Mạng quan hệ khoảng thời gian khả năng và ứng dụng vào vấn đề chẩn đoán

Xử lí thông tin có yếu tố thời gian được ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của Trí tuệ nhân tạo. Trong các lĩnh vực đó, chẩn đoán dựa trên mô hình thời gian đóng một vai trò quan trọng và được nhiều nhà nghiên cứu quan tâm.
Nội dung trích xuất từ tài liệu:
Mạng quan hệ khoảng thời gian khả năng và ứng dụng vào vấn đề chẩn đoán152 TRƯỜNG ĐẠI HỌC THỦ ĐÔ H NỘI MẠNG QUAN HỆ KHOẢNG THỜI GIAN KHẢ NĂNG V( ỨNG DỤNG V(O VẤN ĐỀ CHẨN ĐOÁN 1 Hà Đặng Cao Tùng Trường Đại học Thủ ñô Hà Nội Tóm tắ tắt: Xử lí thông tin có yếu tố thời gian ñược ứng dụng trong nhiều lĩnh vực của Trí tuệ nhân tạo. Trong các lĩnh vực ñó, chẩn ñoán dựa trên mô hình thời gian ñóng một vai trò quan trọng và ñược nhiều nhà nghiên cứu quan tâm ([2], [4], [7], [10]). Thay vì cách tiếp cận xác suất ñược trình bày trong [7], bài báo này trình bày cách tiếp cận dựa trên lí thuyết khả năng xử lí quan hệ trên các khoảng thời gian không chắc chắn ñược giới thiệu trong [8], [9] và ứng dụng vào vấn ñề chẩn ñoán thông qua khái niệm mạng quan hệ khoảng thời gian khả năng. Keywords: Keywords Temporal Diagnostics, Temporal Scenario, Temporal Relations, Uncertainty, Possibility.1. GIỚI THIỆU Chẩn ñoán là một trong những lĩnh vực ứng dụng quan trọng của Trí tuệ nhân tạo. Mộttrong những phương pháp chẩn ñoán quan trọng trong y tế thực hành là lập luận với dữ liệuhướng thời gian (time-oriented) [5]. Nhiều quyết ñịnh y tế (như chẩn ñoán lâm sàng và lập kế hoạch ñiều trị) dựa trênthông tin thu ñược từ quá trình theo dõi diễn biến lâm sàng, trong ñó thời gian ñóng vai tròquan trọng. Thông tin thời gian về sự xuất hiện của các triệu chứng cũng ñóng vai trò quantrọng ñể chẩn ñoán chính xác và ñược sử dụng trong một số hệ chuyên gia chẩn ñoán y tế[2] [10]. Trong [7], các tác giả ñã sử dụng mạng quan hệ khoảng thời gian xác suất (PrTI hayProbabilistic Temporal Interval Network) ñể biểu thị một tình huống chẩn ñoán y tế. MạngPrTI là một ñồ thị, trong ñó, mỗi ñỉnh biểu thị một triệu chứng, mỗi cạnh biểu thị một quanhệ thời gian không chắc chắn giữa hai triệu chứng bằng một phân bố xác suất trên tập Ωcác quan hệ cơ bản Allen.1 Nhận bài ngày 14.8.2016; gửi phản biện và duyệt ñăng ngày 15.9.2016 Liên hệ tác giả: Hà Đặng Cao Tùng; Email: hdctung@daihocthudo.edu.vnTẠP CHÍ KHOA HỌC − SỐ 8/2016 153 Trong bài báo này, chúng tôi ñề xuất một khái niệm tương tự với mạng PrTI. Đó làmạng PoTI (Possibilistic Temporal Interval Network). Điểm khác biệt so với mạng PrTI làở chỗ chúng ta sử dụng mô hình khả năng thay cho mô hình xác suất ñể biểu thị các mốiquan hệ thời gian. Việc sử dụng mô hình khả năng trong chẩn ñoán xuất phát từ yếu tố chủquan của các thông tin về các triệu chứng do bệnh nhân cung cấp và yếu tố kinh nghiệm(cũng mang tính chủ quan) của các chuyên gia y tế trong chẩn ñoán.2. MỘT SỐ KHÁI NIỆM Trong phần này, chúng tôi trình bày các kí hiệu ñược sử dụng trong bài báo này, biểudiễn quan hệ không chắc chắn giữa các ñiểm thời gian, quan hệ không chắc chắn giữa cáckhoảng thời gian, và khái niệm về khoảng cách giữa hai quan hệ. Ta biểu thị ñiểm thời gian bằng các chữ cái nhỏ nhỏ a, b, và khoảng thời gian bằng cácchữ cái lớn A, B. Chúng ta biểu thị mối quan hệ giữa hai ñiểm thời gian bằng chữ cái r vớichỉ số dưới là các ñiểm thời gian thành phần. Với khoảng thời gian, ta sử dụng kí hiệutương tự nhưng với chữ cái lớn R. Giữa các ñiểm thời gian, có ba quan hệ cơ bản là: trước (). Giữa các khoảng thời gian, có mười ba quan hệ cơ bản ñược gọi là các quan hệAllen [1]. Ta kí hiệu tập các quan hệ cơ bản này là Ω = {p, m, o, s, d, f, e, P, M, O, S, D,F}. Chúng ta sẽ ñề cập ñến mỗi phần tử của tập hợp này là ρ∈Ω.A. Quan hệ thời gian không chắc chắn Định nghĩa 1. (Quan hệ ñiểm thời gian không chắc chắn). Một quan hệ không chắcchắn rab giữa hai ñiểm thời gian a và b là một vectơ khả năng ñược chuẩn hoá ( <Π ab = π ab ) , π ab= , π ab > < , trong ñó π ab = (tương ứng π ab > và π ab ) là khả năng a < b (tương ứnga = b và a > b). Thuật ngữ chuẩn hoá trong ñịnh nghĩa ñược lấy từ lý thuyết khả năng ñược hiểu là ( , π ab = 1 . Đôi khi, ta cũng sử dụng kí hiệu rab thay cho Π ab . Định nghĩa 2. (Quan hệ khoảng thời gian không chắc chắn). Cho A và B là haikhoảng thời gian. Một quan hệ không chắc chắn RAB giữa A và B ñược biểu diễn bởi mộtphân bố khả năng trên tập mười ba các quan hệ thời gian cơ bản của Allen Ω ={p, m, o, s,d, f, e, P, M, O, S, D, F}. Phân bố này ñược kí hiệu bằng véc tơ RAB = V ...