Đề tài cấp Bộ: Nghiên cứu, phát triển các hệ thống thông tin phục vụ giáo dục và y tế

1. Chủ nhiệm đề tài:  PGS TS Đặng Văn Chuyết

2. Cơ quan chủ trì theo hồ sơ:  Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

3. Cơ quan chủ trì hiện tại:  Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

4. Cơ quan phối hợp thực hiện: 

- Trường Đại học Bách Khoa Hà Nội

5. Mục tiêu thực hiện: 

Dựa trên các luận giải nghiên cứu đã chỉ ra ở trên, đề tài được chia làm 3 nhánh chính: (i) nghiên cứu và phát triển hạ tầng (platform) cổng thông tin chia sẻ tri thức trong giáo dục và y tế; (ii) nghiên cứu và phát triển hệ thống e-learning cộng đồng; (iii) nghiên cứu và phát triển hệ thống e-health cộng đồng.
i. Nghiên cứu và phát triển hạ tầng (platform) cổng thông tin chia sẻ tri thức trong giáo dục và y tế
Đây được coi là phần mềm hạ tầng truyền thông tạo ra môi trường của cả hệ thống. Để xây dựng phần mềm này, cần phải thiết kế một cơ chế trao đổi tri thức một cách thông minh giữa các lớp ứng dụng với nhau. Quá trình trao đổi được thực hiện thông qua chuẩn Web service và sử dụng ontology để mô tả tri thức. Ngoài ra cổng thông tin phải có khả năng nhận biết được các nguồn cung cấp tri thức và định hướng được việc tìm kiếm tri thức dựa trên các nguồn này để cung cấp lại cho người sử dụng. Nội dung nghiên cứu trong nhánh này được cụ thể hóa bởi 3 mục tiêu sau đây:
1/ Nghiên cứu mô hình tìm kiếm thu thập tri thức chia sẻ tại lớp 1 và cung cấp tri thức cho lớp 2.
- Xây dựng mô hình chung chia sẻ tri thức cho các lớp ứng dụng thông qua các kĩ thuật của web có ngữ nghĩa và ontology
- Thiết kế ngôn ngữ đặc tả trao đổi tri thức chung trong toàn hệ thống
2/ Xây dựng phần mềm hạ tầng tìm kiếm và tích hợp các nguồn tri thức chia sẻ cho phép ứng dụng trong hai hệ thống e-Learning và e-health cộng đồng.
- Thiết kế phần mềm hạ tầng nền cho phép tìm kiếm và tích hợp nhiều nguồn tri thức chia sẻ dựa trên các công nghệ của portal và web service
- Triển khai ứng dụng phần mềm hạ tầng nền trong hai hệ thống phần mềm e-Learning và e-Health cộng đồng
3/ Xây dựng cổng thông tin truy cập nguồn tri thức cộng đồng chia sẻ trong hai lĩnh vực y tế và giáo dục
- Tạo giao diện web portal truy cập vào nguồn tri thức trong e-Learning cộng đồng
- Tạo giao diện web portal truy cập vào nguồn tri thức trong e-Health cộng đồng
ii. Nghiên cứu và phát triển hệ thống e-Learning cộng đồng
Hệ thống e-Learning phát triển được phải đáp ứng được những yêu cầu chung nhất của một hệ thống đào tạo trực tuyến từ xa. Đồng thời phải có các chức năng bổ sung để có thể đáp ứng tốt hơn và cao hơn các nhu cầu xử lý của người dùng. Như vậy, lớp cung cấp tri thức vừa có thể hoạt động riêng rẽ như một hệ đào tạo trực tuyến, vừa có thể kết hợp với các ứng dụng địa phương bằng các chuẩn chung để nâng cao khả năng quản lý, thực hiện quản lý theo hướng đào tạo tín chỉ. Như thế nội dung nghiên cứu cụ thể tại nhánh này được cụ thế hóa như sau:
1/ Nghiên cứu mô hình e-Learning và mô hình quản lý nâng cao với hệ thống
- Nghiên cứu, tìm hiểu các hệ thống e-Learning nói chung, các yêu cầu đối với LMS và LCMS. Xây dựng mô hình hệ thống e-Learning với các module cần thiết với các yêu cầu thực tế ở Việt Nam hiện tại.
- Nghiên cứu các chuẩn trao đổi thông tin với hệ e-Learning, xây dựng mô hình hệ thống địa phương nhằm nâng cao chức năng quản lý nội dung và quản lý bải giảng cho e-Learning.
- Khảo sát và nghiên cứu, đồng thời xây dựng mô hình quản lý đào tạo tín chỉ kết hợp với quản lý đào tạo e-Learning
- Nghiên cứu xây dựng phương án đồng bộ thao tác quản lý và dữ liệu giữa các hệ thống địa phương và hệ thống e-Learning trung tâm phục vụ quá trình hoạt động trong điều kiện không môi trường mạng không ổn định.
2/ Xây dựng ứng dụng hệ thống e-Learning chia sẻ tri thức cộng đồng thông qua cổng thông tin.
- Mô hình hóa các thiết kế chi tiết các thành phần cho hệ thống e-Learning, xây dựng qui trình phát triển bài giảng điện tử (e-Course)
- Xây dựng phần mềm hệ thống e-Learning cung cấp tri thức qua cổng thổng tin theo các thiết kế đã có.
- Xây dựng các bài giảng mẫu (các bài giảng mẫu về e-Health, công nghệ thông tin,...)
3/ Xây dựng các ứng dụng quản trị học tại địa phương trong hệ thống e-Learning cộng đồng
- Thiết kế và xây dựng và triển khai hệ thống quản trị học LMS và LCMS có khả năng kết nối với hệ thống thu thập tri thức tại lớp 2.
- Thiết kế xây dựng và triển khai hệ thống quản lý đào tạo tín chỉ e-Learning, kết hợp với quản lý đào tạo tín chỉ đại học.
iii. Nghiên cứu và phát triển hệ thống e-health cộng đồng
Việc xây dựng hệ thống hệ thống e-Health cộng đồng (hỗ trợ tư vấn, chẩn đoán trực tuyến) kết hợp nhiều hệ chuyên gia được thực hiện với các nội dung sau:
1/ Xây dựng “chuẩn phát tán thông tin” cho các hệ thống thông tin phòng, khám, chữa bệnh cộng đồng. Chuẩn trao đổi dư liệu của các dịch vụ tư vấn và chẩn đoán bệnh trực tuyến hỗ trợ cho các đơn vị khám chữa bệnh cơ sở. Các chuẩn được đề xuất sử dụng công nghệ Ontology hỗ trợ chuyển đổi thông tin và khai phá dữ liệu với các mục chi tiết:
- Khảo sát các phương pháp, các chuẩn trao đổi (phát tán) thông tin tổng quát nói chung và trong lĩnh vực, khám, chữa bệnh cộng đồng nói riêng
- Đề xuất một phương án cụ thể làm chuẩn phát tán thông tin cho các hệ thống quản lý cơ sở phòng, khám, chữa bệnh cộng đồng tại Việt nam
- Tích hợp ontology trong các gói tin phát để tạo khả năng tìm kiếm theo ngữ nghĩa trong các hệ thống thông tin
- Xây dựng Ontology mẫu cho một số các dịch vụ thông tin phát tán và trao đổi giữa hệ thống dịch vụ cung cấp và phát tán thông tin.
- Phối kết hợp với các đơn vị tham gia xây dựng Ontology cho nguồn phát tán thông tin trên một lãnh vực cụ thể.
2/ Xây dựng một số hệ chẩn đoán bệnh thông qua mạng giúp cho việc tư vấn khám chữa bệnh từ xa bao gồm các phần sau:
- Xây dựng cơ sở dữ liệu y tế bao gồm bệnh án bệnh nhân, các tín hiệu y sinh, ảnh y học …
- Xây dựng module hỗ trợ công tác chẩn đoán, tư vấn khám chữa bệnh trực tuyến dựa trên ảnh y học.
- Xây dựng một số công cụ khai phá dữ liệu để có thể trích chọn thông tin, phát hiện tri thức trong cơ sở dữ liệu phục vụ cho việc tư vấn cho bác sĩ, người dùng.
- Xây dựng cơ sở tri thức bao gồm các bệnh án về các bệnh, các tri thức kinh nghiệm của các chuyên gia y tế dưới dạng luật.
- Xây dựng phương pháp học bằng mạng nơ ron để hiệu chỉnh luật và các tham số của luật.
- Xây dựng cơ chế suy diễn so sánh các bệnh án mẫu chứa trong cơ sở dữ liệu với thông tin bệnh án đưa vào.
- Xây dựng cơ chế suy diễn so sánh các tri thức trong cơ sở tri thức với thông tin đưa vào
- Xây dựng cơ chế suy diễn kết hợp lập luận từ tri thức kinh nghiệm của chuyên gia và tri thức từ các bệnh án.
- Xây dựng module giải thích hoặc dậy học thông minh giúp cho người dùng có thể học được cách lập luận ra quyết định chẩn đoán (và điều trị) của hệ thống trợ giúp.
- Giao diện hệ thống: giúp tương tác thuận tiện với người dùng.
- Phối hợp với các bác sĩ bệnh viện Y học cổ truyền Trung ương và Viện Tim mạch - Bệnh viện Bạch Mai đề thu nhận tri thức ứng dụng dựa vào cơ sở tri thức của hệ.
3/ Xây dựng hệ thống quản lý và thu thập thông tin tại cơ sở khám chữa bệnh. Hỗ trợ các mô đun yêu cầu thông tin tư vấn khám chữa bệnh cho các bác sỹ tạo cơ sở lấy từ các dịch vụ phát tán thông tin của (mục 2) chi tiết với các đầu việc:
- Khảo sát yêu cầu của các cơ sở địa phương. Yêu cầu của các bác sỹ có nhu cầu tư vấn và thu nhận thông tin từ nguồn phát tán. Đánh giá các phương pháp tích hợp thông tin để thỏa mãn yêu cầu của bác sỹ.
- Đề xuất một phương án về quy trình lưu trữ và quản lý dữ liệu bệnh nhân của cơ sở khám chữa bệnh của mình. Quy trình nhập liệu và bảo quản dữ liệu.
- Xây dựng mô đun nhận và tích hợp thông tin theo chuẩn đề xuất mục 1. Đáp ứng mô hình dịch vụ phát tán thông tin.
- Thiết kế mô hình phần mềm đáp ứng giải pháp cho việc thu nhận thông tin từ nguồn phát tán
- Xây dựng phần mềm từ các giải pháp đã đề xuất đáp ứng được việc quản lý và lưu trữ khám chữa bệnh cũng như yêu cầu và tiếp nhận tư vấn trực tuyến của các nguồn phát tán thông tin theo chuẩn chuyển đổi dữ liệu định trước.
- Xây dựng mô đun truyền nhận ảnh số và dữ liệu video y học qua Internet giữa các cơ sở địa phương với các chuyên gia, các trung tâm y học chuyên ngành phục vụ công tác hội chẩn, tư vấn, trao đổi kinh nghiệm khám chữa bệnh.|.|Nghiên cứu áp dụng các công nghệ tiên tiến của Công nghệ thông tin và truyền thông để xây dựng các hệ thống thông tin trưc tuyến phục vụ cho giáo dục và y tế, tập trung vào các hệ thống đào tạo và chẩn đoán bệnh từ xa.
(1) Nghiên cứu, phát triển các công cụ hỗ trợ xây dựng các hệ thống thông tin dựa trên các công nghệ Web tiên tiến (Portal, Web services, Semantic Web,…)
(2) Xây dựng hệ thống giáo dục điện tử e-Learning) phù hợp với hạ tầng mạng viễn thông Việt nam, trong đó có sử dụng các kết quả nghiên cứu của nhóm sản phẩm (1), với hệ thống các bài giảng điện tử e-Course) và quản lý đào tạo phục vụ cho các chương trình đào tạo ở bậc đại học và các chương trình phổ biến kiến thức, kỹ năng về một lĩnh vực cụ thể nào đó.
(3) Xây dựng hệ thống y tế điện tử phù hợp với hạ tầng mạng viễn thông Việt nam, trong đó có sử dụng các kết quả nghiên cứu của nhóm sản phẩm (1), phục vụ cho việc khám chữa bệnh và triển khai mạng lưới y tế cộng đồng, trong đó đặc biệt tập trung vào việc xây dựng hệ thống chẩn đoán bệnh trực tuyến qua mạng.

6. Các sản phẩm chính: 

Nghiên cứu lý thuyết và tìm hiểu ứng dụng của web có ngữ nghĩa và ontology trong chia sẻ tri thức
Nghiên cứu thiết kế chuẩn chia sẻ và tìm kiếm tri thức qua dịch vụ web với ontology, ứng dụng trong giáo dục và y tế
Xây dựng phần mềm hạ tầng tích hợp các dịch vụ chia sẻ tri thức
Xây dựng bộ công cụ hỗ trợ xây dựng cổng thông tin cộng đồng cho các miền ứng dụng
Xây dựng cổng thông tin giao tiếp với người sử dụng trong lĩnh vực giáo dục
Xây dựng cổng thông tin giao tiếp với người sử dụng trong lĩnh vực y tế
Nghiên cứu và phát triển hệ thống phần mềm e-Learning cộng đồng
Nghiên cứu lý thuyết khảo sát các mô hình e-Learning, các hệ thống LMS và LCMS dùng trong cộng đồng
Nghiên cứu thiết kế chuẩn đóng gói chia sẻ bài giảng trong e-Learning cộng đồng
Xây dựng phần mềm hỗ trợ tạo và xuất bản bài giảng theo chuẩn hệ thống giáo dục cộng đồng
Xây dựng hệ quản trị học theo mô hình đào tạo tín chỉ
Xây dựng kho bài giảng mẫu cho hệ thống giáo dục cộng đồng
Tích hợp triển khai thử nghiệm đánh giá hệ thống e-Learning cộng đồng
Nghiên cứu và phát triển hệ thống phần mềm e-Health cộng đồng
Nghiên cứu xây dựng chuẩn quảng bá, phát tán tri thức theo mô hình tư vấn y tế cộng đồng.
Xây dựng hệ thồng quản lý bệnh viện tuyến cơ sở

Xây dựng hệ chuyên gia tư vấn về Y học cổ truyền
Xây dựng hệ chuyên gia tư vấn về Tim mạch
Xây dựng hệ thống hỗ trợ tư vấn y tế qua hình ảnh
Tích hợp, triển khai thử nghiệm đánh giá tại các cơ sở y tế liên kết trong dự án
Hệ thống thông tin giáo dục cộng đồng
Hệ thống hoạt động online trên mạng hỗ trợ tư vấn người dùng về các khóa học và môn học theo trình độ khác nhau. Các thành phần của hệ thống được tích hợp dựa trên các sản phẩm phần mềm được nêu trong mục sản phẩm dạng II
Hệ thống thông tin y tế cộng đồng
Hệ thống hoạt động online trên mạng hỗ trợ tư vấn người dùng về y tế thông qua các lời khuyên của bác sĩ và các hệ chuyên gia chẩn đoán bệnh trong lĩnh vực Tim mạch và Y học Cổ truyền. Các thành phần của hệ thống được tích hợp dựa trên các sản phẩm phần mềm được nêu trong mục sản phẩm dạng II

7. Thời gian thực hiện:  01/12/2007 - 01/12/2009