基于癥狀/體征群的慢性胃炎常見證候特征選擇

朱春梅 顧巍杰 楊德才 曹陽 王灼龍 顏建軍 劉國萍

摘要：目的? 在慢性胃炎常見中醫癥狀/體征的特征組基礎上，對脾胃濕熱證、濕濁中阻證、脾胃氣虛證、脾胃虛寒證、肝氣郁滯證、肝胃郁熱證共6種慢性胃炎常見證候進行特征挑選，探討辨證理論與證候規范化的內涵。方法? 采用基于特征組的特征選擇方法，對82個慢性胃炎癥狀/體征經近鄰傳播聚類算法分析后聚成22個癥狀/體征群，運用特征選擇算法對其癥狀/體征群進行取舍，以分類器的分類準確率作為評價標準，進行慢性胃炎常見證候的癥狀/體征群選擇。結果? 慢性胃炎癥狀/體征群選擇結果分別為脾胃濕熱證8個、濕濁中阻證4個、脾胃氣虛證8個、脾胃虛寒證5個、肝氣郁滯證5個、肝胃郁熱證6個。結論? 慢性胃炎6種證候所選特征總體上與中醫理論基本吻合，部分結果與中醫理論有出入，可能與臨床證候具有兼挾性、動態性、復雜性有關。

關鍵詞：特征選擇;癥狀/體征群;慢性胃炎;證候

中圖分類號：R259.73??? 文獻標識碼：A??? 文章編號：1005-5304（2019）07-0016-06

Abstract： Objective To conduct feature selection of the six common syndromes of chronic gastritis of spleen-stomach damp-heat syndrome， dampness obstruction syndrome， spleen-stomach qi deficiency syndrome， spleen-stomach deficient cold syndrome， liver qi stagnation syndrome， and liver-stomach heat syndrome on the basis of the characteristic group of common TCM symptoms of chronic gastritis; To explore the connotation of TCM syndrome differentiation theory and TCM syndrome standardization. Methods Adopting the feature group-based selection method， 82 chronic gastritis symptoms （signs） were analyzed by affinity propagation clustering algorithm and then clustered into 22 symptom/signs groups. The feature selection algorithm was used to select the symptom group， and the classification accuracy of the classifier was used as the evaluation standard to select the symptom group of the common syndrome of chronic gastritis. Results The results of symptom/signs group selection of chronic gastritis were 8 groups of spleen-stomach damp-heat syndrome， 4 groups of dampness obstruction syndrome， 8 groups of spleen-stomach qi deficiency syndrome， 5 groups of spleen-stomach deficient cold syndrome， 5 groups of liver qi stagnation syndrome， and 6 groups of liver-stomach heat syndrome. Conclusion The selected features of six common syndromes of chronic gastritis are generally consistent with the TCM theories. Some of the results are different from TCM theories， which may be caused by the mixing， dynamic and complex clinical syndromes.

Keywords： feature selection; symptom/signs group; chronic gastritis; syndromes

證候是由具有內在聯系的癥狀與體征組成的癥狀/體征群總稱，是對病因、病位、病性、正邪關系及病勢等作出的高度概括[1]。劉渡舟教授[2]指出，每一種病證都有其特異性主癥，可以是一個癥狀，也可能由若干個癥狀組成。因此，如何找出主癥是提高臨床辨證準確性的關鍵。特征選擇旨在去除不相關特征和冗余特征，力求以最少的特征來表達原始信息，達到最優的預測或分類精度[3]，與尋找主癥的目的吻合。但傳統的特征選擇算法主要針對單個特征，忽略了特征之間的關系，而基于癥狀/體征群的特征選擇算法，通過對癥狀/體征群的取舍，以分類器的分類準確率作為評價標準，達到特征選擇目的，這不僅可去除病例中冗余和無關癥狀/體征信息，更能反映中醫證候本質。本研究基于癥狀/體征群的特征選擇算法，對慢性胃炎6種常見證候進行癥狀群挑選，旨在探討中醫辨證理論與中醫證候規范化的內涵。

1? 資料與方法

1.1? 一般資料

于2008年9月-2010年10月上海中醫藥大學附屬龍華醫院、上海中醫藥大學附屬曙光醫院、上海交通大學醫學院附屬新華醫院、普陀區中心醫院、上海市中醫醫院消化內科門診、住院部及胃鏡室進行病例采集。采用中醫脾系問診量表進行資料采集，去除信息不完整及不符合慢性胃炎診斷的量表，共采集有效樣本919例。其中男性354例（38.5%），平均年齡（44.61±14.54）歲;女性565例（61.5%），平均年齡（48.70±12.74）歲。

1.2? 西醫診斷標準

依據《中國慢性胃炎共識意見》[4]確定慢性胃炎診斷標準。①臨床表現：多數患者無任何癥狀，有癥狀者主要為消化不良，且為非特異性。②胃鏡及病理檢查。內鏡下慢性非萎縮性胃炎可見黏膜紅斑、黏膜出血點、黏膜粗糙伴充血等表現，慢性萎縮性胃炎可見黏膜紅白相間，以白相為主，皺襞變平甚至消失，部分黏膜血管顯露;慢性萎縮性胃炎病理活檢顯示固有層腺體萎縮。

1.3? 中醫辨證標準

參照《慢性胃炎中西醫結合診斷、辨證和療效標準（試行方案）》[5]、《中醫臨床診療術語·證候部分》[6]制定。①脾胃濕熱證：脘腹痞悶，口苦口膩，口渴，小便黃;舌質紅、苔黃厚膩，脈滑數。②濕濁中阻證：胃脘脹滿，納呆泛惡，肢體困重，泄瀉或便溏;舌淡或淡紅、苔白膩，脈濡。③脾胃氣虛證：胃脘隱痛，食欲不振，食后脹悶，痞滿，泄瀉或溏薄，神疲乏力;舌淡白或淡紅、齒痕舌、苔薄，脈細或虛。④脾胃虛寒證：腹痛喜溫喜按，畏寒，手足不溫;舌淡胖或有齒痕、苔白或白膩，脈虛或沉。⑤肝氣郁滯證：胃脘脹滿，脅脹脅痛，噯氣頻作，受情緒影響;舌淡紅、苔薄白或白厚，脈弦。⑥肝胃郁熱證：胃脘疼痛，脅肋脹滿，泛酸嘈雜，口干、口苦、口臭;舌紅、苔黃，脈弦。

1.4? 納入標準

①以胃脘部不適為主要癥狀就診，性別不限;②符合上述西醫診斷標準和中醫辨證標準者;③患者對研究知情，并簽署知情同意書者。

1.5? 排除標準

①精神病患者及伴有其他系統重度疾病者;②語言表達能力較差，病情敘述有困難者;③拒絕配合者。

1.6? 數據采集方法

1.6.1? 量表制作

由上海市消化系統疾病資深中西醫結合臨床專家、臨床醫生及研究者組成研究小組。參考以往量表經驗[7]，查閱中醫脾胃病古今文獻及近15年相關文獻，尤其是慢性胃炎證型與證候有關的癥狀/體征頻率的報道，初步制定調查表。經過2輪專家咨詢及統計學檢驗，完善修改量表。最終確定中醫脾系問診量表共包括寒熱、汗、頭身胸腹、二便、飲食口味、睡眠、情緒、婦女共8個維度，及既往史、望診、切診等，共113個變量[8]。

1.6.2? 數據處理及質量控制

采用Epidata3.1軟件建立數據庫。獨立雙遍錄入。軟件中對2份錄入數據進行對比核查。數據質量監控包括以下2個方面：①調查方法。參考相關文獻[9-13]，制作量表操作指南，明確定義量表中癥狀/體征，指出問診時具體操作方法和順序。采樣人員經統一培訓，小組成員定期集中，對典型病例進行討論，保證資料一致性。②診斷方法。邀請3位臨床經驗豐富的高年資主任醫師，對信息完整的病例進行辨證，選取2位專家診斷一致的數據進行錄入;對診斷不一致的數據，再與專家討論，辨證一致后再錄入。

1.7? 統計學方法

1.7.1? 特征預選擇

對原始特征進行篩選，剔除無關特征與頻次過小特征。由既往研究報道[14]可知，在慢性胃炎中醫證候的診斷中，脈象信息所具有的辨證貢獻度偏小，故在特征挑選時將不考慮脈象特征。另外，對頻次<10的特征，其貢獻率也可忽略不計。

1.7.2? 特征聚類

采用近鄰傳播聚類（affinity propagation clustering，APC）算法[15]對癥狀/體征進行癥狀/體征群劃分。APC算法是無監督聚類算法，此方法能更快更好地處理大規模數據。它將數據中每個變量均看作潛在的類代表點，通過迭代更新每一個點的可信度與可用度的值，直到達到迭代次數或迭代過程中收斂為止，同時將其余數據點分配給最近的類代表點，形成聚類。

APC算法在迭代的過程主要更新2個矩陣，代表矩陣R=[r（i，k）]N×N和適選矩陣A=[a（i，k）]N×N。這2個矩陣初始化為0，N為所有樣本的數目。r（i，k）表示第k個樣本適合作為第i個樣本的類代表點的代表程度，a（i，k）表示第i個樣本選擇第k個樣本作為類代表樣本的適合程度。迭代公式如下：

如果i=k，樣本i即為自身聚類的類代表點，如果i≠k，i則屬于k所屬的聚類。在算法迭代過程中，當2個或多個點同時適合作為某一類的代表點時，算法便可能出現震蕩且無法收斂。故在算法迭代過程中引入阻尼因子λ，使每一次迭代r（i，k）與a（i，k）均受上一次迭代值約束，提高算法穩定性，計算公式如下：

1.7.3? 特征組與標簽間的關系評價

利用每一個特征組與對應標簽之間的相關性進行排序，優先考慮相關性大的特征組。互信息（mutual information，MI）是信息論里一種有用的信息度量[16]，它表示一個隨機變量中包含的關于另一個隨機變量的信息量。2個事件X、Y的互信息定義為：

2? 結果

2.1? 基于近鄰傳播聚類的慢性胃炎癥狀/體征聚類

本研究主要對中醫問診信息和舌象信息進行分析。通過對原始特征的篩選，得到82個癥狀/體征和舌象特征，再利用APC算法進行聚類，得到22個癥狀/體征群，涉及慢性胃炎特征性癥狀/體征、全身性癥狀/體征、面診與舌診癥狀/體征、特征性飲食偏嗜等。聚類結果見表1。

2.2? 慢性胃炎常見證候的特征性癥狀/體征群選擇

筆者對慢性胃炎的脾胃濕熱、濕濁中阻、脾胃氣虛、脾胃虛寒、肝氣郁滯、肝胃郁熱6個臨床常見證候分別與22個癥狀/體征群進行關聯，挑選對每個證候分類準確率最高的癥狀/體征群。當特征子集里的特征數>30時停止特征搜索。這樣不僅符合中醫辨證思想，且能降低計算復雜度，節省計算時間。

2.2.1? 脾胃濕熱證癥狀/體征群選擇

脾胃濕熱證又稱中焦濕熱證，由濕熱內蘊、中焦氣機升降失常、脾濕胃熱互相郁蒸所致，可見全身濕熱癥狀/體征的病理變化[17]。多因感濕邪或飲食不節、過食肥甘，釀成濕熱，內蘊脾胃所致。脾胃濕熱證候中，當特征子集為前8個癥狀/體征群時，分類器的分類準確率達到最高，故選擇前8個癥狀/體征群包含的特征作為特征子集（見圖1、表2）。其中序號1～8表示癥狀/體征群與對隱特征互信息大小的排序。

2.2.2? 濕濁中阻證癥狀/體征群選擇

濕濁中阻證是指濕濁內蘊于脾胃，導致脾胃虛弱、運化無力所表現出的證候[18]。濕濁中阻證候中，當特征子集在前4個癥狀/體征群時，分類器的分類準確率達到最高，故選擇前4個癥狀/體征群包含的特征作為特征子集（見圖2、表3）。

2.2.3? 脾胃氣虛證癥狀/體征群選擇

脾胃氣虛證是指脾胃之氣不足，胃的受納和脾的運化功能減退所表現的證候[19]。脾胃氣虛證候中，當特征子集在前8個癥狀/體征群時，分類器的分類準確率達到最高，故選擇前8個癥狀/體征群包含的特征作為特征子集（見圖3、表4）。

2.2.4? 脾胃虛寒證癥狀/體征群選擇

脾胃虛寒證多因脾虛日久，波及脾陽，使脾陽也虛，或者貪食生冷，損傷脾陽，導致脾陽虛不能溫暖胃腸，寒氣自內而生[20]。脾胃虛寒證候中，當特征子集在前5個癥狀/體征群時，分類器的分類準確率達到最高，故選擇前5個癥狀/體征群包含的特征作為特征子集（見圖4、表5）。

2.2.5? 肝氣郁滯證癥狀/體征群選擇

肝氣郁滯證，又稱肝氣郁結，是指肝失疏泄，氣機郁滯所表現的證候[21]。肝氣郁滯證候中，當特征子集在前5個癥狀/體征群時，分類器的分類準確率達到最高，故選擇前5個癥狀/體征群包含的特征作為特征子集（見圖5、表6）。

2.2.6? 肝胃郁熱證癥狀/體征群選擇

肝胃郁熱證多由肝氣郁滯證發展而來，氣滯日久則化熱[20]。肝胃郁熱證候中，當特征子集在前6個癥狀/體征群時分類準確率達到最高，故選擇前6個癥狀/體征群包含的特征作為特征子集（見圖6、表7）。

3? 討論

本課題組運用APC算法獲得的22組癥狀/體征群并將其分別與慢性胃炎的6種常見證候進行關聯，結果與中醫理論呈現較好的一致性。

脾胃濕熱證癥狀/體征群挑選中，癥狀/體征群1（嗜睡、苔薄、苔白）、癥狀/體征群3（苔厚、苔燥、苔膩）和癥狀/體征群4（舌體胖大、舌邊齒痕、舌苔遍布全舌）是“濕”的病性要素特點。濕濁內蘊，上泛舌面見苔白厚膩;濕痰中阻則舌苔遍布全舌;濕濁內阻，津液輸布障礙不能上承舌面見苔燥;體內水濕停滯則舌體胖大、邊齒痕;濕困脾胃，清陽不升則嗜睡;癥狀/體征群2（嘈雜、唇色紅、舌色紅、苔黃）、癥狀/體征群6（口酸、手足心熱、小便色黃、舌色紫黯、舌瘦薄、舌苔偏于舌根）、癥狀/體征群7（口澀、口氣重、面色紅、舌中裂、黃白相兼）和癥狀/體征群8（胃脘灼痛、喜冷、胸骨后燒灼感）是“熱”的病性要素特點。熱迫血行，致使面、舌、唇部脈絡擴張充盈，則面、舌、唇色紅;熱邪熏灼，故苔黃、小便黃;燥熱傷津，故口澀、舌瘦薄、舌中裂;胃有濕熱，濁氣上泛則口氣重;邪熱犯胃可見嘈雜、胃脘灼痛、喜冷、胸骨后燒灼感。但癥狀/體征群5（面色淡白、唇色淡白、舌色淡白）與該證候關聯度不大。

濕濁中阻證癥狀/體征群挑選中，癥狀/體征群1（苔厚、苔燥、苔膩）、癥狀/體征群2（舌體胖大、舌邊齒痕、舌苔遍布全舌）和癥狀/體征群4（嗜睡、苔薄、苔白）是“濕”的病性要素特點。但癥狀/體征群3（嘈雜、唇色紅、舌色紅、苔黃）與該證候關聯度不大。

脾胃氣虛證癥狀/體征群挑選中，癥狀/體征群1（食少納呆、口渴、乏力、肢體沉重活動則減、失眠）、癥狀/體征群2（舌體胖大、舌邊齒痕、舌苔遍布全舌）、癥狀/體征群4（嗜睡、苔薄、苔白），癥狀/體征群6（面色淡白、唇色淡白、舌色淡白）和癥狀/體征群8（泄瀉、便質偏稀）是“氣虛”的病性要素特點。元氣虧虛，臟腑機能減退，故乏力，運化功能減退，則食少納呆、泄瀉、大便偏稀;氣虛血虧，心神失養，則失眠，血不能上榮于面、唇、舌，則見面、唇、舌色淡白;氣血不暢，肢體濡養不足則肢體沉重，活動后癥狀減輕;中氣不足，脾失健運，若水液化生障礙則津液不足，故口渴;若水濕困脾，則嗜睡、舌胖大、邊齒痕。但癥狀/體征群3（嘈雜、唇色紅、舌色紅、苔黃）反映“熱”的證候病性要素特點。癥狀/體征群5（苔厚、苔燥、苔膩）、癥狀/體征群7（口苦、口甜、頭暈、胸悶、舌邊紅）與該證候關聯度不大。

脾胃虛寒證癥狀/體征群挑選中，癥狀/體征群2（胃脘冷痛、胃脘隱痛、痛有定處、喜暖、喜按、得食則減、肢冷或手足欠溫、腐苔）、癥狀/體征群4（嗜睡、苔薄、苔白）是“虛寒”的病性要素特點。陽氣不足，臟腑經絡失去溫煦，機體失養，則胃脘冷痛、隱痛、痛有定處、喜暖、喜按、得食則減、肢冷或手足欠溫、苔薄白;寒濕化熱可見腐苔。但癥狀/體征群1（嘈雜、唇色紅、舌色紅、苔黃）與該證候關聯度不大。

肝氣郁滯證癥狀/體征群挑選中，癥狀/體征群1（胃脘痛無定處、因情緒而加重、脅脹或痛）、癥狀/體征群4（胃脘脹、胃脘刺痛、噯氣）和癥狀/體征群5（食少納呆、口渴、乏力、肢體沉重活動則減、失眠）是“氣滯”的病性要素特點。肝失疏泄，經氣不利，故脅脹或痛、胃脘脹或刺痛、食少納呆、肢體沉重活動則減;肝氣不疏，情志失調，則胃脘痛無定處、因情緒而加重、噯氣。但癥狀/體征群2（胃脘冷痛、胃脘隱痛、痛有定處、喜暖、喜按、得食則減、肢冷或手足欠溫、腐苔）與該證候關聯度不大。

肝胃郁熱證癥狀/體征群挑選中，癥狀/體征群1（嘈雜、唇色紅、舌色紅、苔黃）、癥狀/體征群2（胃脘灼痛、喜冷、胸骨后燒灼感）和癥狀/體征群6（便秘、便質偏干、排便不爽）是“熱”的病性要素特點。熱邪傷津則便秘、大便偏干;濕熱內蘊，阻滯腸道氣機則排便不爽;癥狀/體征群5（胃脘痛無定處、因情緒而加重、脅脹或痛）是“氣滯”的病性要素特點。但癥狀/體征群3（嗜睡、苔薄、苔白）與該證候關聯度不大。

綜上所述，6個證候的癥狀/體征群選擇結果總體與中醫理論基本吻合。但一些特征值與標簽的關系不符合中醫理論，這些負相關的特征組可能是臨床證候的兼挾性、動態性、復雜性等所致[22]。此外，本研究表明，基于癥狀/體征群的慢性胃炎常見證候特征選擇的研究是切實可行的，這不僅為慢性胃炎證候標準的建立提供客觀依據，也為其他疾病的中醫證候規范化研究提供新思路。但本研究仍有一定局限性，如臨床樣本區域性較明顯，今后應進行多中心、大樣本臨床研究。

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