基于數據挖掘的周平安教授外感發熱用藥規律研究

李國棟　吳志松　曹芳　王瑋　焦揚

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·論著·

基于數據挖掘的周平安教授外感發熱用藥規律研究

李國棟吳志松曹芳王瑋焦揚

目的探索周平安教授治療外感發熱的中藥配伍及組方用藥規律。方法篩選整理周平安教授治療外感發熱醫案，對所用藥物通過SPSS 21.0和SPSS Modeler 18.0進行藥物及其性味歸經頻數分析、關聯規則分析及聚類分析。結果(1)藥物及其性味歸經頻數分析總結出解表藥、清熱藥、宣肺止咳藥位居前三位；苦寒與辛溫之品并用，但以苦寒清熱為主；以歸屬肺經藥物為主，直達病所，兼顧脾胃，或清泄大腸，表里同治。(2)關聯規則分析提取出柴胡、黃芩，炙麻黃、杏仁兩組常用藥對及解表藥→柴胡+黃芩、解表藥→炙麻黃+杏仁兩組常見的配伍組合。(3)聚類分析得出柴胡、黃芩，炙麻黃、杏仁、生石膏、生甘草，羌活、紫蘇葉、荊芥、薄荷，金銀花、連翹，射干、桔梗，豆豉、青蒿、生黃芪等9組藥。結論周平安教授在治療外感發熱時幾個用藥特點：(1)苦寒辛溫并用，以苦寒清熱為主；(2)解表清里，清透兼施；(3)臟腑同治，照顧兼證。

周平安；外感發熱；數據挖掘；用藥規律

發熱可見于多種外感熱病，是外感熱病的特征性癥狀，也是臨床最常見的癥狀。外感熱病包括[1]現代多種感染性疾病、傳染性疾病及其他發熱性疾病，臨床最常見于感冒和流行性感冒。對于外感發熱的認識始于《黃帝內經》,其雖無外感發熱之名，但《熱論》《刺熱》《水熱穴論》等眾多以熱名篇者，實多為對外感發熱的闡述。

縱觀幾千年來，不同時期的熱病，不同性質的熱病(即不同病種)，乃至不同人的同一種熱病，其病因病機、臨床表現、治療手段及預后均有許多差異。國家名老中醫周平安教授，北京中醫藥大學東方醫院首席專家，著名呼吸熱病、疑難病專家，臨證50余年，治學嚴謹，既精通中醫傳統理論，又注重中藥的現代藥理研究，在治療外感發熱方面積累了豐富的臨床經驗。本文基于SPSS 21.0和SPSS Modeler 18.0進行藥物及其性味歸經頻數統計、藥物關聯規則分析及系統聚類分析，探索周平安教授治療外感發熱的組方用藥規律。

1　資料和方法

1.1資料來源

本研究醫案均來自2008年7月至2012年3月就診于北京中醫藥大學東方醫院周平安教授門診，并且符合以下條件：病案信息(包括姓名、性別、年齡、現病史、舌苔脈象、處方用藥)記錄齊全；符合外感病證及發熱的診斷標準(參照國家中醫藥管理局制定發布的《中醫病證診斷療效標準》)。此次共收集66例，其中男30例，女36例，年齡1～86歲，就診次數1～3次，合計75次。

1.2數據預處理

在進行統計分析前對醫案中的數據進行規范統一，將原始醫案中的半自然語言轉化為計算機可以識別的規范化語言。

1.2.1數據的規范化由于中藥藥名描述的多樣性，首先需要對中藥藥名進行規范。根據《中藥大辭典》[2]和全國高等中醫藥院校“十一五”規劃教材《中藥學》[3]確定中藥正名，保證中藥名稱的統一，防止異名同藥。另外，將復合中藥名稱拆分到最小獨立單位，如出現“藿佩”“蒼白術”之類，將其拆分為“藿香、佩蘭”“蒼術、白術”，余皆仿此。

藥性涉及寒、微寒、溫、微溫、平、涼、大寒，共7類；藥味涉及苦、辛、甘、微苦、酸、咸、澀、微辛、淡，共9類；歸經涉及肺、肝、胃、脾、心、大腸、腎、膽、膀胱、心包、小腸，共11經。采用SPSS 21.0統計分析軟件對治療外感發熱藥物及其性味歸經進行頻數分析和系統聚類。

1.2.2數據的量化將數據庫中的中藥字段采用二值量化處理，此藥物出現即為1，沒有出現即為0。按照藥物的四氣五味，約定性寒者在寒項下賦值為1，余各項賦值為0；性熱者在熱項下賦值為1，其余各項賦值為0，以此類推。對大熱、大寒者分別在熱、寒項下賦值為1.2；微溫、微寒者分別在溫、寒項下賦值為0.8，其中平性賦值為1。約定具有某味者，在該味下賦值為1，其余各項為0；味微者賦值為0.8；淡附于甘，在甘項下賦值為0.5；澀附于酸，在酸項下賦值為0.5。若某藥歸某(些)條經，則約定在這(些)條經下，各記1，其余均為0。

1.3統計學處理

采用Microsoft Excel 2003建立數據庫。

1.3.1頻數統計在上述基礎上，利用Excel 2003進行頻數統計，根據所有的用藥記錄算出每一味藥的用藥次數，即該藥的頻次；每一味藥的用藥次數除以上述條件下的病例總數即為該藥的用藥頻率(用藥頻率=頻次/病例數×100%)。

1.3.2關聯規則使用SPSS Modeler 18.0進行藥物關聯分析，關聯分析的目的就是要尋找事物之間的聯系和規律，發現它們之間的關聯關系。Modeler中提供了Apriori、Carma等算法。其中，Apriori算法最早由Agrawal和Srikant于1994年提出，現已成為數據挖掘中簡單關聯規則技術的核心算法[4]。置信度和支持度是關聯規則的兩個重要概念。一個關聯規則的覆蓋量是關聯規則能夠正確預測的實例數量，常稱為支持度。正確率常稱為置信度，是將正確預測的實例數量表示為它在關聯規則應用所涉及的全部實例中占據的比例。

1.3.3聚類分析使用SPSS 21.0對使用頻數較高的藥物進行聚類分析，本文采用系統聚類法，變量之間的相似性測度選用皮爾遜相關系數(Pearson-correlation)。通過系統聚類分析法，把數據中一些相似程度較大的數據歸為一類，把一些相互疏遠的歸為不同的類[5]，從而尋找出周平安教授的臨床組方用藥規律。

2　結果

2.1頻數統計分析

2.1.1用藥頻數統計在所有醫案中，共用中藥131種。對這131種藥物進行頻數統計，最高頻率為92%，為黃芩，共用69次。其中，用藥頻數在16次及以上的中藥共計24味，結果見表1。

表1　周教授治療外感發熱藥物頻數統計表

2.1.2藥性、藥味及歸經頻數分析對用藥頻次在5次及以上的62味中藥的藥性、藥味及歸經進行頻數統計，涉及7種藥性，9種藥味，歸屬11經。從藥性來看，寒涼藥比例重于溫熱藥；從藥味來說，苦、辛味的藥物比例遠高于其他藥味。對于藥物歸經，以歸屬于肺經藥物為主，其次是胃、肝經，結果見表2、表3。

表2　周教授治療外感發熱藥物性味頻數分析統計表

表3　周教授治療外感發熱藥物歸經頻數分析統計表

2.2藥物關聯規則分析

在本次分析中，以周平安教授治療外感發熱醫案中用藥次數不少于16次的前24種藥物為分析對象，將前項最小支持度設置為30%，規則的最小置信度設置為90%，分別進行二項關聯及三項關聯分析。

2.2.1藥物二項關聯分析周平安教授治療外感發熱時最常用的8個藥對：柴胡、黃芩，炙麻黃、杏仁，紫蘇葉、黃芩，杏仁、黃芩，桔梗、黃芩，金銀花、黃芩，炙麻黃、黃芩，薄荷、黃芩,結果見表4。

表4　周教授治療外感發熱藥物二項關聯分析

2.2.2藥物三項關聯分析周老治療外感發熱醫案中最常用的三項關聯藥物組合是解表藥→柴胡+黃芩或者解表藥→炙麻黃+杏仁的配伍，其中解表藥主要是紫蘇葉、荊芥、薄荷，這樣的組合體現了周老治療外感發熱時注重散表寒兼清里熱的表里和解之思想，結果見表5。

表5　周教授治療外感發熱藥物三項關聯分析

2.3藥物系統聚類分析

根據上述頻數統計結果，選取使用頻數在16次及以上的藥物共24味進行系統聚類分析，聚類情況見圖1，聚類結果見表6。聚類樹形圖可以直觀地顯示不同藥物的聚類情況：聚類樹形圖可以顯示聚類過程中每一步合并及被合并的兩項之間的距離以及觀測量或變量加入到一類的聚類水平，因此可以根據此圖跟蹤聚類過程；由于接近的兩類先聚為一類，因此可以通過聚類過程仔細地查看哪些觀測量更接近[6]。從圖1可以看出，功效相同或相近的藥物聚為同一類，當聚為9類時達到較好的聚類效果，表6可以直觀看出周教授治療外感發熱常用的配伍組合。

3　討論

3.1藥物頻數分析

通常情況下，藥物在治療某種疾病時被組方的次數可以反映出其在治療該病時的作用，從某種角度來說，藥物使用頻數的多少代表著該藥在治療某病時的地位，即說明其是否為治療某病的首選或主要藥物。

圖1　聚類分析樹狀圖

聚類成員數藥物主要功效C12柴胡、黃芩調暢少陽樞機,清泄少陽郁熱C24炙麻黃、杏仁、生石膏、生甘草散表寒,清里熱C34羌活、紫蘇葉、荊芥、薄荷發散表寒,宣肺、醒脾、疏肝C42金銀花、連翹清熱透邪解毒C52射干、桔梗清熱,解毒,利咽,宣肺C63豆豉、青蒿、生黃芪解肌清熱發表C72防風、辛夷散風寒,通鼻竅C84款冬花、紫菀、炙枇杷葉、前胡宣肺止咳C91藿香化濕解表

周平安教授治療外感發熱醫案中用藥頻數在16次及以上的中藥共計24味，主要有解表藥、清熱藥、宣肺止咳藥、化濕藥四大類，不難看出，解表藥、清熱藥、宣肺止咳藥使用頻率較高。其中黃芩、柴胡的用藥頻數分別是69、59，遠遠高于其他藥物，這與周平安教授主張表里和解治療外感熱病的學術思想是一致的。

3.2藥物性味歸經頻數分析

對于藥物性味綜合分析，周平安教授治療外感發熱時不但使用味苦性寒涼之藥，而且喜佐用辛溫之品。周平安教授認為外感發熱既然為熱性病，定當以清熱為主，宜用苦寒之品，但慎用大苦大寒之藥以免過于寒涼而閉門留寇，既讓邪氣透散出去，內熱也清出去；同時也應當稍佐辛溫之品以解表，但避免過于辛溫而助熱，意即發散表邪，給熱邪以出路。寒溫并用，清透兼施，從苦寒藥與辛溫藥的用量上把握平衡。

藥物歸經方面，首選歸屬于肺經的藥物，直達病所。周平安教授認為外感發熱多具有表里同病、寒熱夾雜的共性，一般除了有發熱、惡寒、鼻塞、頭身痛等全身癥狀及咳嗽、咯痰等呼吸系統臨床表現之外，易見嘔惡、腹瀉、胸腹脹悶等消化系統的癥狀，因此，用藥之時應適當選用歸屬于脾胃經的藥物照顧脾胃。同時，對于有腹滿脹、大便干結難下的病人，周平安教授會選用清利大腸之品以通腑泄熱，臟腑表里同治。

3.3藥物關聯分析

通過二項關聯分析，最常見的藥對為柴胡、黃芩，炙麻黃、杏仁，以及解表藥物(包括紫蘇葉、荊芥、薄荷等)與黃芩的配伍。周平安教授治療外感發熱病喜用柴芩為伍清泄少陽之熱、調暢少陽樞機，使表寒得散、里熱得清，表里自和；炙麻黃、杏仁為伍，取麻杏石甘湯之意，宣降肺氣，清泄肺熱，配合紫蘇葉、荊芥、薄荷輕清辛散之品，使熱邪透散，清透兼顧。三項關聯分析為解表藥→柴胡+黃芩或者解表藥→炙麻黃+杏仁的配伍。如此看來，周平安教授在治療外感發熱時既重視清里熱，又注意解表以透熱，解表清里，清透兼施，體現“和解”之思想。3.4藥物聚類分析

根據系統聚類結果，聚一類為柴胡黃芩配伍，即小柴胡湯之意。小柴胡湯出自《傷寒論》，原文記載“少陽之為病，口苦、咽干、目眩也”“傷寒五六日中風，往來寒熱，胸脅苦滿，嘿嘿不欲飲食，心煩喜嘔……小柴胡湯主之”“傷寒中風，有柴胡證，但見一證便是，不必悉具”，明確了小柴胡湯臨床應用的要領，即用于邪入少陽，居于半表半里。柴胡宣散透邪，使邪從太陽而解；黃芩苦寒，善清已郁之熱、半里之邪；二藥合用，既能宣透清解半表半里之邪，又能使氣機升降復常[7]。周平安教授認為少陽為陰陽出入之樞紐，若少陽樞機不利，表里不和，則不能透邪外出，因此周平安教授多選用柴芩為伍，清泄少陽，調暢少陽樞機，使表寒散、里熱清，表里自和。聚二類為炙麻黃、杏仁、生石膏、生甘草，即麻杏石甘湯。《傷寒論》第63條：“發汗后，不可更行桂枝湯。汗出而喘，無大熱者，可與麻黃杏仁甘草石膏湯。”第162條：“下后，不可更行桂枝湯，汗出而喘，無大熱者，屬麻黃杏子甘草石膏湯。”對它的認識，歷代醫家大致分為兩大類：一是用于表邪已解、邪熱迫肺者，癥見發熱、咳喘、汗出、口渴、苔黃、脈數；二是用于表邪未盡、熱邪迫肺者，其癥見發熱、喘咳、口渴、無汗或有汗、苔薄白或黃、脈浮數。正如冉雪峰所說：“麻杏石甘湯能發汗，又能止汗，傷寒內郁為熱者可用，溫病熱自內發者亦可用，無汗表未解者可用，有汗表未盡者亦可用。”周平安教授在臨證時多以生石膏配伍少量炙麻黃，取石膏甘寒清熱之功、炙麻黃辛散解表之力，二者合用，清熱宣肺為主，兼有解表功能，使表邪散、里熱亦由表而解，即為解表清里劑的代表方劑。聚三類為羌活、紫蘇葉、荊芥、薄荷，皆為辛散輕揚之品，具有外開皮毛、發汗解表之功，此外，紫蘇葉尚能醒脾化濕、寬中除滿，薄荷又可疏肝解郁、醒脾健胃，羌活又有祛風勝濕止痛之力，對于外感風寒挾濕尤為適宜，而荊芥對于外感表證，無論風寒、風熱或寒熱不明者，均可廣泛應用。四藥合用，重在發散表寒，又可宣肺、醒脾、疏肝。聚四類為金銀花、連翹，取銀翹散之意。《溫病條辨》卷一：“太陰風溫、溫熱、瘟疫、冬溫，初起惡寒者，桂枝湯主之。但熱不惡寒而渴者，辛涼平劑銀翹散主之。”金銀花、連翹為伍，既能疏散風熱，又可清熱解毒，二者合用，重在辛涼解表、透風熱之邪外出，同時兼顧溫熱病邪易蘊結成毒的特點。聚五類為射干、桔梗，射干苦寒，清熱解毒利咽，桔梗苦辛平，宣肺、利咽，二者相伍，清熱解毒利咽宣肺，為治療咽喉腫痛之常用組合。聚六類為豆豉、青蒿、生黃芪，豆豉辛涼解表，青蒿清利少陽濕熱，黃芪生用補氣解毒，《本草備要》贊其“生用固表，無汗能發，有汗能止，溫分肉，肥腠理，瀉陰火，解肌熱”。聚七類為防風、辛夷，防風祛風泄邪，辛夷辛散溫通，二藥合用適用于外感風寒、肺竅郁閉所致惡寒發熱、頭痛鼻塞者。聚八類為款冬花、紫菀、炙枇杷葉、前胡，皆可宣降肺氣而止咳。聚九類為藿香，芳香化濕又可解暑，主要針對于暑濕外感或外感夾濕者。根據此聚類結果，治療外感發熱在臨床配伍時，可以將上述聚為同一類的藥物配合使用加強藥效。

由此可以看出，周老在治療外感發熱時擅于使用表里同治的方法，或調理上下內外氣機，或解表以除里邪；遵循“和”的原則，“不和則為病、治病以求和”；以“和”為目的，使表里之邪解、正復而人安和。此即周老“表里和解”之思想，既是治則，也是治法[8]。

通過對周平安教授用藥規律的挖掘、分析，可以深刻理解名醫的學術思想，把握疾病的治療規律。頻數分析可以直觀了解用藥比例，掌握名醫常用藥物；關聯規則用于研究藥物使用規律，對其進行配伍分析，發掘其治療思想。系統聚類分析可以挖掘出名醫治療某種疾病的基礎方藥，不同層次發現藥物的組合使用情況，這些組合是名醫多年經驗的積累，有著明確可靠的療效，可以直接指導疾病治療，為初學者治療某種病證提供寶貴的經驗。

[1]吳銀根，沈慶法．中醫外感熱病學[M]．上海：上海科學技術出版社，1991：2．

[2]南京中醫藥大學．中藥大辭典[M]．上海：上海科學技術出版社，2006．

[3]高學敏，王永炎．中藥學[M]．北京：中國中醫藥出版社，2007：1．

[4]薛薇，陳歡歌．基于Clementine的數據挖掘[M]．北京:中國人民大學出版社，2012:398，435-450．

[5]饒媛，邱仕君．基于聚類分析的鄧鐵濤教授臨床用藥規律探討[J]．遼寧中醫藥大學學報，2009，11(7)：5-7．

[6]李茵，楊曉敏．活血化瘀藥的模糊聚類分析[J]．中藥視窗，2008，9(19)：715-717．

[7]錢妍，吳整軍．小柴胡湯抗感染與解熱作用的實驗研究[J]．中華醫院感染學雜志，2008，18(4)：576-578．

[8]張曉雷，沙茵茵，馬家駒，等．淺析“表里和解法”之用[J]．河南中醫，2016，36(3)：387-389．

(本文編輯： 禹佳)

Study on the prescription patterns of professor

ZHOUPing-anin the treatment of externally contracted fever based on data miningLIGuo-dong,WUZhi-song,CAOFang,etal.

DongfangHospitalofBeijingUniversityofChineseMedicine,Beijing100078,China

Correspondingauthor:JIAOYang，E-mail:yangjiao2013@sina.cn

ObjectiveTo explore the patterns of the composition and prescription of traditional Chinese medicine (TCM) of professorZHOUPing-anin the treatment of externally contracted fever.MethodsThe medical records of professorZHOUPing-anused for treating externally contracted fever were filtered and reorganized, frequency analysis, association rule analysis and cluster analysis were used to analyse flavor and channel tropism of the herbs prescribed, the analysis software were SPSS 21.0 and SPSS Modeler 18.0. Results(1) Frequency analysis showed that exterior-resolving, heat-clearing and lung-facilitating and cough-relieving herbs were at the top three of most commonly used types of TCM; cold and bitter with warm and acrid types of TCM were combined, while cold and bitter type dominated to clear heat; herbs affiliated to lung channel were used frequently to guide medications directly to the illness location, while covering spleen and stomach, or dissipating and clearing large intestine to cure both exterior and interior. (2) Association rule analysis extracted two frequently used pairs of herbs, which are bupleurum & scutellaria, mix-frying ephedra & apricot kernel, as well as two frequently used compositions of herbs, respectively bupleurum & scutellaria for exterior-resolving and mix-frying ephedra & apricot kernel for exterior-resolving. (3) Cluster analysis obtained nine clusters of herbs: bupleurum & scutellaria, mix-frying ephedra & apricot kernel & crude gypsum & raw licorice, notopterygium & perilla & schizonepeta & mint, lonicera & forsythia, belamcanda & platycodon, fermented soybean & sweet wormwood & crude astragalus, etc.ConclusionsThere are three main characteristics of the composition and prescription of TCM of professorZHOUPing-anin the treatment of externally contracted fever: (1) Combining cold and bitter with warm and acrid types of TCM, while cold and bitter type dominates to clear heat; (2) resolving exterior as well as clearing interior, clearing heat and expelling toxins simultaneously; (3) aiming at lungs and large intestine at the same time, while covering accompanying symptoms.

ZHOUPing-an;Externally contracted fever;Data mining;Prescription patterns

國家科技支撐計劃名老中醫特色治法治則傳承研究(2013BAI13B021)；北京市中醫管理局薪火傳承周平安名醫工作站建設項目；北京中醫藥大學科研創新團隊項目(2011-CXTD-08)

100078北京中醫藥大學東方醫院[李國棟(碩士研究生)、王瑋(博士研究生)]，ICU(吳志松)，老年病科(曹芳)，呼吸熱病科(焦揚)

李國棟(1991- )，2014級在讀碩士研究生。研究方向：肺系疑難病診療研究。E-mail:709719776@qq.com

焦揚(1963- )，女，博士，教授，主任醫師，博士生導師。研究方向：肺系疑難病診療研究。E-mail：yangjiao2013@sina.cn

R254

A

10.3969/j.issn.1674-1749.2016.09.002

2016-04-25)