基于關(guān)聯(lián)規(guī)則與熵聚類的化瘀類中成藥組方規(guī)律研究

吳嘉瑞　金燕萍　張　冰　張　月　周　唯北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京100012

基于關(guān)聯(lián)規(guī)則與熵聚類的化瘀類中成藥組方規(guī)律研究

吳嘉瑞金燕萍張冰張?jiān)轮芪?br/>北京中醫(yī)藥大學(xué)中藥學(xué)院，北京100012

目的探討常用化瘀類中成藥的組方規(guī)律。方法收錄《新編國(guó)家中成藥》中的化瘀類中成藥處方，采用關(guān)聯(lián)規(guī)則apriori算法和復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類等方法，確定處方中藥物的使用頻次及藥物之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則等。結(jié)果高頻次藥物包括丹參、紅花、當(dāng)歸、川芎、三七等；高頻次藥物組合包括“沒藥，乳香”、“當(dāng)歸，紅花”、“川芎，當(dāng)歸”等；置信度較高的關(guān)聯(lián)規(guī)則包括“當(dāng)歸，沒藥→乳香”、“乳香→沒藥”等。結(jié)論處方用藥中除常見的化瘀類中藥外，尚包括具有補(bǔ)血益氣作用的部分補(bǔ)益藥、清熱涼血藥及其他類藥物。

化瘀藥；關(guān)聯(lián)規(guī)則；熵聚類

中醫(yī)理論認(rèn)為“瘀”為“積血”，“瘀證”為“積血之病”［1］。而瘀血的形成多由于氣滯或血虛使得血行不暢和凝滯，也有因外傷及其他原因造成的內(nèi)出血不能消散和排出，也有因寒在血脈、血凝而成，而瘀血形成后又反過來影響全身氣血運(yùn)行［2-4］?；鏊幰罁?jù)其特點(diǎn)與臨床應(yīng)用的不同，又有化瘀調(diào)經(jīng)藥，如丹參、紅花、益母草等，主治血行不暢所致的月經(jīng)不調(diào)，痛經(jīng)等；化瘀散結(jié)藥，如莪術(shù)、三棱等，主要適用于跌打損傷、瘀腫疼痛、骨折筋損、金瘡出血等傷科疾患；化瘀止痛藥，如土鱉蟲、骨碎補(bǔ)、血竭等，主治瘀血時(shí)間長(zhǎng)、程度重的癥瘕積聚，多配伍行氣藥或攻下藥共同使用；化瘀止血藥，如沉香、延胡索等，主治氣血瘀滯所致的各種痛證?；鲱愔谐伤幏N類較多，除上述常見的活血止痛、活血療傷外，還有諸多其他類別藥物，如化瘀解毒、化瘀通絡(luò)等，而其配伍規(guī)律值得深入探討。本研究收集《新編國(guó)家中成藥》中的化瘀類中成藥處方，在構(gòu)建數(shù)據(jù)庫(kù)的基礎(chǔ)上，應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和熵聚類算法進(jìn)行處方用藥規(guī)律的研究。

1　資料與方法

1.1處方來源與篩選

本研究以《新編國(guó)家中成藥》（第2版）［5］為來源，共篩選出化瘀藥處方393首。

1.2分析軟件

“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)（V2.0）”軟件［6］由中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所提供。該軟件集“數(shù)據(jù)錄入、數(shù)據(jù)管理、數(shù)據(jù)查詢、數(shù)據(jù)分析、網(wǎng)絡(luò)可視化展示”為一體，可以有效實(shí)現(xiàn)病案、疾病、證候、中藥、方劑、四診等信息的管理、查詢、綜合分析等功能，可用于方劑組方規(guī)律分析及新藥處方發(fā)現(xiàn)等領(lǐng)域［7-10］。

1.3處方的錄入與核對(duì)

將篩選后的處方錄入“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)（V2.0）”，錄入完成后，由雙人負(fù)責(zé)數(shù)據(jù)的審核，以確保數(shù)據(jù)的準(zhǔn)確性。

1.4數(shù)據(jù)分析

1.4.1頻次統(tǒng)計(jì)分析將化瘀方劑中每味藥的出現(xiàn)頻次從大到小排序，并將“頻次統(tǒng)計(jì)”結(jié)果導(dǎo)出。

1.4.2組方規(guī)律分析經(jīng)過預(yù)實(shí)驗(yàn)，確定在支持度個(gè)數(shù)為30、置信度≥0.6條件下開展研究，按藥物組合出現(xiàn)頻次從大到小的順序進(jìn)行排序，利用軟件中“規(guī)則分析”功能運(yùn)算關(guān)聯(lián)規(guī)則。

1.4.3新方分析在相關(guān)度為8、懲罰度為4的條件下，應(yīng)用改進(jìn)的互信息法和復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法發(fā)現(xiàn)核心組合與新組方，并實(shí)現(xiàn)網(wǎng)絡(luò)可視化展示。

2　結(jié)果

2.1用藥頻次

將藥物按使用頻次從高到低進(jìn)行排序，前三位分別是丹參、紅花和當(dāng)歸，頻次前30位的藥物情況見表1。

表1　處方中使用頻次前30位的藥物情況表

2.2基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的組方規(guī)律分析?

按照藥物組合出現(xiàn)頻次由高到低排序，前3位分別是“沒藥，乳香”、“當(dāng)歸，紅花”、“川芎，當(dāng)歸”，出現(xiàn)頻次30次以上的藥物組合見表2。在支持度個(gè)數(shù)為30、置信度≥0.6條件下，分析所得藥對(duì)的用藥規(guī)則，結(jié)果見表3，關(guān)聯(lián)規(guī)則見圖1。

表2　處方中高頻次藥物組合情況

表3　處方中藥物組合關(guān)聯(lián)規(guī)則（置信度≥0.6）

圖1　支持度個(gè)數(shù)為30、置信度≥0.6條件下的關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)展示圖

2.3基于熵聚類的方劑組方規(guī)律分析

2.3.1基于改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析依據(jù)處方數(shù)量，結(jié)合經(jīng)驗(yàn)判斷和不同參數(shù)提取數(shù)據(jù)的預(yù)讀，設(shè)置相關(guān)度為8，懲罰度為4，進(jìn)行聚類分析，得到處方中兩兩藥物間的關(guān)聯(lián)度，將關(guān)聯(lián)系數(shù)0.02以上的藥對(duì)列表，見表4。

表4　基于改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析

2.3.2基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合與新處方分析以改進(jìn)的互信息法的藥物間關(guān)聯(lián)度分析結(jié)果為基礎(chǔ)，按照相關(guān)度與懲罰度約束，基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類，演化出3～4味藥物核心組合，具體見表5。在核心組合提取的基礎(chǔ)上，運(yùn)用無監(jiān)督熵層次聚類算法，得到12個(gè)新處方，具體見表6。

表5　基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合

表6　基于熵層次聚類的新處方

3　討論

本研究應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和聚類算法系統(tǒng)分析了《新編國(guó)家中成藥》中化瘀類中成藥的用藥規(guī)律。以下結(jié)合研究結(jié)果，對(duì)處方中高頻次藥物進(jìn)行分析。丹參是出現(xiàn)頻次最高的單味中藥，其味苦，性微寒，歸心、心包、肝經(jīng)，功能活血調(diào)經(jīng)，祛瘀止痛，有“一味丹參散，功同四物湯”之說，既能祛瘀生新而不傷正，善調(diào)經(jīng)水，為婦科調(diào)經(jīng)常用藥；又善行血脈，廣泛應(yīng)用于各種瘀血病癥；還能涼血消癰，常配伍清熱解毒藥用于熱毒瘀阻引起的瘡癰腫毒，兼有除煩安神，活血養(yǎng)血以安定神志。紅花出現(xiàn)頻次僅次于丹參，其味辛性溫，歸心肝經(jīng)，有活血通經(jīng)，祛瘀止痛之效。其辛散溫通，是婦產(chǎn)科瘀血病證的常用藥。當(dāng)歸味甘辛，性溫，歸肝心脾經(jīng)，具有補(bǔ)血調(diào)經(jīng)，活血止痛的功效。其甘溫質(zhì)潤(rùn)，長(zhǎng)于補(bǔ)血，為補(bǔ)血之圣藥；且能活血調(diào)經(jīng)止痛，常與補(bǔ)血調(diào)經(jīng)藥同用，如四物湯，既為補(bǔ)血之要?jiǎng)?，又為婦科調(diào)經(jīng)的基礎(chǔ)方；兼其辛行溫通，為活血行瘀之要藥。川芎辛溫，功能活血行氣，祛風(fēng)止痛。其辛溫香竄，一往直前，走而不守，能上達(dá)頭癲，下達(dá)血海，外徹皮毛，旁通四肢，為血中之氣藥，為各類血瘀證要藥，又為各類頭痛要藥。三七味甘微苦，性溫，既長(zhǎng)于止血又善于化瘀，有止血而不留瘀、化瘀不傷正的特點(diǎn)，為血證良藥，又為活血消腫止痛要藥。

本研究所得的藥物間關(guān)聯(lián)規(guī)則有助于分析藥物間的關(guān)聯(lián)程度，如“當(dāng)歸，沒藥→乳香”（置信度為0.9706）含義為，處方中有當(dāng)歸、沒藥時(shí)，有乳香的概率為97.06%；“當(dāng)歸，紅花，乳香→沒藥”（置信度為0.9615）含義為，處方中有當(dāng)歸、紅花、乳香時(shí)，有沒藥的概率為96.15%；“乳香→沒藥”（置信度為0.9194）含義為，處方中有乳香時(shí)，有沒藥的概率為91.94%。又如關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖中共12味藥物，以血府逐瘀湯中川芎、桃仁、紅花、赤芍、當(dāng)歸為主要藥物進(jìn)行加減，根據(jù)病性的寒熱虛實(shí)而酌配相應(yīng)的藥物?？梢娭谐伤幪幏街懈哧P(guān)聯(lián)度藥物組合與中醫(yī)經(jīng)典名方的一致性，這也在一定程度上體現(xiàn)了中醫(yī)理論的傳承與延續(xù)。

再者本研究應(yīng)用復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法得出的新處方不乏啟迪意義，如“血竭，沒藥，冰片，乳香，骨碎補(bǔ)，續(xù)斷”的配伍處方，血竭散瘀止痛；乳香活血活血行氣止痛，與沒藥相須為用；冰片清熱止痛消腫；骨碎補(bǔ)活血散瘀，入腎治骨；續(xù)斷補(bǔ)肝腎而療傷。諸藥合用既能活血化瘀止痛，又可補(bǔ)肝腎，行血脈。且這幾味中藥多歸肝經(jīng)，唐代醫(yī)家王冰說：“肝藏血，心行之，人動(dòng)則血運(yùn)行于諸經(jīng)，人靜則血?dú)w于肝臟?！惫手嗅t(yī)學(xué)稱“肝為血?！?。由此可知肝藏血的功能對(duì)防止出血、制約和涵養(yǎng)肝陽及婦女月經(jīng)的調(diào)節(jié)等意義重大。

綜上所述，本研究應(yīng)用數(shù)據(jù)挖掘方法對(duì)《新編國(guó)家中成藥》中的化瘀類處方用藥規(guī)律進(jìn)行研究，獲得［參考文獻(xiàn)］

了傳統(tǒng)統(tǒng)計(jì)學(xué)研究未獲得的新知識(shí)、新信息，為化瘀類處方的深入挖掘和組方規(guī)律探尋提供了參考。當(dāng)然，應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和熵聚類研究得的組方規(guī)則等還需進(jìn)一步臨床驗(yàn)證，數(shù)據(jù)挖掘方法亦有其局限性，需結(jié)合中醫(yī)藥理論與實(shí)踐綜合分析、評(píng)價(jià)［11-13］。

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Analysis on com position rules of stasis-resolving Chinese patent drugs based on association rules and entropy clustering

WU Jiarui JIN Yanping ZHANG Bing ZHANG Yue ZHOUWei
TCM College，Beijing University of Chinese Medicine，Beijing 100012，China

Objective To investigate composition rules of stasis-resolving Chinese patent drugs.M ethods The prescriptions of stasis-resolving Chinese patent drugs in The New National Chinese Patent Drugs were collected to build a database.Themethods of association rules with apriori algorithm and complex system entropy clustering were used to achieve the frequency ofmedicines and association rules between drugs.Resu lts The data-mining results indicated that in the prescriptions of stasis-resolving Chinese patent drugs，the most frequency used drugs were Salvia miltiorrhiza，Carthamus tinctorius，Angelica sinensis，Ligusticum wallichii，Panax notoginseng，and so on.The most frequently drug combinationswere“myrrh，libanotus”，“Angelica sinensis，Carthamus tinctorius”，“Ligusticum wallichii，Angelica sinensis”and so on.The drugs with a high degree confidence coefficient of association rules included“Angelica sinensis，myrrh→libanotus”，“l(fā)ibanotus→myrrh”.Conclusion From the analysis above，we can find that in the prescriptions of Chinese patent drugs，there are not only stasis-resolving drugs，but also part tonic with blood and Qi，heat clearing drug and other drugs.

Stasis-resolving drug；Association rules；Entropy clustering

R289.5

A

1673-7210（2015）05（a）-0117-04

2015-01-12本文編輯：張瑜杰）

國(guó)家科技支撐計(jì)劃課題（2007BAI10B01）；北京市中醫(yī)藥科技項(xiàng)目（JJ-2010-70）；北京中醫(yī)藥大學(xué)大學(xué)生科研項(xiàng)目質(zhì)量工程項(xiàng)目（BJGJ1420）；北京中醫(yī)藥大學(xué)與北京灸道堂中醫(yī)研究院橫向合作課題。

吳嘉瑞，博士，副教授，碩士研究生導(dǎo)師，從事臨床中藥學(xué)研究。