ĐỀ CƯƠNG NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỰ ĐOÁN BỆNH TỰ KỶ Ở TRẺ EM

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP TỐI ƯU PARETO VÀO BÀI TOÁN RA QUYẾT ĐỊNH ĐA MỤC TIÊU

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG

ĐỀ CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT NGÀNH KHOA HỌC MÁY TÍNH

TÊN ĐỀ TÀI

NGHIÊN CỨU VÀ ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH

XÂY DỰNG HỆ THỐNG DỰ ĐOÁN BỆNH TỰ KỶ Ở TRẺ EM

Họ và tên học viên : Đỗ Thị Thu Hà Giáo viên hướng dẫn : TS Nguyễn Văn Hiệu

Lớp : KHMT K27 (2013 - 2015)

I LÝ DO CHỌN ĐỀ TÀI

Hội chứng tự kỷ (thường gọi là bệnh tự kỷ) là một hội chứng rối loạn phức tạp trong quá trình phát triển tự nhiên ở con người Trẻ em mắc bệnh tự kỷ có nhiều biểu hiện khiếm khuyết về quan hệ xã hội, khiếm khuyết về sử dụng ngôn ngữ trong giao tiếp, khiếm khuyến về hành vi, thường chơi tưởng tượng,…

Hiện nay, bệnh tự kỷ ở trẻ em đã trở thành mối quan tâm, lo ngại của toàn xã hội Nhiều chuyên gia trên thế giới nhận định tỷ lệ trẻ bị tự kỷ ngày càng gia tăng Theo số liệu của Bộ Lao động - Thương binh và Xã hội, Việt Nam hiện có khoảng 5%-7% trẻ em có khuyết tật ở độ tuổi 15 trở xuống, trong đó, trẻ tự kỷ và bại não chiếm 40% Bệnh viện Châm cứu trung ương thống kê hằng năm khoảng 3.000 lượt trẻ có vấn đề về não và tự kỷ đến điều trị Theo ghi nhận của bệnh viện Nhi Đồng 1 (TP Hồ Chí Minh), năm 2012 có đến 2.563 lượt trẻ tự kỷ đến khám Ở Việt Nam hiện chưa có nghiên cứu điều tra, thống kê chính thức về trẻ tự kỷ Nếu ước lượng theo tỷ lệ của nước Anh thì Việt Nam hiện sẽ có khoảng 200.000 người tự kỷ

Có nhiều nguyên nhân khiến trẻ mắc bệnh tự kỷ được đưa ra, nhưng nguyên nhân gây bệnh vẫn chưa được hiểu biết đầy đủ Bệnh tự kỷ hiện chưa có thuốc chữa, cũng chưa có phác đồ điều trị cụ thể, vì biểu hiện bệnh ở mỗi trẻ mỗi khác nhau.Phát hiện sớm là điều có ý nghĩa quan trọng cho việc trị liệu trẻ mắc chứng tự kỷ Nếu trẻ

tự kỷ được phát hiện, chẩn đoán sớm và được can thiệp một cách bài bản, toàn diện, hợp lý và kiên trì trước 40 tháng tuổi thì trẻ có thể tiến bộ tốt Khi phát hiện và can thiệp sớm, trẻ sẽ được khắc phục ngay những khiếm khuyết của mình và được trợ giúp

để phát triển ngay từ đầu các kỹ năng ngôn ngữ, xã hội và nhận thức

Tuy nhiên, số trẻ tự kỷ được phát hiện muộn khá cao Trong xã hội ngày nay, khi mà áp lực cuộc sống càng ngày càng lớn, nhất là ở các thành phố, cha mẹ bị cuốn theo dòng xoáy kinh tế thị trường, không có nhiều thời gian quan tâm chăm sóc con cái, các biểu hiện bất thường của con không được quan tâm theo dõi kịp thời Đến khi cha mẹ phát hiện ra con mắc bệnh tự kỷ thì hầu hết đã muộn, quá mất “thời gian vàng” trong điều trị bệnh tự kỷ.Theo số liệu tại bệnh viện Nhi trung ương, số trẻ phát hiện muộn là 44%

Chẩn đoán bệnh trong y học luôn là một lĩnh vực phức tạp Bởi vì đối tượng của lĩnh vực này là con người Hơn thế nữa, bệnh tự kỷ lại chưa xác định được nguyên nhân đầy đủ, biểu hiện bệnh ở các bệnh nhân cũng khác nhau Bệnh nhân mắc bệnh tự

kỷ có nhiều dấu hiệu dễ nhầm lẫn với các bệnh khác như bệnh tâm thần, bệnh trầm cảm Vì vậy, việc chẩn đoán bệnh tự kỷ lại càng khó khăn hơn nữa

Với mong muốn góp một phần nhỏ bé trong phát triển phương pháp luận phục

vụ trong việc dự đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em, giúp các bậc cha mẹ, thầy cô giáo, y bác sĩ

có thể phát hiện bệnh sớm nhằm nâng cao hiệu quả trong điều trị bệnh, tôi chọn đề tài

“Nghiên cứu và ứng dụng kỹ thuật cây quyết định xây dựng hệ thống dự đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em” làm đề tài tốt nghiệp

II MỤC ĐÍCH NGHIÊN CỨU

Tìm hiểu kỹ thuật cây quyết định để vận dụng xây dựng hệ thống hỗ trợ trong dự đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em

Để hoàn thành mục tiêu đặt ra, cần thực hiện các nhiệm vụ sau:

- Tìm hiểu về các dấu hiệu nhận biết bệnh tự kỷ ở trẻ em;

- Tìm hiểu về kỹ thuật cây quyết định;

- Xây dựng hệ thống dự đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em

III ĐỐI TƯỢNG VÀ PHẠM VI NGHIÊN CỨU

1 Đối tượng nghiên cứu

- Các dấu hiệu nhận biết bệnh tự kỷ và các vấn đề liên quan đến bệnh tự kỷ

- Nghiên cứu các phương pháp chẩn đoán bệnh tự kỷ

2 Phạm vi nghiên cứu

- Tập trung tìm hiểu phương pháp cây quyết định

- Áp dụng trong hệ thống hỗ trợ dự đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em

IV PHƯƠNG PHÁP NGHIÊN CỨU

1 Nghiên cứu lý thuyết

- Thu thập, tìm hiểu, phân tích các tài liệu có liên quan đến bệnh tự kỷ

- Tìm hiểu các hệ hỗ trợ chẩn đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em

- Tìm hiểu kỹ thuật cây quyết định và các thuật toán trên cây quyết định

- Nghiên cứu các công cụ xây dựng hệ thống

2 Nghiên cứu thực nghiệm

- Thu thập dữ liệu thực tế

- Phân tích yêu cầu của chương trình

- Thiết kế hệ thống và triển khai xây dựng chương trình

- Kiểm thử và đánh giá kết quả

V DỰ KIẾN KẾT QUẢ ĐẠT ĐƯỢC

Kết quả lý thuyết: Nắm vững kỹ thuật cây quyết định và áp dụng thành công kỹ thuật này trong dự đoán bệnh tự kỷ

Kết quả thực tiễn: Xây dựng thành công chương trình hỗ trợ dự đoán bệnh tự kỷ

ở trẻ em với các chức năng cơ bản, dự đoán nhanh chóng, chính xác và có giá trị thực tiễn cao

VI Ý NGHĨA KHOA HỌC VÀ THỰC TIỄN CỦA ĐỀ TÀI

1 Ý nghĩa khoa học

Góp phần nghiên cứu ứng dụng phương pháp cây quyết định trong dự đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em, mở rộng hướng nghiên cứu ứng dụng phương pháp trong chẩn đoán các bệnh khác

2 Ý nghĩa thực tiễn

Kết quả của đề tài là một hệ thống hỗ trợ đắc lực, có độ tin cậy cao trong dự đoán bệnh tự kỷ, góp phần giúp gia đình, nhà trường và các y bác sĩ phát hiện sớm bệnh tự kỷ ở trẻ em, góp phần điều trị bệnh hiệu quả, giúp các em sớm hòa nhập cộng đồng, không trở thành gánh nặng cho gia đình và xã hội

VII DỰ KIẾN BỐ CỤC CỦA LUẬN VĂN

MỤC LỤC

MỞ ĐẦU

1 Lý do chọn đề tài

2 Mục đích nghiên cứu

3 Đối tượng và phạm vi nghiên cứu

4 Phương pháp nghiên cứu

5 Dự kiến kết quả đạt được

6 Ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài

7 Bố cục luận văn

CHƯƠNG 1 – TỔNG QUAN VỀ HỘI CHỨNG TỰ KỶ Ở TRẺ EM

1 Hội chứng tự kỷ và tác hại của bệnh trong quá trình phát triển ở trẻ em

1.1 Thế nào là hội chứng tự kỷ?

1.2 Tác hại của bệnh tự kỷ trong quá trình phát triển ở trẻ em

2 Nguyên nhân gây bệnh tự kỷ ở trẻ em

2.1 Nguyên nhân chủ quan

2.2 Nguyên nhân khách quan

3 Biểu hiện bệnh tự kỷ ở trẻ em

3.1 Dấu hiệu nhận biết trẻ bị tự kỷ 3.2 Phân biệt trẻ bị tự kỷ với bệnh thần kinh và bệnh trầm cảm

4 Phương pháp chẩn đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em

5 Điều trị bệnh tự kỷ ở trẻ em

6 Biện pháp phòng bệnh tự kỷ ở trẻ em

7 Kết chương

CHƯƠNG 2 –KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH

1 Cây quyết định

1.1 Khái niệm 1.2 Biểu diễn cây quyết định 1.3 Xây dựng cây quyết định 1.4 Ưu – nhược điểm của cây quyết định

2 Một số thuật toán trên cây quyết định

2.1 Thuật toán ID3

2.1.1 Giới thiệu 2.1.2 Thuật toán 2.1.3 Lựa chọn thuộc tính phân loại 2.1.4 Ví dụ minh họa

2.1.5 Đánh giá thuật toán 2.2 Thuật toán C4.5

2.2.1 Giới thiệu 2.2.2 Thuật toán 2.2.3 Xác định điểm chia tốt nhất 2.2.4 Ví dụ minh họa

2.2.5 Đánh giá thuật toán 2.3 Thuật toán SPRINT

2.3.1 Giới thiệu 2.3.2 Thuật toán 2.3.3 Xác định điểm chia tốt nhất 2.3.4 Đánh giá thuật toán

2.4 Cắt tỉa cây

2.4.1 Phương pháp tỉa cây trước 2.4.2 Phương pháp tỉa cây sau 2.5 Thuật toán rút gọn các luật quyết định

3 Kết chương

CHƯƠNG 3 - ỨNG DỤNG KỸ THUẬT CÂY QUYẾT ĐỊNH XÂY DỰNG

HỆ THỐNG DỰ ĐOÁN BỆNH TỰ KỶ Ở TRẺ EM

1 Phân tích thiết kế hệ thống

2 Thu thập dữ liệu dữ liệu

3 Mô tả dữ liệu của chương trình

4 Lựa chọn công cụ

5 Xây dựng chương trình

6 Thực nghiệm

7 Kết chương

KẾT LUẬN

1 Kết quả đạt được

2 Hạn chế của đề tài

3 Hướng phát triển

VIII TÀI LIỆU THAM KHẢO

[1] Nguyễn Dương Hùng (2013), Ứng dụng cây quyết định để phân loại

khách hàng vay vốn của ngân hàng thương mại, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện

công nghệ bưu chính viễn thông

[2] Phạm Duy An (2012), Phương pháp khai phá dữ liệu bằng cây quyết định,

Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Học viện công nghệ bưu chính viễn thông

[3] Lê Trung Kiên (2013), Nghiên cứu và ứng dụng logic mờ xây dựng hệ

thống chẩn đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em, Luận văn thạc sĩ kỹ thuật, Đại học Đà Nẵng

[4] Lior Rokach, Oded Maimon, DECISION TREES, Tel-Aviv University

[5] Abdelhalim, A.;Traore, I.,A New Method for Learning Decision Trees

from Rules, In “Machine Learning and Applications, 2009 ICMLA '09 International Conference”

[6] Sitanggang, I.S.;Yaakob, R.; Mustapha, N.; Nuruddin, A.A.B,An extended

ID3 decision tree algorithm for spatial data, In “Spatial Data Mining and Geographical

[7] Chen Jin ;Luo De-lin ;Mu Fen-xiang, An improved ID3 decision tree algorithm,

In “Recent Trends in Information Technology (ICRTIT), 2011 International Conference”

[8] Thangaparvathi, B.;Anandhavalli, D.; Mercy Shalinie, S., A high speed decision

tree classifier algorithm for huge dataset, In “Recent Trends in Information Technology

(ICRTIT), 2011 International Conference”

[9] Fa-Chao Li; Fei Guan, Heuristic Mode Research and Application of Decision

Tree Algorithm, In “Multimedia Technology (ICMT), 2010 International Conference”.

[10] Khoshgoftaar, T.M ; Seliya, N , Software quality classification modeling using

the SPRINT decision tree algorithm, In “Tools with Artificial Intelligence, 2002 (ICTAI

2002) Proceedings 14th IEEE International Conference”

IX KẾ HOẠCH DỰ KIẾN TRIỂN KHAI ĐỀ TÀI

Tháng (năm 2014-2015)

Dự kiến nội dung

thực hiện

Thực hiện đề cương luận văn

Tìm hiểu về bệnh tự kỷ ở trẻ em

- Nguyên nhân gây bệnh

- Biểu hiện bệnh ở trẻ em

- Phương pháp điều trị bệnh tự kỷ ở trẻ em

Thu thập dữ liệu thực tế

Nghiên cứu kỹ thuật cây quyết định và ứng

dụng kỹ thuật cây quyết định trong chẩn

đoán bệnh tự kỷ ở trẻ em

Xây dựng chương trình

Hoàn thiện luận văn

Ý KIẾN CỦA CÁN BỘ HƯỚNG DẪN

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014 Cán bộ hướng dẫn TS.Nguyễn Văn Hiệu Ý KIẾN CỦA HỘI ĐỒNG CHẤM ĐỀ CƯƠNG

Đà Nẵng, ngày tháng năm 2014

Cán bộ duyệt đề cương