Xây dựng chương trình hỗ trợ chẩn đoán các bệnh về phổi bằng

Người lập luận phải căn cứ vào lý do chính, mục đích cuối cùng mà mình có thể đạt được để giải quyết, hướng đó phải được dựa trên sự tham khảo các giải pháp cũ và có sự kết nối giữa giải

LỜI CẢM ƠN

Luận văn được hoàn thành dưới sự hướng dẫn tận tình và nghiêm khắc của PGS.TS Nguyễn Hoàng Phương – Cục Công nghệ thông tin Bộ y tế, lời đầu tiên tác giả xin bày tỏ lòng kính trọng và biết ơn sâu sắc đến Thầy

Tôi cũng xin bày tỏ lòng biết ơn đến Thạc sỹ Bác sỹ: Nguyễn Hồng Quang - Giám đốc Bệnh viện Lao và bệnh phổi, Cử nhân – Phạm Trịnh Phương - Trưởng phòng kế hoạch tổng hợp bệnh viện Lao – Bệnh phổi Hưng Yên, Bác sỹ chuyên khoa Trương Công Khoái, người đã cung cấp đầy đủ tài liệu, đóng góp nhiều ý kiến quý báu về lĩnh vực chuyên môn y học có liên quan đến nội dung đề tài nghiên cứu

và tạo điều kiện thuận lợi để tôi hoàn thành tốt bản luận văn này

Trong quá trình học tập và nghiên cứu, chuẩn bị và hoàn thành bài luận văn này, tôi đã nhận được sự quan tâm, tạo điều kiện thuận lợi và giúp đỡ nhiệt thành của các thày cô giáo trong viện Công nghệ thông tin và truyền thông, Viện đào tạo Sau đại học - trường Đại học Bách khoa Hà Nội Tôi xin được bày tỏ lòng biết ơn chân thành tới các Viện, các Thày Cô, cùng bạn bè đã tạo điều kiện về mặt thời gian, cũng như kiến thức giúp tôi hoàn thành luận văn

Cuối cùng, tôi xin chân thành cảm ơn các thành viên trong Gia đình, những người luôn dành cho tôi những tình cảm nồng ấm và sẻ chia những lúc khó khăn trong cuộc sống, luôn động viên giúp đỡ tôi trong quá trình nghiên cứu Luận văn cũng là món quà tinh thần mà tôi trân trọng gửi đến các thành viên trong gia đình

Qúa trình soạn thảo nội dung và dịch tài liệu, bản luận văn chắc chắn không tránh khỏi những thiếu sót, tôi rất mong nhận được những ý kiến quý báu của các thày cô giáo, các bạn đồng nghiệp để bản luận văn được hoàn chỉnh hơn

Tôi xin trân trọng cảm ơn./

Tháng 2 năm 2014 Tác giả

Đào Thị Thanh Minh

MỤC LỤC

LỜI CẢM ƠN

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN

DANH MỤC CHỮ VIẾT TẮT

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ

MỞ ĐẦU 1

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LẬP LUẬN DỰA TRÊN TRƯỜNG HỢP 3

1.1 Khái niệm về lập luận 3

1.2 Giới thiệu chung 5

1.2.1 Trường hợp là gì? 5

1.2.2 Lập luận dựa trên các trường hợp là gì? 8

1.2.3 Những vấn đề chính, thành phần và những nét riêng biệt của CBR 10

1.2.4 Quá trình xử lý trong lập luận CBR 11

1.2.5 Ưu, nhược điểm của phương pháp lập luận dựa trên trường hợp (CBR) 14

1.3 Thư viện các trường hợp và cách truy nhập vào trường hợp 15

1.3.1 Mô tả trường hợp 15

1.3.2 Thành phần cơ bản của trường hợp 17

1.3.3 Mô tả giải pháp thực hiện đối với trường hợp 17

1.3.4 Mô tả kết quả của việc thực hiện lập luận 18

1.3.5 Tổ chức lưu trữ trường hợp và giải thuật truy nhập 19

Chương 2 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LẬP LUẬN DỰA TRÊN CÁC TRƯỜNG HỢP CHO CHẨN ĐOÁN Y HỌC 22

2.1 Hiện trạng về bệnh phổi và phương pháp chẩn đoán lao và các bệnh về phổi 22

2.1.1 Hiện trạng bệnh phổi ở nước ta và trên thế giới hiện nay 22

2.1.2 Hệ chuyên gia chẩn đoán trong y học dựa trên trường hợp 23

2.1.3 Phương pháp chẩn đoán Lao và các bệnh phổi 26

2.1.4 Quy trình chẩn đoán Lao và các bệnh phổi hiện nay 29

2.2 Ứng dụng phương pháp lập luận dựa trên trường hợp triển khai vào ứng dụng

hỗ trợ chẩn đoán bệnh Lao và phổi 31

2.2.1 Đặt vấn đề 31

2.2.2 Xác định các yêu cầu chính cho bài toán 32

2.2.3 Nghiệp vụ hướng dẫn chẩn đoán 32

2.2.4 Lưu trữ thông tin và tính độ tương tự 34

Chương 4 CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM: CHƯƠNG TRÌNH CHẨN ĐOÁN CÁC BỆNH VỀ PHỔI DỰA TRÊN TRƯỜNG HỢP 38

4.1 Yêu cầu về mặt chức năng cho hệ thống 38

4.3 Xác định tri thức đầu vào cho hệ thống 44

4.4 Quy trình xử lý thông tin nhập 45

4.5 Kiểm thử chẩn đoán cho thông tin nhập vào theo trường hợp 50

4.6 Các trường hợp nhập liệu lỗi và phương pháp xử lý 53

4.7 Cài đặt chương trình 53

Chương 5 KẾT LUẬN 66

5.1 Kết luận chung 66

5.2 Đánh giá của các chuyên gia 66

1 Mẫu bệnh án truyền nhiễm 69

2 Danh sách một số triệu chứng chẩn đoán các bệnh về phổi được sử dụng trong chương trình 70

3 Danh sách các xét nghiệm, hỗ trợ cho quá trình chẩn đoán bệnh phổi 72

4 Danh mục chụp XQ và một số kết quả hỗ trợ cho quá trình chẩn đoán bệnh phổi 72

5 Một số bệnh được sử dụng cho hệ thống 73

TÀI LIỆU THAM KHẢO 74

LỜI CAM ĐOAN

Tôi cam đoan đây là công trình nghiên cứu của riêng tôi Các số liệu, kết quả nêu trong luận văn là trung thực và chƣa từng đƣợc ai công bố trong bất kỳ công trình nào khác

Tác giả

Đào Thị Thanh Minh

DANH MỤC CÁC SƠ ĐỒ

Sơ đồ 2.1 Quá trình lập luận dựa trên trường hợp (CBR)

Sơ đồ 2.2 Giải thuật truy nhập trường hợp

Sơ đồ 3.1 Quá trình lập bệnh án truyền nhiễm

Sơ đồ 4.1 Sơ đồ hoạt động của hệ thống

DANH MỤC CÁC BẢNG BIỂU VÀ HÌNH VẼ

Tên bảng biểu

Bảng 3.1 Triệu chứng lâm sàng khi bệnh nhân vào viện

Bảng 3.2 Đặc điểm về giới, dân tộc, trình độ học vấn và nghề nghiệp Bảng 3.3 Tổn thương Xquang phổi

Bảng 3.4 Phân loại mức độc tổn thương

Bảng 3.5 Tổ chức lưu trữ thông tin trong hệ thống

Bảng 3.6 Bảng phân ngưỡng theo giá trị

Hình 4.1 Giao diện chương trình chính

Hình 4.2 Giao diện nhập một bệnh án

Hình 4.3 Giao diện nhập thông tin khác

Hình 4.4 Giao diện nhập một trường hợp để thực hiện lập luận

Hình 4.5 Mẫu bệnh án truyền nhiễm

Hình 4.6 Triệu chứng của bệnh nhân

Hình 4.7 Giao diện chức năng lập luận

có thể học tập được kinh nghiệm để nâng cao chất lượng công việc của mình

Trong lĩnh vực y học, việc sử dụng phương pháp lập luận dựa trên trường hợp (CBR) để xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán có một ý nghĩa hết sức to lớn Nó không những giúp bác sỹ có thể học tập kinh nghiệm của những người đi trước mà còn giúp họ chia sẻ, để lại những kinh nghiệm quý báu của mình cho lớp trẻ đi sau Đối với sinh viên y khoa, đây chính là những bài thực hành mẫu để họ có thể kiểm tra lại kiến thức của mình trong quá trình chẩn đoán cho bệnh nhân Đối với bác sỹ giúp họ nhanh chóng xác định được bệnh cho bệnh nhân, đưa ra phác đồ điều trị phù hợp và nâng cao chất lượng khám, chữa bệnh Đối với bệnh nhân, CBR giúp họ tránh được những tốn kém về tài chính và những xét nghiệm không cần thiết khi đi khám chữa bệnh Sự thành công của hệ thống hỗ trợ chẩn đoán y học sử dụng CBR

sẽ là một trong 4 nhân tố để xây dựng lên “Phòng khám chữa bệnh ảo” trên mạng Internet [12]

Căn cứ vào nhu cầu của bệnh viện, nhu cầu của xã hội và dựa vào sự phát triển của Công nghệ thông tin, được sự giúp đỡ của các chuyên gia trong lĩnh vực chẩn đoán, điều trị Lao và Phổi, các chuyên gia trong lĩnh vực Tin học y tế, chúng tôi đã mạnh dạn đề xuất việc tin học hóa trong lập luận và chẩn đoán, xây dựng hệ

hỗ trợ chẩn đoán các bệnh về phổi dựa trên các trường hợp, góp phần đẩy mạnh việc ứng dụng Công nghệ thông tin trong y học

Luận văn được chia làm 5 chương:

Chương 1 KHÁI NIỆM VỀ LẬP LUẬN, TỔNG QUAN VỀ LẬP LUẬN DỰA THEO TRƯỜNG HỢP

Chương 2 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP CBR CHO CHẨN ĐOÁN Y HỌC

Chương 3 CÀI ĐẶT THỬ NGHIỆM: CHƯƠNG TRÌNH CHUẨN ĐOÁN BỆNH LAO PHỔI DỰA TRÊN TRƯỜNG HỢP

Chương 1 TỔNG QUAN VỀ LẬP LUẬN DỰA TRÊN TRƯỜNG HỢP

1.1 Khái niệm về lập luận

Lập luận hay Suy luận được định nghĩa rất khác nhau tùy theo ngữ

cảnh của hiểu biết về lý tính như là một hình thức của tri thức Định nghĩa lôgic

là hành động sử dụng lý tính để rút ra một kết luận từ các tiền đề nhất định bằng cách sử dụng một phương pháp luận cho trước

Nhận thức suy luận là kiểu nhận thức gián tiếp Nhận thức một định lý toán học, một định luật khoa học đều là nhờ suy luận Vì rằng suy luận yêu cầu phải có trung gian, là những phán đoán, những khái niệm Suy luận có tính trừu tượng và tổng quát Suy luận dựa vào phán đoán, khái niệm mà chúng ta phải thừa nhận là khái niệm bao giờ cũng trừu tượng và tổng quát Suy luận bao giờ cũng gắn liền với ngôn ngữ và đó là điểm khác biệt với trực giác Vì thế điều

gì nhận biết được nhờ suy luận, thì có thể làm cho người khác hiểu trọn vẹn nó thông qua ngôn ngữ chuẩn xác Khi bạn được nghe chứng minh một điều gì, bạn

sẽ hiểu điều này như chính người đã chứng minh điều đó cho bạn

Tuy nhiên, trong các ngữ cảnh triết học lý tưởng, lập luận là quy trình trí

óc đem lại cho sự tưởng tượng, tri giác, ý nghĩ, và cảm giác của ta bất cứ cái gì

có thể hiểu được mà những hành vi trí óc kia có thể hàm chứa và do đó liên hệ

trải nghiệm của ta với ý nghĩa toàn thể

Tổng quát: Lập luận là một hình thức của tri thức Từ những giả định ban đầu, bằng lôgic, lập luận sẽ cho ta kết luận Có bốn phương pháp lập luận hay được sử dụng là suy diễn, quy nạp, loại suy và tương tự

- Phương pháp lập luận suy diễn (diễn dịch) là một phương pháp suy luận nhờ dựa vào các quy luật luận lý để rút ra kết quả tất yếu từ một (hay nhiều) mệnh đề gọi là tiền đề

- Phương pháp lập luận quy nạp là từ nhiều điều tương tự, đưa ra một kết luận có khả năng cao xảy ra

- Phương pháp lập luận loại suy là tìm trong số các khả năng thì loại những khả năng không xảy ra để còn lại một khả năng, tức kết luận đúng Suy luận loại suy xuất phát từ sự giống nhau có thực của hai đối tượng đó, để đưa ra kết luận

- Phương pháp lập luận tương tự hay lập luận dựa trên trường hợp là lập luận đúng trong trường hợp cụ thể này sẽ đúng trong trường hợp cụ thể khác giống điều kiện như vậy

Trong Logic học, tương tự được coi như phương pháp lĩnh hội tri thức mới, là suy luận trong đó kết luận về sự giống nhau của các dấu hiệu được rút ra trên cơ sở giống nhau của các dấu hiệu khác của các đối tượng Tương tự là suy luận trong đó kết luận về dấu hiệu thuộc đối tượng xác định nào đó được rút ra trên cơ sở giống nhau của đối tượng ấy với đối tượng khác ở hàng loạt dấu hiệu

Cũng như mọi hình thức suy luận logic, tương tự không phải là kết quả của việc xây dựng tùy tiện Nó được hình thành trong quá trình hoạt động thực tiễn của con người Trong quá trình ấy con người nhận thức rằng, mỗi sự vật hiện tượng là một hệ thống hoàn chỉnh các dấu hiệu liên hệ qua lại với nhau Các dấu hiệu đó không tồn tại biệt lập mà nằm trong mối liên hệ tất yếu bên trong Nếu giải thích được các mối liên hệ cơ bản giữa các dấu hiệu riêng biệt tác động qua lại với nhau thì có thể chuyển từ sự hiểu biết các dấu hiệu của một đối tượng sang sự hiểu biết các dấu hiệu của các đối tượng khác trong quan hệ giống nhau nào đó với đối tượng đầu tiên Tùy theo dấu hiệu được rút ra trong kết luận thuộc

về thuộc tính hay quan hệ người ta chia tương tự thành tương tự theo thuộc tính và tương tự theo quan hệ

Tương tự theo thuộc tính rất phổ biến Nó thường được sử dụng trong cuộc sống cũng như trong tư duy khoa học Mặc dù nó thường được dựa vào sự giống nhau thuần túy bên ngoài, nhưng nếu biết kết hợp với các phương pháp nhận thức khác, kể cả nghiên cứu bằng thí nghiệm, thì có thể đưa lại những kết quả đúng đắn Để nâng cao mức độ xác xuất của kết luận theo tương tự cần tuân theo các điều kiện:

+ Các dấu hiệu so sánh càng có nhiều dấu hiệu chung thì mức độ xác xuất của kết luận càng cao, vì sự giống nhau ngẫu nhiên của các đối tượng so sánh có thể gặp ở một vài dấu hiệu

+ Các dấu hiệu chung càng phong phú, mức độ xác xuất của kết luận càng cao vì các sự vật so sánh được xem xét đầy đủ hơn, ít gặp phải dấu hiệu bên ngoài, không bản chất, ngẫu nhiên

+ Dấu hiệu bản chất càng nhiều, mức độ xác suất của kết luận càng cao, vì

sẽ phát hiện được chính xác mối liên hệ có tính quy luật của các sự vật và hiện tượng của thế giới khách quan

Tuy kết luận của tương tự là xác suất nhưng không được tuyệt đối hóa đặc trưng xác suất ấy Dựa vào tương tự người ta đã rút ra được những luận điểm khoa học rất gần chân lý

Chính vì điều đó, với đề tài xây dựng chương trình hỗ trợ chẩn đoán bệnh phổi, tôi quyết định lựa chọn phương pháp lập luận tương tự, hay lập luận dựa trên trường hợp để ứng dụng vào đề tài Để hiểu rõ hơn về phương pháp này, tôi xin trình bày ở các phần tiếp theo

1.2 Giới thiệu chung

Giới tính Địa chỉ

…

II QUẢN LÝ NGƯỜI BỆNH

Ngày vào, ngày ra

Số ngày điều trị

…

III CHẨN ĐOÁN

Nơi chuyển đến Vào viện

Ra viện Bệnh chính, bệnh kèm theo

…

IV TÌNH TRANG RA VIỆN

Kết quả điều trị Kết quả giải phẫu bệnh

Tử vong

…

V BỆNH ÁN

Lý do vào viện Qúa trình bệnh lý Tiền sử bệnh Kết quả khám bệnh

…

k Chẩn đoán vào điều trị k+1 Hướng điều trị

VI CÁC PHIẾU XÉT NGHIỆM

1 Tên xét nghiệm 1 Kết quả

…

k Tên xét nghiệm k Kết quả VII PHIẾU CHIẾU/CHỤP XQ

1 Yêu cầu chụp chiếu 1 Kết quả

…

m Yêu cầu chụp chiếu m Kết quả VIII CÁC PHIẾU CHĂM SÓC VÀ Y LỆNH

1 Diễn biến ngày… Y lệnh thực hiện

n Diễn biến ngày … Y lệnh thực hiện

IX BIÊN BẢN HỘI CHẨN

Diễn biến bệnh Kết luận

từ đó xem xét, so sánh với những bệnh nhân mà mình đã chẩn đoán trước đó Nếu

thấy phù hợp thì phác đồ điều trị cũ có thể sẽ được áp dụng cho bệnh nhân mới, nếu không đó chính là một bản tham khảo để lên một phác đồ điều trị mới cho bệnh nhân này

Việc bác sỹ bằng cách lập luận, suy diễn của mình để chọn ra được một bệnh nhân mình đã chữa trị, có phần tương tự với bệnh nhân mới và đưa ra một phác đồ điều trị mới phù hợp hơn với bệnh nhân mới và tránh được những tai biến mà bệnh nhân cũ đã mắc phải thì bệnh nhân cũ được nói tới trong tình huống này sẽ được coi

là Trường hợp (Case) [11] Quá trình suy diễn và đưa ra kết quả so sánh dựa trên

tập những bệnh nhân mà mình điều trị đã điều trị được xem như là Case-Based Reasoning (CBR) lập luận theo trường hợp [11] Nó chỉ ra một tình huống cụ thể và cách giải quyết tình huống đó, đây chính là phần tri thức cho một hệ thống

Các trường hợp có thể xẩy ra ở các mức độ khác nhau, cách giải quyết đối với từng trường hợp cụ thể là rất khác Nhưng nó giúp cho người lập luận liên tưởng đến cách giải quyết vấn đề và có thể đưa ra cách giải quyết vấn đề sao cho phù hợp

Một trường hợp được ghi lại là những kinh nghiệm, nhưng không phải tất cả các thông số của nó đều cần được phải ghi lại một cách có lựa chọn Những thông

số đó phải là những tham số quan trọng, tiêu biểu có khả năng phục vụ tốt cho những trường hợp sau này

Mỗi trường hợp được lưu trữ chính là một bài học cho người lập luận, nó giúp cho người lập luận dễ dàng đưa ra quyết định cho các trường hợp sẽ gặp trong tương lai, nó nói lên được những thuận lợi hoặc khó khăn có thể mắc phải khi giải

quyết vấn đề mới nảy sinh

1.2.2 Lập luận dựa trên các trường hợp là gì?

Trong thực tế cuộc sống, giải quyết một vấn đề hoặc làm một công việc nào

đó lần thứ hai bao giờ cũng dễ dàng hơn lần thứ nhất Bởi vì khi thực hiện, chúng ta

có thể nhớ lại cách giải quyết cũ rồi từ đó rút ra được những kinh nghiệm cho bản thân nhằm giải quyết vấn đề mới được tối ưu hơn Từ những kinh nghiệm đó không những nó có thể giúp cho ta tối ưu được cách giải quyết, tiết kiệm được thời gian

mà còn giúp ta tránh được những sai lầm có thể mắc phải Quá trình giúp ta nhớ lại

các trường hợp cũ hoàn cảnh, mức độ xẩy ra của sự việc chính là một quá trình lập luận và nó được thực hiện dựa trên kinh nghiệm của mỗi người

Phương pháp lập luận dựa trên trường hợp (CBR) là một công cụ giúp cho ta xây dựng một mô hình lập luận dựa trên cách suy nghĩ trên của con người nhưng nó

có sự kết hợp chặt chẽ giữa việc suy luận với kinh nghiệm đã có để đưa ra kết luận cuối cùng Độ chính xác của phương pháp lập luận theo trường hợp phụ thuộc vào 5 yếu tố [11]:

Kinh nghiệm đã có Khả năng liên hệ trường hợp mới với những kinh nghiệm đã có

Sự linh hoạt trong áp dụng cách giải quyết cũ với tình huống mới với kinh nghiệm đã có

Sự phối hợp điều kiện hoàn cảnh xẩy ra tình huống mới với kinh nghiệm đã có

Đánh giá, rút ra kinh nghiệm và tổ chức lưu trữ các thông tin phục vụ cho lần lập luận sau

Để có được kết quả tốt, người lập luận phải có những hiểu biết hoặc có kinh nghiệm trong công việc hoặc lĩnh vực đang được đề cập Nhưng với những kinh nghiệm đó thì chúng ta cũng còn cần phải chia sẻ hoặc học hỏi những kinh nghiệm của người đã làm trước đó Nếu người lập luận có thêm khả năng sáng tạo và có khả năng kết hợp với những kinh nghiệm thì kết quả thu được sẽ càng tốt hơn Những điều này thực sự là rất quan trọng vì quá trình thực hiện lập luận bao giờ cũng được thao tác trên một tập hợp các trường hợp và được thực hiện trên một tập các luật và

kể cả các tập luật sẽ được phát sinh trong quá trình lập luận Có hai khả năng ta có thể nhận được đó là thành công hoặc thất bại nhưng cả hai khả năng này đều được lưu trữ lại để tạo thành tập các luật Với trường hợp thành công sẽ được dừng lại cho một trường hợp mới, không thành công thì đó chính là yếu tố cảnh báo trước những lý do có thể dẫn đến thất bại

Khả năng hiểu một vấn đề mới trong giới hạn kinh nghiệm đã có gồm hai phần:

+ Khả năng hồi tưởng các trường hợp cũ

+ Làm sáng rõ trường hợp mới trong một giới hạn kinh nghiệm phù hợp với tình huống mới Trong một giới hạn nhất định chúng ta thường nghĩ tới một số trường hợp nhưng những trường hợp này đều đã được sắp xếp theo một trật tự và có

hệ thống sao cho nó phù hợp nhất đối với hoàn cảnh mới

Trong quá trình làm rõ thực chất là ta đã qua một quá trình xử lý, so sánh tình huống mới với những tình huống mà trong kinh nghiệm ta đã có, lựa chọn ra

được giải pháp xử lý tình huống mới được tối ưu hơn

1.2.3 Những vấn đề chính, thành phần và những nét riêng biệt của CBR

Dưới cách nhìn truyền thống, lập luận bao gồm hai vấn đề đó là một quá trình xử lý, ghi nhớ và kết hợp các yếu tố lại với nhau Lập luận CBR yêu cầu một cách nhìn nhận sự lập luận là một quá trình ghi nhớ một chuỗi các trường hợp có chọn lọc hoặc là một trường hợp cụ thể Quá trình lập luận được dựa trên sự so sánh giữa trường hợp mới và các trường hợp cũ Dựa trên quan điểm này khi xây dựng

hệ thống ta cần phải quan tâm đến các điểm sau:

+ Lập luận CBR nhấn mạnh đến việc dùng các trường hợp cụ thể hơn là việc trừu tượng các trường hợp đó, phạm vi quan tâm của nó là tới những lĩnh vực lớn hơn, vấn đề khó giải quyết Việc bắt đầu quá trình lập luận được dựa trên nền tảng của tri thức đã có, đây là điểm bắt đầu cho quá trình suy diễn dựa trên kinh nghiệm

đã có

+ CBR được thực hiện dựa trên sự kết hợp giữa các trường hợp cũ đã được

xử lý Cho nên không dùng CBR đối với trường hợp xẩy ra lần đầu mà phải được

xử lý trên phạm vi rộng các trường hợp

+ CBR tập trung vào các trường hợp cụ thể bởi vì chúng có thể cung cấp sự hướng dẫn để giải quyết các vấn đề mới hơn là có thể thực hiện trên lý thuyết Đối tượng của CBR tập trung vào sự cách biệt và sự sai khác giữa các trường hợp và việc cung cấp tri thức trong xử lý

+ Hệ CBR hướng phân tích biến đổi và kết hợp các sự kiện liên quan bằng việc kết hợp các thành phần trong quá trình xử lý Khi một vấn đề có thể phân tích được ra thành các thành phần riêng biệt không có ảnh hưởng đến nhau và kết hợp lại là việc dễ dàng Với vấn đề nhỏ, rời rạc, có thể phân tích ra ở mức nhỏ hơn, không có ảnh hưởng qua lại với nhau thì việc kết hợp lại trở lên khó khăn và phức tạp lên nhiều Phương pháp truyền thống cần phải suy diễn rộng dựa trên ý nghĩa cơ bản của trường hợp để xử lý Trong trường hợp đó cách giải quyết của CBR sẽ có hiệu quả hơn vì có thể khống chế việc chia cắt chúng ra thành các phần nhỏ

+ Với CBR cho phép giải quyết một vấn đề một cách hoàn chỉnh, nếu như nó tương tự như trường hợp mà đã được xử lý từ trước, nó có thể cung cấp một sự gắn kết những tiền đề mới nắm bắt được với những yếu tố của trường hợp cũ và kết hợp chúng lại với nhau Chính nhờ việc kết hợp lại các yếu tố mà nó đã giúp cho người lập luận để đưa ra quyết định đúng đắn

Việc dùng lại kinh nghiệm làm nền tảng trong khi giải quyết vấn đề sẽ xét đến các mối quan hệ của tình huống mới làm cho các giải pháp giảm độ phức tạp Người lập luận phải căn cứ vào lý do chính, mục đích cuối cùng mà mình có thể đạt được để giải quyết, hướng đó phải được dựa trên sự tham khảo các giải pháp cũ và

có sự kết nối giữa giải pháp cũ với trường hợp hiện thời để có giải pháp tốt hơn

1.2.4 Quá trình xử lý trong lập luận CBR

Lập luận CBR có 2 mục đích chính là:

Đưa ra trường hợp cũ có khả năng hỗ trợ trong giải quyết vấn đề mới Đưa ra một trường hợp cũ và hoàn cảnh xử lý của nó để cho phép ta tham khảo, từ đó sẽ đưa ra phương quyết sách trong quá trình giải quyết trường hợp mới

Kỹ thuật xây dựng hệ thống dùng CBR có hai kiểu, sự khác nhau cơ bản là ở chỗ, khi tiến hành lập luận xong thì cách chọn ra một trường hợp tương tự nhất là như thế nào Nhưng thường thì ta áp dụng giải pháp sau, đây là giải pháp được thực hiện trên ý tưởng “Thanh lọc” – Ballpark Solution [11], trường hợp từ tập các

trường hợp có tiềm năng nhất sau khi lập luận, rồi từ đó cho phép ta chỉnh giải pháp lại cho phù hợp với trường hợp mới Quá trình thực hiện được mô tả qua sơ đồ sau:

Sơ đồ 2.1: Quá trình lập luận CBR

Qua sơ đồ này cho ta thấy để thực hiện một phiên lập luận thì cần phải qua

các bước sau:

Bước 1: Truy nhập – Case Retrieval: tổng hợp và phân tích để lựa chọn ra

các trường hợp có khả năng tốt nhất có thể phục vụ cho quá trình lập luận Quá trình này được hiện qua 2 bước trung gian:

Tổng hợp những trường hợp được xử lý trước đó: Mục đích của bước này là để phục hồi lại các trường hợp có thể đáp ứng tốt cho các bước

lập luận ở bước sau Các trường hợp này là những trường hợp có khả năng tạo nên những tác động đối với trường hợp mới Chúng được thực hiện bằng cách gán trọng số cho các thuộc tính rồi đem so sánh với trường hợp mới

Lựa chọn nhóm các trường hợp: Mục đích là để sàng lọc ra trường hợp liên quan mật thiết nhất đến trường hợp mới Kết quả có thể là

một hoặc một nhóm các trường hợp

Bước 2: Đề xuất giải pháp – Proposing a Ballpark Solution: lựa chọn giải

pháp thực hiện dựa trên sự kết hợp giữa trường hợp mới và các trường hợp đưa ra ở bước 1, quá trình này được thực hiện trên hai lựa chọn:

Một là thực hiện trên toàn bộ các yếu tố trong quá trình giải quyết các trường hợp cũ

Hai là thực hiện trên một phần hoặc một nhóm phần của các trường hợp cũ

Ví dụ: Với công việc của bác sỹ tại phòng khám bệnh hoặc bộ phận đón tiếp thì công việc chính của người bác sỹ này là phân luồng bệnh nhân đến khám tại các bàn khám chuyên khoa thì quá trình lập luận để đưa ra quyết định giới thiệu người bệnh đến bàn khám nào thì chỉ cần thực hiện dựa trên triệu chứng của người bệnh hoặc là tiền sử Nhưng với công việc của người bác sỹ chuyên khoa hoặc bác sỹ điều trị thì quá trình lập luận để đưa đến một phác đồ điều trị thì cần phải kết hợp nhiều yếu tố vì cùng một loại bệnh điều trị cùng một loại thuốc thì còn phụ thuộc

vào thể lực của người bệnh

Bước 3: Thích ứng – Adaptation: tinh chỉnh giải pháp, do cách giải quyết

các trường hợp và những thuộc tính của nó không giống một cách hoàn toàn với trường hợp mới, nên ở các trường hợp đưa ra trong hai bước trên cần phải được lựa chọn lại một lần nữa Thông thường việc đưa ra kết luận ở bước này sẽ được thực hiện dựa trên kinh nghiệm và suy diễn của người lập luận, nhưng trong khi xây dựng hệ thống ta có thể thực hiện quá trình lập luận trên từng phần rồi từ đó đưa ra được sự khác nhau, có tính quyết định để người dùng có thể dùng có thể có lựa chọn một cách dễ dàng Ví dụ: triệu chứng người bệnh có nhiều yếu tố dẫn đến bị

mắc Lao phổi thì trong số các trường hợp bị Lao phổi mà hệ thống đưa ra, cần phải xét đến tiền sử vì nếu người lập luận cũng không thể nhớ và phân biệt được một cách rõ ràng Nhưng với phương pháp lập luận dựa trên trường hợp có thể chứng minh bằng cách đưa ra độ tương tự giữa các tình huống rồi thực hiện so sánh giữa trường hợp mới với các trường hợp cũ, nếu như độ tương tự không đảm bảo độ tin

cậy thì ta có thể điều chỉnh lại các tham số và thực hiện lại quá trình suy diễn

Bước 4: Kiểm tra kết quả - Evaluative Testing: Đây là bước quan trọng

trong việc đánh giá quá trình lập luận, nhờ có bước này mà nó cho phép kiểm tra được kết quả đầu ra so với thực tế Nhờ vào các thông tin phản hồi thì nó đã tạo ra

một quá trình tự học cho hệ thống

Bước 5: Cập nhật tri thức – Memory Update: Sau khi có kết quả chính

thức thì trường hợp mới sẽ được lưu lại trong thư viện và được sử dụng cho lần lập luận sau Nhưng việc lưu trữ này phải được thực hiện trên một nguyên tắc, dựa trên

một mối liên hệ để nếu có được sử dụng lần sau sẽ được gọi lại một cách thuận tiện

1.2.5 Ưu, nhược điểm của phương pháp lập luận dựa trên trường hợp (CBR)

Ưu điểm:

 CBR giúp người suy luận nhanh chóng có được kết luận mà không mất nhiều thời gian để suy luận vấn đề từ đầu Cho phép người lập luận có thể tham khảo một số giải pháp, cách giải quyết vấn đề đã được áp dụng của người đi trước, trong trường hợp người lập luận chưa hiểu rõ

 CBR không những giúp cho người suy luận có phương tiện để có thể đưa ra được những kết luận sát đáng mà còn giúp họ có khả năng đánh giá được kết luận của mình Kết luận của CBR có tính

mở, người lập luận có thể tham khảo các kinh nghiệm cũ, các giải pháp đã thực hiện rồi từ đó đưa ra những thay đổi trong cách giải quyết sao cho phù hợp với trường hợp mới

 Lưu lại những kinh nghiệm, đặc biệt là những kinh nghiệm giải quyết các trường hợp ít xuất hiện, những tình huống xấu đã từng nảy sinh

trong quá trình xử lý, tổ chức lưu trữ lại một cách có hệ thống giúp cho người lập luận có thể tìm kiếm nhanh chóng cho lần sau Nhờ có khả năng lưu trữ một cách có hệ thống mà CBR giúp cho người lập luận có thể thực hiện lập luận trên từng phần của trường hợp hoặc toàn bộ các thành phần của trường hợp, nhờ đó nó có thể rút ra được những đặc trưng quan trọng của vấn đề để có thể đưa ra được kết luận cho phù hợp

Nhược điểm:

 Người lập luận có thể bị lệ thuộc vào các trường hợp cũ và những kinh nghiệm đã trải qua, không đánh giá được hiệu quả của cách giải quyết trường hợp cũ đối với trường hợp mới

 Người lập luận có thể đi theo lối mòn suy diễn theo kinh nghiệm, giải quyết trường hợp mới có thể theo một cách cứng nhắc

 Kết quả của quá trình lập luận theo phương pháp CBR tốt hay xấu, phụ thuộc rất nhiều vào giá trị kinh nghiệm trước đó

1.3 Thư viện các trường hợp và cách truy nhập vào trường hợp

1.3.1 Mô tả trường hợp

Như đã trình bày ở trên, chúng ta thấy một hệ thống được xây dựng trên công nghệ CBR, một trong những yếu tố quyết định để hệ thống hoạt động có hiệu quả và phù hợp với thực tế thì vấn đề mô tả các trường hợp, tổ chức lưu trữ các trường sao cho dễ dàng cho thao tác trong quá trình lập luận là việc hết sức cần thiết Trên thực tế việc tổ chức lưu trữ các trường hợp cho xây dựng hệ thống sẽ được tập trung quan tâm vào 2 yếu tố:

Mô tả trường hợp – đây chính là phần tri thức của hệ thống

Tập hợp các thao tác thực hiện trên thư viện tri thức đã có

Hai yếu tố này có sự quan hệ chặt chẽ với nhau vì nó có ảnh hưởng lớn tới kết quả của quá trình lập luận, đó là việc đưa ra các trường hợp cũ trong thư viện tri thức Quá trình đó có thể được thực hiện trên sự quan hệ mật thiết giữa các trường

hợp mới và trường hợp cũ, sự kết hợp này cũng có thể được thực hiện trên tổng thể tập các thuộc tính hoặc từng phần Khi tiến hành xây dựng 1 thư viện trường hợp với mục đích phục vụ tốt cho quá trình lập luận và hỗ trợ tốt cho những người dùng sau, trước hết ta cần phải trả lời một số câu hỏi sau:

Trường hợp được đề cập trong hệ thống là gì, gồm những thành phần nào? Những nội dung nào của trường hợp cần được lưu trữ?

Phương pháp nào sẽ được áp dụng trong việc mô tả tri thức cho các trường hợp?

Hình thức nào và phương pháp mô tả nào là thích hợp cho việc mô tả trường hợp?

Sau khi đã có câu trả lời cho 4 câu hỏi trên thì một vấn đề quan trọng đặt ra trong khi xây dựng hệ thống chính là phải chọn ra một phương pháp sắp xếp chỉ số

cho phù hợp Sự sắp xếp này phải thỏa mãn một số yêu cầu là:

Thứ nhất: Có khả năng kết hợp những thông số quan trọng của các trường hợp đã được mô tả

Thứ hai: Có thể phục vụ để xây dựng giải thuật phục hồi các trường hợp thỏa

mãn các yêu cầu của người lập luận

Một hệ thống lập luận được xây dựng trên CBR là một hệ chuyên gia lập trình không nguyên tắc truyền thống Thành phần quan trọng tham gia trong nó chính là phần tri thức nên một vấn đề nảy sinh trong khi xây dựng hệ là cách mô tả phần tri thức của hệ thống này Theo quan điểm của hệ chuyên gia chúng ta có 5 kỹ thuật phổ thông nhất dùng để phát triển một hệ chuyên gia [3] đó là: Cặp 3 đối tượng – thuộc tính – giá trị; Các luật; Các mạng ngữ nghĩa; Các khung; Logic Khi xây dựng hệ thống dựa trên CBR, ta phải chọn một giải pháp sao cho có lợi về cả hai khía cạnh đó là: Mô tả trường hợp và mô tả tri thức Nên ta thấy sử dụng phương pháp mô tả dưới dạng khung (Frame) là có hiệu quả vì bên cạnh ta có thể dùng để mô tả trường hợp thì cách mô tả này có thể sử dụng dữ liệu được xây dựng

trên mô hình dữ liệu quan hệ - một mô hình đã được sử dụng rất phổ biến trong việc

lưu trữ dữ liệu hiện nay

1.3.2 Thành phần cơ bản của trường hợp

Giải quyết vấn đề này người thiết kế hệ thống cần phải thiết kế một cấu trúc sao cho trường hợp phải làm nổi bật 2 vấn đề: Một là mô tả được những vấn đề thuộc lĩnh vực mà trường hợp đó đề cập, đó có thể là vấn đề đã được giải quyết hoặc sẽ được giải quyết trong tương lai, nó giúp cho người lập luận không những có thể tham khảo được tình huống cũ, mà còn được coi là một bài học có ích cho người lập luận Hai là mô tả được cách giải quyết trường hợp đó một cách rõ ràng cùng kết quả đã đạt được Qua đó ta thấy, trong quá trình mô tả cấu trúc trường hợp, lưu trữ vào thư viện phục vụ cho việc lập luận ta không nên xây dựng cấu trúc của trường hợp là quá phức tạp, nhưng cũng không được quá đơn giản vì việc đơn giản hóa sẽ làm cho ta mất thông tin, từ đó sẽ dẫn tới phạm vi hoạt động của hệ thống bị hạn chế Nhưng nếu ta xây dựng cấu trúc của trường hợp là quá phức tạp sẽ dẫn tới việc so sánh và nhận biết giữa các trường hợp là khó khăn Nên khi mô tả trường hợp, điều quan trọng nhất của người xây dựng hệ thống là phải chọn ra được các thuộc tính đặc trưng nhất định của các trường hợp mà hệ thống đang quan tâm, đặc

trưng này phải thuận tiện cho việc tính độ tương tự giữa các trường hợp

1.3.3 Mô tả giải pháp thực hiện đối với trường hợp

Một trường hợp xẩy ra có thể có nhiều cách giải quyết khác nhau, công việc này được thực hiện phụ thuộc rất nhiều vào khả năng của mỗi người (mỗi chuyên gia), nó tùy thuộc vào kinh nghiệm của chuyên gia đó cùng với tầm hiểu biết của chuyên gia đó trong lĩnh vực, trong quá trình thực hiện mô tả ta nên chia ra làm các giai đoạn sau: các bước khởi đầu – lên kế hoạch, kết hợp và phân loại các trường hợp có thể tham khảo, cơ sở cho sự lựa chọn các trường hợp cùng với giải pháp đó, đưa ra những khái niệm, những đối tượng sẽ được lưu trữ và những mục tiêu có thể

- Từng bước thực hiện: Phần này phải trình bày rõ được quá trình thực hiện

để đi đến được quyết định giải quyết vấn đề, nó có thể là toàn bộ quá trình hoặc từng bước đưa ra quyết định

- Chứng minh: Đưa ra phương thức tiếp cận cách giải quyết tình huống cụ thể của trường hợp cũ Nó phải làm nổi bật được 2 nội dung Thứ nhất là nguyên tắc xác định các giải pháp, thứ hai là nguyên tắc lựa chọn và các thuộc tính đặc trưng đưa ra kết luận

1.3.4 Mô tả kết quả của việc thực hiện lập luận

Kết quả đưa ra của hệ thống với mỗi trường hợp tương tự với trường hợp mới là những thuộc tính của trường hợp đó, của hoàn cảnh và những thay đổi diễn biến của trường hợp đó gặp phải trong quá trình xử lý, cách tiến hành về giải pháp thực hiện đối với trường hợp đó Kết quả đưa ra phải đảm bảo cho hai nội dung, một là hoàn cảnh xảy ra trường hợp đó, những phân tích, chú thích về lý do xảy ra những thuộc tính đó mà trường hợp đó gặp phải Nói chung thông tin đưa ra phải đầy đủ, nó không chỉ là những thông tin về hiện tượng hay kết quả mà còn phải chỉ

rõ các bước tiến hành giải quyết hiện tượng đó Đối với người lập luận những thông tin này rất quan trọng vì nó giúp cho người lập luận có thể dự đoán được kết quả khi

áp dụng giải pháp này cho trường hợp mới và có cơ sở để sửa đổi giải pháp mới cho phù hợp Đặc biệt là khi kết quả của hệ thống đưa ra nó có nhiều điểm khác biệt so với những suy nghĩ định hướng ban đầu của người lập luận thì đây là những căn cứ

để tốt hơn giúp cho người lập luận đưa ra quyết định thực hiện và giúp tránh được những sai lầm có thể gặp phải Một cách tổng quát khi trường hợp được sử dụng cho một hệ thống thực hiện trên công nghệ CBR thì thông tin về trường hợp cần phải đủ 3 phần sau:

Nêu lên được điều kiện, hoàn cảnh xảy ra trường hợp đó và những vấn đề cần phải được giải quyết

Chi tiết từng bước của quá trình giải quyết cùng các phản ứng của trường hợp với cách giải quyết đó

Kết quả cụ thể cuối cùng đã đạt được khi thực hiện tập các thao tác ở

bước 2 đối với trường hợp đó

1.3.5 Tổ chức lưu trữ trường hợp và giải thuật truy nhập

Chúng ta có thể xem thư viện các trường hợp là một cơ sở dữ liệu đặc biệt Giống như một cơ sở dữ liệu thì thư viện trường hợp lưu trữ một số lượng 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 được thực hiện trên số lượng 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 đưa ra được một trường hợp (bản ghi) thỏa mãn yêu cầu của người lập luận thì giải thuật tìm kiếm phải có sự kết hợp giữa các thuộc tính với nhau và đưa đến được sự tương tự đủ tin cậy

Quá trình thực hiện truy nhập một trường hợp từ một thư viện sẽ được thực hiện trên tổng thể các trường hợp trên thư viện và ta sẽ ít có khả năng tìm ra được trường hợp giống một cách nguyên vẹn trường hợp mới nên kết quả đạt được 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 đưa ra các trường hợp có liên quan nhất với trường hợp mới

Hiệu quả của giải thuật truy nhập phụ thuộc vào số lượng và độ phức tạp của các thuộc tính và tính chính xác của các thuộc tính đó Với mỗi cấu trúc đều

có một phương pháp tìm kiếm và giải pháp truy nhập xác định Ví dụ với cách tổ chức dữ liệu thông thường ta có các cách tìm kiếm sau:

Sử dụng B-tree

Giải thuật Breadth-First

Giải thuật Depth-First

Sơ đồ 2.2 Giải thuật truy nhập trường hợp

Hiện nay để xác định độ tương tự giữa trường hợp mới và trường hợp đã lưu trong thư viện người ta thường dùng một hàm số để xác định Phương pháp này có

ưu điểm là xác định thực hiện nhanh đơn giản nhưng có nhược điểm là chỉ tính được với các thuộc tính đã được chuyển đổi tương ứng từ biến ngôn ngữ sang một giá trị số Giá trị này có thể là trọng số hoặc điểm của thuộc tính mà trường hợp mới

có, sau dựa vào các trọng số của trường hợp mới ta sẽ tính kết hợp nó với các trường hợp đã được lưu trữ Quá trình này được thực hiện như sau:

Với mỗi đặc trưng của trường hợp mới:

Tìm đặc trưng tương ứng với nó đã lưu trữ trong thư viện

Dựa vào mức độ thể hiện so sánh chúng với nhau để tính hệ số của mối quan hệ

Phương pháp dùng hàm để xác định độ tương tự giữa hai trường hợp còn được gọi là người láng giềng gần nhất (nearest – neighbor matching) [11] Quá trình

được thực hiện qua 3 bước:

Bước 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 tượng 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

Bước 2: Dựa vào kết quả ở bước 1 ta thực hiện tính toán độ tương tự thông

qua một hàm số hàm toán học, là tổng của các tích tương ứng giữa các thuộc tính

của đối tượng, giá trị của hàm trả về của hàm nằm trong khoảng [0,1]

Bước 3: Dựa vào kết quả của hàm ta lựa chọn phân loại được độ tương tự

Thông thường mức phân loại được 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 như khác – probably diffirent

Hoàn toàn khác – Completely diffirent

Ứng với mỗi loại chương trình cụ thể thì có thể có sự phân ngưỡng để xếp loại kết quả là khác nhau, nó có thể chia ra làm 6 mức như trên hoặc ít hơn, việc quyết định là do sự đánh giá của các chuyên gia trong lĩnh vực đó

Chương 2 ỨNG DỤNG PHƯƠNG PHÁP LẬP LUẬN DỰA TRÊN CÁC

TRƯỜNG HỢP CHO CHẨN ĐOÁN Y HỌC

2.1 Hiện trạng về bệnh phổi và phương pháp chẩn đoán lao và các bệnh về phổi

2.1.1 Hiện trạng bệnh phổi ở nước ta và trên thế giới hiện nay

Trong thời điểm hiện nay, mặc dù y học đã có những tiến bộ vượt bậc nhưng con người vẫn luôn phải đối mặt với rất nhiều căn bệnh hiểm nghèo Những căn bệnh này thường lây lan với tốc độ cực nhanh và huỷ hoại sức khoẻ của người bệnh, thậm chí lấy đi tính mạng của họ Các bệnh về phổi hiện nay mặc dù tỉ lệ tử vong có giảm nhưng vẫn đang là vấn đề nóng bỏng trong y học với số người mắc bệnh khá cao

Ví dụ về viêm phổi cấp tính, theo thống kê Ở Ba Lan, viêm phổi cấp tính chiếm 1/4 trường hợp nhiễm khuẩn đường 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, người 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 người mắc bệnh, có thể kể ra như apxe phổi, tràn dịch màng phổi, u màng phổi, ung thư 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 thường 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, thường thì việc chữa trị là không khó Vấn đề ở đây là các bệnh nhân thường được 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 được toàn dân

Hai là, thông thường người 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 chưa xác định được 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

Như vậy, vấn đề đặt ra là làm thế nào phát hiện được bệnh sớm nhất để có thể chữa trị được bệnh dễ dàng, tiết kiệm được 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 trường 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 đưa ra những lời khuyên về y học Không giống như các ứng dụng thông thường 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 hướng vào việc giải quyết các vấn đề về trò chơi, nhận dạng ảnh và xử lý tiếng nói Sau đó, người ta nhận thấy rằng hầu hết những vấn đề khó khăn cần sự xử lý thông minh đều được giải quyết nhanh chóng qua một cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện hướng 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 được quan tâm và đã phát triển nhanh chóng Các cơ

sở tri thức trong y tế luôn được trợ giúp bởi các chuyên gia để tăng tính chuyên môn

và thường được cập nhật thường xuyên dẫn đến việc y học được coi là một lĩnh vực lôgic mà trong đó có thể áp dụng các hướng 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 trường, 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 dưới 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

Như vậy, một hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán tốt sẽ có khả năng mô phỏng, bắt chước 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 lưu 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 như hệ INTERNIST do J.Mayer và H.Pople [14] xây dựng có thể chẩn đoán cho 80% số bệnh nội khoa hay như hệ MYCIN [15] của đại học Stanford được đánh giá như một chuyên gia lành nghề trong chẩn đoán nhiễm trùng máu và viêm màng não Trong số đó, MYCIN đã được coi là kiểu mẫu của các hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán sau này và là bài học cơ sở cho những người 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 người chuyên gia làm việc Chỉ có như vậy hệ chuyên gia mới được sử dụng hiệu quả nhất những tri thức khai thác từ chuyên gia và đem lại lợi ích như một chuyên gia người Để đạt được 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 được tổng quát và mô

hình hoá

Các kiểu chẩn đoán và mục đích của chúng:

Chẩn đoán khẳng định bệnh: người bác sĩ sử dụng những triệu chứng hay xuất hiện đặc trưng cho bệnh để tìm ra khả năng mắc bệnh của bệnh nhân Cách lập luận đơn giản của trường hợp này là “ Nếu triệu chứng của bệnh nhân là những triệu chứng thường thấy ở bệnh viêm phổi Thì bệnh nhân có khả năng mắc bệnh viêm phổi”

Chẩn đoán loại trừ bệnh: người 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 trường 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: người 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 trường hợp này là “nếu triệu chứng của bệnh nhân là những triệu chứng thường gặp ở cả lao phổi và ung thư phổi nhưng bệnh nhân lại có thêm những triệu chứng xuất hiện ở ung thư 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 được bác sĩ thu thập qua hỏi đáp, thăm khám bình thường bằng tay, mắt, nghe, đo, gõ Ví dụ như ho lâu ngày, sốt nhẹ, sụt cân

Triệu chứng cận lâm sàng: đây là những triệu chứng của bệnh nhân chỉ có thể có được qua các xét nghiệm, các kiểm tra bằng máy móc như xét nghiệm đờm, kiểm tra da, chụp X quang Ví dụ như đờm dương tính, tổn thương 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 thường là yếu tố đem lại sự

chính xác cho các chẩn đoán cuối cùng

2.1.3 Phương pháp chẩn đoán Lao và các bệnh phổi

Qua nghiên cứu trực tiếp và được sự giúp đỡ về mặt chuyên môn y học của các bác sỹ tại 2 đơn vị: Bệnh viện Lao và bệnh phổi Hưng Yên, Bệnh viện phổi Trung Ương về vấn đề này chúng tôi thu được kết quả về các phương pháp chẩn đoán Lao và các bệnh phổi như 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 được phỏng vấn:

Tiền sử hút thuốc lá, thuốc lào, thuốc phiện

Tiền sử dùng thuốc điều trị lao

Sự quan tâm của người thân trong gia đình, bạn bè, hàng xóm khi bệnh nhân đang điều trị lao

Các thông số liên quan khác

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 hưu 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 được điều trị phác đồ tái trị 2SHRZ/1RZHE/5H3R3E3 Trong 3 tháng đầu bệnh nhân được theo dõi triệu chứng lâm sàng, xét nghiệm đờm tại Bệnh viện lao và Bệnh phổi Hưng Yên, 5 tháng điều trị duy trì tại các cơ sở y tế các cán bộ tham gia nghiên cứu của Trạm lao sẽ phối hợp với cán bộ y tế phường

xã, huyện phụ trách chuyên khoa lao kiểm tra bệnh nhân uống thuốc và theo dõi triệu chứng lâm sàng và kết quả xét nghiệm đờm và cân nặng

Xét nghiệm đờm tìm vi khuẩn lao bằng phương pháp soi trực tiếp, kết quả được đánh giá theo tiêu chuẩn của Hiệp hội chống Lao Quốc tế (HHCLQT) và Chương trình chống Lao Quốc gia (CTCLQG)

Kết quả Phân loại kết quả Không AFB trên 100 vi trường Âm tính

1-3 AFB trên 100 vi trường Âm tính

4-9 AFB trên 100 vi trường Dương tính Ghi số con cụ thể 10-99 AFB trên 100 vi trường Dương tính 1+

1-10 AFB trên 1 vi trường Dương tính 2+

>10 AFB trên 1 vi trường Dương tính 3+

* Vi trường: Phạm vi tiêu bản quan sát được trên kính hiển vi

Chụp X quang phổi để đánh giá tổn thương trên phim phổi

Phân loại Xquang theo các tổn thương cơ bản của lao phổi là thâm nhiễm, nốt, hang và xơ hang

Đánh giá độ lan rộng của tổn thương: Theo phân loại của TCYTTG và

HHCLQT:

1 Tổn thương 1 phổi trái

Nốt Nốt có hang

Xơ hang Hỗn hợp

2 Tổn thương 1 phổi phải

Nốt Nốt có hang

Xơ hang Hỗn hợp

3 Tổn thương 2 phổi

Nốt Nốt có hang

Xơ hang Hỗn hợp

Bảng 3.3: Tổn thương X quang phổi

Bảng 3.4: Phân loại mức độ tổn thương

Độ I: Tổn thương gián đoạn, không hang Độ lan rộng của tổn thương không vượt quá khối lượng phổi nằm trên khớp ức sườn thứ II và gai sống lưng thứ IV

Độ II: Tổn thương vừa phải trên 1 hoặc 2 phổi, độ lan rộng tổng cộng không vượt quá khối lượng 1 phổi, hang < 4 cm

Độ III: Tổn thương vượt quá 1 phổi, hang > 4 cm

2.1.4 Quy trình chẩn đoán Lao và các bệnh phổi hiện nay

Hiện nay khi một bệnh nhân đến khám tại Bệnh Viện Phổi TW, Bệnh viện Lao

và bệnh phổi Hưng Yên người bác sĩ tiến hành chẩn đoán theo những bước sau [1]:

 Giai đoạn 1 (Khám lâm sàng): giai đoạn này bác sĩ chủ yếu sử dụng các triệu chứng lâm sàng để chẩn đoán

Tiến hành các thăm khám ban đầu: nhìn vẻ bề ngoài (tóc, da, mắt ) Hỏi về tình trạng của cơ thể bệnh nhân để thu được càng nhiều càng tốt các triệu chứng lâm sàng

Từ các triệu chứng lâm sàng tiến hành chẩn đoán khẳng định, chẩn đoán loại trừ, chẩn đoán phân biệt để xác định khả năng mắc bệnh của bệnh nhân

Nếu hết giai đoạn này, người bác sĩ cảm thấy không có gì nghi ngờ về bệnh phổi, ông ta sẽ đưa ra câu trả lời phủ định bệnh phổi và có thể gợi ý về khả năng bệnh nhân mắc một căn bệnh khác Bệnh nhân sẽ được khuyên là nên quay lại nếu bệnh nặng thêm mà không rõ căn nguyên Ngược lại, nếu cuối giai đoạn lâm sàng, bệnh nhân bị nghi là

đã mắc bệnh phổi thì giai đoạn chẩn đoán thứ hai sẽ được tiến hành để

độ chính xác cao

Sau giai đoạn này, người bác sĩ có thể hoặc đi tới kết luận cuối cùng khẳng định hay loại trừ bệnh phổi hay vẫn không thể quyết định chắc chắn được Trong trường hợp sau, một phương án điều trị thử sẽ được

đề nghị tuỳ theo tình trạng bệnh tật của bệnh nhân: nếu trầm trọng bệnh nhân sẽ được điều trị thử với bệnh phổi; nếu tình trạng không quá tồi tệ bệnh nhân được điều trị thử bằng kháng sinh Một khi căn bệnh thực tế không phải là về phổi mà là một bệnh khác như nhiễm trùng thì điều trị thử sẽ không có kết quả và điều trị kháng sinh sẽ đem lại những chuyển biến tích cực Cũng như vậy, khi bệnh nhân thực sự

đã mắc bệnh phổi thì phương án điều trị thử mới có tác dụng

Tóm lại, vấn đề thực tế chẩn đoán bệnh chính là cơ sở trực tiếp cho việc xây dựng cơ chế lập luận của hệ chuyên gia trợ giúp chẩn đoán các bệnh về phổi Hơn thế nữa, theo quy trình khám và chữa bệnh của ngành Y, việc lưu trữ các hồ sơ bệnh

án, y lệnh phác đồ điều trị của bệnh nhân không những có ý nghĩa rất lớn về các vấn

đề xã hội mà còn là một, kho tri thức rất lớn phục vụ cho quá trình khai phá trích chọn tri thức từ kho dữ liệu mà còn là một ngân hàng thí nghiệm sống cho các phác

đồ mới cùng với những kết quả của nó Đây chính là một cơ sở rất tốt cho việc xây dựng và cài đặt hệ thống hỗ trợ chẩn đoán dựa trên công nghệ CBR

2.2 Ứng dụng phương pháp lập luận dựa trên trường hợp triển khai vào ứng dụng hỗ trợ chẩn đoán bệnh Lao và phổi

2.2.1 Đặt vấn đề

Như đã trình bày ở các chương trước, chúng ta thấy việc tham khảo và học tập cách xử lý tình huống của những người có kinh nghiệm là một việc hết sức cần thiết, nhưng một khó khăn cho người học hoặc người vận dụng là vấn đề mới cần được giải quyết không giống một cách nguyên vẹn một trường hợp cũ, nên ta thường phải tìm đến một trường hợp tương đối phù hợp tương tự với trường hợp mới rồi từ đó tham khảo và đưa ra những quyết định cho phù hợp

Khi nghiên cứu quá trình lập bệnh án điều trị cho một bệnh nhân chúng tôi thu được kết quả thể hiện qua sơ đồ sau:

Sơ đồ 3.1 Quá trình lập bệnh án truyền nhiễm

Như vậy, để chẩn đoán bệnh và ra các y lệnh, người bác sỹ điều trị cho bệnh nhân thực tế đã phải hỏi bệnh nhân về quá trình bệnh lý, tiền sử bệnh, khám toàn thân, tìm hiểu quá trình bệnh lý và biểu hiện lâm sàng, xem các kết quả xét nghiệm, kết quả chụp XQ rồi kết hợp với kinh nghiệm của mình mới có thể quyết định được Mặt khác để có được những kinh nghiệm đó thì người bác sỹ đã phải dựa vào kết quả điều trị và triệu chứng của những bệnh nhân mình đã từng điều trị

Từ đó chúng ta thấy sử dụng CBR là phù hợp, trong phạm vi đề tài này chúng tôi trình bày một hệ hỗ trợ chẩn đoán thực hiện trên bệnh án của những bệnh nhân bị mắc các bệnh về phổi

2.2.2 Xác định các yêu cầu chính cho bài toán

Bài toán tập trung vào những lĩnh vực sau:

Nhập liệu: Cho phép nhập dữ liệu thông qua các bệnh án của bệnh viện Lao Phổi Hưng Yên Chương trình cho phép nhập thông tin chi tiết về bệnh nhân, các triệu chứng, câu hỏi của bác sỹ và trả lời của bệnh nhân cho các trường hợp

Thực hiện chẩn đoán bệnh dựa trên triệu chứng nhập vào đưa ra kết quả so sánh với các thông tin đầu vào của hệ thống và bộ nhớ lưu trữ thông qua kinh nghiệm máy học được

Báo cáo kết quả thu được sang crystal report, từ đó xuất dữ liệu ra ngoài hệ thống phục vụ công tác đào tạo học viên mới, chẩn đoán bệnh sơ bộ (có thể là công cụ cho biết trước tình hình làm một phần

của căn cứ phán đoán)

2.2.3 Nghiệp vụ hướng dẫn chẩn đoán

Hệ thống sử dụng phương pháp biểu diễn tri thức thông qua khung, mỗi

hồ sơ bệnh án được mô tả:

(Chan_doan_KKB: Viêm phế quản, Theo dõi lao phổi )

(Chan_doan_KDT: Viêm phế quản, Theo dõi lao phổi )

(Benh_chinh: Viêm phổi )

(Tinh_trang_ra_vien: Khỏi, Nặng hơn, Đỡ, Tử vong )

(Trieu_chung:

Trieu_chung1: Tra_loi1 (Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số) Trieu_chung2: Tra_loi2 (Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số)

Trieu_chungn: Tra_loin (Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số))

(Xet_nghiem:

Xet_nghiem1:Ket_qua1(Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số) Xet_nghiem2:Ket_qua2(Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số)

Xet_nghiemn:Ket_quan(Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số) )

(XQ:

XQ1:Ket_qua1(Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số)

XQ2:Ket_qua2(Giá trị thể hiện được biểu diễn dưới dạng giá trị số)