Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http //www lrc tnu edu vn i ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG NGUYỄN THỊ HOA TÌM HIỂU HÊ ̣CHUYÊN GIA, ỨNG DUṆG HỖ TRỢ CHẨN Đ[.]
Trang 1Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
i
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
NGUYỄN THỊ HOA
ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH TRẦM CẢM
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH
Thái Nguyên, 2015
THÁI NGUYÊN - 2015
Trang 2Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ii
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG
NGUYỄN THỊ HOA
ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN BỆNH TRẦM CẢM
Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số: 60 48 01 01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: GS.TS VŨ ĐỨC THI
Thái Nguyên, 2015
Trang 3Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
iii
Lời cam đoan
Tôi cam đoan những kết quả trong luâ ̣n văn là của viê ̣c tìm hiểu, có trích dẫn
và tham chiếu đến các nguồn tư liê ̣u tin câ ̣y Nô ̣i dung luâ ̣n văn không sao chép từ các kết quả của các luâ ̣n văn, luâ ̣n án khác Mo ̣i thông tin, dữ liệu đều được thầy giáo GS TS Vũ Đức Thi cung cấp
Thái Nguyên, ngày 13 tháng 4 năm 2015
Người viết luận văn
Nguyễn Thị Hoa
Trang 4Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
iv
Lời ca ̉ m ơn
Trước tiên, tôi xin gửi lời cảm ơn đến trường Đại học công nghệ thông tin và truyền thông Thái Nguyên, đã tạo điều kiện và tổ chức khóa học này để tôi có thể có điều kiện tiếp thu những kiến thức mới, có thời gian học tập và hoàn thành luận văn cao học này
Tôi xin tỏ lòng cảm ơn đến thầy GS.TS Vũ Đức Thi, người thầy đã tận tình chỉ dẫn, giúp đỡ và động viên để tôi hoàn thành luận văn này
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Cao Tiến Đức, Học viê ̣n Quân Y
103, đã giúp đỡ tôi trong quá tìm hiểu về trầm cảm
Tôi xin chân thành cảm ơn thầy PGS.TS Đỗ Trung Tuấn, đã giúp đỡ tôi trong quá trình làm luận văn
Tôi xin chân thành cảm ơn các thầy cô đã truyền đạt cho chúng tôi những kiến thức quý báu trong quá trình học tập và làm luận văn
Tôi chân thành cảm ơn bạn bè cùng lớp đã giúp đỡ, động viên tôi trong quá trình học tập cũng như thực hiện luận văn
Cuối cùng, tôi xin gửi thành quả này tới gia đình và người thân của tôi, những người đã hết lòng tạo điều kiện và động viên tôi để tôi có được kết quả ngày hôm nay
Thái Nguyên, ngày 13 tháng 4 năm 2015
Người viết luận văn
Nguyễn Thị Hoa
Trang 5Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
v
Mục lục
Lời cam đoan iii
Lời cảm ơn iv
Mục lục v
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT x
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ xi
PHẦN MỞ ĐẦU 1
1 Tính cấp thiết của đề tài 1
2 Mục đích nghiên cứu 3
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu 3
4 Phương pháp nghiên cứu 4
5 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài 4
6 Bố cục luận văn 4
CHƯƠNG 1 6
TRẦM CẢM VÀ NHỮNG VẤN ĐỀ VỀ BỆNH TRẦM CẢM 6
1.1 PHÂN TÍCH THỰC TẾ VỀ BỆNH TRẦM CẢM 6
1.1.1 Khái niệm về trầm cảm và một vài nét về lịch sử nghiên cứu 6
1.1.2 Một vài nét về dịch tễ học trầm cảm 7
1.2 BỆNH NGUYÊN, BỆNH SINH CỦA TRẦM CẢM 8
1.2.1 Yếu tố sinh học 8
1.2.2 Các yếu tố tâm lý - xã hội 9
1.2.3 Các học thuyết tâm lý-xã hội 9
Trang 6Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
vi
1.3 ĐẶC ĐIỂM LÂM SÀNG CÁC RỐI LOẠN TRẦM CẢM 11
1.3.1 Đặc điểm lâm sàng rối loạn trầm cảm nặng 11
1.3.2 Đặc điểm tiến triển, tái phát, tái diễn, tiên lượng của trầm cảm 14
1.4 PHÂN LOẠI CÁC RỐI LOẠN TRẦM CẢM 15
1.4.1 Hệ thống phân loại bệnh trầm cảm 15
1.4.2 Phân loại của Tổ chức y tế thế giới 17
1.4.3 Phân loại của Hội tâm thần học Hoa kỳ (DSM-IV) 1994 17
1.5 CHẨN ĐOÁN TRẦM CẢM 18
1.5.1 Theo bảng phân loại bệnh Quốc tế lần thứ 10 18
1.5.2 Theo sổ tay chẩn đoán và thống kê các rối loạn tâm thần, xuất bản lần thứ IV 19
1.5.3 Các thang đánh giá trầm cảm 19
1.6 ĐIỀU TRỊ TRẦM CẢM 20
1.6.1 Điều trị bằng phương pháp hóa liệu pháp 20
1.6.2 Liệu pháp choáng điện 21
1.6.3 Liệu pháp kích thích từ xuyên sọ 22
1.6.4 Các liệu pháp tâm lý 22
1.7 KẾT LUẬN 25
CHƯƠNG 2 25
HỆ CHUYÊN GIA VÀ ỨNG DỤNG CỦA HỆ CHUYÊN GIA 25
2.1 TÌM HIỂU VỀ CÔNG NGHỆ TRI THỨC 25
2.1.1 Khái niệm tri thức 25
2.1.2 Phân loại tri thức 26
Trang 7Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
vii
2.1.3 Công nghệ tri thức 28
2.1.4 Quản lý tri thức 29
2.1.5 Biểu diễn tri thức 31
2.1.6 Các phương pháp để biểu diễn tri thức 32
2.2 HỆ CHUYÊN GIA 34
2.2.1 Định nghĩa hệ chuyên gia 34
2.2.2 Đặc trưng và ưu điểm của hệ chuyên gia 34
2.2.3 Cấu trúc của hệ chuyên gia 35
2.2.4 Hạn chế của hệ chuyên gia 39
2.2.5 Kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia 39
2.3 THIẾT KẾ HỆ CHUYÊN GIA 42
2.3.1 Lập luận 42
2 3.2 Suy luận 43
2 3 3 Các phương pháp suy diễn và cơ chế điều khiển 43
2 3.4 Các hệ thống sản xuất trong thiết kế hệ chuyên gia 46
2 3.4 1 Các thuật toán Markov 46
2 3.4 2 Các thuật toán mạng lưới 47
2 3.4 3 Thuật toán tổng quát 48
2 3.4 4 Các bước phát triển của hệ chuyên gia 50
2 3.5 Kết luận chương 51
CHƯƠNG 3 52
HỆ CHUYÊN GIA CHẨN ĐOÁN BỆNH TRẦM CẢM 52
Trang 8Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
viii
3.1 HIỆN TRẠNG VỀ TRẦM CẢM VÀ TÌNH HÌNH CHỮA TRỊ 53
3.1.1 Hiện trạng 53
3.1.2 Tình hình chữa trị trầm cảm 53
3.2 NHU CẦU SỬ DỤNG CÔNG CỤ CÔNG NGHỆ THÔNG TIN ĐỂ CHẨN TRỊ TRẦM CẢM 54
3.2.1 Khả năng của công cụ công nghệ thông tin 55
3.2.2 Chức năng cần có của Hệ chuyên gia đánh giá trầm cảm 55
3.3 ĐẶT VẤN ĐỀ CHO HỆ CHUYÊN GIA ĐÁNH GIÁ TRẦM CẢM57 3.3.1 Sơ đồ chẩn trị 57
Thang Đánh giá Lo âu, Trầm cảm, Stress (DASS 42) 57
3.4 CÁC TRƯỜNG HỢP TRỊ LIỆU ĐIỂN HÌNH 60
3.4 1 Thí dụ thứ nhất 60
3.4.2 Thí dụ thứ hai 62
3.4.3 Suy luận trong hệ chuyên gia 64
3.5 KẾT LUẬN 70
KẾT LUẬN 71
1 Kết quả đạt được củ a luâ ̣n văn 71
2 Ưu điểm của chương trình 71
3 Tồn ta ̣i của chương trình 71
4 Phạm vi ứng du ̣ng 71
5 Hướng phát triển luận văn 72
TÀI LIỆU THAM KHẢO 73
PHỤ LỤC 75
Trang 9Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
ix
Phụ lu ̣c 1 Thang đánh giá trầm cảm Hamilton (HAMD) 75 Phụ lu ̣c 2 Thang đánh giá trầm cảm Beck (BDI) 80
Trang 10Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
x
DANH MỤC CÁC TỪ VIẾT TẮT
BDI Thang đánh giá trầm cảm Beck (BDI) DASS 42 Thang đánh giá lo âu, trầm cảm, căng thẳng EPI Bảng nghiê ̣m kê nhân cách
GDS Thang đánh giá trầm cảm người già HAMD Thang đánh giá trầm cảm Hamilton Heuristic May rủ i
HIV/ AIDS Bệnh HIV, suy giảm miễn dịch HỆ THỐNG Hoang tưởng
ICT Công nghệ thông tin và truyền thông
IF THEN Thể hiện tri thức luâ ̣t IF THEN
Meta data Siêu dữ liệu MMSE Thang đánh giá tâm thần tối thiểu MYCIN Hệ chuyên gia về nhiễm trùng máu
RADS Thang đánh giá trầm cảm thanh thiếu niên RLTC Rố i loạn trầm cảm
TTPL Tâm thần phân liệt WHO Tổ chứ c Y tế thế giới RLCXLC Rố i loạn cảm xúc lưỡng cực
Trang 11Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
xi
DANH MỤC CÁC BẢNG, HÌNH VẼ
Hình 1.1 Bệnh viện tâm thần TW1 2
Hình 1.1 Hippocrate (460-377 trước Công nguyên) 6
Hình 1.2 Trầm cảm ở tuổi vị thành niên 7
Hình 1.3 Thuyết tâm lí động 10
Hình 1.4 Thuyết hành vi – nhận thức 10
Hình 1.5 Sigmund Freud 11
Hình 1.6 Dùng thuốc khi trầm cảm có thể nguy biểm 20
Hình 1.7 Chăm sóc trầm cảm 22
Hình 1.8 Ngày càng có nhiều người mắc bệnh trầm cảm 24
Hình 1.9 Bệnh nhân trầm cảm đăng ký điều trị tại cộng đồng ở TYT phường Hòa Cường Bắc, Đà Nẵng 24
Hình 2.1 Tri thức 26
Hình 2.2 Tri thức ẩn 27
Hình 2.3 Các thành phần của hê ̣ chuyên gia 35
Hình 2.4 Mô hình hê ̣ chuyên gia Ermine 37
Hình 2.5 Mô hình hê ̣ chuyên gia Popov 38
Hình 2.6 Mô hình hệ chuyên gia Popov 38
Hình 2.7 Sơ đồ kỹ thuật suy diễn tiến 40
Hình 2.8 Xích Markov 46
Hình 3.1 Trang tin của trường đại học y khoa Phạm Ngọc Thạch 53
Hình 3.2 Quá trình làm việc của hệ chuyên gia đánh giá trầm cảm 56
Trang 12Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
xii
Hình 3.3 Kĩ thuâ ̣t đánh giá theo câu hỏi người dùng 60
Hình 3.4 Yêu cầu của chương trình theo thang DASS 42 61
Hình 3.5 Hê ̣ thống đề nghi ̣ nhâ ̣p la ̣i theo thang DASS 42 61
Hình 3.6 Các câu hỏi liên tiếp nhau theo thang DASS 42 61
Hình 3.7 Thống báo cho bê ̣nh nhân về kết quả điều tra theo thang DASS 42 62
Hình 3.8 Ý kiến của hệ chuyên gia theo thang DASS 42 62
Hình 3.9 Yêu cầu của chuong trình theo thang Hamilton (HAMD) 62
Hình 3.10 Hê ̣ thống đề nghi ̣ nhâ ̣p la ̣i theo thang Hamilton (HAMD) 63
Hình 3.11 Các câu hỏi liên tiếp nhau theo thang Hamilton (HAMD) 63
Hình 3.12 Thống báo cho bê ̣nh nhân về kết quả điều tra theo thang Hamilton (HAMD) 63
Hình 3.13 Ý kiến của hệ chuyên gia theo thang Hamilton (HAMD) 64
Hình 3.14 Sơ đồ hê ̣ thống cải tiến DASS-42, do luâ ̣n văn đề xuất 67
Hình 3.15 Quá trình tương tác với người dùng ta ̣i mỗi trang màn hình 68
Hình 3.16 Trang đầu, và câu hỏi đầu tiên 69
Hình 3.17 Câu hỏi tiếp theo của màn hình tương tác 69
Hình 3.18 Đánh giá của hệ chuyên gia sau các màn hình tương tác 69
Hình 3.19 Thông báo khi người dùng lựa cho ̣n giá tri ̣ 0 nhiều lần liên tiếp 70
Trang 13Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
1
PHẦN MỞ ĐẦU
1 Tính cấp thiết của đề tài
Những năm trở lại đây, cùng với sự phát triển của xã hội, của khoa học kỹ thuật đã mở ra nhiều cơ hội mới cho con người cũng như người thân, đồng nghiệp… Tuy nhiên, kéo theo sự phát triển đó là sự bận rộn, căng thẳng của công việc cũng như môi trường sống làm cho nhiều người, nhiều thế hệ rơi vào các trạng thái căng thẳng, mệt mỏi, có khi dẫn đến các bệnh về thần kinh mà bản thân người bệnh không nhận biết được Ở đây tôi đang muốn nói đến căn bệnh “Trầm cảm”, thời gian gần đây tỷ lệ mắc bệnh này ngày càng cao, nhưng điều đáng nói là người mắc bệnh lại ít biết hoặc không biết về căn bệnh mình đang mắc phải Điều đó đã gây không ít khó khăn cho cuộc sống của bản thân người bệnh
Hội chứng trầm cảm là loại rối loạn khí sắc thường gặp trong tâm thần học,
có thể xảy ra ở nhiều lứa tuổi nhưng phổ biến nhất là 18-45 tuổi Năm 1999 tổ chức
Y tế thế giới (WHO) đã thông báo bệnh trầm cảm cướp đi mỗi năm trung bình 850.000 mạng người và dự đoán rằng đến năm 2020 trầm cảm là căn bệnh xếp hạng
2 trong số những căn bệnh phổ biến trên toàn cầu và dự tính khi đó sẽ có khoảng
121 triệu người mắc bệnh này Tuy nhiên, một kết quả hết sức bất ngờ, ngày 10/10/2012 (ngày sức khỏe tâm thần thế giới) vừa qua WHO cho biết hiện nay đã có hơn 350 triệu người mắc bệnh trầm cảm Vậy là tính từ 2012 cho đến 2020 như
dự đoán đang cách xa 8 năm nhưng con số dự tính đã vượt rất xa, gấp gần 3 lần con số dự đoán Điều đó cho thấy tính cấp bách của vấn đề, áp lực cuộc sống, xã hội, môi trường… đã đẩy con người rơi vào các trạng thái của trầm cảm nhanh hơn dự đoán Mỗi năm có khoảng 1 triệu người mắc bệnh trầm cảm tự tử (trung bình mỗi ngày có 2900 người tự tử) [3]
Bệnh trầm cảm xảy ra ở mọi lứa tuổi, từ trẻ em đến vị thành niên, người trưởng thành, phụ nữ sau khi sinh đẻ và ngay cả người có tuổi Bệnh này không chỉ xảy ra ở những nước giàu có, phát triển mà cả ở những nước nghèo, nước đang phát triển, bệnh có thể xuất phát từ điều kiện vật chất, các yếu tố xã hội như tôn giáo, danh dự, ý nghĩa cuộc sống v.v…
Trang 14Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
2
Theo tài liệu của Chính phủ năm 2000, tỷ lệ mắc trầm cảm là 2,47% dân số nhưng đến thời điểm này con số đã l5%
Theo ông La Đức Cương, Giám đốc Bệnh viện Tâm thần TW 1, có khoảng
12 triệu người (15% dân số) đang có vấn đề rối loạn tâm thần Trong đó phần lớn là bệnh trầm cảm, sau đó bệnh nặng dần lên như tâm thần phân liệt, nghiện/lạm dụng rượu, ma túy, chậm phát triển trí tuệ…
Hình 1.1 Bệnh viện tâm thần TW1
Theo T.S Tô Thanh Phương [3], bệnh viện Tâm thần TW 1, có khoảng 15% dân số nước ta có vấn đề về sức khỏe tâm thần mà phần lớn bệnh nhân trầm cảm nặng thuộc lứa tuổi 16 đến 35 tuổi
Ở nam giới hay nữ giới thì bệnh trầm cảm dễ xảy ra khi bị căng thẳng do căng thẳng trong công việc hang ngày, kinh tế chật vật, ân hận vì lỡ thua
cờ bạc, hạn phúc tan vỡ, người than mất, thay đổi chỗ ở, chỗ làm đột ngột, tương ai bấp bênh…
Phái nữ, triệu chứng thường gặp là buồn, âu sầu, hay khóc, thờ ơ, không thấy thích thú gì với công việc hàng ngày, kể cả vấn đề tình dục, tuyệt vọng hoặc chẳng thấy mình có giá trị gì [12]
Bệnh trầm cảm nếu được phát hiện sớm và can thiệp kịp thời (về tâm lý, về y học) thì tình hình của bệnh nhân sẽ được cải thiện tốt hơn rất nhiều Đối với trầm
Trang 15Số hóa bởi Trung tâm Học liệu – ĐHTN http://www.lrc.tnu.edu.vn
3
cảm nặng nếu không được phát hiện kịp thời sẽ có thể sinh ra các bệnh khác về tâm thần, thậm chí tự tử… Bệnh trầm cảm có thể chữa khỏi (nếu ở trạng thái nhẹ) nhưng cũng có thể tái đi tái lại hay trầm cảm mãi mãi
Với mong muốn phát hiện sớm được bệnh trầm cảm thông qua các triệu chứng, hiện tượng tâm lý và tìm được nguyên nhân gây bệnh để phân loại thể bệnh
để có thể có biện pháp điều trị thích hợp với từng thể của bệnh Vì vậy, tôi quyết định chọn đề tài “Tìm hiểu hệ chuyên gia, ứng dụng hỗ trợ chẩn đoán bệnh trầm cảm” với mong muốn để những người thấy mình có các biểu hiện có thể bị trầm cảm có thể tự tham khảo và có hướng giúp cho mình có quyết định đúng đắn cho sức khỏe của bản thân
2 Mục đích nghiên cứu
Đề tài “Tìm hiểu hệ chuyên gia, ứng dụng hỗ trợ chẩn đoán bệnh trầm cảm” nhằm nghiên cứu và tạo ra kho dữ liệu tri thức để trợ giúp cho người sử dụng chẩn đoán bệnh và đưa ra quyết định đúng cho mình
Mục tiêu của đề tài là tìm hiểu Hệ chuyên gia, tìm hiểu những vấn đề liên quan đến các triệu chứng của bệnh trầm cảm để tạo ra kho dữ liệu vật lý chứa tri thức có kiến thức mở và xây dựng hệ thống hỗ trợ giúp người dùng chẩn đoán thể bệnh và có cách chữa trị phù hợp
Nhiệm vụ cụ thể của luận văn là:
Tìm hiểu hệ chuyên gia, các kỹ thuật suy diễn và các lĩnh vực ứng dụng của hệ chuyên gia
Tìm hiểu về các triệu chứng biểu hiện của bệnh trầm cảm để đưa ra lời khuyên, cách chữa trị phù hợp cho bệnh nhân
Xây dựng kho dữ liệu có khả năng cập nhật và truy xuất tri thức liên quan đến việc chẩn đoán bệnh và cách điều trị, xây dựng phần mềm cho người sử dụng
3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Đối tượng nghiên cứu của luận văn là:
Lý thuyết về công nghệ tri thức, hệ chuyên gia