數據挖掘含有化橘紅的組方規律*

倪穗琴，鄧淑儀，陳　潔，張　晨廣州市第一人民醫院藥學部，廣東廣州5080；廣州醫科大學藥學院

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數據挖掘含有化橘紅的組方規律*

倪穗琴1，鄧淑儀2，陳潔1，張晨1
1廣州市第一人民醫院藥學部，廣東廣州510180；2廣州醫科大學藥學院

目的：探討含有化橘紅的組方，從而分析化橘紅的臨床用藥規律。方法：通過查閱中藥部頒標準，篩選符合條件的含有中藥化橘紅的處方，利用中醫傳承輔助系統構建數據庫，使用軟件的統計報表、數據分析模塊，采用關聯規則等數據挖掘方法分析含有化橘紅處方中單味藥物頻次、藥物組合頻次、關聯規則與核心藥物組合等。結果：對篩選出的45首含有化橘紅的處方進行分析，確定處方中各種藥物的用藥頻次，藥物之間的關聯規則，演化得到核心組合12個，候選新處方6個。結論：對中藥部頒標準含有化橘紅的處方進行數據分析，發現與化橘紅關聯較為密切的有甘草、茯苓、苦杏仁等，而且含有化橘紅的處方當中化橘紅的主要作用是止咳化痰、清熱解毒等。

化橘紅；數據挖掘；中醫傳承輔助平臺；關聯規則；組方規律

廣東省道地藥材化橘紅（Exocarpium Citri Grandis，ECG）富含多糖類、黃酮類、揮發油類等成分。目前，化橘紅主要用于中藥配伍和作為中成藥的原料藥。現有產品的開發集中于化橘紅多糖、揮發油成分，如止咳橘紅口服液、橘紅痰咳膠囊等，均為化痰止咳類藥［1］。本研究將對中藥部頒標準里所收載的含有化橘紅的處方進行分析研究，并利用中醫傳承輔助平臺進行數據挖掘，分析歸納中藥部頒標準中含有化橘紅處方的用藥規律，找出其常用的藥物組合及其關聯規則。

1　資料與方法

1.1處方收集本實驗研究對《中藥部頒標準》里含化橘紅的方劑進行篩選［2-3］，篩選出含有廣東道地藥材化橘紅的處方，共收集到處方45首。

1.2分析軟件本研究利用中國中醫科學院中藥研究所支持研發的“中醫傳承輔助平臺（V2.0）”進行研究。該平臺由中國中醫科學院中藥研究所楊洪軍研究員提供［4］，軟件集關聯規則和熵聚類等數據挖掘方法于一體，用于中醫臨床數據的儲存和分析。

1.3處方的錄入與核對將上述篩選的處方錄入中醫傳承輔助平臺（V2.0）。對所查方劑中的中藥名稱進行統一規范，如苦杏仁（去皮炒）、苦杏仁（炒）錄入時均錄為“苦杏仁”。考慮到在輸入數據的過程中可能出現人為錯誤，故在所有數據輸入完成后，由雙人分別單獨對輸入的數據進行審核，以此來確保輸入數據的準確性，減少系統誤差，從而為數據分析挖掘的核心組合、候選處方的可靠性提供保障。

1.4數據挖掘分析過程通過“中醫傳承輔助平臺（V2.0）”軟件中“數據分析”模塊的“方劑分析”功能，進行用藥規律分析。第一步：提取出數據源，提取出所有含有化橘紅的處方數據。第二步：藥物使用的“頻次統計”，將所有方劑中每味藥物的出現頻次按照從大到小的順序進行排序，并可以將“頻次統計”結果導出。第三步：方劑“組方規律”分析，支持度個數設為10，置信度設為0.9，按照藥物組合出現頻次從大到小的順序進行排序，并通過“規則分析”模塊，分析所得組合中的方劑組方用藥規則。第四步：“新方分析”，首先將數據源進行聚類分析，其核心算法包括改進之后的互信息法和復雜系統熵聚類方法。在聚類分析之前，先要選擇合適的相關度和懲罰度，然后點擊“提取組合”按鈕，得到新的組方，其核心算法為無監督的熵層次聚類，并可以將所有結果進行網絡可視化展示。

2　結果

2.1常用藥物頻次分析對篩選出來的45首處方進行藥物“頻次統計”，得出45首方劑共包含331味中藥，各種藥物的使用頻次總和為978次。將頻次大于9的藥物使用頻次及所占百分比（每種藥物的使用頻次/藥物使用頻次的總和）按使用頻次從高到低進行排序。見表1。

表1　含有化橘紅的45首方劑的藥物頻次統計

2.2基于關聯規則分析的方劑分析

2.2.1基于關聯規則分析的方劑組方規律分析將數據源中導出的的組方數據進行“組方規律”分析，“支持度個數”設為10，“置信度”設為0.9，將所得結果按照藥物組合出現頻次從大到小的順序進行排序，出現頻次在10次以上的組合，見表2。網絡可視化，見圖1。

表2　基于關聯規則分析的方劑組方規律分析

圖1　基于關聯規則分析的方劑組方規律分析的網絡可視化圖

2.2.2基于關聯規則分析的方劑組方規則分析將數據源中導出的數據進行方劑“規則分析”，分析以上所得藥對的用藥規則，置信度在0.9以上的關聯規則。見表3。

表3　基于關聯規則分析的方劑組方規則分析

2.3基于熵方法的方劑組方規律分析

2.3.1基于改進的互信息法的藥物間關聯度分析根據所有方劑的數量，結合經驗判斷和不同參數提取出數據的預讀，設置相關度為8，懲罰度為3，進行聚類分析，得到含有化橘紅處方的331味中藥兩兩之間的關聯度，將關聯度在0.090以上的18個藥對進行列表。見表4。

表4　基于改進的互信息法的藥物間關聯度分析

2.3.2基于復雜系統熵聚類的核心組合分析以改進的互信息法的分析結果為基礎，按照相關度和懲罰度的約束，基于復雜系統熵聚類演化出3味藥的核心組合共計42個。見表5。

表5　基于復雜系統熵聚類的含有化橘紅方劑的核心組合

2.3.3基于無監督的熵層次聚類的新處方分析在以上核心組合提取的基礎上，點擊“提取組合”按鈕，通過無監督的熵層次聚類算法，可以得到12個核心組合，見表6。網絡可視化，見圖2。將這12個核心組合進一步聚類，便得到6個候選新處方，見表7。網絡可視化，見圖3。

表6　用于新方聚類的核心組合

圖2　用于新方聚類的核心組合網絡可視化圖

表7　基于熵層次聚類分析的候選新處方

圖3　基于熵層次聚類分析的候選新處方網絡可視化圖

2.4核心藥物組合深度分析根據表2中所示高頻次藥物組合，選取其中頻次較高且具有代表性的兩個組合“化橘紅-甘草”“化橘紅-茯苓”進行深度分析，分別設置支持度為30%，40%，50%，置信度設置為0.95，制作不同支持度條件下的藥物組合網絡圖，“化橘紅-甘草”的見圖4-1至圖4-3，“化橘紅-茯苓”的見圖5-1至圖5-3。

圖4　化橘紅-甘草

圖5　化橘紅-茯苓

3　討論

利用中醫傳承輔助系統平臺對中藥部頒標準中含有化橘紅的45首處方進行藥物頻次及藥效分類的數據分析，可以從得到的結果中發現含有廣東地道中藥材化橘紅的處方中常用的中藥有化橘紅、甘草、苦杏仁、茯苓、黃芩、桔梗和木香等，常用的中藥一般具有理氣、清熱解毒、化痰、燥濕等功能，這與化橘紅本身所具有的理氣寬中，燥濕化痰，散寒兼消食的功效相對應。

將數據源導出的方劑進行“組方規律”和“規則分析”，將處方中出現頻次比較多、關聯程度比較高的藥對組合，發現常用的藥物組合有“化橘紅-甘草”“化橘紅-茯苓”“化橘紅-苦杏仁”“化橘紅-黃芩”“化橘紅-桔梗”等，它們之間的置信度基本都達到1的高度。特別是甘草的使用率更高，因為甘草具有“補脾益氣，清熱解毒，祛痰止咳，緩急止痛，調和諸藥”的功效，少量的甘草加入處方當中可以調和諸藥，使每種藥物都可以達到最大利用率，發揮最佳的療效。

根據方劑數量及經驗判斷和不同參數預讀所設置的合適的相關度、懲罰度來約束，該實驗得到更多的兩兩藥物之間的藥對系數，并且可以由此得到含有化橘紅的45首處方的核心組合和由系統分析得到兩組相關的核心組合組成的候選新處方，這些處方分析前人的用藥規律，具有一定的可行性，可以作為一些處方的基礎來應用于臨床醫療中檢驗它們的可靠性。選取核心藥物組合中最高且具有代表性的兩個組合“化橘紅-甘草”和“化橘紅-茯苓”進行深度分析，設置支持度分別約為30%、40%、50%，得到不同支持度條件下的藥物組合網絡圖［5］。由圖4系列和圖5系列，支持度為30%時，顯示出的藥物數量較多，可以較全面的顯示出藥物組合的臨床使用情況；支持度為50%時，顯示的是使用頻率最高的核心藥物組合，同時可清晰看出化橘紅的一藥多效的特點［6-11］。同時本研究綜合圖4系列與圖5系列可以看出，支持度≥40%時，化橘紅與甘草、茯苓、苦杏仁的組合關系最為密切，這些藥物的性狀或苦或溫，都可以歸屬于脾、肺經，而且除了茯苓之外均具有止咳化痰的功效，諸藥合用，從多途徑增強化痰止咳之效［12-15］。同時這些藥物都具有一定燥濕健脾的療效，可以發揮中藥一藥多效的特點。由此可見，化橘紅在不同的處方中可發揮不同的功效，但也離不開化橘紅止咳化痰這一主要療效。

綜上所述，本研究應用數據挖掘方法對中藥部頒標準中含有中藥化橘紅的45首處方用藥規律進行了挖掘研究，展示并比較分析了不同支持度條件下的藥物組合特點，獲得了既往傳統研究所未發現的新知識、新信息，為化橘紅藥物用藥規律的深入挖掘和傳承提供了參考。

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Data Mining on Composition Principles of Prescriptions Contained HuaJuHong

NI Suiqin1，DENG Shuyi2，CHEN Jie1，ZHANG Chen1
1 Pharmacy Department of Guangzhou Municipality First People's Hospital，Guangzhou 510180，China；2 Pharmacy Department of Guangzhou Medical University

Objective：To analyze clinical medication rules of HuaJuHong（Exocarpium Citrus Grandis）by exploring the composition of the prescriptions which contain HuaJuHong.Methods：By consulting the standard issued by institute of Traditional Chinese Medicine（TCM），prescriptions contained HuaJuHong which meet standard were selected.Database was built by using TCM inheritance system，the frequency of single herbs，drug combinations，association rule and core drug combinations of the prescription contained HuaJuHong were analyzed by the statistical report，data analysis module and association rules.Results：All 45 selected prescriptions were analyzed to ensure the frequency of different drugs in the prescriptions，association rules between the herbs，12 compounds and six new prescriptions were obtained.Conclusion：After analyzing the prescription contained HuaJuHong which meet the standard issued by the institute of TCM，it is found that the herbs closely related to HuaJuHong are GanCao（Glycyrrhiza uralensis Fisch），FuLing［Poria cocos（Schw.）Wolf］，KuXingRen（Semen Armeniacae Amarum.）and others，and the main functions of HuaJuHong in the prescriptions are stopping the cough and eliminating phlegm，heat clearing and detoxifying and others.

HuaJuHong；data mining；TCM inherritance system；association rules；composition principle

R289

A

1004-6852（2016）05-0048-05

2015-12-15

2013年廣東省自籌經費類科技計劃項目。

倪穗琴（1975—），女，碩士學位，副主任藥師。研究方向：臨床藥學、醫院藥學和藥物臨床實驗研究。