基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)的慢性腎臟病中醫(yī)癥候規(guī)律研究

王要強(qiáng) 吳瑞 管傳濤 解中躍 程昆林 畢昌韋 章鑫 羅冬梅 李文喜

摘要 目的：遵循循證醫(yī)學(xué)的原則，對(duì)201例腎病患者的中醫(yī)藥臨床研究數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘，發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病的中醫(yī)癥狀，為慢性腎臟病的診斷和治療提供有效的參考。方法：運(yùn)用頻數(shù)分析法和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析對(duì)201例腎病患者臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行分析。結(jié)果：患者的舌質(zhì)主要是紅和淡紅，其頻率分別為39.7%，33.3%;舌苔主要是白、白膩和薄白，其頻率分別為34%，17.6%和15%;脈象主要是細(xì)，細(xì)滑，沉細(xì)脈象，其頻率分別為20.5%，13.5%，10.3%。另外，患者的中醫(yī)辨證主證主要是氣陰兩虛證和肝腎陰虛證，其頻率分別達(dá)到46.3%，24.4%;中醫(yī)兼證中濕熱證、濕濁證和血瘀證占比較高，其頻率分別為32.6%，29.4%與23%。且由關(guān)聯(lián)規(guī)則分析可以得到中醫(yī)主證和兼證與所對(duì)應(yīng)的舌質(zhì)、舌苔和脈象的關(guān)聯(lián)性的強(qiáng)弱。結(jié)論：頻數(shù)分析法和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析能夠清楚地展示慢性腎臟病的中醫(yī)征候規(guī)律，有助于慢性腎臟病的精準(zhǔn)診斷和個(gè)性化治療。

關(guān)鍵詞 循證醫(yī)學(xué);慢性腎臟病;數(shù)據(jù)挖掘;頻數(shù)分析;關(guān)聯(lián)規(guī)則

Study on Traditional Chinese Medicine Syndromes of Chronic Kidney Disease Based on Data Mining Technique

WANG Yaoqiang，WU Rui，GUAN Chuantao，XIE Zhongyue，CHENG Kunlin，BI Changwei，ZHANG Xin，LUO Dongmei，LI Wenxi

（School of Mathematical Science and Engineering，Anhui University of Technology，Ma′anshan 243002，China）

Abstract Objective：To mine the data of 201 patients with kidney disease from TCM clinical research，and find the TCM symptoms of chronic kidney disease，which can provide an effective reference for the diagnosis and treatment of chronic kidney disease following the principle of evidence-based medicine.Methods：Frequency analysis and association rule analysis were used to analyze the clinical data of 201 patients with nephropathy.Results：The tongue of the patients was mainly red and light red，with frequencies of 39.7% and 33.3%，respectively.The tongue coating was mainly white，white greasy and thin white，with the frequencies of 34%，17.6% and 15% respectively.The pulse was mainly fine，smooth and sinuous，with frequencies of 20.5%，13.5% and 10.3%，respectively.In addition，the main syndromes of TCM syndrome differentiation in patients were qi and yin deficiency syndrome and liver and kidney yin deficiency syndrome，with the frequency of 46.3% and 24.4% respectively.Among the TCM syndromes，dampness and heat syndrome，dampness and turbidity syndrome and blood stasis syndrome were relatively high，accounting for 32.6%，29.4% and 23%，respectively.The correlation between the main syndrome and the concurrent syndrome and the corresponding tongue texture，tongue coating and pulse can be obtained by association rule analysis.Conclusion：Frequency analysis and association rule analysis can clearly demonstrate the Chinese medicine symptom rule of chronic kidney disease，which is helpful for accurate diagnosis and personalized treatment of chronic kidney disease.

Keywords Evidence-based medicine; Chronic kidney disease; Data mining; Frequency analysis; Association rules

中圖分類(lèi)號(hào)：R242文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.24.029

循證醫(yī)學(xué)崛起于20世紀(jì)90年代[1-2]，狹義上的循證醫(yī)學(xué)為循證臨床實(shí)踐，強(qiáng)調(diào)醫(yī)生在臨床工作中應(yīng)依據(jù)最佳的研究證據(jù)[3]，結(jié)合自己的臨床經(jīng)驗(yàn)，醫(yī)療條件及患者的情況與選擇，制定合理的診治方案。廣義上的循證醫(yī)學(xué)是在一切醫(yī)療衛(wèi)生服務(wù)的循證實(shí)踐中，強(qiáng)調(diào)制定宏觀醫(yī)療衛(wèi)生決策時(shí)遵循研究證據(jù)的重要性和必要性[4]。

循證醫(yī)學(xué)不同于傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)。傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)是以經(jīng)驗(yàn)醫(yī)學(xué)為主，即根據(jù)非實(shí)驗(yàn)性的臨床經(jīng)驗(yàn)、臨床資料和對(duì)疾病基礎(chǔ)知識(shí)的理解來(lái)診治患者。而循證醫(yī)學(xué)強(qiáng)調(diào)的是：任何醫(yī)療決策應(yīng)建立在最佳科學(xué)研究證據(jù)的基礎(chǔ)上，以便更好地對(duì)癥下藥，更快的診治好患者。

慢性腎臟?。–hronic Kidney Disease，CKD）是各種腎臟病于急性階段未經(jīng)控制后的共同轉(zhuǎn)歸，它是一種臨床綜合征[5]。目前國(guó)際上公認(rèn)的定義為：腎臟損害≥3個(gè)月，表現(xiàn)下列癥狀之一者：腎臟病理異常和/或尿成分異常（如有血尿、電解質(zhì)異常、PH值異常）和/或影像學(xué)異常;腎小球?yàn)V過(guò)率（GFR）<60 mL（min·1.73 m）≥3個(gè)月，有或無(wú)腎損傷依據(jù)[6，7]。該病的病因病機(jī)十分復(fù)雜，虛實(shí)并見(jiàn)，陰陽(yáng)平衡的失調(diào)和寒熱的錯(cuò)雜等，但以脾腎衰敗為主要病機(jī)，受損臟腑廣泛，以脾腎兩臟為主。濕毒潴留體內(nèi)不能得到及時(shí)的排除是病機(jī)的關(guān)鍵。其基本發(fā)病機(jī)制是由于慢性腎臟病遷延日久，臟腑的功能受到損害而變虛，加之外邪對(duì)機(jī)體的侵入以及飲食勞倦過(guò)度所傷、情志不暢、就醫(yī)時(shí)的誤診誤治，以及各種原因?qū)е录膊≈委煵患皶r(shí)等。

基于中醫(yī)藥在減輕慢性腎臟病患者臨床癥狀體征以及生化指標(biāo)方面的很多優(yōu)勢(shì)，隨著大數(shù)據(jù)時(shí)代的到來(lái)，越來(lái)越多的數(shù)據(jù)挖掘和統(tǒng)計(jì)分析方法被用到慢性腎臟病的中醫(yī)診斷和治療研究中[8-9]。本文將從循證醫(yī)學(xué)的角度，借助數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，通過(guò)分析201例腎病患者臨床數(shù)據(jù)去探索該病的中醫(yī)癥候規(guī)律。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源 數(shù)據(jù)來(lái)源于“國(guó)家人口健康科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)PHDA”（http：//www.ncmi.cn）[10]。數(shù)據(jù)包括201例腎病患者臨床數(shù)據(jù)。具體包括病史摘要、基本信息、西藥、西醫(yī)診斷、中藥方劑、中醫(yī)診斷等信息。

1.2 基本信息

從表1～2可以看出201例腎病患者臨床數(shù)據(jù)的基本信息：男性患者119例，女性患者82例，各占總體的59.2%和40.8%;有頭暈癥狀的患者3例，無(wú)頭暈病狀的患者198例，各占0.015%和0.985%。.

1.3 數(shù)據(jù)挖掘方法

首先，采用頻數(shù)分析法分析慢性腎臟病的中醫(yī)辨證分型、舌象及脈象的統(tǒng)計(jì)學(xué)規(guī)律。把患者的證型、舌象和脈象的分布情況在柱狀圖上展示出來(lái)，這樣可以直觀地觀察并找到每種分布中頻率最大的幾種情況，為慢性腎臟病的診斷和治療提供一些參考依據(jù)。

其次，分析了解每種證型在患者中發(fā)生的頻率，運(yùn)用關(guān)聯(lián)規(guī)則，把癥狀與舌質(zhì)、舌苔及脈象關(guān)聯(lián)起來(lái)，得到患者普遍出現(xiàn)某種癥型的可能性。患者在就診時(shí)，醫(yī)生可將患者出現(xiàn)的癥狀與其舌象、脈象相關(guān)聯(lián)，結(jié)合自己的經(jīng)驗(yàn)，在遵循循證醫(yī)學(xué)原則的基礎(chǔ)上，推斷出患者患慢性腎臟的可能性，并在此基礎(chǔ)上對(duì)患者進(jìn)行有針對(duì)性的專(zhuān)項(xiàng)檢查從而得出患者是否患慢性腎臟的結(jié)論。

關(guān)聯(lián)規(guī)則分析的模型為：1）項(xiàng)集：組成所以情況的集合。2）關(guān)聯(lián)規(guī)則：一般記為X->Y的形式，X表示先決條件，Y表示相應(yīng)的關(guān)聯(lián)結(jié)果。3）支持度：指所有項(xiàng)集中，同時(shí)發(fā)生X和Y的可能性，數(shù)學(xué)表達(dá)式可表示為：

supp（X=>Y）≡σ（TX∩TY）N=X和Y同時(shí)出現(xiàn)的事務(wù)數(shù)目事務(wù)數(shù)總和

4）置信度：表示關(guān)聯(lián)規(guī)則X-->Y中，發(fā)生X的前提下也出現(xiàn)了Y，為條件概率，其數(shù)學(xué)表達(dá)式為：

conf（X=>Y）≡supp（X=>Y）supp（X）=σ（TX∩TY）σ（TX）

該指標(biāo)可以控制哪些項(xiàng)集為強(qiáng)關(guān)聯(lián)項(xiàng)集，即為發(fā)生X的情況下，有多大概率發(fā)生Y。

2 中醫(yī)癥候診斷標(biāo)準(zhǔn)

參照《慢性腎衰竭的診斷、辨證分型及療效評(píng)定標(biāo)準(zhǔn)》（2006年試行方案）[11]及2002年《中藥新藥臨床研究指導(dǎo)原則》[12]制定[13]。

2.1 中醫(yī)主證

2.1.1 脾肺氣虛證 主癥：乏力，精神差，納呆腹脹，大便泄瀉。次癥：表衛(wèi)不固，泡沫尿。舌淡、苔白，脈沉細(xì)或細(xì)。

2.1.2 肝腎陰虛證 主癥：少氣乏力，大便干結(jié)。次癥：口燥咽干。舌紅，苔黃，脈細(xì)滑或弦細(xì)。

2.1.3 脾腎陽(yáng)虛證 主癥：畏寒肢冷，泛吐清水，腰膝冷痛。次癥：口淡，夜尿頻多或小便清長(zhǎng)。舌淡胖或邊有齒痕，苔白，脈弦細(xì)、沉。

2.1.4 氣陰兩虛證 主證：口干，咽干，目澀，心煩失眠，大便干結(jié)。次證：血虛，如面黃無(wú)華。舌質(zhì)淡白，脈細(xì)弱。

2.1.5 肺腎氣虛證 主證：泡沫尿，口干咽燥，乏力。次證：咽喉腫痛，表衛(wèi)不固。舌質(zhì)暗紅，舌苔白，脈象細(xì)滑。

2.2 中醫(yī)兼證

2.2.1 寒濕證 癥狀：面色發(fā)白、發(fā)青、發(fā)暗;反復(fù)的口腔潰瘍;腹痛。舌質(zhì)淡紅，舌苔白膩，脈細(xì)或滑。

2.2.2 濕熱證 癥狀：口苦，小便澀痛不利，小腹脹滿(mǎn)。舌苔黃膩。

2.2.3 濕濁證 癥狀：腹大脹滿(mǎn)，少尿，大便不爽。舌質(zhì)暗紅，苔白，脈細(xì)沉緩，細(xì)滑。

2.2.4 血瘀證 癥狀：唇甲紫暗，肌膚甲錯(cuò)，肢體麻木。舌質(zhì)紫暗或舌有瘀點(diǎn)、瘀斑，脈澀或細(xì)澀。

2.2.5 外感證 癥狀：心煩失眠，血尿，眩暈，全身酸痛。舌質(zhì)淡紅，苔白，脈沉細(xì)。

3 數(shù)據(jù)分析

3.1 分析指標(biāo) 1）舌質(zhì);2）舌苔;3）脈象;4）中醫(yī)主證;5）中醫(yī)兼證。

3.2 舌象分析

運(yùn)用頻數(shù)分析法對(duì)201例患者就診時(shí)的舌象進(jìn)行分析，其中舌質(zhì)分布情況見(jiàn)表3。對(duì)應(yīng)的頻率分布圖見(jiàn)圖1。

運(yùn)用頻數(shù)分析法對(duì)201例患者的舌苔進(jìn)行分析，舌苔分布情況見(jiàn)表4。

從表3、4及圖1、2知道舌質(zhì)主要是紅和淡紅，其頻率分別為39.7%，33.3%;舌苔主要是白、白膩和薄白，其分別占有的頻率為34%，17.6，15%。從中我們可以看出：患有慢性腎臟病的大部分患者都有紅或淡紅的舌質(zhì)，舌苔為白，白膩或薄白。舌質(zhì)紅提示體內(nèi)有熱像;而舌苔白、白膩說(shuō)明患者有寒證或痰濕或濕困于脾，薄白屬于正常，寒證在體表而未入里。所以患者大多表現(xiàn)為濕熱證。

3.3 脈象分析

運(yùn)用頻數(shù)分析法對(duì)201例患者的脈象進(jìn)行分析，脈象分布情況見(jiàn)表5。

從表3及圖3知，出現(xiàn)細(xì)、細(xì)滑、沉細(xì)脈象的患者占比最多分別為20.5%，13.5%，10.3%，細(xì)脈主病為氣血俱虛及濕證，慢性腎臟病多為沉細(xì)脈。

3.4 中醫(yī)主、兼證分析

3.4.1 中醫(yī)主證分析

運(yùn)用頻數(shù)分析法對(duì)201例患者的中醫(yī)主證進(jìn)行分析。見(jiàn)表6。

從表6及圖3、4知道慢性腎臟病中醫(yī)主證主要是氣陰兩虛證，和肝腎陰虛證，分別達(dá)到46.3%，24.4%。所以慢性腎臟病以虛為主。

3.4.2 中醫(yī)兼證分析

運(yùn)用頻數(shù)分析法對(duì)201例患者的中醫(yī)兼證進(jìn)行分析。見(jiàn)表7。

從表7及圖5知道濕熱證，濕濁證，血瘀證占比最高，分別為32.6%，29.4%，23%，由此可知慢性腎臟病的病性以濕熱，濕濁為主，血瘀次之。

4 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析

將舌質(zhì)、舌苔、脈象的信息分別與中醫(yī)主證、中醫(yī)兼證的信息相關(guān)聯(lián)，用R軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)分析。最小支持度閾值取1%，最小置信度閾值取80%。

利用R軟件我們可以得到11條與中醫(yī)主證相關(guān)聯(lián)的規(guī)則，由這些關(guān)聯(lián)規(guī)則我們可以畫(huà)出導(dǎo)向圖圖6。分析結(jié)果顯示：所得關(guān)聯(lián)規(guī)則置信度基本上都達(dá)到100%，支持度都在1.5%附近。其中舌質(zhì)、舌苔或者脈象只要出現(xiàn){淡暗}、{淡紅，有齒痕}、{薄膩}、{少}、{少，細(xì)}、{薄黃膩，淡紅}、{紅，弦}、{薄白，細(xì)弱}、{淡紅，細(xì)弱}等組合中的一組就可說(shuō)明該患者患有氣陰兩虛證，而出現(xiàn){白，紅，滑}的癥狀說(shuō)明該患者患肝腎陰虛證。它們的支持度都在2%附近，置信度都是100%。只有{細(xì)弦}=>{氣陰兩虛證}的支持度為2.63%，置信度為80%。因此我們可以相信患者在出現(xiàn)這些癥狀后大部分是氣陰兩虛證或者肝腎陰虛證。由圖6知道，和氣陰兩虛證關(guān)聯(lián)的癥狀組合最多，和肝腎陰虛證相關(guān)聯(lián)的癥狀組合只有一個(gè)，這從側(cè)面印證了患有氣陰兩虛證的患者居多。

同樣地，我們可以得到舌質(zhì)、舌苔及脈象與中醫(yī)兼證的關(guān)聯(lián)規(guī)則有15條，它們與中醫(yī)兼證關(guān)聯(lián)結(jié)果的導(dǎo)向見(jiàn)圖7。分析結(jié)果顯示，它們的支持度大部分是1%，置信度都是100%。特別的有{薄白，淡紅}=>{濕濁證}的支持度是3%，置信度為85.71%;{沉}=>{濕濁證}與薄黃膩}=>{濕熱證}的支持度是1.5%，置信度是100%。

從圖7我們還可以了解到：濕熱證，濕濁證，血瘀證這3個(gè)兼證，在中醫(yī)診斷中可以很好地根據(jù)患者的舌質(zhì)、舌苔與脈象進(jìn)行判斷，這與頻數(shù)分析法得到的最高比例幾個(gè)證型是相同的。

由以上分析，我們可以得到如下結(jié)論：舌質(zhì)，舌苔，脈象這些患者體征都與中醫(yī)主證--氣陰兩虛證和肝腎陰虛證，中醫(yī)兼證--濕熱證，濕濁證，血瘀證這些癥候有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性。在中醫(yī)診斷中，醫(yī)生可以結(jié)合這些分析結(jié)論對(duì)慢性腎臟病患者進(jìn)行組合判斷。

5 結(jié)論

本文主要研究了慢性腎臟病患者的證型、舌象以及脈象出現(xiàn)的頻率，以此來(lái)發(fā)現(xiàn)慢性腎臟病患者主要的中醫(yī)主證和兼證，在臨床上盡早發(fā)現(xiàn)患者的確定證型，使患者得到及時(shí)有效的治療。

我們運(yùn)用頻數(shù)分析法得到了舌質(zhì)、舌苔、脈象、中醫(yī)主證以及中醫(yī)兼證在患者中各自占的比例。舌質(zhì)主要癥狀是紅和淡紅，其頻率分別為39.7%，33.3%;舌苔主要癥狀是白、白膩和薄白，其頻率分別為34%，17.6%，15%;脈象主要癥狀是細(xì)，細(xì)滑，沉細(xì)，其頻率分別為20.5%，13.5%，10.3%;慢性腎臟病中醫(yī)主證主要是氣陰兩虛證和肝腎陰虛證，其頻率分別達(dá)到46.3%，24.4%;中醫(yī)兼證主要是濕熱證、濕濁證和血瘀證，其頻率分別為32.6%，29.4%，23%。

運(yùn)用關(guān)聯(lián)規(guī)則分析將舌質(zhì)、舌苔、脈象的信息分別與中醫(yī)主證、中醫(yī)兼證的信息相關(guān)聯(lián)。我們發(fā)現(xiàn)：氣陰兩虛證和肝腎陰虛證這2種中醫(yī)主證，濕熱證、濕濁證和血瘀證這3種中醫(yī)兼證根據(jù)患者的舌質(zhì)，舌苔，脈象這3種體征可以容易的辨別出來(lái)。這與頻數(shù)分析法得到的結(jié)論相類(lèi)似。

2種分析方法結(jié)論的一致性說(shuō)明了：我們慢性腎臟病患者大多具有氣陰兩虛證和肝腎陰虛證中醫(yī)主證和濕熱證、濕濁證和血瘀證中醫(yī)兼證這些癥候的。所以我們?cè)趯?duì)慢性腎臟病患者診治時(shí)可以?xún)?yōu)先依據(jù)舌質(zhì)、舌苔及脈象對(duì)患者進(jìn)行初步判斷，再根據(jù)其他中醫(yī)體征相互應(yīng)證，最后得出精確的慢性腎臟病的中醫(yī)證候診斷，并給出合理的治療方案。

致謝：數(shù)據(jù)來(lái)源于“國(guó)家人口健康科學(xué)數(shù)據(jù)中心數(shù)據(jù)倉(cāng)儲(chǔ)PHDA”（http：//www.ncmi.cn）[10]。感謝為我們提供數(shù)據(jù)支持，數(shù)據(jù)詳細(xì)，真實(shí)可靠，使得分析結(jié)果真實(shí)可信。感謝導(dǎo)師對(duì)我們悉心指導(dǎo)和幫助，感謝課題組的所有伙伴在本次論文中提供的支持。

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（2019-12-09收稿 責(zé)任編輯：徐穎）

基金項(xiàng)目：安徽省自然科學(xué)基金項(xiàng)目（1808085MG220）;安徽省教學(xué)研究項(xiàng)目（2017jyxm1168）;安徽省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)項(xiàng)目（201710360353）作者簡(jiǎn)介：王要強(qiáng)（1998.03—），男，本科，研究方向：數(shù)據(jù)分析與處理，E-mail：1580806003@qq.com通信作者：羅冬梅（1979.04—），女，博士，講師，研究方向：生物統(tǒng)計(jì)，E-mail：3334997@qq.com