Ứng dụng lý thuyết bayes trong phân lớp để xây dựng hệ thống hỗ trợ chẩn đoán bệnh viêm phế quản

ĐẠI HỌC ĐÀ NẴNG
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

TRỊNH QUỐC VIỆT

ỨNG DỤNG LÝ THUYẾT BAYES TRONG
PHÂN LỚP ĐỂ XÂY DỰNG HỆ THỐNG HỖ TRỢ
CHẨN ĐOÁN BỆNH VIÊM PHẾ QUẢN

Chuyên ngành: Khoa học máy tính
Mã số:
60.48.01.01

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT

Đà Nẵng - Năm 2017


Công trình được hoàn thành tại
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. VÕ TRUNG HÙNG

Phản biện 1: TS. NINH KHÁNH DUY

Phản biện 2: PGS.TS. HOÀNG XUÂN HIỆP

Luận văn được bảo vệ trước Hội đồng chấm Luận văn tốt
nghiệp thạc sĩ kỹ thuật ngành Khoa học máy tính họp tại Trường
Đại học Bách khoa Đà Nẵng vào ngày 16 tháng 9 năm 2016

Có thể tìm hiểu luận văn tại:
- Trung tâm Học liệu, Đại học Đà Nẵng tại Trường Đại học Bách khoa
- Thư viện Khoa Công nghệ thông tin, Trường Đại học Bách khoa Đại học Đà Nẵng


1
MỞ ĐẦU
1. Lí do chọn đề tài
Hàng năm trên thế giới có hơn 4 triệu người tử vong do các bệnh
liên quan đến đường hô hấp, trong đó phổ biến nhất là viêm phế quản
(Bronchitis). Viêm phế quản là bệnh thường gặp ở trẻ em, bất kể lứa
tuổi nào và thời tiết nào, đặc biệt là trẻ ở thành thị cũng như ở các nơi
tập trung dân cư đông đúc thì tỉ lệ bệnh còn cao hơn. Thế giới hiện có
khoảng 300 triệu người mắc viêm phế quản và khoảng 250.000 trường
hợp tử vong vì viêm phế quản mỗi năm. Tỷ lệ mắc viêm phế quản ước
tính khoảng 6-8% ở người lớn và khoảng 10-12% ở trẻ em dưới 15 tuổi.
Ở Việt Nam, các nghiên cứu cho thấy, tỷ lệ mắc viêm phế quản dao
động từ 1,1% ở Đà Lạt cho tới cao nhất là 5,5% ở cư dân một số khu
vực Hà Nội. Theo bảng thống kê năm 2013 của bộ y tế ta có số
liệu sau:
Bảng thống kê các bệnh mắc cao nhất toàn quốc
Tên Bệnh

Số ca mắc
(đơn vị tính: trên 10000 dân)

Viêm họng và viêm amidan

644.18

Viêm phế quản

394.15

Các bệnh viêm phổi

545.33

Viêm đường hô hấp trên

267. 36

Chính vì vậy, hiểu biết một số nguyên nhân và cách đề phòng của
căn bệnh này sẽ làm giảm thiểu số ca bệnh, đề phòng được các biến
chứng và nâng cao chất lượng cuộc sống. Đồng thời cũng làm giảm
nguy cơ dẫn đến các biến chứng do bệnh này gây ra như hen phế quản,
ung thư phế quản, viêm phổi, áp xe phổi, suy hô hấp cấp….


2
2. Mục tiêu đối tượng của đề tài
Từ nhu cầu thực tiễn trong cuộc sống về khám chữa bệnh cộng
với những động lực đã nêu trên, đề tài mong muốn ứng dụng công nghệ
thông tin vào lĩnh vực y khoa và đặc biệt là chuyên khoa hô hấp để
chẩn đoán bệnh viêm phế quản. Đề tài cũng sẽ tìm hiểu và nghiên cứu
về các mô hình biểu diễn tri thức và những phương pháp, kĩ thuật xây
dựng hệ chuyên gia để vận dụng vào việc xây dựng hệ hỗ trợ chẩn đoán
bệnh một cách tự động. Như vậy, đề tài hướng tới việc xây dựng một hệ
hỗ trợ chẩn đoán bệnh viêm phế quản có cơ sở tri thức từ các bác sĩ
chuyên khoa Nội - Hô hấp để hỗ trợ cho các bác sĩ chưa có nhiều kinh

nghiệm hoặc các bác sĩ không chuyên về Nội - Hô hấp có thể tham
khảo kinh nghiệm chẩn đoán và điều trị của các bác sĩ chuyên khoa
nhằm đưa ra những quyết định chính xác trong trường hợp chưa có bác
sĩ chuyên khoa kịp thời.
Chương trình hỗ trợ cho các bác sĩ không thuộc chuyên khoa
Nội – Hô hấp, các bác sĩ đa khoa tuyến huyện chưa có kiến thức chuyên
sâu về bệnh viêm phế quản. Chương trình hỗ trợ bác sĩ trong việc kết
luận bệnh.
3. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
3.1. Ý nghĩa khoa học
Đề tài nghiên cứu và áp dụng những phương pháp, kĩ thuật xử lý
của chuyên ngành công nghệ thông tin vào y khoa, từ đó ứng dụng vào
hệ chuyên gia để hỗ trợ chẩn đoán bệnh như sau:
3.2. Ý nghĩa thực tiễn
Vấn đề chẩn đoán và điều trị bệnh viêm phế quản đã được các
bác sĩ chuyên khoa áp dụng thường xuyên trong việc khám bệnh thực tế
tại bệnh viện. Tuy nhiên việc đưa tri thức của các chuyên gia này vào


3
mô hình biểu diễn tri thức để ứng dụng nó trong tin học thì chưa được
tiến hành, vì vậy việc ứng dụng công nghệ tri thức để biểu diễn và ứng
dụng vào lĩnh vực y khoa để xây dựng một hệ thống chẩn đoán tự động
có ý nghĩa thực tiễn rất lớn.
4. Nội dung, phương pháp nghiên cứu
4.1. Các nội dung nghiên cứu
Nội dung nghiên cứu của đề tài được chia ra làm 5 chương
như sau:
 Chương 1: Cơ sở lý thuyết để thực hiện đề tài.
 Chương 2: Thiết kế cơ sở tri thức và bộ suy diễn.

 Chương 3: Cài đặt và kiểm thử.
 Kết luận và hướng phát triển.
4.2. Các phương pháp nghiên cứu
Đề tài này sẽ kết hợp hai phương pháp nghiên cứu:
 Phương pháp phân tích, tổng hợp: thu thập tri thức từ các hồ sơ
bệnh án về bệnh viêm phế quản tại phòng khám đa khoa trường ĐH
Trà Vinh, đồng thời cũng thu thập tri thức từ các bác sĩ chuyên khoa
Nội - Hô hấp của bệnh viện để phân tích và xử lý dữ liệu. Ngoài việc
đọc các tài liệu chuyên ngành công nghệ thông tin để tìm hiểu cách
biểu diễn tri thức và các phương pháp suy diễn còn đọc thêm các tài
liệu chuyên ngành y để có kiến thức về bệnh viêm phế quản.
 Nghiên cứu thuật toán Bayes trong phân lớp: nghiên cứu cách
biểu diễn tri thức để xây dựng kho tri thức cho phù hợp với thuật toán
Bayes trong phân lớp (Naïve Bayes classifiers).


4
Chương 1. CƠ SỞ LÝ THUYẾT
1.1. Cơ sở tri thức
Tri thức là những gì mà một người có thể biết và hiểu được. Tri
thức có thể được phân loại thành tri thức có cấu trúc hoặc không có cấu
trúc, tri thức rõ ràng hay tri thức ngụ ý, không rõ ràng. Những gì mà
chúng ta biết được thường là các tri thức rõ ràng. Tri thức không có cấu
trúc mà vẫn hiểu được, nhưng không được phát biểu rõ ràng là các tri
thức ngầm ý, tri thức không rõ. Khi tri thức được tổ chức để có thể chia
sẻ thì lúc đó tri thức được gọi là tri thức có cấu trúc. Để có thể chuyển
đổi từ tri thức không rõ ràng sang tri thức rõ ràng thì tri thức đó cần
phải được cấu trúc hóa và định dạng lại. Tri thức có thể được phân loại
thành các loại như sau: Tri thức thủ tục, Tri thức mô tả, Tri thức Meta,
Tri thức may rủi, Tri thức cấu trúc.

1.2. Các phương pháp biểu diễn tri thức
1.2.1. Biểu diễn tri thức bằng logic
1.2.2. Biểu diễn tri thức bằng hệ luật dẫn
1.2.3. Biểu diễn tri thức bằng Frame
1.2.4. Biểu diễn tri thức bằng mạng ngữ nghĩa
1.2.5. Biểu diễn tri thức bằng mạng các đối tượng tính toán
1.3. Hệ chuyên gia
1.3.1. Định nghĩa
Hệ chuyên gia là một hệ thống tin học có thể mô phỏng
(emulates) năng lực quyết đoán (decision) và hành động (making
ability) của một chuyên gia (con người). Hệ chuyên gia là một trong
những lĩnh vực ứng dụng của trí tuệ nhân tạo (Artificial Intelligence).
Hệ chuyên gia sử dụng tri thức của chuyên gia để giải quyết các vấn đề
(bài toán) khác nhau thuộc mọi lĩnh vực.


5
Hoạt động của một hệ chuyên gia dựa trên cơ sở tri thức được
minh họa như sau:

Hình 1.1. Cơ chế hoạt động của hệ chuyên gia
1.3.2. Cơ sở tri thức của hệ chuyên gia
Cơ sở tri thức của hệ chuyên gia bao gồm cả tri thức thực tế và
tri thức Heuristic. Tri thức thực tế là tri thức chuyên ngành mà được
phổ biến và chia sẻ trong phạm vi rộng, có thể tìm thấy dễ dàng trong
sách giáo khoa hoặc trong các sách báo và nhìn chung là được chấp
nhận dựa trên các kiến thức đúng đắn trong từng lĩnh vực cụ thể. Còn
tri thức Heuristic mang ít tính nghiêm ngặt hơn, dựa nhiều vào kinh
nghiệm và sự phán đoán hơn. Trái với tri thức thực tế, tri thức Heuristic
ít khi được thảo luận, và mang đậm tính cá nhân. Nó là kiến thức rút ra

từ việc thực hành và phán đoán tốt và sự lập luận chặt chẽ trong từng
lĩnh vực.
1.3.3. Cấu trúc một hệ chuyên gia
Mỗi hệ chuyên gia đều bao gồm 2 thành phần cơ bản là: hệ cơ
sở tri thức và bộ máy suy diễn. Tùy theo cách biểu diễn tri thức mà ta
có thể xây dựng mô tơ suy diễn theo thuật giải suy diễn nào. Ngoài ra
còn có thể kết hợp phương pháp biểu diễn thừa số chắc chắn để hệ


6
chuyên gia hoạt động một cách tự nhiên. Cấu trúc của một hệ chuyên
gia thường được phân ra thành các thành phần nhỏ như sau:

Hình 1.2. Cấu trúc của hệ chuyên gia
1.3.4. Quy trình xây dựng hệ chuyên gia
Quy trình được chia làm 7 giai đoạn như sau:
- Giai đoạn 1: Xác định miền tri thức, xác định phạm vi vấn
đề và thu thập tri thức
- Giai đoạn 2: Thiết kế cơ sở tri thức
- Giai đoạn 3: Thiết kế bộ suy diễn
- Giai đoạn 4: Thiết kế giao diện người dùng
- Giai đoạn 5: Cài đặt
- Giai đoạn 6: Xây dựng bảng mẫu để kiểm tra
- Giai đoạn 7: Hiệu chỉnh
1.3.5. Những thuận lợi và khó khăn của hệ chuyên gia
 Thuận lợi:
Tính lâu dài của hệ chuyên gia: các chuyên gia là con người
vẫn có thể quên những lập luận hay khái niệm nào đó, nhưng hệ chuyên

7
gia thì không. Ngoài ra hệ chuyên gia còn có khả năng tái sử dụng cho
các mục đích khác nhau, với các lĩnh vực khác nhau, một cách nhanh
chóng và dễ dàng. Trong khi đó, quá trình tạo ra một chuyên gia là con
người phải mất một khoảng thời gian và công sức không nhỏ.
Khó khăn:
Một điều dễ nhận ra là các hệ chuyên gia không có khả năng
học như các hệ thống thông minh khác như Suy luận dựa tình huống
(Case-based reasoning) hay Mạng nơron (Neural Networks). Vì vậy
nếu có những thay đổi từ phía các chuyên gia là con người thì hệ
chuyên gia cần được cập nhật lập tức. Hệ chuyên gia không có khả
năng sáng tạo và không có được các giác quan thông thường như con
người, trong những tình huống bất thường, hệ chuyên gia không có khả
năng giải quyết.
1.4. Phương Pháp Phân Loại Naïve Bayes
1.4.1. Khái niệm về phân lớp:
* Các bước chính để giải quyết bài toán phân lớp:
Bước 1: Học (Training) Xây dựng mô hình phân lớp
Bước 2: Phân lớp (classification) Bước này sử dụng mô hình
phân lớp đã được xây dựng ở bước 1 để kiểm tra, đánh giá và thực hiện
phân lớp.
* Các kỹ thuật phân lớp:
-

Phương pháp dựa trên cây quyết định

-

Phương pháp dựa trên luật

-

Phương pháp Naïve Bayes

1.4.2. Phương pháp phân lớp Naïve Bayes
* Định lý Bayes


8
Tính xác suất xảy ra của một sự kiện ngẫu nhiên A khi biết sự
kiện liên quan B đã xảy ra.
- Xác suất này được kí hiệu là P(A\B)
- Đọc là “xác suất của A nếu có B”
1.4.3. Thuật toán Naïve Bayes
* Mô hình phân lớp Naïve Bayes
* Thuật toán Naïve Bayes
* Các bước thực hiện thuật toán phân lớp Naïve Bayes
- Bước 1: Huấn luyện Naïve Bayes (dựa vào tập dữ liệu), tính
P(Ci) và P(Xk|Ci).
- Bước 2: Phân lớp Xnew= (x1, x2, …, xn). Xnew ta cần tính xác
suất thuộc từng phân lớp khi đã biết trước Xnew. Xnew được gán vào lớp
có xác suất lớn nhất theo công thức: 𝑚𝑎𝑥𝐶𝑖∈𝐶 (𝑃(𝐶𝑖 ) ∐𝑛𝑘=1 𝑃 (𝑥𝑘 |𝐶𝑖 ))


9
Chương 2. THIẾT KẾ CƠ SỞ TRI THỨC VÀ BỘ SUY DIỄN
2.1. Giới thiệu hệ thống
2.1.1. Mục đích, đối tượng sử dụng
Ứng dụng những thành quả của công nghệ thông tin vào lĩnh

-

vực y tế, góp phần phục vụ tốt việc tìm hiểu nghiên cứu
đánh giá chất lượng y tế tại các phòng khám bệnh của tỉnh
Trà Vinh.
Hỗ trợ công tác khám và chữa bệnh của bệnh nhân và bác sĩ

-

hoàn toàn chính xác, đáng tin cậy.
Triển khai ứng dụng thực tiễn tại các phòng khám bệnh,

-

trạm y tế…
 Dữ liệu vào ra của hệ chẩn đoán như sau:
-

Dữ liệu đầu vào:
Một số triệu chứng lâm sàng và cận lâm sàng.

-

Output:
Đưa ra cho người dùng kết luận bệnh hoặc là đợi
xác nhận của chuyên gia và có thể xem chi tiết tỷ lệ xác
suất bệnh mắc phải từ những triệu chứng đầu vào dựa
trên thuật toán Bayes.

2.1.2. Chức năng của hệ thống

2.1.2.1.Yêu cầu chức năng
Gồm các chức năng: chẩn đoán bệnh, đăng nhập, cập nhật
thông tin các luật, cập nhật tên bệnh, cập nhật triệu chứng, lưu trữ luật,
lưu trữ triệu chứng bệnh, lưu trữ tên các bệnh, lưu trữ thông tin người
sử dụng.
2.1.2.2 .Yêu cầu phi chức năng
-

Tính tiện dụng: Giao diện thân thiện dễ sử dụng.


10
-

Tính hiệu quả: Đảm bảo khả năng truy xuất nhanh đến các
màn hình và khả năng kiểm soát lỗi tốt.

-

Tính tương thích: Hỗ trợ các hệ điều hành Window

-

Hỗ trợ nhiều người dùng truy cập cùng lúc.

-

Mã hóa các thông tin cần được bảo mật.

-

Thiết kế ứng dụng theo mô hình 3 lớp.

2.2. Tri thức về viêm phế quản
2.2.1. Định nghĩa về viêm phế quản
Viêm phế quản mạn (Chronic Bronchitis) còn gọi là bệnh phổi
tắc nghẽn mạn tính và được định nghĩa cụ thể như sau: "Viêm phế quản
mạn là tình trạng tăng tiết dịch nhầy của niêm mạc phế quản gây ho và
khạc đờm liên tục hoặc tái phát từng đợt (khoảng 3 tuần lễ) ít nhất là ba
tháng trong 1 năm và ít nhất là 2 năm liền". Viêm phế quản mạn là
bệnh thường gặp, chiếm 5% dân số (Pháp), khoảng 47% người ở độ
tuổi 55 (Anh).
2.2.2. Nguyên nhân của viêm phế quản
2.2.2.1. Viêm phế quản cấp
- Nhiễm khuẩn đường hô hấp trên do vi khuẩn và virus: viêm
mũi, viêm xoang, viêm amydal. Thường do Staphylococus, hoặc do
Streptococus pneumonia (68,5%). Adenovirus, Hemophylus...
- Do bệnh truyền nhiễm: cúm, sởi, ho gà...
- Hít phải hơi độc: Chlore, amoniac, khói thuốc lá, dung môi
công nghiệp...
- Yếu tố dị ứng: cơ địa dị ứng.
- Yếu tố thuận lợi: cơ thể suy yếu, suy tim, ẩm, lạnh, khói bụi….


11
- Viêm phế quản cũng có thể xảy ra khi axit từ dạ dày luôn trào
ngược vào ống thực quản và một vài giọt đi vào đường hô hấp trên, một
vấn đề được gọi là bệnh trào ngược dạ dày (GERD).
2.2.2.2. Viêm phế quản mạn
- Thuốc lá, thuốc lào: 90% bệnh nhân viêm phế quản mạn có hút

thuốc lá, bệnh thường xảy ra sau 50 tuổi do sự tích tụ của thuốc lá, nếu
hút thuốc nhiều từ khi còn trẻ thì tỉ lệ viêm phế quản mạn tăng lên gấp
đôi so với nhóm không hút thuốc.
- Bụi trong không khí, khí hậu ẩm ướt
- Nghề nghiệp: công nhân mỏ than, luyện kim, dệt, nhựa: Những
chất độc hại có thể gây ra và làm nặng hơn viêm phế quản mạn: khí
chlor, phosgen, nitơ, isocyanate có thể gây tổn thương đường hô hấp
trung tâm nhưng nếu tiếp xúc kéo dài, đặc biệt có các yếu tố nguy cơ
khác như hút thuốc lá hay nhiễm trùng kéo dài dễ gây viêm phế quản
mạn.
- Nhiễm khuẩn, dị ứng: Nhiễm trùng là yếu tố khởi phát trong
1/3 trường hợp, nhiễm trùng tái đi tái lại sẽ làm giảm chức năng hô hấp.
Vi khuẩn thường gặp là H. influenzae, Streptococcus pneumoniae.
- Tuổi: thường trên 40 tuổi. Tuổi cao là một yếu tố nguy cơ thật
sự, có liên quan đến sự tích tụ độc tính của thuốc lá làm tổn thương
đường hô hấp.
- Giới tính: Viêm phế quản mạn có ưu thế ở nam so với nữ do có
liên quan đến thuốc lá.
- Yếu tố xã hội: Ở nước công nghiệp, tỉ lệ viêm phế quản mạn
cao ở người có thu nhập thấp, nhóm này tăng rõ rệt khi hút thuốc lúc
làm việc, cư trú ở vùng ô nhiễm nặng, điều kiện sống thấp và ít được
chủng ngừa.


12
2.2.3. Triệu chứng của viêm phế quản
2.2.3.1. Viêm phế quản cấp
 Triệu chứng lâm sàng
- Giai đoạn ướt: Cảm giác rát bỏng sau xương ức giảm và hết,
khó thở nhẹ, có thể còn sốt ho. Nghe phổi có ran rít, ran ngáy, ran ẩm to

và vừa hạt. Diễn biến 4 – 10 ngày thì khỏi hẳn. Ho nhiều đờm, khạc
đờm nhầy, hoặc đờm mủ xanh hoặc vàng (khi bội nhiễm). Có trường
hợp ho khan kéo dài vài tuần. Có thể bệnh bắt đầu rầm rộ biểu hiện sốt
cao, ho nhiều, ho ra máu… Nghe phổi có ran ẩm.
 Triệu chứng cận lâm sàng
- X- Quang phổi: rốn phổi đậm.
- Xét nghiệm máu: số lượng bạch cầu tăng, tốc độ máu lắng
tăng.
2.2.3.2. Viêm phế quản mạn
 Triệu chứng lâm sàng
Bảng 2.1. Phân biệt khí phế thủng và viêm phế quản mạn
Khí phế thủng

Viêm phế quản mạn

Khó thở

Nặng

Vừa

Ho

Có sau khó thở

Có trước khó thở

Viêm đường thở

Ít

Thường xuyên

Suy hô hấp

Giai đoạn cuối

Từng đợt cấp

X- Quang

Giãn phổi, tăng sáng

Hình ảnh "Phổi bẩn"

Sức cản đường thở

Tăng nhẹ

Tăng nhiều

(Raw)


13
 Triệu chứng cận lâm sàng
 Bảng 2.2. Phân biệt viêm phế quản mạn và giãn phế nang
Viêm phế quản mạn

Giãn phế nang

Lâm sàng
Xuất hiện trước khó

Ho

Xuất hiện sau khó thở

thở
Đờm, các chất tiết xuất phế Nhiều

Ít hoặc không có

quản
Khó thở

Ít hoặc trung bình

Nhiều

Triệu chứng nhiễm khuẩn

Rõ

Không có

Biểu hiện suy hô hấp

Từng đợt

Có tính liên tục

X- Quang phổi

Hình ảnh phổi mờ

Nhu mô phổi tăng
sáng

Raw

Tăng nhiều

Tăng ít

DLCO

Tăng nhiều

Giảm nhiều

Khí máu

Thay đổi ít

Thay đổi nhiều

2.3. Mô hình biểu diễn tri thức viêm phế quản
Sau khi thu thập tri thức từ Thạc sĩ Bác sĩ khoa Nội – Hô hấp
chúng tôi nhận thấy rằng những tri thức chẩn đoán triệu chứng của căn

bệnh viêm phế quản là rất phức tạp. Do đó một mô hình biểu diễn tri
thức phức tạp này cần phải được mô tả được các tri thức thật đầy đủ và
chi tiết. Trên thực tế lâm sàng quy trình chẩn đoán của bác sĩ cho thấy
phần lớn bác sĩ dựa vào các triệu chứng cơ năng là triệu chứng bệnh
nhân nhận thấy, triệu chứng thực thể là triệu chứng do bác sĩ phát hiện
trong quá trình khám và các kết luận lâm sàng để chẩn đoán. Đồng thời
bác sĩ cũng dùng những triệu chứng đặc hiệu để chẩn đoán phân biệt
với các bệnh lý khác. Ngoài những kiến thức kinh điển trong y học, các


14
bác sĩ cũng sử dụng rất nhiều kinh nghiệm qua thực tế lâm sàng để giúp
cho những chẩn đoán được chính xác hơn.
2.5. Quy trình chẩn đoán viêm phế quản
2.5.1. Khám lâm sàng
Biểu hiện của viêm phế quản thường dễ nhận biết, bệnh thường
xuất hiện sau một đợt cúm (người bệnh có sốt, đau đầu, đau mỏi người,
đau rát họng, hắt hơi, sổ mũi, chảy nước mũi). Sau đó bệnh nhân xuất
hiện ho tăng dần, có thể ho đơn thuần không kèm khạc đờm, nhưng
nhiều trường hợp có ho, khạc đờm. Trong những trường hợp này, người
bệnh nên khạc đờm ra tờ giấy trắng, và nhận biết màu sắc đờm của
mình. Nếu đờm màu trắng trong, khi đó bệnh thường chỉ do virus,
nhưng khi thấy đờm có màu vàng, màu xanh, hoặc màu đục như mủ:
những trường hợp này thường là viêm phế quản cấp do vi khuẩn, và cần
được dùng kháng sinh.
2.5.2. Khám cận lâm sàng
 Xét nghiệm tìm căn nguyên gây bệnh
Việc tìm căn nguyên gây bệnh thường không cần thiết trong
hầu hết các trường hợp viêm phế quản cấp. Trong hầu hết các trường
hợp, bác sĩ sau khi khám lâm sàng, sẽ đưa ra chẩn đoán xác định bệnh,

từ đó kê đơn điều trị dựa theo triệu chứng lâm sàng, và những kinh
nghiệm đã có khi điều trị những trường hợp viêm phế quản cấp trước
đây. Tuy nhiên, một số bệnh nhân vẫn được yêu cầu làm xét nghiệm
tìm căn nguyên gây viêm phế quản cấp như:
- Thầy thuốc muốn xác định đặc điểm vi sinh gây bệnh viêm phế
quản cấp ở địa phương đó, từ đó làm căn cứ để kê thuốc điều trị cho
những trường hợp tiếp theoNhững trường hợp chẩn đoán viêm phế
quản cấp, được chỉ định điều trị kháng sinh, nhưng không thấy có hiệu


15
quả. Trong trường hợp này, bệnh nhân cần được cấy đờm, để tìm vi
khuẩn gây bệnh, từ đó xác định khả năng kháng thuốc, nhạy cảm thuốc
của vi khuẩn (kháng sinh đồ), làm cơ sở kê đơn kháng sinh tiếp theo.
2.5.3. Quy trình chẩn đoán lâm sàng, cận lâm sàng
 Sơ đồ quy trình chẩn đoán
BẮT ĐẦU

NHẬP THÔNG TIN BỆNH
NHÂN

CÁC TRIỆU CHỨNG

KẾT QUẢ CẬN LÂM

BỆNH NHÂN MẮC

SÀNG

ĐỦ TRIỆU

THỰC HIỆN CẬN LÂM

CHỨNG KẾT

NO

LUẬN
YES

KẾT LUẬN BỆNH

KẾT THÚC

Hình 2.1. Sơ đồ chẩn đoán bệnh

SÀNG


16
2.6. Thuật giải trong chẩn đoán viêm phế quản
2.6.1. Ý tưởng
Trong bài báo cáo này, tôi thấy kết quả chẩn đoán chính là kết
quả của quá trình thu thập thông tin kết hợp với việc phân tích thông tin
đã thu thập được nên phương pháp Bayes là phương pháp thích hợp
nhất cho hệ chẩn đoán bệnh viêm phế quản này.
2.6.2. Thuật giải
Thuật giải suy luận trong chẩn đoán bệnh viêm phế quản đã mô
phỏng quy trình chẩn đoán thực tế do bác sĩ chuyên gia cung cấp. Quá
trình suy diễn này áp dụng các luật suy diễn phù hợp với thực tế lâm sàng

và cận lâm sàng. Danh sách các triệu chứng được thu thập từ từng những
bệnh nhân cụ thể tại bệnh viện đa khoa huyện Trà Cú, tỉnh Trà Vinh.
 Sơ đồ khối của thuật giải

Hình 2.2. Sơ đồ giải thuật


17
Chương 3. CÀI ĐẶT VÀ KIỂM THỬ
3.1. Sơ lược hệ thống
 Thu thập dữ liệu
Hệ thống dựa trên tri thức của các bác sĩ chuyên khoa Nội - Hô
hấp tại phòng khám đa khoa trường ĐH Trà Vinh có kiến thức chuyên
sâu, có kinh nghiệm lâm sàng về viêm phế quản để phân tích những dấu
hiệu, triệu chứng nhằm đưa ra chẩn đoán chính xác để có cách điều trị
nhanh chóng và kịp thời. Hệ thống có giao diện thân thiện, dễ sử dụng,
thể hiện được sự tương tác với người dùng như trong quy trình chẩn
đoán bệnh thực tế tại các bệnh viện hay phòng khám. Đồng thời chương
trình cũng có ý nghĩa quan trọng trong việc giúp các bác sĩ không
chuyên nội hô hấp có thể đưa ra những chẩn đoán chính xác và nhanh
chóng trong tình huống chưa có bác sĩ chuyên khoa kịp thời.
Hệ thống hỗ trợ chẩn đoán được mô tả tổng thể theo mô hình:

Giao diện người sử

Cơ sở tri thức các luật

dụng (bác sĩ không

bệnh viêm phế quản

chuyên khoa)

Máy suy diễn

Chuyên gia
(bác sĩ chuyên
khoa)

Bộ nhớ làm việc.

Hình 3.1. Hình Mô hình tổng thể hệ thống
Đầu tiên người sử dụng đăng nhập vào hệ thống để biết được đây
là chuyên gia hay người sử dụng bình thường. Ngoài ra cũng không cần


18
đăng nhập chỉ cần hủy bỏ đăng nhập thì hệ thống sử dụng quyền của
người sử dụng.
Người sử dụng thông qua giao diện Form chẩn đoán nhập tất cả
các triệu chứng vào Form chẩn đoán sau đó chọn nút chẩn đoán. Máy
suy diễn sẽ đưa ra kết luận bệnh và lưu vào bộ nhớ làm viêc (xem đây
là luật) trường hợp nếu xác suất không đủ thì người sử dụng có thể xem
lại tỷ lệ xác suất bệnh có thể mắc phải.
3.2. Các Mô-đun của hệ thống
Thành phần cập nhật luật gồm các thành phần thêm, xóa, sửa.
Thành phần cập nhật Triệu Chứng gồm các thành phần thêm,
xóa, sửa.
Thành phần cập nhật Bệnh gồm các thành phần thêm, xóa,
sửa.

Thành phần đăng nhập vào hệ thống.
3.3. Nền tảng công nghệ sử dụng
Hệ thống hỗ trợ chẩn đoán bệnh viêm phế quản đã sử dụng các
công cụ thực hiện sau:
- Sử dụng phần mềm Visual studio 2008 để thiết kế và
sử dụng ngôn ngữ C# trên nền DotNetFrameWork 4.0.
- Nền tảng sử dụng hệ thống là hệ điều hành Windows.
- Hệ thống sử dụng và lưu trữ dữ liệu bằng hệ quản trị cơ
sở dữ liệu SQL 2008.
3.4. Cài đặt hệ thống
3.4.1. Các chức năng của hệ thống
 Phân quyền User: Có 2 loại User chính “chuyên gia”
và “người dùng” (các bác sĩ không chuyên khoa, bác sĩ
chưa có kinh nghiệm…)


19
 User chuyên gia có quyền cập nhật các thông tin: Các
triệu chứng, danh sách các loại bệnh, luật và có thể
kiểm xem lại phần chẩn đoán.
 Người dùng chỉ có thể xem hỗ trợ chẩn đoán.
3.4.2. Các thành phần của hệ thống
Hệ thống chẩn đoán bệnh được xây dựng cụ thể gồm các thành
phần như sau: Form chính của hệ thống, Form đăng nhập hệ thống,
Form cập nhật thông tin về triệu chứng, Form cập nhật thông tin về
danh sách các loại bệnh, Form cập nhật thông tin về luật, Form chẩn
đoán chọn dữ liệu bình thường. Form chẩn đoán chọn dữ liệu có định
hướng. Form chi tiết tỷ lệ bệnh.
3.4.2.1. Form chính của hệ thống
Giao diện chính của hệ thống với các chức năng cho người dùng

đăng nhập vào hệ thống hoặc là chỉ có thể xem phần hỗ trợ chẩn đoán

Hình 3.2. Màn hình Form chính của hệ thống
3.4.2.2. Form đăng nhập hệ thống
Màn hình đăng nhập cho phép người dùng đăng nhập vào hệ
thống tùy theo từng loại người dùng sẽ hiện thị thêm phần cập nhật
thông tin hay không. Trường hợp người dùng không đăng nhập có thể
Click vào nút “Hủy” thì sẽ vào hệ thống với chức năng chỉ cho phép hỗ
trợ chẩn đoán.


20

Hình 3.3. Màn hình đăng nhập
3.4.2.3. Form cập nhật thông tin về triệu chứng lâm sàng và cận lâm
sàng
Màn hình cho chuyên gia có thể cập nhật các triệu chứng lâm sàng
và cận lâm sàng của bệnh bao gồm các thao tác thêm, xóa, sửa.

Hình 3.4. Màn hình cập nhật triệu chứng
3.4.2.4. Form cập nhật thông tin về danh sách các loại bệnh
Màn hình cho chuyên gia có thể cập nhật các lại bệnh liên quan
đến hệ hô hấp bao gồm các thao tác thêm, xóa, sửa.

Hình 3.5. Màn hình cập nhật bệnh


21
3.4.2.5. Form cập nhật thông tin về luật
Màn hình cho chuyên gia có thể cập nhật các luật và xác nhận các

bệnh bao gồm các thao tác thêm, xóa, sửa.

Hình 3.6. Màn hình cập nhật thông tin về luật
3.4.2.6. Form chẩn đoán chọn dữ liệu bình thường
Màn hình cho phép người sử dụng và chuyên gia có thể xem hỗ
trợ chẩn đoán bệnh. Người dùng có thể chọn các triệu chứng bệnh sau
đó nhấn vào nút chẩn đoán để xem kết quả.

Hình 3.7. Màn hình hỗ trợ chẩn đoán
3.4.2.7. Form chẩn đoán chọn dữ liệu có định hướng
Màn hình này cho phép người sử dụng chọn từng triệu chứng
bằng các chọn từng triệu chứng và click vào nút “Thêm” chương trình
sẽ hỗ trợ các triệu chứng liên quan đến các bệnh tương ứng.

Hình 3.8. Màn hình hỗ trợ chẩn đoán có định hướng


22
3.4.2.8. Form chi tiết tỷ lệ bệnh
Màn hình cho phép người dùng có thể xem chi tiết tỷ lệ bệnh
trong trường hợp khi áp dụng thuật toán Bayes vào suy diễn có tỷ lệ các
bệnh mắc phải nhỏ hơn 60%.

Hình 3.9. Màn hình chi tiết tỷ lệ bệnh
3.5. Kiểm thử hệ thống
Hệ chẩn đoán này có cơ sở tri thức được thu thập từ các bác sĩ
chuyên khoa và các bệnh án thực tế tại phòng khám đa khoa trường ĐH
Trà Vinh. Các tri thức sử dụng trong hệ thống khá đầy đủ, các luật được
mô tả trong hệ thống chính xác với tri thức của chuyên gia cung cấp, vì
vậy hệ thống chẩn đoán chính xác các trường hợp bệnh.

Kết quả chẩn đoán của hệ thống dựa trên dữ liệu bệnh nhân tại
phòng khám đa khoa trường ĐH Trà Vinh với số mẫu sử dụng làm luận
văn là 120 bệnh án, trong đó 90 mẫu dùng để khai thác luật, 30 mẫu để
kiểm thử hệ thống.
Bảng 2.3. Thống kê kết quả thử nghiệm
Số mẫu thử nghiệm hệ thống: 30

Chẩn đoán đúng
28

Chẩn đoán sai
2

Như vậy kết quả chạy chương trình thử nghiệm chẩn đoán chính
xác khoảng 93.33% từ các mẫu bệnh án thực tế. Kết quả này cho thấy
hệ hỗ trợ chẩn đoán bệnh viêm phế quản này có hiệu quả thực tế cao.


23
KẾT LUẬN VÀ KIẾN NGHỊ
1. Kết quả đạt được
Kết quả của khóa luận tốt nghiệp là xây dựng một hệ hỗ trợ chẩn
đoán bệnh viêm phế quản dựa trên lý thuyết Bayes phù hợp với thực tế
khám bệnh tại bệnh viện và dữ liệu sử dụng là dữ liệu thực tế được thu
thập tại phòng khám đa khoa trường ĐH Trà Vinh. Hệ thống này đã
đáp ứng giúp ích cho các bác sĩ trẻ mới ra trường và các bác sĩ không
chuyên khoa có thêm kinh nghiệm trong việc chẩn đoán bệnh viêm phế
quản cũng như học hỏi được kinh nghiệm chẩn đoán của các bác sĩ
chuyên khoa lâu năm.
Hệ thống hoạt động dựa vào máy suy diễn và tập luật đã được thu

thập từ tri thức chuyên gia để đưa ra kết quả chẩn đoán. Tri thức của
chuyên gia đã trãi qua nhiều năm kinh nghiệm nghiên cứu về bệnh
viêm phế quản. Tất cả các tri thức thu thập được là hoàn toàn chính xác,
đáng tin cậy và đang được sử dụng trong thực tế tại phòng khám.
2. Một số hạn chế
- Trong thế giới thực, hầu như bất khả thi khi các triệu chứng của
người bệnh không nằm trong luật thì lúc này hệ thống không tìm ra
được bệnh.
- Không có độ ưu tiên cho từng triệu chứng, vì trong thực tế bác
sĩ chỉ cần một số triệu chứng quan trọng thì có thể kết luận được bệnh.
3. Hướng phát triển
- Cần có sự ưu tiên cho từng triệu chứng.
- Phát triển thành dạng Web phổ biến cho cộng đồng.
- Có thêm chức năng quản lý thông tin bệnh nhân và bệnh án để
có thể chẩn đoán thêm chính xác hơn.