ĐỀ TÀI : HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐOÁN BỆNH TRỰC TUYẾN

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA KHOA CÔNG NGHỆ THÔNG TIN Tel (84-511) 736 949, Fax (84-511) 842 771 Website: itf.ud.edu.vn, E-mail: cntt@edu.ud.vn LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP KỸ SƯ NGÀNH CÔNG NGHỆ THÔNG TIN MÃ NGÀNH : 05115 ĐỀ TÀI : HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐOÁN BỆNH TRỰC TUYẾN Mã số : 06T4-044 Ngày bảo vệ : 15-16/06/2011 SINH VIÊN : LÊ VĂN SỸ LỚP : 06T4 CBHD : TS HUỲNH CÔNG PHÁP ĐÀ NẴNG, 06/2011 LỜI CẢM ƠN Tôi chân thành cảm ơn khoa Công Nghệ Thông Tin, Trường Đại Học Bách Khoa Đà Nẵng hổ trợ tạo nhiều điều kiện thuận lợi cho trình học tập trình thực đề tài tốt nghiệp Tơi xin gởi lòng biết ơn sâu sắc đến TS Huỳnh Công Pháp tận tình hướng dẫn, truyền đạt cho tơi kiến thức quý báu giúp đỡ thầy giúp giải vấn đề khó khăn, trở ngại thực đề tài Tôi xin cảm ơn quý Thầy Cô khoa Công Nghệ Thông Tin tận tình giảng dạy, trang bị cho tơi kiến thức cần thiết trình học tập nghiên cứu Khoa Con xin ghi nhớ công ơn ba mẹ sinh thành, nuôi dưỡng dạy dỗ trưởng thành ngày hôm Ba mẹ chỗ dựa tinh thần vững cho động viên bước đường đời Con xin cám ơn Cuối xin gởi lời cảm ơn đến bạn bè hỏi thăm, động viên giúp đỡ tơi q trình thực đề tài LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan : Những nội dung luận văn thực hướng dẫn trực tiếp thầy TS Huỳnh Công Pháp Mọi tham khảo dùng luận văn trích dẫn rõ ràng tên tác giả, tên cơng trình, thời gian, địa điểm cơng bố Mọi chép không hợp lệ, vi phạm quy chế đào tạo, hay gian trá, tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm Sinh viên, Lê Văn Sỹ NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN NHẬN XÉT CỦA CÁN BỘ PHẢN BIỆN MỤC LỤC MỞ ĐẦU I Đặt vấn đề II Mục đích ý nghĩa đề tài II.1 Mục đích II.2 Ý nghĩa II.3 Nội dung đề tài II.3.1 Đối tượng nghiên cứu II.3.2 Phương pháp nghiên cứu III Kết dự kiến đạt IV Bố cục luận văn CƠ SỞ LÝ THUYẾT I Trí tuệ nhân tạo I.1 Lịch sử đời I.2 Định nghĩa trí tuệ nhân tạo4 I.3 Các trường phái trí tuệ nhân tạo I.4 Ứng dụng trí tuệ nhân tạo5 II Giới thiệu hệ chuyên gia II.1 Cơ sở tri thức II.2 Định nghĩa hệ chuyên gia II.3 Xây dựng Hệ chuyên gia II.4 Những thuận lợi khó khăn Hệ chuyên gia 10 II.4.1 Thuận lợi 10 II.4.2 Những bất lợi hệ chuyên gia dựa luật 10 II.5 Những ứng dụng Hệ chuyên gia 11 II.5.1 Phân tích tín dụng 11 II.5.2 An tồn thương mại Phân tích danh mục vốn đầu tư 11 II.5.3 Hệ chuyên gia phân tích chiến lược kinh doanh – BusinessInsight 11 II.5.4 FINEVA - Hệ chuyên gia phân tích tài 11 III Những hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh giới 12 III.1 Hệ chuyên gia MYCIN 12 III.2 Hệ chuyên gia PUFF 13 III.3 Hệ chuyên gia CADUCEUS 13 IV Ngôn ngữ công cụ xây dụng web 14 IV.1 Ngôn ngữ Php 14 IV.2 Các ngôn ngữ web khác 14 IV.3 CakePHP 15 IV.3.1 Giới thiệu 15 IV.3.2 Tính 15 IV.3.3 Mơ hình MVC CakePHP 15 IV.4 Hệ quản trị sở liệu MySQL 16 IV.4.1 Tổng quan MySQL 16 IV.4.2 Các thành phần 16 IV.5 Công cụ quản lí phiên Subversion 16 ĐẶC TẢ, PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 17 I Đặc tả yêu cầu 17 I.1 Yêu cầu chức 17 I.1.1 Giới thiệu tổng quan 17 I.1.2 Đặc tả chi tiết chức 17 I.2 Yêu cầu phi chức 22 II Phân tích thiết kế hệ thống 23 II.1 Xác định tác nhân 23 II.2 Xác định Use Case yêu cầu chức 23 II.2.1 Sơ đồ Use Case 23 II.2.2 Biểu đồ 27 II.3 Cơ sở liệu 30 II.3.1 Cấu trúc sở liệu 30 II.3.2 Các bảng sở liệu 31 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ MINH HỌA KẾT QUẢ I Thiết kế xây dựng hệ chuyên gia 33 I.1 Thiết kế hệ chuyên gia 33 I.1.1 Cơ sở tri thức 33 I.1.2 Bộ nhớ làm việc 35 I.2 Thuật toán 36 I.2.1 Giới thiệu thuật toán hệ chuyên gia 36 I.2.2 Áp dụng thuật toán suy diễn lùi 37 I.3 Xây dựng component Ruleprocess 37 I.3.1 Các thuộc tính component Rulesprocess 38 I.3.2 Các phương thức component Rulesprocess: 38 II Minh họa kết 40 KẾT LUẬN 53 I Kết đạt 53 I.1 Ưu điểm 53 I.2 Nhược điểm 54 II Hướng phát triển tương lai 54 TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 59 33 Mục lục iii MỤC LỤC HÌNH ẢNH Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình Hình 10 Hình 11 Hình 12 Hình 13 Hình 14 Hình 15 Hình 16 Hình 17 Hình 18 Hình 19 Hình 20 Hình 21 Hình 22 Hình 23 Hình 24 Hình 25 Hình 26 Hình 27 Hình 28 Hình 29 Hình 30 Hình 31 Hình 32 Hình 33 Hình 34 Hình 35 Hình 36 Hình 37 Hình 38 Hình 39 Hình 40 Hình 41 Hình 42 Hình 43 Hình 44 Các thành phần hệ chuyên gia Những thành phần hệ chuyên gia Mơ hình MVC CakePHP 15 Sơ đồ miêu tả chức chẩn đoán bệnh 18 Yêu cầu gói quản lý người dùng 19 Yêu cầu gói quản lý bệnh .20 Yêu cầu gói quản lý triệu chứng 20 Yêu cầu gói quản lý loại thuốc 21 Yêu cầu gói quản lý luật 21 User Case tổng quan 23 User Case chẩn đoán bệnh 24 Gói User Case quản lý bệnh .24 Giói User Case quản lý triệu chứng 25 Gói User Case quản lý thuốc 25 Gói User Case quản lý người dùng 26 Gói User Case quản lý luật 26 Biểu đồ chức chẩn đoán 27 Biểu đồ quản lý bệnh .27 Biểu đồ quản lý thuốc 28 Biểu đồ quản lý triệu chứng 28 Biểu đồ quản lý người dùng 29 Biểu đồ quản lý luật .29 Cấu trúc sở liệu 30 Thiết kế sở tri thức 33 Nội dung bảng luật .34 Nội dung bảng triệu chứng 34 Nội dung bảng luật_triệu chứng 34 Nội dung bảng bệnh 34 Cấu trúc nhớ làm việc sử dụng Session 35 Khai báo component Rulesprocess 37 Phương thức startup 38 Phương thức _nextQuestion .38 Phương thức _getWorkingMemory _saveWorkingMemory 39 Phương thức process 39 Trang chủ 40 Kết chẩn đoán 41 Tin tức 42 Giao diện điện thoại 43 Trang giới thiệu xem di động 44 Đăng nhập vào phần quản trị .45 Quản lý người dùng 46 Thêm người dùng .46 Quản lý nhóm bệnh 47 Thêm nhóm bệnh 47 Mục lục iv Hình 45 Hình 46 Hình 47 Hình 48 Hình 49 Hình 50 Hình 51 Hình 52 Hình 53 Hình 54 Quản lý bệnh 48 Thêm bệnh lý 48 Quản lý triệu chứng 49 Thêm triệu chứng 49 Quản lý thuốc .50 Thêm loại thuốc 50 Quản lý luật 51 Thêm luật – bước .52 Thêm luật – bước .52 Thêm luật – bước .52 Mục lục v MỤC LỤC BẢNG BIỂU Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng Bảng bệnh 31 Bảng nhóm bệnh 31 Bảng triệu chứng 31 Bảng thuốc 31 Bảng luật 32 Bảng người dùng 32 Bảng luật_triệu chứng 32 Bảng bệnh_thuốc .32 Hệ chuyên gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Hình 40 Đăng nhập vào phần quản trị Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 47 Hệ chun gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Hình 41 Quản lý người dùng Hình 42 Thêm người dùng Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 48 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Hình 43 Quản lý nhóm bệnh Hình 44 Thêm nhóm bệnh Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 49 Hệ chun gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Hình 45 Quản lý bệnh Hình 46 Thêm bệnh lý Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 50 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Hình 47 Quản lý triệu chứng Hình 48 Thêm triệu chứng Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 51 Hệ chun gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Hình 49 Quản lý thuốc Hình 50 Thêm loại thuốc Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 52 Hệ chuyên gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Hình 51 Quản lý luật Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 53 Hệ chuyên gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Hình 52 Thêm luật – bước Hình 53 Thêm luật – bước Hình 54 Thêm luật – bước Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 54 KẾT LUẬN Tổng kết lại luận văn, kết đạt được, ưu điểm, nhược điểm hướng phát triển cho đề tài .I Kết đạt Nhìn chung đề tài đạt yêu cầu đặt ban đầu Các chức chạy ổn định, thỏa mản yêu cầu đề Những chức hoàn thành:  Chức chẩn đoán bệnh  Các module quản lý bệnh, quản lý thuốc, quản lý triệu chứng, quản lý nhóm bệnh, quản lý người dùng, quản lý luật Website có giao diện thân thiện, dễ sử dụng xem tốt trình duyệt máy điện thoại di động Bản thân qua trình thực đồ án nắm vững công nghệ PHP, hệ quản trị sở liệu MySQL, framework PHP bước đầu tìm hiểu ngành trí tuệ nhân tạo nói chung hệ chuyên gia nói riêng Đã xây dựng hệ chun gia hồn tồn dựa ngơn ngữ PHP hệ quản trị sở liệu PHP sử dụng thuật tốn suy diễn lùi mà khơng sử dụng hệ chuyên gia vỏ xây dựng sẵn .I.1 Ưu điểm  Giao diện thân thiện dễ sử dụng, giao diện thiết kế đơn giản, dễ nhìn xem tốt nhiều trình duyệt đặc biệt thiết bị di động Như người sử dụng dễ dàng tiếp cận sử dụng trang web chẩn đoán bệnh lúc, nơi sử dụng máy tính hay điện thoại di động để truy cập vào trang web  Giao diện đa ngữ: sử dụng tiếng Việt tiếng Anh  Tốc độ truy cập nhanh, ổn định, bảo mật tốt  Thông tin bệnh hiển thị chi tiết đầy đủ, loại thuốc liên quan  Cho phép người sử dụng có quyền thay đổi sở tri thức hệ chuyên gia, nâng cao xác khả chẩn đoán  Chức quản lý module trực quan, dễ sử dụng, phân quyền cho người sử dụng  Tốc độ xử lý áp dụng thuật toán suy diễn lùi nhanh, xác  Các luật thơng tin lưu vào sở liệu: tăng tốc độ truy vấn, xử lý, bảo mật cao Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 55 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến I.2 Nhược điểm  Cơ sở tri thức ít, số lượng bệnh chẩn đốn hạn chế, có số trường hợp khơng tìm bệnh  Chưa đa ngữ nội dung  Câu hỏi đưa dạng Có Khơng, chưa cho phép dạng câu hỏi khác .II Hướng phát triển tương lai Qua trình nghiên cứu thực đề tài, tơi có nhiều kiến thức quý báu ngành trí tuệ nhân tạo, cách thức xây dựng hệ chuyên gia Đề tài tiếp tục nghiên cứu phát triển giúp đỡ TS Huỳnh Công Pháp Phương hướng phát triển đề tài:  Phát triển sở tri thức cho hệ thống với giúp đỡ bác sĩ chuyên gia y tế để hoàn chỉnh hệ thống, tăng số luật, độ xác  Hồn chỉnh thuật tốn, cho phép đưa câu hỏi với dạng nhiều câu trả lời, dạng cho phép nhập vào …  Chức đa ngữ nội dung, cho phép sử dụng ngôn ngữ Việt, Anh , Pháp  Dựa vào hệ thống có sẵn xây dựng thêm nhiều hệ chuyên gia trực tuyến khác Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 56 PHỤ LỤC PHỤ LỤC A Mã nguồn component Rulesprocess: Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 59 TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Phan Huy Khánh Giáo trình hệ chuyên gia Đà Nẵng, 2004, Trang 7-25, 97-101 [2] [3] [4] [5] [6] [7] [8] [9] [10] [11] [12] [13] [14] Hoàng Kim Ngân Thi trắc nghiệm có hỗ trợ hệ chuyên gia Luận văn tốt nghiệp khoa học, 2008, Khoa CNTT Đại học Thái Nguyên , Trang 18-52 Dương Lê Vũ Thiên Xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ phân tích kinh doanh Khóa luận cử nhân tin học, Trường đại học khoa học tự nhiên TP HCM, 2005, Trang 7-18 Schadrac KANDE KANUMUAMBIDI Realisation d'un système expert pour la therapeutique et le diagnostic des maladies de la tuberculose (Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh lao) Université de Notre Dame du Kasayi, 2009, Trang 19-37 Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Rete_algorithm Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Mycin Trang web http://vi.wikipedia.org/wiki/Trí_tuệ_nhân_tạo Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Inference_engine Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_algorithm Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Fuzzy_logic Trang web http://lazax.com/software/Mycin/mycin.html Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/CADUCEUS_(expert_system) Trang web http://www.atariarchives.org/deli/expert_systems.php Trang web http://en.akinator.com/ Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 60 TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP Hệ chuyên gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Qua tìm hiểu tơi nhận thấy có số hệ thống hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh xây dựng hầu hết sử dụng ngơn ngữ tiếng anh điều gây khó khăn cho người sử dụng Việt Nam Từ kiến thức tìm hiểu với mong muốn xây dựng hệ thống chẩn đoán bệnh sử dụng ngơn ngữ Việt Đó bác sĩ ảo trực tuyến, người tham khảo chẩn đoán bác sĩ để biết tình trạng bệnh phương pháp điều trị thích hợp Đồng thời bác sĩ, chuyên gia y tế cải tiến, sửa chữa kho tri thức để làm cho hệ thống ngày hồn thiện Mục đích đề tài tìm hiểu nghiên cứu trí tuệ nhân tạo, hệ chuyên gia, thuật toán suy diễn, ứng dụng hệ chuyên gia, hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh giới Thứ hai xây dựng ứng dụng có tính thực tiễn cao với chức bác sĩ ảo chẩn đốn bệnh thơng qua việc đưa câu hỏi cho người dùng Q trình thực đề tài, tơi tìm hiểu xây dựng hệ chuyên gia hồn tồn sử dụng ngơn ngữ PHP Hệ chun gia phù hợp với đặc điểm ngôn ngữ PHP có ưu điểm hệ quản trị sở liệu khả xử lý, truy vấn liệu nhanh chóng, xác Những kết đạt đề tài:  Xây dựng thành công hệ chuyên gia ngôn ngữ PHP  Hồn thành chức chẩn đốn bệnh  Hoàn thành module quản lý cho phép thay đổi, bổ sung sở tri thức, quản lý người dùng, thông tin bệnh, thuốc, triệu chứng  Giao diện thân thiện dễ sử dụng, hổ trợ đa ngữ Trong thời gian tới, tiếp tục phát triển đề tài tìm hiểu sâu trí tuệ nhân tạo để xây dựng hệ thống hoàn chỉnh đưa vào ứng dụng thực tế phục vụ cho công tác khám chữa bệnh người dân công cụ tham khảo đắc lực y, bác sĩ Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 61