淺論基于方劑數(shù)據(jù)挖掘的疾病與證候要素關(guān)系研究

1、淺論基于方劑數(shù)據(jù)挖掘的疾病與證候要素關(guān)系研究                 作者：張帆,任廷革,劉曉峰,孫 燕,湯爾群【關(guān)鍵詞】  中醫(yī)方劑數(shù)據(jù)庫;證候要素;數(shù)據(jù)挖掘有研究者提出“證候要素”的概念1,認(rèn)為證候要素是指辨證所要認(rèn)識和確定的病位和病性,是通過對證候的辨識而確定的病理本質(zhì),是構(gòu)成“證”的基本要素。病位證候要素包括心、心神(腦)、肺、脾、肝、腎、胃、膽、小腸、大腸、膀胱、胞宮、精室、咽喉、口齒、鼻、耳、目、肌膚、筋骨、經(jīng)絡(luò)、胸

2、膈等。病性證候要素包括傳統(tǒng)意義上的病因和病機(jī),如風(fēng)、寒、暑、濕、燥、火(熱)、膿、痰、飲、水停、食積、蟲積、氣滯、氣逆、氣閉、血瘀、血熱、血寒、氣虛、氣陷、氣不固、氣脫、血虛、陰虛、亡陰、陽虛、亡陽、陽亢、陽浮、津虧、精虧等。盡管對證候要素的界定有多種不盡相同的意見,但有一點(diǎn)是一致的,即證候要素反映了證候的特征和本質(zhì)。因此,研究疾病的證候要素分布規(guī)律,有重要的學(xué)術(shù)和臨床意義,現(xiàn)將本研究方案敘述如下。1 研究方法古代方劑文獻(xiàn)記載了大量的傳世方劑,其中大多數(shù)是驗(yàn)之有效的。在這些方劑文獻(xiàn)中,有與方劑相關(guān)的病名、病因、病機(jī)、病位和臨床表現(xiàn)的描述,蘊(yùn)含了豐富的醫(yī)理信息。本研究以中醫(yī)方劑數(shù)據(jù)庫系統(tǒng)(下簡稱

3、“方劑庫”)為平臺。方劑庫是“中醫(yī)藥基礎(chǔ)數(shù)據(jù)庫”中的一個子系統(tǒng),實(shí)現(xiàn)了中醫(yī)古代方劑文獻(xiàn)信息的高度結(jié)構(gòu)化存儲,可用主題詞和關(guān)鍵詞進(jìn)行查詢,并可對查詢結(jié)果進(jìn)行統(tǒng)計和關(guān)系分析,實(shí)現(xiàn)了基于頻次的數(shù)據(jù)挖掘。由此來釋放中醫(yī)方劑文獻(xiàn)所蘊(yùn)涵的信息,為我們的研究提供技術(shù)支持。1.1 方劑庫數(shù)據(jù)的分布特點(diǎn)方劑庫共收錄了由先秦到民國73種書籍中記載的共計92 102條方劑文獻(xiàn),這些文獻(xiàn)覆蓋了歷史上的絕大部分的經(jīng)典方書,年代跨度在2 000年以上。方劑庫數(shù)據(jù)的分布有2個特點(diǎn)：首先是公元960年(宋元年)以前的方劑文獻(xiàn),采取拉網(wǎng)式過篩的方案,對國內(nèi)有記載的所有方劑進(jìn)行采集存儲,使這1 000多年的病證信息從方劑的層面得

4、到全面的釋放;其次是參考中國醫(yī)學(xué)史、中醫(yī)各家學(xué)說、中國古代主要醫(yī)家現(xiàn)存著作大系表等文獻(xiàn),對公元960-1919年期間的文獻(xiàn)進(jìn)行篩選,其原則是讓各個朝代都有文獻(xiàn)被采集,主要涉及影響較大的方書、臨證各科典籍等文獻(xiàn)。由于上述這2個特點(diǎn),本研究在數(shù)據(jù)上具有了較好的代表性。1.2 方劑數(shù)據(jù)的預(yù)處理要讓基于數(shù)據(jù)庫的系統(tǒng)挖掘功能發(fā)揮作用,首先要讓數(shù)據(jù)高度結(jié)構(gòu)化。為此,我們研制了數(shù)據(jù)采集系統(tǒng),這個系統(tǒng)的任務(wù)是完成非結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(文本數(shù)據(jù))向結(jié)構(gòu)化數(shù)據(jù)(解析數(shù)據(jù))的轉(zhuǎn)換,同時為數(shù)據(jù)的一致化維護(hù)(主題標(biāo)引)提供軟件環(huán)境。其意義在于使數(shù)據(jù)在具備結(jié)構(gòu)化(語法)的基礎(chǔ)上,在“中醫(yī)藥主題詞表”的幫助下,在不改變文獻(xiàn)原義的準(zhǔn)

5、則指導(dǎo)下,盡可能實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)語義上的一致。我們制定了嚴(yán)格的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)解析細(xì)則和數(shù)據(jù)標(biāo)引操作規(guī)范,標(biāo)引的內(nèi)容包括方劑組成、功效、主治病證、癥狀體征、病因、病機(jī)、病位、發(fā)病特征等內(nèi)容,目前在方劑庫的數(shù)據(jù)中至少有66 204條方劑記錄滿足挖掘需求。1.3 方劑庫系統(tǒng)的挖掘功能方劑庫系統(tǒng)提供了一個可以在局域網(wǎng)和互聯(lián)網(wǎng)上使用的中醫(yī)方劑文獻(xiàn)信息的共享平臺,該數(shù)據(jù)庫具有檢索、統(tǒng)計分析和歸類集合功能。方劑庫檢索功能包括：支持多種檢索方式,既可以用自由詞檢索,也可用主題詞檢索;滿足多條件組合檢索等方式,可實(shí)現(xiàn)較復(fù)雜的邏輯查詢;設(shè)置有二次查詢(在結(jié)果中篩選)功能,以減少查詢結(jié)果的“噪音”。方劑庫統(tǒng)計分析功能包括：對查詢

6、所得方劑記錄的種種屬性進(jìn)行頻次統(tǒng)計和關(guān)系分析,如限定某種“病名”,分析病機(jī)、病位的情況,或限定某種“病位”,分析癥狀體征的情況等;可對統(tǒng)計出的數(shù)據(jù)進(jìn)行歸類集合,該功能是依據(jù)“中醫(yī)藥學(xué)主題詞表”的結(jié)構(gòu)進(jìn)行的,可實(shí)現(xiàn)符合中醫(yī)學(xué)知識結(jié)構(gòu)的歸類分析。1.4 分析對象和目標(biāo)的設(shè)計本研究選取方劑文獻(xiàn)中出現(xiàn)頻率較高的咳嗽、嘔吐、中風(fēng)、腹痛、泄瀉、水腫、抑郁癥和消渴等8種疾病作為研究對象;對病位、病機(jī)、病因3類證候要素各選2種,以便進(jìn)行比較,病位選擇“肺”和“腎”,病機(jī)選擇“氣虛”和“陰虛”,病因選擇“寒邪”和“濕邪”。利用系統(tǒng)的數(shù)據(jù)挖掘功能,對上述選擇的文獻(xiàn)數(shù)據(jù)分別進(jìn)行縱向、橫向分析和不同歷史階段的分析?？v

7、向分析：以數(shù)據(jù)庫中符合挖掘條件的全部記錄為分析對象,以“病名”為切入點(diǎn),分別統(tǒng)計病位、病機(jī)、病因等證候要素分布規(guī)律;橫向分析：以方劑庫中符合挖掘條件的全部記錄為分析對象,以病位、病機(jī)、病因?yàn)榍腥朦c(diǎn),分別對其涉及的疾病進(jìn)行統(tǒng)計;不同歷史階段的比較分析：選取某一病種為切入點(diǎn),分別取公元960年前后2個歷史時期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,對該病種在不同歷史階段的病位、病機(jī)、病因進(jìn)行比較。         2 結(jié)果2.1 縱向分析以方劑庫全部的方劑記錄為調(diào)研對象,檢索病名為咳嗽、嘔吐、中風(fēng)、腹痛、泄瀉、水腫、抑郁癥、消渴等8種疾病的記

8、錄,分別對其病位、病機(jī)和病因進(jìn)行統(tǒng)計?？人圆∥怀霈F(xiàn)頻率最高是肺;嘔吐病位出現(xiàn)頻率最高的是胃、脾;中風(fēng)病位出現(xiàn)頻率最高的是心、肝、腎;腹痛病位出現(xiàn)頻率最高的是脾、胃、肝;泄瀉病位出現(xiàn)頻率最高的是脾、胃;水腫病位出現(xiàn)頻率最高的是脾;抑郁癥病位出現(xiàn)頻率最高的是肺、心、胃;消渴病位出現(xiàn)頻率最高的是腎、心。咳嗽病機(jī)出現(xiàn)頻率最高是肺傷;嘔吐病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是風(fēng)邪致病、寒邪致病、氣虛;中風(fēng)病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是風(fēng)邪致病、氣虛、血虛;腹痛病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是寒邪致病、氣滯;泄瀉病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是寒邪致病、氣虛;水腫病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是水飲致病、氣虛、氣滯;抑郁癥病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是寒邪致病、氣滯、熱邪致病;

9、消渴病機(jī)出現(xiàn)頻率最高的是熱邪致病?？人圆∫虺霈F(xiàn)頻率最高是寒邪、熱邪、痰;嘔吐病因出現(xiàn)頻率最高的是寒邪、熱邪、食傷;中風(fēng)病因出現(xiàn)頻率最高的是風(fēng)邪;腹痛病因出現(xiàn)頻率最高的是寒邪、食傷;泄瀉病因出現(xiàn)頻率最高的是寒邪、食傷;水腫病因出現(xiàn)頻率最高的是寒邪、風(fēng)邪;抑郁癥病因出現(xiàn)頻率最高的是寒邪、情志傷;消渴病因出現(xiàn)頻率最高的是熱邪、勞傷。具體以咳嗽數(shù)據(jù)為例(見表1),限于篇幅只取序列前5位。表1 咳嗽病位、病機(jī)、病因分析示例2.2 橫向分析分析方法：以方劑庫全部的方劑記錄為調(diào)研對象,分別以病位“肺”、“腎”,病機(jī)“氣虛”、“陰虛”,病因“寒邪”、“濕邪”為檢索條件,對其病種進(jìn)行統(tǒng)計和病系歸類進(jìn)行集合。肺：

10、病種分布以咳嗽、喘出現(xiàn)頻率最高;病系歸類,呼吸疾病占55.1%,運(yùn)化疾病占8.8%,氣血津液疾病占6.0%。腎：病種分布以腰痛、腹痛、虛損等出現(xiàn)頻率在前;病系歸類,肌骨骼疾病占18.7%,運(yùn)化疾病占18.1%,泌尿及男性生殖疾病占16.3%。氣虛：病種分布以泄瀉、嘔吐、虛勞等出現(xiàn)頻率在前;病系歸類,運(yùn)化疾病占26.3%,婦人疾病占13.6%,神志及腦疾病占9.7%。陰虛：病種分布以虛勞、消渴、陽痿等出現(xiàn)頻率在前;病系歸類,虛勞占17.2%,外感熱病占10.8%,泌尿及男性生殖疾病占10.8%。寒邪：病種分布以傷寒、腹痛、咳嗽等出現(xiàn)頻率在前;病系歸類,外感熱病占33.5%,運(yùn)化疾病占22.9%,

11、肌骨骼疾病占7.3%。濕邪：病種分布以惡瘡、濕癬、泄瀉、水腫等出現(xiàn)頻率在前;病系歸類,肌骨骼疾病占26.0%,運(yùn)化疾病占16.8%,皮膚疾病占12.5%。2.3 疾病在不同歷史階段的比較對同一疾病在不同歷史階段的病位、病機(jī)、病因進(jìn)行比較,調(diào)研該病的發(fā)展變化情況。以咳嗽為例,分別取公元960年以前和公元960年以后2個歷史時期的數(shù)據(jù)進(jìn)行分析,其結(jié)果顯示：在不同歷史時期,咳嗽在病位、病因上沒有明顯區(qū)別,在病機(jī)上略有差異,公元960年以前的病機(jī)前5位分別為：肺傷、氣逆、風(fēng)邪致病、寒邪致病、痰瘀,公元960年以后的病機(jī)前5位分別為：肺傷、寒邪致病、氣逆、痰瘀、風(fēng)邪致病。兩者相比較,前5位病機(jī)內(nèi)容上完全

12、相同,第1位病機(jī)也相同,都是“肺傷”,僅25位的排序上略有不同。3 討論從分析結(jié)果來看,可以得出以下幾點(diǎn)結(jié)論：每種疾病都涉及多個證候要素,通過數(shù)據(jù)庫的數(shù)據(jù)挖掘,可以將這些證候要素提取出來。不同疾病的病位、病機(jī)、病因等證候要素,呈現(xiàn)出不同的分布規(guī)律,反之亦然,并且這種分布規(guī)律在不同歷史時期并無明顯變化。由此,從古代文獻(xiàn)記載的情況來看,證候要素是客觀存在的。實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)顯示出大多數(shù)分析結(jié)果與現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)理論及臨床認(rèn)識相吻合,但也有一些不同,如抑郁癥的病位分析結(jié)果主要在“肺”,這與今人多從“肝”治的認(rèn)識不同。這有可能是疾病在歷史長河中發(fā)生了變化,其發(fā)病特點(diǎn)隨人們生活環(huán)境的變遷而有所改變。但是這樣挖掘的結(jié)果提示我們,古人治療抑郁癥較重視和“肺”的關(guān)系,若用于臨床或許會收到較好的效果。分析古代方劑文獻(xiàn),醫(yī)家很可能只記載了其認(rèn)為較重要的病證信息,而將次要的或無關(guān)緊要的信息有意地省略,這種情況并不影響統(tǒng)計分析的結(jié)果,甚至可能更貼近醫(yī)家的原意,更能夠準(zhǔn)確反映文獻(xiàn)所包含的重要信息。方劑庫收錄的都是古代文獻(xiàn),這些文獻(xiàn)對證候要素的記載往往不夠完整,有些文獻(xiàn)缺少病機(jī)的記載,有些文獻(xiàn)缺少病因的記載,有些文獻(xiàn)缺少病位的記載,因此數(shù)據(jù)的完整性受到歷史的局限,這有可能影響到分析的結(jié)果。綜上所述,本研究應(yīng)用