基于數據挖掘探討李逸群教授治療膝骨關節炎的用藥規律

黃思聰 劉學東 區志堅 繆杰佳 李逸群

【摘 要】 目的：基于中醫傳承輔助平臺（TCMISS）軟件，探討李逸群教授治療膝骨關節炎中藥處方的用藥規律。方法：收集近2年李逸群教授治療膝骨關節炎的中藥處方，應用關聯規則apriori算法和復雜系統熵聚類等數據挖掘的方法，分析治療膝骨關節炎的各中藥處方中藥物的使用頻次、四氣五味、歸經以及藥物間的關聯規則，并挖掘出中藥核心組合和新處方。結果：對篩選出的137個中藥處方進行總結歸納和分析，確定所有處方中各中藥的使用頻次、四氣五味、歸經以及藥物間的關聯規則，挖掘出8個中藥核心組合和4個新處方。結論：李逸群教授治療膝骨關節炎常用的藥物為活血化瘀藥、祛風濕散寒藥和補血藥等，歸經主要為肝、腎兩經，具有活血通經、補益肝腎、祛風除濕、補血活血功效的藥物為其主要組成部分。

【關鍵詞】

膝骨關節炎;數據挖掘;用藥規律;聚類算法

【中圖分類號】R684.3?? 【文獻標志碼】 A??? 【文章編號】1007-8517（2021）19-0013-05

A Study of Medication Rule of Professor Li Yiqun in Treatment of Knee Osteoarthritis Based on Data Mining Approach

HUANG Sicong1 LIU Xuedong OU Zhijian MIAO Jiejia LI Yiqun△

Department of orthopedics， the second peoples Hospital of Foshan，Foshan 528000，China

Abstract：

Objective Based on the Chinese medicine inheritance support system （TCMISS）， this paper discusses the medication rule of traditional Chinese medicine for the treatment of knee osteoarthritis by professor Li Yiqun. Method Collecting the herbal prescriptions of Professor Li Yiqun for the treatment of knee osteoarthritis in the past two years， then the data were entered into TCMISS and composition principles were analyzed by using data mining methods such as revised mutual information， complex system entropy cluster and unsupervised hierarchical cluster. The frequency， the distribution of nature and flavor，the meridian entry distribution， association rules among the herbs and the core combinations in these recipes were analyzed.Result Based on the analysis of 137 herbal prescriptions， the frequency and meridian entry distributions of each herb were found， association rules among the herbs were computed， 8 core combinations and 4 new prescriptions were mined from the database. Conclusion Traditional Chinese medicine for the treatment of knee osteoarthritis by professor Li Yiqun consist of blood-activating and stasis-resolving medicinal， wind-dampness-dispelling and cold-dispersing medicinal， and blood-tonifying medicinal. The meridian entry distributions of herbs are composed of liver meridian and kidney meridian. The method of treatment for knee osteoarthritis are activate blood and resolve stasis， regulate the liver and supplement the kidney，? wind-dampness-dispelling and cold-dispersing， and blood-tonifying.

Key words：

Knee Osteoarthritis; Data Mining;Medication Rule; Clustering Algorithm

膝骨關節炎（Knee osteoarthritis，KOA）是一種以膝關節周圍軟骨退行性改變、磨損、破壞以及骨質增生等為主要病變特征的慢性膝骨關節疾病[1-3]，屬于中醫學“膝痹”“痹證”等范疇，其主要的臨床癥狀為膝關節疼痛、腫脹和關節功能活動受限，嚴重者甚至會出現關節積液、關節僵硬等癥狀[4-6]。KOA病程的進展相對較為緩慢，好發于中老年女性人群，近年來KOA的臨床發病率呈現出上升的趨勢，所以其最佳治療方案的選擇也是當前關節外科醫生面臨的熱點問題之一。臨床上，西醫治療KOA的主要藥物包括有消炎止痛藥、關節軟骨保護藥等，這些藥物雖然能夠在一定的程度上緩解患者疼痛的癥狀，但其也伴隨著不少不良反應，而且遠期的臨床療效得不到有效的保證[7-9]。李逸群教授是首屆佛山名醫、廣東省名中醫，從事骨科臨床、教學和科研30余年，擅長用中西醫結合的方法診治骨科疑難危急重癥、四肢骨折與關節脫位、骨關節疾病、頸腰疾病、骨質疏松等，特別是在膝骨關節炎診治方面具有豐富的臨床診療經驗，依據“辨證論治”原則遣方用藥，療效確切。筆者有幸跟師學習，現通過運用聚類分析的方法，探討李逸群教授治療KOA的遣方用藥規律，以期為今后臨床選方用藥提供參考。

1 方法

1.1 中藥處方收集與篩選 本研究對2018年1月至2020年1月李逸群教授在佛山市第二人民醫院出診處方進行收集和篩選，以美國風濕病學會制定的標準[10]和《中醫病證診斷療效標準》中的標準[11]進行評判，共篩選出治療KOA的中藥處方137首。

1.2 中藥處方錄入與核對 將上述篩選出來的門診中藥處方統一錄進“中醫傳承輔助平臺（V2.0.1） ”軟件。中藥處方錄入完成后，由2名研究人員分開對數據進行審核以確保準確。

1.3 數據分析 通過點擊“中醫傳承輔助平臺（V2.0.1） ”軟件中“數據分析”功能下的“方劑分析”模塊，從而提取出全部錄入“膝骨關節炎”的中藥方劑。然后依次點擊軟件中“藥物頻次統計”“組方規律分析”以及“新方發現”等功能模塊進行相關的數據分析。

1.4 統計學方法 采用“中醫傳承輔助平臺（V2.0.1） ”軟件自帶的數據挖掘統計算法，其中包括關聯規則apriori 算法和復雜系統熵聚類等[12]。

2 結果

2.1 用藥頻次 對李逸群教授治療KOA的137首中藥處方中88味中藥的用藥頻次進行統計分析，其中使用頻次>30次的中藥共有30味，而使用頻次排在前3位的中藥分別是“牛膝”“獨活”和“威靈仙”。見表1。

2. 2 處方用藥四氣和五味分析 對所有錄入治療KOA中藥的“四氣”和“五味”進行統計分析，其中“四氣”使用頻次排在前3位的分別為“溫”“平”和“涼”;而“五味”使用頻次排在前3位的分別為“苦”“辛”和“甘”。見表2。

2. 3 藥物歸經分布 對治療KOA的137首中藥處方中88味中藥的“歸經”頻次進行統計，結果顯示使用頻次排在前3位的分別是“肝”“腎”和“脾”經。見表3。

2. 4 基于關聯規則的方劑組方規律分析 選取所有中藥方劑中用藥頻次>40的中藥組合，從高到低進行排序，其中前3位分別為“牛膝，獨活”“牛膝，當歸”“當歸，獨活”。見表4。根據同現關系規律，用可視化網絡圖的方式將各中藥間的關聯規則進行展示，其中牛膝、獨活、當歸、威靈仙等位于網絡圖的中間，均為臨床上治療KOA的常用中藥。如圖1所示。

2.5 基于熵聚類的方劑組方規律研究

2.5.1 基于改進的互信息法的藥物間關聯度分析 依據錄入方劑的數量，并結合經驗判斷和不同參數提取數據的預讀，設置相關度為8，懲罰度為2，進行聚類分析，得到治療KOA方劑中不同中藥間的關聯度，將關聯系數0.100以上的藥對列表。見表5。

2.5.2 基于復雜系統熵聚類的藥物核心組合分析 以不同中藥間的關聯度分析結果為基礎，依據相關度與懲罰度進行約束，基于復雜系統熵聚類分析，演化出3～5味中藥的核心組合。見表6。

2.5.3 基于無監督熵層次聚類的新處方分析 在不同中藥核心組合提取的基礎上，運用無監督熵層次聚類算法得到4個新的中藥處方。見表7。

3 討論

KOA是一種導致人體膝關節結構和功能異常的常見骨科疾病，在65歲以上的人群中發病率約為60%，而在75歲以上的群體中則高達85%，其致殘率相對較高[13-14]。目前，隨著我國人口老齡化日趨加劇，KOA的患者也逐年上升，因此，尋求KOA的有效治療方式也是當前骨科醫生的重要研究方向之一[15]。中醫學將KOA納入“痹證”“膝痹”等范疇，其發病多以肝腎虧虛，筋骨失榮為本，外傷勞損、瘀血或外邪入侵為標，臨床上多為本虛標實之證[16-17]。中醫藥治療KOA歷史悠久，李逸群教授在KOA診治方面也具有豐富經驗，通過辯證用藥以減輕患者疼痛癥狀、改善關節功能，在臨床上取得顯著療效。

本研究通過數據挖掘方法探討探討李逸群教授治療KOA的用藥規律，從用藥頻次分析中可以看出治療KOA常用的中藥有活血化瘀藥（牛膝、骨碎補、丹參、桃仁）、祛風濕散寒藥（獨活、威靈仙、秦艽、海桐皮）、補血藥（當歸、熟地黃）等，具有活血、祛風除濕功效的藥物是重要組成部分（牛膝、獨活、威靈仙、骨碎補、秦艽、丹參、桃仁）。而在藥物歸經分布中，主要的中藥歸經為“肝”和“腎”兩經。常用的藥物組合有：“牛膝，獨活”“牛膝，當歸”和“當歸，獨活”等，這些中藥組合與“藥對”的作用相似，起到“相須”或“相使”的作用，如牛膝與獨活，牛膝具有活血祛瘀及補肝腎強筋骨之效，而獨活能夠祛風濕、止痹痛，兩藥合用能夠起到補肝腎、補血、祛風濕的效果。從新處方中可以發現李逸群教授在治療KOA的用藥上大多選取具有活血化瘀、祛風濕散寒功效的藥物，適用于以“標實”為主，氣滯血瘀和風、寒、濕邪痹阻不通的患者。中醫學認為，人體漸衰，肝腎、氣血虧虛，筋骨失養，導致關節軟骨退變，加之風、寒、濕等外邪入侵，留滯于人體肌肉關節，筋脈受阻，而致氣血運行不暢、瘀阻脈絡故發為本病。《諸病源候論》記載：“人體虛、腠理開，故受風邪。”《素問·痹論篇》有描述：“風、寒、濕三氣雜至，合而為痹也。其風氣勝者為行痹，寒氣勝者為痛痹，濕氣勝為著痹也……”說明KOA發病的病機多為人體氣血、肝腎虧虛，而外加風、寒、濕邪入侵，瘀血阻絡，故KOA的治療當以補益氣血肝腎以治其本，活血化瘀、祛風散寒除濕以治其標。因此，本研究所得到的用藥規律分析結果，也符合祖國醫學對本病診治的認識。

綜上，本文較好地總結了李逸群教授治療KOA的用藥規律，其常用的藥物為活血化瘀藥、祛風濕散寒藥和補血藥等，臨床收效頗佳，可為今后臨床上治療KOA的選方用藥提供參考。

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（收稿日期：2021-02-23 編輯：劉斌）