關(guān)聯(lián)規(guī)則在中醫(yī)臨床信息分析中的應用

周琳，劉樹春

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關(guān)聯(lián)規(guī)則在中醫(yī)臨床信息分析中的應用

周琳1，劉樹春2*

1.遼寧中醫(yī)藥大學研究生學院，遼寧 沈陽 110847；2.遼寧中醫(yī)藥大學圖書館，遼寧 沈陽 110847

中醫(yī)藥學作為中華民族的瑰寶，其流傳下來的中醫(yī)典籍、醫(yī)案、珍貴方劑以及臨床實踐中產(chǎn)生的大量文獻都有待于后人加以深入分析和知識挖掘。而這些信息的整理與知識發(fā)現(xiàn)既關(guān)乎對祖國醫(yī)學的傳承和發(fā)揚，也關(guān)系到對患者疾病的準確診斷、治療和預防，提高醫(yī)療服務的準確度和效率。因此，在以信息爆炸為特點的二十一世紀，探索從中醫(yī)藥學海量數(shù)據(jù)中提取有用的知識是非常有意義的。

關(guān)聯(lián)規(guī)則；中醫(yī)臨床信息；應用

科技的飛速發(fā)展和計算機網(wǎng)絡技術(shù)的普及應用，使得信息的數(shù)量急劇增長，而且傳播途徑更多，傳播速度更快，導致專業(yè)人員獲取專業(yè)信息不再困難。但海量的數(shù)據(jù)信息及其易獲取性在給信息使用者帶來方便快捷的同時，也帶來許多負面影響，主要體現(xiàn)在信息的無序性導致更加難以提取有效信息，即顯現(xiàn)出“信息豐富而知識貧乏”的現(xiàn)象。因此，人們迫切希望對海量的數(shù)據(jù)進行分析和整序，探索其內(nèi)在的規(guī)律和相互關(guān)系，發(fā)掘出有用的信息和知識。

1 數(shù)據(jù)挖掘與關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)

數(shù)據(jù)挖掘（Data Mining，DM）是對大量觀察到的數(shù)據(jù)進行分析，以便從中發(fā)現(xiàn)事先未知的聯(lián)系和規(guī)律的過程，讓數(shù)據(jù)擁有者得到非常清晰而有用的結(jié)果，即提取出有價值的、人們感興趣的信息和知識[1]。數(shù)據(jù)挖掘是一門涉及面很廣的交叉學科，包括數(shù)據(jù)庫、機器學習、數(shù)理統(tǒng)計、可視化、信息學、神經(jīng)網(wǎng)絡、模式識別、粗糙集等相關(guān)技術(shù)。而關(guān)聯(lián)規(guī)則（Association Rule, AR）是數(shù)據(jù)挖掘的主要方法和應用技術(shù)之一，它可以反映出一個事物與其他事物之間的相互依存性和關(guān)聯(lián)性。一般認為，如果兩個或者多個事物之間存在一定的關(guān)聯(lián)關(guān)系，那么，其中一個事物就能夠通過其他事物預測到。因此，關(guān)聯(lián)規(guī)則就是從給定的大量數(shù)據(jù)集中挖掘出事物特征間的相互關(guān)系，發(fā)現(xiàn)有趣的相關(guān)聯(lián)系，找出多個變量的取值之間存在的內(nèi)在規(guī)律性和有用的知識信息。

關(guān)聯(lián)規(guī)則在1993年最初被提出并用于挖掘顧客購物籃數(shù)據(jù)以來，越來越多地被應用于各類數(shù)據(jù)的分析與挖掘研究中，如車輛監(jiān)控、基因芯片、客戶關(guān)系及森林病蟲害防治等類數(shù)據(jù)，其中也包括對中醫(yī)藥數(shù)據(jù)的整理與分析。為了提高挖掘規(guī)則的效率，其原有的算法也被逐漸優(yōu)化，如引入隨機采樣、并行思想等。

2 關(guān)聯(lián)規(guī)則在中醫(yī)臨床信息分析中的應用

隨著信息技術(shù)的迅猛發(fā)展，數(shù)據(jù)庫應用的規(guī)模、范圍和深度不斷擴大。在各行各業(yè)中都有大量的數(shù)據(jù)資料產(chǎn)生，中醫(yī)藥學領(lǐng)域也積累了海量的數(shù)據(jù)信息。中醫(yī)藥學作為中華民族的瑰寶，其流傳下來的中醫(yī)典籍、醫(yī)案、方劑以及科學研究中產(chǎn)生的大量文獻等都有待于后人加以深入分析和知識挖掘。而這些信息的整理與知識發(fā)現(xiàn)既關(guān)乎對祖國醫(yī)學的傳承和發(fā)揚，也關(guān)系到對患者疾病的準確診斷、治療和預防，提高醫(yī)療服務的準確度和效率。因此，在以信息爆炸為特點的二十一世紀，探索從中醫(yī)藥學海量數(shù)據(jù)中提取有用的知識是非常有意義的。

2.1 關(guān)聯(lián)規(guī)則在證、象與疾病關(guān)系分析中的應用

辨證論治是中醫(yī)學認識疾病和治療疾病的基本原則和手段，也是中醫(yī)診療理論體系的一大特點。因此，通過研究中醫(yī)的“證”與疾病診斷的關(guān)系，是關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)在中醫(yī)藥信息分析中的主要應用之一。楊濤等[2]利用Microsoft數(shù)據(jù)挖掘平臺建立心系基礎證與舌脈表現(xiàn)的關(guān)聯(lián)規(guī)則模型，探討心系基礎證與舌脈的相關(guān)性。王建華等[3]運用關(guān)聯(lián)規(guī)則Apriori算法挖掘并證實了高血壓與心腦合病痰瘀互結(jié)證中醫(yī)四診指標的關(guān)系。孫繼佳等[4]根據(jù)采集的慢性乙型肝炎患者的臨床證候信息建立數(shù)據(jù)庫,對癥狀和體征進行分級量化，并記錄和統(tǒng)計，然后采用粗糙集與灰色系統(tǒng)理論相結(jié)合的方法對中醫(yī)脈象變化與其他證候之間的關(guān)聯(lián)性進行研究，探尋慢性乙型肝炎中醫(yī)脈象和證候之間的內(nèi)在聯(lián)系。

在癥與癥之間的關(guān)聯(lián)分析中，李艷麗等[5]從中風病首發(fā)癥狀入手,應用頻數(shù)統(tǒng)計及關(guān)聯(lián)規(guī)則分析方法對中風病首發(fā)癥狀以及首發(fā)癥狀群的特點進行分析，確定中風病的常見首發(fā)癥狀、可見首發(fā)癥狀及偶見首發(fā)癥狀及其相互關(guān)系，為早期臨床決策提供循證依據(jù)。在探索證候-癥狀-臨床檢查之間的關(guān)聯(lián)規(guī)律方面，李靖等[6]對IgA腎病患者的一般資料、證候分型等數(shù)據(jù)進行描述性統(tǒng)計，利用Apriori算法進行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘分析，獲得IgA腎病中醫(yī)證候與臨床、病理間的相關(guān)性，對疾病的預后判斷及臨床治療起到參考作用。

2.2 關(guān)聯(lián)規(guī)則在用藥與配伍規(guī)律分析中的應用

中醫(yī)作為中國傳統(tǒng)醫(yī)學，多從功能角度來把握問題，堅持主客觀統(tǒng)一性、整體性原則，其治療主要采用中藥、針灸、推拿等多種手段，使人體達到陰陽調(diào)和而康復。這種治療方法在當今社會仍占有很重要的地位，也逐漸為大多數(shù)人們所接受。現(xiàn)今學者多采用關(guān)聯(lián)規(guī)則對特定病證在中藥治療中的藥物應用、配伍等規(guī)律進行研究，并已取得很大的進展。

利用關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘技術(shù)對癥狀與中藥治療中藥物應用關(guān)系的研究比較廣泛和深入。在此方面，主要是從收集、整理、統(tǒng)計分析特定病癥的醫(yī)案入手，分析特定病癥的用藥規(guī)律。如閻紅燦等[7]、朱立成等[8]通過收集古代和近代名中醫(yī)治療哮喘的醫(yī)案，采用關(guān)聯(lián)規(guī)則方法對其中的用藥、四診信息、病因、病位、證候之間存在的關(guān)聯(lián)性進行分析，以發(fā)掘其中的規(guī)律，為中醫(yī)臨床經(jīng)驗的傳承和學習提供了新的研究思路。而周鶯等[9]以古代不寐醫(yī)案為研究對象,通過頻數(shù)統(tǒng)計和關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，得出不寐的證治規(guī)律以及用藥規(guī)律。

在利用關(guān)聯(lián)規(guī)則進行病證與中藥方劑的研究中，挖掘相關(guān)的古今圖書和期刊文獻信息，分析總結(jié)用藥規(guī)律、配伍原則、組方特點及核心藥對是該方法的主要應用。近年來，有學者利用關(guān)聯(lián)規(guī)則的方法，對古代文獻和現(xiàn)代臨床研究中治療哮喘的方劑進行分析，探索古今哮喘方的藥物配伍規(guī)律和特點以及兩者之間的異同，以助于進一步深入探討臨床用藥規(guī)律的發(fā)展變化[10-11]。另外，有研究采用關(guān)聯(lián)規(guī)則技術(shù)對失眠方劑組方配伍規(guī)律進行挖掘分析，得出核心藥對與核心藥組，找出治療失眠方劑組方配伍的規(guī)律[12-13]，為臨床醫(yī)師的辨證論治失眠癥提供依據(jù)；張斌等[14]通過收集期刊文獻數(shù)據(jù)庫中補腎益氣活血化瘀法治療中風（腦梗塞）恢復期的臨床研究報道，對藥物的核心系數(shù)、歸經(jīng)、功效和藥對的頻率進行統(tǒng)計分析，并應用關(guān)聯(lián)規(guī)則方法分析方劑中藥對的應用規(guī)律。

在探索疾病治療中藥與藥的關(guān)聯(lián)規(guī)則方面，有研究通過對治療骨質(zhì)疏松癥的研究類期刊文獻進行收集整理，對所涉及的治療骨質(zhì)疏松癥的中藥復方及單味藥運用關(guān)聯(lián)規(guī)則方法進行分析歸納，探討從腎論治骨質(zhì)疏松癥的中藥復方遣方用藥規(guī)律和骨質(zhì)疏松癥的證型分布特點[15-16]。

關(guān)聯(lián)規(guī)則也被用于探討方、藥、癥的相互依賴關(guān)系。譚工等[17]、胡波等[18]分別對乳腺增生癥相關(guān)文獻中的方劑進行統(tǒng)計，構(gòu)建方劑庫，利用二維布爾關(guān)聯(lián)規(guī)則分析，探討中醫(yī)治療乳腺增生癥過程中藥對、藥組等藥物之間配伍規(guī)律以及癥-藥對應規(guī)律。

在探索多種因素對特定疾病癥狀的影響規(guī)律方面，秦莉花等[19-20]通過建立病例數(shù)據(jù)庫，運用關(guān)聯(lián)規(guī)則分析技術(shù)，分析絕經(jīng)綜合征患者的絕經(jīng)、教育、病情、體型等一般情況與焦慮、抑郁之間相互影響，以及睡眠問題與各種軀體癥狀的關(guān)聯(lián)規(guī)律。

除了對病案和期刊文獻等相關(guān)數(shù)據(jù)的分析以外，也有研究利用關(guān)聯(lián)規(guī)則方法分析中醫(yī)古籍中所收錄的方劑，以探討其配伍規(guī)律。吳鵬飛等[21]收集來自不同朝代的中醫(yī)典籍中的熏洗方，統(tǒng)計每首中藥熏洗方的單味藥藥名、功效、用法、劑量、注意事項，分析其規(guī)律、配伍及作用，根據(jù)高頻使用的藥物進行關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘和分析，探尋中醫(yī)傷科熏洗方的應用特點和用藥規(guī)律。

2.3 關(guān)聯(lián)規(guī)則在治療疾病中經(jīng)穴選用規(guī)律分析中的應用

針灸療法是祖國醫(yī)學遺產(chǎn)的一部分,也是中國特有的一種醫(yī)療方法，其療效已經(jīng)被國內(nèi)外醫(yī)學界所公認。在特定疾病的針灸治療中其選穴特點和組穴規(guī)律，以及疾病、證候、穴位等存在的相互關(guān)聯(lián)有待于深入挖掘，以提高針灸治療效果，這也是關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法在中醫(yī)藥信息分析中的主要應用領(lǐng)域之一。成都中醫(yī)藥大學的梁繁榮、任玉蘭團隊[22-23]運用多層關(guān)聯(lián)規(guī)則挖掘算法在分析古代針灸治療眩暈和現(xiàn)代針灸治療中風后遺癥的經(jīng)穴選擇特點和規(guī)律方面做出了許多嘗試。此外，也有學者對發(fā)表的研究文獻進行統(tǒng)計，分析貼敷療法的適宜病種，以及疾病與穴位選擇的關(guān)聯(lián)性，挖掘穴位貼敷療法的臨床運用特異性規(guī)律和特點[24]。

3 存在的問題和發(fā)展前景

目前，關(guān)聯(lián)規(guī)則在中醫(yī)藥信息挖掘中的應用越來越廣泛。在挖掘藥-癥、證-病、病-藥、病-穴、藥-藥的關(guān)聯(lián)特點及配伍規(guī)律等方面，其統(tǒng)計分析數(shù)據(jù)主要來源為病案資料、期刊文獻、古籍方劑、自建數(shù)據(jù)庫等，利用的方法主要借助于頻數(shù)統(tǒng)計及關(guān)聯(lián)規(guī)則中的Apriori頻繁項集算法，進行用藥、選穴、配伍等規(guī)律性分析，而且大多是進行文字描述，還沒有結(jié)合數(shù)據(jù)挖掘的其他方法進行綜合分析，如可視化處理，以達到在疾病的證候表現(xiàn)、藥物和穴位的選用及常用配伍規(guī)律在定量程度上的直觀化顯現(xiàn)，方便醫(yī)療人員在相關(guān)研究和實踐中參考和應用。在針灸學領(lǐng)域的應用研究中，還未見有對腧穴與癥狀、證候、疾病等之間的關(guān)聯(lián)性分析。中醫(yī)學認為一切事物都有著內(nèi)在的聯(lián)系，而針對不同疾病之間存在著的關(guān)聯(lián)性目前還很少有研究嘗試。利用關(guān)聯(lián)規(guī)則的方法來探究疾病之間的聯(lián)系，也將對疾病的預防、診斷與治療有所裨益。

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Application of Association Rule in the Analysis of TCM Clinical Information

Zhou Lin1, Liu Shuchun2*

Traditional Chinese medicine is the treasure of Chinese nation. TCM classics, medical records, precious prescriptions and a lot of literature based on clinical practice require deep analysis and knowledge mining conducted by descendants. The arrangement of TCM information and discovery of TCM knowledge are not only in relation to heritage and development of Chinese medicine, but also to the accurate diagnosis of diseases, treatment and prevention, which can improve the accuracy and efficiency of health care services. Therefore, with the information explosion, one of characteristics of the 21st century, extracting useful knowledge from massive data is of great significance.

association rule; TCM clinical information; application

10.3969/j.issn.2095-5707.2014.04.004

周琳，2012級碩士研究生，研究方向：中醫(yī)藥信息分析。E-mail: zhouli3429@163.com

通訊作者：劉樹春，研究館員，研究方向：中醫(yī)藥信息分析。E-mail: scliu45@sina.com

（2014-03-24，編輯：魏民）