Nghiên cứu phát triển hệ chuyên gia mờ trong chẩn đoán rối loạn trầm cảm TT

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO BỘ QUỐC PHÒNG VIỆN KHOA HỌC VÀ CÔNG NGHỆ QUÂN SỰ MAI THỊ NỮ NGHIÊN CỨU PHÁT TRIỂN HỆ CHUYÊN GIA MỜ TRONG CHẨN ĐỐN RỐI LOẠN TRẦM CẢM Chun ngành: Cơ sở tốn học cho tin học Mã số: 46 01 10 TĨM TẮT LUẬN ÁN TIẾN SĨ TỐN HỌC Hà Nội, 2021 Cơng trình hồn thành tại: VIỆN KHOA HỌC VÀ CƠNG NGHỆ QN SỰ BỘ QUỐC PHỊNG Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS Nguyễn Hoàng Phương TS Dương Tử Cường Phản biện 1: PGS.TS Nguyễn Tân Ân Phản biện 2: PGS.TS Nguyễn Long Giang Phản biện 3: TS Nguyễn Mạnh Linh Luận án bảo vệ Hội đồng đánh giá luận án tiến sĩ cấp Viện, họp Viện Khoa học Công nghệ quân vào hồi ngày tháng năm 2021 Có thể tìm hiểu luận án tại: - Thư viện Viện Khoa học Công nghệ quân - Thư viện Quốc gia Việt Nam DANH MỤC CÁC CƠNG TRÌNH KHOA HỌC ĐÃ CÔNG BỐ Mai Thi Nu, Nguyen Hoang Phuong, K Hirota Modeling a Fuzzy Rule Based Expert System combining Positive and Negative Knowledge for Medical Consultations using the importance of Symptoms In Proc of IFSA-SCIS’2017, Otsu, Japan, June 27-30, 2017, Paper ID: #164 (Indexed in Scopus) Mai Thi Nu, Nguyen Hoang Phuong, Hoang Tien Dung STRESSDIAG: A Fuzzy Expert System for Diagnosis of Stress Types including Positive and Negative Rules, IFSA World Congress and NAFIPS Annunal Conference, June 18-22, 2019, USA, pp 371381, In Book: Fuzzy Techniques: Theory and Applications” Springer, 2019, volumn 1000 (Indexed in Scopus) Mai Thi Nu, Nguyen Hoang Phuong A Fuzzy Expert System based on positive rules for Depression Diagnoisis, Tạp chí Nghiên cứu khoa học công nghệ quân - Viện Khoa học Công nghệ quân sự, Số đặc san CNTT, 12/2020, pp 33-39 MỞ ĐẦU Tính cấp thiết luận án Theo Tổ chức Y tế giới, “Trầm cảm” rối loạn tâm thần phổ biến, đặc trưng buồn bã, hứng thú, cảm giác tội lỗi giá trị thân thấp, giấc ngủ bị rối loạn thèm ăn, cảm giác mệt mỏi tập trung Nó ảnh hưởng đến khoảng 264 triệu người toàn giới Trầm cảm khác với biến động tâm trạng thông thường phản ứng cảm xúc ngắn ngủi trước thách thức sống hàng ngày Đặc biệt kéo dài với cường độ vừa nặng, trầm cảm trở thành tình trạng sức khỏe nghiêm trọng Nó khiến người bệnh bị tổn thương nhiều hoạt động hiệu công việc, học tập gia đình Lo ngại là, trầm cảm dẫn đến tự tử Hiện nay, trầm cảm bệnh gây tử vong thứ toàn giới, nguyên nhân thứ hai gây tử vong lứa tuổi niên từ 15-29 tuổi, dự báo nguyên nhân thứ gây tử vong vào năm 2030 Theo thống kê Bộ Y tế vào năm 2017, Việt Nam, có khoảng 15% dân số mắc rối loạn tâm thần phổ biến liên quan tới tâm thần, có khoảng 5% - 7% dân số mắc loại rối loạn trầm cảm, 50% số rối loạn trầm cảm nặng Mặc dù biết đến phương pháp điều trị rối loạn trầm cảm hiệu quả, tỷ lệ người dân nước thu nhập thấp trung bình khơng điều trị chứng rối loạn trầm cảm cịn cao Có nhiều rào cản việc chăm sóc sức khỏe hiệu như: thiếu nguồn lực, thiếu chuyên gia y tế kỳ thị xã hội Một rào cản khác để chăm sóc sức khỏe hiệu chẩn đốn khơng xác triệu chứng rối loạn trầm cảm khó đánh giá mang tính chất chủ quan, dẫn đến kê đơn thuốc khơng xác Vì thế, hiệu điều trị khơng cao Đội ngũ bác sĩ chuyên khoa có kinh nghiệm trang thiết bị hai vấn đề nan giải chiến với bệnh tật Theo thống kê Bộ Y tế, tỷ lệ bình quân khoảng - bác sĩ/10.000 dân Tỷ lệ bác sĩ chuyên ngành tâm thần cịn nhiều, bác sĩ tâm thần ln tình trạng thiếu trầm trọng, bác sĩ giỏi đa số tập trung chủ yếu tuyến Trung ương Như vậy, cần phải khai thác, sử dụng tri thức chuyên gia giỏi tuyến Trung ương để đào tạo, chia sẻ kinh nghiệm khám, chữa bệnh rối loạn trầm cảm cho bác sĩ chưa có nhiều kinh nghiệm, đặc biệt bác sĩ trường bác sĩ chuyên khoa tuyến Có nhiều phương pháp để khai thác, sử dụng tri thức, việc nghiên cứu, xây dựng hệ chun gia trợ giúp chẩn đốn mang lại độ xác cao tin tưởng cao cho người sử dụng Để xây dựng hệ trợ giúp chẩn đoán bệnh, phương pháp hệ chuyên gia phù hợp cả, vì: phương pháp hệ chun gia có cách biểu diễn tri thức luật sản xuất (IF … THEN…) Phương pháp có nhiều ưu điểm gần gũi cú pháp với mô tả ngôn ngữ tự nhiên bác sĩ, cách biểu diễn đơn giản trực quan, suy luận theo chiến lược khác nhau: suy luận tiến, suy luận lùi, suy luận hỗn hợp (tiến - lùi), kiểm tra tính mâu thuẫn luật, tính mơ đun cao, nghĩa việc thêm, bớt, loại bỏ luật hồn tồn khơng ảnh hưởng tới luật khác chế suy luận Thông thường tiêu chí chẩn đốn theo tiêu chuẩn chẩn đốn ICD10 gồm triệu chứng lâm sàng “giảm khí sắc”, “mất quan tâm thích thú” Để chẩn đoán rối loạn trầm cảm, giá trị triệu chứng thường nhận giá trị “có” “khơng” Trên thực tế, triệu chứng liệu mờ, biểu diễn tập mờ nhận giá trị khoảng [0,1] Như vậy, để giảm khả thông tin biểu diễn chất triệu chứng bệnh, cần biểu diễn liệu người bệnh tập mờ Mục tiêu nghiên cứu - Nghiên cứu ứng dụng phát triển hệ chuyên gia mờ dựa luật khẳng định chẩn đoán rối loạn trầm cảm dựa tảng hệ chuyên gia CADIAG-2; - Nghiên cứu, xây dựng luật khẳng định; luật phủ định cho hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán rối loạn trầm cảm; - Nghiên cứu, xây dựng hệ chuyên gia mờ dựa luật kết hợp luật khẳng định luật phủ định chẩn đoán rối loạn trầm cảm Đối tượng phạm vi nghiên cứu - Đối tượng nghiên cứu luận án rối loạn trầm cảm, hệ chuyên gia mờ, hệ chuyên gia CADIAG-2 - Phạm vi nghiên cứu luận án hệ chuyên gia mờ dựa luật, biểu diễn tri thức khẳng định, tri thức phủ định chế suy luận kết hợp tri thức khẳng định tri thức phủ định cho hệ chuyên gia mờ Nội dung nghiên cứu - Nghiên cứu mạng lưới chăm sóc sức khỏe tâm thần Việt Nam, phương pháp chẩn đoán rối loạn trầm cảm, triệu chứng tiêu chuẩn chẩn đoán rối loạn trầm cảm; - Nghiên cứu lý thuyết tập mờ, hệ chuyên gia, hệ chuyên gia mờ, hệ chuyên gia mờ dựa luật, hệ chuyên gia CADIAG-2; - Nghiên cứu, xây dựng luật khẳng định, luật phủ định cho chẩn đoán rối loạn trầm cảm; - Nghiên cứu, đề xuất mơ hình hệ chun gia mờ dựa luật sử dụng tri thức khẳng định cho chẩn đoán rối loạn trầm cảm; - Nghiên cứu, đề xuất mơ hình hệ chun gia mờ dựa luật kết hợp tri thức khẳng định tri thức phủ định cho chẩn đoán rối loạn trầm cảm; - Cài đặt thử nghiệm hệ chuyên gia với 264 trường hợp người bệnh rối loạn trầm cảm; - Đánh giá kết thực nghiệm hệ chuyên gia, kiến nghị áp dụng mơ hình hệ chun gia trường hợp chẩn đoán bệnh Phương pháp nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu lý thuyết: nghiên cứu phương pháp chẩn đoán rối loạn trầm cảm; lý thuyết tập mờ; phép toán tập mờ; biểu diễn tri thức nhờ luật sản xuất hệ chuyên gia; biểu diễn tri thức luật mờ; hệ chuyên gia dựa luật; hệ chuyên gia CADIAG-2; - Phương pháp nghiên cứu thực nghiệm: thu thập liệu người bệnh rối loạn trầm cảm, xây dựng sở triệu chứng, sở bệnh, sở luật cho hệ chuyên gia, thực thực nghiệm hệ chuyên gia với liệu thu thập được, đánh giá kết thực nghiệm Bố cục luận án Ngoài phần mở đầu, bố cục luận án gồm ba chương: - Chương trình bày nghiên cứu tổng quan rối loạn trầm cảm hệ chuyên gia mờ, cụ thể mạng lưới chăm sóc sức khỏe tâm thần Việt Nam, phương pháp chẩn đoán rối loạn trầm cảm; lý thuyết tập mờ, hệ chuyên gia, hệ chuyên gia mờ dựa luật, hệ chuyên gia CADIAG-2; tình hình nghiên cứu hệ chun gia chẩn đốn rối loạn trầm cảm nước giới, đánh giá hạn chế nghiên cứu, từ đề xuất hướng nghiên cứu luận án Thơng qua chương này, luận án cho thấy nhìn tổng quan toán nghiên cứu luận án; - Chương nghiên cứu đề xuất mơ hình hệ chun gia mờ dựa luật, sử dụng luật khẳng định chẩn đoán rối loạn trầm cảm, hệ chuyên gia phát triển hệ chuyên gia CADIAG-2; nội dung trình bày bao gồm: sở tri thức hệ chuyên gia (cơ sở triệu chứng, sở bệnh, sở luật khẳng định); chế suy luận hệ chuyên gia; thực nghiệm hệ chuyên gia với 264 trường hợp người bệnh rối loạn trầm cảm; phân tích, đánh giá kết thực nghiệm - Chương trình bày nghiên cứu đề xuất mơ hình hệ chuyên gia mờ dựa luật kết hợp luật khẳng định luật phủ định; hệ chuyên gia phát triển, cải tiến từ hệ chuyên gia mờ dựa luật sử dụng luật khẳng định cho chẩn đoán rối loạn trầm cảm nghiên cứu chương 2; trình bày cải tiến sở luật, cải tiến chế suy luận; thử nghiệm hệ chuyên gia với 264 trường hợp người bệnh rối loạn trầm cảm thu thập, thực nghiệm chương 2; phân tích, đánh giá kết thực nghiệm Phần kết luận nêu kết nghiên cứu luận án, đóng góp luận án, hướng phát triển Cuối cơng trình công bố luận án Chương Tổng quan rối loạn trầm cảm hệ chuyên gia mờ 1.1 Tổng quan rối loạn trầm cảm * Các kiểm tra rối loạn trầm cảm: Các kiểm tra rối loạn trầm cảm bao gồm: - PHQ-9 gồm câu hỏi, thiết kế nhằm sàng lọc hỗ trợ theo dõi tình trạng đáp ứng điều trị người bệnh Đánh giá rối loạn trầm cảm theo tổng điểm: ≤tổng điểm ≤ 4: không trầm cảm; ≤tổng điểm ≤ 9: có nguy cơ; 10 ≤tổng điểm ≤ 14: trầm cảm nhẹ; 15 ≤tổng điểm ≤ 19: trầm cảm vừa; 20 ≤tổng điểm ≤ 27: trầm cảm nặng - BECK gồm 21 mục khác nhau, BECK tổ chức y tế giới công nhận điều trị Đánh giá rối loạn trầm cảm theo tổng điểm, điểm tổng kết