中醫(yī)證素研究中多元統(tǒng)計(jì)分析方法的應(yīng)用解析*

茹淑瑛，江 鋒，葉永安

中醫(yī)證候是一個(gè)非線性的、多維多階的復(fù)雜巨系統(tǒng)。近年來證候規(guī)范化研究表明［1］，提取證素，尋找應(yīng)證組合規(guī)律，建立以證候要素為核心的辨證新體系是證候規(guī)范化的有效途徑。

隨著醫(yī)學(xué)研究不斷深入，數(shù)據(jù)資料變得越來越復(fù)雜，雖有粗糙集、模糊集理論、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和決策樹等先進(jìn)技術(shù)方法的運(yùn)用，但仍處在探索階段。由于自身的缺點(diǎn)和局限性，使研究均沒有獲得突破性進(jìn)展。而傳統(tǒng)的多元統(tǒng)計(jì)分析方法，可用于探討高維數(shù)據(jù)的內(nèi)在規(guī)律，是定量分析事物間復(fù)雜關(guān)系的一種綜合的數(shù)理統(tǒng)計(jì)分析方法，可用于分析多個(gè)因素對(duì)結(jié)果的單獨(dú)及聯(lián)合作用，與中醫(yī)證素研究較為切合。由于電子計(jì)算機(jī)的日益普及化，大型統(tǒng)計(jì)軟件如SAS、SPSS的廣泛流行，多元統(tǒng)計(jì)分析方法變得易于被研究者掌握，由于其算法比較成熟、統(tǒng)計(jì)結(jié)果易解釋而被廣泛應(yīng)用于中醫(yī)證素研究中［2］。以下是常見的多元統(tǒng)計(jì)分析方法及其在中醫(yī)證素研究中的應(yīng)用情況。

1 常見方法及其應(yīng)用

1.1 聚類分析

事先不知道應(yīng)將樣品或指標(biāo)分為幾類，根據(jù)樣品或變量的相似程度歸組并類，屬探索性分析。分為Q型聚類(樣品聚類)，是指將n個(gè)樣品歸類，找出樣品間共性的分類方法;R型聚類(指標(biāo)聚類)是指將m個(gè)指標(biāo)歸類，通過將指標(biāo)降維從而選擇有代表性的指標(biāo)的方法。因其能將隨機(jī)現(xiàn)象歸類，已被廣泛運(yùn)用到中醫(yī)證素研究中來。如李力等［3］對(duì)802例圍絕經(jīng)期綜合征患者四診信息采用聚類分析，成功提取了該病常見中醫(yī)證候要素。陳婉珉等［4］亦在100例帕金森患者的基本證素及其分布規(guī)律研究中引入了聚類分析。

1.2 主成分分析和因子分析

主成分分析與因子分析均是尋求少數(shù)幾個(gè)變量(或因子)來綜合反映全部變量(或因子)的大部分信息，變量雖然比原始變量減少，但包含的信息量可占原始信息的85%以上，而且這些新變量彼此互不相關(guān)，消除了多重共線性［5］，在證素研究中應(yīng)用廣泛。如胡起超等［6］根據(jù)主成分分析法提取183例老年性癡呆患者的12個(gè)公因子，得出老年性癡呆最常見的證候要素為陰虛、血虛、氣虛、痰、火、血瘀;主要涉及臟腑為腎肝心脾。金香蘭等［7］通過因子分析得出了高血壓病的主要證候要素，說明采用因子分析法對(duì)高血壓病進(jìn)行證素研究是可行的。

1.3 判別分析與Logistic回歸

判別分析利用原有的分類信息，得到體現(xiàn)這種分類的函數(shù)關(guān)系式，然后利用該函數(shù)去判斷未知樣品屬于哪一類。經(jīng)典的判別分析方法有費(fèi)歇爾判別法和貝葉斯法等。Logistic回歸是研究二分類觀察結(jié)果與一些影響因素之間關(guān)系的一種多變量分析方法。上述兩種分析方法均是根據(jù)判別對(duì)象若干個(gè)指標(biāo)的觀測(cè)結(jié)果判定其應(yīng)屬于哪一類的統(tǒng)計(jì)方法，在證素研究中也很常見。宋毅等［8］探索針刺干預(yù)缺血性中風(fēng)病證候動(dòng)態(tài)變化規(guī)律，并分析依據(jù)缺血性中風(fēng)病辨證“決策樹”的4個(gè)證型的貝葉斯判別函數(shù)式的辨證效果，提出精簡(jiǎn)后的判別函數(shù)式判別效能基本與精簡(jiǎn)前相同，具有臨床應(yīng)用價(jià)值。而Logistic回歸多用于疾病危險(xiǎn)因素的篩選和病因?qū)W分析。如楊朝陽等［9］用 Logistic回歸分析得出陽虛、血熱和頑痰是“毒癮”復(fù)發(fā)的重要誘因。熊紅萍等［10］對(duì)340例代謝綜合征患者五臟證素和病性證素進(jìn)行Logistic回歸分析，得出當(dāng)存在痰和陰虛的病理變化時(shí)，易患代謝綜合征。

1.4 典型相關(guān)分析

典型相關(guān)分析是利用綜合變量對(duì)之間的相關(guān)關(guān)系來反映2組指標(biāo)之間的整體相關(guān)性的多元統(tǒng)計(jì)分析方法。其較以往的簡(jiǎn)單回歸優(yōu)勢(shì)在于不必依賴于經(jīng)驗(yàn)判斷，將證素變量與客觀指標(biāo)看作2組變量，消除了證素判斷主觀性對(duì)結(jié)果的影響。目前在中醫(yī)證素研究中應(yīng)用此種方法者還不多見。劉華等［11］從腦積水17個(gè)證候要素與11個(gè)證候要素靶位，通過典型相關(guān)分析得出5對(duì)綜合變量能反映原2組變量的信息，瘀在腦積水證候中占有較大的相關(guān)性，水與靶位多呈負(fù)相關(guān)，為該病的證候規(guī)范化研究提供了依據(jù)。

2 存在問題及解決方法

隨著醫(yī)學(xué)科學(xué)研究的不斷深入，越來越多的多元統(tǒng)計(jì)分析方法被應(yīng)用到中醫(yī)證素研究中來。由于中醫(yī)證素研究的復(fù)雜性和其他統(tǒng)計(jì)方法一樣，任何一種多元統(tǒng)計(jì)分析方法單獨(dú)運(yùn)用，均會(huì)暴露出一定的問題，現(xiàn)解析如下。

聚類分析首先需憑借經(jīng)驗(yàn)來確定合理的類別數(shù)即確定分成幾類比較合適，其結(jié)果解釋也需要密切結(jié)合專業(yè)知識(shí)，這就對(duì)研究結(jié)果的客觀性造成某種程度的破壞;其次聚類前應(yīng)對(duì)變量作預(yù)處理，剔除無效變量和缺失值過多的變量，從而造成其進(jìn)一步分析的結(jié)果不能反映已舍棄變量的情況;再次聚類分析不能使同一指標(biāo)在不同類中體現(xiàn)，而中醫(yī)的一個(gè)癥狀可以在不同的證型中出現(xiàn)。這些都是聚類分析在中醫(yī)證素研究中的不足。

主成分的個(gè)數(shù)確定依賴于累計(jì)貢獻(xiàn)率大小，到底多大比例合適需具體問題具體分析，同樣具有一定的主觀性。而因子分析是建立在數(shù)據(jù)正態(tài)假設(shè)基礎(chǔ)上，如果偏離正態(tài)假設(shè)，其結(jié)果可能并不可靠，同時(shí)用何種方法進(jìn)行因子旋轉(zhuǎn)，亦需根據(jù)專業(yè)意義來確定。

判別分析多建立于“歷史經(jīng)驗(yàn)”基礎(chǔ)之上，樣本的原始分類必須準(zhǔn)確無誤，否則得不到可靠的判別函數(shù)，判別分析中所用的樣本資料視為總體的估計(jì)，所以要求樣本要足夠大，并有較好的代表性。Logistic回歸分析對(duì)線性可分的樣本不宜使用，所有統(tǒng)計(jì)都建立在大樣本基礎(chǔ)上，因此也要求有足夠的樣本含量。

基于上述問題，有研究者提出兩種或幾種統(tǒng)計(jì)方法的聯(lián)合運(yùn)用，這樣既有助于消除不同統(tǒng)計(jì)方法的缺陷，又可以提高分析結(jié)果的可靠性。如運(yùn)用主成分分析和因子分析對(duì)變量進(jìn)行降維處理，消除證候指標(biāo)間的共線性，然后采用判別分析和回歸分析作進(jìn)一步分析。我們課題組也試圖對(duì)多中心大樣本收集的臨床數(shù)據(jù)在聚類研究基礎(chǔ)上，初步確定證候要素類別，再采用因子分析對(duì)證候要素進(jìn)行進(jìn)一步探討，得出載荷因子較大的癥狀來判定證候要素，以確定各個(gè)癥狀在證候中的貢獻(xiàn)度以及證候要素之間的組合規(guī)律。

3 展望

多種統(tǒng)計(jì)分析方法的聯(lián)合應(yīng)用，雖然有助于對(duì)大量中醫(yī)辨證信息的簡(jiǎn)化處理和其中潛在規(guī)律的挖掘，提高證素研究的可靠性、客觀性，但由于證素具有“內(nèi)實(shí)外虛”、“動(dòng)態(tài)時(shí)空”、“多維界面”的特征［12］，使研究結(jié)果仍然與臨床實(shí)際難以完全吻合。中醫(yī)學(xué)又是一門經(jīng)驗(yàn)性很強(qiáng)的醫(yī)學(xué)，完全脫離專家經(jīng)驗(yàn)一味追求客觀又容易與臨床脫節(jié)，故有必要用專業(yè)知識(shí)判斷、指導(dǎo)或修正數(shù)理統(tǒng)計(jì)結(jié)果。數(shù)理統(tǒng)計(jì)只是中醫(yī)證素研究的一個(gè)中間環(huán)節(jié)，單純從統(tǒng)計(jì)方法入手，證素研究似乎很難找到突破口。越來越多的研究表明，只有從大樣本的臨床數(shù)據(jù)入手，選擇幾種統(tǒng)計(jì)方法聯(lián)合運(yùn)用，結(jié)合專家經(jīng)驗(yàn)，才能使證素研究獲得實(shí)質(zhì)性進(jìn)展。于是我們課題組試圖對(duì)前期“十五”攻關(guān)、“十一五”重大專項(xiàng)課題前瞻性、多中心調(diào)查收集的1003例慢性乙型肝炎四診信息資料，通過聚類、因子分析對(duì)資料進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，初步取得慢乙肝證素特征，再通過德爾菲法三輪專家咨詢修正、補(bǔ)充，以期最后明確該病證素診斷標(biāo)準(zhǔn)及應(yīng)證組合規(guī)律，做到有史知識(shí)、專家決策、信息運(yùn)算的整合，既保證研究結(jié)果的相對(duì)客觀，又避免單純數(shù)據(jù)挖掘?qū)е虏糠纸Y(jié)果與臨床實(shí)際背離的現(xiàn)象。希望通過上述嘗試能夠加快中醫(yī)證候規(guī)范化之路。

［1］ 朱文鋒，晏峻峰.證素辨證新體系的內(nèi)容及科學(xué)意義［J］.醫(yī)學(xué)與哲學(xué)，2005，26(1):69-70.

［2］ 華琳，閆巖，張建.多元統(tǒng)計(jì)學(xué)方法在醫(yī)學(xué)資料分析中的應(yīng)用［J］.中國醫(yī)學(xué)理論與實(shí)踐，2006，16(1):21.

［3］ 李力，王天芳.基于聚類分析的圍絕經(jīng)期綜合征中醫(yī)證候與證候要素的研究［J］.中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)雜志，2011，17(8):855-856.

［4］ 陳婉珉，鄭春葉，等.100例帕金森病患者中醫(yī)證候要及證型分布規(guī)律［J］.中醫(yī)雜志，2011，52(3):214-217.

［5］ 王芳.主成分分析與因子分析的異同比較及應(yīng)用［J］.統(tǒng)計(jì)教育，2003，(5):14.

［6］ 胡起超，于濤，等.老年性癡呆中醫(yī)證候及病因病機(jī)探析［J］.陜西中醫(yī)，2010，31(5):576-577.

［7］ 金香蘭，張?jiān)蕩X，等.運(yùn)用因子分析探討原發(fā)性高血壓病證候要素［J］.北京中醫(yī)藥大學(xué)學(xué)報(bào)，2011，34(2):131-134.

［8］ 宋毅，裴建，等.針刺干預(yù)缺血性中風(fēng)病證候動(dòng)態(tài)化及相關(guān)研究［J］.中西醫(yī)結(jié)合學(xué)報(bào)，2009，7(4):334-341.

［9］ 楊朝陽，李燦東，等.吸毒人群“毒癮”復(fù)發(fā)的中醫(yī)病理因素研究［J］.中國藥物依賴性雜志，2011，20(3):208-209.

［10］ 熊紅萍，李燦東，等.代謝綜合征的中醫(yī)易患因素［J］.中華中醫(yī)藥雜志，2010，25(11):1858-1859.

［11］ 劉華，雷春燕，等.腦積水證候要素與靶位的分析［J］.中華中醫(yī)藥雜志，2011，26(4):792-795.

［12］ 張志斌，王永炎，呂愛平.論證候要素及證候靶點(diǎn)應(yīng)證組合辨證［J］.中醫(yī)雜志，2006，47(6):483-485.