, hay ngồi lâu hại khí, hay đứng lâu hại thận, nằm lâu khí huyết không lưu thông, dáng đi tập tễnh

có tật chân, dáng đi vạt tép do liệt nửa thân đang phục hồi

 Chất lưỡi: Chất lưỡi màu đỏ rực là nhiệt mạnh, đỏ bóng là âm hư cực độ

Trang 36

nguy cơ vong âm vong dương Chất lưỡi màu nhạt bệch là hiện tượng thiếu máu

và hư hàn

 Rêu lưỡi: màu vàng là nhiệt, vàng ướt thấp nhiệt, vàng khô thực nhiệt,

vàng bẩn nhiệt độc Rêu lưỡi màu trắng hư hàn, trắng dày hàn nhiều trắng mỏng hàn ít, không rêu là vị âm hư Lưỡi đen dù ướt hay khô đều tiên lượng dè dặt

 Môi nhợt nhạt là kém ăn, thiếu máu, môi miệng bị viêm nhiệt là do phủ vị

bị nhiệt

 Run chân tay là can huyết hư, đi đứng không vững là can thận suy yếu, ăn hai uể oải là tỳ hư

 Văn chẩn là nghe ngửi:

 Nghe âm thanh phát ra bởi người bệnh như tiếng bước đi, tiếng nói, ho, tiếng thở, tiếng rên, tiếng nôn mửa, tiếng cựa mình, tiếng trung đại tiện để định thực hư

 Ngửi mùi người bệnh, mùi gường bệnh, mùi các chất thải để tiên lương tốt xấu

 Vấn chẩn là hỏi bệnh:

 Hỏi ngày bị bệnh nắng hay mưa, ẩm hay khô, nhiều gió không, có lạnh không để định hướng bệnh hàn hay nhiệt, táo hay thấp

 Hỏi bệnh cũ, hỏi thổ ngơi, sinh hoạt khởi cư

 Hỏi hàn nhiệt: ưa nóng ấm hay mát lạnh, có dùng quạt không, có đắp chăn bông không, đắp chăn có thò chân ra ngoài không

 Hỏi thức ăn: ưa ăn thức ăn nóng hay ăn nguội, ăn đò nóng như gừng cay,

ớt, hạt tiêu hay thích hoa quả mát

 Hỏi mồi hôi: tự ra mồi hôi là tự hãn dương khí hư, ra mồ hôi trộm là đạo hãn do âm hư, ra mồi hôi như tắm là vong dương, ra mồi hôi nhiều, dính nhớt là vong âm

 Hỏi đau: Đau đầu trước trán là kinh dương minh, đau thái dương là thiếu dương, đau sau gáy là kinh thái dương, đau đỉnh đầu là kinh can, đau bó thắt quanh đầu là kinh tỳ Đau trước ngực là húng tý tâm thống, đau mạng sườn là

Trang 37

kinh can, mụn nhọt sau lưng là hậu bối

 Hỏi sức ăn: đói không ăn được là do vị, ăn được nhưng không muốn ăn là

do tạng tỳ, ăn mau đói là vị nhiệt, lâu đói, ăn kém là tỳ hư

 Hỏi giấc ngủ: ngủ giạt mình do can, mê man, nói mơ do tâm, ngủ kém bồn chồn thổn thức là tâm âm hư nội nhiệt rối loạn giấc ngủ chủ yếu do tâm hoặc biểu hiện ở tâm

 Hỏi đại tiện: Phân nát như phân vịt là tỳ hư hàn, đại tràng thấp hàn, phân táo bón kéo dài là âm hư, ngồi nhiều ít vận động táo bón là khí hư, người già yếu dương hư cũng có thể táo bón hoặc ỉa chảy

 Hỏi tiểu tiện: Đái đêm nhiều lần là thận dương hư, thận khí kém, đái lắt nhắt là thấp nhiệt, đái đục là trọc lâm do dưỡng chấp hoặc do sỏi tiết niệu

 Hỏi sinh lý tình dục: xuất tinh sớm, di mộng tinh là thận âm hoặc thận dương hư, liệt dục hoàn toàn thường do thận dương tổn thương, lãnh cảm nữ do tâm thần hoặc do thận suy hư

 Hỏi thêm về tai nạn, sinh đẻ, tiểu sản, kinh nguyêt Kinh nguyệt muộn kỳ

có thể có thai hay huyết hư, kinh huyết cục tím bầm do huyết nhiệt, sắc kinh loãng đen hàn thịnh, hành kinh đau bụng, căng ngực là can uất

 Thiết chẩn: Thiết chẩn là xem mạch, có nhiều vị trí xem mạch nhưng thông dụng nhất là xem mạch thốn khẩu

 Mạch phù chạy nổi ngay dưới da, đặt nhẹ tay đã thấy, ấn sâu mạch như yếu dần, nhâng tay lên mạch lại mạnh dần Mạch phù chủ bệnh ở biểu

 Mạch trầm ấn sát xương mới thấy mạch đập, trầm chủ bệnh ở lý, trầm có lực là lý thực, trầm vô lực là lý hư

 Mạch trì mạch chậm < 60 lần/phút, mạch trì chủ chứng hàn

 Mạch sác trên 80 lần / phút, sác chủ chứng nhiệt

 Mạch hoạt đi lại trơn tru lưu lợi, hoạt chủ chứng có thai

 Mạch sáp đi lại sáp sít như có sự cản trở, trì trệ, sáp chủ về khí trệ huyết ứ

 Ngoài ra còn sờ nắn, xem xét ngực bụng, khối u, tình trạng phù thũng

3.1.1 2 Bát cương: Là sự quy về hội chứng từ các tài liệu thu được qua tứ chẩn

Trang 38

 Hai cương biểu lý:

 Biểu chứng là chỉ chứng bệnh còn lưu trú tại biểu hoặc bệnh mới mắc do ngoại tà với biểu hiện mạch phù sợ gió, sợ lạnh

 Lý chứng là chỉ bệnh đã ở trong sâu của cơ thể như nội tạng, rối loạn cấu tạo máu, rối lọan cấu trúc của cơ thể, nhiễm trùng, nhiễm độc toàn phát, biến chứng

 Hai cương hàn nhiệt:

 Hàn chứng biểu hiện của nguyên nhân bệnh do nội hàn hoặc ngoại hàn, hoặc do dương hư sinh hàn: Sợ lạnh, rêu lưỡi trắng, tay chân lạnh, phân lỏng nát, tiểu nhiều trong, thời tiết lạnh bệnh tăng, mạch trì

 Nhiệt chứng: Biểu hiện bệnh do nội nhiệt, ngoại nhiệt: Sợ nóng, rêu lưỡi vàng, phân táo bón, tiểu ít đỏ, trời nóng bệnh tăng, mạch sác

 Hai cương thực hư:

 Thực chứng người bệnh còn khỏe mạch có lực, bệnh mới mắc trên những người có thể chất tốt

 Hư chứng người bệnh đuối sức, mạch vô lực, bệnh mắc đã lâu trên người già, thể chất yếu

 Hai cương âm-dương:

 Âm chứng thường do lý hư hàn hình thành

 Dương chứng do biểu thực nhiệt mà thành

 Những trường hợp bất thường cần lưu ý:

 Bán biểu bán lý do bệnh chưa vào hẳn trong phần lý nhưng cũng không còn ở biểu, gây triệu chứng hàn nhiệt vãng lai

 Thượng hàn hạ nhiệt, thượng nhiệt hạ hàn gây khó khăn trong chẩn đoán

 Chân nhiệt giả hàn, chân hàn giả nhiệt cần có phân biệt bản chất và hiện tượng

 Thực hư thác tạp trong thực có hư, trong hư có thực, điều trị cần công bổ kiêm thi