Xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ chuẩn đoán và điều trị bệnh đái tháo đường tt

HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
-------------------------------

NGUYỄN VĂN LÝ

XÂY DỰNG HỆ CHUYÊN GIA HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN
VÀ ĐIỀU TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG

Chuyên ngành: Hệ thống thông tin
Mã số: 8.48.01.04

TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ

HÀ NỘI – 2018


Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG

Người hướng dẫn khoa học: PGS.TS. Lê Hữu Lập

Phản biện 1: …………………………………………………
Phản biện 2: ………….……………………………………..

Luận văn sẽ được bảo vệ trước Hội đồng chấm luận văn thạc sĩ tại
Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông
Vào lúc:

....... giờ ....... ngày ....... tháng ....... .. năm ...............

Có thể tìm hiểu luận văn tại:

- Thư viện của Học viện Công nghệ Bưu chính Viễn thông


1
MỞ ĐẦU
Hiện tại bệnh đái tháo đường theo thống kê năm 2017 có 2500
người bị mắc và điều trị tại cơ sở, hàng năm bệnh nhân mắc bệnh đái
tháo đường tăng 10%. Đặc biệt tại tuyến huyện, bệnh viện hạng II có
nhiều khó khắn về số lượng Bác sĩ tham gia điều trị, cơ sở vật chất
trật trội, hướng tới hài lòng người bệnh.
Hệ chuyên gia hỗ trợ bác sĩ chẩn đoán và theo dõi bệnh đái tháo
đường để hạn chế tình trạng chấn đoán thiếu chính xác. Giảm tải thời
gian khám chữa bệnh của bác sĩ và hài lòng người bệnh.Theo dõi
diễn biến bệnh đái tháo đường cho từng bệnh nhân.
Chẩn đoán bệnh thuận tiện hơn vì dựa trên bệnh sử của bệnh
nhân. Đặc biệt trường hợp cấp cứu bệnh nhân trong tình trạng hôn
mê không thể cung cấp thông tin thì Patient profile sẽ rất có ý nghĩa
trong phác đồ điều trị.
Nhận thấy tầm quan trọng của hệ chuyên gia trong quá trình
khám chữa bệnh nghành y tế về bệnh đái tháo đường, em quyết định
chọn đề tài luận văn: “Xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ chấn đoán
và điều trị bệnh đái tháo đường”.
Nội dung luận văn
Chương 1: Tổng quan về hệ chuyên gia, trình bày cấu trúc
chính và nguyên tắc hoạt động của hệ chuyên gia
Chương 2: Hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán và điều trị bệnh đái
tháo đường. Chương này trình bày về dữ liệu y khoa của bệnh đái
tháo đường và xây dựng thử nghiệm hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán
bệnh đái tháo đường
Chương 3: Thử nghiệm hệ chuyên gia và đánh giá kết quả.

Mặc dù có nhiều cố gắng nhưng thời gian và năng lực còn hạn
chế nên luận văn không tránh khỏi những khiếm khuyết. Kính mong
thầy cô và đồng nghiệp thông cảm, cho ý kiến đóng góp.
Trân trọng cảm ơn !


2
CHƯƠNG 1 - TỔNG QUAN VỀ HỆ CHUYÊN GIA
1.1. Giới thiệu chung
Hệ chuyên gia là một lĩnh vực của trí tuệ nhân tạo ra đời từ giữa
thập niên 60, được áp dụng trong nhiều lĩnh vực khác nhau như y
khoa, kinh tế, nông nghiệp…
Hệ chuyên gia được định nghĩa chung như sau: Hệ chuyên gia là
một chương trình máy tính mô hình hoá khả năng giải quyết của
chuyên gia
1.2. Cấu trúc chính của một hệ chuyên gia
Hệ chuyên gia có hai thành phần chính: Cơ sở tri thức mô tơ suy
luận[11].

Hình 1.1 Các thành phần cơ bản của một hệ chuyên gia
1.2.1. Cơ sở tri thức (Knowledge Base)
Tri thức là sự hiểu biết về lĩnh vực cần biểu diễn nghiên cứu. Hệ
chuyên gia mô hình hóa khả năng giải quyết vấn đề của con người nên
phải có được tri thức về lĩnh vực đang xét như một người chuyên gia.
Tri thức trong các hệ chuyên gia được thu thập từ sách, tri thức
thuộc về kinh nghiệm, phán đoán của các chuyên gia hay được rút ra
thông qua quá trình học. Biểu diễn tri thức như: Luật dẫn, mạng ngữ
nghĩa, khung (Frame), logic mệnh đề, bộ ba đối tượng – thuộc tính –
giá trị (O-A-V),….
Cấu trúc của một luật gồm một hay nhiều giả thiết trong phần IF với

một hay nhiều kết luận trong phần THEN. Cấu trúc một luật có dạng:
IF….. THEN…..Hay IF….. THEN…..ELSE…. .
Các loại tri thức thường gặp trong thực tế
a) Tri thức thủ tục
b) Tri thức mô tả
c) Tri thức MetaTri thức may rủi
d) Tri thức cấu trúc
1.2.2. Mô tơ suy luận (Inference Engine)


3
Mô tơ suy luận làm việc dựa trên các sự kiện trong bộ nhớ làm việc
và tri thức về lĩnh vực trong cơ sở tri thức để rút ra thông tin mới.
Hai loại suy luận thường được áp dụng trong hệ chuyên gia là
suy luận tiến và suy luận lùi:
a) Suy luận tiến (Forward chaining)
b) Suy luận lùi (Backward chaining)
Các chuyên gia thường đánh giá suy xét khi giải vấn đề, một kỹ
thuật khác thường được sử dụng là thêm một thừa số chắc chắn CF
để thể hiện thông tin không chắc chắn.
1.3. Hệ thống giao tiếp với người sử dụng
1.3.1. Hoạt động của hệ chuyên gia
Người sử dụng cung cấp sự kiện (Fact) là những gì đã biết, đã có
thật hay những thông tin có ích cho hệ chuyên gia và nhận được
những câu trả lời là những lời khuyên hay những gợi ý đúng đắn
(Expertise).

Hình 1.2. Hệ chuyên gia
Giao diện người - Máy (User interface): Thực hiện giao tiếp
giữa hệ chuyên gia và user, nhận thông tin từ user và đưa ra các câu

trả lời, các lời khuyên, các giải thích về lĩnh vực nào đó.
Bộ giải thích (Explanation system): Giải thích các hoạt động khi
có yêu cầu của user.
Động cơ suy diễn (Inference engine): Quá trình hệ chuyên gia
cho phép khớp các sự kiện trong vùng nhớ làm việc với các tri thức
về lĩnh vực trong cơ sở tri thức để rút ra các kết luận về vấn đề đang
giải quyết.
1.3.2. Nguyên tắc hoạt động


4

Hình 1.3. Hoạt động hệ chuyên gia
Cơ sở tri thức gồm: Sự kiện và các phần tử tri thức thông
thường được gọi là luật (Rule), được tổ chức như một cơ sở dữ liệu.
Động cơ suy diễn: Công cụ (Chương trình, hay bộ xử lý) tạo ra
sự suy luận bằng cách sẽ quyết định xem những luật nào sẽ làm thỏa
mãn các sự kiện, các đối tượng, chọn ưu tiên các luật có tính ưu tiên
cao nhất.
Lịch công việc: Danh sách các luật ưu tiên do máy suy diễn tạo
ra thỏa mãn các sự kiện, các đối tượng có mặt trong bộ nhớ làm việc.
Vùng nhớ làm việc: Cơ sở dữ liệu toàn cục chứa các sự kiện
phục vụ cho các luật.
Khả năng giải thích: Giải nghĩa cách lập luận của hệ thống cho
người sử dụng.
Khả năng tiếp nhận tri thức: Cho phép người sử dụng bổ sung các
tri thức vào hệ thống bằng cách mã hóa tri thức một cách tường minh.
1.3.3. Hoạt động của cơ sở tri thức
Cơ sở tri thức còn được gọi là bộ nhớ sản xuất (Production
memory) trong hệ chuyên gia. Trong một cơ sở tri thức, người ta

thường phân biệt hai loại tri thức là tri thức phán đoán (Assertion
knowledge) và tri thức thực hành (Operating knowledge).


5

Hình 1.4: Quá trình xử lý
1.3.4. Kỹ thuật suy luận trong hệ chuyên gia
Cở sở tri thức và mô tơ suy diễn được tách rời. Phân tách cở sở
tri thức và mô tơ suy diễn có giá trị trong hệ chuyên gia. Đảm bảo
tính độc lập trong việc mã hóa tri thức và việc xử lý tri thức đó.
a. Tri thức chuyên gia
b. Lập luận may rủi
c. Lập luận không chính xác
Hệ chuyên gia được coi là thành công trong ứng dụng cần đến
lập luận không chính xác. Những loại ứng dụng này được đặc trưng
bằng thông tin không chắc chắn, chồng lấn không rõ ràng.
1.4. Một số hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh.
1.4.1. Hệ chuyên gia chẩn đoán về bệnh phổi
Năm 2008, khoa công nghệ thông tin,Trường đại học Sư phạm
Hà Nội, đã phát triển hệ chuyên gia chẩn đoán về bệnh phổi.
1.4.2. Ứng dụng logic mờ xây dựng hệ trợ giúp chẩn đoán bệnh
thần kinh – Tâm thần
Năm 2010, nhóm nghiên cứu của trường đại học Đà Nẵng đã
phát triển hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh Thần kinh – Tâm thần.
Kết Luận chương 1
Hệ chuyên gia là một chương trình máy tính mô hình hóa khả
năng giải quyết một phần công việc của hệ chuyên gia. Cấu trúc của
hệ chuyên gia gồm 3 thành phần : Cơ sở tri thức, mô tơ suy luận và
hệ thống giao tiếp với người sử dụng trên cơ sở lý thuyết chung của

hệ chuyên gia, trong chương 2 luận văn nhìn chung các hệ chuyên
gia có liên quan đến trợ giúp chẩn đoán và điều trị các bệnh y khoa
được phát triển mạnh mẽ trong những năm gần đây tại Việt Nam.
Tuy vậy, các hệ này chưa đạt yêu cầu thương mại hóa sản phẩm.


6
CHƯƠNG 2 - HỆ CHUYÊN GIA HỖ TRỢ CHẨN ĐOÁN, ĐIỀU
TRỊ BỆNH ĐÁI THÁO ĐƯỜNG
Hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán, điều trị bệnh đái tháo đường
được thiết kế dựa trên phác đồ điều trị của các chuyên gia đầu
nghành Bộ y tế xây dựng, những dấu hiệu triệu trứng, kết quả xét
nghiệm lâm sàng đưa ra kết luận về mức độ mắc bệnh của bệnh nhân.
2.1. Dữ liệu y khoa về bệnh đái tháo đường
2.1.1. Sơ lược về bệnh đái tháo đường
Đái tháo đường là bệnh rối loạn chuyển hóa không đồng nhất, có
đặc điểm tăng glucose huyết do khiếm khuyết về tiết insulin, về tác
động của insulin, hoặc cả hai.
2.1.2. Phân loại bệnh diên biến lâm sàng của bệnh
Trong y khoa người ta chia làm 3 loại bệnh đái tháo đường, như sau:
a. Bệnh đái tháo đường type 1
Đái tháo đường type 1 (hay Đái tháo đường vị thành niên) là
bệnh lý mạn tính, xảy ra khi tuyến tụy không có khả năng sản xuất
Hormone insulin – Hormone có vai trò kiểm soát đường huyết, khiến
nồng độ đường trong máu tăng cao.
Nguyên nhân: Nhiễm virut hoặc vi khuẩn, chất độc hoá học
trong thực phẩm, thành phần không xác định gây phản ứng tự miễn
dịch; Sự bố trí di truyền
Diễn tiến bệnh hầu hết, các bệnh nhân mắc bệnh sẽ có các biểu hiện
điển hình như ăn nhiều, uống nhiều, đi tiểu nhiều và sụt cân nhiều.

Biến chứng của bệnh Đái tháo đường type 1: Ảnh hưởng đến
toàn bộ các cơ quan trong cơ thể.
b. Bệnh đái tháo đường type 2
Nếu ở bệnh đái tháo đường type 1, cơ thể không sản xuất insulin
thì bệnh đái tháo đường type 2 các tế bào không được đáp ứng đúng
với insulin không vào được trong tế bào để thực hiện vai trò của
mình. Đái tháo đường type 2 là bệnh về rối loạn chuyển hóa chất
đường (Glucose) mạn tính.
Nguyên nhân chủ yếu là do lối sống thiếu lành mạnh: Ăn uống
không điều độ, ít vận động, áp lực của công việc, căng thẳng thường
xuyên…
Diễn tiến bệnh đái tháo đường type 2: Bệnh đái tháo đường type
2 thường âm thầm, ít rõ rệt hơn so với đái tháo đường type 1.
Biểu hiện: khát nước nhiều, cảm thấy đói nhiều, khô miệng…
Biến chứng của bệnh đái tháo dường type 2: Đường (Glucose)


7
trong máu tăng cao kéo dài làm tổn hại tới các mạch máu và dây thần
kinh, dẫn tới nhiều biến chứng mạn tính như mù lòa, nhồi máu cơ
tim, đột quỵ não.
2.1.2.3. Đái tháo đường thể đặc biệt(hay Đái tháo đường thời kỳ
mang thai kỳ)
Bệnh đái tháo đường thai kỳ là một loại bệnh đái tháo đường mà
chỉ xảy ra trong thời gian mang thai. Nguyên nhân của đái tháo đường
đoạn này được giải thích là do thay đổi nội tiết khi mang thai, làm tăng
glucose trong máu, nhất là sau ăn. Kháng insulin
Không giống như bệnh đái tháo đường type 1 và type 2, bệnh
đái tháo đường lúc mang thai sẽ biến mất sau khi em bé được sinh ra.
Một số bệnh được biết là làm tăng nguy cơ mắc bệnh đái tháo

đường như: Bệnh nhân bị hội chứng Ovary Đa Nhiễm (PCOS). Bệnh
nhân bị hội chứng Cushing…
2.1.3. Phân biêt loại đái tháo đường
Bảng 2.1: Phân biệt đái tháo đường type 1, type 2 và đái tháo
đường thể đặc biệt
Đặc điểm

Đái tháo
đường type 1

Đái tháo
đường type 2

Đái tháo
Ghi chú
đường đái
tháo đường
thể đặc biệt
Tuổi
xuất Trẻ, thanh thiếu Tuổi
trưởng Phụ nữ mang
hiện
niên
thành
thai, thời kỳ 3
tháng
giữa
hoặc 3 tháng
cuối
Khởi phát

Các
triệu Chậm, thường
chứng rầm rộ không rõ
triệuchứng
Biểu hiện lâm - Sút cân
- Bệnh diễn tiến Thai phải to
sàng
nhanhchóng. âm ỉ, ít triệu so với phát
- Đái nhiều.
chứng
triển thai
- Uống nhiều - Thể trạng béo,
thừa cân
- Tiền sử gia
đình có người
mắc bệnh đái
tháo đường type
2.
- Đặc tính dân


8
tộc, có tỷ lệ mắc
bệnh cao.
- Dấu gai đen
(Aeanthosis
nigricans)
- Hội chứng
buồng trứng đa
nang

Glucose huyết FPG(fasting FPG(fasting
tương lúc đói plasma
plasma
glucose) ≥ 126 glucose) ≥ 126
mg/dL (hay 7 mg/dL (hay 7
mmol/L).
mmol/L).

Glucose huyết
tương ở thời
điểm sau 2
giờ
làm
nghiệm pháp
dung
nạp
glucose
đường uống
75g

OGTT(oral
glucose
tolerance
test) ≥ 200
mg/dL (hay
11,1 mmol/L)

OGTT(oral
glucose tolerance
test) ≥ 200

mg/dL (hay 11,1
mmol/L)

FPG(fasting
plasma
glucose) ≥ 126
mg/dL (hay 7
mmol/L).
G< 5.1mml/l

OGTT(oral
glucose
tolerance
test) ≥ 200
mg/dL (hay
11,1 mmol/L)
Sau 1 giờ ≥10
mol/l
Sau 2 giờ ≥8.5
mol/l

Bệnh nhân
phải nhịn ăn
(không uống
nước ngọt,
có thể uống
nước
lọc,
nước đun sôi
để nguội) ít

nhất 8 giờ
(thường phải
nhịn đói qua
đêm từ 8 -14
giờ),
Bệnh nhân
nhịn đói từ
nửa
đêm
trước khi làm
nghiệm pháp,
dùng
một
lượng
glucose
tương đương
với
75g
glucose, hòa
tan
trong
250-300 ml
nước, uống
trong 5 phút;
trong 3 ngày
trước
đó
bệnh nhân ăn
khẩu phần có
khoảng 150-

9
200
gam
carbohydrat
mỗi ngày.
≥ 6,5% (48
mmol/mol).
Nhiễm ceton, Dương tính
tăng ceton
trong máu,
nước tiểu
C-peptid
Thấp/không
đo được
Kháng thể:
Dương tính
Kháng
đảo
tụy (ICA)
Kháng
Glutamic acid
decarboxylase
65 (GAD 65)
Kháng Insulin
(IAA)
Kháng
Tyrosine
phosphatase

(IA-2)
Kháng
Zinc
Transporter 8
(ZnT8)
Điều trị
Bắt buộc dùng
insulin
HbA1c

Cùng
hiện
diện với với
bệnh tự miễn
khác
Các bệnh lý đi
kèm lúc mới
chẩn đoán:
tăng huyết áp,
rối loạn
chuyển hóa
lipid, béo phí

Có

Không có
Nếu có, phải
tìm các bệnh
lý khác đồng
mắc

≥ 6,5%
(48
mmol/mol).
Thường không
có
Bình
thường
hoặc tăng
Âm tính

Thay đổi lối sống,
thuốc viên và/ hoặc
insulin
Hiếm

Thường
gặp,
nhất là hội chứng
chuyển hóa


10
2.1.4. Đặc trưng cần thiết thuộc nhóm cận lâm sàng:
Mục tiêu điều trị cho bệnh nhân đái tháo đường ở người trưởng
thành, không có thai, không mắc bệnh mãn tính khác kèm theo.
Mục tiêu: Điều trị từng cá thể bệnh nhân
Bảng 2.2:bảng mục tiều điều trị
Mục tiêu
HbA1c

Glucose huyết tương mao
mạch lúc đói, trước ăn
Đỉnh glucose huyết
tương mao mạch sau ăn
1-2 giờ
Huyết áp

Lipid máu

Chỉ số
< 7%*
80-130 mg/dL (4.4-7.2 mmol/L)*
<180 mg/dL (10.0 mmol/L)*
Tâm thu <140 mmHg, Tâm trương <90 mmHg
Nếu đã có biến chứng thận: Huyết áp <130/8580 mmHg
LDL cholesterol <100 mg/dL (2,6 mmol/L),
nếu chưa có biến chứng tim mạch.
LDL cholesterol <70 mg/dL (1,8 mmol/L) nếu đã
có bệnh tim mạch.
Triglycerides <150 mg/dL (1,7 mmol/L)
HDL cholesterol >40 mg/dL (1,0 mmol/L) ở
nam và >50 mg/dL (1,3 mmol/L) ở nữ.

2.2. Xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán đái tháo đường
(ESDM -Expert System for diabetes mellitus)
2.2.1. Tổng quan
Hệ chuyên gia ESDM là hỗ trợ, định hướng trong quá trình chẩn
đoán, hội chẩn bệnh nhân.ESDM gồm ba phần chính: Cơ sở tri thức,
Mô tơ suy luận, Profile bệnh nhân (patient profile).

Hình 2.1 Kiến trúc của hệ chẩn đoán đái tháo đường đái tháo đường – ESDM

2.2.2. Cơ sở tri thức về bệnh đái tháo đường


11
Cơ sở tri thức quyết định nên giá trị của một hệ chuyên gia.
Phương pháp biểu diễn tri thức bằng luật để biểu diễn tri thức của
ESDM vì:
Các bác sĩ cung cấp tri thức theo dạng luật.
Dữ liệu có thể chỉnh sửa cơ sở tri thức.
Thừa số chắc chắn CF (Certainty factor) được sử dụng để diễn tả
tri thức về thông tin không chắc chắn
Tùy vào mỗi bài toán mà CF có miền giá trị cụ thể sao cho phù
hợp với bài toán đó, giá trị CF sẽ có miền giá trị [0,1].
Bảng 2.3: Bảng ánh xạ mức độ đánh giá của bác sĩ sang CF
Đánh giá
của bác sĩ
0
+
++
+++
++++
+++++

Giá trị CF
Ý nghĩa
tương ứng
0
Không có ý nghĩa chẩn đoán đái tháo đường

0.2
Mức đánh giá bệnh đái tháo đường
0.4
Mức đánh giá bệnh đái tháo đường
0.6
Mức đánh giá bệnh đái tháo đường
0.8
Mức đánh giá bệnh đái tháo đường
0.9

Không có triệu chứng nào chứng tỏ bệnh nhân
chắc chắn bị đái tháo đường mà không cần đến
kết quả xét nghiệm

Quá trình xây dựng cơ sở tri thức được thực thể hiện như sau:
B1: Xác định các thông tin dùng để chẩn đoán đái tháo đường từ
sách y khoa và một bác sĩ.
B2: Khảo sát các thông tin đó trên bốn bác sĩ khác. Các bác sĩ
đánh giá ý nghĩa chẩn đoán của từng thông tin trên thang điểm 0,+,
++, +++, ++++, +++++.
B3: Tính giá trị CF trung bình của các thông tin (Cách tính đã được
nêu như trên).
B4: Xây dựng tập luật.
B5: Kiểm tra cơ sở tri thức vừa xây dựng với các bệnh án mẫu.
Nếu kết quả không đúng thì tham khảo ý kiến bác sĩ để chỉnh sửa cơ
sở tri thức.
Các bước xây dựng cơ sở tri thức được thể hiện lại qua sơ đồ
trong hình 2.1.
ESDM sử dụng một kỹ thuật của Kusrini [17]. Kusrini đưa ra
phương pháp tính CF từ các giá trị do người sử dụng cung cấp bằng ba

hàm tương ứng với ba toán tử =, , 


12

Hình 2.2 Các bước xây dựng tri thức ESDM
Ba hàm giúp xác định CF được Kusrini đề xuất như sau:
0, x  v  t hay x  v  t
 xvt
,v  t  x  v


t
CF ( x )  
vtx

,v  x  v  t
t


1, x  v


(1)

Hàm xác định CF của toán tử =
0, x  v  t

x v t
CF ( x)  

,v  t  x  v
 t
1, x  v


Hàm xác định CF của toán tử 

(2)

0, x  v  t

v  t  x
CF ( x)  
,v  x  v  t
t

1, x  v


(3)
Hàm xác định CF của toán tử 
Trong đó: x là giá trị nhập vào
v là giá trị chuẩn
t là dung sai
Xét lại ví dụ trên thì CF của thiểu niệu được xác định qua hàm sau:
0, x  599

 499  100  x
CF ( x)  
,499  x  599

100

1, x  499


Như vậy một bệnh nhân có lượng nước tiểu 550ml trong 24 giờ
thì bác sĩ nghĩ bệnh nhân này bị thiểu niệu với độ chắc chắn là CF =


13
(499+100-550)/100 = 0.49.
2.2.3. Mô tả quá trình chẩn đoán bệnh đái tháo đường
Các bước thực hiện chính được mô tả tổng quát trong sơ đồ hình 2.2
Để bắt đầu quá trình chẩn đoán, ESDM yêu cầu thông tin bệnh
nhân để đăng nhập. Nếu bệnh nhân đã được chẩn đoán trước đây thì
chỉ cần cung cấp mã bệnh nhân do hệ thống tạo ra trong lần chẩn
đoán đầu tiên. Tùy vào hiện trạng của bệnh nhân mà hệ thống xác
định thông tin cần hỏi. Quá trình này được mô tả (hình 2.3).Khi đã có
các thông tin cần thiết, hệ thống bắt đầu chẩn đoán bệnh. Trong quá trình
chẩn đoán có thể hệ thống sẽ hỏi thêm thông tin mà chủ yếu là các kết quả
cận lâm sàng.

Hình 2.3. Sơ đồ quá trình chẩn đoán tổng quát

Hình 2.4 Sơ đồ quá trình thu thập thông tin
Nếu bệnh nhân được xác định là có nguy cơ bệnh đái tháo
đường thì hệ thống chỉ hỏi một vài triệu chứng chính.
Quá trình chẩn đoán đái tháo đường được thể hiện chi tiết qua
hình 2.4
Cuối cùng là hệ thống sẽ cập nhật lại profile của bệnh nhân dựa vào

các thông tin đã suy diễn và các thông tin do người sử dụng cung cấp.


14

Hình 2.5. Sơ đồ quá trình chẩn đoán
2.2.4. Module quản lý Profile bệnh nhân- ESDM
Profile bệnh nhân được khởi tạo đối với thông tin đầy đủ về
bệnh nhân mới và được cập nhật sau mỗi lần được bác sĩ thăm khám,
hỏi về bệnh sử, tiền căn, hiện trạng chẩn đoán nhưng có thể bệnh
nhân cung cấp sai lệch hoặc chưa chính xác cho bác sĩ, điều đó dẫn
đến người sử dụng cung cấp, cập nhật thông tin chưa chính xác nên
cần được cập nhật lại mỗi lần thăm khám.
2.2.4.1. Cấu trúc Profile bệnh nhân - ESDM
Cấu trúc Profile bệnh nhân phải chứa đầy đủ các thông tin đặc
trưng có liên quan đến bệnh đái tháo đường bao gồm bốn nhóm thông
tin: Thông tin cá nhân, tiền căn của bệnh nhân, tiền căn gia đình của
bệnh nhân và kết quả cận lâm sàng. Các thông tin có trong profile của
bệnh nhân được xác định từ các bác sĩ chuyên khoa Nội thận- Tiết
niệu(chuyền về bệnh đái tháo đường), sách y khoa và các bệnh án mẫu
được thu thập tại TYT thị xã Từ sơn được thực hiện như sau:
Khảo sát ý kiến đánh giá của 4 bác sĩ chuyên khoa khoa Nội thậnTiết niệu khác.
Kết quả cận lâm sàng. Tiêu chuẩn chẩn đoán đái tháo đường (
Theo Hiệp Hội Đái tháo đường Mỹ - ADA) dựa vào 1 trong 4 tiêu
chuẩn sau đây:
a) Glucose huyết tương lúc đói (fasting plasma glucose:
FPG) ≥ 126 mg/dL (hay 7 mmol/L).
b) Glucose huyết tương ở thời điểm sau 2 giờ làm nghiệm pháp
dung nạp glucose đường uống 75g (oral glucose tolerance test:
OGTT) ≥ 200 mg/dL (hay 11,1 mmol/L).

c) HbA1c ≥ 6,5% (48 mmol/mol).


15
d) Ở bệnh nhân có triệu chứng kinh điển của tăng glucose huyết
hoặc mức glucose huyết tương ở thời điểm bất kỳ ≥ 200 mg/dL (hay
11,1 mmol/L).
2.2.4.2. Khởi tạo Profile bệnh nhân
Để khởi tạo profile nhằm cung cấp một số thông tin cần thiết để
có thể tư vấn. Với hệ chuyên gia ESDM thì vấn đề khởi tạo profile
không quan trọng như các hệ thống trên vì khi chẩn đoán bệnh mà
chưa biết thông tin gì về bệnh nhân thì hệ thống hỏi tất cả các thông
tin cần thiết để đăng ký bệnh nhân ví dụ: bênh nhân tên:

Hình 2.6: khởi tạo Profile bệnh nhân
Profile của mỗi bệnh nhân được khởi tạo dựa trên thông tin
trong lần chẩn đoán đầu tiên (hình ảnh 2.5.

Hình 2.7: Chi tiết Profile quản lý bệnh án
2.2.4.3. Cập nhật Profile bệnh nhân
Khi bệnh nhân đăng ký khám chữa bệnh tại cơ sở tự cập nhật lại
profile trên mã Profile bênh án của bệnh nhân mỗi khi bác sĩ khám
khám chữa bệnh và chẩn đoán


16

Hình 2.8: Thông tin Profile bênh nhân đái tháo đường được điều trị
Một số đặc trưng trong profile được cập nhật từ các thông tin do
bệnh nhân hay bác sĩ cung cấp. Ví dụ bệnh nhân cho biết đã có tiền

căn bị bệnh đái tháo đường. Một số đặc trưng khác cần phải được suy
diễn từ một hay nhiều thông tin được cung cấp.

Hình 2.9: Lịch sử sử dụng dịch vụ điều trị đái tháo đường
Ngoài ra trong profile của bệnh nhân còn có các đặc trưng có thể
được cập nhật từ thông tin lần 1 được cung cấp hay được suy ra từ
thông tin khác chẳng hạn như bệnh đái tháo đường có thể do bệnh
nhân cung cấp hoặc do phần mềm tự thông báo cho bác sĩ biết lịch sử
bệnh nhân khi khám lại lần 2, lần 3…
2.2.4.4. Khai thác Profile bệnh nhân
Hệ ESDM thu thập thông tin để chẩn đoán thông qua các bảng
lựa chọn (xem phụ lục 2) nên có thể người sử dụng đọc không kỹ dẫn
đến cung cấp thiếu thông tin. Nếu bệnh nhân có ít khả năng bị bệnh
đái tháo đường thì ESDM không yêu cầu làm xét nghiệm để chẩn
đoán xác định dẫn đến chẩn đoán bị thiếu sót. Để hạn chế tình trạng


17
này xảy ra, ESDM dựa vào các bệnh án tương tự với bệnh án đang
xét để suy ra thông tin có thể người dùng cung cấp thiếu. Độ tương tự
của bệnh án I so với bệnh án R được tính theo công thức:
sim(I, R) =

I R
∑n
i=1 wi ∗sim(fi ,fi )
n
∑i=1 wi

(4)

Với:
I là bệnh án đang xét
R là bệnh án được truy vấn hay tham khảo
wi là trọng số của sự kiện thứ i dùng để chẩn đoán khả năng
trong bệnh án I
fiI là sự kiện fi trong bệnh án I
fiR là sự kiện fi trong bệnh án R
1, fiI = fiR
sim(fiI , fiR ) = {
(5)
0, fiI ≠ fiR
Ví dụ:
Bệnh án số TH.Đ017 cho biết bệnh nhân này có triệu giảm cân
không giải thích được, đói quá mức, mệt mỏi.
Bệnh án số TH.Đ099 cho biết bệnh nhân này có triệu triệu: Mệt
mỏi, chân tay bị tê, ngứa da.
Trọng số của các thông tin có trong hai bệnh án trên như trong
bảng sau:
Tên thông tin
Giảm cân không giải thích được
Đói quá mức
Mệt mỏi
Ngứa da
Chân tay bị tê

Trọng số
1
1
2

1
1

Bệnh án TH.Đ017 và bệnh án TH.D099 có chung các thông tin:
giảm cân không giải thích được, mệt mỏi , chân tay bị tê nên độ
tương tự của TH.Đ017 so với TH.D099 là:
sim (TH.D017, TH.D099) = (0*1 + 1*1 + 2*1)/(1+1+2)=0.75
Các bước thực hiện để xác định thông tin cần hỏi lại:
Bước 1: Tính độ tương tự các bệnh án có khả năng bị đái tháo
đường cao (tùy chọn) trong chẩn đoán sơ bộ và có chẩn đoán cuối
cùng là đái tháo đường.
Bước 2: Sắp xếp các bệnh án theo mức độ tương tự giảm dần.
Bước 3: Chọn các bệnh án có độ tương tự từ cao nhất đến các
bệnh án có độ tương tự thứ k.


18
Bước 4: Lọc ra những thông tin có trong các bệnh án tương tự
được chọn mà không có trong bệnh án hiện tại.
Bước 5: Sắp xếp các thông tin được chọn theo số lần xuất hiện
của các thông tin này có trong các bệnh án tương tự được chọn theo
thứ tự giảm dần. Bước này được thực hiện để hệ thống có thể chọn ra
n thông tin có khả năng bị thiếu sót nhất.
2.2.5. Mô tơ suy luận
Cơ sở tri thức và mô tơ suy luận của các hệ chuyên sử dụng luật
để biểu diễn tri thức hoàn toàn có thể tách rời, độc lập với nhau.
Khi sử dụng Jess làm mô tơ suy luận thì các luật trong cơ sở tri
thức của hệ thống phải được viết theo cú pháp của Jess hoặc theo cú
pháp XML. Các luật trong cơ sở tri thức của ESDM được viết theo
định dạng của Jess có dạng như sau:

(defrule Tên_Luật
=> (Các điều kiện)
=> (Các kết luận))
2.2.6. Module giải thích
Giải thích là một tiện ích không thể thiếu đối với các hệ cơ sở tri
thức. Nếu không giải thích kết quả của hệ thống được suy diễn ra như
thế nào thì kết quả không có ý nghĩa vì người sử dụng sẽ nghi ngờ,
không tin tưởng vào kết quả đó. Do đó hệ thống xây dựng tiện ích
giải thích để diễn giải kết quả chẩn đoán.
Để giải thích kết quả đạt được, hệ thống ghi nhận lại tất cả các
chuỗi mô tả của các luật được kích hoạt (được sử dụng để suy luận ra
kết quả). Chuỗi mô tả của một luật dùng để giải thích luật này được
kích hoạt bằng những sự kiện gì, các sự kiện này có giá trị CF là bao
nhiêu và kết luận của luật này là gì. Cuối cùng hệ thống phân tích
chuỗi thu được để hiển thị cho người dùng.
Kết luận chương 2
Đái tháo đường là bệnh rối loạn chuyển hóa không đồng nhất, có
đặc điểm tăng glucose huyết do khiếm khuyết về tiết insulin, về tác
động của insulin, hoặc cả hai, theo y khoa phân loại type đái tháo
đường : Type 1, type 2 và đái tháo đường thể đặc biệt.
Từ dữ liệu y khoa của bệnh đái tháo đường và Patiant Profile
cho phép xây dựng hệ chuyên gia hỗ trợ chẩn đoán bệnh đái tháo
đường (ESDM ), bác sĩ nhanh chóng phát triển và điều trị bệnh.
Thành phần hệ chuyên gia ESDM gồm có: Cơ sở tri thức về bệnh đái
tháo đường, mô tơ suy luận, mô tơ giải thích… Các Profile sẽ hỗ trợ


19
các bác sĩ chuyên khoa Nội chẩn đoán, kết luận cũng như đưa ra quy
trình chữa trị bệnh.

20
CHƯƠNG 3 - THỬ NGHIỆM HỆ CHUYÊN GIA
VÀ ĐÁNH GIÁ KẾT QUẢ
Trong phần này sẽ thực hiện thử nghiệm hệ chuyên gia sau khi xây
dựng chương 2. Bác sĩ tiến hành chạy trương trình và khám chữa bệnh
như hỏi thông tin về bệnh thu thập thông tin thông qua hỏi về bệnh.
3.1. Giới thiêu chung
Từ dữ liệu Profile tại đơn vị TTYT thị xã Từ sơn gồm 278 Bệnh
đái tháo đường tháng 7, tháng 8 năm 2018 tại phòng khám.
Lần 1 lấy 182 Profile của tháng 7 làm dữ liệu cơ sở tri thức.
Lần 2 lấy 96 Porfile của tháng 8 để chỉnh sửa cập nhật cơ sở tri
thức.
Bài toán yêu cầu đánh giá hệ chuyên gia ESDM.
3.2.Thử nghiệm chẩn đoán và điều trị
3.2.1. Quá trình Chẩn đoán
Dữ liệu dùng để thử nghiệm đánh giá ESDM là các bệnh án
ngoại trú được thu thập tại khoa khám bệnh, TTYT thị xã Từ Sơn từ
quý III - Năm 2018. Một bệnh án có nhiều loại thông tin, trong đó
phần lớn thông tin dùng để điều trị và theo dõi bệnh..
Nhiều trường hợp bệnh án không có đầy đủ các thông tin trên.
Ví dụ đối với các bệnh nhân mới thì bác sĩ hỏi đầy đủ thông tin, còn
đối với các bệnh nhân đã được chẩn đoán mắc bệnh đái tháo đường
(Tái khám định kỳ) thì bệnh án chứa rất ít thông tin, chủ yếu là xét
nghiệm dùng để đánh giá tình trạng của bệnh.
Tổng số bệnh án mẫu qua 3 lần thu thập được tại TTYT thị xã
Từ Sơn là 278 bệnh án, trong đó:
Lần 1 tháng 7- Năm 2018 thu thập được182 bệnh án ngoại trú có
đăng ký khám ngoại trú 01/07/2018 đến 31/07/2018 Các bệnh án này

dùng để chỉnh sửa và cập nhật cơ sở tri thức.


21
Hình 3.1: Bênh nhân kết luận bị đái tháo đường tháng 07-2018
Lần 2 tháng 08- Năm 2018 thu thập được 96 bệnh án ngoại trú
có ngày điều trị ngoại trú từ 01/08/2018 đến 31/08/2018. Các bệnh án
này dùng để chỉnh sửa và cập nhật cơ sở tri thức.

Hình 3.2: Bênh nhân kết luận bị đái tháo đường tháng 08-2018
Các bệnh án này dùng để đánh giá kết quả chẩn đoán của ESDM
3.2.2. Đánh giá ý nghĩa profile
Khi chẩn đoán, bác sĩ có thể cần đến thông tin trong các lần
chẩn đoán trước. Phần lớn bệnh nhân không biết hay không nhớ các
thông tin đó. Trong bệnh viện, bác sĩ có thể xem lại các bệnh án cũ
nhưng cần phải có thời gian để lưu trữ Profile tìm lại bệnh án đó.
Để đánh giá các thông tin suy diễn của hệ thống dùng để hỏi lại
bệnh nhân có hợp lý hay không, tiến hành như sau:
Chọn ngẫu nhiên 1 bệnh án được ESDM chẩn đoán có khả năng
đái tháo đường cao (trong trường hợp thử nghiệm này chọn CF >=
0.7) và có kết quả chẩn đoán cuối cùng là bị đái tháo đường trong
tổng số 278 bệnh án mẫu.
Sau đó lần lượt loại bỏ một thông tin có trong bệnh án đó.
Sử dụng phương pháp xác định các thông tin cần hỏi lại.
Kiểm tra xem trong các thông tin được xác định cần hỏi lại có sự
kiện bị loại bỏ hay không.
Cũng kiểm tra với bệnh án trên nhưng lần này sẽ hỏi tất cả các
thông tin suy diễn ra được.
Sau đây là bảng kết quả thực hiện kiểm tra trên 10 nhóm bệnh
án, mỗi nhóm chọn ngẫu nhiên 20 bệnh án. Mỗi lần kiểm tra tương ứng

với một thông tin trong một bệnh án bị loại bỏ. Trong các lần kiểm tra
chỉ chọn các bệnh án có độ tương tự cao nhất (i=1) và những thông tin


22
xuất hiện trong các bệnh án tương tự n bậc cao nhất (thực hiện các bước
theo mục 2.2.4.4 )
Bảng 3.1 Bảng kết quả đánh giá chức năng hỏi bệnh bổ sung trên
nhiều nhóm bệnh án
Nhóm
1
2
3
4
5
6
7
8
9
10

Số lần kiểm tra
96
84
86
83
92
91
86
85

90
88

n
1
2
3
4
5
1
2
3
4
5

Kết quả
67.7%
76.2%
80.2%
83.1%
83.4%
63.7%
77.9%
78.8%
77.8%
80.7%

Sau đây là một bảng kết quả kiểm tra khác trên cùng một nhóm 20
bệnh án với các giá trị n khác nhau để thấy được sự ảnh hưởng của n với
khả năng có thông tin cần hỏi trong số các thông tin dùng để hỏi.

Bảng 3.2 Bảng kết quả đánh giá chức năng hỏi bệnh bổ sung trên
một nhóm bệnh án
Lần test
1
2
3
4
5

Số lần kiểm tra
91
91
91
91
91

n
1
2
3
4
5

Kết quả
63.7%
73.6%
76.9%
76.9%
76.9%

Nhận xét:
Hơn 63% số lần hỏi bổ sung có chứa thông tin bị cung cấp thiếu
và số lượng thông tin dùng để hỏi lại ảnh hưởng đến khả năng chứa
thông tin bị thiếu sót.
n và i càng lớn thì hệ thống sẽ hỏi càng nhiều và khả năng có hỏi
thông tin cần càng cao.
3.3. Đánh giá kết quả chẩn đoán
Để đánh giá kết quả chẩn đoán, hệ thống sẽ sử dụng thông tin có
trong 1896 bệnh án được thu thập trong lần 3. Kết quả của hệ thống
sẽ được so sánh với kết quả chẩn đoán trong bệnh án. Nhưng phần
lớn các bệnh án đều không có chẩn đoán nguyên nhân nên kết quả
chẩn đoán nguyên nhân sẽ được so sánh với chẩn đoán của bác sĩ.
Sau đây là kết quả thực nghiệm với 96 bệnh án, trong đó có 3
bệnh án đã được chẩn đoán đái tháo đường mạn tính trước đó. Đối
với 3 bệnh án này, hệ thống chỉ kiểm tra lại bệnh nhân có bị đái tháo
đường mạn không và xác định giai đoạn đái tháo đường mạn. Trong


23
trường hợp này hệ thống cho kết quả đúng 100%. Theo kết quả chẩn
đoán của 93 bệnh án còn lại có 24 bệnh án có kết luận là đái tháo
đường nhưng theo đánh giá của bác sĩ cùng xây dựng ESDM thì có
đến 38 bệnh án đái tháo đường. Nếu theo kết quả chẩn đoán trong
bệnh án thì hệ thống chẩn đoán sai 15 trường hợp trong đó có 1
trường hợp chẩn đoán sai phân biệt giữa đái tháo đường cấp và đái
tháo đường mạn, đạt kết quả là 83.87% . Nếu so sánh với chẩn đoán
của bác sĩ cùng thực hiện thì đúng 95.7%.
Phần lớn các bệnh án không ghi nguyên nhân đái tháo đường
nên kết quả chẩn đoán của hệ thống được so sánh với ý kiến của bác
sĩ đạt được 89.47%

3.4. Điều trị
Bảng 3.3: Điều trị bệnh đái tháo đường
Mục tiêu điều trị cho bệnh nhân đái tháo đường ở người trưởng
thành, không có thai
• HbA1c < 7%*
• Lipid máu:
• Glucose huyết tương mao mạch - LDL cholesterol < 100 mg/dL
lúc đói,trước bữa ăn: 80-130 (2,6 mmol/L), nếu chưa có biến
mg/dL (4.4-7.2 mmol/L).
chứng tim mạch.
• Đỉnh glucose huyết tương mao - LDL cholesterol < 70 mg/dL
mạch sau ăn 1-2 giờ: <180 mg/dL (1,8 mmol/L) nếu đã có bệnh tim
(10.0 mmol/L)*
mạch.
- Triglycerides < 150 mg/dL (1,7
mmol/L)
• Huyết áp: Tâm thu <140 mmHg. • HDL cholesterol > 40 mg/dL
Tâm trương <90 mmHg.
(1,0 mmol/L) ở nam và > 50
mg/dL (1,3 mmol/L) ở nữ.
* Mục tiêu điều trị ở các cá nhân có thể khác nhau tùy tình trạng
của bệnh nhân: HbA1c <6,5% (48 mmol/mol) và HbA1c < 8% (64
mmol/mol ).
* Đánh giá về kiểm soát đường huyết.
Kết luận chương 3
Hệ chuyên gia ESDM được thực nghiệm từ dữ liệu tri thức
Profile bệnh đái tháo đường tại đơn vị TTYT thị xã Từ Sơn. Sau khi
thực nghiệm 96 Profile, có thể nhận biết các ưu điểm sau:
Hạn chế tình trạng bác sĩ hỏi bệnh, chẩn đoán thiếu trong khám
chữa bệnh.

Quản lý Profile, giúp bác sĩ có phác đồ điều trị và sử dụng đơn
thuốc, tránh bị lạm dụng sử dụng thuốc quá liều.
Có dữ liệu tổng quan cho sinh viên y khoa có cái nhìn tổng quát
về bệnh.