基于“辨證元”模型的辨證系統(tǒng)診斷準(zhǔn)確率影響因素探討

孫曉生，江啟煜

（廣州中醫(yī)藥大學(xué)，廣東 廣州 510405）

“辨證元”模型[1]是一種基于證素辨證體系[2]的新型辨證計(jì)量診斷模型，它將若干個(gè)辨證因子（癥狀﹑體征或舌脈）組成一個(gè)能夠代表證型診斷性質(zhì)（病位與病性）的辨證單元，并以辨證元為最小的運(yùn)算單元進(jìn)行證型的計(jì)量診斷。朱文鋒等認(rèn)為，辨證分析的過程是確定其病位和病性等病理本質(zhì)——證素，并作出證名診斷的思維認(rèn)識(shí)過程[2]。其認(rèn)為臟腑辨證﹑六經(jīng)辨證等所有的辨證過程均可以概括為辨病位和病性兩大證侯要素，任何一種證型都能通過不同的證侯要素（病位﹑病性等）組合而確定[2]。其中病位證素包括心、神[腦]、肺、脾、肝、腎、胃等 19項(xiàng)，病性證素包括 (外)風(fēng)、寒、暑、濕、血虛、陰虛、亡陰、陽虛等31項(xiàng)[3]。即任何一種證型都能運(yùn)用一組證素屬性值（病位﹑病性等的值）來確定。由于每一個(gè)辨證因子都能體現(xiàn)一定的證素屬性值，如果若干個(gè)辨證因子組合起來，使得它們的證素屬性值互相補(bǔ)充，完全滿足某證型的所有證素屬性值，它們組合起來能夠反映該證型的病理狀態(tài)，即認(rèn)為這群辨證因子構(gòu)成了該證型的一個(gè)辨證單元，即辨證元[1]?；凇氨孀C元”模型現(xiàn)已成功研制出“紅棉一號(hào)”計(jì)算機(jī)智能辨證系統(tǒng)，該系統(tǒng)并非“專家系統(tǒng)”，無需依賴臨床病案或?qū)＜抑R(shí)構(gòu)建診斷知識(shí)庫(kù)，它能夠直接架構(gòu)于標(biāo)準(zhǔn)化的中醫(yī)知識(shí)體系（例如《中醫(yī)診斷學(xué)》教材）。本文闡述使用“紅棉一號(hào)”對(duì)教材樣本和臨床樣本的測(cè)試效果，并嘗試探討影響“辨證元”模型準(zhǔn)確性的因素，以進(jìn)一步改進(jìn)和完善該模型和“紅棉一號(hào)”。

1 資料與方法

1.1 研究對(duì)象

測(cè)試的臨床樣本為隨機(jī)抽取的共850例診斷結(jié)果屬于臟腑證型的臨床病案，它們分別來源于廣州中醫(yī)藥大學(xué)第一附屬醫(yī)院﹑深圳市中醫(yī)院﹑深圳市寶安中醫(yī)院﹑順德中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，樣本時(shí)間跨度為2006年3月至2009年1月，涵蓋疾病中醫(yī)病種達(dá)48種，西醫(yī)病種達(dá)326種，疾病范疇跨度為內(nèi)科所有系統(tǒng)，證型跨度為所有臟腑證型。臨床樣本的證型分布如表1所示。

表1 臨床樣本的證型分布（例，%）

1.2 研究方法

1.2.1 準(zhǔn)確性描述指標(biāo) 準(zhǔn)確性描述指標(biāo)包括：可信系數(shù)﹑區(qū)分系數(shù)﹑證解系數(shù)﹑吻合率﹑準(zhǔn)確率。“紅棉一號(hào)”使用“可信系數(shù)”與“區(qū)分系數(shù)”描述辨證結(jié)果的準(zhǔn)確性，當(dāng)系統(tǒng)辨證分析完畢時(shí)，這兩個(gè)系數(shù)將在系統(tǒng)主界面的底部顯示以供用戶參考，“可信系數(shù)”表示辨證結(jié)果的絕對(duì)準(zhǔn)確性，它體現(xiàn)疾病證侯的“典型性”；“區(qū)分系數(shù)”表示辨證結(jié)果的相對(duì)準(zhǔn)確性，它體現(xiàn)疾病證型的“單純性”。當(dāng)“區(qū)分系數(shù)”低于一定的閾值時(shí)，系統(tǒng)會(huì)同時(shí)顯示主證型﹑次證型，甚至第三證型，以提醒用戶當(dāng)前輸入的辨證因子群可同時(shí)辨證為多個(gè)證型。“可信系數(shù)”與辨證因子群的離散程度呈負(fù)相關(guān)，與辨證元群的最高權(quán)值及獨(dú)立辨證因子群的總權(quán)值呈正相關(guān)；“區(qū)分系數(shù)”與結(jié)果證型之間的區(qū)分程度呈正相關(guān)。設(shè)辨證因子群構(gòu)成不同證型的辨證元個(gè)數(shù)為n，主證型的辨證總權(quán)值為sa，次證型（如果存在，并且不是主證型的父證型）的辨證總權(quán)值為sb，第三證型（如果存在，并且不是主證型和次證型的父證型）的辨證總權(quán)值為sc，則辨證因子群的離散程度為1/(1+e-n)(n≥1)，則證型之間的區(qū)分程度分別為﹑。當(dāng)辨證因子群的離散程度低于一定的閾值，并且結(jié)果證型之間的區(qū)分程度高于一定的閾值時(shí)，本系統(tǒng)認(rèn)為結(jié)果具有可信性才繼續(xù)進(jìn)行辨證分析。證解系數(shù)是系統(tǒng)診斷出的證型數(shù)量，取值通常為1～3（主證型﹑次證型﹑第三證型），當(dāng)各種原因?qū)е孪到y(tǒng)無法辨證時(shí)，證解系數(shù)為零。

吻合率是指所有樣本中“紅棉一號(hào)”診斷的主證型與原病案一致的比例；所有病案經(jīng)過我校中醫(yī)診斷學(xué)和中醫(yī)內(nèi)科學(xué)專家的二次復(fù)核，如果認(rèn)同“紅棉一號(hào)”辨證結(jié)果中判定的主證型，則認(rèn)為系統(tǒng)辨證結(jié)果準(zhǔn)確，否則認(rèn)為系統(tǒng)辨證結(jié)果不準(zhǔn)確，準(zhǔn)確率是指本系統(tǒng)辨證結(jié)果準(zhǔn)確的比例。當(dāng)證解系數(shù)大于1且區(qū)分系數(shù)較低時(shí)，系統(tǒng)辨證結(jié)果不準(zhǔn)確可能是相對(duì)的，因?yàn)榇藭r(shí)病案樣本的正確診斷結(jié)果可能不在系統(tǒng)診斷的主證型中，而在次證型或第三證型中。

1.2.2 測(cè)試與統(tǒng)計(jì) 本測(cè)試方法統(tǒng)一使用“紅棉一號(hào)”的直接辨證模式，將病案樣本的辨證因子（癥狀﹑體征﹑舌脈等）直接輸入系統(tǒng)使其進(jìn)行全自動(dòng)的辨證分析?！笆滓Y狀”等加選參數(shù)選項(xiàng)均不作選擇，即設(shè)置為空值；設(shè)置辨證閾值等于1（系統(tǒng)默認(rèn)值）；設(shè)置證型區(qū)分閾值等于0.1（系統(tǒng)默認(rèn)值）；其余用戶參數(shù)均為系統(tǒng)默認(rèn)值。系統(tǒng)分析完畢后將其辨證結(jié)果保存至數(shù)據(jù)庫(kù)，并使用SPSS 13.0進(jìn)行統(tǒng)計(jì)分析。

2 結(jié)果

2.1 樣本吻合率與準(zhǔn)確率總體情況

在4個(gè)測(cè)試的醫(yī)療機(jī)構(gòu)臨床樣本中，與原病案診斷結(jié)果的吻合率均在90%以上，其中最高為順德中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院，吻合率達(dá)96.0%，最低是深圳市保安中醫(yī)院，吻合率為91.5%。經(jīng)過我校中醫(yī)診斷學(xué)和中醫(yī)內(nèi)科學(xué)專家的二次復(fù)核，確認(rèn)樣本總體準(zhǔn)確率高達(dá)95.1%，其中最高為深圳市中醫(yī)院，樣本準(zhǔn)確率高達(dá)96.5%。可信系數(shù)總體平均值為4.89，在可信系數(shù)區(qū)間頻數(shù)比例中，僅有1.3%的樣本可信系數(shù)小于1，在此情況下表明辨證信息不足，導(dǎo)致系統(tǒng)無法辨證。區(qū)分系數(shù)總體平均值為9.19，區(qū)分系數(shù)大于1的頻數(shù)比例占90%以上，表明系統(tǒng)對(duì)非合適證型具有良好的“排除性”。在總體樣本中，證解系數(shù)等于1的比例在95%以上，表明對(duì)于大部分的樣本，系統(tǒng)都僅有一個(gè)證型解；對(duì)于少數(shù)的樣本，系統(tǒng)出現(xiàn)了兩個(gè)或三個(gè)證型解，即除主證型外，還有次證型甚至第三證型。見表2。

2.2 系統(tǒng)辨證結(jié)果與病案樣本診斷結(jié)果不吻合原因

系統(tǒng)辨證結(jié)果與原病案樣本診斷結(jié)果不吻合的原因分布如表3所示，其中以系統(tǒng)辨證錯(cuò)誤為主要原因，占樣本總體的4.9%；原病案辨證錯(cuò)誤 （誤診）占的比例為0.7%；其它原因主要是指原病案診斷證型術(shù)語不規(guī)范，但尚不算辨證錯(cuò)誤的情況，占樣本總體的0.9%。在順德中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院組，原病案與系統(tǒng)對(duì)某個(gè)樣本同時(shí)辨證錯(cuò)誤，并具有相同辨證結(jié)果，因此該組樣本的系統(tǒng)辨證錯(cuò)誤率高于非吻合率。

2.3 系統(tǒng)辨證失誤原因

系統(tǒng)辨證不準(zhǔn)確原因統(tǒng)計(jì)數(shù)據(jù)如表4所示，總體樣本誤判率為4.9%。導(dǎo)致系統(tǒng)辨證不準(zhǔn)確的原因包括可信系數(shù)低于系統(tǒng)閾值﹑區(qū)分系數(shù)低于系統(tǒng)閾值以及其它原因，它們分別占總體樣本的2.2%﹑2.3%﹑0.3%。系統(tǒng)辨證不準(zhǔn)確的主要原因是可信系數(shù)低于系統(tǒng)閾值與區(qū)分系數(shù)低于系統(tǒng)閾值，前者由于辨證信息不足使系統(tǒng)無法辨證；后者由于輸入的證侯群可同時(shí)辨證為多個(gè)證型，并且正確的證型不在判定的主證型中所致，但并不代表不可能在次證型或第三證型中，因此此時(shí)系統(tǒng)的辨證結(jié)果錯(cuò)誤具有相對(duì)性。

表2 樣本吻合率與準(zhǔn)確率總體情況

表3 系統(tǒng)辨證結(jié)果與病案樣本診斷結(jié)果不吻合原因 （%，例）

表4 系統(tǒng)辨證失誤原因（%，例）

3 討論

3.1 非吻合性原因分析

3.1.1 系統(tǒng)自身辨證錯(cuò)誤 在總體和各組樣本中，系統(tǒng)自身辨證錯(cuò)誤均為診斷結(jié)果與原病案不吻合的主要原因，此情況通常出現(xiàn)于原病案辨證準(zhǔn)確而系統(tǒng)辨證錯(cuò)誤。系統(tǒng)自身辨證錯(cuò)誤主要包括證型多義性導(dǎo)致主證型不準(zhǔn)確﹑辨證信息不足導(dǎo)致系統(tǒng)無法辨證﹑以及診斷結(jié)果超出系統(tǒng)工作范圍等。中醫(yī)辨證是一個(gè)復(fù)雜的巨系統(tǒng)[4]，其復(fù)雜性主要來源于系統(tǒng)的開放性和規(guī)模性﹑系統(tǒng)結(jié)構(gòu)的多層次性﹑系統(tǒng)組成關(guān)系的多樣性和非線性﹑系統(tǒng)的有限理性﹑非理性和不確定性﹑系統(tǒng)的涌現(xiàn)性以及系統(tǒng)的動(dòng)態(tài)變化等[5]。在系統(tǒng)組成關(guān)系多樣性的情況下，輸入的證侯群可能同時(shí)辨證為多個(gè)證型，使系統(tǒng)判定的主證型難以把握。系統(tǒng)的有限理性決定了系統(tǒng)辨證域的有限性，系統(tǒng)的不確定性導(dǎo)致系統(tǒng)的辨證敏感性與辨證準(zhǔn)確率矛盾，為保證系統(tǒng)的準(zhǔn)確率，當(dāng)辨證信息不足時(shí)，可信系數(shù)低于判定閾值，系統(tǒng)將會(huì)中斷分析過程。

3.1.2 原病案辨證錯(cuò)誤 中醫(yī)辨證就是辨別疾病的證候，對(duì)人體生理、病理及其規(guī)律進(jìn)行認(rèn)識(shí)，對(duì)癥狀和體征進(jìn)行綜合分析、推理、判斷，求得對(duì)疾病本質(zhì)的認(rèn)識(shí)[6]。這個(gè)認(rèn)識(shí)過程由醫(yī)療人員的眼、耳、口、鼻、手等感覺器官，反射到大腦、思維這樣一系列的心理活動(dòng)；是模糊性的也是形象思維的表現(xiàn)形式；模糊性是中醫(yī)的重要特點(diǎn)，也是正確把握疾病及其發(fā)展的重要方法[7]。臨床辨證失誤的主要原因包括辨病失誤﹑四診不詳﹑錯(cuò)辨假象﹑以西醫(yī)診斷為依據(jù)等[8]。在總體樣本中，原病案辨證失誤的雖然僅占0.7%，但表明在復(fù)雜的中醫(yī)系統(tǒng)中，辨證錯(cuò)誤在人工辨證和機(jī)器辨證中都是難以避免的。

3.1.3 臨床證型術(shù)語不規(guī)范 臨床證型術(shù)語不規(guī)范是除上述原因外導(dǎo)致系統(tǒng)與原病案診斷不吻合的其它原因。中醫(yī)作為一門科學(xué)，其研究對(duì)象“證”的涵義必須是明確和肯定的。只有在明確的規(guī)范證候(名)基礎(chǔ)上，才可以建立規(guī)范的診斷標(biāo)準(zhǔn)和療效判定標(biāo)準(zhǔn)[9]。中西醫(yī)學(xué)理論的交貫滲透、相互溝通，使當(dāng)前中醫(yī)診斷存在混亂，缺乏權(quán)威性。病證規(guī)范化還存在病、證、癥等基本概念未完全統(tǒng)一的問題[10]。例如某病案樣本中診斷為水腫病，證型為“脾腎兩虛”，但根據(jù)《中醫(yī)診斷學(xué)》[11]臟腑辨證部分和《中醫(yī)內(nèi)科學(xué)》[12]水腫病證型，并沒有“脾腎兩虛”的證型，只有“脾陽虛”﹑“腎陽虛”或“脾腎陽虛”證型。中醫(yī)診斷術(shù)語豐富多彩，但并不規(guī)范，阻礙了中醫(yī)標(biāo)準(zhǔn)化的發(fā)展和統(tǒng)一。

3.2 系統(tǒng)辨證失誤原因分析

3.2.1 證型多義性 當(dāng)區(qū)分系數(shù)低于一定的區(qū)分閾值時(shí)，表明輸入的證侯群能同時(shí)辨證為多個(gè)證型，即判定的證型具有多義性。由于此時(shí)主證型﹑次證型﹑第三證型之間的區(qū)分程度較低，這些證型對(duì)輸入的證侯群幾乎具有相同的代表性和對(duì)應(yīng)性，只要這3個(gè)判定的證型中出現(xiàn)一個(gè)專家判定的標(biāo)準(zhǔn)證型診斷結(jié)果，系統(tǒng)即在相對(duì)意義上判定準(zhǔn)確。但由于統(tǒng)計(jì)時(shí)是以主證型是否準(zhǔn)確為界定條件，因此仍將此部分樣本歸類于系統(tǒng)誤判。如表4所示，區(qū)分系數(shù)低于系統(tǒng)閾值的樣本占總體的2.3%，其中系統(tǒng)辨證為2個(gè)證型和3個(gè)證型的頻數(shù)比率分別占1.6%和0.7%，在4組樣本中，次證型與第三證型辨證準(zhǔn)確比率之和均等于區(qū)分系數(shù)低于系統(tǒng)閾值的比率，表明系統(tǒng)在次證型或第三證型給出了正確的診斷結(jié)果，在相對(duì)意義上判定準(zhǔn)確。按此計(jì)算，“紅棉一號(hào)”的總體準(zhǔn)確率將高達(dá)97.4%。

3.2.2 辨證信息不足 當(dāng)證侯信息輸入不足時(shí)，辨證因子無法構(gòu)成任何一個(gè)證型的辨證元，辨證因子群的可信系數(shù)將會(huì)低于系統(tǒng)閾值，系統(tǒng)無法辨證。例如證侯群為“失眠﹑潮熱﹑舌紅少苔﹑脈細(xì)數(shù)”，此辨證因子群可辨證為“心陰虛﹑肝陰虛﹑肝陽上亢﹑腎陰虛﹑心腎不交﹑肝腎陰虛”等證型，僅能判斷為陰虛之象，不能確定病位，無法構(gòu)成辨證元。但若在“紅棉一號(hào)”中加選“首要癥狀”這個(gè)參數(shù)，將其選擇為“失眠”,系統(tǒng)即能準(zhǔn)確辨證為“心陰虛”。

3.2.3 證型超出辨證域 證型超出系統(tǒng)辨證域是除上述原因外導(dǎo)致系統(tǒng)辨證失誤的其它原因?！凹t棉一號(hào)”的辨證知識(shí)理論以《中醫(yī)診斷學(xué)》中的臟腑證型為基礎(chǔ)，系統(tǒng)辨證域中的證名和辨證范圍取決于其標(biāo)準(zhǔn)的臟腑證型。由于《中醫(yī)內(nèi)科學(xué)》與《中醫(yī)診斷學(xué)》在某些證型的命名和分類上尚存在一定差別，而且《中醫(yī)內(nèi)科學(xué)》的辨證思維是先辨病然后辨證，先定病名然后再分證型，《中醫(yī)診斷學(xué)》辨證思維以辨證為主，無須辨病。因此在某些特定的情況下，所需判定的證型可能在系統(tǒng)辨證域外，超出系統(tǒng)的辨證范圍，導(dǎo)致系統(tǒng)無法給出準(zhǔn)確的辨證結(jié)果。

3.2.4 辨證元判定錯(cuò)誤 辨證因子群是否能構(gòu)成辨證元，取決于其是否唯一代表了某證型的診斷性質(zhì)，這根本上與辨證知識(shí)域有關(guān)。辨證知識(shí)域包括標(biāo)準(zhǔn)辨證知識(shí)﹑經(jīng)驗(yàn)辨證知識(shí)﹑統(tǒng)計(jì)辨證知識(shí)﹑發(fā)掘辨證知識(shí)等，它是經(jīng)過充分的研究﹑統(tǒng)計(jì)﹑分析而確定的，因此發(fā)生這種錯(cuò)誤的概率很小。在接受測(cè)試的所有樣本中，尚未發(fā)現(xiàn)辨證元判定錯(cuò)誤。即使假設(shè)存在這種錯(cuò)誤，只需升級(jí)辨證數(shù)據(jù)庫(kù)即可使系統(tǒng)重新準(zhǔn)確判定辨證元。

“辨證論治”和“整體觀念”是中醫(yī)學(xué)的基本特點(diǎn)，“紅棉一號(hào)”通過辨證元模型實(shí)現(xiàn)了兩者的交融，其高度的準(zhǔn)確率與穩(wěn)定性表明該模型具有接近中醫(yī)臨床思維的優(yōu)勢(shì)。但由于中醫(yī)學(xué)博大精深，中醫(yī)辨證是一個(gè)復(fù)雜的非線性過程，“紅棉一號(hào)”和辨證元模型在各方面尚存在一定缺陷，準(zhǔn)確率和辨證能力仍有待進(jìn)一步修改和完善。

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