Xây dựng hệ chuyên gia chuẩn đoán bệnh thông thường nghiên cứu khoa học

TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐỐN BỆNH THƠNG THƯỜNG Thuộc nhóm ngành khoa học: KHOA HỌC MÁY TÍNH TP Hồ Chí Minh, 3/2014 TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐỐN BỆNH THƠNG THƯỜNG Thuộc nhóm ngành khoa học: KHOA HỌC MÁY TÍNH Sinh viên thực hiện: Phan Tiến Lộc Nam, Nữ: Nam Dân tộc: Kinh Lớp, Khoa: TH10A2 Năm thứ: 4/ Số năm đào tạo: Ngành học: Công nghệ thông tin Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Mai Trang TP Hồ Chí Minh, 3/2014 MỤC LỤC MỞ ĐẦU 1 Tổng quan tình hình nghiên cứu Lý chọn đề tài Mục tiêu đề tài .2 Phương pháp nghiên cứu Đối tượng phạm vi nghiên cứu Đóng góp đề tài CHƯƠNG 1: NỘI DUNG NGHIÊN CỨU WebServices 1.1 Tìm hiểu WebServices 1.2 Đặc điểm WebServices 1.3 Xây dựng WebServices Hệ chuyên gia .19 2.1 Cơ sở tri thức 19 2.2 Hệ chuyên gia gì? .21 2.3 Xây dựng hệ chuyên gia .23 2.4 Mô tơ suy diễn 27 Cơ chế suy diễn .27 a Suy diễn tiến 27 b Suy diễn lùi 27 c Cơ chế hỗn hợp 29 2.5 Những thuận lợi khó khăn hệ chuyên gia 29 2.6 Những ứng dụng Hệ chuyên gia 30 CHƯƠNG 2: PHÂN TÍCH VÀ THIẾT KẾ 33 Phân tích chương trình .33 Thiết kế chương trình .33 Xây dụng sở liệu 34 3.1 Phân tích mục tiêu cần giải 34 3.2 Hiện thực sở liệu 35 3.3 Mơ hình chi tiết sở liệu .39 CHƯƠNG 3: HIỆN THỰC CHƯƠNG TRÌNH .40 Chẩn đoán bệnh 40 Tìm thuốc theo tên thuốc 44 Tìm thuốc theo tên bệnh 45 Chi tiết chương trình 45 4.1 Giao diện WebServices 45 4.2 Giao diện nhập triệu chứng 46 4.3 Giao diện chẩn đoán tương tác với người dùng .47 4.4 Giao diện thông tin bệnh 48 4.5 Giao diện tìm kiếm thuốc .48 4.6 Giao diện cho người quản trị 49 Hướng dẫn khởi động ứng dụng 50 CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN 50 Kết đánh giá 50 Đóng góp ứng dụng 51 Nhận xét ứng dụng 52 Hướng phát triển 53 TÀI LIỆU THAM KHẢO 55 DANH MỤC HÌNH ẢNH Hình 1.1 Nếu khơng cấu hình lại Firewall DCOM khơng thể vượt Firewall Hình 1.1 Cấu trúc thơng điệp theo dạng SOAP Hình 1.1 3: Tạo WebServices VS.NET 10 Hình 1.1 4: Cấu trúc project sử dụng WebServices .10 Hình 1.1 5: Thêm phần tử vào project 11 Hình 1.1 6: Cửa sổ viết lệnh 11 Hình 1.1 7: Một ví dụ cách viết WebMethod 12 Hình 1.1 8: Màn hình kiểm tra WebServices 12 Hình 1.1 9: Thực thử phương thức WebServices 13 Hình 1.1 10: Màn hình hiển thị kết 13 Hình 1.1 11: WSDL WebServices WS_PHEP_TOAN 14 Hình 1.1 12: Tạo ứng dụng WindowApplication 14 Hình I.1 13: Cấu trúc thư mục project 15 Hình 1.1 14: Add Service Reference .15 Hình 1.1 15: Hộp thoại Add Service Reference 16 Hình 1.1 16: Add Web Reference… .17 Hình 1.1 17: Hộp thoại Add Web Reference 18 Hình 1.1 18: Web References hiển thị cấu trúc project .18 Hình 1.1 19: Form giao diện sử dụng 19 Hình 1.2 1: Các thành phần hệ chuyên gia truyền thống .21 Hình 1.2 2: Một cấu trúc phân loại hệ chuyên gia 23 Hình 1.2 3: Cấu trúc hệ chuyên gia 25 Hình 2.2 1: Tương tác user server 33 Hình 2.3 1: Mơ hình chi tiết sở liệu 39 Hình 3.1 1: Lưu đồ chẩn đốn bệnh 40 Hình 3.1 2: Lưu đồ biểu diễn hoạt động thu thập triệu chứng 41 Hình 3.1 3: Lưu đồ biểu diễn hoạt động xác định danh sách bệnh nghi ngờ 42 Hình 3.1 4: Lưu đồ biểu diễn hoạt động đối thoại với người dùng 43 Hình 3.1 5: Lưu đồ biểu diễn hoạt động hiển thị thông tin bệnh 44 Hình 3.2 1: Lưu đồ biểu diễn hoạt động tìm kiếm thuốc theo tên thuốc .44 Hình 3.3 1: Lưu đồ biểu diễn hoạt động tìm kiếm thuốc theo tên bệnh 45 Hình 3.4 1: Danh sách chức WebServices hỗ trợ 46 Hình 3.4 2: Gợi ý cho người dùng nhập triệu chứng 47 Hình 3.4 3: Giao diện chẩn đốn 47 Hình 3.4 4: Kết chẩn đốn 48 Hình 3.4 5: Thông tin liên quan đến bệnh .48 Hình 3.4 6: Giao diện tìm kiếm hiển thị thơng tin thuốc 49 Hình 3.4 7: Giao diện đăng nhập vào trang quản trị .49 Hình 3.4 8: Giao diện trang quản trị 50 DANH MỤC TỪ VIẾT TẮT Từ viết tắt Mô tả ASP.NET Active Server Pages CSDL Cơ sở liệu HTTP HyperText Transfer Protocol SMTP Simple Mail Transfer Protocol SOAP Simple Object Access Protocol UDDI Universal Description, Discovery, and Integration URL Uniform Resource Locator WSDL Web Service Description Language XML eXtensible Markup Language BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO TRƯỜNG ĐẠI HỌC MỞ TPHCM THÔNG TIN KẾT QUẢ NGHIÊN CỨU CỦA ĐỀ TÀI Thông tin chung: - Tên đề tài: Xây dựng hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh thông thường - Sinh viên thực hiện: Phan Tiến Lộc - Lớp: TH10A2 - Sinh viên thực hiện: Nguyễn Thế Hiển - Lớp: TH10A1 - Người hướng dẫn: ThS Nguyễn Thị Mai Trang Khoa: CNTT Năm thứ: Khoa: CNTT Năm thứ: Số năm đào tạo: Số năm đào tạo: Mục tiêu đề tài: - Xây dựng hệ chuyên gia tư vấn sử dụng thuốc thông qua giao diện trang web - Hỗ trợ người dùng tra cứu để biết thông tin cách sử dụng thuốc bệnh thông thường - Nâng cao trình độ dân trí, giúp người chủ động ý thức sức khỏe thân - Nghiên cứu sở liệu suy diễn, lập trình thiết kế hệ thống thơng tin, xây dựng hệ chuyên gia để nâng cao kiến thức, trang bị kỹ cần thiết trước trường Tính tính sáng tạo: - Đề tài khơng hồn toàn sử dụng cách tiếp cận tảng nghiên cứu sở liệu suy diễn, vấn đề chưa học hệ đại học để xây dựng hệ chuyên gia phục vụ lĩnh vực y tế, góp phần vào việc mở rộng việc ứng dụng hệ chuyên gia vào nhiều lĩnh vực đời sống Tuy giao tiếp thông qua giao diện web có điểm khác so với - trang web khám bệnh trực tuyến tại: xây dựng phịng khám điện tử thơng minh, tự động hỏi, khám bệnh cho bệnh nhân mà không cần bác sĩ trực tiếp khám bệnh Kết nghiên cứu: Nắm vững tảng lý thuyết sở liệu suy diễn thực hóa hệ - chuyên gia Thấy điểm mạnh điểm yếu giải pháp để từ chọn web - Web Service làm tảng để thực ứng dụng Tìm hiểu cơng nghệ Web Service thực hóa thành cơng, làm tiền - đề cho nhiều bước phát triển sau Đóng góp mặt kinh tế- xã hội, giáo dục đào tạo, an ninh, quốc phòng khả áp dụng đề tài: Đóng góp mặt kỹ thuật: • Xây dựng thành công ứng dụng áp dụng giải pháp hệ chuyên gia sở lý thuyết kèm theo • Giải pháp Web Service tạo tiền đề rộng mở cho việc giao tiếp với tảng khác tương lai • Triển khai Web để đem lại tính tương thích cao cho tất thiết bị thời điểm Đóng góp mặt kinh tế - xã hội: • Khắc phục hạn chế phương pháp khám bệnh truyền thống • Người bệnh trước hết tiết kiệm nhiều chi phí thời gian so với phải đến trực tiếp bệnh viện để điều trị bệnh thơng thường • Giảm tình trạng tải bệnh viện phải giải điều trị bệnh thơng thường • Bảo vệ quyền lợi sức khỏe người, góp phần nâng cao chất lượng sống • Là giải pháp cho hệ thống tương tự để nâng cao hiệu suất, chất lượng độ xác, góp phần vào cơng cơng nghiệp hóa, đại hóa đất nước Công bố khoa học sinh viên từ kết nghiên cứu đề tài (ghi rõ tên tạp chí có) nhận xét, đánh giá sở áp dụng kết nghiên cứu (nếu có): Ngày tháng năm 20… Sinh viên chịu trách nhiệm thực đề tài (ký, họ tên) Nhận xét người hướng dẫn đóng góp khoa học sinh viên thực đề tài (phần người hướng dẫn ghi): Ngày Xác nhận đơn vị (ký tên đóng dấu) tháng năm 20… Người hướng dẫn (ký, họ tên) Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.1 2: Lưu đồ biểu diễn hoạt động thu thập triệu chứng Xác định danh sách bệnh nghi ngờ - Từ liệu đầu vào danh sách triệu chứng người dùng chọn, ứng dụng tiến hành suy diễn danh sách bệnh có biểu triệu chứng Từ thu hẹp phạm vi bệnh nghi ngờ, làm sở cho bước trao đổi tương tác với người dùng - Các bước thực giai đoạn bao gồm: • Ứng dụng request triệu chứng người dùng chọn cho Webservice • Tại Webservice, dựa kiện cung cấp, hệ chuyên gia tiến hành suy diễn lọc danh sách có biểu triệu chứng gửi phản hồi lại cho ứng dụng • Ứng dụng tiến hành lưu trữ kết trả hiển thị tường minh theo thứ tự nghi ngờ bệnh cho người dùng Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 41 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.1 3: Lưu đồ biểu diễn hoạt động xác định danh sách bệnh nghi ngờ Đối thoại với người dùng - Dựa danh sách bệnh nghi ngờ, để đến kết luận cuối cùng, hệ chuyên gia cần củng cố tỷ lệ nghi ngờ bệnh thông qua thu thập phản hồi trực tiếp từ phía người dùng - Quá trình thực bao gồm: • Lần lượt hiển thị câu hỏi triệu chứng bệnh nghi ngờ • Ghi nhận phản hồi người dùng: • Nếu người dùng gặp phải triệu chứng cập nhật tỷ lệ nghi ngờ bệnh có biểu triệu chứng • Ngược lại tỷ lệ nghi ngờ giữ ngun • Q trình kết thúc câu hỏi triệu chứng bệnh nghi ngờ thỏa mãn Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 42 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.1 4: Lưu đồ biểu diễn hoạt động đối thoại với người dùng Hiển thị thông tin bệnh - Sau chẩn đốn bệnh nghi ngờ, người sử dụng xem thêm thông tin bệnh cách chữa trị Dựa thông tin mã hiệu bệnh ghi nhận, Webservice làm việc với sở liệu phản hồi tất thơng tin liên quan tới bệnh Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 43 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.1 5: Lưu đồ biểu diễn hoạt động hiển thị thông tin bệnh Tìm thuốc theo tên thuốc - Khi việc chẩn đốn bệnh kết thúc, chương trình gợi ý cho người dùng số thuốc dùng việc điều trị bệnh chẩn đốn trước nên việc tìm kiếm thuốc theo tên thuốc chức khơng thể thiếu để tra cứu thơng tin thuốc Hình 3.2 1: Lưu đồ biểu diễn hoạt động tìm kiếm thuốc theo tên thuốc Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 44 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Tìm thuốc theo tên bệnh - Với liệu phong phú ứng dụng, người dùng tìm kiếm thuốc theo tên bệnh để thuận tiện việc mua sử dụng mà khơng cần phải tốn thời gian cho việc tìm loại thuốc hiệu thuốc Hình 3.3 1: Lưu đồ biểu diễn hoạt động tìm kiếm thuốc theo tên bệnh Chi tiết chương trình 4.1 Giao diện WebServices Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 45 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.4 1: Danh sách chức WebServices hỗ trợ 4.2 Giao diện nhập triệu chứng Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 46 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.4 2: Gợi ý cho người dùng nhập triệu chứng 4.3 Giao diện chẩn đoán tương tác với người dùng Hình 3.4 3: Giao diện chẩn đốn Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 47 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.4 4: Kết chẩn đốn 4.4 Giao diện thơng tin bệnh Hình 3.4 5: Thơng tin liên quan đến bệnh 4.5 Giao diện tìm kiếm thuốc Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 48 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.4 6: Giao diện tìm kiếm hiển thị thơng tin thuốc 4.6 Giao diện cho người quản trị Hình 3.4 7: Giao diện đăng nhập vào trang quản trị Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 49 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 3.4 8: Giao diện trang quản trị Hướng dẫn khởi động ứng dụng - Chương trình hoạt động máy tính cài đặt: • Bộ cơng cụ hỗ trợ Visual Studio 2010 Professional • NET Framework 4.0 • DevExpress 12.1 • Bộ thư viện AjaxControlToolkit CHƯƠNG 4: KẾT LUẬN Kết đánh giá - Bước đầu nắm bắt sở lý thuyết Hệ chuyên gia, phương pháp thực phục vụ cho việc xây dựng ứng dụng - Hiện thực giải pháp Hệ chuyên gia thơng qua giao diện WebService, từ làm tiền đề cho tảng khác khai thác sử dụng Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 50 Báo cáo nghiên cứu khoa học - ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hoàn thành mục tiêu ban đầu đề xây dựng ứng dụng Web tiêu thụ chức mà WebService cung cấp, giao tiếp với người dùng thơng qua giao diện thân thiện dạng phịng khám điện tử - Về dịch vụ Web(Web Service), hiểu chế vận hành, sở lý thuyết phục vụ cho việc xây dựng thực thi dịch vụ Web Server, chọn ASP.NET làm công nghệ chủ điểm để tiến hành xây dựng - Hiện thực hoá hệ thống chẩn đốn bệnh: • Phía người dùng: xây dựng ứng dụng WebForm máy tính mạng Internet có mặt khắp nơi • Phía Server: xây dựng Web Service chứa tất thao tác cần thiết để trao đổi thông tin qua lại ứng dụng với sở liệu phục vụ cơng tác chẩn đốn bệnh - Với ứng dụng Hệ chun gia chẩn đốn bệnh thơng thường làm cho cơng việc theo dõi sức khỏe thân người trở nên đơn giản mà hiệu giúp tiết kiệm thời gian chi phí - Ứng dụng xây dựng WebForm với giao diện thiết kế cách đơn giản, nên dễ sử dụng Ứng dụng có tính tương tác cao, thực tiễn cao, đáp ứng yêu cầu xã hội Đóng góp ứng dụng - Đóng góp cho xã hội: • Ứng dụng đời góp phần tạo thêm lựa chọn cho người bệnh khắc phục hạn chế tồn phương pháp khám bệnh truyền thống như: ▪ Người bệnh phải xếp hàng chờ đợi để khám bệnh ▪ Giảm tỉ lệ mắc bệnh hội bệnh viện nơi tập trung đông người Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 51 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang ▪ Giảm khả cho nhầm thuốc • Nâng cao trình độ dân trí, cải thiện chất lượng giống nịi • Ứng dụng góp phần giảm tải cho bệnh viện việc khám chữa bệnh thơng thường - Đóng góp mặt kĩ thuật: • Một ứng dụng lĩnh vực y tế tận dụng sức mạnh Hệ chuyên gia, góp phần mở rộng số lĩnh vực mà Hệ chuyên gia áp dụng, ví dụ sinh động sức mạnh Hệ chuyên gia nói riêng Trí tuệ nhân tạo nói chung • Xây dựng ứng dụng WebForm • Xây dựng WebService cung cấp nguồn liệu truy vấn thông tin cần thiết phát triển ứng dụng window Form thiết bị di động Nhận xét ứng dụng - Điểm mạnh • Giao diện thân thiện, dễ sử dụng, chức đáp ứng hầu hết yêu cầu từ đơn giản đến phức tạp người dùng • Ứng dụng thiết kế với quy trình khoa học hợp lý thao tác cài đặt Web Service Điều tạo thuận lợi để phát triển tảng khác • Do xây dựng Web nên ứng dụng linh hoạt, không bị giới hạn công cụ truy xuất nên khả trở nên phổ biến cao • Do ứng dụng lưu trữ tập trung phía server nên cơng tác bảo trì cập nhật dễ dàng, nhanh chóng, nhờ bảo đảm tính đắn Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 52 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang • Nhờ cấu trúc tổ chức độc lập, ứng dụng Web WebService, nên việc sửa đổi diễn độc lập phần mà khơng gây ảnh hưởng đến tồn ứng dụng • Tận dụng sức mạnh Internet với số người khổng lồ hội tốt để quảng bá ứng dụng, vừa tạo điều kiện phát lỗi sai ứng dụng mà nhận góp ý phát triển • Nhờ cải tiến giải thuật, ứng dụng giảm thiểu hao phí thời gian trao đổi ứng dụng WebService, từ cải thiện trải nghiệm người dùng, hạn chế phụ thuộc vào tốc độ đường truyền - Hạn chế • Tốc độ giải thuật chưa tối ưu • Ứng dụng chạy cịn chậm • Do hạn chế kiến thức trình độ chuyên môn nên thông tin bệnh cách chữa trị chưa thật xác • Dẫu có nhiều cải tiến để cải thiện tốc độ, ứng dụng phụ thuộc chịu ảnh hưởng nhiều từ cách thức truyền tải liệu • Tuy mục tiêu đặt hiển thị tốt ứng dụng nhiều tảng thiết bị người dùng sử dụng thoải mái thiết bị có hình lớn Hướng phát triển - Bổ sung nguồn liệu thuốc biệt dược - Xây dựng chức trắc nghiệm kiến thức bệnh thông thường - RSS trang y tế khác - Cải thiện nhược điểm cịn tồn tại: • Xây dựng sở liệu khoa học hơn, tốt Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 53 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang • Thuật tốn suy diễn • Tối ưu tốc độ - Phát triển thành ứng dụng hoạt động WinForm hoạt động hệ điều hành (WindowPhone, Android, iOS, …) Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 54 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang TÀI LIỆU THAM KHẢO [1] PGS TS Phan Huy Khánh – Đại học bách khoa Đà Nẵng – 2004 – “Giáo trình Hệ chuyên gia” [2] Dương Thành Phết – “Bài giảng mơn Lập trình Website ASP.NET” [3] TS Nguyễn Thiện Thành – 2006 – “Bài giàng mơn học Trí tuệ nhân tạo” [4] Ethan Cerami – O’Reilly – 2002 – “Web Services Essentials” [5] Stephen Walther, Kevin Hoffman, Nate Dudek - 2010 - "SAMS ASP.NET Unleashed" [6] Trung Tâm Tin Học Đại học Khoa Học Tự Nhiên – 2005 – “Lập trình Web với ASP.NET” [7] Đại học Hàng Hải – 2010 – “Bài giảng Hệ chuyên gia” Phan Tiến Lộc – Nguyễn Thế Hiển Trang 55 ... ĐẠI HỌC MỞ THÀNH PHỐ HỒ CHÍ MINH BÁO CÁO TỔNG KẾT ĐỀ TÀI NGHIÊN CỨU KHOA HỌC CỦA SINH VIÊN THAM GIA XÉT GIẢI THƯỞNG NGHIÊN CỨU KHOA HỌC SINH VIÊN CẤP TRƯỜNG XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐỐN BỆNH... Trang 22 Báo cáo nghiên cứu khoa học ThS Nguyễn Thị Mai Trang Hình 1.2 2: Một cấu trúc phân loại hệ chuyên gia 2.3 Xây dựng hệ chuyên gia - Mỗi hệ chuyên gia bao gồm thành phần : hệ sở tri thức(và... xử lí nhanh hệ chun gia - Về tính hiệu quả, hệ chuyên gia tăng số lượng đưa vào hệ giảm chi phí nhân cơng Và hệ chuyên gia xây dựng bảo trì thường tốn kém, để vận hành hệ chuyên gia tốn nhiều