基于數(shù)據(jù)挖掘的彌漫性肺間質疾病中醫(yī)證候診斷標準模型研究

基于數(shù)據(jù)挖掘的彌漫性肺間質疾病中醫(yī)證候診斷標準模型研究

肺內質疾?。╥d）是由運動性呼吸困難、肺內塌陷、限制呼吸障礙、擴散功能喪失和低氧血癥癥引起的臨床病理實體。是多種原因引起的急慢性肺部疾病的共同結局,嚴重危害人類健康。目前國內有關本病的中醫(yī)證候診斷尚無統(tǒng)一、規(guī)范、客觀的標準。因此,彌漫性肺間質疾病證候診斷標準研究十分重要,基于數(shù)據(jù)挖掘技術,探索彌漫性肺間質疾病中醫(yī)證候診斷標準模型,適用于中醫(yī)證候診斷標準,方法合理,結果可靠。1數(shù)據(jù)和方法1.1河南東南角麻黃中藥住院病人組織變革所有病例資料來源于2006年1月1日—2008年12月31日河南中醫(yī)學院第一附屬醫(yī)院、江蘇省中醫(yī)院、山東省中醫(yī)院、青島市中醫(yī)院住院病人。1.2病例選擇1.2.1西醫(yī)的診斷臨床診斷為“肺纖維化”、“肺間質纖維化”、“特發(fā)性肺間質纖維化”、“特發(fā)性間質性肺炎”、“彌漫性肺間質疾病”等。1.2.2中醫(yī)診斷診斷為“肺痿”、“肺痹”、“喘病”、“咳嗽”等。1.2.3頂部爆音①具有進行性呼吸困難、干咳,肺部聽診聞及典型或不典型爆裂音;②胸部X線或CT有彌漫性間質性改變;③動脈血氣分析提示PaO2≤80mmHg(1mmHg=0.133kPa)。1.2.4排除標準①無明確中醫(yī)證候分型;②無相應檢查支持彌漫性肺間質疾病診斷者。1.3中醫(yī)證候診斷要素包括一般資料(年齡、性別、民族、婚姻狀況、文化程度、職業(yè)、居住環(huán)境、吸煙史、過敏史等)、既往健康情況和危險因素、病程、誘因、中醫(yī)證候診斷、中醫(yī)證候診斷要素等。1.4數(shù)據(jù)庫設計①編寫《彌漫性肺間質疾病臨床調查表》收集臨床資料,依據(jù)《彌漫性肺間質疾病中醫(yī)證候整理規(guī)范》,將原始資料數(shù)據(jù)量化后錄入計算機,建立彌漫性肺間質疾病中醫(yī)證候研究數(shù)據(jù)庫。②采用使用Epidata3.0版軟件建立彌漫性肺間質疾病臨床調查研究數(shù)據(jù)庫。③運用MATLAB6.5軟件進行編程,基于動態(tài)Kehonen網絡的神經模糊系統(tǒng)模型對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進行學習訓練。首先進行數(shù)據(jù)預處理,通過動態(tài)Kehonen網絡的自動聚類學習訓練完成后,按聚類中心權重作為模糊函數(shù)的中心和寬度,構造模糊規(guī)則集,與訓練后穩(wěn)定Kehonen網絡識別率比較,不斷調整模糊規(guī)則參數(shù),最后獲取模糊知識,自動生成模糊分類規(guī)則,并結合現(xiàn)有的中醫(yī)臨床診斷標準,確定常見證候及其診斷指標體系。2結果2.1測試集的建立臨床數(shù)據(jù)集共有樣本475個,經預處理實際應用450個樣本,每個樣本有110個特征描述癥1,癥2,癥3,……,癥110,其取值為[010],隨即選取350個樣本作為訓練集,100個樣本為測試集,首先對數(shù)據(jù)進行歸一化處理,其取值轉化為[01]。2.2基于臨床數(shù)據(jù)的永久性肺實質疾病的常見診斷模式建設2.2.1動態(tài)學習的結果采用該方法獲得的神經網絡模型的動態(tài)層有19個神經元組成見圖1。2.2.2模糊規(guī)則的建立對測試樣本的正確辨識率為95%。2.2.3臨床數(shù)據(jù)的分類采用該方法獲得19類。見圖2。2.2.4不同濃度ase臨床療效表示如下:(1)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥3is中)and(癥6is中)and(癥7is中)and(癥8is小大)and(癥10is中)and(癥21is中)and(癥23is小大)and(癥29is小大)and(癥40is中)and(癥49is中)and(癥50is小)and(癥51is中)and(癥54is中)and(癥56is中)and(癥57is中)and(癥60is中)and(癥61is中)and(癥64is中)and(癥88is中)and(癥89is中)and(癥107is小大)and(癥119is中)then(Ais1類)(0.78)。(2)If(癥5is小大)and(癥8is中)and(癥19is大大)and(癥20is中)and(癥21is大大)and(癥25is小大)and(癥29is中)and(癥51is小大)and(癥58is中)and(癥74is小大)and(癥75is中)and(癥76is中)and(癥79is中)and(癥89is中)and(癥90is大大)and(癥100is小大)(癥108is小大)then(Ais3類)(0.76)。(3)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥3is中)and(癥8is小大)and(癥19is大大)and(癥20is中)and(癥21is小大)and(癥27is中)and(癥29is小大)and(癥35is中)and(癥50is中)and(癥56is中)and(癥57is中)andand(癥61is小大)and(癥88is小大)and(癥89is中)and(癥107is大大)then(Ais4類)(0.78)。(4)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥8is中)and(癥20is大大)and(癥23is大大)and(癥30is大大)and(癥36is大大)and(癥40is大大)and(癥49is大大)and(癥50is大大)and(癥51is大大)and(癥52is大大)and(癥56is中)and(癥57is小大)and(癥60is小大)and(癥61is中)and(癥88is大大)and(癥89is大大)and(癥90is大大)and(癥107is大大)and(癥108is中)and(癥109is中)then(Ais7類)(0.73)。(5)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥3is中)and(癥5is小大)and(癥6is小大)and(癥8is中)and(癥10is中)and(癥21is中)and(癥22is中)and(癥23is中)and(癥28is小大)and(癥29is小大)and(癥35is中)and(癥36is小大)and(癥37is中)and(癥49is中)and(癥50is中)and(癥51is小大)and(癥52is中)and(癥57is小大)and(癥58is中)and(癥60is中)and(癥61is中)and(癥88is中)and(癥89is小大)and(癥90is小大)and(癥107is小大)and(癥108is中)and(癥109is中)then(Ais8類)(0.72)。2.2.5表1顯示了模糊集和屬函數(shù)的描述參數(shù)2.2.6合型證候的中醫(yī)證候最終獲取19個模糊規(guī)則,通過規(guī)則轉換及設定的證候主次癥標準,大部分辨證為復合型證候,如痰瘀阻肺、肺腎氣虛、肺腎陰虛、血瘀等,依據(jù)前面的中醫(yī)現(xiàn)有辨證標準及常見證候篩選設定,辨證為5個證候:痰濕壅肺證(1類)、痰熱壅肺證(3類)、肺腎氣虛證(7類)、痰瘀阻肺證(13類)、肺腎氣陰兩虛證(17類)等。2.2.7肺氣功虛證基于上述模型進行參數(shù)調整后,對臨床數(shù)據(jù)進行挖掘,獲取19個模糊規(guī)則及相應的模糊子集和參數(shù)。結合上述中醫(yī)證候模型轉換規(guī)則,及中醫(yī)現(xiàn)有的證候診斷標準,最后確定5個常見證候診斷標準。證候中主癥和次癥按權值大小排列如下:(1)肺腎氣虛證:主癥:咳嗽、喘促、痰白、動則喘甚、痰黏稠、舌質紅、痰少。次癥:舌淡、脈細、脈數(shù)、氣短、食欲不振、苔白、神疲乏力、苔薄、舌黯。(2)痰熱壅肺證:主癥:咳嗽、喘促、動則喘甚、胸悶、舌質紅、舌苔黃、脈滑、痰黏稠。次癥:痰白、脈數(shù)、苔膩、痰少、食欲不振、氣短、發(fā)熱、舌黯、苔薄。(3)痰瘀阻肺證:主癥:喘促、動則喘甚、咳嗽、胸悶、舌苔黃、舌黯。次癥:氣短、痰白、舌質紅、脈滑細、舌苔薄、舌苔膩、痰少、痰黏稠、脈沉。(4)肺腎氣陰兩虛證:主癥:喘促、動則喘甚、舌質紅、胸悶、神疲乏力、脈細、脈數(shù)、咳嗽。次癥:舌淡、苔白、食欲不振、發(fā)熱、氣短、苔薄、痰少。(5)痰濕壅肺證:主癥:喘促、痰白、痰黏稠、動則喘甚、胸悶、口唇紫紺。次癥:舌苔干燥、脈浮、痰少、食欲不振、氣短。2.2.8彌漫性肺疾病的常見診斷標準診斷符合率為73.8%。3主要證候的選取彌漫性肺間質疾病屬中醫(yī)“肺痿”、“肺痹”、“喘證”和“咳嗽”等范疇。我們基于多中心臨床調查,采用數(shù)據(jù)挖掘的方法開展研究,以探索中醫(yī)證候分布規(guī)律,為中醫(yī)證候診斷標準的制定提供依據(jù)。證候診斷標準研究是中醫(yī)診療規(guī)范化研究的重要內容之一,方法學的合理運用是研究的關鍵問題。本研究共收集到475份調查表,經預處理實際應用450個樣本,每個樣本有110個特征,隨機選取350個樣本作為訓練集,100個樣本為測試集,對數(shù)據(jù)進行歸一化處理。獲得的神經網絡模型的動態(tài)層有19個神經元組成,最終獲取19個模糊規(guī)則,通過規(guī)則轉換及設定的證候主次癥標準,獲得5個常見證候:痰濕壅肺證、痰熱壅肺證、肺腎氣虛證、痰瘀阻肺證、肺腎氣陰兩虛證等。本研究中,常見證候的選取設定是從Validpercent和聚類系數(shù)確定的。當Validpercent數(shù)值大時,則在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中該證候出現(xiàn)率高。聚類系數(shù)是說明該證候在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中的穩(wěn)定性,穩(wěn)定性越高則該證候在聚類結果中出現(xiàn)的幾率越大。因此,用二者的乘積作為常見證候選取指標,就更能合理地選出說明模型的證候。證候主次癥的劃分或判定方法及依據(jù)是證候診斷標準規(guī)范化研究中的另一個關鍵問題,直接影響到證候標準的準確度和真實度。從臨床數(shù)據(jù)挖掘的結果來看,如果主癥的權值設定為0.4,則一些證候中就會多些主癥,如舌質黯可作為痰瘀阻肺證的主癥較符合臨床實際,但大多證候會出現(xiàn)主癥過多。如果主癥的權值設定為0.6,則一些證候中就會少些主癥,出現(xiàn)主癥過少,通過反復的驗證,當權值設定在0.5時診斷符合率較高。因此,我們對于主次癥的選取進行這樣的設定:當0.5≤wij≤1時,表示對應的屬性即癥狀為主癥。當0.3≤wij<0.5時,表示對應的屬性即癥狀為次癥。具體最優(yōu)選取點有待于進一步研究,可為以后類似研究提供可行的方法。在本次證候研究中,出現(xiàn)了兩個虛證,即肺腎氣虛證和肺腎氣陰兩虛證,但其主次癥中存在實證的癥狀,如肺腎氣虛證中有舌質紅、痰黏稠等,肺腎氣陰兩虛證有脈數(shù)等。此情況與臨床上虛實夾雜較符合。多個證候如肺腎氣虛證、痰熱壅肺證、痰濕壅肺證等的主次癥中出現(xiàn)了舌質黯、發(fā)紺等癥狀,