基于數據挖掘技術的慢性腎臟病中醫癥候規律研究

王要強 吳瑞 管傳濤 解中躍 程昆林 畢昌韋 章鑫 羅冬梅 李文喜

摘要 目的：遵循循證醫學的原則，對201例腎病患者的中醫藥臨床研究數據進行挖掘，發現慢性腎臟病的中醫癥狀，為慢性腎臟病的診斷和治療提供有效的參考。方法：運用頻數分析法和關聯規則分析對201例腎病患者臨床數據進行分析。結果：患者的舌質主要是紅和淡紅，其頻率分別為39.7%，33.3%;舌苔主要是白、白膩和薄白，其頻率分別為34%，17.6%和15%;脈象主要是細，細滑，沉細脈象，其頻率分別為20.5%，13.5%，10.3%。另外，患者的中醫辨證主證主要是氣陰兩虛證和肝腎陰虛證，其頻率分別達到46.3%，24.4%;中醫兼證中濕熱證、濕濁證和血瘀證占比較高，其頻率分別為32.6%，29.4%與23%。且由關聯規則分析可以得到中醫主證和兼證與所對應的舌質、舌苔和脈象的關聯性的強弱。結論：頻數分析法和關聯規則分析能夠清楚地展示慢性腎臟病的中醫征候規律，有助于慢性腎臟病的精準診斷和個性化治療。

關鍵詞 循證醫學;慢性腎臟病;數據挖掘;頻數分析;關聯規則

Study on Traditional Chinese Medicine Syndromes of Chronic Kidney Disease Based on Data Mining Technique

WANG Yaoqiang，WU Rui，GUAN Chuantao，XIE Zhongyue，CHENG Kunlin，BI Changwei，ZHANG Xin，LUO Dongmei，LI Wenxi

（School of Mathematical Science and Engineering，Anhui University of Technology，Ma′anshan 243002，China）

Abstract Objective：To mine the data of 201 patients with kidney disease from TCM clinical research，and find the TCM symptoms of chronic kidney disease，which can provide an effective reference for the diagnosis and treatment of chronic kidney disease following the principle of evidence-based medicine.Methods：Frequency analysis and association rule analysis were used to analyze the clinical data of 201 patients with nephropathy.Results：The tongue of the patients was mainly red and light red，with frequencies of 39.7% and 33.3%，respectively.The tongue coating was mainly white，white greasy and thin white，with the frequencies of 34%，17.6% and 15% respectively.The pulse was mainly fine，smooth and sinuous，with frequencies of 20.5%，13.5% and 10.3%，respectively.In addition，the main syndromes of TCM syndrome differentiation in patients were qi and yin deficiency syndrome and liver and kidney yin deficiency syndrome，with the frequency of 46.3% and 24.4% respectively.Among the TCM syndromes，dampness and heat syndrome，dampness and turbidity syndrome and blood stasis syndrome were relatively high，accounting for 32.6%，29.4% and 23%，respectively.The correlation between the main syndrome and the concurrent syndrome and the corresponding tongue texture，tongue coating and pulse can be obtained by association rule analysis.Conclusion：Frequency analysis and association rule analysis can clearly demonstrate the Chinese medicine symptom rule of chronic kidney disease，which is helpful for accurate diagnosis and personalized treatment of chronic kidney disease.

Keywords Evidence-based medicine; Chronic kidney disease; Data mining; Frequency analysis; Association rules

中圖分類號：R242文獻標識碼：Adoi：10.3969/j.issn.1673-7202.2020.24.029

循證醫學崛起于20世紀90年代[1-2]，狹義上的循證醫學為循證臨床實踐，強調醫生在臨床工作中應依據最佳的研究證據[3]，結合自己的臨床經驗，醫療條件及患者的情況與選擇，制定合理的診治方案。廣義上的循證醫學是在一切醫療衛生服務的循證實踐中，強調制定宏觀醫療衛生決策時遵循研究證據的重要性和必要性[4]。

循證醫學不同于傳統醫學。傳統醫學是以經驗醫學為主，即根據非實驗性的臨床經驗、臨床資料和對疾病基礎知識的理解來診治患者。而循證醫學強調的是：任何醫療決策應建立在最佳科學研究證據的基礎上，以便更好地對癥下藥，更快的診治好患者。

慢性腎臟病（Chronic Kidney Disease，CKD）是各種腎臟病于急性階段未經控制后的共同轉歸，它是一種臨床綜合征[5]。目前國際上公認的定義為：腎臟損害≥3個月，表現下列癥狀之一者：腎臟病理異常和/或尿成分異常（如有血尿、電解質異常、PH值異常）和/或影像學異常;腎小球濾過率（GFR）<60 mL（min·1.73 m）≥3個月，有或無腎損傷依據[6，7]。該病的病因病機十分復雜，虛實并見，陰陽平衡的失調和寒熱的錯雜等，但以脾腎衰敗為主要病機，受損臟腑廣泛，以脾腎兩臟為主。濕毒潴留體內不能得到及時的排除是病機的關鍵。其基本發病機制是由于慢性腎臟病遷延日久，臟腑的功能受到損害而變虛，加之外邪對機體的侵入以及飲食勞倦過度所傷、情志不暢、就醫時的誤診誤治，以及各種原因導致疾病治療不及時等。

基于中醫藥在減輕慢性腎臟病患者臨床癥狀體征以及生化指標方面的很多優勢，隨著大數據時代的到來，越來越多的數據挖掘和統計分析方法被用到慢性腎臟病的中醫診斷和治療研究中[8-9]。本文將從循證醫學的角度，借助數據挖掘技術，通過分析201例腎病患者臨床數據去探索該病的中醫癥候規律。

1 資料與方法

1.1 數據來源 數據來源于“國家人口健康科學數據中心數據倉儲PHDA”（http：//www.ncmi.cn）[10]。數據包括201例腎病患者臨床數據。具體包括病史摘要、基本信息、西藥、西醫診斷、中藥方劑、中醫診斷等信息。

1.2 基本信息

從表1～2可以看出201例腎病患者臨床數據的基本信息：男性患者119例，女性患者82例，各占總體的59.2%和40.8%;有頭暈癥狀的患者3例，無頭暈病狀的患者198例，各占0.015%和0.985%。.

1.3 數據挖掘方法

首先，采用頻數分析法分析慢性腎臟病的中醫辨證分型、舌象及脈象的統計學規律。把患者的證型、舌象和脈象的分布情況在柱狀圖上展示出來，這樣可以直觀地觀察并找到每種分布中頻率最大的幾種情況，為慢性腎臟病的診斷和治療提供一些參考依據。

其次，分析了解每種證型在患者中發生的頻率，運用關聯規則，把癥狀與舌質、舌苔及脈象關聯起來，得到患者普遍出現某種癥型的可能性?；颊咴诰驮\時，醫生可將患者出現的癥狀與其舌象、脈象相關聯，結合自己的經驗，在遵循循證醫學原則的基礎上，推斷出患者患慢性腎臟的可能性，并在此基礎上對患者進行有針對性的專項檢查從而得出患者是否患慢性腎臟的結論。

關聯規則分析的模型為：1）項集：組成所以情況的集合。2）關聯規則：一般記為X->Y的形式，X表示先決條件，Y表示相應的關聯結果。3）支持度：指所有項集中，同時發生X和Y的可能性，數學表達式可表示為：

supp（X=>Y）≡σ（TX∩TY）N=X和Y同時出現的事務數目事務數總和

4）置信度：表示關聯規則X-->Y中，發生X的前提下也出現了Y，為條件概率，其數學表達式為：

conf（X=>Y）≡supp（X=>Y）supp（X）=σ（TX∩TY）σ（TX）

該指標可以控制哪些項集為強關聯項集，即為發生X的情況下，有多大概率發生Y。

2 中醫癥候診斷標準

參照《慢性腎衰竭的診斷、辨證分型及療效評定標準》（2006年試行方案）[11]及2002年《中藥新藥臨床研究指導原則》[12]制定[13]。

2.1 中醫主證

2.1.1 脾肺氣虛證 主癥：乏力，精神差，納呆腹脹，大便泄瀉。次癥：表衛不固，泡沫尿。舌淡、苔白，脈沉細或細。

2.1.2 肝腎陰虛證 主癥：少氣乏力，大便干結。次癥：口燥咽干。舌紅，苔黃，脈細滑或弦細。

2.1.3 脾腎陽虛證 主癥：畏寒肢冷，泛吐清水，腰膝冷痛。次癥：口淡，夜尿頻多或小便清長。舌淡胖或邊有齒痕，苔白，脈弦細、沉。

2.1.4 氣陰兩虛證 主證：口干，咽干，目澀，心煩失眠，大便干結。次證：血虛，如面黃無華。舌質淡白，脈細弱。

2.1.5 肺腎氣虛證 主證：泡沫尿，口干咽燥，乏力。次證：咽喉腫痛，表衛不固。舌質暗紅，舌苔白，脈象細滑。

2.2 中醫兼證

2.2.1 寒濕證 癥狀：面色發白、發青、發暗;反復的口腔潰瘍;腹痛。舌質淡紅，舌苔白膩，脈細或滑。

2.2.2 濕熱證 癥狀：口苦，小便澀痛不利，小腹脹滿。舌苔黃膩。

2.2.3 濕濁證 癥狀：腹大脹滿，少尿，大便不爽。舌質暗紅，苔白，脈細沉緩，細滑。

2.2.4 血瘀證 癥狀：唇甲紫暗，肌膚甲錯，肢體麻木。舌質紫暗或舌有瘀點、瘀斑，脈澀或細澀。

2.2.5 外感證 癥狀：心煩失眠，血尿，眩暈，全身酸痛。舌質淡紅，苔白，脈沉細。

3 數據分析

3.1 分析指標 1）舌質;2）舌苔;3）脈象;4）中醫主證;5）中醫兼證。

3.2 舌象分析

運用頻數分析法對201例患者就診時的舌象進行分析，其中舌質分布情況見表3。對應的頻率分布圖見圖1。

運用頻數分析法對201例患者的舌苔進行分析，舌苔分布情況見表4。

從表3、4及圖1、2知道舌質主要是紅和淡紅，其頻率分別為39.7%，33.3%;舌苔主要是白、白膩和薄白，其分別占有的頻率為34%，17.6，15%。從中我們可以看出：患有慢性腎臟病的大部分患者都有紅或淡紅的舌質，舌苔為白，白膩或薄白。舌質紅提示體內有熱像;而舌苔白、白膩說明患者有寒證或痰濕或濕困于脾，薄白屬于正常，寒證在體表而未入里。所以患者大多表現為濕熱證。

3.3 脈象分析

運用頻數分析法對201例患者的脈象進行分析，脈象分布情況見表5。

從表3及圖3知，出現細、細滑、沉細脈象的患者占比最多分別為20.5%，13.5%，10.3%，細脈主病為氣血俱虛及濕證，慢性腎臟病多為沉細脈。

3.4 中醫主、兼證分析

3.4.1 中醫主證分析

運用頻數分析法對201例患者的中醫主證進行分析。見表6。

從表6及圖3、4知道慢性腎臟病中醫主證主要是氣陰兩虛證，和肝腎陰虛證，分別達到46.3%，24.4%。所以慢性腎臟病以虛為主。

3.4.2 中醫兼證分析

運用頻數分析法對201例患者的中醫兼證進行分析。見表7。

從表7及圖5知道濕熱證，濕濁證，血瘀證占比最高，分別為32.6%，29.4%，23%，由此可知慢性腎臟病的病性以濕熱，濕濁為主，血瘀次之。

4 關聯規則分析

將舌質、舌苔、脈象的信息分別與中醫主證、中醫兼證的信息相關聯，用R軟件進行數據關聯分析。最小支持度閾值取1%，最小置信度閾值取80%。

利用R軟件我們可以得到11條與中醫主證相關聯的規則，由這些關聯規則我們可以畫出導向圖圖6。分析結果顯示：所得關聯規則置信度基本上都達到100%，支持度都在1.5%附近。其中舌質、舌苔或者脈象只要出現{淡暗}、{淡紅，有齒痕}、{薄膩}、{少}、{少，細}、{薄黃膩，淡紅}、{紅，弦}、{薄白，細弱}、{淡紅，細弱}等組合中的一組就可說明該患者患有氣陰兩虛證，而出現{白，紅，滑}的癥狀說明該患者患肝腎陰虛證。它們的支持度都在2%附近，置信度都是100%。只有{細弦}=>{氣陰兩虛證}的支持度為2.63%，置信度為80%。因此我們可以相信患者在出現這些癥狀后大部分是氣陰兩虛證或者肝腎陰虛證。由圖6知道，和氣陰兩虛證關聯的癥狀組合最多，和肝腎陰虛證相關聯的癥狀組合只有一個，這從側面印證了患有氣陰兩虛證的患者居多。

同樣地，我們可以得到舌質、舌苔及脈象與中醫兼證的關聯規則有15條，它們與中醫兼證關聯結果的導向見圖7。分析結果顯示，它們的支持度大部分是1%，置信度都是100%。特別的有{薄白，淡紅}=>{濕濁證}的支持度是3%，置信度為85.71%;{沉}=>{濕濁證}與薄黃膩}=>{濕熱證}的支持度是1.5%，置信度是100%。

從圖7我們還可以了解到：濕熱證，濕濁證，血瘀證這3個兼證，在中醫診斷中可以很好地根據患者的舌質、舌苔與脈象進行判斷，這與頻數分析法得到的最高比例幾個證型是相同的。

由以上分析，我們可以得到如下結論：舌質，舌苔，脈象這些患者體征都與中醫主證--氣陰兩虛證和肝腎陰虛證，中醫兼證--濕熱證，濕濁證，血瘀證這些癥候有較強的關聯性。在中醫診斷中，醫生可以結合這些分析結論對慢性腎臟病患者進行組合判斷。

5 結論

本文主要研究了慢性腎臟病患者的證型、舌象以及脈象出現的頻率，以此來發現慢性腎臟病患者主要的中醫主證和兼證，在臨床上盡早發現患者的確定證型，使患者得到及時有效的治療。

我們運用頻數分析法得到了舌質、舌苔、脈象、中醫主證以及中醫兼證在患者中各自占的比例。舌質主要癥狀是紅和淡紅，其頻率分別為39.7%，33.3%;舌苔主要癥狀是白、白膩和薄白，其頻率分別為34%，17.6%，15%;脈象主要癥狀是細，細滑，沉細，其頻率分別為20.5%，13.5%，10.3%;慢性腎臟病中醫主證主要是氣陰兩虛證和肝腎陰虛證，其頻率分別達到46.3%，24.4%;中醫兼證主要是濕熱證、濕濁證和血瘀證，其頻率分別為32.6%，29.4%，23%。

運用關聯規則分析將舌質、舌苔、脈象的信息分別與中醫主證、中醫兼證的信息相關聯。我們發現：氣陰兩虛證和肝腎陰虛證這2種中醫主證，濕熱證、濕濁證和血瘀證這3種中醫兼證根據患者的舌質，舌苔，脈象這3種體征可以容易的辨別出來。這與頻數分析法得到的結論相類似。

2種分析方法結論的一致性說明了：我們慢性腎臟病患者大多具有氣陰兩虛證和肝腎陰虛證中醫主證和濕熱證、濕濁證和血瘀證中醫兼證這些癥候的。所以我們在對慢性腎臟病患者診治時可以優先依據舌質、舌苔及脈象對患者進行初步判斷，再根據其他中醫體征相互應證，最后得出精確的慢性腎臟病的中醫證候診斷，并給出合理的治療方案。

致謝：數據來源于“國家人口健康科學數據中心數據倉儲PHDA”（http：//www.ncmi.cn）[10]。感謝為我們提供數據支持，數據詳細，真實可靠，使得分析結果真實可信。感謝導師對我們悉心指導和幫助，感謝課題組的所有伙伴在本次論文中提供的支持。

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（2019-12-09收稿 責任編輯：徐穎）

基金項目：安徽省自然科學基金項目（1808085MG220）;安徽省教學研究項目（2017jyxm1168）;安徽省大學生創新創業項目（201710360353）作者簡介：王要強（1998.03—），男，本科，研究方向：數據分析與處理，E-mail：1580806003@qq.com通信作者：羅冬梅（1979.04—），女，博士，講師，研究方向：生物統計，E-mail：3334997@qq.com