Xây dựng hệ thống và quản trị thông minh phòng khám và chữa bệnh

BỘ GIÁO DỤC VÀ ĐÀO TẠO
TRƯỜNG ĐẠI HỌC BÁCH KHOA HÀ NỘI
---------------------------------------

VŨ CÔNG DUÂN

XÂY DỰNG HỆ THỐNG VÀ QUẢN TRỊ THƠNG
MINH PHỊNG KHÁM VÀ CHỮA BỆNH

Chun ngành:
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
CÔNG NGHỆ THÔNG TIN.

NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC
PGS TS Phạm Văn Hải

Hà Nội – Năm 2018


LỜI CAM ĐOAN
Những kiến thức trình bày trong luận văn là do tơi tìm hiểu, nghiên cứu dƣới
sự giúp đỡ tận tình của thầy PGS TS Phạm Văn Hải, tơi đã trình bày theo những
kiến thức tổng hợp của cá nhân. Kết quả nghiên cứu trong đề tài luận văn này chƣa
từng đƣợc giới thiệu và công bố tại bất cứ cơng trình nào cho tới thời điểm này.
Trong q trình làm luận văn, tơi có tham khảo các tài liệu có liên quan và đã ghi rõ
nguồn tài liệu tham khảo. Tơi xin cam đoan đây là cơng trình nghiên cứu của tôi và
không sao chép của bất kỳ ai.
Tơi xin chịu hồn tồn trách nhiệm, nếu sai, tơi xin chịu mọi hình thức kỷ
luật theo quy định.
Hà Nội, ngày 12 tháng 08 năm 2018
Học viên

Vũ Công Duân

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 1


LỜI CẢM ƠN
Trƣớc hết, với tất cả lịng kính trọng và biết ơn sâu sắc, tôi xin gửi lời cảm
ơn chân thành tới thầy PGS TS Phạm Văn Hải, ngƣời đã tận tình dạy dỗ và hƣớng
dẫn tơi trong q trình hồn thành đề tài nghiên cứu cũng nhƣ trong học tập.
Đồng thời, tơi xin bày tỏ lịng biết ơn tới các thầy cô giáo trong Viện Công
nghệ thông tin & truyền thông – trƣờng Đại học Bách Khoa Hà Nội, những ngƣời
đã tận tình giảng dạy, truyền đạt cho tôi những kiến thức làm nền tảng cho việc thực
hiện luận văn cũng nhƣ trong q trình cơng tác sau này.
Cuối cùng tôi xin gửi lời cám ơn đến gia đình, bạn bè, những ngƣời đã ln
bên tơi, động viên và khuyến khích tơi trong q trình thực hiện đề tài nghiên cứu
của mình.
Do thời gian, kiến thức và kinh nghiệm của tơi cịn hạn chế nên đề tài chắc
chắn có những khiếm khuyết, tơi mong đƣợc các thầy cơ và các bạn góp ý để đề tài
đƣợc hồn thiện hơn.
Hà Nội, ngày 12 tháng 08 năm 2018
Học viên

Vũ Công Duân

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 2

MỤC LỤC

LỜI CAM ĐOAN ...............................................................................................1
LỜI CẢM ƠN.....................................................................................................2
MỤC LỤC ..........................................................................................................3
DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT ......................................6
DANH MỤC BẢNG ..........................................................................................7
DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ .................................................................9
CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU ..............................................................................11
1.1. Lý do chọn đề tài ...............................................................................11
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu .....................................................12
1.3. Đối tƣợng và phạm vi nghiên cứu .....................................................12
1.4. Phƣơng pháp nghiên cứu ...................................................................12
1.5. Kết quả dự kiến .................................................................................12
1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn ...........................................................12
CHƢƠNG 2 - MƠ TẢ BÀI TỐN TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ PHỊNG
KHÁM BỆNH VIỆN ................................................................................................13
2.1 Mơ tả thơng tin dữ liệu bài toán. ........................................................13
2.2 Định hƣớng giải quyết bài toán. .........................................................13
CHƢƠNG 3 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT ...............................................................14
3.1 Hệ cơ sở tri thức .....................................................................................14
3.2 Thuật toán TOPSIS ................................................................................16
3.3 Thuật toán suy diễn ................................................................................20
3.3.1 Thuật toán suy diễn tiến ..................................................................20
Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 3

3.3.2 Thuật toán suy diễn lùi ....................................................................21
3.3.3 Ứng dụng trong bài tốn ..................................................................23
CHƢƠNG 4 – MƠ HÌNH BÀI TỐN TRỢ GIÚP CHẨN ĐỐN BỆNH
TRONG HỘI CHẨN BỆNH VIỆN. .........................................................................26
4.1. Mơ hình hệ cơ sở tri thức .................................................................26
4.2 Cơ chế hoạt động hệ cơ sở tri thức của hệ thống đánh giá tƣ vấn nội
dung chẩn đốn của bác sĩ.................................................................................28
4.3 Ví dụ minh họa ...................................................................................31
4.4 Chuyên gia phân tích đƣa ra các tiêu chí, trọng số và tập luật. ..........31
4.5 Quá trình bác sĩ chẩn đốn, q trình điều trị. ...................................33
4.6 Hội chẩn bệnh .....................................................................................34
CHƢƠNG 5 - PHÂN TÍCH THIẾT KẾ HỆ THỐNG .....................................37
5.1 Phân tích hệ thống ..................................................................................37
5.1.1 Phân tích dữ liệu đầu vào ................................................................37
5.1.2 Các đối tƣợng tham gia vào hệ thống ..............................................37
5.1.3 Biểu đồ ca sử dụng ..........................................................................37
5.1.4 Chức năng xếp hạng đánh giá của chuyên gia. ...............................40
5.1.5 Chức năng chuyên gia đánh giá và tƣ vấn nội dung chẩn đốn ......42
5.2 Mơ hình thực thể liên kết (Entity Relationship Mode) ..........................44
5.3. Phân tích hệ thống dữ liệu .....................................................................45
5.3.1 Bảng “Employee” ............................................................................45
5.3.2 Bảng “Department” .........................................................................46
5.3.3 Bảng “Position” ...............................................................................46
5.3.4 Bảng “AccountEmployee” ..............................................................46

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 4

5.3.5 Bảng “Examination”........................................................................47
5.3.6 Bảng “Conference”..........................................................................48
5.3.7 Bảng “CriteriaConsultation” ...........................................................49
5.3.8 Bảng “WeightConsultation” ............................................................49
5.3.9 Bảng “FailConsultation” .................................................................49
5.3.10 Bảng “AdvisoryConsultation” .......................................................50
5.3.11 Bảng “Consultation”......................................................................50
5.3.12 Bảng “FailList”..............................................................................51
5.3.13 Bảng “AdvisoryList” .....................................................................51
CHƢƠNG 6 – CÀI ĐẶT CHƢƠNG TRÌNH VÀ KẾT QUẢ .........................53
6.1. Cài đặt chƣơng trình ..............................................................................53
6.1.1 Mơi trƣờng cài đặt và phát triển ......................................................53
6.1.2 Cấu hình thơng số Webconfig .........................................................53
6.1.3 Cài đặt trên máy chủ window server 2012 ......................................53
6.2 Các giao diện chƣơng trình sau khi hồn tất cài đặt ..............................54
6.3 Đánh giá kết quả chƣơng trình ...............................................................61
CHƢƠNG 7 - KẾT LUẬN VÀ HƢỚNG PHÁT TRIỂN ................................62
7.1 Kết luận ..............................................................................................62
7.2 Hƣớng phát triển .................................................................................62
TÀI LIỆU THAM KHẢO ................................................................................63
PHỤ LỤC .........................................................................................................64

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 5


DANH MỤC CÁC KÝ HIỆU CÁC CHỮ VIẾT TẮT
Viết đầy đủ

Từ viết tắt
TT

Thông tin.

TOPSIS

Technique for Order of Preference by Similarity to Ideal Solution.

CSDL

Cơ sở dữ liệu.

CNTT

Công nghệ thông tin

CNTT&TT

Công nghệ thông tin và truyền thông

Hệ CSTT

Hệ cơ sở tri thức

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 6

DANH MỤC BẢNG
Bảng 1:

Ma trận lựa chọn Ai và tiêu chí Xi

19

Bảng 2:

Bảng dữ liệu đánh giá của chuyên gia và trọng số

23

Bảng 3:

Bảng điều kiện đánh giá giá trị của S

23

Bảng 4:

Bảng kết luận đánh giá nội dung chẩn đốn

23

Bảng 5:

Bộ tiêu trí và trọng số

31

Bảng 6:

Tập điều kiện đánh giá chi tiết thiếu sót của chẩn đốn bệnh

31

Bảng 7:

Tập kết luận đánh giá tác động của từng tiêu chí

32

Bảng 8:

Tập luật đánh giá chi tiết thiếu sót của chẩn đoán.

32

Bảng 9:

Tập kết luận tƣ vấn cải thiện thiếu sót của chẩn đốn

33

Bảng 10:

Tập luật tƣ vấn cải thiện chẩn đốn

33

Bảng 11:

Bảng ký hiệu các tiêu chí

34

Bảng 12:

Bộ số liệu thu thập đánh giá của chuyên gia

34

Bảng 13:

Chuẩn hóa dữ liệu

35

Bảng 14:

Giá trị đánh giá đƣợc tính theo trọng số

35

Bảng 15:

Bộ dữ liệu của chuyên gia đƣợc chọn

36

Bảng 16:

Bảng đặc tả chức năng đánh giá tƣ vấn chẩn đoán bệnh

39

Bảng 17:

Danh sách các bảng

45

Bảng 18:

Bảng Employee

45

Bảng 19:

Bảng Department

46

Bảng 20:

Bảng Position

46

Bảng 21:

Bảng AccountEmployee

47

Bảng 22:

Bảng Examination

48

Bảng 23:

Bảng Conference

48

Bảng 24:

Bảng CriteriaConsultation

49

Bảng 25:

Bảng WeightConsultation

49

Bảng 26:

Bảng FailConsultation

50

Bảng 27:

Bảng FailConsultation

50

Bảng 28:

Bảng Consultation

51

Bảng 29:

Bảng FailList

51

Bảng 30:

Bảng AdvisoryList

52

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 7


Bảng 31:

Bảng các công nghệ sử dụng để cài đặt chƣơng trình

53

Bảng 32:

Tập điều kiện đánh giá giá trị của S

64

Bảng 33:

Tập kết luận đánh giá chất lƣợng nội dung chẩn đoán của bác sĩ

64

Bảng 34:

Tập luật đánh giá chất lƣợng nội dung chẩn đoán của bác sĩ

64

Bảng 35:

Tập điều kiện đánh giá giá trị của xi

65

Bảng 36:

Tập kết luận đánh giá tác động của từng tiêu chí

65

Bảng 37:

Tập luật đánh giá tác động của từng tiêu chí

65

Bảng 38:

Tập điều kiện đánh giá chi tiết thiếu sót nội dung chẩn đoán của bác sĩ 65

Bảng 39:

Tập luật đánh giá chi tiết thiếu sót nội dung chẩn đốn

66

Bảng 40:

Tập kết luận tƣ vấn cải thiện thiếu sót nội dung chẩn đốn

66

Bảng 41:

Tập luật tƣ vấn cải thiện nội dung chẩn đoán

66

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 8


DANH MỤC HÌNH VẼ VÀ SƠ ĐỒ
Hình 1:

Cấu trúc của một hệ cơ sở tri thức[2] ......................................................... 14

Hình 2:

Rất khó để lựa chọn giữa 2 giải pháp A1 và A2 (Chiều tăng của mũi tên

chỉ hƣớng tăng của hiệu năng) [3] ....................................................................................... 16
Hình 3:

Ma trận quyết định ..................................................................................... 17

Hình 4:

Ma trận đƣợc chuẩn hóa ............................................................................. 17

Hình 5:

Kỹ thuật suy diễn tiến[4] ............................................................................ 20

Hình 6:

Kỹ thuật suy diễn lùi[4].............................................................................. 22

Hình 7:

Hệ cơ sở tri thức của hệ thống đánh giá và tƣ vấn nội dung chẩn đốn..... 26

Hình 8:

Sơ đồ hoạt động của hệ thống .................................................................... 28

Hình 9:

Biểu đồ ca sử dụng chức năng đánh giá tƣ vấn chẩn đoán bệnh ................ 38

Hình 10:

Biểu đồ hoạt động xếp hạng đánh giá của chuyên gia ........................... 40

Hình 11:

Biểu đồ tuần tự xếp hạng đánh giá của chuyên gia ................................ 41

Hình 12:

Biểu đồ hoạt động chuyên gia đánh giá và tƣ vấn nội dung chẩn đốn

bệnh

42
Hình 13:

Biểu đồ tuần tự chun gia đánh giá và tƣ vấn nội dung chẩn đốn bệnh
43

Hình 14:

Mơ hình thực thể liên kết chọn chuyên gia phù hợp .............................. 44

Hình 15:

Mơ hình thực thể liên kết hệ thống suy diễn đƣa ra kết quả phù hợp .... 44

Hình 16:

Cấu hình thơng số Webconfig ................................................................ 53

Hình 17:

Giao diện đăng ký thành viên tham gia hội chẩn và thời gian hội chẩn . 54

Hình 18:

Giao diện chun gia phân tích đƣa ra các tiêu chí, trọng số ................. 55

Hình 19:

Giao diện chuyên gia phân tích đƣa ra tập điều kiện đánh giá thiếu sót

chẩn đốn bệnh
Hình 20:
đốn bệnh
Hình 21:
đốn bệnh
Hình 22:
bệnh

55
Giao diện chuyên gia phân tích đƣa ra tập luật đánh giá thiếu sót chẩn
56
Giao diện chun gia phân tích đƣa ra tập kết luận tƣ vấn thiếu sót chẩn
56
Giao diện chuyên gia phân tích đƣa ra luật tƣ vấn thiếu sót chẩn đốn
57

Vũ Cơng Dn - MSHV: CB150275

Trang 9


Hình 23:

Giao diện chuyên gia đánh giá đƣa ra kết quả đánh giá chẩn đốn bệnh
57

Hình 24:

Giao diện chun gia đánh giá đƣa ra ý kiến đánh giá chẩn đoán bệnh . 58

Hình 25:

Các chuyên gia đánh giá đƣa ra ý kiến đánh giá chẩn đốn bệnh .......... 58

Hình 26:

Giao diện kết quả hội chẩn q trình tính tốn ....................................... 59

Hình 27:

Giao diện kết luận cuối cùng về cuộc hội chẩn ...................................... 60

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 10


CHƢƠNG 1: GIỚI THIỆU
1.1. Lý do chọn đề tài
Trong y học, hội chẩn là hình thức tập trung tài năng trí tuệ của thầy thuốc để
cứu chữa ngƣời bệnh kịp thời [1]. Hội chẩn là việc vô cùng quan trọng, ngoài việc
giúp cho bệnh nhân đƣợc cứu chữa bệnh kịp thời cịn hỗ trợ bác sĩ nâng cao chun

mơn hơn từ các chuyên gia tham dự.
Với hình thức hội chẩn là sau khi ngƣời đề xuất trình bày hồ sơ bệnh án của
bệnh nhân (gồm thơng tin hành chính, các kết quả khám chữa bệnh của bệnh nhân,
nội dung chẩn đoán bệnh) các bác sĩ là các chuyên gia sẽ đƣa ra những nhận xét
đánh giá của mình để cải thiện nội dung chẩn đốn bệnh. Chủ trì sẽ là ngƣời tổng
hợp các ý kiến nhận xét của các bác sĩ, chuyên gia và đƣa ra kết luận cuối cùng.
Trƣớc đây khi ngành CNTT&TT chƣa phát triển, để có đƣợc một cuộc họp hội
chẩn các thành viên tham dự phải tập trung về một địa điểm mới có thể tận mắt xem
hồ sơ bệnh án của bệnh nhân. Vì vậy chỉ tiện lợi với các thành viên ở gần về khoảng
cách địa lý, đối với các thành viên ở xa việc di chuyển rất khó khăn sẽ ảnh hƣởng
nghiêm trọng về thời gian, chất lƣợng hội chẩn.
Do vậy tôi xây dựng hệ thống và quản trị thông minh trên nền tảng Web để
giải quyết vấn đề các bác sĩ chỉ cần có thiết bị thơng minh và có kết nối internet là
có thể tham gia họp hội chẩn.
Hệ thống sẽ lƣu trữ hồ sơ bệnh án của bệnh nhân cần hội chẩn và chia sẻ với
các thành viên trong hội đồng hội chẩn.
Hệ thống có chức năng giúp các chuyên gia phân tích tiêu chí, đƣa ra các tập
luật đánh giá.
Hệ thống dựa vào những tiêu chí, đánh giá của chuyên gia và áp dụng thuật
toán TOPSIS để giúp ngƣời chủ trì cuộc họp hội chẩn đƣa ra đánh giá phù hợp về
nội dung chẩn đoán bệnh trƣớc hội chẩn.
Bên cạnh đó với những thang điểm mà chuyên gia đánh giá đƣa ra cùng với
những tập luật đánh giá, áp dụng thuật toán suy diễn tiến và suy diễn lùi hệ thống sẽ

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 11


hỗ trợ chuyên gia đƣa ra những tƣ vấn cải thiện phù hợp cho nội dung chẩn đoán

trƣớc hội chẩn.
1.2. Mục tiêu và nhiệm vụ nghiên cứu
Xây dựng hệ thống và quản trị thơng minh phịng khám và chữa bệnh trên nền
Web. Hệ thống ứng dụng các thuật toán và các đánh giá của các bác sĩ để nâng cao
chất lƣợng hội chẩn qua mạng trong quá trình khám chữa bệnh cho bệnh nhân.
1.3. Đối tượng và phạm vi nghiên cứu
Về mặt ứng dụng thực tiễn đối tƣợng tham gia là bệnh nhân, bác sĩ, ban lãnh
đạo bệnh viện. Với phạm vi nghiên cứu là trợ giúp ngƣời chủ trì đƣa ra phƣơng án
nhanh nhất trong quá trình hội chẩn.
Về mặt lý thuyết, dùng phƣơng pháp quyết định đa tiêu chí nhằm lấy ra một
giải pháp lý tƣởng trong nhiều giải pháp bằng thuật toán TOPSIS, suy diễn tiến, suy
diễn lùi
1.4. Phương pháp nghiên cứu
Tiếp cận các phƣơng pháp TOPSIS, suy diễn tiến và suy diễn lùi để đƣa ra
đƣợc phƣơng án thích hợp.
1.5. Kết quả dự kiến
Kết quả của nghiên cứu là sản phẩm phần mềm có tƣ vấn suy diễn trên nền
Web, đóng góp mới trong việc hỗ trợ khám chữa bệnh. Hỗ trợ các bác sĩ trong q
trình khám và chữa bệnh nhằm giảm thiểu sai sót và sự cố ngoài ý muốn.
1.6. Ý nghĩa khoa học và thực tiễn
Phần mềm hỗ trợ bác sĩ trong quá trình khám chữa bệnh, giảm thiếu sai sót, nó
liên quan trực tiếp đến tính mạng con ngƣời, chính vì thế, nó hiện đang đƣợc các
nhà khoa học, kỹ thuật quan tâm. Giúp giảm thiểu chi phí, và giảm thiểu thời gian
chẩn đốn.

Vũ Cơng Dn - MSHV: CB150275

Trang 12

CHƢƠNG 2 - MƠ TẢ BÀI TỐN TRONG HỆ THỐNG QUẢN LÝ
PHỊNG KHÁM BỆNH VIỆN
2.1 Mơ tả thơng tin dữ liệu bài tốn.
Để có thể điều trị bệnh cho bệnh nhân đƣợc hiểu quả và chính xác thì việc
chẩn đốn bệnh là vô cùng quan trọng. Làm thế nào để đánh giá việc chẩn đoán
bệnh. Việc đánh giá nội dung chẩn đốn bệnh sẽ thơng qua hình thức hội chẩn và
tiêu chí đánh giá hội chẩn sẽ do các thành viên trong hội chẩn đƣa ra. Thơng thƣờng
những tiêu chí sau chính là những nội dung mà các bác sĩ quan tâm trong việc chẩn
đoán bệnh:
 Biểu hiện, mức độ ảnh hƣởng bệnh tật đối với bệnh nhân lúc đến khám bệnh.
 Dấu hiệu lâm sàng (lúc bệnh nhân thăm khám).
 Kết quả cận lâm sàng, chẩn đốn hình ảnh.
 Tiền sử bệnh tật, thông số bệnh chuyên khoa khác đi cùng.
2.2 Định hướng giải quyết bài toán.
Cần đƣa ra các tiêu chí và trọng số để đánh giá nội dung chẩn đoán. Kết thúc
phiên hội chẩn phải đƣa ra đƣợc những thiếu sót trong chẩn đốn bệnh và đƣa ra
những cải thiện cho nội dung chẩn đốn đó để có đƣợc một nội dung chẩn đốn
bệnh tốt nhất cho bệnh nhân, giúp bệnh nhân điều trị kịp thời và giảm chi phí.
Trong khn khổ của luận văn sẽ nghiên cứu về tác động của việc chẩn đoán
bệnh đối với bệnh nhân. Đây là một yếu tố có thể xem xét và đánh giá đƣợc giựa
trên sự giúp đỡ của chuyên gia đƣợc mời trong phiên hội chẩn và áp dụng những
tiêu chí cụ thể cho từng bệnh với các thuật toán phân loại và lựa chọn TOPSIS.
Các chuyên gia sẽ phân tích đƣa ra các tập thiếu sót của chẩn đốn và tập cải
thiện thiếu sót cho từng bệnh cùng với việc áp dụng thuật toán suy diễn tiến, suy
diễn lùi trợ giúp chuyên gia đánh giá và nhận xét tốt hơn.

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 13

CHƢƠNG 3 - CƠ SỞ LÝ THUYẾT
3.1 Hệ cơ sở tri thức
3.1.1 Khái niệm
Hệ cơ sở tri thức(CSTT) là chƣơng trình máy tính đƣợc thiết kế để mơ hình
hố các khả năng giải quyết các vấn đề trong một lĩnh vực nào đó. Mục đích của
chƣơng trình là thay cho chuyên gia con ngƣời [2].
Hệ CSTT là hệ thống dựa trên tri thức, cho phép mơ hình hố các tri thức của
chuyên gia, dùng tri thức này để giải quyết vấn đề phức tạp thuộc cùng lĩnh vực [2].
Hai yếu tố quan trọng trong Hệ CSTT là: tri thức chuyên gia và lập luận,
tƣơng ứng với hệ thống có 2 khối chính là Cơ sở tri thức và động cơ suy diễn [2].
Cơ sở tri thức: Chứa các tri thức chuyên sâu về lĩnh vực nhƣ chuyên gia. Cơ
sở tri thức bao gồm: các sự kiện, các luật, các khái niệm và các quan hệ [2].
Động cơ suy diễn: bộ xử lý tri thức theo mơ hình hố theo cách lập luận của
chuyên gia. Động cơ hoạt động trên thông tin về vấn đề đang xét, so sánh với tri
thức lƣu trong cơ sở tri thức rồi rút ra kết luận [2].
3.1.2 Cấu trúc của hệ cơ sở tri thức
Bộ xử lý
Động cơ suy diễn

ngơn ngữ tự nhiên

Tìm kiếm
Điều khiển
Giải thích

Vùng nhớ làm việc

Cơ sở tri thức
Sự kiện

Tiếp nhận tri
thức

Luật

Hình 1:

Ngƣời
chuyên gia

Cấu trúc của một hệ cơ sở tri thức[2]

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 14


Giải thích
 Bộ xử lý ngơn ngữ tự nhiên: Nhận các thông tin nhƣ câu hỏi, các yêu cầu của
ngƣời dùng(User) sau đó biến đổi chúng thành ngơn ngữ suy diễn.
 Bộ giải thích (Explanation system): Giải thích các hoạt động khi có yêu cầu
của ngƣời sử dụng [2].
 Động cơ suy diễn (Inference Engine): Quá trình 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 [2].
 Bộ tiếp nhận tri thức (Knowledge editor): Làm nhiệm vụ thu nhận tri thức
từ chuyên gia con ngƣời (human expert), từ kỹ sƣ tri thức và User thông qua
các yêu cầu và lƣu trữ vào cơ sở tri thức [2].
 Cơ sở tri thức: Lƣu trữ, biểu diễn các tri thức mà hệ đảm nhận, làm cơ sở cho

các hoạt động của hệ. Cơ sở tri thức bao gồm các sự kiện (facts) và các lụật
(rules) [2].
 Vùng nhớ làm việc (working memory): Chứa các sự kiện của vấn đề đang
xét [2].
3.1.3 Ứng dụng của hệ cơ sở tri thức
 Diễn giải (Interpretation): Mơ tả tình huống các dữ liệu thu thập đƣợc[2]
 Dự báo (Prediction): đƣa ra các tri thức về dự báo một tình huống: dự báo
giá cả, …[2]
 Thiết kế (Design): Lựa chọn cấu hình phù hợp, ví dụ: sắp xếp cơng việc [2].
 Chẩn đốn (Diagnosis): Dựa vào các dữ liệu quan sát đƣợc, xác định các
lỗi hỏng hóc [2].
 Vạch kế hoạch (Planing): tạo lập các phƣơng án hành động [2].
 Dẫn dắt (Monotoring): So sánh dữ liệu và các kết quả hoạt động [2].
 Gỡ rối (Debugging): Mô tả các phƣơng pháp khắc phục của hệ thống [2].
 Giảng dạy (Instruction): Sửa chữa các lỗi của ngƣời học trong quá trình học
tập [2].
 Điều khiển (Control): dẫn dắt dáng điệu tổng thể của hệ thống [2].
Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 15


3.1.4 Sử dụng hệ cơ sở tri thức trong bài toán
Hệ cơ sở tri thức đƣợc sử dụng trong bài toán nhằm giải quyết các vấn đề nhƣ sau:
 Lựa chọn ra đánh tốt nhất từ chuyên gia.
 Đánh giá nội dung chẩn đoán của bác sĩ và đƣa ra tƣ vấn dựa vào các tiêu chí
tác động cho mỗi trƣờng hợp bệnh
 Sử dụng thuật toán TOPSIS và suy diễn tiến, suy diễn lùi.
3.2 Thuật toán TOPSIS
3.2.1 Giới thiệu

TOPSIS (Technique for Order Preference by Similarity to Ideal Solution) là
phƣơng pháp quyết định đa tiêu chí, nhằm lấy ra một lựa chọn tốt nhất (giải pháp lý
tƣởng nhất) và lựa chọn tồi nhất (giải pháp tiêu cực nhất) từ tập các lựa chọn [3].
Hình vẽ dƣới đây mơ tả hai giải pháp A1 và A2 trong không gian so sánh
gồm có 2 thuộc tính X1 và X2 [3].

Hình 2:

Rất khó để lựa chọn giữa 2 giải pháp A1 và A2 (Chiều tăng của mũi
tên chỉ hướng tăng của hiệu năng) [3]

3.2.2 Kỹ thuật thực hiện
Ma trận quyết định: là một ma trận trọng số đƣợc tạo ra từ các tiêu chí Xi và
lựa chọn Ai [3].
Vũ Cơng Dn - MSHV: CB150275

Trang 16


Hình 3:

Ma trận quyết định

Các bƣớc thực hiện:
Bƣớc 1: Chuẩn hóa ma trận, chuyển đổi các thuộc tính về dạng không thứ nguyên
để so sánh giữa các giá trị thuộc tính rij ∈ [0;1]

rij =

(1)

√∑

Bƣớc 2: Tính giá trị theo trọng số vij = rij * wj (2)
Với wj là trọng số tƣơng ứng với mỗi tiêu chí xj và ∑

Hình 4:

=1

Ma trận được chuẩn hóa

Bƣớc 3: Tính các giải pháp lý tƣởng (ideal solution):
= {(max
), với

nếu jJ*, min
là giá trị tốt nhất của

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

nếu jJ- | i=1,2,…m | j=1,2, …n)} =
(3)

Trang 17


= {(min
(

), với

nếu jJ*, max

nếu jJ- | i=1,2,…m | j =1,2, …n)} =

là giá trị tồi nhất của

(4)

Trong đó J* đƣợc kết hợp với các tiêu chí có lợi và J- đƣợc kết hợp với các tiêu
chí khơng có lợi [3].
Bƣớc 4:Tính các khoảng cách gần nhất và xa nhất đến giải pháp lý tƣởng [3].
= √∑
= √∑

i = 1,...., m
i = 1,...., m

(5)
(6)

Bƣớc 5: Tính độ gần tƣơng đối với giải pháp lý tƣởng [3].

=

(7)

Bƣớc 6: Xếp thứ tự các lựa chọn theo vector

và lựa chọn tốt nhất là lựa chọn

lớn nhất [3].

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 18


3.2.3 Ứng dụng trong bài toán
 Kỹ thuật TOPSIS đƣợc sử dụng trong quá trình tiền xử lý dữ liệu bài toán.
 Những ý kiến đánh giá của các chuyên gia đối với việc hội chẩn sẽ đóng vai
trị là các lựa chọn. Tập các lựa chọn sẽ là A = {A1, A2, A3, …, Am}
 Cịn các thuộc tính sẽ là các tiêu chí đánh giá. Tập các thuộc tính đánh giá là
X = {X1, X2, X3, …. Xn} Tƣơng ứng với n tác động.
 Từ đó ta có Ma trận các lựa chọn và tiêu chí ta có đƣợc nhƣ sau:
Tác động
X1

Tác động
X2

Tác động
X3

Chuyên gia A1
Chuyên gia A2
Chuyên gia A3
…
…

…
…
Chuyên gia Am
Bảng 1:
Ma trận lựa chọn Ai và tiêu chí Xi

…
…
…
…
…
…

Tác động
Xn

…

Áp dụng kỹ thuật TOPSIS ta sẽ lấy đƣợc giá trị lựa chọn Ai cao nhất và thấp
nhất từ C*. Từ đó để lựa chọn những bộ dữ liệu đánh giá tích cực hay tiêu cực từ
các chuyên gia áp dụng cho bài toán.
3.2.4 Ưu điểm và nhược điểm của TOPSIS
Ưu điểm:
 Cho kết quả đầu ra là một với tập dữ liệu đầu vào lớn, phức tạp.
 Cho ra kết quả nhanh
Nhược điểm:
 Đánh giá vector trọng số wj phức tạp. Nếu đánh giá không tốt thì có khả
năng cho kết quả sai.
 Khó giải thích kết quả cho ngƣời dùng.

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 19


3.3 Thuật toán suy diễn
3.3.1 Thuật toán suy diễn tiến
a) Khái niệm
Suy diễn tiến (forward charning) là lập luận từ các sự kiện, sự việc để rút ra
các kết luận [4].
Ví dụ: Nếu đánh giá việc bác sĩ chẩn đốn bệnh cho bệnh nhân ở mức trung
bình thì cần phải nêu đƣợc triệu chứng bệnh, tiền sử bệnh, trạng thái biểu hiện của
bệnh nhân lúc đến khám, phƣơng án điều trị bệnh.
Đặc điểm của thuật toán suy diễn tiến: [4].
 Làm tốt bài tốn thu thập thơng tin sau đó suy ra đích cần tìm.
 Lƣợng thu thập thơng tin lớn.
 Thích hợp với các bài tốn liên quan đến: lập kế hoạch, lập lịch, điều khiển
và diễn dịch.
 Hạn chế trong việc chọn lọc các thông tin quan trọng.
b) Kỹ thuật thực hiện

Hình 5:

Kỹ thuật suy diễn tiến[4]

Vũ Cơng Duân - MSHV: CB150275

Trang 20

Bước 1: Ghi nhận tập sự kiện ban đầu A (giả thiết) và mục tiêu là B.
Bước 2: Tìm luật dẫn r: GT->KL sao cho GT thuộc A
Bươc 3: if (tìm đƣợc luật r) then
3.1 : Ghi nhớ luật r
3.2: Bổ sung luật r (KL của luật r) vào A.
3.3:

if (B thuộc A) then Kết thúc

end
else

if cịn luật có GT thuộc A trở lại bƣớc 2

else Kết thúc: bị bế tắc.
3.3.2 Thuật toán suy diễn lùi
a) Khái niệm
Phƣơng pháp suy diễn lùi tiến hành các lập luận theo chiều ngƣợc lại (đối với
phƣơng pháp suy diễn tiến). Từ một giả thuyết (nhƣ là một kết luận), hệ thống đƣa
ra một tình huống trả lời gồm các sự kiện là cơ sở của giả thuyết đã cho này [4].
Ví dụ: Nếu nội dung của chẩn đoán nhận đƣợc tƣ vấn cần có những dẫn chứng
đƣa ra biểu hiện của bệnh thì giả thuyết đặt ra là nội dung chẩn đốn đó đạt mức
đánh giá trung bình hoặc yếu.
Đặc điểm của thuật tốn suy diễn lùi: [4].
 Tập trung vào đích của bài tốn sau đó tạo ra các vấn đề liên quan đến đích
của bài tốn
 Phù hợp với các bài tốn lập luận bài tốn theo giả thiết lập có đúng hay
khơng
 Khi suy diễn lùi nó tìm các thơng tin đã biết trong một phần cơ sở thích đáng
trong bài toán.

 Nhƣợc điểm cơ bản của suy diễn này là nó thƣờng tiếp theo dịng suy diễn.

Vũ Cơng Dn - MSHV: CB150275

Trang 21


b) Kỹ thuật thực hiện

Hình 6:

Kỹ thuật suy diễn lùi[4]

Bước 1: Ghi nhận tập sự kiện ban đầu A (giả thiết) và mục tiêu là B.
Bước 2: Tìm luật dẫn r: GT->KL sao cho KL thuộc B
Bước 3: if (tìm đƣợc luật r) then
3.1 : Ghi nhớ luật r
3.2: Bổ sung luật r (GT của luật r) vào B.
3.3:

if (A thuộc B) then Kết thúc
end
else

if cịn luật có KL thuộc B trở lại bƣớc 2

else Kết thúc: bị bế tắc.

Vũ Công Duân - MSHV: CB150275

Trang 22


3.3.3 Ứng dụng trong bài tốn
Sau khi có dữ liệu đánh giá của chuyên gia phù hợp nhất, hệ thống tiến hành
đánh giá và tƣ vấn cho nội dung chẩn đoán dựa vào tập sự kiện và tập luật trong
thuật toán suy diễn.
Dữ liệu đánh giá của chuyên gia phù hợp nhất:
X1
X2
X3
...
Xn
x1
x2
x3
...
xn
CG1
h1
h2
h3
...
hn
Trọng số
Bảng 2:
Bảng dữ liệu đánh giá của chuyên gia và trọng số
 Bƣớc 1: Đánh giá chất lƣợng nội dung chẩn đốn
Ta có: S là giá trị đánh giá nội dung chẩn đoán
S = x1*h1 + x2*h2+ x3*h3 + …+ xn*hn

với x ∈ {1,2,…9} => 1 ≤ S ≤ 9
∑
=1
Mã điều kiện
Ý nghĩa
S1
1≤ S ≤ 2
S2
2S3
4S4
6S5
8Bảng 3:
Bảng điều kiện đánh giá giá trị của S
Từ bảng trên ta có đƣợc điều kiện Si tƣơng ứng với giá trị của S
Mã kết luận
Ý nghĩa
K1
Đánh giá chất lƣợng yếu
K2
Đánh giá chất lƣợng trung bình
K3
Đánh giá chất lƣợng khá
K4
Đánh giá chất lƣợng tốt
K5
Đánh giá chất lƣợng rất tốt

Bảng 4:
Bảng kết luận đánh giá nội dung chẩn đoán
Áp dụng thuật toán suy diễn tiến đƣa ra đánh giá chất lƣợng nội dung chẩn
đốn:
Ri :

IF

Si

THEN

Ki

với
Vũ Cơng Dn - MSHV: CB150275

Trang 23


Ri : là luật đánh giá chất lƣợng nội dung chẩn đoán
Si : là điều kiện đánh giá giá trị của S
Ki: là kết luận đánh giá chất lƣợng chẩn đoán
=> Ki kết luận đánh giá chất lượng chẩn đoán.
Ta có: G là cận dƣới của mức đánh giá giá trị S ( VD: 6 < S = 6,5 < 8 => G =
6)
So sánh giá trị x1,…,xn với G ta có điều kiện đánh giá giá trị của xi
Áp dụng thuật toán suy diễn tiến đƣa ra đánh giá tác động của từng tiêu chí:
Li:

IF

Ni

THEN

Mi với

Li: luật đánh giá tác động của từng tiêu chí
Ni: điều kiện kiện đánh giá giá trị của xi
Mi: kết luận đánh giá tác động của từng tiêu chí
=> Mi kết luận đánh giá tác động của từng tiêu chí
 Bƣớc 2: Đánh giá chi tiết thiếu sót của chẩn đốn:
Áp dụng suy diễn lùi để đƣa ra những đánh giá chi tiết cho việc chẩn đốn:
Ti:

IF

Qi

THEN

Ki AND Mi

Trong đó:
Ti: luật đánh giá chi tiết việc chẩn đoán.
Qi : đánh giá chi tiết thiếu sót việc chẩn đốn.
Ki : kết quả đánh giá chất lƣợng việc chẩn đoán (đã đƣợc xác định ở bƣớc 1)
Mi: kết luận đánh giá tác động của từng tiêu chí (đã đƣợc xác định ở bƣớc 1)
=> Qi đánh giá chi tiết thiếu sót việc chẩn đốn.

 Bƣớc 3: Tƣ vấn cải thiện việc chẩn đoán:
Áp dụng suy diễn tiến để đƣa ra tƣ vấn cải thiện thiếu sót:
Ii:

IF

Qi

THEN

Hi

Trong đó:

Vũ Cơng Dn - MSHV: CB150275

Trang 24