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 .1 II.1 Mục đích II.2 Ý nghĩa II.3 Nội dung đề tài II.3.1 Đối tượng nghiên cứu .2 II.3.2 Phương pháp nghiên cứu III Kết dự kiến đạt .3 IV Bố cục luận văn .3 CƠ SỞ LÝ THUYẾT V Trí tuệ nhân tạo .4 V.1 Lịch sử đời .4 V.2 Định nghĩa trí tuệ nhân tạo V.3 Các trường phái trí tuệ nhân tạo V.4 Ứng dụng trí tuệ nhân tạo VI Giới thiệu hệ chuyên gia VI.1 Cơ sở tri thức VI.2 Định nghĩa hệ chuyên gia VI.3 Xây dựng Hệ chuyên gia VI.4 Những thuận lợi khó khăn Hệ chuyên gia VI.4.1 Thuận lợi VI.4.2 Những bất lợi hệ chuyên gia dựa luật 10 VI.5 Những ứng dụng Hệ chuyên gia 10 VI.5.1 Phân tích tín dụng 10 VI.5.2 An toàn thương mại Phân tích danh mục vốn đầu tư .10 VI.5.3 Hệ chuyên gia phân tích chiến lược kinh doanh – BusinessInsight 11 VI.5.4 FINEVA - Hệ chuyên gia phân tích tài 11 VII Những hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh giới 11 VII.1 Hệ chuyên gia MYCIN 11 VII.2 Hệ chuyên gia PUFF .12 VII.3 Hệ chuyên gia CADUCEUS 13 VIII Ngôn ngữ công cụ xây dụng web 14 VIII.1 Ngôn ngữ Php 14 VIII.2 Các ngôn ngữ web khác 14 VIII.3 CakePHP 15 VIII.3.1 Giới thiệu 15 VIII.3.2 Tính 15 VIII.3.3 Mô hình MVC CakePHP 15 VIII.4 Hệ quản trị sở liệu MySQL 16 VIII.4.1 Tổng quan MySQL 16 VIII.4.2 Các thành phần .16 VIII.5 Cơng cụ quản lí phiên Subversion 16 ĐẶC TẢ, PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG 17 IX Đặc tả yêu cầu .17 IX.1 Yêu cầu chức 17 IX.1.1 Giới thiệu tổng quan .17 IX.1.2 Đặc tả chi tiết chức 17 IX.2 Yêu cầu phi chức .22 X Phân tích thiết kế hệ thống .23 X.1 Xác định tác nhân 23 X.2 Xác định Use Case yêu cầu chức 23 X.2.1 Sơ đồ Use Case .23 X.2.2 Biểu đồ .27 X.3 Cơ sở liệu 30 X.3.1 Cấu trúc sở liệu 30 X.3.2 Các bảng sở liệu 31 XÂY DỰNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ MINH HỌA KẾT QUẢ 33 XI Thiết kế xây dựng hệ chuyên gia 33 XI.1 Thiết kế hệ chuyên gia 33 XI.1.1 Cơ sở tri thức 33 XI.1.2 Bộ nhớ làm việc .35 XI.2 Thuật toán 36 XI.2.1 Giới thiệu thuật toán hệ chuyên gia 36 XI.2.2 Áp dụng thuật toán suy diễn lùi .37 XI.3 Xây dựng component Ruleprocess 37 XI.3.1 Các thuộc tính component Rulesprocess 38 XI.3.2 Các phương thức component Rulesprocess: 38 XII Minh họa kết .40 KẾT LUẬN 53 XIII Kết đạt .53 XIII.1 Ưu điểm 53 XIII.2 Nhược điểm 53 XIV Hướng phát triển tương lai 54 [1] PGS TS Phan Huy Khánh Giáo trình hệ chuyên gia Đà Nẵng, 2004, Trang 7-25, 97101 .58 [2] 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 58 [3] 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 .58 [4] 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 .58 [5] Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Rete_algorithm .58 [6] Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Mycin 58 [7] Trang web http://vi.wikipedia.org/wiki/Trí_tuệ_nhân_tạo 58 [8] Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Inference_engine 58 Mục lục iii [9] Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Genetic_algorithm 58 [10] Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/Fuzzy_logic 58 [11] Trang web http://lazax.com/software/Mycin/mycin.html 58 [12] Trang web http://en.wikipedia.org/wiki/CADUCEUS_(expert_system) 58 [13] Trang web http://www.atariarchives.org/deli/expert_systems.php 58 [14] Trang web http://en.akinator.com/ .58 TÓM TẮT LUẬN VĂN TỐT NGHIỆP 59 Mục lục iv MỤC LỤC HÌNH ẢNH CÁC THÀNH PHẦN CỦA HỆ CHUYÊN GIA .7 NHỮNG THÀNH PHẦN CƠ BẢN CỦA MỘT HỆ CHUN GIA MƠ HÌNH MVC TRONG CAKEPHP 15 SƠ ĐỒ MIÊU TẢ CHỨC NĂNG 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 CÁC 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 TUẦN TỰ CỦA CHỨC NĂNG CHẨN ĐOÁN 27 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ QUẢN LÝ BỆNH .27 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ QUẢN LÝ THUỐC 28 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ QUẢN LÝ TRIỆU CHỨNG .28 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ QUẢN LÝ NGƯỜI DÙNG 29 BIỂU ĐỒ TUẦN TỰ QUẢN LÝ LUẬT .29 CẤU TRÚC CƠ SỞ DỮ LIỆU 30 THIẾT KẾ CƠ SỞ TRI THỨC .33 NỘI DUNG BẢNG LUẬT .34 NỘI DUNG BẢNG TRIỆU CHỨNG 34 NỘI DUNG BẢNG LUẬT_TRIỆU CHỨNG .34 Mục lục v NỘI DUNG BẢNG BỆNH .34 CẤU TRÚC CỦA BỘ NHỚ LÀM VIỆC SỬ DỤNG SESSION 35 KHAI BÁO COMPONENT RULESPROCESS 37 PHƯƠNG THỨC STARTUP 38 PHƯƠNG THỨC _NEXTQUESTION 38 PHƯƠNG THỨC _GETWORKINGMEMORY VÀ _SAVEWORKINGMEMORY .39 PHƯƠNG THỨC PROCESS 39 TRANG CHỦ 40 KẾT QUẢ CHẨN ĐOÁN .41 TIN TỨC 42 GIAO DIỆN TRÊN ĐIỆN THOẠI .43 TRANG GIỚI THIỆU XEM TRÊN 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 QUẢN LÝ BỆNH 48 THÊM BỆNH LÝ MỚI 48 QUẢN LÝ TRIỆU CHỨNG 49 THÊM TRIỆU CHỨNG MỚI .49 QUẢN LÝ THUỐC 50 THÊM MỘT LOẠI THUỐC MỚI .50 QUẢN LÝ CÁC LUẬT 51 THÊM LUẬT MỚI – BƯỚC 52 THÊM LUẬT MỚI – BƯỚC 52 THÊM LUẬT MỚI – BƯỚC 52 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Đăng nhập vào phần quản trị Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 45 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Quản lý người dùng Thêm người dùng Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 46 Hệ chuyên gia chẩn đốn bệnh trực tuyến Quản lý nhóm bệnh Thêm nhóm bệnh Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 47 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Quản lý bệnh Thêm bệnh lý Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 48 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Quản lý triệu chứng Thêm triệu chứng Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 49 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Quản lý thuốc Thêm loại thuốc Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 50 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Quản lý luật Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 51 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Thêm luật – bước Thêm luật – bước Thêm luật – bước Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 52 KẾT LUẬN Tổng kết lại luận văn, kết đạt được, ưu điểm, nhược điểm hướng phát triển cho đề tài .XIII Kết đạt Nhìn chung đề tài đạt yêu cầu đặt ban đầu Các chức chạy ổn định, thỏa mản yêu cầu đề Những chức hồn thành: Chức chẩn đốn 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 chun gia nói riêng Đã xây dựng hệ chuyên 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 .XIII.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 .XIII.2 Nhược điểm Cơ sở tri thức ít, số lượng bệnh chẩn đốn hạn chế, có số trường hợp khơng tìm bệnh Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 53 Hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trực tuyến Chưa đa ngữ nội dung Câu hỏi đưa dạng Có Khơng, chưa cho phép dạng câu hỏi khác .XIV Hướng phát triển tương lai Qua trình nghiên cứu thực đề tài, tơi có nhiều kiến thức q 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 54 PHỤ LỤC PHỤ LỤC A Mã nguồn component Rulesprocess: Lê Văn Sỹ, Lớp 06T4 57 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 58 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 ngôn 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 Quá trình thực đề tài, tơi tìm hiểu xây dựng hệ chun gia hồn tồn sử dụng ngơn ngữ PHP Hệ chuyên gia phù hợp với đặc điểm ngơn 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 Hồn 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, tơi 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 59