Khai phá dữ liệu có canh tác dữ liệu và ứng dụng trong khai phá dữ liệu y khoa luận văn thạc sĩ

LỜI CẢM ƠN Trước tiên xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Ban Giám hiệu nhà trường, Phịng sau đại học, thầy giáo khoa Công nghệ thông tin, trường đại học Lạc Hồng tạo điều kiện môi trường học tốt Các Giáo sư – Tiến sĩ tâm không ngại đường xá xa, đến để truyền đạt cho nguồn kiến thức vô quý báu, cách học tập nghiên cứu khoa học Tôi xin chân thành cám ơn Ban Giám Đốc Bệnh viện Nhi Đồng – Đồng Nai, TS.BS Nguyễn Trọng Nơi Phó Giám Đốc, BS.CKI Nguyễn Quang Hinh Trưởng phòng Kế Hoạch Tổng Hợp, BS.CKI Nguyễn Văn Giai Trưởng khoa Nhiễm, THs.BS Chu Văn Thiện trưởng khoa Hối sức tích cực chống độc bệnh viện Nhi Đồng – Đồng Nai tư vấn giúp đỡ tơi cách chân thành q trình thực nghiên cứu khoa học Đặc biệt, xin gửi lời cảm ơn chân thành tới Thầy giáo PGS TS Đặng Trần Khánh Thầy hướng dẫn định hướng, giúp tơi hồn thành tốt đề tài nghiên cứu khoa học Trong trình thực luận văn, nhận giúp đỡ chuyên gia bác sĩ bệnh viện Nhi Đồng – Đồng Nai, bạn bè ngành Công nghệ thông tin, đặc biệt nghiêm khắc giáo huấn thầy Đặng Trần Khánh Mặc dù cố gắng khơng thể tránh khỏi thiếu sót lúc thực hiện, tơi mong đón nhận đóng góp ý kiến từ bạn bè, thầy cô chuyên gia Một lần chân thành cảm ơn tất người giúp tơi hồn thành nghiên cứu khoa học Tác giả Trương Minh Văn LỜI CAM ĐOAN Tơi xin cam đoan cơng trình nghiên cứu thân, xuất phát từ yêu cầu thực tế bệnh viện Số liệu nghiên cứu có nguồn gốc rõ ràng, trung thực, thu thập từ hồ sơ bệnh án, lưu trữ kho lưu trữ hồ sơ bệnh án bệnh viện Nhi Đồng – Đồng Nai Trong trình nghiên cứu, hỗ trợ cấp lãnh đạo liệu thu thập trình nghiên cứu thực theo quy chế bệnh viện Tác giả Trương Minh Văn MỤC LỤC TRANG PHỤ BÌA LỜI CẢM ƠN LỜI CAM ĐOAN MỤC LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT DANH SÁCH BẢNG DANH SÁCH HÌNH VẼ LỜI MỞ ĐẦU CHƯƠNG I: CƠ SỞ LÝ THUYẾT VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU 1.1 KHAI PHÁ DỮ LIỆU LÀ GÌ? - 1.1.1 Khái niệm khám phá tri thức khai phá liệu 1.1.2 Một số định nghĩa khai phá liệu 1.2 TẠI SAO PHẢI KHAI PHÁ DỮ LIỆU? - 1.2.1 Tại phải khai phá liệu? - 1.2.2 Khai phá liệu áp dụng loại liệu nào? 10 1.2.3 Ứng dụng khai phá liệu 10 1.3 QUY TRÌNH VÀ PHƯƠNG PHÁP KHAI PHÁ DỮ LIỆU 11 1.3.1 Khai phá liệu bước thiết yếu quy trình khám phá tri thức - 11 1.3.2 Một số phương pháp khai phá liệu 13 1.4 CHỨC NĂNG CHÍNH CỦA KHAI PHÁ DỮ LIỆU 14 1.4.1 Mô tả (Descriptive) 14 1.4.2 Dự đoán (Predictive) 14 1.5 MỘT SỐ KỸ THUẬT KHAI PHÁ DỮ LIỆU THÔNG DỤNG - 15 1.5.1 Phân lớp liệu 15 1.5.2 Phân cụm liệu 15 1.5.3 Khai phá luật kết hợp 15 1.5.4 Hồi quy 15 1.5.5 Giải thuật di truyền 16 1.5.6 Mạng nơ-ron (neural network) - 16 1.5.7 Cây định - 16 1.6 MỘT SỐ THÁCH THỨC TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU VÀ KHÁM PHÁ TRI THỨC 17 1.7 KẾT CHƯƠNG - 17 CHƯƠNG II : KHAI PHÁ DỮ LIỆU CÓ CANH TÁC DỮ LIỆU VÀ ỨNG DỤNG TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU Y KHOA 19 2.1 GIỚI THIỆU VỀ KHAI PHÁ DỮ LIỆU CÓ CANH TÁC DỮ LIỆU 19 2.1.1 Khái niệm - 19 2.1.2 Mục đích phương pháp luận canh tác liệu - 20 2.1.3 Vai trò canh tác liệu khám phá tri thức khai phá liệu 21 2.1.4 So sánh khai phá liệu thông thường canh tác liệu 25 2.1.5 Khả ứng dụng canh tác liệu khai phá liệu - 27 2.1.6 Quy trình canh tác liệu 28 2.1.7 Phương pháp canh tác liệu đánh giá đặc tính 30 2.1.7.1 Đặc tính chung liệu 30 2.1.7.2 Chọn lựa đặc tính đánh giá đặc tính cho khai phá liệu 30 2.2 ỨNG DỤNG CANH TÁC DỮ LIỆU TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU Y KHOA - 31 2.2.1 Vai trò diều dưỡng, bác sĩ canh tác liệu y khoa - 31 2.2.2 Tập liệu y khoa - 32 2.2.3 Phương pháp giải - 32 2.2.3.1 Phương pháp giải công việc 32 2.2.3.2 Phương pháp giải công việc 33 2.2.3.3 Phương pháp giải công việc 33 2.3 ỨNG DỤNG CANH TÁC DỮ LIỆU TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU BỆNH SỐT XUẤT HUYẾT 33 2.3 Tập thuộc tính ban đầu - 33 2.3 1.1 Thơng tin hành 33 2.3.1.2 Triệu chứng lâm sàng 34 2.3 1.3 Cận lâm sàng 34 2.3 1.4 Tình trạng đến khám nhập viện 34 2.3.2 Phương pháp giải - 34 2.3.2.1 Phương pháp giải công việc 34 2.3.2.2 Phương pháp giải công việc 35 2.3.2.3 Phương pháp giải công việc 35 2.3.3 Tập thuộc tính sau canh tác liệu - 35 2.4 KẾT CHƯƠNG - 36 CHƯƠNGII: KỸ THUẬT KHAI PHÁ DỮ LIỆU BẰNG CÂY QUYẾT ĐỊNH 37 3.1 CÂY QUYẾT ĐỊNH - 37 3.1.1 Khái niệm - 37 3.1.2 Biểu diễn định - 38 3.1.3 Các bước xây dựng định 39 3.1.4 Cây định so với kỹ thuật khai phá khác - 40 3.1.4.1 Một số ưu điểm định 40 3.1.4.2 Một số điểm yếu định 42 3.2 MỘT SỐ THUẬT TOÁN KPDL BẰNG CÂY QUYẾT ĐỊNH 43 3.2.1 Thuật toán ID3 - 43 3.2.1.1 Lịch sử phát triển 43 3.2.1.2 Mã giã giải thuật ID3 44 3.2.1.4 Lựa chọn thuộc tính kiểm tra 44 3.2.1.5 Một vài ưu khuyết điểm thuật toán ID3 49 3.2.2 Thuật toán C4.5 49 3.2.2.1 Lịch sử phát triển 49 3.2.2.2 Mã giã thuật toán C4.5 50 3.2.2.3 Một số cải tiến thuật toán C4.5 52 3.2.3 Thuật toán SPRINT - 54 3.2.3.1 Lịch sử phát triển 54 3.2.3.2 Mã giã thuật toán SPRINT 55 3.2.3.3 SPRINT sử dụng Gini-index làm độ đo tìm điểm phân chia tập liệu “tốt nhất” 56 3.3 KẾT CHƯƠNG - 57 CHƯƠNG IV: XÂY DỰNG HỆ THỐNG CHƯƠNG TRÌNH VÀ THỰC NGHIỆM 60 4.1 MỤC TIÊU 60 4.2 ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI - 60 4.3 PHƯƠNG PHÁP GIẢI QUYẾT - 60 4.4 QUY TRÌNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG - 60 4.4.1 Tìm hiểu nghiệp vụ tốn - 60 4.4.2 Thu thập liệu 61 4.4.2.1 Nguyên tắc chọn lựa thuộc tính khai phá 61 4.4.2.2 Tiến hành thu thập liệu 61 4.4.2.3 Xử lý liệu-chuyển đổi liệu 62 4.4.3 Chọn lựa kỹ thuật khai phá - 63 4.4.4 Xây dựng chương trình - 63 4.4.4.1 Dữ liệu đầu vào 63 4.4.4.2 Mô tả liệu đầu vào 63 4.4.4.3 Dữ liệu đầu 64 4.4.4.4 Sử dụng thuật toán cho toán 64 4.4.4.5 Ngôn ngữ phát triển sở liệu sử dụng 64 4.5 THỰC NGHIỆM - 64 4.5.1 Dữ liệu chương trình thực nghiệm - 64 4.5.1.1 Dữ liệu thực nghiệm 64 4.5.1.2 Hướng dẫn sử dụng hệ thống 65 4.6 KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM - 67 4.7 NHẬN XÉT KẾT QUẢ THỰC NGHIỆM - 67 CHƯƠNG V: KẾT LUẬN VÀ HƯỚNG PHÁT TRIỂN 69 5.1 KẾT LUẬN 69 5.1.1 Kết đạt - 69 5.1.1.1 Lý thuyết 69 5.1.1.2 Thực nghiệm 70 5.1.2 Kết chưa đạt 70 5.2 HƯỚNG PHÁT TRIỂN - 71 5.2.1 Lý thuyết 71 5.2.2 Thực hành - 71 TÀI LIỆU THAM KHẢO PHỤ LỤC DANH MỤC CÁC CHỮ VIẾT TẮT CLS Cận lâm sàng CSDL Cơ sở liệu CTDL Canh tác liệu DL Dữ liệu DM Data Mining HSBA Hồ sơ bệnh án ICD10 Danh mục bệnh quốc tế KDD Knowledge Discovery in Databaes KHTH Kế Hoạch Tổng Hợp KPDL Khai phá liệu LS Lâm sàng NSV Nhiễm siêu vi NTV Nhà tư vấn SXH Sốt xuất huyết SXHD Sốt xuất huyết Dengue SXHD-CB Sốt xuất huyết Dengue cảnh báo SXHD-VS Sốt xuất huyết Dengue vào sốc WHO Tổ chức Y tế giới DANH SÁCH BẢNG Bảng 2.1 So sánh qui trình canh tác nông nghiệp canh tác liệu 19 Bảng 3.1 Tập liệu huấn luyện cho khái niệm mục tiêu Play tennis 45 Bảng 4.1 Bảng kết thực nghiệm hệ thống 71 DANH SÁCH HÌNH VẼ Hình 1.1 Minh họa cho hình ảnh khai phá liệu tập liệu Hình 1.2 Quy trình khám phá tri thức từ sở liệu Hình 1.3 Chúng ta giàu liệu nghèo tri thức Hình 1.4 Biễu diễn chức khai phá liệu 14 Hình 2.1 Quá trình khám phá tri thức khai phá liệu 23 Hình 2.2 Canh tác liệu tác động quy trình khám phá tri thức 24 Hình 2.3 So sánh khai phá liệu có khơng có canh tác liệu 26 Hình 3.1 Biễu diễn định 37 Hình 3.2 Cây định cho việc chơi Tennis 38 Hình 3.3 Tạo Node gốc Outlook 48 Hình 3.4 Thuộc tính kiểm tra cho kế node gốc 48 Hình 4.1 Đơn xin mượn hồ sơ bệnh án nghiên cứu khoa học 62 Hình 4.2 Giao diện hệ thống chương trình 65 Hình 4.3 Màn hình hiển thị liệu tập huấn 65 Hình 4.4 Hiển thị định dạng treeview 66 Hình 4.5 Màn hành giao diện chẩn đoán 66 ... trên, tác giả chọn đề tài ? ?Khai phá liệu có canh tác liệu ứng dụng khai phá liệu y khoa? ?? để nghiên cứu cho luận văn thạc sĩ 3/Mục đích ý nghĩa nghiên cứu - Giới thiệu phương pháp khai phá liệu có. .. tính cho khai phá liệu 30 2.2 ỨNG DỤNG CANH TÁC DỮ LIỆU TRONG KHAI PHÁ DỮ LIỆU Y KHOA - 31 2.2.1 Vai trò diều dưỡng, bác sĩ canh tác liệu y khoa ... Chương I: Cơ sở lý thuyết khai phá liệu - Chương II : Khai phá liệu có canh tác liệu ứng dụng khai phá liệu y khoa - Chương III: Kỹ thuật khai phá liệu định - Chương IV: X? ?y dựng hệ thống chương