Tiểu luận môn biểu diễn tri thức và suy luận ỨNG DỤNG MÔ HÌNH COKB VÀO VIỆC HỖ TRỢ CÔNG TÁC KHÁM, ĐIỀU TRỊ BỆNH NGOẠI TRÚ CỦA Y, BÁC SĨ

- 1
-
ĐẠI HỌC QUỐC GIA THÀNH PHỐ HỒ CHÍ
MINH
TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN
ỨNG DỤNG MÔ HÌNH COKB VÀO VIỆC HỖ TRỢ CÔNG
TÁC KHÁM, ĐIỀU TRỊ BỆNH NGOẠI TRÚ CỦA Y, BÁC SĨ
Học viên thực hiện: Nguyễn Minh Luân
Mã số học viên: CH1301024
GVHD: PGS.TS. Đỗ Văn Nhơn
Tp.HCM tháng 03-2014
- 2
-
MỤC LỤC
Trang
MỤC
LỤC
2
DANH MỤC HÌNH VẼ 3
MỞ ĐẦU 4
CHƯƠNG 1. TỔNG
QUAN
5
1.1. Ý nghĩa 5
1.2. Quy trình khám và điều trị bệnh ngoại trú 5
1.3. Các yêu cầu đặt ra trong công tác khám bệnh ngoại trú 5
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH COKB SỬ DỤNG BÀI TOÁN MẪU 7
2.1. Mô hình COKB 7
2.2 Mô hình bài toán 8
2.3 Mô hình COKB sử dụng mẫu bài toán 8
CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH COKB KHAI THÁC TOA

THUỐC MẪU
12
3.1 Hiện trạng 12
3.2 Ứng dụng mô hình COKB sử dụng bài toán mẫu 12
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM 14
4.1 Giao diện để các bác sĩ cập nhật, ghi nhận thông tin của bệnh nhân 14
4.2 Kết quả hệ thống trả về sau khi suy diễn 14
KẾT LUẬN 16
TÀI LIỆU THAM KHẢO 17
- 3
-
DANH MỤC HÌNH VẼ
Hình 1: Quy trình khám và điều trị bệnh ngoại trú….……………………………… 5
- 4
-
MỞ ĐẦU
Hiện nay, tình trạng quá tải tại các bệnh viện tuyến tỉnh, thành phố trực
thuộc trung ương xảy ra ngày càng nghiêm trọng. Bởi vì, ngoài yếu tố cơ sở vật
chất thì trình độ chuyên môn của các bác sĩ là không đồng đều. Bác sĩ giỏi
thường tập trung tại các bệnh viện lớn. Vì vậy, bệnh nhân thường tập trung về
các bệnh viện tuyến tỉnh, trung ương. Vấn đề đặt ra là làm sao nâng cao chất
lượng công tác khám, điều trị bệnh cho các bác sĩ tại các bệnh viện tuyến huyện,
trạm y tế xã.
Qua khảo sát các dữ liệu thu thập được từ phần mềm quản lý bệnh viện mà
VNPT Tiền Giang (đơn vị thành viên của Tập đoàn Bưu chính Viễn thông Việt
Nam) đã triển khai tại các bệnh viện thì yếu tố quyết định trong việc điều trị bệnh
là: chẩn đoán của bác sĩ và việc chỉ định sử dụng thuốc(toa thuốc) mà bác sĩ yêu
cầu. Trong phạm vi của đồ án, em đề xuất phương án sử dụng mô hình COKB để
lưu trữ các tri thức của bác sĩ giỏi trong việc chẩn đoán bệnh và chỉ định sử dụng
thuốc để gợi ý, giúp các bác sĩ ít kinh nghiệm hơn trong việc điều trị bệnh một

cách hiệu quả nhất.
Đồ án gồm có 4 chương
chính:
Chương 1: Tổng quan
Chương 2: Mô hình COKB sử dụng bài toán mẫu
Chương 3: Ứng dụng mô hình COKB để khai thác toa thuốc mẫu
.
Chương 4: Thực nghiệm
.
Kết luận: Định hướng phát triển kết quả nghiên
cứu.
- 5
-
CHƯƠNG 1. TỔNG QUAN
1.1. Ý
nghĩa:
Hiện nay, các cơ quan quản lý nhà nước yêu cầu phải đẩy mạnh việc ứng dụng
công nghệ thông tin tại tất cả các bệnh viện nhằm giảm thời gian chờ đợi của bệnh
nhận, giảm tình trạng quá tải tại các bệnh viện.
Tuy nhiên, sau khi triển khai ứng dụng công nghệ thông tin trong công tác
quản lý, khám và điều trị bệnh thì tình trạng quá tải tại các bệnh viện lớn, tuyến
tỉnh, trung ương vẫn không giảm. Bởi vì, trình độ chuyên môn của các bác sĩ ở các
bệnh viện tuyến huyện, tuyến xã chưa đáp ứng hết các nhu cầu của người dân.
Đồ án đề cập chi tiết những vấn đề thường phát sinh trong công tác khám bệnh
của bác sĩ. Từ đó, đề xuất sử dụng mô hình COKB để lưu trữ tri thức của bác sĩ (thể
hiện ở nội dung chẩn đoán và toa thuốc) để hỗ trợ các bác sĩ mới ra trường còn ít kinh
nghiệm, bác sĩ tuyến huyện, tuyến xã khi khám và điều trị bệnh của bệnh nhân.
1.2. Quy trình khám và điều trị bệnh ngoại trú
:
- 6

-
1.3.Các yêu cầu đặt ra trong công tác khám bệnh ngoại trú
:
1.3.1 Yêu cầu
chung
Trong công tác khám bệnh ngoại trú, các bác sĩ thường phải chẩn đoán, ra toa
thuốc trong một khoảng thời gian rất ngắn. Bởi vì, mỗi bác sĩ phải chịu trách nhiệm
khám bệnh cho một số lượng bệnh nhân rất lớn. Đồng thời, bác sĩ phải chẩn đoán
chính xác, điều trị hiệu quả với một chi phí phù hợp nhất cho bệnh nhân.
1.3.2 Yêu cầu cụ
thể:
Trước khi chẩn đoán và chỉ định sử dụng thuốc cho bệnh nhân, bác sĩ phải thực
hiện khám và xem xét cụ thể các thông tin sau
:
- Thông tin về tuổi, giới tính, mạch đập (lần/phút), nhiệt độ, nhịp thở (lần/phút),
cân nặng (kg), huyết áp, chiều cao.
- Triệu chứng bệnh.
- Lịch sử bệnh, quá trình điều trị trước đây (nếu có).
1.3.3.Mục tiêu của đồ án
:
Ứng dụng mô hình COKB để biểu diễn tri thức và suy diễn quá trình khám
bệnh, ra toa thuốc của bác sĩ và đưa ra toa thuốc mẫu gợi ý, trợ giúp các bác sĩ trong
công tác điều trị bệnh.
- 7
-
CHƯƠNG 2. MÔ HÌNH COKB SỬ DỤNG BÀI TOÁN MẪU
2.1 Mô hình COKB:
Mô hình COKB là một hệ thống gồm 6 thành phần:
- C: là một tập hợp các khái niệm về các C-Object.
- H: là một tập hợp các quan hệ phân cấp giữa các loại đối tượng.

- R: là một tập hợp các loại quan hệ trên các C-Object.
- Ops: là tập hợp các toán tử.
- Funcs: là tập hợp các hàm.
- Rules: tập hợp các luật.
Mỗi đối tượng C là một lớp các đối tượng tính toán có cấu trúc nhất định và
được phân cấp theo sự thiết lập của cấu trúc các đối tượng.
Trong mô hình COKB, ta có 11 loại sự kiện như sau:
- Sự kiện loại 1: Sự kiện thông tin về loại của đối tượng.
- Sự kiện loại 2: Sự kiện về tính xác định của một đối tượng hay của một thuộc
tính của đối tượng.
- Sự kiện loại 3: Sự kiện về tính xác định của một đối tượng hay của một thuộc
tính của đối tượng thông qua biểu thức hằng.
- Sự kiện loại 4: Sự kiện về sự bằng nhau của một đối tượng hay một thuộc tính
của đối tượng với một đối tượng hay một thuộc tính khác.
- Sự kiện loại 5: Sự kiện về sự phụ thuộc giữa các đối tượng và các thuộc tính
của các đối tượng thông qua một công thức tính toán hay một đẳng thức theo các đối
tượng hoặc các thuộc tính.
- Sự kiện loại 6: Sự kiện về một quan hệ trên các đối tượng hay trên các thuộc
tính của các đối tượng.
- Sự kiện loại 7: Sự kiện về tính xác định của một hàm.
- Sự kiện loại 8: Sự kiện về tính xác định của một hàm thông qua biểu thức hằng.
- Sự kiện loại 9: Sự kiện về sự bằng nhau giữa một đối tượng với một hàm.
- Sự kiện loại 10: Sự kiện về sự bằng nhau của một hàm với một hàm khác.
- Sự kiện loại 11: Sự kiện về sự phụ thuộc của một hàm theo các hàm hay các
đối tượng khác thông qua một công thức tính toán.
- 8
-
2.2 Mô hình bài toán:
Căn cứ vào mạng các đối tượng tính toán, ta có mô hình bài toán COKB gồm 3
thành phần chính:

Trong đó: O gồm tập hợp n C-Objects, F là tập hợp các sự kiện giữa C-Objects,
(O,F) là một mạng các đối tượng tính toán và Goal là tập hợp các mục tiêu của bài
toán. Mục tiêu của bài toán có thể là:
- Xác định một đối tượng.
- Xác định thuộc tính của đối tượng.
- Chứng minh một quan hệ giữa các đối tượng.
- Tính giá trị các tham số.
- Tính giá trị của hàm số trên các đối tượng.
Đặt L = O-> F, bài toán có thể ký hiệu thành L ->G.
2.3 Mô hình COKB sử dụng mẫu bài toán:
Trong thực tế, khi gặp vấn đề cần giải quyết, chúng ta thường không lập tức tìm
ngay một cách giải quyết hoàn toàn mới, mà ta thường xem trước đây ta đã từng giải
quyết một vấn đề nào tương tự như vậy chưa? Nếu có thì việc giải quyết vấn đề mới sẽ
trở nên chính xác và hiệu quả hơn. Hoặc ta xác định xem có thể dựa vào các kết quả từ
vấn đề cũ để giải quyết vấn đề được đặt ra hay không. Như vậy, trong mô hình biểu
diễn tri thức của chúng ta cần phải mô phỏng được cách tư duy này của con người để
trong quá trình suy diễn có thể nhanh chóng tìm kiếm và sử dụng lại các kết quả đã
biết.
2.3.1 Miền tri thức con của tri thức được biểu diễn bằng mô hình COKB:
Cho tri thức K=(C, H, R, Ops, Funcs, Rules) , miền tri thức con của K là tri
thức được biểu diễn bằng mô hình COKB như sau:
K
p
=(C
p
, H
p
, R
p
, Ops

p
, Funcs
p
, Rules
p
), trong đó:
Các thành phần của K
p
được định nghĩa như trong mô hình COKB. Tuy nhiên,
- 9
-
các thành phần này chỉ chứa một số yếu tố nhất định. Hay nói cách khác K
p
chính là tri
thức hạn chế của K.
2.3.2 Bài toán mẫu:
- Mô hình bài toán mẫu: Cho tri thức con K
p
, khi đó bài toán mẫu được biểu
diễn dưới dạng mạng các đối tượng tính toán dựa trên tri thức K
p
gồm có 3 thành phần
(O
p,
F
p,
G
p
).
Trong đó, O

p
và

F
p
chỉ chứa các loại đối tượng cũng như các sự kiện đã được đặc
tả trong K
p.
- Tiêu chuẩn bài toán mẫu: khi tiến hành suy luận dựa trên tri thức để giải quyết
vấn đề, nếu gặp một bài toán ta sẽ tìm xem bài toán đã được giải chưa, hoặc ta có thể
áp dụng các bài toán đã biết để giải bài toán mới không. Vì vậy, bài toán mẫu chính là
yếu tố giúp cho việc suy luận trở nên nhanh chóng và hiệu quả. Do vậy, cần có các
điều kiện để một bài toán được xem là bài toán mẫu.
Qua thực tiễn áp dụng, một số tiêu chuẩn để xem xét một bài toán (vấn đề) là bài
toán mẫu gồm:
- Tần suất sử dụng bài toán mẫu trong miền tri thức cao.
- Bài toán có số lượng đối tượng ít.
- Lời giải ngắn gọn, rõ ràng.
2.3.3 Các loại bài toán mẫu:
- Loại bài toán về xác định đối tượng.
- Loại bài toán về tính giá trị các thuộc tính của đối tượng.
2.3.4 Mô hình COKB sử dụng bài toán mẫu:
Mô hình COKB_SP sử dụng bài toán mẫu gồm 7 thành phần như sau:
Trong đó, (C, H, R, Ops, Funcs, Rules) là tri thức được biểu diễn theo mô hình
COKB; Sample là tập hợp các bài toán mẫu trên miền tri thức.
Mô hình COKB_SP là phương pháp hiệu quả trong việc thiết kế các cơ sở tri
thức thực tế, cũng như việc mô hình hóa các vấn đề phức tạp và thiết kế các cơ chế
suy diễn tự động trên miền tri thức. Mô hình cũng mô phỏng tốt tư duy của con người
trong quá trình tìm cách giải quyết các vấn đề mới.
2.3.5 Thuật giải:

Cho bài toán P= L -> G trong mô hình COKB_SP (mô hình COKB sử dụng bài
toán mẫu), ta có thể tìm được cách giải quyết bài toán P theo các bước như sau:
- 10
-
Bước 1: Thu thập các phần tử từ giả thuyết và kết luận của bài toán.
Bước 2: Tìm bài toán mẫu có thể áp dụng được.
Bước 3: Kiểm tra mục tiêu G. Nếu G được xác định thì chuyển qua bước 8.
Bước 4: Sử dụng các qui tắc heuristic để chọn lựa bước giải thích hợp nhằm phát
sinh thêm sự kiện mới, các đối tượng mới và đạt đến trạng thái mới của quá trình suy
luận.
Bước 5: Nếu bước 4 không thành công thì sử dụng một luật bất kỳ có thể áp
dụng được nhằm phát sinh thêm sự kiện mới, các đối tượng mới và đạt đến trạng thái
mới của quá trình suy luận.
Bước 6: Nếu ở bước 4 và 5 chọn được luật có thể áp dụng được thì ta ghi nhận
thông tin của bước giải, ghi nhận đối tượng mới vào tập hợp các đối tượng, ghi nhận
sự kiện mới vào tập các sự kiện đã biết và quay lại bước 2.
Bước 7: Nếu không tìm được luật ở bước 4 và 5, thì ta kết luận không tìm thấy
lời giải cho bài toán và dừng.
Bước 8: Rút gọn lời giải tìm được để có một lời giải tối ưu hơn bằng cách phân
tích quá trình giải để xác định các sự kiện mới cần thiết sau mỗi bước giải, từ đó loại
bỏ các bước giải dư thừa.
Bước 9: Thể hiện lời giải
2.3.6 Thuật giải tìm bài toán mẫu:
Cho bài toán P = L->G trên mô hình COKB_SP, khi đó thuật giải tìm bài toán
mẫu có thể áp dụng cho bài toán P như sau:
- 11
-

CHƯƠNG 3. ỨNG DỤNG MÔ HÌNH COKB KHAI THÁC TOA
THUỐC MẪU

3.1 Hiện trạng:
Hệ thống thông tin quản lý bệnh viện (PM quản lý bệnh viện) đã được triển khai
tại nhiều bệnh viện, cơ sở khám chữa bệnh. Dữ liệu thu thập được rất lớn, trong đó có
thông tin về kết quả chẩn đoán của bác sĩ (mã bệnh ICD theo tiêu chuẩn quốc tế) và
chỉ định sử dụng thuốc (toa thuốc). Những thông tin trên chứa hàm lượng tri thức của
nhiều y bác sĩ, rất có ý nghĩa thực tiễn nhưng chưa được vận dụng, khai thác. Vấn đề
đặt ra là phải xây dựng hệ thống phần mềm thu thập tất cả các tri thức của nhiều bác sĩ
và hỗ trợ lại cho chính các bác sĩ trong công tác khám và điều trị bệnh.
3.2 Ứng dụng mô hình COKB sử dụng bài toán mẫu:
3.2.1 Vấn đề khám, điều trị bệnh ngoại trú:
Khi một người có vấn đề về sức khỏe phải đến bệnh viện, bác sĩ tiến hành ghi
nhận các thông tin như sau:
- Tuối
- Giới tính.
- Mạch (lần/phút).
- Nhiệt độ.
- Nhịp thở (lần/phút).
- Cân nặng.
- Chiều cao.
- Huyết áp.
- Các thông tin khác theo lời khai của người bệnh, biểu hiện bệnh mà bác sĩ có
thể nhìn thấy được.
Tổng hợp các thông tin lại, dựa trên sự liên hệ giữa chúng và kinh nghiệm của
bản thân bác sĩ sẽ có kết quả chẩn đoán bệnh (theo mã bệnh ICD cụ thể) và ra toa
thuốc để người bệnh mang về thực hiện.
3.2.2 Ứng dụng mô hình COKB sử dụng bài toán mẫu:
Mô hình COKB sử dụng bài toán mẫu gồm có 3 thành phần chính (O, F, G), áp
dụng vào vấn đề khám chữa bệnh ngoại trú (phạm vi đã giới hạn lại) như sau:
O = { Tuổi, giới tính, mạch, nhiệt độ,nhịp thở, cân nặng, chiều cao, huyết áp, mã
bệnh ICD, toa thuốc}

F= {Tuổi > 40 nguy cơ bệnh huyết áp cao; người thừa cân thường bị tiểu đường,
toa thuốc(tên thuốc, hoạt chất, liều dùng, thời gian uống) . . . .}
G={chẩn đoán theo mã bệnh, toa thuốc}
Trong đó: O gồm tập hợp n C-Objects, F là tập hợp các sự kiện giữa C-Objects,
(O,F) là một mạng các đối tượng tính toán và G là tập hợp các mục tiêu của bài toán.
3.2.3 Thuật giải:
- Với giả thuyết mỗi toa thuốc của các bác sĩ giỏi, nhiều kinh nghiệm gồm (thông
tin tuổi, giới tính, mạch, huyết áp, . . .kết hợp với các mối liên hệ, tri thức của bác sĩ
trong phạm vi đang xem xét -> chẩn đoán chính xác thể hiện qua toa thuốc điều trị) là
một toa mẫu (bài toán mẫu) để máy tính xử lý, đưa ra kết quả gợi ý hướng chẩn đoán,
điều trị cho các bác sĩ mới ra trường, bác sĩ có ít kinh nghiệm hơn tham khảo, thực
hiện.
-Sử dụng thuật giải (mục 2.3.5 và 2.3.6) để tìm ra các toa mẫu (trong một số
lượng rất lớn các toa thuốc) và thuật giải suy diễn tiến kết hợp với một số qui tắc
heuristic sẽ giúp máy tính xử lý tìm ra kết quả tối ưu nhất.
3.2.4 Lợi ích mang lại:
Mô hình COKB hỗ trợ người lập trình biểu diễn tri thức để máy tính có thể hiểu,
xử lý và áp dụng bộ suy diễn để suy luận ra kết quả tốt nhất theo yêu cầu của người
dùng. Việc áp dụng COKB trong lĩnh vực khám, chữa bệnh sẽ giúp con người khai
thác được tri thức của các bác sĩ giỏi, nhiều kinh nghiệm phục vụ xã hội, cộng đồng.
CHƯƠNG 4. THỰC NGHIỆM
4.1 Giao diện để các bác sĩ cập nhật, ghi nhận thông tin của bệnh nhân:
4.2 Kết quả hệ thống trả về sau khi suy diễn:
- Kết quả chẩn đoán (gợi ý):
- Chỉ định sử dụng thuốc (gợi ý):
- Toa thuốc (gợi ý):
KẾT LUẬN
Mô hình COKB là một mô hình rất tốt cho việc biểu diễn tri thức của con
người (đặc biệt là các tri thức về Toán học, Hóa học và Vật lý). Đồ án vận dụng mô

hình COKB vào một lĩnh vực y tế nhằm giải quyết tình trạng quá tải tại các bệnh
viện đang được dư luận xã hội rất quan tâm. Tuy nhiên, do thời gian nghiên cứu có
giới hạn nên chưa làm rõ được các ưu điểm của COKB.
Ngoài ra, tính mở của COKB cho phép bổ sung thêm các thành phần của bài
toán mẫu, mô hình đó gọi là COKB-SP, giúp cho quá trình suy luận của hệ thống
trở nên thông minh hơn và mô phỏng được cách giải quyết tương tự như các chuyên
gia (con người) thực hiện.
TÀI LIỆU THAM KHẢO
[1] Nhon Do, Hien Nguyen, “A reasoning method on Computation Network
and Its applications.”, In Proceeding of 2011 International MultiConference of
Engineers and Computer Scientists, (IMECS 2011), ISBN: 978-988-18210-3-4,
pp.137 – 141, Hong Kong, March 2011.
[2] Nhon V. Do, Hien D. Nguyen, “Deductive Method with Sample Problems
on Computational Object Knowledge Base and Construct to Intelligent Educational
Softwares”, In Proceeding of 2010 International Conference on Artificial
Intelligence and Education (ICAIE 2010), IEEE Catalog Number: CFP1077J-PRT,
pp. 805-810, HangZhou, China, October 2010.
[3] Nhon V. Do, Hien D. Nguyen, “A knowledge model about Relations and
Application”, International Conference on Data Mining and Intelligent Information
Technology Applications (ICMIA 2012), Taiwan 2012