基于“辨證元”模型的辨證系統診斷準確率影響因素探討

孫曉生，江啟煜

（廣州中醫藥大學，廣東 廣州 510405）

“辨證元”模型[1]是一種基于證素辨證體系[2]的新型辨證計量診斷模型，它將若干個辨證因子（癥狀﹑體征或舌脈）組成一個能夠代表證型診斷性質（病位與病性）的辨證單元，并以辨證元為最小的運算單元進行證型的計量診斷。朱文鋒等認為，辨證分析的過程是確定其病位和病性等病理本質——證素，并作出證名診斷的思維認識過程[2]。其認為臟腑辨證﹑六經辨證等所有的辨證過程均可以概括為辨病位和病性兩大證侯要素，任何一種證型都能通過不同的證侯要素（病位﹑病性等）組合而確定[2]。其中病位證素包括心、神[腦]、肺、脾、肝、腎、胃等 19項，病性證素包括 (外)風、寒、暑、濕、血虛、陰虛、亡陰、陽虛等31項[3]。即任何一種證型都能運用一組證素屬性值（病位﹑病性等的值）來確定。由于每一個辨證因子都能體現一定的證素屬性值，如果若干個辨證因子組合起來，使得它們的證素屬性值互相補充，完全滿足某證型的所有證素屬性值，它們組合起來能夠反映該證型的病理狀態，即認為這群辨證因子構成了該證型的一個辨證單元，即辨證元[1]。基于“辨證元”模型現已成功研制出“紅棉一號”計算機智能辨證系統，該系統并非“專家系統”，無需依賴臨床病案或專家知識構建診斷知識庫，它能夠直接架構于標準化的中醫知識體系（例如《中醫診斷學》教材）。本文闡述使用“紅棉一號”對教材樣本和臨床樣本的測試效果，并嘗試探討影響“辨證元”模型準確性的因素，以進一步改進和完善該模型和“紅棉一號”。

1 資料與方法

1.1 研究對象

測試的臨床樣本為隨機抽取的共850例診斷結果屬于臟腑證型的臨床病案，它們分別來源于廣州中醫藥大學第一附屬醫院﹑深圳市中醫院﹑深圳市寶安中醫院﹑順德中西醫結合醫院，樣本時間跨度為2006年3月至2009年1月，涵蓋疾病中醫病種達48種，西醫病種達326種，疾病范疇跨度為內科所有系統，證型跨度為所有臟腑證型。臨床樣本的證型分布如表1所示。

表1 臨床樣本的證型分布（例，%）

1.2 研究方法

1.2.1 準確性描述指標 準確性描述指標包括：可信系數﹑區分系數﹑證解系數﹑吻合率﹑準確率。“紅棉一號”使用“可信系數”與“區分系數”描述辨證結果的準確性，當系統辨證分析完畢時，這兩個系數將在系統主界面的底部顯示以供用戶參考，“可信系數”表示辨證結果的絕對準確性，它體現疾病證侯的“典型性”；“區分系數”表示辨證結果的相對準確性，它體現疾病證型的“單純性”。當“區分系數”低于一定的閾值時，系統會同時顯示主證型﹑次證型，甚至第三證型，以提醒用戶當前輸入的辨證因子群可同時辨證為多個證型。“可信系數”與辨證因子群的離散程度呈負相關，與辨證元群的最高權值及獨立辨證因子群的總權值呈正相關；“區分系數”與結果證型之間的區分程度呈正相關。設辨證因子群構成不同證型的辨證元個數為n，主證型的辨證總權值為sa，次證型（如果存在，并且不是主證型的父證型）的辨證總權值為sb，第三證型（如果存在，并且不是主證型和次證型的父證型）的辨證總權值為sc，則辨證因子群的離散程度為1/(1+e-n)(n≥1)，則證型之間的區分程度分別為﹑。當辨證因子群的離散程度低于一定的閾值，并且結果證型之間的區分程度高于一定的閾值時，本系統認為結果具有可信性才繼續進行辨證分析。證解系數是系統診斷出的證型數量，取值通常為1～3（主證型﹑次證型﹑第三證型），當各種原因導致系統無法辨證時，證解系數為零。

吻合率是指所有樣本中“紅棉一號”診斷的主證型與原病案一致的比例；所有病案經過我校中醫診斷學和中醫內科學專家的二次復核，如果認同“紅棉一號”辨證結果中判定的主證型，則認為系統辨證結果準確，否則認為系統辨證結果不準確，準確率是指本系統辨證結果準確的比例。當證解系數大于1且區分系數較低時，系統辨證結果不準確可能是相對的，因為此時病案樣本的正確診斷結果可能不在系統診斷的主證型中，而在次證型或第三證型中。

1.2.2 測試與統計 本測試方法統一使用“紅棉一號”的直接辨證模式，將病案樣本的辨證因子（癥狀﹑體征﹑舌脈等）直接輸入系統使其進行全自動的辨證分析。“首要癥狀”等加選參數選項均不作選擇，即設置為空值；設置辨證閾值等于1（系統默認值）；設置證型區分閾值等于0.1（系統默認值）；其余用戶參數均為系統默認值。系統分析完畢后將其辨證結果保存至數據庫，并使用SPSS 13.0進行統計分析。

2 結果

2.1 樣本吻合率與準確率總體情況

在4個測試的醫療機構臨床樣本中，與原病案診斷結果的吻合率均在90%以上，其中最高為順德中西醫結合醫院，吻合率達96.0%，最低是深圳市保安中醫院，吻合率為91.5%。經過我校中醫診斷學和中醫內科學專家的二次復核，確認樣本總體準確率高達95.1%，其中最高為深圳市中醫院，樣本準確率高達96.5%。可信系數總體平均值為4.89，在可信系數區間頻數比例中，僅有1.3%的樣本可信系數小于1，在此情況下表明辨證信息不足，導致系統無法辨證。區分系數總體平均值為9.19，區分系數大于1的頻數比例占90%以上，表明系統對非合適證型具有良好的“排除性”。在總體樣本中，證解系數等于1的比例在95%以上，表明對于大部分的樣本，系統都僅有一個證型解；對于少數的樣本，系統出現了兩個或三個證型解，即除主證型外，還有次證型甚至第三證型。見表2。

2.2 系統辨證結果與病案樣本診斷結果不吻合原因

系統辨證結果與原病案樣本診斷結果不吻合的原因分布如表3所示，其中以系統辨證錯誤為主要原因，占樣本總體的4.9%；原病案辨證錯誤 （誤診）占的比例為0.7%；其它原因主要是指原病案診斷證型術語不規范，但尚不算辨證錯誤的情況，占樣本總體的0.9%。在順德中西醫結合醫院組，原病案與系統對某個樣本同時辨證錯誤，并具有相同辨證結果，因此該組樣本的系統辨證錯誤率高于非吻合率。

2.3 系統辨證失誤原因

系統辨證不準確原因統計數據如表4所示，總體樣本誤判率為4.9%。導致系統辨證不準確的原因包括可信系數低于系統閾值﹑區分系數低于系統閾值以及其它原因，它們分別占總體樣本的2.2%﹑2.3%﹑0.3%。系統辨證不準確的主要原因是可信系數低于系統閾值與區分系數低于系統閾值，前者由于辨證信息不足使系統無法辨證；后者由于輸入的證侯群可同時辨證為多個證型，并且正確的證型不在判定的主證型中所致，但并不代表不可能在次證型或第三證型中，因此此時系統的辨證結果錯誤具有相對性。

表2 樣本吻合率與準確率總體情況

表3 系統辨證結果與病案樣本診斷結果不吻合原因 （%，例）

表4 系統辨證失誤原因（%，例）

3 討論

3.1 非吻合性原因分析

3.1.1 系統自身辨證錯誤 在總體和各組樣本中，系統自身辨證錯誤均為診斷結果與原病案不吻合的主要原因，此情況通常出現于原病案辨證準確而系統辨證錯誤。系統自身辨證錯誤主要包括證型多義性導致主證型不準確﹑辨證信息不足導致系統無法辨證﹑以及診斷結果超出系統工作范圍等。中醫辨證是一個復雜的巨系統[4]，其復雜性主要來源于系統的開放性和規模性﹑系統結構的多層次性﹑系統組成關系的多樣性和非線性﹑系統的有限理性﹑非理性和不確定性﹑系統的涌現性以及系統的動態變化等[5]。在系統組成關系多樣性的情況下，輸入的證侯群可能同時辨證為多個證型，使系統判定的主證型難以把握。系統的有限理性決定了系統辨證域的有限性，系統的不確定性導致系統的辨證敏感性與辨證準確率矛盾，為保證系統的準確率，當辨證信息不足時，可信系數低于判定閾值，系統將會中斷分析過程。

3.1.2 原病案辨證錯誤 中醫辨證就是辨別疾病的證候，對人體生理、病理及其規律進行認識，對癥狀和體征進行綜合分析、推理、判斷，求得對疾病本質的認識[6]。這個認識過程由醫療人員的眼、耳、口、鼻、手等感覺器官，反射到大腦、思維這樣一系列的心理活動；是模糊性的也是形象思維的表現形式；模糊性是中醫的重要特點，也是正確把握疾病及其發展的重要方法[7]。臨床辨證失誤的主要原因包括辨病失誤﹑四診不詳﹑錯辨假象﹑以西醫診斷為依據等[8]。在總體樣本中，原病案辨證失誤的雖然僅占0.7%，但表明在復雜的中醫系統中，辨證錯誤在人工辨證和機器辨證中都是難以避免的。

3.1.3 臨床證型術語不規范 臨床證型術語不規范是除上述原因外導致系統與原病案診斷不吻合的其它原因。中醫作為一門科學，其研究對象“證”的涵義必須是明確和肯定的。只有在明確的規范證候(名)基礎上，才可以建立規范的診斷標準和療效判定標準[9]。中西醫學理論的交貫滲透、相互溝通，使當前中醫診斷存在混亂，缺乏權威性。病證規范化還存在病、證、癥等基本概念未完全統一的問題[10]。例如某病案樣本中診斷為水腫病，證型為“脾腎兩虛”，但根據《中醫診斷學》[11]臟腑辨證部分和《中醫內科學》[12]水腫病證型，并沒有“脾腎兩虛”的證型，只有“脾陽虛”﹑“腎陽虛”或“脾腎陽虛”證型。中醫診斷術語豐富多彩，但并不規范，阻礙了中醫標準化的發展和統一。

3.2 系統辨證失誤原因分析

3.2.1 證型多義性 當區分系數低于一定的區分閾值時，表明輸入的證侯群能同時辨證為多個證型，即判定的證型具有多義性。由于此時主證型﹑次證型﹑第三證型之間的區分程度較低，這些證型對輸入的證侯群幾乎具有相同的代表性和對應性，只要這3個判定的證型中出現一個專家判定的標準證型診斷結果，系統即在相對意義上判定準確。但由于統計時是以主證型是否準確為界定條件，因此仍將此部分樣本歸類于系統誤判。如表4所示，區分系數低于系統閾值的樣本占總體的2.3%，其中系統辨證為2個證型和3個證型的頻數比率分別占1.6%和0.7%，在4組樣本中，次證型與第三證型辨證準確比率之和均等于區分系數低于系統閾值的比率，表明系統在次證型或第三證型給出了正確的診斷結果，在相對意義上判定準確。按此計算，“紅棉一號”的總體準確率將高達97.4%。

3.2.2 辨證信息不足 當證侯信息輸入不足時，辨證因子無法構成任何一個證型的辨證元，辨證因子群的可信系數將會低于系統閾值，系統無法辨證。例如證侯群為“失眠﹑潮熱﹑舌紅少苔﹑脈細數”，此辨證因子群可辨證為“心陰虛﹑肝陰虛﹑肝陽上亢﹑腎陰虛﹑心腎不交﹑肝腎陰虛”等證型，僅能判斷為陰虛之象，不能確定病位，無法構成辨證元。但若在“紅棉一號”中加選“首要癥狀”這個參數，將其選擇為“失眠”,系統即能準確辨證為“心陰虛”。

3.2.3 證型超出辨證域 證型超出系統辨證域是除上述原因外導致系統辨證失誤的其它原因。“紅棉一號”的辨證知識理論以《中醫診斷學》中的臟腑證型為基礎，系統辨證域中的證名和辨證范圍取決于其標準的臟腑證型。由于《中醫內科學》與《中醫診斷學》在某些證型的命名和分類上尚存在一定差別，而且《中醫內科學》的辨證思維是先辨病然后辨證，先定病名然后再分證型，《中醫診斷學》辨證思維以辨證為主，無須辨病。因此在某些特定的情況下，所需判定的證型可能在系統辨證域外，超出系統的辨證范圍，導致系統無法給出準確的辨證結果。

3.2.4 辨證元判定錯誤 辨證因子群是否能構成辨證元，取決于其是否唯一代表了某證型的診斷性質，這根本上與辨證知識域有關。辨證知識域包括標準辨證知識﹑經驗辨證知識﹑統計辨證知識﹑發掘辨證知識等，它是經過充分的研究﹑統計﹑分析而確定的，因此發生這種錯誤的概率很小。在接受測試的所有樣本中，尚未發現辨證元判定錯誤。即使假設存在這種錯誤，只需升級辨證數據庫即可使系統重新準確判定辨證元。

“辨證論治”和“整體觀念”是中醫學的基本特點，“紅棉一號”通過辨證元模型實現了兩者的交融，其高度的準確率與穩定性表明該模型具有接近中醫臨床思維的優勢。但由于中醫學博大精深，中醫辨證是一個復雜的非線性過程，“紅棉一號”和辨證元模型在各方面尚存在一定缺陷，準確率和辨證能力仍有待進一步修改和完善。

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