缺血性中風病中醫(yī)證候要素動態(tài)變化與NIHSS評分變化相關性的貝葉斯網(wǎng)絡分析

江麗杰胡鏡清易丹輝陳 倩劉保延

（1中國中醫(yī)科學院中醫(yī)臨床基礎醫(yī)學研究所，北京，100700；2中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院中醫(yī)臨床研究方法重點研究室，北京，100053；3河南中醫(yī)學院，鄭州，450008；4中國人民大學統(tǒng)計學院，北京，100872；5中國中醫(yī)科學院，北京，100700）

缺血性中風病中醫(yī)證候要素動態(tài)變化與NIHSS評分變化相關性的貝葉斯網(wǎng)絡分析

江麗杰1胡鏡清2，3易丹輝4陳 倩4劉保延5

（1中國中醫(yī)科學院中醫(yī)臨床基礎醫(yī)學研究所，北京，100700；2中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院中醫(yī)臨床研究方法重點研究室，北京，100053；3河南中醫(yī)學院，鄭州，450008；4中國人民大學統(tǒng)計學院，北京，100872；5中國中醫(yī)科學院，北京，100700）

目的：探討缺血性中風病中醫(yī)證候要素動態(tài)變化與NIHSS評分變化之間的關系。方法：以379例缺血性中風病臨床數(shù)據(jù)為基礎，在5個不同時點（0d、3d、14d、28d、3m）采集《中風病辨證診斷標準》中風、火、痰、瘀、氣虛、陰虛陽亢6個證候要素的評分和《美國國立衛(wèi)生院卒中量表》（NIHSS）評分，運用貝葉斯網(wǎng)絡分析其相關性。結(jié)果：0～3d時，NIHSS評分改善，證候要素痰、瘀、陰虛陽亢和氣虛的改善概率分別為0.809、0.896、0.934、0.961；3～14d時，火熱、瘀、痰、陰虛陽亢和氣虛的改善概率分別為0.546、0.843、0.895、0.962、0.944；14～28d時，火熱、痰、陰虛陽亢和氣虛的改善概率分別為0.53、0.815、0.966、0.987；28d至3m時，風、火熱、瘀、痰、陰虛陽亢和氣虛的改善概率分別為0.507、0.667、0.854、0.505、0.905、0.914，與NIHSS呈現(xiàn)出明顯的正向關系。結(jié)論：缺血性中風病的NIHSS評分變化在不同時點均有多個證候要素評分與之相關，其相關程度隨時間動態(tài)演變。

缺血性中風??；證候；結(jié)局評價；貝葉斯網(wǎng)絡；美國國立衛(wèi)生院卒中量表

中風病治療結(jié)局的評價指標很多，美國國立衛(wèi)生研究院卒中量表（the National Institutes of Health Stroke Scale，NIHSS）是目前世界上較為通用的、簡明易行的評價量表之一。該量表較為全面地評價了急性期腦卒中后的功能障礙，反映了損傷層面的疾病結(jié)局，而中醫(yī)證候是對于同一個主體從不同角度對中風病患者狀況進行評價的一種方式，那么我們可否通過研究中風病中醫(yī)證候要素動態(tài)變化與NIHSS評分變化的關系探討證候療效的結(jié)局定位呢？本研究擬從量表學工具入手，以貝葉斯網(wǎng)絡為數(shù)據(jù)挖掘手段進行初步嘗試。

1 對象與方法

1.1 資料來源 臨床資料來源于于國家“十五”科技攻關課題“中風病急性期綜合治療方案研究（課題編號：2001BA701A12a）”，收錄了缺血性中風病病例379例。該課題首次按照臨床流行病學與循證醫(yī)學的要求，采取前瞻性、多中心、隨機對照的方法，進行中風病急性期綜合治療方案的研究。同時在生物學評價指標的基礎上，觀測了入院時（0d）、發(fā)病72h（3d）、發(fā)病7天（7d）、發(fā)病14天（14d）、發(fā)病28天（28d）、發(fā)病3個月（3m）的證候變化及遠期的心理、社會因素相關的評價內(nèi)容（如生存質(zhì)量、認知功能等）。

1.2 診斷標準 中風病辨證診斷標準參照國家中醫(yī)藥管理局腦病急癥科研組制定的《中風病辨證診斷標準（試行）》（1994年）［1］。本標準由中醫(yī)癥狀、舌脈及評分等條目組成，規(guī)定了中風病風、火、痰、瘀、氣虛、陰虛陽亢證的證候標準，適用于中風病證候辨別。此辨別標準采用評分法，每一證候的得分是將診斷這一證候的各項因素所得最高分相加而成，滿分均為30分，＞7分為該證候診斷成立，7～14分屬于輕度、15～22分屬于中度、＞23分屬于重度。

神經(jīng)功能缺損評分采用（NIHSS）量表，該量表由意識、凝視、視野、面癱、運動、感覺、共濟、語言、忽視等項目組成，總分最高33分。目前，此量表已被廣泛應用于評價卒中的病情嚴重程度和預后，具有良好的信度和效度［2］。

1.3 理論與方法

1.3.1 貝葉斯網(wǎng)絡介紹［3-4］貝葉斯網(wǎng)絡又稱概率網(wǎng)絡或因果網(wǎng)絡，是概率論和圖論相結(jié)合的產(chǎn)物，主要研究不確定性知識表達和推理的方法。它可根據(jù)先驗知識和現(xiàn)有的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，用概率的方法對未知事件進行預測，并以直觀的圖型方法描述數(shù)據(jù)間的相互關系。

貝葉斯網(wǎng)絡的網(wǎng)絡結(jié)構，由代表變量節(jié)點及連接這些節(jié)點的箭頭構成。每個節(jié)點代表一個隨機事件變量，箭頭代表了節(jié)點間的依賴關系。貝葉斯網(wǎng)絡用條件概率表達事件變量間關系的強度，一個節(jié)點在其父節(jié)點的不同取值組合條件下，取不同屬性值的概率，就構成了該節(jié)點的條件概率。貝葉斯網(wǎng)絡中的條件概率表，是節(jié)點的條件概率的集合。根據(jù)貝葉斯網(wǎng)絡結(jié)構以及條件概率表，可以快速得到每個基本事件的組合概率。目前，貝葉斯網(wǎng)絡在中醫(yī)藥領域已有大量應用［5-7］。

1.3.2 研究資料的預處理 本研究的數(shù)據(jù)來源于開放式的臨床研究，包含大量臨床信息，需要對數(shù)據(jù)進行預處理。運用Excel和SPSS軟件融合來自多個數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)，選擇與當前研究相關的信息，即缺血性中風病患者的5個觀測時點（0d、3d、14d、28d、3m）的臨床信息，包括風、火、痰、瘀、氣虛、陰虛陽亢6個證候要素評分和NIHSS評分。應用SPSS 16.0和MATLAB2009統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。

1.3.3 網(wǎng)絡構建說明 本研究納入分析的樣本是缺血性中風病患者，用相鄰兩次觀測的各個證候得分之差與NIHSS得分之差作為變量（節(jié)點）?？紤]到貝葉斯網(wǎng)的解釋性問題，將連續(xù)的得分差離散化：兩次得分之差小于或等于0定義為1，即前后兩次觀測證候或NIHSS改善或保持不變；兩次得分之差大于0定義為2，即前后兩次觀測證候或NIHSS惡化。在一張空圖上（即沒有設定網(wǎng)絡結(jié)構）搜尋節(jié)點之間的關系，并沒有得到各個變量間存在關系的網(wǎng)絡圖?？紤]到研究重點關注的是NIHSS得分改變與各個證候得分改變之間的關系，因此設定網(wǎng)絡間的結(jié)構圖，即以NIHSS得分改變作為根節(jié)點，其余節(jié)點（變量）作為葉節(jié)點，用上述變量學習網(wǎng)絡結(jié)構和網(wǎng)絡參數(shù)。

2 結(jié)果

2.1 第3天與入院時NIHSS評分變化與各證候評分改變關系的貝葉斯網(wǎng)絡分析 以第3天觀測和入院時觀測的各個證候兩次得分之差與NIHSS兩次得分之差作為變量（節(jié)點），樣本量為367，得到一個迭代次數(shù)為50次、BIC評分為-1270的貝葉斯網(wǎng)絡圖（圖1），NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的條件概率分布如表1。

表1 0～3d NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的條件概率

圖1 0～3d NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的貝葉斯網(wǎng)絡圖

從表1可以看出，當NIHSS評分改善時，痰證、血瘀證、陰虛陽亢證、氣虛證與其同時改善的概率值較高，分別為0.809、0.896、0.934、0.961，大于NIHSS惡化時相應證候改善的概率；當NIHSS惡化時，痰證、血瘀證、陰虛陽亢證和氣虛證證候惡化的概率大于NIHSS改善時相應證候惡化的概率。此時，風證、火熱證評分變化與NIHSS評分之間沒有呈現(xiàn)上述關系。

從入院至第3天期間，缺血性中風病患者神經(jīng)功能缺損量表評分變化（NIHSS）與風證記分（fz）、火熱證記分（hrz）、痰證記分（tz）、血瘀證記分（xyz）、陰虛陽亢證記分（yxykz）、氣虛證記分（qxz）的節(jié)點間有箭頭連接，說明NIHSS評分的變化與中醫(yī)證候的變化是相關的。此外，各證候要素之間也存在相關性，如氣虛證與風證、火熱證與痰證、氣虛證與血瘀證、火熱證與陰虛陽亢證、血瘀證與陰虛陽亢證。

圖2 3～14d NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的貝葉斯網(wǎng)絡圖

2.2 第14天與第3天NIHSS評分變化與各證候記分改變關系的貝葉斯網(wǎng)絡分析 用第14天和第3天觀測的各個證候兩次得分之差與NIHSS兩次得分之差作為變量（節(jié)點），樣本量為355。構建得到一個迭代次數(shù)為50次、BIC評分為-1131的貝葉斯網(wǎng)絡圖（圖2），各證候節(jié)點的條件概率分布如表2。

從圖2可以看出，第3天至14天時，缺血性中風病患者神經(jīng)功能缺損量表評分變化（NIHSS）仍與6個證候要素評分變化相關。各證候要素之間如風證與痰證、風證與血瘀證、火熱證與陰虛陽亢證、氣虛證與血瘀證、氣虛證與陰虛陽亢證也存在相關性。

從證候節(jié)點的條件概率分布來看，當NIHSS評分改善時，火熱證、痰證、血瘀證、陰虛陽亢證、氣虛證與其同時改善的概率值相對較高，分別為0.546、0.843、0.895、0.962、0.944，大于NIHSS惡化時相應證候改善的概率；當NIHSS惡化時，火熱證、痰證、血瘀證、陰虛陽亢證、氣虛證證候惡化的概率大于NIHSS改善時相應證候惡化的概率。此時，風證評分變化與NIHSS評分之間沒有呈現(xiàn)上述關系。

2.3 第28天與第14天NIHSS評分變化與各證候記分改變關系的貝葉斯網(wǎng)絡分析 用第28天和第14天各個證候兩次得分之差與NIHSS兩次得分之差作為變量（節(jié)點），樣本量為279。構建得到一個迭代次數(shù)為50次、BIC評分為-879的貝葉斯網(wǎng)絡圖（圖3），各個證候節(jié)點的條件概率分布如表3。

圖3 14～28d NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的貝葉斯網(wǎng)絡圖

第14天至28天時，缺血性中風病患者神經(jīng)功能缺損量表評分變化（NIHSS）仍與6個證候要素評分變化相關。各證候要素之間如陰虛陽亢證與風證、火熱證與陰虛陽亢證、痰證與火熱證、氣虛證與痰證、氣虛證與血瘀證也存在相關性。

如表3所示，當NIHSS評分改善時，火熱證、痰證、陰虛陽亢證、氣虛證與其同時改善的概率值相對較高，分別為0.53、0.815、0.966、0.987，大于NIHSS惡化時相應證候改善的概率；當NIHSS惡化時，火熱證、痰證、陰虛陽亢證、氣虛證證候惡化的概率大于NIHSS改善時相應證候惡化的概率。而風證和血瘀證的記分變化與NIHSS評分變化之間沒有呈現(xiàn)上述關系。2.4 第3個月至第28天NIHSS評分變化與各證候記分改變關系的貝葉斯網(wǎng)絡分析 用第3個月和第28天時各個證候兩次得分之差與NIHSS兩次得分之差作為變量（節(jié)點），樣本量為217。構建得到一個迭代次數(shù)為50次、BIC評分為-857的貝葉斯網(wǎng)絡圖（圖4），各個證候節(jié)點的條件概率分布如表4。

表2 3～14d NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的條件概率

表3 14～28d NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的條件概率

表4 28d至3m NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的條件概率

圖4 28d至3m NIHSS評分變化與各證候記分變化關系的貝葉斯網(wǎng)絡圖

第28天至3個月時，缺血性中風病患者神經(jīng)功能缺損量表評分變化（NIHSS）也與6個證候要素評分變化相關。各證候要素之間如風證與痰證、火熱證與陰虛陽亢證、陰虛陽亢證與痰證、氣虛證與痰證、氣虛證與血瘀證也存在相關性。

第28天至3個月時，當NIHSS評分改善，6個證候要素與其同時改善的概率均大于0.5，分別為0.507、0.667、0.854、0.505、0.95、0.914，痰證、陰虛陽亢證、氣虛證的概率相對較高。

3 討論

結(jié)局研究（Outcome Research）是當前國內(nèi)外臨床評價方法學研究的重點和熱點。世界衛(wèi)生組織對疾病發(fā)生后所產(chǎn)生的結(jié)局（Outcomes）分為以下3個層面（死亡除外）［8］：1）殘損（impairment），即病理損害所致的各種癥狀、體征。2）殘疾（disability），指疾病所引起的患者日常生活活動能力減退等。3）殘障（handicap），即疾病對患者社會功能的影響。但迄今為止，我們尚不明了證候在用作結(jié)局評價指標時它所描述的主要是哪一個層面結(jié)局的改善。

中風病是有明顯證候分期變化（急性期／恢復期／后遺癥期）的一類疾病，風、火、痰、瘀、虛是其主要證候要素，NIHSS主要用于評價患者的神經(jīng)功能缺損程度，兩者從不同的角度反映了中風病的發(fā)展變化。關于中風病證候要素動態(tài)演變及其與神經(jīng)功能缺損的相關性研究，有學者應用不同統(tǒng)計分析方法進行了有益探索，指出兩者之間存在著一定的復雜的非線性關系［9-10］。本研究應用貝葉斯網(wǎng)絡分析多個時點缺血性中風病的NIHSS評分改變與各個證候要素記分改變之間的關系，結(jié)果表明NIHSS評分與中醫(yī)證候要素記分之間均存在相關性，其相關程度隨時間動態(tài)變化。

3.1 不同時點與NIHSS評分改善相關的證候要素種類的動態(tài)演變 通過貝葉斯網(wǎng)絡圖和條件概率表可知，從入院到第3天，NIHSS評分改善與痰、瘀、氣虛、陰虛陽亢相關；第3天至第14天時，NIHSS評分改善與火熱、瘀、痰、氣虛、陰虛陽亢相關；第14天至第28天時，NIHSS評分改善與火熱、痰、陰虛陽亢、氣虛相關；第28天至第3個月時，NIHSS評分改善則與風、火熱、瘀、痰、陰虛陽亢和氣虛6個證候要素均相關。其中，在各個觀測時點，NIHSS評分改善均與證候要素痰、陰虛陽亢、氣虛相關。

3.2 虛證在缺血性中風病急性期診治的重要性 本研究發(fā)現(xiàn)，從入院開始至第3個月，NIHSS評分的改善均與氣虛證、陰虛陽亢證相關。既往研究多認為中風病急性期主要以邪實為主，恢復期和后遺癥期以虛證多見。通過貝葉斯網(wǎng)絡圖和條件概率表可知，當NIHSS評分改善時，氣虛證、陰虛陽亢證與其同時改善的概率值一直較高，各個時點均在0.9以上，表明虛證在缺血性中風病發(fā)病急性期有重要意義。從中風病的病因病機角度分析，正氣虧虛是缺血性中風病急性期發(fā)病的始動因素和關鍵，正氣的強弱與否決定了病情的發(fā)展變化和向愈。所以，在缺血性中風病的臨床診療中要重視虛證的變化，祛邪的同時及時使用益氣、養(yǎng)陰等扶正的方法，可能對改善患者的神經(jīng)功能缺損，逆轉(zhuǎn)殘損、殘疾、殘障的疾病結(jié)局有積極作用。

3.3 不同時點證候要素之間相關性的分析 貝葉斯網(wǎng)絡結(jié)構圖中，如果兩個節(jié)點間有箭頭連接，說明兩者之間有依賴關系。不同時點各證候要素節(jié)點之間相關性的變化體現(xiàn)了中風病證候要素的動態(tài)組合。本研究中，證候要素氣虛與血瘀、火熱與陰虛陽亢的組合貫穿了疾病過程始終，氣虛與痰的組合出現(xiàn)頻率也較高，體現(xiàn)了中風病本虛標實的病理本質(zhì)。本研究因側(cè)重考察NIHSS評分改善與各證候要素記分之間的關系，沒有進一步探討證候要素之間相互作用及影響程度的權重，有待今后工作深入研究。

3.4 研究意義 中醫(yī)、西醫(yī)在描述同一個事物的時候，運用了不同的理論體系、視角和方法。在這一過程中，反映的疾病／證候結(jié)局肯定有差別也有交叉或重疊的地方。我們分析了NHISS和中醫(yī)證候改善兩者之間的相關性，除了關注共同點之外，實際上，我們更關注它們之間的差別以及這個差別背后所隱藏的兩種醫(yī)學體系認知疾?。】到Y(jié)局域體系的異同。我們期望通過這樣的工作為構建科學的疾病健康結(jié)局測量體系提供依據(jù)。當然，這種探索剛剛開始，我們的研究僅僅是非常初步的探索，需要今后更為系統(tǒng)和深化。

［1］任占利，王順道，高穎，等.中風病辨證診斷標準（試行）［J］.北京中醫(yī)藥大學學報，1994，17（3）：64-66.

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（2013-05-23收稿）

Bayesian Network Analysis of Correlation between TCM Syndrome Dynamic Changes and NIHSS Scores of Ischemia Stroke

Jianglijie1，Hu Jingqing2，3，Yi Danhui4，Chen Qian4，Liu Baoyan5
（1 Institute of Basic Research in Clinical Medicine，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China；2 TCM Clinical Research Laboratory，Guang’anmen Hospital，China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100053，China；3 Henan College of Chinese Medicine，Zhengzhou 450008，China；4 School of Statistics，Renmin University of China，Beijing 100872，China；5 China Academy of Chinese Medical Sciences，Beijing 100700，China）

Objective：To investigate the correlation between TCM syndrome dynamic changes and NIHSS scores of ischemia stroke.Methods：The patients with ischemia stroke（n＝379）were selected and their scores of six syndrome factors（wind，fire，phlegm，stasis，qi-deficiency and hyperactivity of yang due to yin-deficiency）according to the Diagnostic Standard of Syndrome Differentiation of Stroke and the National Institutes of Health Stroke Scale（NIHSS）at 5 different time points（0d，3d，14d，28d，3m）were recorded respectively.The correlation between syndrome factors and NIHSS scores at different time points were studied by using the method of Bayesian network.Results：NIHSS were improved during 0d-3d，and the improvement rate of phlegm，stasis，hyperactivity of yang due to yin-deficiency and qi-deficiency were respectively 0.809，0.896，0.934，0.961；during 3d-14d，the improvement rate of fire，stasis，phlegm，hyperactivity of yang due to yin-deficiency and qi-deficiency were 0.546，0.843，0.895，0.962，0.944；during 14d-28d，the improvement rate of fire，phlegm，hyperactivity of yang due to yin-deficiency and qi-deficiency were 0.53，0.815，0.966，0.987；during 28d-3m，the improvement rate of wind，fire，stasis，phlegm，hyperactivity of yang due to yin-deficiency and qi-deficiency were 0.507，0.667，0.854，0.505，0.905，0.914.Conclusion：There is a correlation between TCM syndrome factors manifestations and NIHSS scores in ischemia stroke at different time points，and the correlation degree changes dynamically over time.

Ischemia stroke；TCM syndrome；Outcome evaluation；Bayesian network；NIHSS

10.3969／j.issn.1673-7202.2013.06.006

國家自然科學基金課題（編號：30873460），構建表征證候動態(tài)變化縱向結(jié)局評價指標的示范研究；中醫(yī)藥行業(yè)科研專項課題（編號：201107006），中醫(yī)慢病臨床科研體系及其成果轉(zhuǎn)化應用模式研究

胡鏡清（1965.12-），男，研究員，主要研究方向：中醫(yī)藥臨床評價方法學。中國中醫(yī)科學院廣安門醫(yī)院中醫(yī)臨床研究方法國家中醫(yī)藥管理局重點研究室，河南中醫(yī)學院特聘教授，北京市西城區(qū)北線閣5號，郵編：100053，電話：010-88001294，E-mail：gcp306＠126.com；劉保延，北京市東城區(qū)東直門內(nèi)南小街16號中國中醫(yī)科學院，郵編：100700，E-mail：cectcm＠gmail.com