基于頻繁閉項集壓縮方法的小兒腦癱穴位配伍規(guī)律研究＊

張 磊，牟梓君，宋虎杰，黨 舉，成 秋，楊 杰，劉保延

（1. 中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)臨床基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所 北京 100700；2. 陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬西安中醫(yī)腦病醫(yī)院 西安 710032；3. 中國中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)藥數(shù)據(jù)中心 北京 100700；4. 北京中騰佰脈醫(yī)療科技有限責(zé)任公司 北京 100022）

小兒腦癱主要表現(xiàn)為運動功能障礙，常伴有感知覺、認識、交流和行為障礙，是兒童常見的致殘疾病之一，由于發(fā)育中的胎兒或嬰幼兒腦部非進行性損傷所致[1]，常給患者及其家庭帶來嚴重的心理壓力和經(jīng)濟負擔(dān)。小兒腦癱屬于中醫(yī)學(xué)“五遲、五軟、五硬”等疾病范疇，針灸在其治療和康復(fù)中應(yīng)用廣泛，對于小兒腦癱的治療具有藥物無法替代的作用，不少學(xué)者進行了相關(guān)的經(jīng)驗介紹[2-5]及研究工作[6-9]。但是這些研究或者是名中醫(yī)臨床經(jīng)驗的介紹，或者是基于文獻的選穴規(guī)律總結(jié)，或者是針灸治療小兒腦癱的臨床或?qū)嶒炑芯浚^少有使用臨床處方數(shù)據(jù)進行研究的報道。西安中醫(yī)腦病醫(yī)院在小兒腦癱治療方面具有一定特色，本文基于前期提出的頻繁項集壓縮方法，對該醫(yī)院的真實世界臨床住院電子病歷數(shù)據(jù)進行分析，全面挖掘該醫(yī)院針灸治療小兒腦癱的穴位配伍規(guī)律，以對臨床針灸治療該病提供參考。

1 資料

1.1 數(shù)據(jù)來源

本研究使用的數(shù)據(jù)來源于陜西中醫(yī)藥大學(xué)附屬西安中醫(yī)腦病醫(yī)院2016年1月-2019年4月入院的小兒腦癱患者住院病歷。

1.2 數(shù)據(jù)納入排除標準

納入標準：①年齡1-6歲患兒；②主訴及癥狀符合相關(guān)中西醫(yī)診斷標準（西醫(yī)診斷標準參照《中國腦性癱瘓康復(fù)指南》編委會于2014年4月通過的我國腦性癱瘓的定義及診斷標準，中醫(yī)診斷標準參考普通高等教育中醫(yī)藥類規(guī)劃教材《中醫(yī)兒科學(xué)》第6版[10]）；③首次病程記錄中有明確主訴、癥狀、辨證、針灸處方和針刺方法。

排除標準：①合并有其他嚴重的心、肝、腎等重要臟器的器質(zhì)性疾病者；②病歷記錄不完整。

1.3 數(shù)據(jù)預(yù)處理

1.3.1 針灸處方篩選

小兒腦癱患者常需要多次住院治療，每次住院治療癥狀變化較少，選取穴位類似，為了避免對研究結(jié)果的影響，每個患者選用第一次符合納入排除標準的針灸處方。最終獲得701 個患者的701 個針灸穴位處方。

1.3.2 數(shù)據(jù)規(guī)范

本研究的目的是挖掘治療小兒腦癱的穴位配伍規(guī)律，由于穴位配伍與證型診斷密切相關(guān)，納入本研究的數(shù)據(jù)包含穴位處方和診斷兩部分。將符合研究需求的臨床病歷數(shù)據(jù)從數(shù)據(jù)庫導(dǎo)出到電子表格（Excel）中，對納入的病歷數(shù)據(jù)進行清洗、整理。遵循《針灸學(xué)通用術(shù)語》[11]、《中醫(yī)獨特療法-頭針療法》[12]規(guī)范腧穴名稱，同時對證候診斷名稱進行規(guī)范。

1.4 數(shù)據(jù)集表結(jié)構(gòu)

最后形成的針灸穴位處方數(shù)據(jù)集表結(jié)構(gòu)如表1所示，每個處方中的一個穴位構(gòu)成一條記錄，數(shù)據(jù)集由處方編號、穴位和行號3 列組成，共有10240 行數(shù)據(jù)，平均每個處方包含14.6個穴位。

表1 針灸穴位處方數(shù)據(jù)集

2 方法與結(jié)果

2.1 基于最小覆蓋的頻繁閉項集壓縮方法

傳統(tǒng)的設(shè)定支持度閾值挖掘頻繁項集的方法可以用于挖掘穴位處方數(shù)據(jù)集中隱含的穴位配伍規(guī)律，但是存在頻繁項集數(shù)量眾多、頻繁項集之間重復(fù)度較高、難以覆蓋所有配伍規(guī)律等問題。頻繁閉項集是所有頻繁項集的無損壓縮，前期提出了一種基于最小覆蓋的頻繁閉項集壓縮方法[13]，如果將支持度閾值設(shè)定為0，挖掘得到所有頻繁閉項集，采用最小覆蓋方法對所有頻繁閉項集進一步壓縮，最終得到的數(shù)量較少的頻繁閉項集可以覆蓋所有處方中的所有穴位，從而包含所有的穴位配伍規(guī)律。

數(shù)據(jù)集中處方數(shù)量為701，包含77個穴位，設(shè)置支持度閾值為0，得到3976個頻繁閉項集，通過最小覆蓋法選取了88 個頻繁閉項集，覆蓋了所有處方的10240行數(shù)據(jù)。依次選取的前10 個頻繁閉項集及相關(guān)指標如表2所示。

表2 選取的前10個頻繁閉項集

“穴位數(shù)”為頻繁閉項集中包含的穴位個數(shù)；“處方數(shù)”為頻繁閉項集在數(shù)據(jù)集中的出現(xiàn)頻次，也就是有多少處方應(yīng)用了這個穴位組合；“行數(shù)”為穴位數(shù)和處方數(shù)的乘積，代表這個頻繁閉項集對應(yīng)的數(shù)據(jù)庫中的數(shù)據(jù)行數(shù)；“選取”為截止到該頻繁閉項集累計選取的行數(shù)；由于采用的是最小覆蓋的方法依次選取頻繁閉項集，后續(xù)選取的頻繁閉項集可能包含前面已經(jīng)選取的數(shù)據(jù)行，例如表2 中第5 個頻繁閉項集中的部分穴位（如足運感區(qū)、三陰交）對應(yīng)的數(shù)據(jù)行在前面包含這些穴位的項集已經(jīng)被部分覆蓋，“差異”表示該頻繁閉項集覆蓋的不重復(fù)的行數(shù)，也就是該頻繁閉項集對應(yīng)的“選取”值和上一個“選取”值的差值；“差異比例”為“差異”和“行數(shù)”的比值，代表該頻繁閉項集相對于之前選取的頻繁閉項集的新穎程度，該值為100%說明該頻繁閉項集對應(yīng)的穴位在之前選取的頻繁閉項集中完全沒有包含，該值越高，說明該頻繁閉項集的新穎程度越高。

2.2 頻繁閉項集的進一步篩選

88 個頻繁閉項集可以覆蓋所有的選穴規(guī)律，但是仍然數(shù)量太多，我們需要關(guān)注的是其中數(shù)量較多同時更具有代表性的頻繁閉項集?；谶@個原則對頻繁閉項集進行進一步篩選，具體條件如下：刪除出現(xiàn)頻次為1 的頻繁閉項集；刪除差異比例小于50%的頻繁閉項集。最后獲得15個頻繁閉項集，這些頻繁閉項集覆蓋了674 個處方（占總處方數(shù)的96%）的8705 行數(shù)據(jù)（占總行數(shù)的85%），每個項集組成、包含穴位個數(shù)和出現(xiàn)頻次見表3。

表3 篩選后的頻繁閉項集

表3 中包含穴位個數(shù)大于10 的頻繁閉項集有7個，對應(yīng)的處方累計頻次為547，占所有處方數(shù)量的78%；包含穴位個數(shù)為15的項集有3個，對應(yīng)的處方累計頻次為440，占所有處方數(shù)量的63%。而所有數(shù)據(jù)中平均每個處方包含14.6 個穴位，說明西安中醫(yī)腦病醫(yī)院治療小兒腦癱穴位處方相對固定，主要以這幾個基本方為主，進行少量的穴位加減。

2.3 篩選后的頻繁閉項集與證候診斷相關(guān)性分析

本研究數(shù)據(jù)中包含了7 個證候診斷（有2 個病例診斷為肝強脾弱兼痰瘀阻絡(luò)，進行了拆分），證候名稱和對應(yīng)頻次為：肝強脾弱（565）、肝腎虧虛（92）、脾腎虧虛（30）、痰瘀阻絡(luò)（10）、心脾兩虛（3）、腎精不足（2）、心肝火旺（1）。

證候診斷是選取穴位的重要依據(jù)，為利用挖掘結(jié)果進一步指導(dǎo)臨床辨證選穴，對篩選出的15個項集與證候診斷之間的相關(guān)性進行分析。前期研究發(fā)現(xiàn)，φ相關(guān)分析是一種適合于中醫(yī)數(shù)據(jù)分析的相關(guān)性分析方法[14]，本研究進一步應(yīng)用該方法分析頻繁閉項集與證候診斷之間的相關(guān)性，同時應(yīng)用卡方檢驗方法對每一對證候診斷和頻繁閉項集構(gòu)成四格表的統(tǒng)計學(xué)意義進行檢驗。以正相關(guān)（φ＞0）、不是偶然出現(xiàn)（證型與項集的“共現(xiàn)數(shù)”＞1）、有統(tǒng)計學(xué)意義（卡方檢驗P＜0.05）為標準，篩選出13個具有正相關(guān)關(guān)系的結(jié)果(表4)。

3 討論

3.1 小兒腦癱常用穴位組合分析

通過研究結(jié)果可以看出，西安中醫(yī)腦病醫(yī)院治療小兒腦癱，每個證型均有相對特異、相對固定的穴位組合。本文對常見證型對應(yīng)的常用特異性穴位組合討論如下。

3.1.1 肝強脾弱

肝強脾弱證患兒肢體強直拘攣、僵硬不柔等“五硬”表現(xiàn)明顯，自出生后多靜少動。通過上述分析發(fā)現(xiàn)了2 組與該證型呈正相關(guān)關(guān)系的特異性穴位組合，分別解析如下。

表4 證候診斷與頻繁閉項集相關(guān)性分析篩選結(jié)果

①行間、血海、脾俞、肝俞、外關(guān)、豐隆、委中、承扶、懸鐘、運動區(qū)、平衡區(qū)、足運感區(qū)、手三里、陽陵泉、三陰交：運動區(qū)、足運感區(qū)、平衡區(qū)是根據(jù)大腦皮質(zhì)功能定位選取的針對腦癱治療的常用頭針穴位組合，主治肢體癱瘓、麻木、強硬失用等運動、平衡功能障礙；肝俞、脾俞、陽陵泉可柔肝健脾，理氣舒筋養(yǎng)血，與頭針結(jié)合主要治療頸項強硬，肢體強直拘攣，活動不利，肌肉瘦削等；行間為肝經(jīng)子穴，實則瀉其子，能瀉肝經(jīng)之實，血海為脾經(jīng)腧穴，為養(yǎng)血活血之要穴，與兩經(jīng)背俞穴肝俞、脾俞及肝脾腎三經(jīng)交會穴三陰交穴合用可柔肝健脾、活血行氣，可治療肢體筋脈拘急、煩躁易怒、食少納呆等肝強脾弱之證；經(jīng)脈所過，主治所及，局部取穴以三陽經(jīng)穴為主，以改善關(guān)節(jié)屈伸不利，肢體活動不靈。

②申脈、三陰交、太沖、陽陵泉、足運感區(qū)、運動區(qū)、血海、豐隆、后溪、合谷、平衡區(qū)：如前所述，運動區(qū)、足運感區(qū)、平衡區(qū)是腦癱常用頭針組合；太沖為肝經(jīng)原穴，配滋陰養(yǎng)血的血海、三陰交能養(yǎng)血柔肝，疏肝氣之旺，調(diào)肝氣乘脾之證；肝腎同源，先天腎氣不足者加申脈以益腎填精，滋陰柔肝，與陽陵泉、太沖、三陰交合用可治療筋肉拘攣所致下肢畸形及粗大運動功能障礙；合谷、后溪可治療拇指內(nèi)收、握拳，屈腕等指腕關(guān)節(jié)緊張、痙攣癥狀；病久脾虛生痰，加豐隆祛痰濕阻滯。

3.1.2 肝腎虧虛

肝腎虧虛證患兒常見肢體不自主運動，關(guān)節(jié)活動不靈，動作不協(xié)調(diào)，或失聰、失明。通過本研究發(fā)現(xiàn)了4 組具有正相關(guān)關(guān)系的特異性穴位組合，選取其中相關(guān)關(guān)系較強、出現(xiàn)頻次較高的2組穴位組合解析如下。

①完骨、風(fēng)府、風(fēng)池、平衡區(qū)、曲池、昆侖、合谷、外關(guān)、委中、腎俞、肝俞、舞蹈震顫控制區(qū)、太沖、三陰交、足三里：肝俞、腎俞、太沖配完骨、風(fēng)池、風(fēng)府，以治肝腎陰虛風(fēng)動而致的肢體不自主扭動、手足徐動、震顫；舞蹈震顫控制區(qū)、平衡區(qū)可治肢體不自主運動、平衡控制能力差等癥；三陰交、足三里可補益肝脾腎，化生氣血，與其他陽經(jīng)局部取穴共治肢體不遂。

②太沖、肝俞、三陰交、平衡區(qū)、足運感區(qū)：太沖、肝俞是肝經(jīng)原穴、背俞穴可養(yǎng)肝熄風(fēng)，配合補益肝腎之三陰交可治療肝腎陰虛風(fēng)動之不隨意運動之癥；輔以足運感區(qū)、平衡區(qū)可治療全身不自主動作、肢體活動不利及平衡障礙等。

3.1.3 脾腎虧虛

脾腎虧虛證常表現(xiàn)為頭項軟弱、口軟唇遲、肌軟無力等“五軟”癥狀。通過上述分析發(fā)現(xiàn)了2組與該證型呈正相關(guān)關(guān)系的特異性穴位組合，選取其中1 組出現(xiàn)頻次較高的穴位組合解析如下。

環(huán)跳、腰陽關(guān)、足三里、腎俞、委中、血海、脾俞、運動區(qū)、足運感區(qū)、三陰交、太溪、曲池、昆侖、手三里：脾俞、腎俞為脾腎兩經(jīng)背俞穴，太溪為腎經(jīng)原穴，配腰陽關(guān)、血海、足三里、三陰交可補脾益氣養(yǎng)血，補腎填精益髓，治療脾腎虧虛之肌肉松軟，神疲倦怠，面色少華，腰背無力等；運動區(qū)、足運感區(qū)為治療腦癱的常用頭針穴；配合環(huán)跳、委中、昆侖、太溪可治療下肢屈伸、活動不利，不能站立，兩足痿弱不能行等。

3.1.4 腎精不足

腦癱患兒先天腎精不足多因父母精血虛損或孕期調(diào)攝不當，導(dǎo)致其出生后智力、體格等發(fā)育遲緩。通過上述分析發(fā)現(xiàn)了1組與該證型呈正相關(guān)關(guān)系的特異性穴位組合，解析如下。

復(fù)溜、腦三針、智三針、后溪、太溪、百會、風(fēng)池、腎俞、肝俞：腦三針、智三針、百會可治療智力低下、反應(yīng)遲鈍、智能發(fā)育遲滯等癥；復(fù)溜為腎經(jīng)母穴，虛則補其母，配合腎之背俞穴腎俞、原穴太溪，共奏補腎填精之功效。

3.1.5 痰瘀阻絡(luò)

此證型既有痰濁、瘀血阻滯經(jīng)絡(luò)的身體運動障礙表現(xiàn)，又有阻滯腦絡(luò)的智力障礙、神志不清問題。通過上述分析發(fā)現(xiàn)了2組與該證型呈正相關(guān)關(guān)系的特異性穴位組合，選取其中1 組特異性較強的穴位組合解析如下。

解溪、平衡區(qū)、三陰交、膈俞、神門、百會、曲池、申脈、后溪、腎俞、合谷、豐隆、血海、四神聰、昆侖：膈俞、腎俞、血海、豐隆可化痰祛瘀，養(yǎng)血活血，可治痰瘀互阻之證；申脈、后溪是八脈交會穴，有清利頭目、通經(jīng)活絡(luò)之功，可治療反應(yīng)遲鈍、智力低下、癲癇等神志病癥及關(guān)節(jié)僵硬、動作不協(xié)調(diào)等癥；神門、百會、四神聰可醒腦開竅；曲池、合谷、后溪可治療手指、腕關(guān)節(jié)活動不靈等；昆侖、解溪可治療足下垂、足內(nèi)翻等癥。

3.2 基于頻繁閉項集壓縮方法可以全面總結(jié)穴位配伍規(guī)律

不少學(xué)者從不同角度利用多種數(shù)據(jù)挖掘方法對治療某種疾病的穴位配伍規(guī)律進行研究[15-21]。這些方法可以從數(shù)據(jù)中發(fā)現(xiàn)有意義的穴位配伍規(guī)律，但是存在以下問題：發(fā)現(xiàn)的穴位配伍規(guī)律數(shù)量較多，不同穴位配伍組合之間重合度較高；分析結(jié)果難以全面反映數(shù)據(jù)中蘊含的配伍規(guī)律；出現(xiàn)頻次較低但是有特殊意義的配伍規(guī)律難以發(fā)現(xiàn)。本研究采用基于頻繁閉項集壓縮的方法，以比較簡潔的形式全面表達了數(shù)據(jù)中包含的穴位配伍規(guī)律，最后獲得的15個項集覆蓋了超過85%的數(shù)據(jù)。從15個項集的出現(xiàn)頻次來看，既有超過處方總數(shù)量一半的項集，也有出現(xiàn)頻次不到10次的項集，而通過和證候診斷相關(guān)性分析結(jié)果發(fā)現(xiàn)，這些出現(xiàn)頻次較少的項集大多與出現(xiàn)頻次較少的幾個證型密切相關(guān)，數(shù)據(jù)中出現(xiàn)的證型，除了出現(xiàn)頻次為1的心肝火旺，其他證型無論頻次高低，均能找到其對應(yīng)的穴位配伍組合，從而進一步證明了本研究方法挖掘結(jié)果的全面性。

4 結(jié)論

本文應(yīng)用基于最小覆蓋的頻繁閉項集壓縮方法對西安中醫(yī)腦病醫(yī)院治療小兒腦癱的穴位處方數(shù)據(jù)進行分析，全面總結(jié)了數(shù)據(jù)中的穴位配伍規(guī)律，發(fā)現(xiàn)該醫(yī)院治療小兒腦癱針灸配穴相對固定，在此基礎(chǔ)上進行少量加減。說明該方法是一種有效的挖掘穴位配伍規(guī)律的方法，可以應(yīng)用于臨床其他穴位處方數(shù)據(jù)的挖掘分析，從而對臨床經(jīng)驗總結(jié)、名中醫(yī)經(jīng)驗傳承及臨床實踐起到指導(dǎo)作用。