基于數(shù)據(jù)挖掘的中醫(yī)治療風(fēng)濕病組方規(guī)律分析

張林華+吳嘉瑞+姜迪

[摘要] 目的 探討中醫(yī)治療風(fēng)濕病的組方用藥規(guī)律。 方法 收集中醫(yī)治療風(fēng)濕病的處方，基于中醫(yī)傳承輔助平臺軟件構(gòu)建數(shù)據(jù)庫，采用關(guān)聯(lián)規(guī)則和復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類算法，確定處方中各藥物及藥物組合的使用頻次，挖掘藥物之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則等。 結(jié)果 高頻次藥物包括當(dāng)歸、甘草、白芍、黃芪、羌活、丹參等；高頻次藥物組合包括“當(dāng)歸，白芍”“甘草，當(dāng)歸”“川芎，當(dāng)歸”等。置信度為0.7以上的關(guān)聯(lián)規(guī)則包括“香附->當(dāng)歸”“雞血藤->當(dāng)歸”“川芎->當(dāng)歸”。 結(jié)論 風(fēng)濕病的治療處方多采用補(bǔ)氣血、祛風(fēng)濕、活血化瘀類藥物，體現(xiàn)中醫(yī)標(biāo)本兼顧、辨證論治的治療原則。

[關(guān)鍵詞] 風(fēng)濕病；數(shù)據(jù)挖掘；關(guān)聯(lián)規(guī)則；熵聚類

[中圖分類號] R255 [文獻(xiàn)標(biāo)識碼] A [文章編號] 1673-7210（2017）11（c）-0143-04

Analysis on medication rules of traditional Chinese medicine prescriptions for rheumatism based on data mining

ZHANG Linhua1，2 WUJiarui1 JIANG Di2

1.School of Chinese Materia Medica， Beijing University of Chinese Medicine， Beijing 100029， China； 2.Institute of Clinical Pharmacy of Beijing Municipal Health Bureau， Beijing 100035， China

[Abstract] Objective To explore the medication rules of Chinese medicine in the treatment of rheumatic diseases. Methods The traditional Chinese medicine prescriptions for the treatment of rheumatism were collected and the related database was built based on Traditional Chinese Medicine Inheritance Support System （TCMISS）， then the data were analyzed by Apriori algorithm and complex system entropy clustering algorithm in TCMISS to acquire the frequency of single medicine， the frequency of drug combinations， the association rules， etc. Results The highest frequency drugs included Angelicae Sinensis Radix， Glycyrrhizae Radix et Rhizoma， Paeoniae Radix Alba， Astragali Radix， Notopterygii Rhizoma et Radix， Salviae Miltiorrhizae Radix et Rhizoma， etc. The most frequent drug combinations included “Angelicae Sinensis Radix， Paeoniae Radix Alba” “Glycyrrhizae Radix et Rhizoma， Angelicae Sinensis Radix” “Chuanxiong Rhizoma， Angelicae Sinensis Radix”， etc. The association rules with confidence coefficient more than 0.7 were “CyperiRhizoma->Angelicae Sinensis Radix” “Spatholobi Caulis->Angelicae Sinensis Radix” “Chuanxiong Rhizoma->AngelicaeSinensis Radix”， etc. Conclusion The traditional Chinese medicine prescriptions for rheumatism mostly contained the drugs with the effects of benefiting Qi， nourishing blood， dispelling pathogenic wind， removing dampness， promoting blood circulation and removing blood stasis， which demonstrated the therapeutic principle of looking into both roots cause and symptoms， and treatment based on syndrome differentiation.

[Key words] Rheumatism； Data mining； Association rules； Entropy clustering

風(fēng)濕病也稱痹證，是由于人體正氣不足，受風(fēng)寒濕等外邪影響，導(dǎo)致肢體關(guān)節(jié)疼痛、麻木、腫脹、變形最終累及臟腑的一類疾病的總稱。風(fēng)濕病為一級病名，包含西醫(yī)的風(fēng)濕性關(guān)節(jié)炎、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、痛風(fēng)、強(qiáng)直性脊柱炎等病名[1]。風(fēng)濕在臨床上表現(xiàn)為病程長久，不易治愈，中醫(yī)在治療上主要采用辨證論治，取得了一定的效果[2]。中醫(yī)在治療時(shí)采用祛邪扶正類藥物，以活血化瘀、通絡(luò)止痛、補(bǔ)血益氣、祛風(fēng)除濕、補(bǔ)肝腎、強(qiáng)筋骨的藥物進(jìn)行配伍治療[3]。endprint

中醫(yī)傳承輔助平臺軟件（V2.5）是在中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)（V1.0）的基礎(chǔ)上逐漸完善形成的。該軟件通過應(yīng)用人工智能、數(shù)據(jù)挖掘、網(wǎng)絡(luò)科學(xué)等學(xué)科方法與技術(shù)，構(gòu)建臨床數(shù)據(jù)庫，實(shí)現(xiàn)對臨床病案、疾病信息、方劑信息等數(shù)據(jù)的管理分析[4]。近年來，該軟件被廣泛應(yīng)用于中醫(yī)藥的傳承和發(fā)展中，通過該軟件對中醫(yī)典籍、醫(yī)案、某類疾病的治療以及名老中醫(yī)等用藥規(guī)律進(jìn)行組方分析[5-10]。對于風(fēng)濕病，是一類累及多器官的復(fù)雜疾病，通過有針對性的處方用藥規(guī)律的研究，可以為臨床治療提供一定的理論參考與科學(xué)依據(jù)。本研究主要利用該軟件對中醫(yī)治療風(fēng)濕病收集的1076首處方進(jìn)行了用藥規(guī)律的系統(tǒng)分析。

1 資料與方法

1.1 處方來源

以《讀經(jīng)典學(xué)名方系列—風(fēng)濕病名方》[11]、《風(fēng)濕病治療名方驗(yàn)方》[12]、《古今名醫(yī)臨證實(shí)錄叢書—痹證》[13]、《婁多峰痹證治驗(yàn)》[14]、《風(fēng)濕病良方驗(yàn)方》[15]、《名中醫(yī)吉海旺中醫(yī)風(fēng)濕病診治輯要》[16]為處方遴選來源，納入處方1076首。

1.2 處方篩選

1993年第7屆全國痹病學(xué)術(shù)研討會上討論通過將痹證改為風(fēng)濕病，并對其概念的內(nèi)涵和外延制訂出明確的標(biāo)準(zhǔn)。風(fēng)濕病為一級病名，經(jīng)歷了從痹——痹證——痹病——風(fēng)濕病的演化過程，并且下屬分類多而復(fù)雜，因此本研究直接選取相對明確的書籍進(jìn)行處方錄入；同時(shí)，針對其治療有內(nèi)治、外治、食療等其他方法，本研究僅對內(nèi)治處方進(jìn)行錄入。通過篩選，共收集治療風(fēng)濕病方劑1076首。

1.3 分析軟件

中醫(yī)傳承輔助平臺V2.5由中國中醫(yī)科學(xué)院中藥研究所提供。

1.4 處方的錄入與核對

將上述篩選的方劑錄入中醫(yī)傳承輔助平臺（V2.5）。對古代方劑中的處方用藥別名，盡量完成統(tǒng)一。參考2015年中國醫(yī)藥科技出版社出版的《中國藥典》（一部）[17]中的中藥名稱，對所錄入方劑涉及到的中藥名進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，如將“橘皮”標(biāo)準(zhǔn)化為“陳皮”，將“白僵蠶”標(biāo)準(zhǔn)化為“僵蠶”等。以確保系統(tǒng)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析時(shí)的準(zhǔn)確性和實(shí)用性。考慮到方劑錄入過程中可能出現(xiàn)的紕漏，在完成錄入后，再由雙人負(fù)責(zé)錄入數(shù)據(jù)源的審核，以確保數(shù)據(jù)源的準(zhǔn)確。

1.5 數(shù)據(jù)分析

調(diào)入“中醫(yī)傳承輔助平臺”中嵌入的關(guān)聯(lián)規(guī)則Apriori算法和熵聚類算法，通過“數(shù)據(jù)分析”模塊中“方劑分析”功能開展藥物頻次、關(guān)聯(lián)度和核心組方分析。

2 結(jié)果

2.1 用藥頻次

對錄入的1076首處方所包含的384味中藥，進(jìn)行“頻次統(tǒng)計(jì)”，得到治療風(fēng)濕病處方中藥物頻次從高到低的排序，前十位的藥物分別是當(dāng)歸、甘草、白芍、黃芪、羌活、丹參、川芎、桂枝、獨(dú)活、白術(shù)。頻次前20位的藥物情況見表1。

2.2 基于關(guān)聯(lián)規(guī)則的方劑組方規(guī)律分析

對于篩選出的方劑進(jìn)行組方規(guī)律分析，進(jìn)行支持度和置信度的設(shè)定，選出處方中前20位的高頻次藥物組合。見表2。

點(diǎn)擊“規(guī)則分析”，分析上述所得藥對的用藥規(guī)則，在支持度個(gè)數(shù)90，置信度0.5的條件下，分析得到藥物關(guān)聯(lián)規(guī)則（表3）。關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖見圖1。

2.3 基于熵聚類的組方規(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 根據(jù)處方數(shù)量、結(jié)合經(jīng)驗(yàn)判斷和不同參數(shù)提取出數(shù)據(jù)的預(yù)讀，選擇相關(guān)度為6，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)在0.011以上的進(jìn)行列表。見表4。

2.3.2 基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的藥物核心組合分析 以改進(jìn)的互信息法的分析結(jié)果為基礎(chǔ)，按照相關(guān)系數(shù)與懲罰系數(shù)的約束，基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類，演化出3～5味藥的核心組合，共計(jì)24個(gè)。見表5。

2.3.3 基于無監(jiān)督的熵層次聚類的新處方分析 基于熵層次聚類，核心組合進(jìn)一步組合，形成治療風(fēng)濕病的新處方。見表6。

3 討論

本研究應(yīng)用關(guān)聯(lián)規(guī)則和熵聚類算法系統(tǒng)，分析得到治療風(fēng)濕病方劑的藥物使用頻次，總結(jié)出治療風(fēng)濕病常用的藥物以補(bǔ)血藥、補(bǔ)氣藥、發(fā)散風(fēng)寒、祛風(fēng)濕及活血化瘀藥為主，與風(fēng)濕病的病因病機(jī)相吻合，治療上主要從腎、脾、肝、肺進(jìn)行論治。置信度為0.5的關(guān)聯(lián)規(guī)則包括“香附->當(dāng)歸”“雞血藤->當(dāng)歸”“川芎->當(dāng)歸”等；新處方包括“白術(shù)、茯苓、陳皮、黃連、柴胡”“淫羊藿、熟地黃、骨碎補(bǔ)、山茱萸、山藥”等。

關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖中共包括18味藥物，分別為當(dāng)歸、黃芪、羌活、雞血藤、秦艽、桂枝、丹參、川芎、獨(dú)活、白芍、香附、甘草等。當(dāng)歸味甘、辛、溫，歸肝、心、脾經(jīng)，功效補(bǔ)血活血，調(diào)經(jīng)止痛，用于風(fēng)濕痹痛，跌撲損傷。黃芪味甘，微溫，歸肺、脾經(jīng)，功效補(bǔ)氣升陽，利水消腫，行滯通痹，用于氣虛水腫，內(nèi)熱消渴，半身不遂，痹痛麻木；獨(dú)活味辛、苦、微溫，歸腎、膀胱經(jīng)，功效祛風(fēng)除濕，通痹止痛，用于風(fēng)寒濕痹，腰膝疼痛[14]。綜上，基于關(guān)聯(lián)規(guī)則網(wǎng)絡(luò)圖可見，該1076首處方治療風(fēng)濕病主要以補(bǔ)氣血和祛風(fēng)濕為主。

在提取核心組合的同時(shí)，利用基于互信法提取出的藥對及關(guān)聯(lián)系數(shù)，演化出24個(gè)核心組合，進(jìn)一步演化出12個(gè)新方。新處方中是以補(bǔ)虛藥以及活血化瘀藥為主，例如續(xù)斷、山藥、熟地黃、牛膝、雞血藤。風(fēng)濕本身由于機(jī)體的虛弱，使得外邪可以趁虛而入，為防止外邪的入侵，需要加強(qiáng)自身的調(diào)理，因此選擇補(bǔ)脾益氣、補(bǔ)腎活血的藥物加以調(diào)理。新處方3中，淫羊藿補(bǔ)腎陽、強(qiáng)筋骨、祛風(fēng)濕；熟地黃、骨碎補(bǔ)、山茱萸歸肝、腎經(jīng)，補(bǔ)血滋陰、補(bǔ)腎強(qiáng)骨。山藥為補(bǔ)氣藥，歸脾、肺、腎經(jīng)，能夠補(bǔ)脾養(yǎng)胃、生津益肺、補(bǔ)腎澀精。從網(wǎng)絡(luò)展示圖中可以清晰看出用藥類別及特點(diǎn)：新處方4中主要是利水滲濕藥，通過利水滲濕，可以將體內(nèi)的濕氣去除，再通過控制外在因素來進(jìn)行調(diào)理。新處方12這組藥中主要是息風(fēng)止痙藥，能夠活血通經(jīng)，緩解疼痛。新處方9中主要是活血化瘀藥，新處方8中主要是祛風(fēng)濕藥，能夠祛風(fēng)通絡(luò)、活血化瘀；而最后一組藥物是將清熱藥（牡丹皮、玄參、地黃、知母）、補(bǔ)陽藥（淫羊藿、續(xù)斷、杜仲）、祛風(fēng)濕藥（狗脊、桑寄生）、活血化瘀藥（牛膝、骨碎補(bǔ)）合用，利用各類藥物特點(diǎn)，更好地發(fā)揮健脾益氣、補(bǔ)益肝腎、氣血，活血化瘀，從根本上解決風(fēng)濕病的問題[18-21]。endprint

通過對新處方的分析可以看出，治療風(fēng)濕病主要使用利水滲濕藥、祛風(fēng)濕藥、息風(fēng)止痙藥等藥物。而這些藥物的使用與萬峰等[22]針對風(fēng)濕病的病因病機(jī)的探討，正好相輔相成。萬峰等[22]通過對黃帝內(nèi)經(jīng)及金匱要略針對風(fēng)濕病的研究認(rèn)為，風(fēng)寒濕是影響風(fēng)濕病的外在因素，自身的機(jī)體狀況是內(nèi)因，因此，在加強(qiáng)自身正氣的前提下，治療時(shí)需避免外邪的入侵。故治療藥物選擇鞏固自身正氣的藥物，同時(shí)，配合使用祛風(fēng)濕藥物。

本研究對1076首治療風(fēng)濕病的處方進(jìn)行數(shù)據(jù)挖掘，獲得了治療該疾病的高頻用藥，以及相應(yīng)的組方規(guī)律、核心藥物以及新處方，但還是需要進(jìn)一步的臨床驗(yàn)證。同時(shí)，數(shù)據(jù)挖掘的方法也有其一定的局限性，需加以中醫(yī)藥理論與實(shí)踐相結(jié)合進(jìn)行綜合的分析與評價(jià)，希望本研究對中醫(yī)在治療風(fēng)濕病經(jīng)驗(yàn)提供參考。

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（收稿日期：2017-07-20 本文編輯：李岳澤）endprint