基于Apriori算法的中醫(yī)婦科方劑的用藥分析

張笑青 張澤敏

摘要：該文以名老中醫(yī)在臨床上常用的21個方劑為研究對象，對方劑中的用藥規(guī)律進(jìn)行研究，運(yùn)用Apriori算法對藥物進(jìn)行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘，找出具有強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則的藥物對，并通過病癥，病性發(fā)現(xiàn)藥物配伍之間的關(guān)系。通過對用藥頻次的統(tǒng)計，可發(fā)現(xiàn)在此21個方劑中出現(xiàn)頻數(shù)較高的幾味藥分別是白芍，郁金，當(dāng)歸，茯苓，丹參。其中補(bǔ)虛健脾藥，活血化瘀藥，清熱解表藥運(yùn)用最多。

關(guān)鍵詞：婦科醫(yī)案；Apriori算法；關(guān)聯(lián)規(guī)則；用藥規(guī)律

中圖分類號：R271 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A 文章編號：1009-3044（2015）06-0095-04

Analysis of Chinese Medicine of Gynecological Based on Apriori Arithmetic

ZHANG Xiao-qing1， ZHANG Ze-min2

（1.Computer Information Management， Hanlin College of Nanjing University of Chinese Medicine， Taizhou 225300， China； 2.Information System and Management， Hanlin College of Nanjing University of Chinese Medicine， Taizhou 225300， China）

Abstract： This article is based on the professor liliyuns 21 herbs ，which object is the drugs of prescription rule，using the Ariori arithmetic to mine the association rules and finding the drugs which have the relationship of association rules.through the malady ，disease to find the relationship of the drugs.we can find the highest appearance in the 21 herbs are the baishao，yujin，danggui，fulin，danshen by count the medication frequency.the medicine of invigorating spleen and spleen，relieving superficies by cooling and promoting blood circulation and removing blood stasis are using frequency most.

Key words： gynecological medical records； Apriori arithmetic； association rules； drugs of prescription rule

1 研究背景與目的

最早記載方劑的書籍是《五十二病方》，《黃帝內(nèi)經(jīng)》由于其獨(dú)特的組方原則，奠定了方劑學(xué)的理論基礎(chǔ)?！秱s病論》分為《傷寒論》和《金匱要略》兩書，其組方嚴(yán)謹(jǐn)，全面，后世尊稱為“方書之祖”。隨著現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的飛速發(fā)展，中醫(yī)方劑的發(fā)展也要順應(yīng)當(dāng)今社會的發(fā)展趨勢。目前，已有多家研究機(jī)構(gòu)對中醫(yī)方劑展開研究。例如，現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)庫的數(shù)據(jù)挖掘，中醫(yī)藥臨床文獻(xiàn)題錄庫的數(shù)據(jù)挖掘研究等等。在這個過程中，利用計算機(jī)技術(shù)和信息分析的方法可以很好地對方劑中藥物構(gòu)成規(guī)律進(jìn)行挖掘，從而更好的找出藥物之間潛在的聯(lián)系與價值。

道光七年，《傅青主女科》就將常見的婦科疾病方劑收錄在書中，修改后的《傅青主女科》文字樸實(shí)，論述簡明扼要，其氣血培補(bǔ)、脾胃調(diào)理之法，頗受婦產(chǎn)醫(yī)家推崇。元代的朱震亨《丹溪心法》，治療方法靈活，不拘泥于前人固有的療法，對后世研究治療婦科疾病提供了靈活多變的思維方向。本文在借鑒前人在婦科方劑研究成果的基礎(chǔ)上，總結(jié)各方劑的用藥規(guī)律，旨在探尋藥物之間內(nèi)在關(guān)系，尋找方劑之間普遍規(guī)律和特點(diǎn)，便于以后的研究人員了解各派醫(yī)家的學(xué)術(shù)間的聯(lián)系，繼承和發(fā)揚(yáng)中醫(yī)學(xué)術(shù)思想，總結(jié)或汲取前人成功的經(jīng)驗(yàn)或失敗的教訓(xùn)。

1.1 名老中醫(yī)婦科臨床方劑簡介

根據(jù)名老中醫(yī)的研究成果，可以得知婦科疾病的發(fā)生和發(fā)展，與沖、任、督、帶四脈虛損、郁結(jié)、瘀陰、伏邪等有著密切的關(guān)系，這是婦科疾病與其他疾病截然不同的地方。多途徑綜合療法，主要包括內(nèi)治法和外治法兩大類型，或從整體觀出發(fā)，根據(jù)患者個人的差異，通過辨證論治，調(diào)整臟腑、調(diào)理氣血、調(diào)養(yǎng)沖任、固健督帶；或從局部著手，使藥物直接滲透到病所，以利氣機(jī)、通血脈、消癥結(jié)、清濕熱。在治療婦科疾病中，以治療月經(jīng)病最多，治療過程中皆從腎論治，其補(bǔ)腎的具體思想體現(xiàn)在辨別腎、腎陽或腎精不足。

在此21個中藥方劑中，共涉及的中藥約90味，其中白芍，郁金使用頻數(shù)最高，其次便是當(dāng)歸，茯苓，丹參，熟地，枸杞，旱蓮草。以上的藥物主要作用是補(bǔ)氣活血為主。具體分布情況如表1所示。

1.2 名老中醫(yī)婦科臨床方劑中出現(xiàn)的單味中藥使用頻數(shù)分析

在上述的21個中藥方劑中，總共涉及的中藥約90味，其中白芍、郁金的使用頻數(shù)最高，其次便是當(dāng)歸、茯苓、丹參、熟地、枸杞、旱蓮草等。以上列出的藥物主要作用是補(bǔ)氣活血為主。

由圖表可知，名老中醫(yī)在臨床中用的最多的藥物為白芍，郁金。白芍主要功效是養(yǎng)血斂陰，柔肝止痛，平肝陽；用于月經(jīng)不調(diào)，經(jīng)行腹痛，崩漏，以及自汗、盜汗等癥。郁金能活血止疼、行氣解郁、清心涼血、疏肝利膽，主治婦女痛經(jīng)、經(jīng)閉、癥瘕結(jié)塊。當(dāng)歸具有補(bǔ)血、活血、調(diào)經(jīng)止痛的功效。以上三種藥出現(xiàn)頻次居前三，故在治療婦科疾病中為核心藥。

2 關(guān)聯(lián)規(guī)則

2.1 關(guān)聯(lián)規(guī)則概述

關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘的研究是近幾年研究較多的數(shù)據(jù)挖掘方法，在數(shù)據(jù)挖掘的各種方法中應(yīng)用最為廣泛；在數(shù)據(jù)挖掘的知識模式中，關(guān)聯(lián)規(guī)則是比較重要的一種。關(guān)聯(lián)規(guī)則的概念是由Agrawal，imielinski，swami提出，是數(shù)據(jù)中一種簡單但實(shí)用的規(guī)則。關(guān)聯(lián)規(guī)則模式屬于描述型模式，發(fā)現(xiàn)關(guān)聯(lián)規(guī)則的算法屬于無監(jiān)督學(xué)習(xí)的方法。

關(guān)聯(lián)規(guī)則反映了一個事物和其他事物之間的相互依存性和關(guān)聯(lián)性。如果兩個或多個事物之間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，那么，其中一個事物就能夠通過其他事物預(yù)測到。

設(shè)I={i1，i2，…，in}是項(xiàng)目的集合，其中的元素稱為項(xiàng)目（item）。記D為事物 T （transaction）的集合，這里T是事物項(xiàng)目的集合，并且[X?T] 。

對應(yīng)每一個事物有一個唯一的標(biāo)識，如事務(wù)號，記為TID。設(shè)X是一個 I 中項(xiàng)目的集合，如果 [X?T]，那么稱事務(wù)T包含X。如果項(xiàng)目X包含k個項(xiàng)目，稱其為K項(xiàng)集。

2.2 Apriori候選項(xiàng)集的產(chǎn)生的過程簡介

假設(shè)數(shù)據(jù)項(xiàng)按順序排列，步驟如下：

Step 1： 大項(xiàng)集自連接：Ck = Lk-1 連接 Lk-1

Step 2： 削減

forall Ck 中的每個元素c do

forall c的子集s do

if （s不再大項(xiàng)集Lk-1中） then

delete c from Ck

例如對于L3的自連接和削減過程如下：

L3={abc， abd， acd， ace， bcd}

Step 1：自連接： L3 連接 L3得到：{abcd } ，{abce} ，{acde }

Step 2：削減：

{acde} is removed because {ade }is not in L3

同理： {abce} 也要被刪除。

Step 3：得到四階候選項(xiàng)集為：C4={abcd}。

Apriori候選項(xiàng)集的產(chǎn)生依據(jù)是：一個項(xiàng)集是大項(xiàng)集當(dāng)且僅當(dāng)它的所有子集都是大項(xiàng)集。反之，如果一個項(xiàng)集的某個子集不是大項(xiàng)集，那么這個項(xiàng)集也不可能是大項(xiàng)集。

強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則：對于給定的支持閾值和置信閾值，發(fā)現(xiàn)那些支持度和置信度都大于或等于相應(yīng)閾值的規(guī)則稱為強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則。

以上述21個方劑為基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫，現(xiàn)選取以上方劑中藥物出現(xiàn)頻次最高的5味藥運(yùn)用Apriori算法來分析，（白芍），（郁金），（當(dāng)歸），（茯苓），（丹參）之間的關(guān)系。最小支持?jǐn)?shù)為3（注：由于大于3的藥物較多，計算起來數(shù)據(jù)量較大，故只取前五味藥作為計算對象）。

由一階大項(xiàng)集產(chǎn)生二階候選項(xiàng)：

掃描數(shù)據(jù)庫，對每個候選項(xiàng)集計數(shù)：

對表8進(jìn)行比較候選數(shù)與最小支持?jǐn)?shù)得到三階大項(xiàng)集：

若最小置信度為60%，則郁金∧茯苓→當(dāng)歸 ，當(dāng)歸∧茯苓→郁金可輸出，是強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則；即郁金、茯苓同時使用與當(dāng)歸的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，當(dāng)歸、茯苓同時使用與郁金的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。

{郁金，當(dāng)歸，丹參}計算過程同上，得到郁金∧丹參→當(dāng)歸 ，當(dāng)歸∧丹參→郁金可輸出，為強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則；即郁金、丹參同時使用與當(dāng)歸的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)，當(dāng)歸、丹參同時使用與郁金的關(guān)聯(lián)性強(qiáng)。

以上計算出的兩條強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則，意味著在用郁金、茯苓時都會用到當(dāng)歸；在用當(dāng)歸、茯苓時都會用到郁金；在用郁金、丹參時都會用到當(dāng)歸；在用當(dāng)歸、丹參時都會用到郁金。以上兩條置信度與重要性都較高，所以有較強(qiáng)關(guān)聯(lián)性。

綜上得出結(jié)論：郁金，味辛、苦，性寒，歸心、肝、膽經(jīng)，活血止能，行氣解郁，清心涼血，疏肝利膽；主胸腹脅肋諸痛，婦女痛經(jīng)，經(jīng)閉，癥瘕結(jié)塊。丹參，味苦，性微寒，歸心、肝經(jīng)，活血調(diào)經(jīng)，祛瘀止痛，涼血消癰，清心除煩，養(yǎng)血安神；主治月經(jīng)不調(diào)，經(jīng)閉痛經(jīng)，癥瘕積聚。當(dāng)歸，性溫，味甘辛，歸心、肝、脾經(jīng)，補(bǔ)血和血，調(diào)經(jīng)止痛，潤燥滑腸，治月經(jīng)不調(diào)，經(jīng)閉腹痛，癥瘕結(jié)聚，崩漏，血虛頭痛。故在用藥過程中郁金、當(dāng)歸同時使用與當(dāng)歸的關(guān)聯(lián)性最強(qiáng)，屬強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則：；此三味藥配伍多用于月經(jīng)期通經(jīng)，活血去淤。

3 病癥藥物之間的關(guān)系挖掘

通過對名老中醫(yī)21個中醫(yī)婦科方劑的歸納分析，可以總結(jié)出該方劑中部分證素證名及常用藥物配伍。

表10 證素證名及常用藥物配伍

[證名＼&病位證素＼&病性證素＼&常用藥物配伍＼&單一病證＼&＼&＼&＼&脾氣虛＼&脾＼&氣虛＼&人參+黃芪＼&腎陰虛＼&腎＼&陰虛＼&門冬+芍藥+生地＼&腎陽陰虛＼&腎＼&陰虛+熱＼&仙靈脾+仙茅＼&腎精虛＼&腎＼&陰虛+陽虛＼&紫河車+鹿角霜＼&肝經(jīng)濕熱＼&肝＼&濕+熱＼&白芍+麥冬+生地＼&臟腑兼證＼&＼&＼&＼&肝腎陰虛＼&肝+腎＼&陰虛＼&熟地+枸杞+當(dāng)歸+山萸肉＼&肝郁脾虛＼&肝+脾＼&氣滯+氣虛＼&柴胡+白芍+當(dāng)歸+夜交藤+茯苓＼&無病位＼& ＼&＼&＼&血熱陰虛＼&＼&陰虛+血熱＼&旱蓮草+女貞子＼&陰虛火旺＼&＼&陰虛+熱＼&生地+白芍+麥冬＼&氣血兩虛＼&＼&氣虛+血虛＼&淮山+太子參+春砂仁+首烏＼&]

對于不同的病癥、病因，則用藥的側(cè)重點(diǎn)也就不同。在分析某類病癥的用藥時，把握好這類病癥的主要病性證素，可以較為高效的發(fā)現(xiàn)這類病的用藥規(guī)律。

對于脾虛來說，其重要病性證素為氣虛，則其主要治療方法為補(bǔ)氣，黃芪和人參均屬補(bǔ)氣良藥，人參偏重于大補(bǔ)元?dú)?，?fù)脈固脫，補(bǔ)脾益肺，生津，安神；《藥品化義》：“入脾、胃、肺三經(jīng)”。而黃芪則以補(bǔ)虛為主，常用于體衰日久、言語低弱、脈細(xì)無力者。

對于是腎陰虛來說，其重要病性證素為陰虛，則其主要治療方法為滋陰，陰虛者，宜補(bǔ)而兼清，門冬、芍藥、生地之屬也。仙靈脾與仙茅配伍適用于腎陰陽不足，虛火上炎的病患，效果較好。

對于肝郁脾虛來說，其重要病性證素為氣滯與氣虛，則其主要治療方法為疏肝解郁。其中柴胡、白芍、當(dāng)歸、夜交藤幾味中藥用以養(yǎng)肝血疏肝氣；茯苓用以健脾，補(bǔ)氣。對幾種常用藥物進(jìn)行配伍，對氣虛，陰虛，血虛等病性帶來的病癥可以起到很好的治療效果。

4 結(jié)束語

通過對名老中醫(yī)的21個方劑分析研究，可以挖掘出方劑中藥物之間的關(guān)系與藥物之間潛在的用藥規(guī)律，以及藥物之間不同的配伍可以有效針對的病癥，從而達(dá)到了發(fā)現(xiàn)新鮮知識的目的。在基于Apriori算法的基礎(chǔ)上，找出了在治療婦科疾病中常用的藥物配伍與藥物間的強(qiáng)關(guān)聯(lián)規(guī)則，以及用藥中的核心藥物。隨著當(dāng)下計算機(jī)技術(shù)的飛速發(fā)展以及人們對中醫(yī)重視度的日益增強(qiáng)，越來越多的計算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)分析技術(shù)被運(yùn)用到中醫(yī)方劑中，這儼然已成為分析方劑一種不可缺少的技術(shù)手段。在對方劑藥物的分析過程中，越來越多的潛藏信息被挖掘出來，使得中醫(yī)方劑在藥物使用方面的信息更加完善。

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