HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
---------------------------------------
Nguyễn Duy Quang
NGHIÊN CỨU XÂY DỰNG ỨNG DỤNG HỖ TRỢ CHẨN
ĐOÁN BỆNH VỀ DA
CHUYÊN NGÀNH: KHOA HỌC MÁY TÍNH
MÃ SỐ: 8.48.01.01
LUẬN VĂN THẠC SĨ KỸ THUẬT
(Theo định hướng ứng dụng)
TÓM TẮT LUẬN VĂN THẠC SĨ
NGƯỜI HƯỚNG DẪN KHOA HỌC: TS. HOÀNG VĂN THÀNH
HÀ NỘI - 2023
i
Luận văn được hoàn thành tại:
HỌC VIỆN CÔNG NGHỆ BƯU CHÍNH VIỄN THÔNG
Người hướng dẫn khoa học:
PGS. TS. Phạm Văn Cường
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
Trong những năm gần đây, cùng với sự phát triển như vũ bão của trí tuệ nhân
tạo, đặc biệt lĩnh vực thị giác y tính đã đạt được tốc độ xử nhanh cũng như
độ chính xác cao, thì việc ứng dụng thị giác y tính phục vụ đời sống là một lẽ tất
yếu. Ngành nghề không thể thiếu khi ứng dụng thị giác máy tính đó ngành y tế.
Đặc thù nước ta nhiệt đới gió mùa, thời tiết sự biến chuyển đột ngột cũng như
có các điều kiện thích hợp để vi khuẩn, viruss, tia UV gây nhiều bệnh về da.
Theo thống kê, bệnh về da một trong số 24 loại bệnh tác động chi phí rất
lớn đối với người dân, mỗi năm thế giới mất 75 tỉ USD chi phí dành để điều trị bệnh
này. Riêng nước ta, khảo sát nghiên cứu trên 2.400 người Bình Thuận từ tháng 2
đến tháng 9 năm 2020 về mô hình bệnh da, cho thấy có tới 41% số người bị viêm da
dị ứng, kế đến bệnh nấm-ký sinh trùng (20,6%), bức xạ (9,8%)...
Tầm quan trọng của phát hiện phân loại các bệnh về da ? Các bệnh
ngoài da nếu được phát hiện sớm sẽ điều trị hiệu quả hơn. Nhiều nh trạng da
kết quả tốt hơn khi được chẩn đoán điều trị giai đoạn đầu. Phát hiện kịp thời
cho phép can thiệp y tế kịp thời, ngăn chặn sự tiến triển của bệnh giảm các biến
chứng tiềm ẩn. Xác định bệnh da cụ thể giúp các chuyên gia chăm sóc sức khỏe xác
định phương pháp điều trị thích hợp nhất. Các tình trạng da khác nhau đòi hỏi các
chiến lược điều trị khác nhau, chẳng hạn như thuốc bôi, thuốc uống, thay đổi lối
sống hoặc can thiệp phẫu thuật. Phân loại chính xác đảm bảo rằng bệnh nhân nhận
được phương pháp điều trị phù hợp nhất cho tình trạng của họ, cải thiện cơ hội phục
hồi.
Một số bệnh ngoài da, chẳng hạn như nhiễm nấm hoặc các bệnh truyền
nhiễm như ghẻ, thể lây truyền từ người này sang người khác. Phát hiện phân
loại sớm giúp điều trị kịp thời, giảm nguy lây truyền cho người khác. Điều y
đặc biệt quan trọng trong các môi trường như bệnh viện, trường học không gian
sinh hoạt chung, nơi các bệnh truyền nhiễm ngoài da thể y lan nhanh chóng.
2
Các bệnh về da thể ảnh hưởng đáng kể đến chất lượng cuộc sống của một người.
Các tình trạng như bệnh vẩy nến, bệnh chàm hoặc mụn trứng cá có thể y khó chịu
về thể chất, đau, ngứa và đau khổ về tinh thần
Các thách thức gặp phải khi phát hiện phân loại bệnh về da ? Trong
quá trình thực hiện luận văn, có rất nhiều thách thức gặp phải. Đầu tiên vấn đề về
dữ liệu. Việc được một bộ dữ liệu toàn diện về các hình ảnh bệnh da được dán
nhãn chính xác một thách thức. đòi hỏi sự hợp tác với các bác da liễu, tiếp
cận với nhiều trường hợp bệnh ngoài da và có kiến thức chuyên môn về y khoa, đặc
biệt chuyên môn về da liễu. Bộ dữ liệu về bệnh ngoài da thể bị mất cân bằng
theo nhóm, trong đó một số nhóm bệnh ít dữ liệu hơn so với các nhóm khác. Điều
này có thể dẫn đến cáchình thiên lệch hoạt động kém đối với các nhóm bệnh có
ít dữ liệu. Bên cạnh đó, bệnh ngoài da thu được từ nhiều nguồn khác nhau thể
khác nhau đáng kể về chất lượng, điều kiện ánh sáng, độ phân giải cài đặt y
ảnh. Chất lượng hình ảnh kém có thể ảnh hưởng đến hiệu suất của các thuật toán thị
giác máy tính, gây khó khăn cho việc phát hiện phân loại chính xác các bệnh về
da. Chẩn đoán bệnh về da một cách chính xác là một thách thức vì thiếu dữ liệu trực
quan, hình thái tổn thương riêng lẻ, sự phân bố vị trí cơ thể, màu sắc, t lệ và sự sắp
xếp của các tổn thương. Không dừng lại ở đó, để chẩn đoán bệnh về da thì phải tiếp
cần bằng nhiều phương pháp theo hướng y khoa. dụ, bốn phương pháp chẩn
đoán m sàng chính cho khối u ác tính: quy tắc ABCD, phân tích mẫu, phương
pháp Menzies phương pháp kiểm tra 7 điểm. Thông thường chỉ những bác
kinh nghiệm mới thể chẩn đoán chính xác khi sử dụng các phương pháp y.
Mặt khác, chẩn đoán của bác sẽ dựa trên kiến thức, phán đoán chquan của từng
người thay đổi lớn giữa các bác khác nhau. Các bệnh về da thể biểu hiện
các biến thể đáng kể trong cùng một loại bệnh. Các nhân khác nhau thể biểu
hiện các triệu chứng khác nhau sự xuất hiện của các tổn thương da thể khác
nhau tùy thuộc vào các yếu tố như loại da, tuổi tác dân tộc. Triển khai hình
học máy trên thiết bị di động ng một thách thức không hề nhỏ. Các thiết bị di
động sức mạnh tính toán hạn chế so với môi trường máy tính đbàn hoặc y
3
chủ. Các mô hình yêu cầu bộ nhớ và tài nguyên xử đáng kể để thực thi hiệu quả.
Không những vậy, các mô hình học sâu sử dụng nhiều bộ nhớ, khiến việc triển khai
chúng hoàn toàn vào bộ nhớ của thiết bị trở nên khó khăn. Thời lượng pin hạn chế
việc chạy các nh AI sử dụng nhiều i nguyên thể làm cạn kiệt pin một
cách nhanh chóng cũng một trong những khó khăn khi triển khai hình học
máy trên thiết bị di động. Các thiết bị di động có thể không phải lúc nào cũng có kết
nối internet ổn định hoặc đáng tin cậy, đặc biệt vùng sâu vùng xa hoặc trong
khi di chuyển. Triển khai các hình AI trên server có thể gặp vấn đtrong những
tình huống trên. Vì vậy, việc triển khai các hình AI có thể chạy cục bộ trên thiết
bị mà không yêu cầu kết nối mạng liên tục, là điều cần thiết để có trải nghiệm người
dùng liền mạch và khả năng truy cập rộng hơn.
Mục tiêu của đề tài, phương pháp được sử dụng đóng góp của đề tài.
Nhận thức được tầm quan trọng và ý nghĩa khoa học của việc hỗ trợ chẩn đoán bệnh
về da, luận văn thực hiện mục tiêu nghiên cứu về các hướng tiếp cận, phân ch
lựa chọn công nghệ để từ đó đề xuất giải pháp y dựng ứng dụng chẩn đoán bệnh
về da, nhằm tạo ra một công cụ ứng dụng tối đa công nghệ vào chẩn đoán, hỗ trợ
điều trị bệnh về da, giảm tải cho các sở y tế cũng như hỗ trợ cộng đồng phòng
bệnh về da. Luận văn sẽ trình bày về một số phương pháp áp dụng học sâu trên dữ
liệu y tế, dữ liệu các bệnh trên da, các khó khăn hạn chế của các phương pháp này.
Luận văn sử dụng các bộ sở dữ liệu được sử dụng rộng rãi trong bài toán nhận
dạng bệnh về da như Dermnet [3], HAM1000 [15], …. Sau đó sử dụng các phương
pháp học máy để nhận dạng ra loại bênh trên da. Cuối cùng y dựng một ng
dụng để phát hiện loại bệnh trên da đưa ra thông tin vbệnh cũng như những
khuyến cáo cho người dùng.
Trên đây đã khái quát tầm quan trọng cũng như ý nghĩa khoa học của việc hỗ
trợ chẩn đoán bệnh về da. Với mong muốn đóng góp một phần công sức, luận n
thực hiện đề tài: “Nghiên cứu xây dựng ứng dụng hỗ trợ chẩn đoán bệnh về da.
Nội dung luận n sẽ bao gồm phần mở đầu, phần kết luận các chương
nội dung được tổ chức như sau: