關聯規則在外感疾病藥對中的應用研究※

譚定英 馮天保 趙文光 陳平平

(廣州中醫藥大學,廣東 廣州510405)

本課題以《張仲景藥對集》[1]、《中藥藥對大全》[2]中外感疾病相關的藥對為數據源,利用SQLServer2005建立數據挖掘模型,應用關聯規則方法,對藥對作“藥物—藥對—病癥”對應關系進行分析,結果報道如下。

數據準備

數據來源于《張仲景藥對集》及《中藥藥對大全》。《張仲景藥對集》藥對共147對,內容包括藥對的組成、伍用功能、伍用原理、臨床應用、原源和按語,內容詳細充實,可為建立數據庫提供相當完整的信息。《中藥藥對大全》是胥慶華等醫學專家綜合藥對方面資料整理而來,書中對常用的600余對藥對的單味功用、伍用功效、主治及應用做了詳盡的描述。而本文主要采用了其中解表類、溫里類、清熱類、瀉下類、祛濕類和止咳類藥對。

數據預處理

1.藥名的預處理:《張仲景藥對集》、《中藥藥對大全》中的數據幾乎都是文字性的描述,需要作歸類和數據屬性數據化。中藥藥名常根據藥物的形態、產地、顏色、功效等特征來命名,幾乎每一種藥物都存在一物多名的情況,如蚤休又稱為七葉一枝花、草河車、白甘遂等。在處理這一類藥名的時候,根據《中藥配伍應用》與《常用中藥配伍與名方精要》二書進行規范化處理,統一藥名。

2.用量的預處理:在《張仲景藥對集》和《中藥藥對大全》中藥物所用劑量基本上用的都是以“克”為單位做計算的,所以不存在單位轉換的問題。在用量中如果是一個連續值的話,分兩種方法轉化:若劑量小于30g,則取最大值;反之,取平均值。如白術用量為6～15g,最大劑量小于30g,那么取最大劑量15g;綠豆用量為30～70g,那么就用平均值(30+70)/2=50g。

數據轉換

單味藥物本身具有的屬性包括功用、四性、五味、升降浮沉、歸經和藥物毒性等。本數據取藥物的基本屬性,包括四性、五味、歸經和功用。

1.四性的數字化:藥物的四性包括寒、熱、溫、涼、平。如果藥物具有相應的屬性,就在相應的屬性上編碼為“1”,反之為“0”。如某藥具有熱性,則編碼:藥物四性表(寒,熱 ,溫,涼,平)→(0,1,0,0,0)。

2.五味的數字化:藥物的五味包括酸、苦、甘、辛、咸、淡、澀。如果藥物具有相應的屬性,就在相應的屬性上編碼為“1”,反之為“0”。如某藥具有辛味,則編碼:藥物五味表(酸、苦、甘 、辛、咸、淡、澀)→(0,0,0,1,0,0,0)。

3.歸經的數字化:藥物的歸經包括肝、心、脾、肺、腎、胃、膽 、大腸 、小腸 、膀胱、心包、三焦經等幾類,如果藥物具有相應的屬性,就在相應的屬性上編碼“1”,反之為“0”。

4.藥物功效屬類數字化:將藥物功效屬類分為解表藥、清熱藥、瀉下藥、祛濕藥、溫里藥、理氣藥、消食藥、止血藥、活血化瘀藥、化痰止咳平喘藥、安神藥、平肝熄風藥、補虛藥、收澀藥、殺蟲藥17大類。如果藥物具有相應的屬性,就在相應的屬性上編碼“1”,反之為“0”。

數據庫的建立

1.屬性表的建立:在數據庫中建立了三個藥物屬性表,包括藥物性味表、藥物歸經表、藥物功用表。性味包括寒、熱、溫 、涼、平、酸、苦、甘、辛 、咸 、淡 、澀;歸經包括肝 、心 、脾、肺 、腎、胃 、膽 、大腸、小腸、膀胱 、心包 、三焦;功用表包括解表、清熱等十七種。這些屬性表既是藥物的基本屬性,也是作為藥物數據挖掘的依據。

2.事實表的建立:事實表中的事實是指描述一種物體的詳細情況并能體現物體特征。事實表的建立,可以發現物體之間的異同,也有利于信息的查詢,主要有:藥對表(藥對ID,藥對組成,功效,主治……),藥物表(藥物ID,藥物名,藥物功能,用量[g]……),藥對-藥物表(藥對ID,藥物 ID,藥對功用ID,病癥ID……)。

數據建模

經過數據轉換、數據錄入、數據清洗,數據庫正式完成并可以導入MicrosoftSQLServer2005進行挖掘模型的創建。采用關聯分析方法,試圖預測藥對-藥物-病癥三者之間的關系,發現頻繁項集。步驟如下:①創建AnalysisServices項目。②創建數據源和數據源視圖。③使用關聯規則算法,建立數據挖掘模型。④利用關聯規則進行藥對數據的挖掘。

實驗結果與分析

本研究挖掘出6000余條規則,文中各表的數據僅僅是抽選數據中的一小部分,它們中有大部分的置信度為1.000,重要性為2.054,但并不是所有的組合都具有一樣的置信度和重要性。下面對部分結果進行分析。

1.藥物-病癥關聯規則挖掘結果及分析(結果見表1):從藥物-病癥的關聯規則的挖掘結果看,可以發現許多單味藥與病癥高度相關,這可以理解為這些藥物均可以單味使用直接治療相關病癥,或在方劑配伍中作君藥使用,或對疾病出現相應兼癥而對癥治療時使用,均可以收到明顯的效果。如“杏仁→水腫”的組合中,提示可用杏仁治療水腫。一般認為杏仁功能祛痰止咳、平喘、潤腸、下氣開痹,此處用于治療水腫,具有相關的中醫理論作依據。緣肺為水之上源,主氣布津,有通調水道之功。用杏仁可宣通肺氣,肺氣宣布則水道通暢,達到提壺揭蓋、利水消腫之功。此類組合的結果顯然是可用的 。但如“烏梅→痹病,痞滿”組合中,烏梅功能收斂生津、安蛔驅蟲,治久咳、虛熱煩渴、久瀉、蛔厥腹痛等,用治痹病、痞滿則與臨床實際較難相符。對這些與中醫藥理論不完全相符或者相悖的結果,解讀應以遵循“人機結合、以人為主”的原則,應向有經驗的中醫學者咨詢討論,或參考研究古文獻及現代中藥藥理研究結果,打破原有的思維定式,從不同角度進行分析與取舍,或許會有新的發現。

表1 項集大小為2的藥物-病癥關聯規則表

2.藥物-藥對-病癥關聯規則挖掘結果及分析(結果見表2):在表2的各組合中,大部分藥物與藥對之間是互相獨立的,可以看成這些藥物的重新組合對相關病癥的治療起到更好的協同或相反相成的作用,即組成一個新的藥串。藥串[3]是指相對固定的3味或3味以上的藥物組合,作為中藥配伍的獨立單元,是針對一定病證,從歷代醫家用藥經驗中提煉出來行之有效的、符合一定的理論依據和法度的固定配伍。如表中的“葶藶子,麻黃/杏仁→咳嗽;細辛,麻黃/附子→感冒,水腫”等多數組合,均屬這種情況。麻黃、杏仁均有宣肺平喘之功,加入瀉肺平喘、行水消腫之葶藶子作為組合,則對咳嗽痰多者療效更佳。在“細辛,麻黃/附子→感冒,水腫”組合中,麻黃發汗解表,附子溫里助陽,配伍可以治療寒性感冒、水腫,加入細辛可溫化寒飲,既助麻黃解表,又配合附子逐里之寒飲,加強了兩藥的功效,組成經典名方麻黃附子細辛湯。另外有很少一部分的藥物是包含在藥對里,例如“澤瀉,牡蠣/澤瀉→水腫,咳嗽”。這里可以理解成,在治療水腫咳嗽癥狀的疾病牡蠣/澤瀉藥對中,澤瀉可能起主要作用。牡蠣有潛陽固澀、軟堅散結的作用;澤瀉有利水滲濕的作用,故藥對組合中澤瀉明顯更有利于水腫疾病的治療。但對于“烏頭,旋覆花/代赭石→嘔逆,嘔吐,咳嗽”這類組合,加入有回陽逐冷、祛風濕功效的烏頭,從藥理上很難解析其對嘔逆、嘔吐、咳嗽等癥的治療效果,故此時還要結合臨床、古文獻及現代中藥藥理研究來綜合分析并作取舍。

表2 項集大小為3的藥物-藥對-病癥關聯規則表

結語

本實驗應用關聯規則對中藥藥對進行數據挖掘,在一定程度上揭示了中藥藥對的應用特點,發現了一些新的用藥規律及藥物組合規律,此將有助于指導臨床科學用藥,提高藥對的臨床治療效果。筆者在挖掘過程中也發現,對挖掘出來的結果不一定可用,此需結合臨床、古文獻及現代中藥藥理研究結果來綜合分析,遵循“人機結合、以人為主”的原則進行取舍。目前所研究的“藥物-藥對-病癥”關聯分析方法較為簡單,而中藥藥對、證、癥、病等信息形成的多維關聯關系的深入揭示,還需在今后工作中進一步研究。

[1]王玉芝,呂昌寶.張仲景藥對集.長治:山西省晉東南醫學專科學校,1984.

[2]胥慶華,中藥藥對大全.北京:中國中醫藥出版社,2001.

[3]李虹,蔡之華.關聯規則在醫療數據分析中的應用.微機發展,2003,13(6):94.