日常性中醫(yī)療法智能咨詢系統(tǒng)設計思路

施 弘，李云攀，李秀芬，周圓圓，謝秀英

（上海市普陀區(qū)利群醫(yī)院老年科，上海 200333）

日常性中醫(yī)療法指食療、非處方中成藥、中醫(yī)機理設計的保健品、組方安全的單方驗方等應用，是民眾可以自主選擇使用的最普及、便捷、低成本的中醫(yī)藥治療形式，也是臨床西醫(yī)醫(yī)護人員指導患者進行身體調(diào)理的常用方法，對民眾日常的康復保健具有重要意義。由于使用者存在辨證、選擇處方等諸多問題，而且這是一類巨大的個體性的醫(yī)療信息需求，無法通過中醫(yī)醫(yī)生指導滿足，因此在移動互聯(lián)網(wǎng)平臺上建立大眾自助應用的日常性中醫(yī)療法智能咨詢系統(tǒng)，可能成為解決問題的有效途徑?；诖?，本文以2 型糖尿病為例，提出日常性中醫(yī)療法智能咨詢系統(tǒng)的設計方案，現(xiàn)總結如下。

1 系統(tǒng)設計

1.1 輔助辨證決策模型設計 日常性中醫(yī)療法的處方按照應用方式大致可分為對證、對病、對癥三類。癥指患者感覺的不適，一般是單一的癥狀，對癥治療是按照中醫(yī)急則治標原則緩解主要癥狀的治療，如元胡止痛片對疼痛癥狀的治療。病即疾病，分為中醫(yī)疾病診斷和西醫(yī)疾病診斷，由于越來越多的中醫(yī)研究和經(jīng)驗積累都是在西醫(yī)診斷的前提下開展的，因此對病治療主要指西醫(yī)疾病診斷層面的治療，如血脂康膠囊應用于高脂血癥。證即證候，是對機體在疾病發(fā)展過程中某一階段的病理概括，是由一組固定的、具有內(nèi)在聯(lián)系的、可以反映疾病實質(zhì)的癥狀所組成，這組癥狀雖然表現(xiàn)有一定差異，但具有相同的疾病癥狀規(guī)律。對證治療即是對疾病某一證候的治療，對證治療處方體現(xiàn)了中醫(yī)辨證論治的基本原則。以中成藥為例，其絕大部分處方的產(chǎn)生是經(jīng)過中醫(yī)四診合參、辨別證候、確定治則；再根據(jù)中藥材的性味歸經(jīng)、升降沉浮、功效主治等特性按君、臣、佐、使規(guī)則組方，并經(jīng)歷長期實踐、創(chuàng)造總結的有效方案。因此，辨證應用是取得良好治療效果的關鍵。不同于中醫(yī)醫(yī)生可以臨證進行處方的加減，中成藥在應用時，其組成、用量具有相對固定的特點，適用于某一證候的一組患者群體。

在系統(tǒng)中，對病和對癥兩類處方占比很小，其適應癥的直接性使應用設計相對簡單。另外大部分處方則需對證治療，解決中醫(yī)辨證問題對日常性中醫(yī)療法智能咨詢系統(tǒng)至關重要，需要設計輔助辨證決策模型，通過分析患者癥狀規(guī)律特點來辨識不同證候的患者群體，并達到一定的準確性來保證治療效果。

1.2 西醫(yī)診斷 目前，人們普遍適應首先進行西醫(yī)檢查，獲得明確的西醫(yī)診斷，且及時的西醫(yī)檢查可以避免診治延誤。對處于疾病狀態(tài)的用戶而言，以西醫(yī)診斷作為數(shù)據(jù)入口更加直接明了，在合并多種疾病時，可以沿用西醫(yī)分診方式，以主訴癥狀選擇西醫(yī)診斷，如同時患有糖尿病、冠心病者，心悸胸悶癥狀為主則選冠心病，三多一少則選糖尿病。

西醫(yī)診斷下的中醫(yī)辨證研究即病證結合，是現(xiàn)代中醫(yī)學的特征[1]。本系統(tǒng)沿用病證結合的研發(fā)思路，有利于借鑒多年來積累的大量病證結合研究經(jīng)驗，如《中藥新藥臨床指導原則》中病證結合的相關標準，其他還包括現(xiàn)代醫(yī)學實驗室檢測指標與證候及治療效果間相關性分析等。西醫(yī)診斷可提供明確的病理生理環(huán)境，有利于進一步研究中醫(yī)證候的狀態(tài)，并且便于將相關的西醫(yī)理化指標納入診斷依據(jù)。需要指出的是，同一證候在不同西醫(yī)診斷下的表現(xiàn)可能不同。因此，在西醫(yī)診斷下研究總結的辨證相關因素，有助于提高系統(tǒng)辨識證候的準確性。

1.3 辨證信息獲取 不同于中醫(yī)望、聞、問、切獲取患者信息的全面系統(tǒng)、準確細致以及交流描述用語的專業(yè)性，居民自助方式能夠提供給系統(tǒng)的只有自身癥狀的感受以及年齡、性別等個體生理信息。因此，系統(tǒng)問診或癥狀選擇設計應盡可能挖掘患者辨證相關信息，并且要考慮居民的文化水平和認知能力，所涉及醫(yī)學術語需要簡化至普通人能夠理解和感知的水平，另外還應包括輸入的便利性、信息的缺失及容錯、涉及隱私等問題。如對肌膚甲錯的表現(xiàn)多數(shù)使用者存在理解和辨識不清的問題；涉及如陽痿、陰部潮濕瘙癢、月經(jīng)不調(diào)等癥狀往往會出現(xiàn)調(diào)查信息不實，此類信息只能放棄。舌診信息在辨證分析中極其重要，隨著信息技術發(fā)展逐步深入[2]，許多患者都具有舌診意識，系統(tǒng)可通過短視頻指導或舌診圖片幫助患者進行舌診征象選擇，進一步可設計網(wǎng)上智能舌診模塊。

為提高獲取的辨證信息質(zhì)量，系統(tǒng)部分輸入癥狀采用最小化證候內(nèi)涵的癥狀群組設計[3]。對疾病常見主要癥狀表現(xiàn)進行分類，如糖尿病常見口內(nèi)味覺異常、乏力、口干渴等即分為3 個癥狀群組，進而對每個癥狀群組推導歸納出細分癥狀，如口內(nèi)味覺異常反映出相異的證候特征，細分癥狀口苦提示胃熱胃火或肝膽濕熱；口淡提示脾胃虛寒、水濕內(nèi)停；口甜提示脾胃濕熱；口酸提示肝胃不和；口咸提示腎虛、寒水上泛；口膩提示脾胃濕阻；口粘提示濕濁內(nèi)停、痰飲等。據(jù)臨床觀察與文獻研究顯示糖尿病患者以口苦者最多，口粘膩次之，口淡較少，其他則少見。因此輸入的癥狀群組設計為：無異常；口苦；口粘膩；口淡；其他。如對乏力進行輕重程度分級，氣虛證候的輕重程度也可反映出來。由此形成能夠表達病因、病位、病性、病勢、邪正狀態(tài)等辨證要點和最小化證候內(nèi)涵的癥狀群組，使輸入的辨證信息與證候產(chǎn)生高度的關聯(lián)性。

1.4 辨證分型方案 許多臨床專家在研究某一疾病診斷下的中醫(yī)辨證分型時常采用對四診獲取的信息進行聚類分析和主成分分析等方法[4，5]，但由于研究的病例情況、入選因子、聚類方式等多種主觀與客觀因素的差別，造成結論各異。也有專家根據(jù)自身臨床體會進行辨證分型，就糖尿病而言，其辨證分型方案有多種。本系統(tǒng)所獲取的患者自身感知和理解的癥狀信息是不完整、非專業(yè)的，不適用聚類分析等統(tǒng)計學方法進行辨證分型。因此，采用的設計思路是從眾多的糖尿病辨證分型方案中選擇一種闡述宏觀病理病機清晰、分型簡捷、能夠與系統(tǒng)處方的治療功效水平相匹配的方案，通過算法模型建立分型方案與患者自覺癥狀確定關系，應用時使用者選擇癥狀即可達到輔助辨證的目的。本系統(tǒng)采用林蘭教授糖尿病“三型辨證理論”的《中西醫(yī)結合糖尿病診斷標準》（草案），就臨床體會而言，適用于本系統(tǒng)所收集對證治療處方的功效水平。

1.5 輔助辨證決策模型算法設計 算法是表達系統(tǒng)設計思想的方法，是準確與效率的保證，中醫(yī)辨證屬分類研究，常見的分類算法包括樸素貝葉斯、支持向量機、神經(jīng)網(wǎng)絡、K 近鄰、隨機樹林、決策樹等，各有適用場景[6，7]。中醫(yī)辨證論治過程具有復雜的系統(tǒng)工程學特點[8]，從辨證要素看，證候的診斷依據(jù)基于人體感官的患者自覺癥狀和醫(yī)生四診獲取的信息是模糊的、非量化、不確定的；從證的定義看，其概念是疾病發(fā)展到某一階段人體的狀態(tài)，階段可長可短，疾病狀態(tài)與個體體質(zhì)、心理、病因等自身因素和環(huán)境、社會、氣候等外界因素相關而不斷變化，因此證的時間、狀態(tài)定義是模糊的，證的診斷標準難以清晰制定[9]；從中醫(yī)思維特點看，中醫(yī)辨證的邏輯主要以定性的方法運用于辨證過程，形成了取象比類、心悟體會等中醫(yī)傳統(tǒng)的思維方式，是主觀和經(jīng)驗性的[10]。系統(tǒng)需要一種能夠表達辨證信息與證候診斷之間的模糊關系，并且在初期沒有積累足夠的經(jīng)驗和用戶信息情況下，隨時可以進行數(shù)據(jù)回溯，發(fā)現(xiàn)修改設計缺陷的算法。因此，系統(tǒng)選擇以模糊理論與模式識別理論結合形成的多特征模糊模式識別算法，應用于辨證過程中能夠體現(xiàn)出良好的系統(tǒng)柔性處理能力，優(yōu)于其他算法的黑箱過程[11]。

本系統(tǒng)算法模型采用多特征模糊模式識別算法結合自適應偏差權重分配法建立[3]，兩者的作用如下：①多特征模糊模式識別算法應用分為前后兩個層面，前層是疾病的主要證候識別，此階段按方證對應關系輸入處方并進行初步應用；后層是通過效果反饋進行適應癥調(diào)整，為每一個處方尋求更符合臨床癥狀規(guī)律的適用人群，或理解為每個處方尋求一種相匹配的、細分的證候，因為證候是疾病過程中的一個階段，存在輕重緩急的差別，另外可應用于相同證候的處方間也存在作用強度和機理的差別。②自適應偏差權重分配法：各種癥狀在辨證過程中具有不同的權重而影響辯證結果，表現(xiàn)在不同的癥狀對同一證候的權重不同；同一癥狀對于不同證候也存在權重差別。本系統(tǒng)基于癥狀群組中細分癥狀發(fā)生頻率的差別，采用偏差權重法可以客觀表達不同癥狀與各證候分類間復雜的權重分配問題，并且通過應用中的增量病例調(diào)整細分癥狀頻率，動態(tài)影響權重分配，達到各個癥狀群組權重的自適應性調(diào)整，后期隨著樣本數(shù)增加權重值將趨于穩(wěn)定。

2 系統(tǒng)論證設計

論證目的：通過以2 型糖尿病為例的臨床調(diào)查研究，論證輔助辨證決策模型實際應用的可行性，并為實現(xiàn)多種疾病的運行提供技術和經(jīng)驗支持。

病例入選與排除標準：選擇按照現(xiàn)行診斷標準第一診斷為2 型糖尿病的本院成年內(nèi)分泌科住院患者，主要表現(xiàn)糖尿病常見癥狀，神志清楚，能清晰表述自覺癥狀，配合檢查問詢，簽署知情同意書。排除非糖尿病癥狀為主要表現(xiàn)或嚴重器官功能不全的、對糖尿病癥狀或神志有明顯影響的患者。

論證方法：中醫(yī)專家組與輔助辨證組分別進行調(diào)查，中醫(yī)專家組采用《中西醫(yī)結合糖尿病診斷標準》（草案）中的陰虛熱盛、氣陰兩虛、陰陽兩虛三型辨證標準進行主證辨證；輔助辨證組通過移動互聯(lián)調(diào)查網(wǎng)頁（http://hdcafe.com/tnb/）進行癥狀調(diào)查，該網(wǎng)頁后期將建成具有糖尿病監(jiān)測、宣教等多種功能的中西醫(yī)結合應用型網(wǎng)站。

結果分析：每進行100～150例，分析中醫(yī)專家辨證結果與調(diào)查癥狀之間的相關性，數(shù)據(jù)輸入系統(tǒng)，系統(tǒng)進行新病例辨證并與中醫(yī)專家辨證結果進行比較，重復循環(huán)。比較方法：以中醫(yī)專家辨證結果為金標準，對比系統(tǒng)辨證結果，采用定性資料的平行效度檢驗方法，要求Kappa 值和相關系數(shù)>0.4，并進行一致性假設檢驗具有正相關性；或系統(tǒng)與專家辨證結果符合率達到70%以上。未達標前隨時進行數(shù)據(jù)回溯，修改調(diào)查癥狀設計，過程見圖1。

圖1 輔助辨證決策模型論證思路

3 系統(tǒng)優(yōu)化設計

3.1 優(yōu)化方案 實現(xiàn)處方最佳療效是系統(tǒng)的設計目標，需要進行持續(xù)優(yōu)化，思路如下：①隨著系統(tǒng)運行達到一定條件后，應用神經(jīng)網(wǎng)絡、支持向量機等算法另建模型，以對比、融合方式進行算法進化，避免單一算法缺陷；②計算機的結構能夠勝任多元化、多維度、復雜數(shù)據(jù)間的關聯(lián)分析，在應用中不斷導入新的可能與辨證相關的因素，通過關聯(lián)規(guī)則算法等數(shù)據(jù)挖掘方法進行多因素關聯(lián)計算，分析與處方療效間的相關性，篩選新的辨證相關因子，逐步實現(xiàn)大數(shù)據(jù)辨證；③系統(tǒng)是依據(jù)證方對應原則實現(xiàn)處方的初始應用，隨著增量病例應用后的效果反饋調(diào)整，逐步優(yōu)化至最優(yōu)適用證候，見圖2。

圖2 系統(tǒng)優(yōu)化設計

3.2 療效評估 參考《證候類中藥新藥臨床研究技術指導原則》有關證候療效評價指標，如“患者報告結局指標”等作為處方療效評估方法[12]，設計以使用者主訴自覺癥狀變化的反饋信息作為療效判斷標準，反饋信息由描述性評論和療效等級評估兩部分組成。據(jù)此設計系統(tǒng)證候療效反饋修正模塊，可以在持續(xù)應用中通過用戶效果反饋信息進行處方適用證候調(diào)整，消除輸入數(shù)據(jù)中中醫(yī)專家辨證錯誤引起的誤差。

4 總結

本文主要總結日常性中醫(yī)療法智能咨詢系統(tǒng)設計中有關數(shù)據(jù)入口、醫(yī)理設計、系統(tǒng)優(yōu)化以及實施方式等方面的構建思路，以期借助高速發(fā)展的互聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、人工智能技術，對中醫(yī)藥寶庫進行充分開發(fā)利用，最大限度發(fā)掘中醫(yī)藥的治療功效，尤其是與百姓日常生活息息相關的養(yǎng)生保健類方法。