基于數據挖掘分析羌醫藥養生驗方用藥規律

邢 杰，趙洋洋，李 麗，詹茂玲，李 飛，楊文宇

(西華大學 食品與生物工程學院，四川 成都 610039)

羌醫藥早在公元四世紀時就已經開始發展，但由于歷史上羌族沒有自己的文字，故其醫學經驗的傳承全部依靠歷代口耳相傳[1-2]。據了解，我國有90%以上的羌族人口居住在汶川、北川、理縣、茂縣等地震重災區。此次自然災害對羌族的打擊尤為巨大，為了不使羌族醫藥就此逐漸湮滅，眾多學者在災后對羌族醫藥和文化現狀進行走訪調研，整理出大量的羌族醫藥中具有民族特色的、預防與治療相結合的羌醫藥處方。但是，羌醫驗方均來自于羌族民間醫生的經驗藥方，由于沒有系統的理論支持，僅靠經驗，其治療和預防疾病的規律不甚清楚[3-7]。據了解，各味中草藥之間相容性是具有特定的規則和模式的，然而羌醫藥沒有系統的理論體系支撐[8-9]，我們可以利用數據挖掘的方法，通過算法對羌醫驗方中可能蘊含的規律進行統計挖掘，希望其能夠對羌醫藥的發展提供一些幫助[10]。本文通過搜集整理藥食兩用羌醫養生驗方，運用數據挖掘軟件對羌醫養生驗方中蘊含的規律進行初步探討。

1 數據來源與方法

1.1 資料來源

本文數據來源于對羌族民間驗方和單方的整理匯總，建立原始數據庫，為后續研究其規律特征奠定基礎。

1.2 納入標準和排除標準

在原始數據庫建立的基礎上，將有毒、有害以及目前不再使用的動植物藥排除，例如曼陀羅子、麻黃、硼砂、明礬、白礬、麝香、亂頭發、鐵棒槌、川烏、全蝎、藜蘆、蕪花、黃占、附子等；另外，排除方劑當中的調味品，如鹽、味精、醬油、醋油等，其余藥物均納入數據庫中。

1.3 規范名稱

在民間，同一種藥品往往會有不同的名稱，在形成一個相對完備的數據庫之后，為了避免造成統計學上的誤差，依據《中國藥典》2020版[11]，將數據庫中所有中藥名稱進行規范，其中將蚯蚓→地龍；桂圓→龍眼肉；橘皮→陳皮等[12]。

1.4 方法

1.4.1 原始數據庫的建立 從搜集羌藥養生驗方資料，到完成資料的整理歸類，按照標準排除無用方劑、無用藥品、規范中藥名稱這一系列操作后，將篩選出的藥物錄入Excel表中，至此，原始數據庫已經初具雛形，后續數據處理均基于此數據庫，按照需求不同進行取舍。

1.4.2 數據分析 基于已建立的數據庫，運用Excel建立數據透視表，統計藥物頻次、頻率，篩選頻次≥3的為高頻藥物，建立藥物矩陣；從性味歸經入手，統計頻次、頻率，用雷達圖表現其規律。另外，用SPSS-Modeler 14.1，導入高頻藥物矩陣，共計85個字段，即共計85味藥物；設置字段數<3為弱鏈接，字段數≥6為強鏈接，其余即為中鏈接，用該軟件分析其藥對配伍規律，得到網絡圖及藥對出現的頻次。

2 結果

2.1 高頻藥物及性味歸經頻次分析(≥3)

羌藥養生驗方中，頻次≥3的藥物共有85味，其中前5味藥材分別為生姜(55次，8.58%)、大棗(51次，7.96%)、蜂蜜(34次，5.30%)、山藥(23次，3.59%)、黨參(22次，3.43%)；另外，將數據庫中的高頻藥物(≥3)，參照《中華人民共和國藥典》2020版[11]、《中藥學》[13]對其性味歸經進行規范統計，統計結果具體見表1。

表1 藥食兩用羌藥高頻藥物頻次及性味歸經總覽

續表1

2.1.1 四氣五味 根據表1數據，對四氣五味進行統計，涉及辛、酸、甘、苦、咸、澀和寒、熱、溫、平，性味累計頻率分別為119次和85次。統計結果顯示，在性味中頻次較高的分別為溫(31，36.47%)、寒(25，29.41%)、平(22，25.88%)；甘(47，39.50%)、辛(29，24.37%)、苦(27，22.69%)。85味中藥的性味以及頻次統計見表2，雷達圖如圖1所示。

表2 四氣五味頻次統計

圖1 四氣五味雷達分布

2.1.2 歸經 根據表2數據，對其歸經進行規范統計，共計85味藥材，涉及肺、脾、胃、肝、心、腎、大腸、膀胱、小腸、膽，歸經累積頻率為217次。統計結果顯示，在歸經中頻次較高的分別為肺(37，17.05%)、脾(35，16.13%)、胃(35，16.13%)、肝(31，14.29%)。85味中藥的歸經以及頻次統計見表3，雷達圖如圖2所示。

表3 歸經頻次統計

圖2 歸經雷達分布

2.2 配伍規律

2.2.1 藥對配伍網絡圖 為了探索數據庫當中各藥對之間的配伍規律，利用SPSS-Modeler14.1統計軟件，建立數據源-類型-網絡的關聯規則數據流，運行數據流，輸出結果如表4，鏈接數代表兩個藥物共同出現在一個處方當中的次數(僅展示強鏈接與中鏈接)；另外，藥對之間的配伍規律如圖3的網絡圖所示。

表4 藥食兩用羌藥藥對配伍規律

圖3 藥對配伍網絡

2.2.2 關聯規則分析 基于藥對之間的規律，運用Apriori算法建立關聯規則模型，進一步挖掘不同中藥之間的配伍關系[14]。用X、Y代表關聯規則的真子集，其中X為前提，即稱為前項；Y為結果，稱為后項。前項可以有很多個，但是后項只有一個。關聯規則反映的是前項中所出現的項目，在后項中也隨之出現的一個規律[15]。軟件中所涉及到的參數，其具體含義如下：關聯規則簡單來說就是通過算法實現對大量數據之間隱藏的相關性及其規律的挖掘。為了從所有可能的規則集中選擇有意義的規則，支持度和置信度的最小閾值是兩個重要的約束條件[8]。支持度簡單來講就是前項與后項兩者同時出現的頻率；置信度就是指基于前項出現后，后項出現的可能性；提升度是指基于此關聯規則條件下，能夠得到的效果好壞的一個度量[16]。通常情況下，當提升度>1時，我們認為此規則所預測的結果是有效的[17]。設定最小支持度為2%，最小置信度為20%，最大前項數為2，得到了7組高頻藥對，具體如表5。

表5 藥食兩用羌藥關聯規則分析

3 討論

在甲骨文中就有對羌族的記載，由此可見其歷史的悠久。在漫漫歷史長河中，逐漸流傳下來一套具有民族特色的樸素的治療手段，將預防與治療相結合，對患者的身心同時進行治療。其中包含著如藥酒、煲湯、飲茶、藥膳等養生保健的方法[18]，常見的藥膳菜有：強身補腎的羊肉附片湯；補血益氣的黃芪燉雞、黨參燉豬肉；滋陰補肺的蟲草燉鴨等[19]。比如在如今這個人們都開始注重養生的時代，藥食兩用的羌醫藥就越來越受到廣泛的關注，但由于羌族的歷史上沒有自己的文字，這些治療手段只能依靠歷代口耳相傳，因此沒有一套系統的相對科學的理論體系。本文運用計算機數據挖掘的方法，基于一系列養生驗方的基礎，分析了藥食兩用的羌族醫藥用藥的初步規律。另外，在統計分析的過程當中，對于各味藥材的基原并未進行深入探究，在后續的研究中會做進一步的探討。

在上述統計挖掘中，得到藥品頻次≥3的藥物共有85味，其中生姜、大棗、蜂蜜、山藥、黨參、陳皮、大蒜、當歸、大黃、枸杞、胡椒、龍眼肉、百合、黃芪、山楂為頻次最高的前15種藥物。揭開羌醫藥神奇的面紗，其實這十幾味藥材，或者說是食材在我們日常生活中也是很常見的，由此可見，羌醫藥作為藥膳，具有治療和預防疾病的功能已經得到普遍的認可，其養生功效可見一斑。

對上述養生驗方中所涉及到的藥材的性味歸進行統計分析，發現涉及“五味”和“四氣”累計頻率分別為119次和85次。統計結果顯示，其中頻次較高的分別為溫(31，36.47%)、寒(25，29.41%)、平(22，25.88%)；甘(47，39.50%)、辛(29，24.37%)、苦(27，22.69%)。由此我們可以見微知著，養生驗方當中藥性多以溫平為主，其主要功效為溫里散寒、暖肝散結、溫經通絡等；五味當中，甘具有調和藥性的作用；辛可以發散、行氣血；而苦則可以瀉下、清火[13]。另外，對上述養生驗方中所涉及到的藥材的歸經進行統計分析，涉及肺、脾、胃、肝、心、腎、大腸、膀胱、小腸、膽，歸經累積頻率為217次。統計結果顯示，在歸經中頻次較高的分別為肺(37，17.05%)、脾(35，16.13%)、胃(35，16.13%)、肝(31，14.29%)。說明養生驗方中的藥物大多作用于肺、脾、胃、肝這些部位，同時，這些臟腑也是平常我們養生需要重點養護的部位。綜上所述，此次研究的這些羌醫驗方所具有的養生功效是有依據的。

為了探索數據庫當中各藥對之間的配伍規律，利用數據軟件對養生驗方進行了分析，由此得到了3個高頻藥對，分別為山藥-黨參、生姜-大棗、黨參-黃芪；23個中頻藥對，詳見表4，藥對之間的配伍規律用網絡圖(圖3)直觀表現。其中，山藥與黨參均有補血、補氣的功效，兩者配合使用有治療脾虛泄瀉的功效；生姜和大棗二者配合使用，可以有安神補血、健脾益氣的作用，一般用于治療脾胃虛寒等疾病；黃芪和黨參二者都是補氣的藥物，可以治療食欲不振、肚子脹等疾病；而黃芪也補脾氣、肺氣，不僅可以治療脾虛，也可以治療肺虛咳喘[20]。以上高頻的3組藥對，均為中藥配伍中常用的藥對，分析養生羌藥的配伍規律，有利于為挖掘新的藥對配伍提供依據。

基于已經挖掘出來的藥對之間的規律，運用Apriori建立關聯規則模型，進一步挖掘不同中藥之間的配伍關系，得到7組高頻藥對，分別為：黨參→山藥；山藥→黨參；當歸→黨參；黨參→黃芪；大蒜→生姜；黨參→當歸；黨參→生姜；以上7組藥對，屬于從數據庫中挖掘出的新的藥物配伍方法，其提升度都>1，意味著以上藥對之間有著較強的相關性，具有很大的參考性。

綜上所述，本文基于數據挖掘對羌醫驗方中可能蘊含的規律進行統計挖掘，通過搜集整理藥食兩用羌醫養生驗方，統計挖掘藥物頻次、性味歸經、關聯規則等方面的規律，為后續學者對羌醫藥的研究提供參考，以期能夠對羌醫藥的發展提供參考。