Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu phương pháp trí tuệ tính toán xây dựng mô hình lập luận và ứng dụng trong chẩn đoán Bát Cương

Chia sẻ: _ _ | Ngày: | Loại File: PDF | Số trang:77

Thêm vào BST

Báo xấu

22
lượt xem 4
download

Download Vui lòng tải xuống để xem tài liệu đầy đủ

Mục tiêu của luận văn là nghiên cứu áp dụng phương pháp Trí tuệ tính toán trong y học cổ truyền đặc biệt là chẩn đoán Bát cương. Đề xuất mô hình mờ cho chẩn đoán Bát cương. Dựa trên mô hình đề xuất, xây dựng hệ hỗ trợ tư vấn cho các bác sỹ đưa ra kết luận chẩn đoán Bát cương bao gồm chẩn đoán các Hội chứng Âm - Dương, Hàn - Nhiệt, Hư - Thực, Biểu - Lý với cách tiếp cận kết hợp các luật Dương và các luật Âm. Mời các bạn cùng tham khảo!

Chủ đề:

Bình luận(0) Đăng nhập để gửi bình luận!

Lưu

Nội dung Text: Luận văn Thạc sĩ Khoa học máy tính: Nghiên cứu phương pháp trí tuệ tính toán xây dựng mô hình lập luận và ứng dụng trong chẩn đoán Bát Cương

ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VŨ TÙNG LÂM NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRÍ TUỆ TÍNH TOÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP LUẬN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN BÁT CƯƠNG LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH THÁI NGUYÊN, 2018
ĐẠI HỌC THÁI NGUYÊN TRƯỜNG ĐẠI HỌC CÔNG NGHỆ THÔNG TIN VÀ TRUYỀN THÔNG VŨ TÙNG LÂM NGHIÊN CỨU PHƯƠNG PHÁP TRÍ TUỆ TÍNH TOÁN XÂY DỰNG MÔ HÌNH LẬP LUẬN VÀ ỨNG DỤNG TRONG CHẨN ĐOÁN BÁT CƯƠNG Chuyên ngành: Khoa học máy tính Mã số: 8480101 LUẬN VĂN THẠC SĨ KHOA HỌC MÁY TÍNH Người hướng dẫn khoa học: PGS. TS. NGUYỄN HOÀNG PHƯƠNG THÁI NGUYÊN, 2018
i LỜI CAM ĐOAN Tôi xin cam đoan luận văn này của tự bản thân tôi tìm hiểu, nghiên cứu. Các tài liệu tham khảo được trích dẫn và chú thích đầy đủ. Nếu không đúng tôi xin hoàn toàn chịu trách nhiệm. Tác giả luận văn Vũ Tùng Lâm
ii LỜI CẢM ƠN Trong thời gian nghiên cứu và thực hiện luận văn này, tôi đã nhận được sự giúp đỡ nhiệt tình của cơ quan, gia đình và các cá nhân. Tôi xin bày tỏ lời cảm ơn sâu sắc nhất tới tất cả các tập thể, cá nhân đã tạo điều kiện giúp đỡ tôi trong suốt quá trình thực hiện nghiên cứu luận văn này. Trước hết tôi xin trân trọng cảm ơn Ban Giám Hiệu, các thầy giáo, cô giáo phòng Sau đại học trường Đại học Công Nghệ Thông Tin & Truyền Thông – Đại học Thái Nguyên, cùng các thầy cô giáo, những người đã trang bị kiến thức cho tôi trong suốt quá trình học tập. Đặc biệt, tôi xin bày tỏ sự kính trọng và lòng biết ơn chân thành nhất đến Thầy - PGS. TS. Nguyễn Hoàng Phương, Thầy đã tận tình hướng dẫn khoa học và giúp đỡ tôi trong suốt quá trình học tập, nghiên cứu và hoàn thành luận văn. Xin chân thành cảm ơn đến gia đình, người thân, bạn bè đã giúp đỡ và động viên tôi trong suốt thời gian học tập cũng như trong thời gian thực hiện luận văn. Do thời gian nghiên cứu có hạn, luận văn của tôi không tránh khỏi thiếu sót, rất mong nhận được sự đóng góp của các thầy cô giáo cùng toàn thể bạn đọc. Xin chân trọng cảm ơn! Thái Nguyên, ngày …. tháng …. năm 2018 TÁC GIẢ LUẬN VĂN Vũ Tùng Lâm
iii MỤC LỤC LỜI CAM ĐOAN… ......................................................................................................... i LỜI CẢM ƠN… ..............................................................................................................ii MỤC LỤC.. ................................................................................................................... iii DANH MỤC CÁC BẢNG… ......................................................................................... vi DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ… ...................................................................................vii LỜI MỞ ĐẦU… ............................................................................................................. 1 1. Tính cấp thiết của đề tài.. ........................................................................................ 1 2. Mục tiêu nghiên cứu................................................................................................ 2 3. Phương pháp nghiên cứu......................................................................................... 2 4. Bố cục và tóm tắt từng chương trong luận văn.. ..................................................... 2 Chương I. MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ SỞ….. ............................................................... 4 1.1. Sơ lược về Y học cổ truyền Việt Nam ................................................................. 4 1.2. Một số khái niệm về Chẩn đoán Bát Cương trong Y học cổ truyền.. .................. 4 1.3. Các hội chứng cơ bản trong chẩn đoán Bát Cương.. ........................................... 5 1.3.1. Biểu và lý ...................................................................................................... 5 1.3.2. Hàn và nhiệt .................................................................................................. 6 1.3.3. Hư và thực..................................................................................................... 6 1.3.4. Âm dương ..................................................................................................... 6 1.4. Qui trình Chẩn đoán Bát Cương.. ........................................................................ 7 1.4.1. Xem và đọc kỹ các thông tin thu được từ việc khám bệnh .......................... 7 1.4.2. Cần nắm vững tám cương lĩnh chẩn đoán (bát cương) ................................ 7 1.4.3. Cần nắm vững được sự phối hợp của các cương lĩnh, hiện tượng chân giả, bán biểu bán lý ................................................................................................................. 7 1.4.3.1. Sự phối hợp giữa các cương lĩnh ........................................................... 7 1.4.3.2. Sự lẫn lộn (thác tạp) giữa các cương lĩnh.............................................. 8 1.4.3.3. Hiện tượng chân giả.. ............................................................................ 8 1.4.3.4. Hiện tượng bán biểu bán lý.. ................................................................. 8 1.5. Sơ lược về các phương pháp trí tuệ tính toán ...................................................... 9 1.6. Logic mờ ............................................................................................................ 10 1.6.1. Khái quát về Logic mờ ................................................................................ 10
iv 1.6.2. Các phép toán trên tập mờ.. ........................................................................ 11 1.6.2.1. Phép phủ định.. .................................................................................... 11 1.6.2.2. Phép hội.. ............................................................................................. 11 1.6.2.3. Phép tuyển… ....................................................................................... 12 1.7. Hệ chuyên gia… ................................................................................................. 13 1.7.1. Giới thiệu về Hệ chuyên gia.. ..................................................................... 13 1.7.2. Định nghĩa Hệ chuyên gia.. ........................................................................ 13 1.7.3. Lí do xây dựng và phạm vi ứng dụng của Hệ chuyên gia.. ........................ 14 1.7.4. Cấu trúc của Hệ chuyên gia.. ...................................................................... 15 1.7.4.1. Cơ sở tri thức.. ..................................................................................... 16 1.7.4.2. Bộ nhớ làm việc................................................................................... 16 1.7.4.3. Mô tơ suy diễn.. ................................................................................... 17 1.7.4.4. Cơ chế giải thích.. ................................................................................ 17 1.7.4.5. Giao diện.. ........................................................................................... 18 1.8. Kết luận chương I.. ............................................................................................. 18 Chương II: MÔ HÌNH HỆ CHUYÊN GIA KẾT HỢP LUẬT DƯƠNG VÀ LUẬT ÂM CHO CHẨN ĐOÁN BÁT CƯƠNG ….. ...................................................................... 19 2.1. Mở đầu ............................................................................................................... 19 2.2. Cơ sở tri thức và sự lan truyền tri thức.. ............................................................ 19 2.2.1. Cơ sở tri thức .............................................................................................. 19 2.2.2. Cơ chế suy diễn ........................................................................................... 20 2.2.3. Cấu trúc đại số của các hệ giống MYCIN.. ................................................ 21 2.3. Kết hợp tri thức dương và tri thức âm cho chẩn đoán Bát cương.. .................... 22 2.4. Kết luận chương II ............................................................................................. 37 Chương III: XÂY DỰNG THỬ NGHIỆM HỆ CHUYÊN GIA CHO CHẨN ĐOÁN BÁT CƯƠNG.. ........................................................................................................................... 38 3.1. Mô tả các thành phần của Hệ chuyên gia cho chẩn đoán Bát Cương ................ 38 3.1.1. Thành phần thu nhận tri thức ...................................................................... 39 3.1.2. Thành phần Cơ sở tri thức .......................................................................... 41 3.1.3. Thành phần Cơ chế suy diễn....................................................................... 41 3.1.4. Thành phần Giải thích suy diễn chẩn đoán................................................. 42
v 3.1.5. Thành phần Giao diện người dùng và Hệ chuyên gia.. .............................. 43 3.2. Cài đặt thử nghiệm hệ thống Hệ chuyên gia cho chẩn đoán Bát Cương ........... 44 3.2.1. Lựa chọn ngôn ngữ lập trình....................................................................... 44 3.2.2. Thử nghiệm hệ thống Hệ chuyên gia cho chẩn đoán Bát Cương.. ............. 44 3.3. Đánh giá hệ thống Hệ chuyên gia hỗ trợ cho chẩn đoán bát cương.. ................ 47 3.4. Kết luận chương III.. .......................................................................................... 47 KẾT LUẬN .. ................................................................................................................ 48 TÀI LIỆU THAM KHẢO… ......................................................................................... 49 PHỤ LỤC ...................................................................................................................... 52
vi DANH MỤC CÁC BẢNG Bảng 1.1: So sánh chuyên gia người và Hệ chuyên gia … ........................................... 14 Bảng 3.1: Bảng các triệu chứng và trọng số kèm theo của bệnh nhân .......................... 44 Bảng 3.2: Bảng kết luận chẩn đoán ............................................................................... 46
vii DANH MỤC CÁC HÌNH VẼ Hình 1.1: Minh họa cho việc mềm dẻo của logic mờ … .............................................. 11 Hình 1.2: Lược đồ cơ bản của Hệ chuyên gia ............................................................... 13 Hình 1.3: Giải quyết vấn đề của chuyên gia .................................................................. 15 Hình 3.1: Sơ đồ Hệ chuyên gia cho chẩn đoán Bát Cương ........................................... 38 Hình 3.2: Các triệu chứng của chứng biểu được thêm và cơ sở tri thức ....................... 39 Hình 3.3: Danh sách các luật Dương đi kèm trọng số của Chứng biểu ........................ 40 Hình 3.4: Danh sách các luật Âm đi kèm trọng số của Chứng biểu ............................. 40 Hình 3.5: Kết quả chẩn đoán ......................................................................................... 41 Hình 3.6: Liệt kê các luật Dương thỏa mãn Hội Chứng Nhiệt ...................................... 42 Hình 3.7: Liệt kê các luật Âm thỏa mãn Hội Chứng Lý ............................................... 42 Hình 3.8: Quá trình tính toán mức độ của Hội Chứng Hư ............................................ 43 Hình 3.9: Giao diện Người dùng và Hệ chuyên gia ...................................................... 43 Hình 3.10: Các triệu chứng kèm mức độ của từng triệu chứng trên người bệnh ........... 45 Hình 3.11: Kết luận của Hệ chuyên gia ................................................................................. 46
1 LỜI MỞ ĐẦU 1. Tính cấp thiết của đề tài Trên thế giới, hệ thống trợ giúp sử dụng các phương pháp của trí tuệ tính toán trong chăm sóc sức khỏe đang phát triển với tốc độ chóng mặt. Ngay từ những thập niên cuối thế ký trước, các hệ thống trợ giúp chẩn đoán bệnh sử dụng phương pháp của trí tuệ tính toán đã được đầu tư nghiên cứu và được đưa vào thử nghiệm đạt tỷ lệ khá cao. Đến năm 2013, Amato và các cộng sự đã có đánh giá sự hữu ích của mạng nơ ron (ANNs) trong trợ giúp chẩn đoán y học. Cụ thể là ANNs đã được áp dụng trong việc phân tích máu và mẫu nước tiểu của bệnh nhân tiểu đường, trong chẩn đoán bệnh lao, trong phân loại bệnh bạch cầu, phân tích các mẫu tràn dịch phức tạp, và hình ảnh phân tích của X quang và thậm chí cả các mô sống. Phương pháp Fuzzy Logic (FL) và các ứng dụng của nó trong y học đã được nghiên cứu [5],[6],[8],[9]. Có một vấn đề nghiên cứu nhiều tiềm năng đó là nghiên cứu các phương pháp của trí tuệ tính toán trong y học cổ truyền Việt Nam. Y học Việt Nam bao gồm Y học hiện đại kết hợp với Y học cổ truyền Việt Nam. Trên thực tế Y học cổ truyền Việt Nam cùng với y học hiện đại đã đóng góp đáng kể trong việc chăm sóc sức khỏe nhân dân. Theo Y học cổ truyền Việt Nam, Âm và Dương là hai khái niệm đối lập và tồn tại xen kẽ nhau. Trong chẩn đoán, các triệu chứng Âm và Dương được dùng để mô tả bản chất của bệnh..., một Lương y tốt với kỹ thuật chẩn đoán điêu luyện sẽ xem xét sắc thái của bệnh nhân và bắt mạch và sau đó sẽ phân loại tất cả các triệu chứng vào bản chất Âm và Dương như bước đầu tiên trong việc chẩn đoán theo Y học cổ truyền. Dựa trên lý thuyết Âm - Dương, cơ thể con người có thể cùng một thời điểm có lẫn lộn các triệu chứng/hội chứng Âm và Dương, do đó Lương y trong y học cổ truyền cần kết hợp các triệu chứng Âm và Dương dùng trong chẩn đoán Bát Cương. Trong nghiên cứu của luận văn này, chúng tôi đưa ra một cách tiếp cận mới kết hợp các luật Dương (khẳng định kết luận) và các luật Âm (loại trừ kết luận) và áp dụng chúng trong chẩn đoán Bát Cương trong Y học cổ truyền bao gồm chẩn đoán Âm - Dương, Hàn - Nhiệt, Hư - Thực, Biểu - Lý.
2 2. Mục tiêu nghiên cứu Nghiên cứu của luận văn sẽ mở ra một hướng mới trong nghiên cứu là áp dụng phương pháp trong trí tuệ tính toán để trợ giúp chẩn đoán bệnh, đặc biệt là việc áp dụng kết hợp các luật Dương và luật Âm trong chẩn đoán Bát Cương trong Y học cổ truyền Việt Nam. Mục tiêu cụ thể: + Nghiên cứu áp dụng phương pháp Trí tuệ tính toán trong y học cổ truyền đặc biệt là chẩn đoán Bát cương. + Đề xuất mô hình mờ cho chẩn đoán Bát cương + Dựa trên mô hình đề xuất, xây dựng hệ hỗ trợ tư vấn cho các bác sỹ đưa ra kết luận chẩn đoán Bát cương bao gồm chẩn đoán các Hội chứng Âm - Dương, Hàn - Nhiệt, Hư - Thực, Biểu - Lý với cách tiếp cận kết hợp các luật Dương và các luật Âm. + Đóng góp việp áp dụng các phương pháp hiện đại của Trí tuệ nhân tạo góp phần làm sáng tỏ lý thuyết của Y học cổ truyền Việt Nam. + Hỗ trợ cho việc giảng dạy, mô phỏng cho các sinh viên Y học cổ truyền về quá trình chẩn đoán Bát Cương. 3. Phương pháp nghiên cứu Sử dụng cả nghiên cứu lý thuyết, thực nghiệm mô phỏng trên máy tính. Nghiên cứu lý thuyết: + Tập trung nghiên cứu các phương pháp của trí tuệ tính toán như: Fuzzy Logic, Hệ chuyên gia… ứng dụng của các phương pháp này trong trợ giúp chẩn đoán bệnh nói chung và chẩn đoán Bát cương nói riêng. Nghiên cứu các mặt tích cực và các mặt còn hạn chế của mỗi phương pháp. + Đề xuất mô hình là sự kết hợp giữa các luật Dương và luật Âm gần với thực tế hơn trong trợ giúp chẩn đoán Bát Cương. Nghiên cứu thực nghiệm: Mô phỏng trên máy tính bằng cách: + Xây dựng các bộ luật Dương - Âm cho chẩn đoán Bát Cương. + Cài đặt trên máy tính chương trình thử nghiệm hỗ trợ chẩn đoán Bát Cương. 4. Bố cục và tóm tắt từng chương trong luận văn Ngoài phần mở đầu giới thiệu ý nghĩa khoa học và thực tiễn của đề tài nghiên cứu, bài toán cần giải quyết. Phần kết luận trình bày các kết quả thu được của luận văn và hướng phát triển tiếp theo, nội dung chính của luận văn gồm ba
3 chương như mô tả dưới đây: Mở đầu - Tính cấp thiết của đề tài - Mục tiêu nghiên cứu - Phương pháp nghiên cứu - Bố cục và tóm tắt từng chương trong luận văn Chương I. MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ SỞ - Sơ lược về Y học cổ truyền - Các nguyên tắc về Chẩn đoán Bát Cương trong Y học cổ truyền - Các Hội chứng cơ bản trong chẩn đoán Bát Cương - Qui trình Chẩn đoán Bát Cương - Sơ lược về các phương pháp trí tuệ tính toán - Logic mờ - Hệ chuyên gia Kết luận chương I Chương II: MÔ HÌNH HỆ CHUYÊN GIA KẾT HỢP LUẬT DƯƠNG VÀ LUẬT ÂM CHO CHẨN ĐOÁN BÁT CƯƠNG - Vấn đề biểu diễn tri thức - Cơ chế suy diễn - Kết hợp luật Dương với luật Âm - Giải thích kết luận Kết luận chương II Chương III: Xây dựng thử nghiệm Hệ chuyên gia cho chẩn đoán Bát cương - Thu thập tri thức - Cài đặt thử nghiệm hệ thống Hệ chuyên gia cho chẩn đoán Bát Cương - Đánh giá hệ thống - Kết luận chương III. KẾT LUẬN TÀI LIỆU THAM KHẢO
4 Chương I. MỘT SỐ KIẾN THỨC CƠ SỞ 1.1. Sơ lược về Y học cổ truyền Việt Nam [26] Nền y học cổ truyền được bắt nguồn từ một nền y học dân gian phong phú. Thông qua thực tiễn nhiều đời, các kinh nghiệm được đúc kết thành lý luận phong phú. Mặt khác các lý luận triết học duy vật cổ đại (thuyết âm dương, ngũ hành...) lại được các nhà y học cổ phương Đông vận dụng vào y học trong mọi lĩnh vực từ phòng bệnh đến chẩn trị, bào chế thuốc men, làm phong phú thêm cho kho tàng lý luận của Y học cổ truyền. Từ đó Y học cổ truyền có một nền tảng vững chắc dựa trên hệ thống lý luận đã đươc ghi chép thành văn bản, trên cơ sở đó nền Y học cổ truyền Việt Nam có điều kiện phát triển. Do vậy có thể khẳng định rằng đây là một nền y học của dân, do dân và vì dân. Nó có tính chất quần chúng rộng rãi, tính sáng tạo và tính nhân đạo sâu sắc. Nó tiếp thu tinh hoa của nền Y học cổ truyền Phương Đông, trong đó công đầu phải kể đến Đại y tôn Hải Thượng Lãn Ông người đã có công Việt Nam hóa nền y học cổ truyền Trung hoa vào Việt Nam. Chính ông là một tài năng, đã đúc kết và sáng tạo các di sản quý báu vừa mang sắc thái phi vật thể và vật thể của nền Y học cổ truyền Việt Nam. Nền Y học cổ truyền Việt Nam dưới ánh sáng của các Nghị quyết của Đảng cộng sản Việt Nam và được sự quan tâm của Bác Hồ vĩ đại, đã ngày càng được phát triển mạnh mẽ. Hệ thống Y học cổ truyền dựa trên cơ sở triết học duy vật biện chứng cổ đại bao gồm các tác phẩm Kinh dịch, Khổng tử, Lão tử… một số luận thuyết đã được vận dụng trong Y học cổ truyền như: âm, dương, ngũ hành kinh lạc, thiên nhân hợp nhất…Những quy luật của luận thuyết đó được vận dụng vào việc tìm hiểu sinh lý, bệnh lý của con người, chỉ đạo việc chữa bệnh, phòng bệnh bằng thuốc hoặc không dùng thuốc. Phương pháp chữa bệnh bằng Y học cổ truyền được sử dụng chữa các bệnh cấp và mãn tính. 1.2. Một số khái niệm về Chẩn đoán Bát Cương trong Y học cổ truyền Để đưa ra những chẩn đoán thì việc đầu tiên là Bác sỹ phải thực hiện khám bệnh cho người bệnh. Khám bệnh trong Y học cổ truyền chủ yếu là khám lâm sàng nhưng là khâu rất quan trọng để giúp người thầy thuốc xác định chẩn đoán (mặc dù y học ngày nay có rất nhiều phương tiện và phương pháp hóa sinh để xác định chẩn đoán nhưng phần khám lâm sàng là không thể thiếu được).
5 Tứ chẩn là 4 nội dung hỏi và khám bệnh gồm vấn (hỏi bệnh), vọng (nhìn), văn (nghe, ngửi), thiết (sờ nắn, bắt mạch). Hỏi bệnh (vấn chẩn) là ngoài phần hỏi về mặt hành chính còn hỏi về bệnh lý chính, thời gian mắc bệnh, tình hình đau, tình hình ăn, uống, tiêu, tiểu...Khám bệnh trong Y học cổ truyền gồm ba phần: Vọng (nhìn): Nhìn toàn thân, nhìn từng bộ phận và nhìn chất xuất tiết; Văn (nghe và ngửi): Nghe âm thanh và ngửi mùi vị; Thiết chẩn (Sờ nắn và bắt mạch): Sờ nắn là dùng cảm giác của bàn tay mà người thầy thuốc biết được vị trí và tính chất của bệnh. Bắt mạch là để biết được tình trạng khỏe yếu của cơ thể người bệnh và tính chất của bệnh. Mục đích của “tứ chẩn” là giúp người thầy thuốc tìm hiểu tính chất bệnh lý của bệnh nhân, tình hình sinh hoạt cũng như hoàn cảnh sinh sống của người bệnh, những nguyên nhân gây bệnh để dựa trên cơ sở đó mà xác định chẩn đoán theo các hội chứng bệnh lý: hàn - nhiệt, hư - thực, biểu - lý, âm - dương hoặc bệnh thuộc tạng phủ nào, đường kinh nào. [7]. Trước triệu chứng phức tạp của bệnh tật được thu thập qua khám bệnh, người thầy thuốc phải dựa vào bát cương để đánh giá được vị trí, tính chất, trạng thái và xu thế hướng tiến triển của bệnh tật, giúp cho công việc chẩn đoán nguyên nhân bệnh và đề ra được các phương pháp chữa bệnh chính xác và có hiệu quả. Bát cương bao gồm: biểu và lý (ngoài, trong); hàn và nhiệt (nóng, lạnh); hư và thực; âm và dương. Trong đó âm và dương là hai cương lĩnh tổng quát, nên gọi là tổng cương. 1.3. Các hội chứng cơ bản trong chẩn đoán Bát Cương 1.3.1. Biểu và lý Chẩn đoán về giai đoạn của bệnh biểu và lý là hai cương lĩnh đầu tiên trong 8 cương lĩnh để xác định về bệnh tật, chức năng của nó là đánh giá và xác định vị trí nông sâu của bệnh tật, giúp cho khả năng tiên lượng bệnh và đề ra phương pháp chữa bệnh thích hợp (bệnh tại biểu thường dùng các phép phát tán, bệnh tại lý thì hay dùng các phép thanh, hạ, ôn, bổ ...). Các triệu chứng của Chứng Biểu: Sốt nóng sợ gió, Sợ lạnh, Đau đầu, Đau mình mẩy, Ngạt mũi và ho, Rêu lưỡi trắng mỏng. Các triệu chứng của Chứng Lý: Sợ lạnh và thích ấm, Miệng nhạt không khát, Tay chân lạnh, Nước tiểu trong dài và đại tiện thì lỏng, Chất lưỡi thì nhạt, Rêu lưỡi trắng trơn ướt, Mạch trầm trì.
6 1.3.2. Hàn và nhiệt Chẩn đoán tính chất bệnh hàn và nhiệt là hai cương lĩnh đánh giá tính chất của bệnh, giúp cho thầy thuốc chẩn đoán các loại hình của bệnh và đề ra phương pháp chữa bệnh hợp lý (bệnh hàn dùng thuốc nhiệt, bệnh nhiệt dùng thuốc hàn; nhiệt thì châm, hàn thì cứu). Các triệu chứng của Chứng hàn: Sợ lạnh và thích ấm, Miệng nhạt không khát, Tay chân lạnh, Nước tiểu trong dài và đại tiện thì lỏng, Chất lưỡi thì nhạt, Rêu lưỡi trắng trơn ướt, Mạch trầm trì. Các triệu chứng của Chứng nhiệt: Sốt hoặc sốt cao nhưng thích mát (ăn và uống …), Sắc mặt đỏ, Tay chân nóng, Tiểu tiện ngắn đỏ và đại tiện thì táo, Chất lưỡi đỏ, Rêu lưỡi vàng và khô, Mạch sác. 1.3.3. Hư và thực Đánh giá trạng thái người bệnh và tác nhân gây bệnh - mức độ bệnh Hư và thực là hai cương lĩnh dùng để đánh giá trạng thái người bệnh và tác nhân gây bệnh, để thấy thuốc áp dụng nguyên tắc điều trị bệnh (hư thì bổ, thực thì tả). Các triệu chứng của Chứng Hư: Tinh thần thì yếu đuối và người thì mệt mỏi, Sắc mặt thì trắng bợt và tự ra mồ hôi hoặc mồ hôi trộm, Thể trạng sút cân gầy, Hay hồi hộp thở ngắn và Đoản hơi khí - ngại nói, Tiểu nhiều lần hoặc không tự chủ, Chất lưỡi nhạt, Mạch thì tế nhược. Các triệu chứng của Chứng Thực: Tiếng thở thô mạnh và phiền toái, Ngực bụng đầy chướng, Phân táo và mót rặn, Bí tiểu tiện - đái buốt và rắt, Rêu lưỡi vàng, Mạch thực hữu lực. 1.3.4. Âm dương Âm dương là hai cương lĩnh tổng quát để đánh giá xu thế chung của bệnh tật, vì những hiện tượng, hàn, nhiệt, hư, thực, luôn luôn phối hợp và lẫn lộn với nhau. Sự mất thăng bằng của âm dương biểu hiện bằng sự Thiên thắng (âm thịnh và dương thịnh) Thiên suy (âm hư, dương hư, vong dương và vong âm). Các triệu chứng của Chứng Âm: Người lạnh và tay chân lạnh, Tinh thần mệt mỏi và thở nhỏ, Thích ấm và không khát, Tiểu tiện trong dài và đại tiện lỏng, Sắc mặt trắng, Lưỡi nhạt, Mạch trầm nhược. Các triệu chứng của Chứng Dương: Tay chân ấm, Tinh thần hiếu động (hưng phấn, kích động), Thở to và thô, Sợ nóng và khát nước, Nước tiểu đỏ, đục, ít
7 và đại tiện thì táo, Sắc mặt đỏ, Mạch hoạt sác và phù sác hữu lực. 1.4. Qui trình Chẩn đoán Bát Cương Chẩn đoán Y học cổ truyền là một mắt xích quan trọng trong chuỗi mắt xích thăm khám lâm sàng, chẩn đoán và điều trị góp phần đáng kể vào kết quả trị liệu. Quá trình chẩn đoán được thực hiện tiếp sau các bước thăm khám lâm sàng. (Tứ chẩn: Vọng, Văn, Vấn, Thiết) và làm nền tảng cho mắt xích điều trị và dự phòng. Để công việc chẩn đoán được chính xác đòi hỏi mắt xích khám lâm sàng (tứ chẩn) phải chính xác và đầy đủ không bỏ sót và bỏ qua bất cứ khâu nào, đồng thời cần tôn trọng tính khách quan trong quá trình thăm khám, dữ liệu thông tin về bệnh tật. Để có một kết quả chẩn đoán đúng hợp lý và logic cần tuân thủ các nguyên tắc cơ bản của quy trình chẩn đoán, nắm chắc cương lĩnh của bát cương nói riêng và hệ thống lý luận của Y học cổ truyền nói chung đặc biệt là lý luận học thuyết âm dương và ngũ hành, bởi nó xuyên suốt toàn bộ lĩnh vực Y học cổ truyền từ sinh lý, bệnh lý đến thăm khám lâm sàng, chẩn đoán, điều trị và dự phòng. Để đảm bảo cho việc chẩn đoán được chính xác đầy đủ không bỏ sót cần tuân thủ các quy trình sau: 1.4.1. Xem và đọc kỹ các thông tin thu được từ việc khám bệnh Việc xem xét và thẩm định kỹ các thông tin (triệu chứng) thu được từ việc thăm khám là công việc quan trọng và cần thiết, bởi trên cơ sở của việc làm này sẽ giúp thầy thuốc thiết lập các mối liên hệ từ các thông tin rời rạc thành một hệ thống các thông tin có mối liên hệ với nhau tạo nên các hội chứng bệnh lý qua đó giúp thầy thuốc hướng đến việc lựa chọn một chẩn đoán phù hợp nhất và giúp cho việc chẩn đoán loại trừ. 1.4.2. Cần nắm vững tám cương lĩnh chẩn đoán (bát cương) Nội dung tám cương lĩnh giúp cho các thầy thuốc trong khi chẩn đoán cần phải chỉ ra được vị trí nông sâu, tính hàn nhiệt, trạng thái hư thực và xu thế chung của bệnh thuộc âm hay dương, từ đó giúp cho việc chẩn đoán nguyên nhân và đề ra các phương pháp chữa bệnh chính xác. 1.4.3. Cần nắm vững được sự phối hợp của các cương lĩnh, hiện tượng chân giả, bán biểu bán lý: 1.4.3.1. Sự phối hợp giữa các cương lĩnh * Biểu lý hàn nhiệt:
8 Biểu hàn: Sợ lạnh nhiều, sốt ít, đau người, không có mồ hôi, trời lạnh bệnh tăng lên, rêu lưỡi trắng mỏng, mạch phù khẩn… Biểu nhiệt: Sợ lạnh ít, sốt nhiều, miệng hơi khát, lưỡi đỏ rêu vàng mỏng, mạch phù sác… Lý hàn: Người lạnh, tay chân lạnh, đại tiện lỏng, tiểu tiện trong dài, lưỡi nhạt bệu, rêu trắng dày, mạch trầm trì… Lý nhiệt: Người nóng, mặt đỏ, miệng khô khát, chất lưỡi đỏ, rêu vàng dày, đại tiện táo, tiểu vàng, mạch sác… * Biểu lý hư thực: Biểu hư: Sợ gió, tự ra mồ hôi, rêu lưỡi mỏng, mạch phù hoãn… Biểu thực: Sợ lạnh, sợ gió, đau mình, không có mồ hôi, rêu mỏng, mạch phù hữu lực… Lý hư: Người mệt mỏi, ăn ít, giọng nói nhỏ yếu, hồi hộp mất ngủ, thân lưỡi thon hoặc bệu, mạch trầm vô lực. Lý thực: Táo bón, đầy bụng ấn đau, sốt cao mê sảng hoặc phát cuồng, rêu lưỡi vàng dày, mạch trầm có lực. 1.4.3.2. Sự lẫn lộn (thác tạp) giữa các cương lĩnh Biểu lý lẫn lộn: Vừa có bệnh ở biểu vừa có ở lý. Hàn nhiệt lẫn lộn: Bệnh vừa có chứng hàn vừa có chứng nhiệt. Hư thực lẫn lộn: Bệnh vừa có cả hư vừa có cả thực. 1.4.3.3. Hiện tượng chân giả Là hiện tượng triệu chứng bệnh xuất hiện không phù hợp với bản chất, với nguyên nhân của bệnh. Có hai hiện tượng sau: * Chân hàn giả nhiệt: Bản chất của bệnh là hàn (chân hàn) nhưng biểu hiện ra bên ngoài là các triệu chứng thuộc về nhiệt (giả nhiệt). Ví dụ đau bụng ỉa chảy do lạnh (chân hàn) gây mất nước, mất điện giải dẫn đến sốt cao (giả nhiệt). * Bệnh nhiệt giả hàn: Nhiễm trùng gây sốt cao, vật vã, khát nước (chân nhiệt) bệnh diễn biến nặng gây sốc nhiễm trùng rét run, mạch nhanh tay chân lạnh, vã mồ hôi, huyết áp tụt (giả hàn). 1.4.3.4. Hiện tượng bán biểu bán lý: Bệnh tà không ở biểu mà cũng không ở lý, bệnh thuộc kinh thiếu dương, lúc nóng, lúc rét.
9 1.5. Sơ lược về các phương pháp trí tuệ tính toán [27] Các phương pháp của trí tuệ tính toán bao gồm chính là các hệ mờ, mạng nơ ron nhân tạo và tính toán di truyền. Trong nghiên cứu của chúng tôi chỉ đề cập đến Logic mờ và Hệ chuyên gia áp dụng Logic mờ. Khái niệm đầu tiên của Logic mờ và các phương pháp luận Trí tuệ tính toán khác là xử lý các tình huống trong đó hiểu biết của chúng ta là không chính xác. Thường thì những số thực được sử dụng để diễn tả mức độ tin cậy. Trong thực tế, chỉ có những giá trị xấp xỉ của độ tin cậy mới được biết đến, trong khi việc hình thức hóa Trí tuệ tính toán hiện có lại thường dựa trên giả thiết cho rằng chúng ta đã biết những giá trị chính xác của các các mức độ này. Sự khác nhau này đã tạo ra một khoảng cách giữa lý thuyết và ứng dụng. Để lấy ví dụ về phương pháp luận chủ đạo của Trí tuệ tính toán, chúng ta hãy xem xét logic mờ và điều khiển mờ. Trong phương pháp luận này, chúng ta bắt đầu bằng những phát biểu của chuyên gia được hình thức hóa bằng ngôn ngữ tự nhiên. Bản thân các chuyên gia cũng không chắc chắn 100% về những phát biểu này. Sự chắc chắn tương đối của các phát biểu khác nhau là một phần quan trọng của tri thức chuyên gia: ví dụ: nếu hai tri thức dẫn đến những kết luận khác nhau thì chúng sẽ chấp nhận kết luận được chứng minh bởi phát biểu chắc chắn hơn. Do đó, chúng ta phải mô tả các mức độ chắc chắn này cho máy tính. Chắc chắn đúng thường được biểu diễn bằng 1, chắc chắn sai được biểu diễn bằng 0. Vì vậy, một cách tự nhiên để mô tả độ tin cậy tùy ý là gán cho chúng những số từ 0 tới 1. Những giá trị này được gọi là độ tin cậy hoặc giá trị của các hàm thuộc. Có nhiều cách gán một mức độ tin cậy t(S) cho một phát biểu S, ví dụ chúng ta có thể thăm dò ý kiến của nhiều (N) chuyên gia trong đó M người tin tưởng S và lấy tỉ lệ M/N làm giá trị cho t(S). Chúng ta cũng có thể yêu cầu một chuyên gia mô tả độ tin cậy S của anh ta theo một thang đo nào đó, ví dụ từ 0 đến 10 và nếu anh ta cho là 8 thì t(S) sẽ là 8/10=0,8. Sau khi chúng ta gán độ tin cậy t(A), t(B),... cho các phát biểu nguyên tử A,B,.. chúng ta phải có khả năng đánh giá mức độ tin cậy trong các kết hợp logic của chúng A&B, A v B,...Khi đánh giá chúng, ta chỉ có thể sử dụng những giá trị t(A),...Do đó chúng ta phải có các hàm f&(a,b), fv(a,b), f¬(a,b) chuyển đổi những giá trị số t(A) và t(B) thành những ước lượng mong muốn f&(t(a),t(b)), fv(t(a),t(b)). Những hàm này được gọi là các phép toán & và v (hoặc, sử dụng một thuật ngữ toán học hơn, chuẩn tam giác (t-norms) và đối chuẩn tam giác (t-conorms)).
10 Nếu cần độ tin cậy của một phát biểu phức tạp hơn,ví dụ A v (¬A&B), thì chúng ta có thể áp dụng những phép toán này từng bước một. Toàn bộ những phép toán này tạo ra các tri thức mờ mới từ tri thức hiện tại. Với những Hệ chuyên gia mà mục đích của chúng là cung cấp gợi ý (có thể mờ) cho một người ra quyết định thì đây là tất cả những gì chúng ta cần. Tuy nhiên, với một điều khiển tự động, chúng ta phải chuyển đổi những chỉ dẫn mờ thành một quyết định rõ ràng. Bước cuối cùng này được gọi là giải mờ. Một tình huống ra quyết định đặc trưng là khi chúng ta muốn đưa ra một quyết định tối ưu. Trong trường hợp này, sự giải mờ được gọi là tối ưu với các ràng buộc mềm. Chúng ta có thể tóm tắt những điều này trong các bước sau: Bước 1: Đánh giá độ tin cậy Bước 2: Ước lượng các hàm thuộc Bước 3: Chọn các phép tình & và v Bước 4: Ước lượng độ tin cậy của các kết hợp logic phức tạp của các phát biểu nguyên tử Bước 5: Giải mờ (bao gồm tối ưu với các ràng buộc mềm) 1.6. Logic mờ 1.6.1. Khái quát về Logic mờ Logic mờ (Fuzzy logic) được phát triển từ lý thuyết tập mờ để thực hiện lập luận một cách xấp xỉ thay vì lập luận chính xác theo logic vị từ cổ điển. Logic mờ có thể được coi là mặt ứng dụng của lý thuyết tập mờ để xử lý các giá trị trong thế giới thực cho các bài toán phức tạp. Người ta hay nhầm lẫn mức độ đúng của logic mờ với xác suất. Tuy nhiên, hai khái niệm này khác hẳn nhau; Độ đúng đắn của logic mờ biểu diễn độ liên thuộc với các tập được định nghĩa không rõ ràng, chứ không phải khả năng xảy ra một biến cố hay điều kiện nào đó. Logic mờ cho phép độ liên thuộc có giá trị trong khoảng đóng 0 và 1, và ở hình thức ngôn từ, các khái niệm không chính xác như “hơi hơi”, “khoảng”, “rất”. Nó cho phép quan hệ thành viên không đầy đủ giữa thành viên và tập hợp. Tính chất này có liên quan đến tập mờ và lý thuyết xác suất. Logic mờ đã được đưa ra lần đầu vào năm 1965 bởi GS. Lotfi Zadeh tại đại học Califomia, Berkeley [15]. Một ví dụ để minh họa cho việc mềm dẻo của logic mờ là việc xác định lứa tuổi
11 Hình 1.1: Minh họa cho việc mềm dẻo của logic mờ Nhìn ở hình trên, nếu như với Boolean logic quy định ở tuổi 23 mới được gọi là “trẻ tuổi” thì ở logic mờ, có sự xác định mềm dẻo hơn khi không quy định chính xác bao nhiêu tuổi mới gọi là trẻ. Điều này hợp với thực tế vì đôi khi tuổi tác là do con người cảm nhận, có người coi dưới 23 tuổi là trẻ, có người coi trên 23 tuổi một vài năm vẫn là trẻ, hoặc dưới 23 tuổi một vài năm đã không còn trẻ nữa. Qua ví dụ này ta thấy các giá trị mờ mềm dẻo hơn rất nhiều. Sau đây chúng ta xem xét một số khái niệm cơ bản của tập mờ sẽ được phát triển để xây dựng các Hệ chuyên gia mờ. Giả sử X là tập không rỗng, được gọi là tập vũ trụ. Một tập mờ A trong vũ trụ X là hàm:  A : X  [0,1] Hàm  A thường được gọi là hàm thuộc của tập mờ A. Mỗi phần tử x  X được gắn một giá trị  A ( x)  [0,1] mà nó được gọi là mức phụ thuộc của x trong tập mờ A. 1.6.2. Các phép toán trên tập mờ 1.6.2.1. Phép phủ định Phủ định là một trong những phép toán cơ bản. Để suy rộng chúng ta cần tới toán tử v(NOT P) xác định giá trị chân lý của NOT P đối với mỗi mệnh đề P. Định nghĩa 1.6.2.1: Hàm n : [0,1]  [0,1] mà thỏa mãn các điều kiện n(0) = 1, n(1) = 0, gọi là hàm phủ định. Hàm n là phép phủ định mạnh, nếu n giảm chặt và n(n(x)) = x với mỗi x. 1.6.2.2. Phép hội Phép hội (vẫn quen gọi là phép AND - conjunction) là một trong mấy phép