Chúng ta có thể xem thƣ viện các trƣờng hợp là một cơ sở dữ liệu đặc biệt. Giống nhƣ một cơ sở dữ liệu thì thƣ viện trƣờng hợp lƣu trữ một số lƣợng lớn các bản ghi và giải thuật để truy nhập một bản ghi thực chất là một thủ tục tìm kiếm một bản ghi khi cần thiết. Có một yêu cầu rất quan trọng đặt ra cho quá trình thực hiện đó là quá trình tìm kiếm đƣợc thực hiện trên số lƣợng rất lớn các bản ghi và trên nhiều các thuộc tính, khóa thực hiện tìm kiếm không phải là một giá trị cụ thể mà trong quá trình truy nhập của mình để đƣa ra đƣợc một trƣờng hợp (bản ghi) thỏa mãn yêu cầu của ngƣời lập luận thì giải thuật tìm kiếm phải có sự kết hợp giữa các thuộc tính với nhau và đƣa đến đƣợc sự tƣơng tự đủ tin cậy.
Quá trình thực hiện truy nhập một trƣờng hợp từ một thƣ viện sẽ đƣợc thực hiện trên tổng thể các trƣờng hợp trên thƣ viện và ta sẽ ít có khả năng tìm ra đƣợc trƣờng hợp giống một cách nguyên vẹn trƣờng hợp mới nên kết quả đạt đƣợc chỉ ở mức phù hợp trên từng phần (close partical match) nhờ có đặc điểm này mà kết quả của việc truy nhập có thể đƣa ra các trƣờng hợp có liên quan nhất với trƣờng hợp mới.
Hiệu quả của giải thuật truy nhập phụ thuộc vào số lƣợng và độ phức tạp của các thuộc tính và tính chính xác của các thuộc tính đó. Với mỗi cấu trúc đều có một phƣơng pháp tìm kiếm và giải pháp truy nhập xác định. Ví dụ với cách tổ chức dữ liệu thông thƣờng ta có các cách tìm kiếm sau:
Sử dụng B-tree.
Giải thuật Breadth-First. Giải thuật Depth-First. Tìm kiếm nhị phân.
Truy nhập trƣờng hợp đòi hỏi phải có sự kết hợp giữa tìm kiếm và xác định độ tƣơng tự tại mỗi thời điểm luôn luôn có sự so sánh các thông số đầu vào để đƣa ra đƣợc kết quả là các tình huống có tiềm năng phù hợp với trƣờng hợp mới. Một cách tổng quát quá trình truy nhập đƣợc mô tả qua sơ đồ sau:
Sơ đồ 2.2 Giải thuật truy nhập trƣờng hợp
Hiện nay để xác định độ tƣơng tự giữa trƣờng hợp mới và trƣờng hợp đã lƣu trong thƣ viện ngƣời ta thƣờng dùng một hàm số để xác định. Phƣơng pháp này có ƣu điểm là xác định thực hiện nhanh đơn giản nhƣng có nhƣợc điểm là chỉ tính đƣợc với các thuộc tính đã đƣợc chuyển đổi tƣơng ứng từ biến ngôn ngữ sang một giá trị số. Giá trị này có thể là trọng số hoặc điểm của thuộc tính mà trƣờng hợp mới có, sau dựa vào các trọng số của trƣờng hợp mới ta sẽ tính kết hợp nó với các trƣờng hợp đã đƣợc lƣu trữ. Quá trình này đƣợc thực hiện nhƣ sau:
Với mỗi đặc trƣng của trƣờng hợp mới:
Tìm đặc trƣng tƣơng ứng với nó đã lƣu trữ trong thƣ viện.
Dựa vào mức độ thể hiện so sánh chúng với nhau để tính hệ số của mối quan hệ.
Tính tích giữa hệ số và trọng số của đặc trƣng. Truy nhập trƣờng hợp
Đánh giá tình trạng của trƣờng hợp
Phân tích, tìm những thành phần phù hợp giữa trƣờng hợp mới với
Các trƣờng hợp có tiềm năng
Phƣơng pháp dùng hàm để xác định độ tƣơng tự giữa hai trƣờng hợp còn đƣợc gọi là ngƣời láng giềng gần nhất (nearest – neighbor matching) [11]. Quá trình đƣợc thực hiện qua 3 bƣớc:
Bƣớc 1: Gán trọng số cho thuộc tính, giá trị này nằm trong khoảng [0,1] tùy theo độ quan trọng của thuộc tính đó đối với đối tƣợng. Thuộc tính quan trọng có tác động lớn đến mục tiêu có giá trị gần với 1, tác động ít tới mục tiêu có giá trị gần 0.
Bƣớc 2: Dựa vào kết quả ở bƣớc 1 ta thực hiện tính toán độ tƣơng tự thông qua một hàm số hàm toán học, là tổng của các tích tƣơng ứng giữa các thuộc tính của đối tƣợng, giá trị của hàm trả về của hàm nằm trong khoảng [0,1].
Bƣớc 3: Dựa vào kết quả của hàm ta lựa chọn phân loại đƣợc độ tƣơng tự. Thông thƣờng mức phân loại đƣợc chia thành 6 mức:
Giống nhau – the same
Khá giống nhau – Quite the same Có thể giống – May be appropriate
Chắc chắn không giống – Probably not the same Hầu nhƣ khác – probably diffirent
Hoàn toàn khác – Completely diffirent
Ứng với mỗi loại chƣơng trình cụ thể thì có thể có sự phân ngƣỡng để xếp loại kết quả là khác nhau, nó có thể chia ra làm 6 mức nhƣ trên hoặc ít hơn, việc quyết định là do sự đánh giá của các chuyên gia trong lĩnh vực đó.
Chƣơng 2 ỨNG DỤNG PHƢƠNG PHÁP LẬP LUẬN DỰA TRÊN CÁC TRƢỜNG HỢP CHO CHẨN ĐOÁN Y HỌC
2.1Hiện trạng về bệnh phổi và phương pháp chẩn đoán lao và các bệnh về phổi.
2.1.1Hiện trạng bệnh phổi ở nƣớc ta và trên thế giới hiện nay.
Trong thời điểm hiện nay, mặc dù y học đã có những tiến bộ vƣợt bậc nhƣng con ngƣời vẫn luôn phải đối mặt với rất nhiều căn bệnh hiểm nghèo. Những căn bệnh này thƣờng lây lan với tốc độ cực nhanh và huỷ hoại sức khoẻ của ngƣời bệnh, thậm chí lấy đi tính mạng của họ. Các bệnh về phổi hiện nay mặc dù tỉ lệ tử vong có giảm nhƣng vẫn đang là vấn đề nóng bỏng trong y học với số ngƣời mắc bệnh khá cao.
Ví dụ về viêm phổi cấp tính, theo thống kê. Ở Ba Lan, viêm phổi cấp tính chiếm 1/4 trƣờng hợp nhiễm khuẩn đƣờng hô hấp cấp và tỉ lệ tử vong cao gấp 2 lần so với tử vong do lao. Còn tại Hungary, viêm phổi cấp tính chiếm tới 12% các bệnh nhân điều trị tại các khoa bệnh hô hấp. Tại Việt Nam tình hình cũng không khả quan hơn. Qua theo dõi trong những năm 90, ngƣời ta nhận thấy tỉ lệ viêm phổi cấp tính ở bệnh viện Thanh Nhàn là 16,8% còn tỉ lệ tử vong do viêm phổi cấp ở các bệnh viện Bạch Mai, Thanh Nhàn, Việt Xô, Xanh Pôn, Viện Lao và Bệnh phổi là 36,6%. Ngoài viêm phổi, còn có khá nhiều bệnh khác liên quan đến phổi và cũng đều gây nguy hiểm đối với sức khoẻ ngƣời mắc bệnh, có thể kể ra nhƣ apxe phổi, tràn dịch màng phổi, u màng phổi, ung thƣ phổi [1].
Chỉ với một vài số liệu nêu trên cũng có thể thấy khá đầy đủ mức độ nghiêm trọng của các bệnh về phổi đối với đời sống của chúng ta. Tuy nhiên, các bệnh về phổi này thƣờng chia làm 2 giai đoạn: giai đoạn hình thành bệnh và giai đoạn phát triển bệnh. Đối với các bệnh nhân ở giai đoạn đầu, thƣờng thì việc chữa trị là không khó. Vấn đề ở đây là các bệnh nhân thƣờng đƣợc phát hiện và bắt đầu chữa trị khi họ đã ở giai đoạn phát triển bệnh và cơ hội để có thể chữa lành bệnh đã bị giảm đi đáng kể. Có 3 nguyên nhân chính dẫn đến tình trạng này:
Một là, do không đủ các bác sĩ chuyên khoa kinh nghiệm để phục vụ đƣợc toàn dân.
Hai là, thông thƣờng ngƣời bệnh luôn không để ý đến những triệu chứng sơ khởi của bệnh, họ chỉ đến bác sĩ khi những triệu chứng này đã rõ ràng và khá nặng.
Bệnh nhân có bệnh ở mức độ nặng đến khám bệnh tại Viện Lao và bệnh phổi, nếu chƣa xác định đƣợc chính xác bệnh thì bác sĩ sẽ phải cho điều trị thử về bệnh nghi ngờ nhất, nếu không thấy đỡ thì sẽ chuyển sang điều trị thử với bệnh khác. Điều này nhiều khi gây lãng phí tiền bạc vào những khoá điều trị dài ngày vô ích và vô tình kéo dài thời gian phát triển bệnh, làm cho bệnh phát triển nặng hơn.
Nhƣ vậy, vấn đề đặt ra là làm thế nào phát hiện đƣợc bệnh sớm nhất để có thể chữa trị đƣợc bệnh dễ dàng, tiết kiệm đƣợc thời gian và tài chính, học tập kinh nghiệm của các chuyên gia lâu năm trong nghề, chia sẻ những kinh nghiệm của mình cho thế hệ sau là một điều hết sức cần thiết.
2.1.2 Hệ chuyên gia chẩn đoán trong y học dựa trên trƣờng hợp.
Hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán trong y học là một hệ chuyên gia trợ giúp cho công việc chẩn đoán bệnh và đƣa ra những lời khuyên về y học. Không giống nhƣ các ứng dụng thông thƣờng trong y học hoạt động dựa trên những công nghệ lập trình nào đó, các hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán có cơ sở dựa trên các biểu hiện của bệnh và mối quan hệ của chúng tới các nhân tố của bệnh nhân hoặc các triệu chứng lâm sàng.
Trong những năm đầu thập kỷ 60, những nghiên cứu về trí tuệ nhân tạo chủ yếu hƣớng vào việc giải quyết các vấn đề về trò chơi, nhận dạng ảnh và xử lý tiếng nói. Sau đó, ngƣời ta nhận thấy rằng hầu hết những vấn đề khó khăn cần sự xử lý thông minh đều đƣợc giải quyết nhanh chóng qua một cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện hƣớng tới một vấn đề cụ thể và rất phù hợp với lĩnh vực y tế. Từ đó lĩnh vực hệ chuyên gia trong y tế bắt đầu đƣợc quan tâm và đã phát triển nhanh chóng. Các cơ sở tri thức trong y tế luôn đƣợc trợ giúp bởi các chuyên gia để tăng tính chuyên môn và thƣờng đƣợc cập nhật thƣờng xuyên dẫn đến việc y học đƣợc coi là một lĩnh vực lôgic mà trong đó có thể áp dụng các hƣớng để phát triển về công nghệ cơ sở tri thức. Từ đó các hệ chuyên gia trong y tế ngày càng phát triển mạnh và đã trở thành một trong những lĩnh vực quan trọng của hệ chuyên gia. Có thể kể ra một số hệ
chuyên gia y tế nổi tiếng trong thời kỳ những năm 70 là PIP, CASNET, MYCIN và INTERNIST [9].
Lý do chính cho sự ra đời của các hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán là sự thiếu hụt các chuyên gia giỏi trong lĩnh vực y học. Ngoài ra, còn do sự chênh lệch về chuyên môn giữa bác sĩ lâu năm và bác sĩ mới ra trƣờng, giữa các bác sĩ thành phố và bác sĩ ở nông thôn, và hiệu qủa hơn là có thể áp dụng hệ thống ở cả những nơi thiếu các bác sĩ chuyên môn cao. Sự ra đời của các hệ chuyên gia y tế với tri thức của nhiều bác sĩ lành nghề, nhiều kinh nghiệm mang lại lợi ích rất lớn trong đời sống. Mỗi bác sĩ trẻ, để thu thập đủ kinh nghiệm và kiến thức chuyên môn sẽ cần không dƣới 10 năm mới có thể hành nghề một cách độc lập, tuy nhiên với một hệ chuyên gia đủ tốt, bác sĩ này sẽ không cần đến từng ấy thời gian mà có thể vừa làm việc vừa thu thập kinh nghiệm dựa trên tri thức của hệ chuyên gia có sẵn.
Nhƣ vậy, một hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán tốt sẽ có khả năng mô phỏng, bắt chƣớc qúa trình chẩn đoán bệnh của một bác sĩ chuyên khoa giỏi với kết quả chẩn đoán tốt ngang với bác sĩ đó. Vì thế, hệ sẽ có đủ khả năng hỗ trợ giúp bác sỹ chẩn đoán bệnh tại những nơi thiếu chuyên gia y tế giỏi, đồng thời cũng đóng vai trò là kho lƣu trữ tri thức, kinh nghiệm của các bác sĩ lâu năm và hỗ trợ khá tốt cho công tác giảng dạy.
Có thể kể đến các hệ tiêu biểu nhƣ hệ INTERNIST do J.Mayer và H.Pople [14] xây dựng có thể chẩn đoán cho 80% số bệnh nội khoa hay nhƣ hệ MYCIN [15] của đại học Stanford đƣợc đánh giá nhƣ một chuyên gia lành nghề trong chẩn đoán nhiễm trùng máu và viêm màng não. Trong số đó, MYCIN đã đƣợc coi là kiểu mẫu của các hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán sau này và là bài học cơ sở cho những ngƣời mới tham gia vào lĩnh vực hệ chuyên gia.
Một hệ chuyên gia hoạt động tốt là một hệ hoạt động theo đúng cách mà ngƣời chuyên gia làm việc. Chỉ có nhƣ vậy hệ chuyên gia mới đƣợc sử dụng hiệu quả nhất những tri thức khai thác từ chuyên gia và đem lại lợi ích nhƣ một chuyên gia ngƣời. Để đạt đƣợc những yêu cầu đó với một hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán bệnh, quá trình chẩn đoán trên thực tế của các bác sĩ phải đƣợc tổng quát và mô hình hoá.
Các kiểu chẩn đoán và mục đích của chúng:
Chẩn đoán khẳng định bệnh: ngƣời bác sĩ sử dụng những triệu chứng hay xuất hiện đặc trƣng cho bệnh để tìm ra khả năng mắc bệnh của bệnh nhân. Cách lập luận đơn giản của trƣờng hợp này là “ Nếu triệu chứng của bệnh nhân là những triệu chứng thƣờng thấy ở bệnh viêm phổi Thì bệnh nhân có khả năng mắc bệnh viêm phổi”
Chẩn đoán loại trừ bệnh: ngƣời bác sĩ sử dụng những triệu chứng không bao giờ hoặc rất hiếm khi xuất hiện ở bệnh để loại trừ khả năng bị mắc bệnh của bệnh nhân. Cách lập luận đơn giản của trƣờng hợp này là “nếu triệu chứng của bệnh nhân là những triệu chứng không bao giờ hoặc rất hiếm khi thấy ở bệnh viêm phổi thì bệnh nhân này ít có khả năng mắc bệnh viêm phổi”
Chẩn đoán phân biệt: ngƣời bác sĩ sử dụng những triệu chứng đặc biệt, hay gặp của các bệnh để phân biệt giữa hai bệnh có nhiều triệu chứng giống nhau. Cách lập luận đơn giản của trƣờng hợp này là “nếu triệu chứng của bệnh nhân là những triệu chứng thƣờng gặp ở cả lao phổi và ung thƣ phổi nhƣng bệnh nhân lại có thêm những triệu chứng xuất hiện ở ung thƣ phổi nhiều hơn ở lao phổi thì bệnh nhân này ít có khả năng mắc bệnh lao phổi” Trong ba kiểu chẩn đoán nói trên, chẩn đoán loại trừ và chẩn đoán phân biệt đều nhằm mục đích loại trừ bệnh lao phổi, vì thế từ đây sẽ gọi chung là chẩn đoán loại trừ.
Các kiểu triệu chứng
Triệu chứng lâm sàng: đây là những triệu chứng của bệnh nhân có thể đƣợc bác sĩ thu thập qua hỏi đáp, thăm khám bình thƣờng bằng tay, mắt, nghe, đo, gõ... Ví dụ nhƣ ho lâu ngày, sốt nhẹ, sụt cân...
Triệu chứng cận lâm sàng: đây là những triệu chứng của bệnh nhân chỉ có thể có đƣợc qua các xét nghiệm, các kiểm tra bằng máy móc nhƣ xét nghiệm đờm, kiểm tra da, chụp X quang... Ví dụ nhƣ đờm dƣơng tính, tổn thƣơng phổi hình hang, thâm nhiễm đỉnh hạ đòn...
Tiền sử bệnh án của bệnh nhân: đây là những thông tin rất quan trọng về bệnh nhân: những căn bệnh đã từng mắc, di chứng, các bệnh xuất hiện trong gia đình... Những thông tin này thƣờng là yếu tố đem lại sự chính xác cho các chẩn đoán cuối cùng
2.1.3Phƣơng pháp chẩn đoán Lao và các bệnh phổi.
Qua nghiên cứu trực tiếp và đƣợc sự giúp đỡ về mặt chuyên môn y học của các bác sỹ tại 2 đơn vị: Bệnh viện Lao và bệnh phổi Hƣng Yên, Bệnh viện phổi Trung Ƣơng về vấn đề này chúng tôi thu đƣợc kết quả về các phƣơng pháp chẩn đoán Lao và các bệnh phổi nhƣ sau:
Bác sỹ tham gia nghiên cứu trực tiếp thăm khám, làm bệnh án và phỏng vấn theo một biểu mẫu thống nhất.
STT Triệu chứng lâm sàng Ho khạc đờm Ho khan Ho ra máu Sốt Đau ngực Khó thở ….
Bảng 3.1: Triệu chứng lâm sàng khi bệnh nhân vào viện
Bệnh nhân đƣợc phỏng vấn:
Tiền sử hút thuốc lá, thuốc lào, thuốc phiện Tiền sử dùng thuốc điều trị lao
Sự quan tâm của ngƣời thân trong gia đình, bạn bè, hàng xóm khi bệnh nhân đang điều trị lao
STT Thuộc tính 1 Giới Nam Nữ 2 Dân tộc Kinh Dân tộc thiểu số 3 Trình độ học vấn Mù chữ
Biết đọc biết viết Tiểu học Phổ thông cơ sở Phổ thông trung học 4 Nghề nghiệp Làm ruộng Cán bộ hƣu Công nhân Nghề tự do Sinh viên
Bảng 3.2: Đặc điểm về giới, dân tộc, trình độ học vấn và nghề nghiệp
Theo dõi trong quá trình điều trị:
Các bệnh nhân này đều đƣợc điều trị phác đồ tái trị 2SHRZ/1RZHE/5H3R3E3. Trong 3 tháng đầu bệnh nhân đƣợc theo dõi triệu chứng lâm sàng, xét nghiệm đờm tại Bệnh viện lao và Bệnh phổi Hƣng Yên, 5 tháng điều trị duy trì tại các cơ sở y tế