ĐỒ án tốt NGHIỆP đại học CHUYÊN NGÀNH điện tử y SINH xây DỰNG hệ CHUYÊN GIA y tế CHẨN đoán BAN đầu một số BỆNH về PHỔI

THIẾT KẾ HỆ CHUYÊN GIA Y TẾ CHẨN ĐOÁN BAN ĐẦU MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI..... Dựa trên thực tiễn vềviệc cần chẩn đoán sớm bệnh phổi và lợi ích mang lại của Hệ chuyên gia y tế, em đã lựa chọn đề

NGUYỄN ĐẶNG HOÀNG NAM

KHOÁ 14

HỆ ĐÀO TẠO KỸ SƯ DÂN SỰ DÀI HẠN

ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP ĐẠI HỌC

CHUYÊN NGÀNH ĐIỆN TỬ Y SINH

XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA Y TẾ CHẨN ĐOÁN BAN ĐẦU MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI

NĂM 2020

NGUYỄN ĐẶNG HOÀNG NAM

NHIỆM VỤ ĐỒ ÁN TỐT NGHIỆP

Họ và tên: Nguyễn Đặng Hoàng Nam

Ngành: Kỹ thuật điều khiển và Tự động hóa

Chuyên ngành: Điện tử y sinh

“Thiết kế Hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu một số bệnh về phổi.”

GS Phạm Gia Cường, Khám và chữa các bệnh phổi, Nhà xuất bản Y Học,

Hà Nội - 2005

Thiếu tá, Thạc sĩ Nguyễn Thị Ngọc Mai

Giáo viên Bộ môn Điện tử y sinh, Khoa Kỹ thuật điều khiển

Hướng dẫn toàn bộ đồ án

Hà Nội, ngày 16 tháng 7 năm 2020

GVC, TS Nguyễn Mạnh Cường GV, ThS Nguyễn Thị Ngọc Mai

Sinh viên thực hiện

Đã hoàn thành và nộp đồ án ngày 16 tháng 7 năm

2020

Nguyễn Đặng Hoàng Nam

Hình 1.1 Quá trình xây dựng hệ chuyên gia 3

Hình 1.2 Các thành phần cơ bản của thiết bị máy tính 6

Hình 1.3 Sơ đồ khối của một hệ máy tính 6

Hình 1.4 Các thành phần của một máy tính cá nhân thông thường 7

Hình 1.5 Cấu trúc cơ bản của thiết bị đo lường 7

Hình 1.6 Sự hình thành cơ sở tri thức 9

Hình 1.7 Máy suy diễn 10

Hình 1.8 Giao diện giải thích về bệnh tràn dịch màng phổi 11

Hình 2.1 Cấu tạo của hệ hô hấp 12

Hình 2.2 Hình ảnh X quang của phổi 13

Hình 2.3 Bác sĩ thực hiện khám đường hô hấp cho bệnh nhân 14

Hình 2.4 Ảnh X-quang bệnh phổi kẽ lan tỏa 15

Hình 2.5 Huyết khối gây nghẽn mạch phổi 16

Hình 2.6 Phổi bị nhiễm khuẩn lao 17

Hình 2.7 Tràn dịch màng phổi 20

Hình 2.8 Tràn khí màng phổi 21

Hình 2.9 Viêm phổi do hít phải vi khuẩn 23

Hình 3.1 Giao diện chính của MATLAB 40

Hình 3.2 Cửa sổ đồ họa GUI với giao diện trắng 41

Hình 3.3 Các cửa sổ đồ họa GUI đã được thiết kế 42

Hình 3.4 Sơ đồ cấu trúc của hệ chuyên gia 42

Hình 3.5 Giao diện khởi tạo 43

Hình 3.6 Giao diện trang chủ 44

Hình 3.7 Giao diện nhập triệu chứng bệnh thứ nhất 45

Hình 3.8 Giao diện nhập triệu chứng bệnh thứ hai 46

Hình 3.9 Giao diện triệu chứng sau khi khám phổi 46

Hình 3.10 Giao diện chọn các triệu chứng liên quan đến tổn thương phổi 47

Hình 3.11 Giao diện kết luận chẩn đoán lâm sàng 48

Hình 3.13 Giao diện kết luận khi tất cả các triệu chứng đều được đánh dấu 49

Hình 3.14 Giao diện tìm hiểu tri thức bệnh 50

Hình 3.15 Tìm hiểu bệnh Phổi kẽ lan tỏa 50

Hình 3.16 Giao diện tìm hiểu triệu chứng bệnh phổi kẽ lan tỏa 51

Hình 3.17 Giao diện tìm hiểu nguyên nhân gây phổi kẽ lan tỏa 51

Hình 3.18 Giao diện tìm hiểu phương pháp điều trị phổi kẽ lan tỏa 52

Hình 3.19 Chọn và bắt đầu tìm hiểu tri thức bệnh lao phổi 52

Hình 3.20 Tìm hiểu triệu chứng bệnh lao phổi 53

Hình 3.21 Các giao diện nguyên nhân gây bệnh lao phổi 54

Hình 3.22 Giao diện điều trị bệnh lao phổi 55

Bảng 2.1 Triệu chứng lâm sàng và độ ảnh hưởng đến bệnh phổi kẽ lan tỏa 25

Bảng 2.2 Triệu chứng lâm sàng và độ ảnh hưởng đến bệnh nghẽn mạch phổi 25 Bảng 2.3 Triệu chứng lâm sàng và ảnh hưởng đến bệnh lao phổi 26

Bảng 2.4 Triệu chứng lâm sàng và ảnh hưởng đến bệnh tràn dịch màng phổi 26 Bảng 2.5 Triệu chứng lâm sàng và ảnh hưởng đến bệnh tràn khí màng phổi 27

Bảng 2.6 Triệu chứng lâm sàng và ảnh hưởng đến bệnh viêm phổi do hít 27

Bảng 3.1 Diễn giải các tag dùng trong quá trình suy diễn phổi kẽ lan tỏa 33

Bảng 3.2 Diễn giải các tag trong quá trình suy diễn nghẽn mạch phổi 34

Bảng 3.3 Diễn giải các tag dùng trong quá trình suy diễn bệnh lao phổi 36

Bảng 3.4 Diễn giải các tag trong quá trình suy diễn tràn dịch màng phổi 37

Bảng 3.5 Diễn giải các tag dùng trong quá trình suy diễn tràn khí màng phổi 38 Bảng 3.6 Diễn giải các tag dùng trong luật suy diễn 39

CHƯƠNG 1 TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA 3

1.1 Giới thiệu về Hệ chuyên gia 3

1.1.1 Định nghĩa Hệ chuyên gia 3

1.1.2 Ứng dụng của Hệ chuyên gia trong y tế 4

1.2 Cấu trúc tổng quát của một Hệ chuyên gia 5

1.2.1 Phần cứng 5

1.2.2 Phần mềm 7

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1 11

CHƯƠNG 2 TRI THỨC MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI 12

2.1 Giới thiệu về phổi 12

2.2 Những yếu tố chẩn đoán bệnh phổi 13

2.3 Một số bệnh về phổi 14

2.3.1 Bệnh phổi kẽ lan tỏa 14

2.3.2 Nghẽn mạch phổi 16

2.3.3 Lao phổi 17

2.3.4 Tràn dịch màng phổi 20

2.3.5 Tràn khí màng phổi 21

2.3.6 Viêm phổi do hít 22

2.4 Đánh giá triệu chứng lâm sàng trong chẩn đoán 24

2.4.1 Phổi kẽ lan tỏa 24

2.4.2 Nghẽn mạch phổi 25

2.4.3 Lao phổi 25

2.4.4 Tràn dịch màng phổi 26

2.4.5 Tràn khí màng phổi 27

2.4.6 Viêm phổi do hít 27

KẾT LUẬN CHƯƠNG 2 28

CHƯƠNG 3 THIẾT KẾ HỆ CHUYÊN GIA Y TẾ CHẨN ĐOÁN BAN ĐẦU MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI 29

3.1.1 Tổng hợp tri thức bệnh 30

3.1.2 Biểu diễn tri thức bệnh 31

3.2 Máy suy diễn 33

3.2.1 Phổi kẽ lan tỏa 33

3.2.2 Nghẽn mạch phổi 34

3.2.3 Lao phổi 36

3.2.4 Tràn dịch màng phổi 37

3.2.5 Tràn khí màng phổi 38

3.2.6 Viêm phổi do hít 39

3.3 Thiết kế giao diện Hệ chuyên gia trên phần mềm MATLAB 40

3.3.1 Giới thiệu chung về MATLAB 40

3.3.2 Sơ đồ cấu trúc của hệ chuyên gia 42

3.3.3 Các giao diện trong hệ chuyên gia 43

KẾT LUẬN CHƯƠNG 3 55

KẾT LUẬN 56

TÀI LIỆU THAM KHẢO 57

PHỤ LỤC CHƯƠNG TRÌNH CÁC HÀM SUY DIỄN TRONG HỆ CHUYÊN GIA 58

LỜI NÓI ĐẦU

Không chỉ ở Việt Nam mà nhiều nước trên thế giới, tỷ lệ mắc bệnh phổingày càng gia tăng mạnh mẽ do những biến đổi của khí hậu, ô nhiễm môi trường vàphong cách sống Đã có nhiều biện pháp tiên tiến được áp dụng nhưng đây vẫn làbệnh lý gây nhiều thách thức cho ngành y tế trong việc chữa trị cho người bệnh.Bên cạnh đó, xuất hiện ngày càng nhiều các bệnh lý suy giảm miễn dịch, cùng vớiviệc dùng thuốc không đúng theo chỉ dẫn của bác sĩ dẫn đến tần suất mắc các bệnh

lý hô hấp ngày càng nhiều, và các bệnh lý cũng ngày càng nặng Do đó, việc chẩnđoán sớm bệnh phổi là rất cần thiết để giải quyết hiện trạng trên

Hệ chuyên gia là một lĩnh vực nghiên của của trí tuệ nhân tạo, ứng dụngtrí tuệ của con người (là các chuyên gia trong các lĩnh vực) vào các máy mócnhằm tạo ra các hệ thống máy móc thông minh, đóng vai trò như một chuyên giathực thụ phục vụ các mục đích khác nhau của con người trong các lĩnh vực cụthể Hệ chuyên gia y tế là các Hệ chuyên gia phục vụ trong lĩnh vực y tế, sửdụng các tri thức về y tế đã được chuyển hóa để hỗ trợ cho cán bộ y tế, các cơ sở

y tế thực hiện tốt nhất việc chăm sóc sức khỏe con người Dựa trên thực tiễn vềviệc cần chẩn đoán sớm bệnh phổi và lợi ích mang lại của Hệ chuyên gia y tế,

em đã lựa chọn đề tài “Xây dựng hệ chuyên gia y tế chẩn đoán ban đầu một số

bệnh về phổi” làm đồ án tốt nghiệp, với mục tiêu tạo ra một chương trình hệ

chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán một số bệnh về phổi, hỗ trợ cho các y bác sĩ tuyếndưới – những người không phải chuyên gia về lĩnh vực và chưa có nhiều kinhnghiệm, sử dụng hệ chuyên gia như một công cụ tham khảo Bên cạnh đó là tựrèn luyện khả năng tự nghiên cứu của bản thân, hướng tới khát khao tạo ra đượcsản phẩm có thể được phát triển, được phổ biến rộng rãi

Nội dung của đồ án gồm có 3 chương:

Đồ án được thực hiện dưới sự tự nghiên cứu tài liệu có sẵn, tài liệu đượccung cấp bởi giáo viên hướng dẫn và tìm hiểu trên các phương tiện khác, ítnhiều được viết bởi các tác giả có tên tuổi và uy tín nhất định trong phạm vinghiên cứu của đồ án Tuy vậy, do trình độ còn hạn chế và chưa có điều kiệntrao đổi trực tiếp với các chuyên gia nên khó tránh khỏi các thiếu sót, kính mongnhận được lời nhận xét, đánh giá và góp ý của quý thầy cô và bạn bè Em xinchân thành cảm ơn cô Nguyễn Thị Ngọc Mai đã tận tình tận tâm hướng dẫn emhoàn thành đồ án này.

CHƯƠNG 1.

TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA 1.1 Giới thiệu về Hệ chuyên gia

1.1.1 Định nghĩa Hệ chuyên gia

Nhiều định nghĩa hệ chuyên gia được đưa ra, chúng đều đề cập đến cáckhía cạnh khác nhau của việc sử dụng máy tính và tri thức chuyên gia để lậpluận giải quyết các vấn đề trong một lĩnh vực cụ thể

Edward Feigenbaum, năm 1977, đã công bố một bài báo giới thiệu về một

số hệ chuyên gia dưới dạng các kỹ thuật tri thức Ông đã mô tả hệ chuyên gianhư là chương trình máy tính thông minh sử dụng tri thức và các thủ tục suyluận để giải quyết các vấn đề khó cần đến kiến thức chuyên môn của các chuyêngia [1] Năm 1984, ông đã đưa ra định nghĩa về Hệ chuyên gia như sau: “Hệchuyên gia là một chương trình bậc cao giải quyết các vấn đề khó khăn cần tớitri thức của các chuyên gia về lĩnh vực đó” [2]

Năm 1990, Jackson đã đưa ra một khái niệm chi tiết hơn: “Hệ chuyên gia

là một chương trình máy tính thể hiện và suy luận với tri thức cửa các chuyêngia để giải quyết vấn dề hoặc đưa ra lời khuyên” [3]

Năm 1995, Turban cho rằng: “Hệ chuyên gia là một chương trình máytính áp dụng các phương pháp hoặc tri thức trong một lĩnh vực cụ thể để đưa ralời khuyên như một người chuyên gia” [4]

Hình 1.1 Quá trình xây dựng hệ chuyên gia

Thông qua các định nghĩa khác nhau nêu trên, chúng ta có thể nhận thấycác khái niệm về Hệ chuyên gia đều có một số điểm chung sau: là chương trìnhmáy tính, sử dụng tri thức và suy luận của các chuyên gia trong một lĩnh vực cụthể, mục đích đưa ra giải pháp hoặc lời khuyên để giải quyết các vấn đề cụ thể.

Nhìn chung, Hệ chuyên gia có thể định nghĩa là chương trình máy tínhvận dụng tri thức và cách thức lập luận của các chuyên gia để hỗ trợ ra quyếtđịnh giải quyết vấn đề cụ thể

Việc hình thành một hệ chuyên gia được thể hiện giống như quy trìnhđược mô tả trên Hình 1.1 Trong đó, tri thức của chuyên gia được chuyển hóathành chương trình máy tính thông qua đội ngũ kỹ sư tri thức Các chuyên giacũng là người thẩm định các chương trình máy tính này

1.1.2 Ứng dụng của Hệ chuyên gia trong y tế

Tính đến thời điểm hiện tại, hàng trăm hệ chuyên gia đã được xây dựng

và báo cáo thường xuyên trong các tạp chí, sách báo và hội thảo khoa học.Ngoài ra còn các hệ chuyên gia được sử dụng trong các công ty, các tổ chứcquân sự mà không được công bố vì lí do bảo mật

Một số lĩnh vực ứng dụng Hệ chuyên gia:

như kiểm tra phổi thử nghiệm

khả năng lan truyền của bệnh dịch,…

khách hàng về sản phẩm

tra, lập kế hoạch, dự đoán và chữa trị

học sinh, sinh viên từ xa sử dụng Hệ chuyên gia như một công cụ giảng dạy

Trong y tế, lịch sử hình thành và phát triển cho thấy những bước tiến bộ

trong việc ứng dụng hệ chuyên gia vào quá trình chăm sóc con người Hệchuyên gia đầu tiên xuất hiện năm 1965 là DENDRAL, được thiết kế bởi nhànghiên cứu về trí tuệ nhân tạo Edward Faigenbaum và nhà di truyền học JoshuaLederberg nhằm giúp các nhà hóa học hữu cơ xác định các phân tử hữu cơ chưabiết, dựa vào phân tích phổ khối Năm 1975 hệ chuyên gia MYCIN ra đời đãthành công trong việc áp dụng khoa học trí tuệ nhân tạo vào lĩnh vực Y học, cụthể là lĩnh vực chẩn đoán và điều trị bệnh nhiễm trùng máu và viêm màng não.Năm 1979, trường đại học Stanford công bố hệ chuyên gia ONCOCIN đượcthiết kế để hỗ trợ điều trị bệnh nhân đang hóa trị ung thư [9] Cũng là năm 1979,

hệ chuyên gia PUFF ra đời, hỗ trợ chẩn đoán các vấn đề về phổi

Tại Việt Nam, vào cuối năm 80, tại Viện Công nghệ Thông tin đã bước đầuxây dựng hệ trợ giúp khám chữa bệnh nội khoa, châm cứu và chẩn trị đông y, đã cótiếp cận ra quyết định trong việc chẩn đoán lâm sàng [10] Ngày 18/4/2020, BộTT&TT và Bộ Y tế tổ chức lễ khai trương nền tảng hỗ trợ tư vấn khám chữa bệnh

từ xa do Viettel phát triển nền tảng đáp ứng đủ 6 lĩnh vực khám chữa bệnh từ xa

vô cùng lớn Trong tương lai, hệ chuyên gia ứng dụng trong y tế sẽ phát triển mạnh

mẽ, không chỉ ở những nước phát triển mà còn ở những nước đang phát triển, bởilợi ích mà nó mang lại là vô cùng to lớn Một hệ chuyên gia y tế có thể hỗ trợ chẩnđoán bệnh cho các cơ sở y tế thiếu cơ sở vật chất, tại vùng sâu vùng xa, hải đảo –nơi mà điều kiện sống hạn chế và việc khám chữa bệnh không chỉ của nhân viên y

tế mà còn cả của người dân gặp nhiều khó khăn

1.2 Cấu trúc tổng quát của một Hệ chuyên gia

Các thành phần cơ bản của một HCG, cũng giống như một hệ máy tính,bao gồm hai phần chính sau: phần cứng và phần mềm

1.2.1 Phần cứng

Phần cứng là thành phần cơ bản của một HCG, là các thành phần vật lý

mà có thể tác động trực tiếp bởi yếu tố con người Trong HCG, phần cứng baogồm: các thiết bị máy tính, các thiết bị đo lường và các thiết bị hỗ trợ

a Thiết bị máy tính

Hình 1.2 Các thành phần cơ bản của thiết bị máy tính

Phân loại theo chức năng, các thành phần phần cứng của thiết bị máy tínhbao gồm: các thiết bị nhập dữ liệu, các thiết bị lưu trữ dữ liệu, các thiết bị xử lý

dữ liệu, các thiết bị trao đổi thông tin và các thiết bị xuất dữ liệu như được mô tả

ở hình 1.2

Hình 1.3 Sơ đồ khối của một hệ máy tính

Sơ đồ khối liên kết các thành phần của một hệ máy tính được mô tả trênhình 1.3 Trong đó, khối CPU được xem như bộ não của máy tính Chức năngchính của nó là điều khiển máy tính và thực hiện các phép tính nhị phân Hình1.4 minh họa các thành phần của một máy tính cá nhân thông thường

Hình 1.4 Các thành phần của một máy tính cá nhân thông

thường b Thiết bị đo lường

Trong các Hệ chuyên gia, dữ liệu đầu vào thường được lấy từ các thiết bị

đo lường các đại lượng vật lý như: nhiệt độ, tốc độ, áp suất, mô men,… hoặc đolường các đại lượng hóa học như: độ pH, các phản ứng hóa học,…

Thiết bị đo lường là thiết bị chứa các giá trị đo đã xác định trước và cókhả năng hiển thị kết quả đo Đầu vào của thiết bị đo lường là đại lượng đo cònđầu ra là đại lượng chỉ thị

Cấu trúc cơ bản của thiết bị đo lường có thể chia thành hai loại: đo lườngtrực tiếp và đo lường gián tiếp (hình 1.5)

Hình 1.5 Cấu trúc cơ bản của thiết bị đo lường

1.2.2 Phần mềm

Phần mềm là các chương trình máy tính được mã hóa giúp cho máy móc c

hiểu và thực hiện các ý tưởng của con người Trong một HCG, phần mềm cơ bảnbao gồm tri thức thu nhận, cơ sở tri thức, máy suy diễn và giao diện giải thích.

Trong các HCG, có nhiều cách thu nhận dữ liệu khác nhau đã được ứngdụng như: thông qua bảng hồ sơ, không gian vector dữ liệu, lịch sử đối tượng,bảng đánh giá , phân loại đối tượng, Các cách thu nhận dữ liệu đều có đặcđiểm chung là đem lại khả năng bổ sung làm giàu tri thức tự động cho các HCG

b Cơ sở tri thức

Cơ sở tri thức trong Hệ chuyên gia là nơi lưu trữ các tri thức, thông tin, sựkiện liên quan đến các vấn đề cần giải quyết Cơ sở tri thức trong Hệ chuyên giađược hình thành từ các nhân tố sau:

- Chuyên gia: là người có hiểu biết sâu rộng về một lĩnh vực cụ thể Chất

lượng tri thức của chuyên gia có vai trò quyết định đối với chất lượng của Cơ sởtri thức Các chuyên gia càng giỏi và có nhiều kinh nghiệm thực tiễn thì chấtlượng của cơ sở tri thức càng cao

- Kỹ sư tri thức: là người chuyển hóa tri thức của chuyên gia thành tri thức

dùng cho Hệ chuyên gia Nói cách khác, kỹ sư tri thức có nhiệm vụ chuyển hóa tri thứcchuyên gia thành các sự việc và quy tắc dùng cho cơ sở tri thức Người kỹ sư tri thứccần phải có nhiều kỹ năng tốt như kỹ năng đặt câu hỏi, kỹ năng tổng hợp vấn đề, kỹnăng tư duy logic, kỹ năng đánh giá, kỹ năng biểu diễn tri thức Người kỹ sư tri thứcđóng vai trò cầu nối quan trọng giữa chuyên gia và máy tính

Biểu diễn tri thức là cách nói rút gọn của biểu diễn tri thức chuyên gia dướimột dạng nào đó để có thể thể hiện được tri thức đó trên máy tính Mục tiêu củabiểu diễn tri thức là làm cho tri thức của chuyên gia trở nên đơn giản, dễ hiểu, dễ

sử dụng và dễ phát triển trên máy tính.

Kỹ sư tri thức là người thực hiện quá trình biểu diễn tri thức Từ tri thứccủa các chuyên gia, kỹ sư tri thức sử dụng các kỹ thuật biểu diễn tri thức như:dùng luật sản xuất, mạng ngữ nghĩa, các thẻ ghi, lưu đồ thuật toán,… để chuyểnsang tri thức máy tính giúp cho việc lập trình trở nên dễ dàng hơn Vai trò của cơ

sở tri thức trong HCG là vô cùng quan trọng, mang tính quyết định đến tínhchính xác và độ tin cậy của HCG đó vào trong thực tế Quá trình hình thành cơ

sở tri thức được minh họa trong hình 1.6

THEN có thể viết dưới hai dạng cơ bản như sau:

- IF <tiền đề/điều kiện> THEN <hậu quả/hành động>

- IF <tiền đề/điều kiện> THEN <kết luận> DO <hành động>

c Máy suy diễn

Suy diễn là quá trình rút ra một kết luận từ những bằng chứng thông quacác lập luận logic Bản chất của máy suy diễn là phần chương trình máy tínhthực hiện quá trình lập luận logic từ các dữ liệu đầu vào, dựa trên cơ sở tri thức

đã có sẵn dưới dạng các quy tắc để đưa ra một kết luận Hình 1.7 mô tả mô hìnhmáy suy diễn thực hiện quá trình lập luận logic từ thông tin đầu vào và cơ sở trithức của chuyên gia lưu trữ trong bộ nhớ để rút ra kết luận

Máy suy diễn trong HCG thực hiện hai nhiệm vụ cơ bản là kiểm soát và lậpluận Dựa trên các sự kiện đầu vào cụ thể, máy suy diễn sẽ kiểm soát bộ cơ sở trithức để tìm ra các luật liên quan đến sự kiện đó Nếu tìm được nhiều luật thì máysuy diễn phải thực hiện các lập luận để quyết định lựa chọn một luật có tính hợp lýnhất hoặc phối hợp các luật với nhau để đưa ra một quyết định cuối cùng

Hình 1.7 Máy suy diễn

d Giao diện giải thích

Giao diện giải thích cho phép người sử dụng và các chuyên gia tương tácvới máy tính một cách dễ dàng và trực quan Đây là một phương thức giao tiếphiệu quả giữa con người với máy tính để nhanh chóng đạt đến các kết quả mongmuốn Ưu điểm chính của giao diện giải thích là đem đến cho người dùng cáinhìn trực quan về những vấn đề liên quan đến lập luận để dẫn tới kết luận và cóthể tìm hiểu được những vấn đề cần làm rõ Hình 1.8 là một ví dụ về giao diệngiải thích cho bệnh tràn dịch màng phổi Thông qua giao diện này, người sửdụng dễ dàng tương tác với máy tính thông qua các lựa chọn có sẵn để vận hànhHCG tư vấn về bệnh tràn dịch màng phổi

Hình 1.8 Giao diện giải thích về bệnh tràn dịch màng phổi

KẾT LUẬN CHƯƠNG 1

Chương 1 đã đưa ra được định nghĩa và ứng dụng của một HCG, bên cạnh

đó khái quát cấu trúc tổng quan của một HCG điển hình bao gồm phần cứng vàphần mềm Phần cứng của HCG gồm có: thiết bị máy tính, thiết bị đo lường.Phần mềm của HCG gồm có: tri thức thu nhận, cơ sở tri thức, máy suy diễn,giao diện giải thích Kiến thức trong chương này sẽ là cơ sở để xây dựng hệchuyên gia chẩn đoán ban đầu một số bệnh về phổi

CHƯƠNG 2.

TRI THỨC MỘT SỐ BỆNH VỀ PHỔI 2.1 Giới thiệu về phổi

Theo [7], Phổi là cơ quan hô hấp, nơi diễn ra hiện tượng trao đổi khí giữakhí ngoài trời với máu Phổi cùng với khí quản và các phế quản là một phần của

bộ máy hô hấp Mỗi người có hai lá phổi nằm trong lồng ngực ở hai bên trungthất Cấu tạo của hệ hô hấp bao gồm phổi được thể hiện ở hình 2.1

Nhu mô phổi được tạo thành bởi các phế nang là những túi chứa khí rấtnhỏ dính liền với các mao mạch Từ rốn phổi các phế quản kèm với một nhánhđộng mạch phổi đi vào nhu mô phổi rồi đến từng thùy, từng phân thùy phổi đểtrở thành tiểu phế quản tận Tiểu phế quản này kết thúc bằng tiểu phế quản hôhấp tận cùng bằng các phế nang

Hình 2.1 Cấu tạo của hệ hô hấp

Hình ảnh X quang của phổi (hình 2.2) là những vùng sáng xen kẽ vớinhững vùng tối ứng với mạng lưới phế huyết quản của nhu mô Bóng tim chelấp một phần lớn phổi trái Nền phổi có giới hạn ngoài là góc sườn hoành Đỉnhphổi nhìn thấy ở trên xương đòn Chiếu X quang phổi có thể đánh giá những cửđộng lồng ngực trong khi thở

Hô hấp là toàn bộ các hiện tượng giúp ta hấp thụ oxy (O2) và loại bỏ khícarbonic (CO2) ra khỏi cơ thể Việc này được bảo đảm bới các cơ chế sau:

- Khuếch tán, nhằm trao đổi khí giữa phế nang và mao mạch;

Hình 2.2 Hình ảnh X quang của phổi 2.2 Những yếu tố chẩn đoán bệnh phổi

Chuẩn đoán bệnh phổi dựa trên những yếu tố sau: khám lâm sàng, chẩnđoán hình ảnh, thăm dò chức năng phổi, sử dụng các phương pháo hình thái họcnhư nội soi và xét nghiệm mô tế bào học, sử dụng các xét nghiệm sinh học Tuynhiên, đối với một hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh ban đầu phục vụ cho bệnh việntuyến dưới, các phòng khám nhỏ và người dùng ít hiểu biết về y khoa, thì việcchẩn đoán bệnh sẽ chỉ dựa trên các triệu chứng lâm sàng và cận lâm sàng (ở đây

là chẩn đoán qua hình ảnh chụp X-quang)

Các triệu chứng lâm sàng của bệnh sẽ lần lượt được hỏi, từ những triệuchứng nhẹ đến những triệu chứng đặc trưng của bệnh Các triệu chứng lâm sàngthường thấy nhất ở các bệnh nhân mắc bệnh về phổi có thể kể đến là ho, khó thở,đau ngực Ngoài ra còn các triệu chứng khác liên quan như là sốt, sút cân, chán ăn,mất ngủ Khi khám lâm sàng, bác sĩ hay người có chuyên môn sẽ thựa hiện cácthao tác để khám như nhìn, sờ, gõ, nghe như trên hình 2.3 Nhìn sẽ thấy được hìnhthể của lồng ngực, lớp da, biên độ hô hấp của ngực và nhịp điệu thở Sờ sẽ cảmnhận được độ rung của ngực (rung thanh) Gõ sẽ cảm nhận được độ đàn hồi

của lồng ngực và tiếng vang của phổi Nghe sẽ rõ được tiếng thở, xác định đượctiếng rì rào của phế nang và tạp âm (tiếng ran, tiếng rít, tiếng thổi,…).

Hình 2.3 Bác sĩ thực hiện khám đường hô hấp cho bệnh nhân

Chẩn đoán hình ảnh qua ảnh chụp X-Quang phổi cung cấp chính xác cấutrúc lồng ngực bằng các phim chụp X-quang phổi thẳng và nghiêng Từ những

dữ kiện đó có thể xác định được những tổn thương bên trong phổi mà mắtthường không nhìn thấy được

2.3 Một số bệnh về phổi

Trong phạm vi đồ án, Hệ chuyên gia y tế phục vụ chẩn đoán 6 bệnh vềphổi: phổi kẽ lan tỏa, nghẽn mạch phổi, lao phổi, tràn dịch màng phổi, tràn khímàng phổi và viêm phổi do hít Sáu bệnh này được lựa chọn dựa theo tổnthương của chúng đến các đường hô hấp, kẽ phổi, mạch máu, màng phổi Bêncạnh đó, triệu chứng cận lâm sàng của bệnh sẽ là từ việc xem các phim chụp X-quang phổi, bởi các xét nghiệm khác đều yêu cầu cơ sở vật chất phòng khám cao– điều mà các bệnh viện tuyến dưới chưa đáp ứng được Tri thức về các bệnhđược tham khảo từ tài liệu [7]

2.3.1 Bệnh phổi kẽ lan tỏa

Bệnh phổi kẽ lan tỏa có đặc điểm là tổn thương các mô kẽ ở phổi, viêm các

cấu trúc phế nang dần dẫn đến xơ hóa nhu mô phổi.

Chẩn đoán lâm sàng: Người bệnh khó thở tăng dần theo thời gian; ho

khan; tái tím mặt mày; ngón tay dùi trống; nghe phổi có ran; bị suy tim phải

Chẩn đoán cận lâm sàng: Bệnh nhân sẽ được chỉ định chụp X-Quang

phổi Hình 2.4 là ảnh chụp X-Quang phổi của bệnh nhân bị phổi kẽ lan tỏa Quaảnh chụp X quang phổi của bệnh nhân bị phổi kẽ lan tỏa có thể thấy các hiệntượng như sau:

Nguyên nhân: Bệnh phổi kẽ lan tỏa có thể bị gây ra bởi

Hình 2.4 Ảnh X-quang bệnh phổi kẽ lan tỏa Điều trị: Để điều trị, bệnh nhân trước hết bỏ hút thuốc lá nếu có Điều trị

nhiễm khuẩn bằng kháng sinh thích hợp Thở oxy ở bệnh nhân bị giảm oxy máu.Điều trị kèm các biến chứng (ví dụ như tràn khí màng phổi, nghẽn mạch phổi)

2.3.2 Nghẽn mạch phổi

Nghẽn mạch phổi (NMP) là hậu quả của việc cục huyết khối hoặc cụcnghẽn mạch khác từ một nơi nào đó của cơ thể vào trong tuần hoàn phổi, còn gọi

là bệnh huyết khối tắc mạch phổi Trên 90% trường hợp các cục NMP xuất phát

từ hệ thống tĩnh mạch sâu ở các chi dưới 8% đến 10% bệnh nhân bị NMP tửvong trong giờ đầu tiên

Chẩn đoán lâm sàng: Khó thở nhanh Đau ngực Nếu nghẽn mạch phổi

lớn, bệnh nhân có thể bị ngất Xuất hiện sốt ra nhiều mồ hôi, tâm lí bất ổn hốthoảng lo sợ Ho, đôi khi ho ra máu Khám tim thấy nhịp tim nhanh Nghe phổi

có ran, cọ sát màng phổi

Chẩn đoán cận lâm sàng: Qua chẩn đoán hình ảnh X quang, phổi có thể

bình thường hoặc có hình ảnh nghi ngờ như vòm hoành cao, tràn dịch màngphổi, giãn động mạch phổi, thâm nhiễm hoặc đông đặc phổi, hình mạch máu bịcắt cụt, hoặc xẹp phổi Đôi khi thấy hình ảnh của nhồi máu phổi

Hình 2.5 Huyết khối gây nghẽn mạch phổi Nguyên nhân: Do cục huyết khối, mỡ, hoặc các dị vật đi vào trong tuần

hoàn phổi Ngoài ra có các nguyên do dẫn tới nguy cơ bị NMP như: nằm bất độnglâu, bị chấn thương chi dưới; thai nghén và sản phụ mới sinh; ung thư (phổi, tụy,tiết niệu sinh dục); người cao tuổi, người bị béo phì, người bị đái tháo đường Hình2.5 mô tả nghẽn mạch phổi gây ra bởi huyết khối đi vào trong mạch phổi

Điều trị: Mục đích của việc điều trị NMP là thông nghẽn và phòng ngừa

tái phát:

chặn ngưng tụ tiểu cầu, hạn chế các chất co mạch

dùng cho những bệnh nhân bị nghẽn động mạch phổi nặng

Greenfield khi không có chỉ định dùng thuốc tan huyết khối hoặc thuốc chống đông

cắt bỏ cục nghẽn mạch

2.3.3 Lao phổi

Lao phổi là bệnh do nhiễm khuẩn phổi gây ra bởi trực khuẩn lao (TKL)Mycobacterium Tuberculosis (hình 2.6) Bệnh thông thường gặp ở trẻ em, thanhthiếu niên, phụ nữ có thai, người cao tuổi, người bị HIV ở mọi lứa tuổi

Hình 2.6 Phổi bị nhiễm khuẩn lao Chấn đoán lâm sàng: Lao tiên phát (là một loại viêm phổi tối thiểu không

triệu chứng, khu trú ở phần giữa và nền phổi, kèm theo rạch rốn phổi) thường gầnnhư không có biểu hiện rõ rệt, nhưng đến giai đoạn lao tái hoạt động gì các triệu

chứng lại trở nên rõ rệt: sốt, ra mồ hôi đêm, xảy ra tình trạng sút cân ở ngườibệnh Ho ra máu, có đờm ít nhưng không phải đờm mủ, có khi người bị lao phổi

ho ra máu nặng làm nghẹt thở, do động mạch phổi bên trong hang lao bị ăn mòn(hiện tượng phình mạch Rasmussen) Nghe phổi có ran Có trường hợp đau ngực

do tràn dịch màng phổi lao

Chẩn đoán cận lâm sàng: Trong chẩn đoán cận lâm sàng bệnh lao phổi,

cần làm những xét nghiệm cụ thể như làm phiến đồ đờm, xét nghiệm dịch dạdày, đếm máu; chọc màng phổi để theo dõi dịch màng phổi; làm sinh thiết; theodõi phản ứng của da với Tuberculin Tuy nhiên, trong phạm vi hệ chuyên gia y

tế chẩn đoán ban đầu, những xét nghiệm trên sẽ chưa được ứng dụng mà chủyếu chẩn đoán qua đọc phim chụp X-quang Chẩn đoán hình ảnh sử dụng hìnhảnh chụp X quang phổi:

hạch rốn phổi vôi hóa

kéo rốn phổi; phế quản phế viêm; tổn thương kẽ; hình ảnh hạt kê (các hình ảnh nàycũng có thể gặp ở lao tiên phát tiến triển)

Nguyên nhân:

có nhiều lipid

nước bọt chứa TKL và truyền bệnh cho người lành

nhân gây bệnh riêng biệt:

+ Lao tiên phát (là một viêm phổi tối thiểu không có triệu chứng, khu trú ởphần giữa và nền phổi, kèm theo hạch rốn phổi) chủ yếu là nhiễm khuẩn nội bào, tạiđây TKL sinh sản liên tục trong 2 đến 12 tuần sau khi lây nhiễm cho đến khi

có đáp ứng của miễn dịch tế bào Các TKL sẽ bị ức chế bởi tác động của miễndịch tế bào như là tăng bạch cầu mono, biến đổi bạch cầu lympho kèm tiết ralymphokin, hoạt hóa địa thực bào và mô bào

chứng Lúc này có thể xảy ra tình trạng thâm nhiễm phổi hoạt tử, phế quản viêm lao,lao nội phế quản, lao kê hay lao kê lan tràn

của việc tổn thương ngoại vi phổi lan vào màng phổi Giai đoạn này có thể xuất hiệntràn dịch màng phổi nặng (đôi khi dịch máu) với đặc điểm có dịch rỉ, thường khôngkèm tổn thương phổi Tuy nhiên dịch rỉ sẽ tự hấp thu không cần điều trị Nhưng đếngiai đoạn này đã báo trước nguy cơ sẽ bị lao, bởi vậy cần được chẩn đoán và điều trịsớm (sinh thiết màng phổi và nuôi cấy) để phòng ngừa lao xuất hiện

năm, lúc này đã có tổn thương lao hay khu trú ở các phân thùy đỉnh sau của các thùytrên và phân thùy trên của các thùy dưới, kèm theo đó là hoại tử và phá hủy thànhhang ở phổi, ho ra máu, sốt dai dẳng, ra mồi hôi đêm, sút cân

tử và hang bị vỡ gây tràn theo đường nội phế quản

Điều trị: Yếu tố quyết định thành công trong điều trị là việc tuân thủ các

chế độ điều trị của bệnh nhân Mục đích điều trị là:

nhân

Nhận xét: Để triệt để chữa trị bệnh lao phổi, cần theo dõi chặt chẽ bệnh

nhân hàng tháng, xét nghiệm đờm nhiều lần cho đến khi nuôi cấy có kết quả âmtính Từ 2 đến 3 tháng một lần theo dõi diễn biến của các hình ảnh X quang phổi,bên cạnh đó theo dõi những người tiếp xúc với bệnh nhân Những người có phảnứng này dương tích cần được xác định xem có lao hoạt động không để điều trị kịpthời hoặc dùng thuốc phòng lao Khoảng 6% bệnh nhân lao phổi người lớn tử vongtrước khi kết thúc điều trị Trong quá trình điều trị chỉ có khoảng 3% bệnh tái phát.Tiêm BCG phòng lao có hiệu lực ở khoảng 70% số người được tiêm.

2.3.4 Tràn dịch màng phổi

Tràn dịch màng phổi, được mô tả ở hình 2.7, là hiện tượng có nước trongkhoang màng phổi Bình thường khoang màng phổi là một khoang cho phépphổi có thể chuyển động được khi các xương sườn nâng lên hạ xuống để thựchiện thông khí phế nang Nếu có dịch trong khoang màng phổi thì chức năngtrên không hoàn thành được dẫn đến khó thở

Hình 2.7 Tràn dịch màng phổi Chẩn đoán lâm sàng: Đau ngực, nhất là khi thở vào; ho khan, khó thở; tái

tím nếu tràn dịch nhiều; đôi khi có hiện tượng sốt; đôi khi người bệnh bị sút cân.Khám phổi: gõ tiếng đục, mất rung thanh Giảm hoặc mất rì rào phế nang Nếu

gõ đục nhẹ và nghe có cọ sát màng phổi là tràn dịch màng phổi nhẹ

Chẩn đoán cận lâm sàng: Khi chụp X quang phổi thấy có tràn dịch ở

khoang lớn, đôi khi là tràn dịch vòm hoành, trung thất, liên thùy, đóng kén.

Nguyên nhân: Nguyên nhân gây ra có thể do suy tim, phù toàn thân do căn

nguyên gan Do phản ứng sau khi bị nhiễm vi khuẩn Do di căn của ung thưhoặc do các bệnh lý dưới cơ hoành như viêm tụy

Điều trị: Điều trị theo nguyên nhân gây bệnh (dựa vào dịch sau khi xét).

Sau khi điều trị khỏi phải làm liệu pháp vận động hô hấp để tránh di chứng

2.3.5 Tràn khí màng phổi

Tràn khí màng phổi là hiện tượng khí lọt vào trong khoang màng phổi nhưđược mô tả ở hình 2.8 Đây là một trường hợp cấp cứu nội khoa cần được theodõi chặt chẽ để đề phòng biến chứng có thể xảy ra

Hình 2.8 Tràn khí màng phổi

Có ba loại tràn khí màng phổi:

lại sau khi thủng

được hàn kín lại sau khi thủng

chỉ khi nào người bệnh hít vào làm cho lượng khí ở khoang màng phổi ngày càng tăng, ép phổi rất mạnh thì mới gây ngạt thở

Chẩn đoán lâm sàng:

thở, tái tím khi gắng sức

khi nghe thấy mất rì rào phế nang

Chẩn đoán cận lâm sàng: Chụp X quang phổi sẽ thấy hiện tượng nửa ngực

tăng sáng, phổi bị ép về phía rốn phổi Nếu tràn khí màng phổi rộng, trung thất bịđẩy về bên đối diện với tổn thương Nếu nhẹ, thì phải chụp phổi lúc bệnh nhânthở ra mới phát hiện được Đo khí trong máu thấy giảm oxy máu và tăng CO2

máu Có thể sử dụng phương pháp đo áp lực màng phổi bằng máy hoặc bằng nghiệm pháp bơm tiêm nếu tại cơ sở y tế tuyến dưới có trang bị

không; tràn khí có su-páp khi áp lực dương tính

vào; tràn khí hở khi pít-tông bơm tiêm đứng im; tràn khí có su-páp khi pít-tông

bơm tiêm bị đẩy ra

Nguyên nhân: Do nghẽn mạch phổi, lao phổi; do dùng thuốc; do chấn

thương thứ phát sau gãy xương sườn; do khi đang làm thông khí nhân tạo với áplực dương

Điều trị: Điều trị triệu chứng bằng cách cho bệnh nhân nằm bất động, tư

thế Fowler; thở oxy; dùng thuốc giảm đau, giảm ho; trợ tim và chống trụy tim(nếu có) Hút khí Mở lồng ngực, khâu kín lỗ rò phổi nếu cần thiết

2.3.6 Viêm phổi do hít

Viêm phổi do hít là bệnh nhiễm khuẩn phổi do hít dịch dạ dày hoặc vikhuẩn từ mũi họng xuống phổi như hình 2.9

Chấn đoán lâm sàng: Biểu hiện thường thấy là khó thở nhanh, ho, khác

đờm, sốt sau khi nôn hoặc nuốt khó Ran ngáy lan tỏa ở hai phổi

Chẩn đoán cận lâm sàng: Hình ảnh chụp X quang phổi có thể phát hiện các

hình thâm nhiễm rải rác ở cả hai phổi Nếu bệnh tồn tại trong nhiều ngày hoặc

lâu hơn có thể dẫn đến hoại tử (chủ yếu là viêm phổi kỵ khí cộng đồng), thậmchí phá hủy nhu mô phổi hiểu hiện trên phim X quang là hình thang có mứcnước nằm ngang.

Hình 2.9 Viêm phổi do hít phải vi khuẩn Nguyên nhân:

(liên cầu khuẩn kỵ khí và ít ưa khí, trực khuẩn Fusobacterium, vi khuẩn không bào tử kỵkhí gram dương) và Bacteroides (melaninogenicus, intermedius, oralis,

ureolyticus) Nhóm người có nguy cơ cao là nhóm người cao tuổi, nghiện rượu, tiêm chích ma túy, có bệnh thực quản, răng xấu hoặc mới chữa răng xong

người có phản xạ nôn giảm, người được đặt sond mũi, sond dạ dày, tắc ruột, người dùngmáy khí dung bị nhiễm khuẩn,v.v Những người có nguy cơ cao: bệnh nhân nặng nằm ởbệnh viện (nhất là bệnh nhân hôn mê, nhiễm toan, nghiện rượu, đái tháo đường, đặt nộikhí quản v.v…), bệnh nhân gây mê, đột quỵ, sa sút trí tuệ, người cao tuổi, người dùngthuốc kháng acid hoặc thuốc ức chế thụ thể H2

Enterobacter, Serratia và Proteus, Hemophilus Influenzae, S.pnewmococcus,Legionella và Acinetobacter (viêm phổi đơn phát) ; Nấm, bao gồm Candidaalbicans, gặp ít hơn

Điều trị:

+ Không có vi khuẩn nên không cần dùng kháng sinh

phát vận động hô hấp; nếu cần, làm thông khí hỗ trợ

kháng với Penicillin nhưng đáp ứng tất với clindamycin

hoặc Ampicillin/ Sulbactam

Pseudomonas phối hợp với Aminoglycosid

chống vi sinh vật kỵ khí

2.4 Đánh giá triệu chứng lâm sàng trong chẩn đoán

Các triệu chứng lâm sàng phục vụ chẩn đoán trong hệ chuyên gia được thamkhảo các tài liệu liên quan để đánh giá khả năng phát hiện bệnh khi mắc phải Ảnhhưởng của các triệu chứng được sắp xếp theo mức độ ảnh hưởng đến việc chẩnđoán bệnh, với các mức từ 1 đến 3 (với 3 là mức xác định bệnh rõ nhất)

2.4.1 Phổi kẽ lan tỏa

Khó thở tăng dần và ho khan là hai triệu chứng thường gặp nhất ở ngườibệnh, nên với những triệu chứng này bệnh sẽ có nguy cơ mắc ở mức trung bình.Khi bệnh tiến triển, xuất hiện triệu chứng tái tím mặt mày và ngón tay phồngdạng hình dùi trống, kéo dài cho đến giai đoạn muộn của bệnh Khi phổi kẽ lantỏa, tim phải bơm mạnh hơn bình thường để chuyển máu qua động mạch phổi bịtắc nghẽn khiến cho tâm thất phải bị suy thêm, nên một khi đã xuất hiện suy timphải là đã chắc chắn bệnh nhân mắc phổi kẽ lan tỏa Mức độ ảnh hưởng của cáctriệu chứng được xác định trong bảng 2.1

Bảng 2.1 Triệu chứng lâm sàng và độ ảnh hưởng đến bệnh phổi kẽ lan tỏa

Triệu chứng lâm sàng Mức độ ảnh hưởng đến bệnh

Bảng 2.2 Triệu chứng lâm sàng và độ ảnh hưởng đến bệnh nghẽn mạch phổi

Triệu chứng lâm sàng Mức độ ảnh hưởng đến bệnh