Đây được coi là phần mềm hạ tầng truyền thông tạo ra môi trường của cả hệ
thống. Để xây dựng phần mềm này, cần phải thiết kế một cơ chế trao đổi tri thức một cách thông minh giữa các lớp ứng dụng với nhau. Quá trình trao đổi được thực hiện thông qua chuẩn Web service và sử dụng ontology để mô tả tri thức. Ngoài ra cổng thông tin phải có khả năng nhận biết được các nguồn cung cấp tri thức và định hướng được việc tìm kiếm tri thức dựa trên các nguồn này để cung cấp lại cho người sử dụng. Nội dung nghiên cứu trong nhánh này được cụ thể hóa bởi 3 công việc sau đây:
1) Nghiên cứu mô hình tìm kiếm thu thập tri thức chia sẻ tại lớp 1 và cung cấp tri thức cho lớp 2.
- Xây dựng mô hình chung chia sẻ tri thức cho các lớp ứng dụng thông qua các kĩ thuật của web có ngữ nghĩa và ontology
- Thiết kế ngôn ngữđặc tả trao đổi tri thức chung trong toàn hệ thống
2) Xây dựng phần mềm hạ tầng tìm kiếm và tích hợp các nguồn tri thức chia sẻ
cho phép ứng dụng trong hai hệ thống e-Learning và e-Health cộng đồng. - Thiết kế phần mềm hạ tầng nền cho phép tìm kiếm và tích hợp nhiều nguồn
tri thức chia sẻ dựa trên các công nghệ của portal và web service
- Triển khai ứng dụng phần mềm hạ tầng nền trong hai hệ thống phần mềm e- Learning và e-Health cộng đồng
3) Xây dựng cổng thông tin truy cập nguồn tri thức cộng đồng chia sẻ trong hai lĩnh vực y tế và giáo dục
- Tạo giao diện web portal truy cập vào nguồn tri thức trong e-Learning cộng
34
- Tạo giao diện web portal truy cập vào nguồn tri thức trong e-Health cộng
đồng
ii. Nghiên cứu phát triển ứng dụng trong hệ thống giáo dục cộng đồng
Hệ thống e-Learning phát triển được phải đáp ứng được những yêu cầu chung nhất của một hệ thống đào tạo trực tuyến từ xa. Đồng thời phải có các chức năng bổ
sung để có thểđáp ứng tốt hơn và cao hơn các nhu cầu xử lý của người dùng. Như
vậy, lớp cung cấp tri thức vừa có thể hoạt động riêng rẽ như một hệ đào tạo trực tuyến, vừa có thể kết hợp với các ứng dụng địa phương bằng các chuẩn chung để
nâng cao khả năng quản lý, thực hiện quản lý theo hướng đào tạo tín chỉ. Như thế
nội dung nghiên cứu cụ thể tại nhánh này được cụ thế hóa như sau:
1) Nghiên cứu mô hình e-Learning và mô hình quản lý nâng cao với hệ thống - Nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống e-Learning nói chung, các yêu cầu đối với
LMS và LCMS. Xây dựng mô hình hệ thống e-Learning với các module cần thiết với các yêu cầu thực tếở Việt Nam hiện tại.
- Nghiên cứu các chuẩn trao đổi thông tin với hệ e-Learning, xây dựng mô hình hệ thống địa phương nhằm nâng cao chức năng quản lý nội dung và quản lý bải giảng cho e-Learning.
- Khảo sát và nghiên cứu, đồng thời xây dựng mô hình quản lý đào tạo tín chỉ
kết hợp với quản lý đào tạo e-Learning
- Nghiên cứu xây dựng phương án đồng bộ thao tác quản lý và dữ liệu giữa các hệ thống địa phương và hệ thống e-Learning trung tâm phục vụ quá trình hoạt động trong điều kiện không môi trường mạng không ổn định.
2) Xây dựng ứng dụng hệ thống e-Learning chia sẻ tri thức cộng đồng thông qua cổng thông tin.
- Mô hình hóa các thiết kế chi tiết các thành phần cho hệ thống e-Learning, xây dựng qui trình phát triển bài giảng điện tử (e-Course)
- Xây dựng phần mềm hệ thống e-Learning cung cấp tri thức qua cổng thổng tin theo các thiết kếđã có.
- Xây dựng các bài giảng mẫu (các bài giảng mẫu về e-Health, công nghệ
thông tin,...)
3) Xây dựng các ứng dụng quản trị học tại địa phương trong hệ thống e- Learning cộng đồng
- Thiết kế và xây dựng và triển khai hệ thống quản trị học LMS và LCMS có khả năng kết nối với hệ thống thu thập tri thức tại lớp 2.
35
- Thiết kế xây dựng và triển khai hệ thống quản lý đào tạo tín chỉ e-Learning, kết hợp với quản lý đào tạo tín chỉđại học.
iii. Nghiên cứu phát triển ứng dụng trong hệ thống y tế cộng đồng
Việc xây dựng hệ thống hệ thống y tế cộng đồng e-Health (hỗ trợ tư vấn, chẩn
đoán trực tuyến) kết hợp nhiều hệ chuyên gia được thực hiện với các nội dung sau 1) Xây dựng “chuẩn phát tán thông tin” cho các hệ thống thông tin phòng,
khám, chữa bệnh cộng đồng. Chuẩn trao đổi dư liệu của các dịch vụ tư vấn và chẩn đoán bệnh trực tuyến hỗ trợ cho các đơn vị khám chữa bệnh cơ sở. Các chuẩn được đề xuất sử dụng công nghệ Ontology hỗ trợ chuyển đổi thông tin và khai phá dữ liệu với các mục chi tiết:
- Khảo sát các phương pháp, các chuẩn trao đổi (phát tán) thông tin tổng quát nói chung và trong lĩnh vực, khám, chữa bệnh cộng đồng nói riêng
- Đề xuất một phương án cụ thể làm chuẩn phát tán thông tin cho các hệ thống quản lý cơ sở phòng, khám, chữa bệnh cộng đồng tại Việt nam
- Tích hợp ontology trong các gói tin phát để tạo khả năng tìm kiếm theo ngữ
nghĩa trong các hệ thống thông tin
- Xây dựng Ontology mẫu cho một số các dịch vụ thông tin phát tán và trao
đổi giữa hệ thống dịch vụ cung cấp và phát tán thông tin.
- Phối kết hợp với các đơn vị tham gia xây dựng Ontology cho nguồn phát tán thông tin trên một lãnh vực cụ thể.
2) Xây dựng một số hệ chẩn đoán bệnh thông qua mạng giúp cho việc tư vấn khám chữa bệnh từ xa bao gồm các phần sau:
- Xây dựng cơ sở dữ liệu y tế bao gồm bệnh án bệnh nhân, các tín hiệu y sinh,
ảnh y học …
- Xây dựng module hỗ trợ công tác chẩn đoán, tư vấn khám chữa bệnh trực tuyến dựa trên ảnh y học.
- Xây dựng một số công cụ khai phá dữ liệu để có thể trích chọn thông tin, phát hiện tri thức trong cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc tư vấn cho bác sĩ, người dùng.
- Xây dựng cơ sở tri thức bao gồm các bệnh án về các bệnh, các tri thức kinh nghiệm của các chuyên gia y tế dưới dạng luật.
- Xây dựng phương pháp học bằng mạng nơ ron để hiệu chỉnh luật và các tham số của luật.
36
- Xây dựng cơ chế suy diễn so sánh các bệnh án mẫu chứa trong cơ sở dữ liệu với thông tin bệnh án đưa vào.
- Xây dựng cơ chế suy diễn so sánh các tri thức trong cơ sở tri thức với thông tin đưa vào
- Xây dựng cơ chế suy diễn kết hợp lập luận từ tri thức kinh nghiệm của chuyên gia và tri thức từ các bệnh án.
- Xây dựng module giải thích hoặc dậy học thông minh giúp cho người dùng có thể học được cách lập luận ra quyết định chẩn đoán (và điều trị) của hệ
thống trợ giúp.
- Giao diện hệ thống: giúp tương tác thuận tiện với người dùng.
- Phối hợp với các bác sĩ bệnh viện Y học cổ truyền Trung ương và Viện Tim mạch - Bệnh viện Bạch Mai đề thu nhận tri thức ứng dụng dựa vào cơ sở tri thức của hệ.
3) Xây dựng hệ thống quản lý và thu thập thông tin tại cơ sở khám chữa bệnh. Hỗ trợ các mô đun yêu cầu thông tin tư vấn khám chữa bệnh cho các bác sỹ
tạo cơ sở lấy từ các dịch vụ phát tán thông tin của (mục 2) chi tiết với các
đầu việc:
- Khảo sát yêu cầu của các cơ sở địa phương. Yêu cầu của các bác sỹ có nhu cầu tư vấn và thu nhận thông tin từ nguồn phát tán. Đánh giá các phương pháp tích hợp thông tin để thỏa mãn yêu cầu của bác sỹ.
- Đề xuất một phương án về quy trình lưu trữ và quản lý dữ liệu bệnh nhân của cơ sở khám chữa bệnh của mình. Quy trình nhập liệu và bảo quản dữ liệu. - Xây dựng mô đun nhận và tích hợp thông tin theo chuẩn đề xuất mục 1. Đáp
ứng mô hình dịch vụ phát tán thông tin.
- Thiết kế mô hình phần mềm đáp ứng giải pháp cho việc thu nhận thông tin từ
nguồn phát tán
- Xây dựng phần mềm từ các giải pháp đã đề xuất đáp ứng được việc quản lý và lưu trữ khám chữa bệnh cũng như yêu cầu và tiếp nhận tư vấn trực tuyến của các nguồn phát tán thông tin theo chuẩn chuyển đổi dữ liệu định trước. - Xây dựng mô đun truyền nhận ảnh số và dữ liệu video y học qua Internet
giữa các cơ sở địa phương với các chuyên gia, các trung tâm y học chuyên ngành phục vụ công tác hội chẩn, tư vấn, trao đổi kinh nghiệm khám chữa bệnh.
37
Bố cục, nội dung của báo cáo tổng kết
Báo cáo tổng kết được trình bày trong 3 phần tương ứng với 3 nhánh nghiên cứu của đề tài.
Phần I
Phát triển hạ tầng các hệ thống thông tin cộng đồng dựa trên ontology
- Chương 1 trình bày mô hình hạ tầng dùng để phát triển một hệ thống thông tin cộng đồng dựa trên ontology. Hạt nhân của hệ thống là một hệ cơ sở tri thức với kiến trúc ontology tổng quát có thể áp dụng vào nhiều loại hình ứng dụng cộng đồng với nhiều miền tri thức lĩnh vực khác nhau. Ontology của hệ
thống được thiết kế theo nguyên tắc phân module, bao gồm một ontology tổng quát và nhiều ontology miền lĩnh vực và ontology loại hình ứng dụng. Mô hình biểu diễn ontology được phát triển dựa trên công nghệ web ngữ
nghĩa với ngôn ngữ OWL. Ưu điểm của thiết kế phân tầng ontology là đảm bảo tính mở của hệ thống để có thể dễ dàng tích hợp thêm nhiều ứng dụng mới. Các dịch vụ hạ tầng được phát triển giúp việc cập nhật và truy vấn ontology dễ dàng hơn trong các ứng dụng.
- Chương 2 mô tả kiến trúc thành phần hệ thống thông tin giáo dục cộng đồng
được phát triển theo cách tiếp cận của đề tài. Trung tâm của hệ thống là một cổng thông tin giáo dục được tích hợp một sốứng dụng khác nhau như hỗ trợ
tìm kiếm và chia sẻ tài nguyên học tập; hỗ trợ tìm kiếm và tư vấn thông tin tuyển sinh và giáo dục theo ngành nghề. Một ontolgy vềứng dụng chia sẻ tài liệu học tập trong lĩnh vực CNTT được phát triển để minh họa việc phát triển các ứng dụng mới dựa trên hạ tầng của hệ thống thông tin cộng đồng.
- Chương 3 trình bày một hệ thống thông tin cộng đồng phục vụ trong y tế. Hệ thống được xây dựng trên cơ sở kiến trúc phân lớp các ứng dụng theo
đúng phương pháp tiếp cận nghiên cứu của đề tài. Một ontology được phát triển để dùng chung trong hệ thống thông tin y tế e-health. Ontology được xây dựng trên cơ sở tìm hiểu thực tế về lĩnh vực y tế, tham khảo và kế thừa có chọn lọc cách thức xây dựng các ontology e-health trên thế giới. Kết quả
ontology gồm có 182 khái niệm và 72 quan hệ. Ontology này được sử dụng
để chuẩn hóa dữ liệu trao đổi giữa các thành phần trong hệ thống thông tin y tế bao gồm một sàn tư vấn y tế các phần mềm quản lý y tế tuyến cơ sở.
Phần II
38
- Chương 4 trình bày chi tiết về phân hệứng dụng tư vấn thông tin tuyển sinh trong giáo dục. Cơ sở tri thức của phân hệ là một ontology ứng dụng hỗ trợ
tư vấn thông tin về ngành nghề và tuyển sinh. Người sử dụng có thể tìm kiếm các thông tin về trường, ngành đào tạo và khối tuyển sinh nằm trong ontology này. Hơn nữa một hệ chuyên gia tư vấn được xây dựng để đưa các khuyến nghị về trường và ngành nghề theo học đối với mỗi học sinh dựa trên thông tin học bạ và cơ sở phân loại tính cách của học sinh đó. Phân hệ được thiết kế dựa trên phương pháp lập luận theo trường hợp kết hợp với ontology
để tận dụng các ưu điểm như: tiết kiệm chi phí phát triển, dễ tích luỹ tri thức, suy diễn dựa trên các trường hợp tư vấn thành công trong quá khứ.
- Chương 5 trình bày yêu cầu phát triển đối với một hệ thống quản lý đào tạo tín chỉ trong tổng thể hệ thống thông tin về giáo dục của đề tài. Về cơ bản
đây là một hệ thống quản lý đào tạo được chạy độc lập với đầy đủ các tính năng cần thiết để được vận hành tại một trường đại học đào tạo theo phương thức tín chỉ. Hệ thống được thiết kế chi tiết và phát triển với nhiều tính năng
ưu việt để có thể đưa vào ứng dụng trong thực tế tại Đại học Bách Khoa Hà nội. Bên cạnh việc vận hành hệ thống một cách độc lập, phần mềm có thể được tích hợp vào hệ thống thông tin giáo dục cộng đồng để làm nguồn cung cấp các thông tin chi tiết về Khoa, Ngành học, Môn học của một Trường Đại học để xây dựng cơ sở tri thức dưới dạng ontology.
- Chương 6 trình bày một phân hệ hỗ trợ biên tập bài giảng điện tử. Hệ thống
được phát triển trên nền tảng của phần mềm mã nguồn mở LAMS là một công cụ hỗ trợ khả năng thiết kế bài giảng theo cấu trúc học. Một mô đun tích hợp được phát triển thêm để thông tin về các bài giảng trong hệ thống có thểđược cập nhật một cách tựđộng vào phân hệứng dụng chia sẻ tài nguyên học tập của cổng thông tin giáo dục cộng đồng. Tám bài giảng minh họa, 6 về lĩnh vực CNTT&TT, 2 về lĩnh vực Y tế đã được thiết kế bởi công cụ này
để làm dữ liệu trình diễn trong hệ thống.
Phần III
Xây dựng ứng dụng trong hệ thống thông tin y tế cộng đồng
- Chương 7 trình bày thiết kế xây dựng cổng thông tin là thành phần lõi của hệ thống thông tin y tế cộng đồng. Cổng thông tin hỗ trợ các chức năng cho phép hỗ trợ tư vấn tương tác trực tuyến cho người dùng với các vai trò của bác sĩ và bệnh nhân. Nó đóng vai trò của một “sàn y tế” để thực hiện ghép nối tự động các mối quan hệ như bác sĩ – bác sĩ, bác sĩ – bệnh nhân, bệnh
39
nhân – bệnh nhân, dựa trên mối quan tâm của các cá nhân. Các thành phần khác của hệ thống như phần mềm quản lý y tế tuyến cơ sở có thể dễ dàng kết nối vào cổng thông tin để lấy hoặc cung cấp các thông tin về tư vấn y tế. - Chương 8 trình bày kết quả xây dựng phần mềm quản lý y tế tuyến cơ sở.
Đây là một phần mềm quản lý phòng khám y tế với đầy đủ các chức năng phân hệ chức năng như tiếp nhận bệnh nhân, khám bệnh, xét nghiệm, quản lý thuốc, thanh toán dịch vụ,... Phần mềm được xây dựng chạy trên giao diện web đảm bảo tính dễ sử dụng cho các đối tượng ở tuyến cơ sở. Với thiết kế
hướng thành phần và sử dụng mã nguồn mở, phần mềm có thể dễ dàng mở
rộng với các tính năng mới. Một trong những tính năng đặc thù đã được thêm vào phần mềm này là khả năng kết nối với cổng thông tin y tế cộng đồng VN-Health để xin các tư vấn trợ giúp khám bệnh thông qua bệnh án.
- Chương 9 trình bày một ứng dụng hỗ trợ tư vấn y tế qua hình ảnh. Giả thiết thông qua hệ thống sàn thông tin về y tế, các bác sĩ có thể biết thông tin liên