數(shù)學(xué)方法在中藥研究中的應(yīng)用

1、數(shù)學(xué)方法在中藥研究中的應(yīng)用【關(guān)鍵詞】中藥研究；,數(shù)學(xué)模型；,統(tǒng)計(jì)學(xué)；,模糊數(shù)學(xué),摘要：介紹了當(dāng)前中藥研究中的幾種數(shù)學(xué)方法：數(shù)學(xué)模型、概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)、模糊數(shù)學(xué)。關(guān)鍵詞：中藥研究；數(shù)學(xué)模型；統(tǒng)計(jì)學(xué)；模糊數(shù)學(xué)中藥研究主要使用的是實(shí)驗(yàn)方法，盡管它是以諸多根底學(xué)科，如物理學(xué)、化學(xué)、中藥學(xué)、中醫(yī)根底理論、生物化學(xué)、中藥藥劑學(xué)、中藥藥理學(xué)等為根底的綜合應(yīng)用，但是數(shù)學(xué)在中藥研究中起著不可低估的作用，數(shù)學(xué)方法在中藥研究中的應(yīng)用越來越引起人們的重視。正如馬克思所說：“一切科學(xué)只有在成功地運(yùn)用數(shù)學(xué)時(shí)，才算真正到達(dá)完善的地步。中藥研究也不例外，同其它學(xué)科一樣，數(shù)學(xué)方法是中藥研究的重要工具之一，是使中藥由文字描繪為主過

2、渡到定量研究的重要手段。研究任何問題，都要做出量的考察與分析，只有這樣才能更準(zhǔn)確地把握事物的本質(zhì)。而現(xiàn)實(shí)的客觀事物，又可分為具有確定性和不確定性。數(shù)學(xué)方法處理如下：客觀事物確定性經(jīng)典數(shù)學(xué)不確定性隨機(jī)性統(tǒng)計(jì)數(shù)學(xué)模糊性模糊數(shù)字?jǐn)?shù)學(xué)方法在中藥研究中的應(yīng)用概括起來有三個(gè)方面：一是通過數(shù)學(xué)模型闡述中藥機(jī)理原理問題，即理論問題；二是運(yùn)用概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法進(jìn)展中藥質(zhì)量、藥效分析；三是運(yùn)用模糊數(shù)學(xué)方法，可使中藥的性能、成效量化。1數(shù)學(xué)模型為中藥機(jī)理研究提供了工具大家知道，很多自然科學(xué)、社會(huì)科學(xué)的理論、定理、定律均能用一個(gè)簡潔的數(shù)學(xué)公式表示，通過數(shù)學(xué)公式能明晰地反映出有關(guān)理論、定理、定律的內(nèi)容，用數(shù)學(xué)語言要比日

3、常的自然語言更恰到好處。中藥研究中的數(shù)學(xué)模型方法嚴(yán)格地講,統(tǒng)計(jì)方法也是數(shù)學(xué)模型方法的一種,因?yàn)榻y(tǒng)計(jì)模型也是一種數(shù)學(xué)模型,但因統(tǒng)計(jì)方法對(duì)中藥學(xué)研究的特殊重要性,將其單獨(dú)列出,而這里所指的數(shù)學(xué)模型方法主要指用于描繪藥學(xué)中某些機(jī)理而用的數(shù)學(xué)方法。我們從兩個(gè)數(shù)學(xué)模型談起。1.1“水閘門法王智民等1建立了“水閘門法對(duì)中藥的藥效強(qiáng)度進(jìn)展評(píng)價(jià)。他們形象地將疾病比喻為“洪水。而每個(gè)藥物看成一個(gè)水閘，對(duì)應(yīng)著一個(gè)藥理指標(biāo)。就單個(gè)水閘門面言，西藥絕對(duì)強(qiáng)于中藥，但由于中藥里有很多成分，有很多小閘門，那么這么多的小水閘門加起來的作用就可能不弱于一個(gè)大水閘門。根據(jù)中藥多效性原理設(shè)計(jì)的數(shù)學(xué)模型：sequenepath=+2

4、1*2(frtSequenepath)sequenepath=231*21*32*31*23(frthreeSequenepath)；2；3-代表藥物對(duì)各靶點(diǎn)有效率、抑制率。該公式可以對(duì)不同藥物進(jìn)展藥效差異比擬,同時(shí)求出中藥藥理實(shí)際治療總有效率。1.2擴(kuò)散公式在制備中藥浸出制劑時(shí)，我們希望浸出量越多越好，那么怎樣使浸出量增加，制劑的療效進(jìn)步呢？即哪些因素影響浸出的效果呢？通過擴(kuò)散公式2：ds=-DFdddt(1)其中，dt為擴(kuò)散時(shí)間，ds為在dt時(shí)間內(nèi)的物質(zhì)擴(kuò)散量，為擴(kuò)散面積，代表藥材的粉碎度，dd為濃度差，為擴(kuò)散系數(shù),負(fù)號(hào)表示擴(kuò)散趨向平衡時(shí)濃度降低。擴(kuò)散系數(shù)可由實(shí)驗(yàn)按下式求得：D=RTN16

5、(2)其中R為氣體常數(shù)，為絕對(duì)溫度，N為阿伏加德羅常數(shù)，r為擴(kuò)散分子半徑，為粘度。擴(kuò)散公式12明晰地說明了在中藥浸出過程中哪些因素影響浸出效果，從而采取一系列措施來進(jìn)步浸出過程中的浸出量，為進(jìn)一步研究浸出制劑提供了可能。數(shù)學(xué)模型的方法能提醒一般性的規(guī)律,而要從各種特定的研究中總結(jié)出一般性規(guī)律是很困難的。然而使用數(shù)學(xué)模型方法，對(duì)問題的機(jī)理進(jìn)展數(shù)學(xué)抽象研究是非常有效的。首先數(shù)學(xué)模型能提醒研究對(duì)象的本質(zhì)規(guī)律，對(duì)機(jī)理的討論，實(shí)驗(yàn)的方法只能給出研究方向的提醒，規(guī)律本身的表述依賴于數(shù)學(xué)的刻畫。其次，數(shù)學(xué)模型能以較小的代價(jià)進(jìn)展重復(fù)和快速的實(shí)驗(yàn)，節(jié)省了本錢或克制了實(shí)驗(yàn)的困難，探究新的規(guī)律對(duì)問題進(jìn)展數(shù)學(xué)刻畫建立

6、它的數(shù)學(xué)描繪，能為我們提供一個(gè)本錢低廉的模型，它能模擬真實(shí)的對(duì)象，進(jìn)而模擬對(duì)真實(shí)對(duì)象所作的實(shí)驗(yàn)。2概率與數(shù)理統(tǒng)計(jì)方法成為中藥質(zhì)量、藥效分析研究的手段統(tǒng)計(jì)學(xué)是一門研究數(shù)據(jù)的搜集、整理、分析的科學(xué),是運(yùn)用概率論和數(shù)理統(tǒng)計(jì)原理、方法，討論各學(xué)科統(tǒng)計(jì)學(xué)研究的設(shè)計(jì)，通過數(shù)字資料搜集、整理、分析和推斷,從而掌握事物內(nèi)在客觀規(guī)律的一門學(xué)科。統(tǒng)計(jì)學(xué)包涵豐富的統(tǒng)計(jì)方法,可以幫助人們透過復(fù)雜的數(shù)字資料,發(fā)現(xiàn)事物內(nèi)在客觀規(guī)律。中藥研究主要是通過實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，但是隨著現(xiàn)代計(jì)算機(jī)技術(shù)的開展，數(shù)據(jù)處理由手工操作到由計(jì)算器操作再到計(jì)算機(jī)處理，這為我們處理復(fù)雜的數(shù)字計(jì)算成為可能。特別是九十年代中后期，隨著計(jì)算機(jī)大型統(tǒng)計(jì)軟件系統(tǒng)的

7、逐漸普及，特別是統(tǒng)計(jì)軟件和統(tǒng)計(jì)軟件在醫(yī)學(xué)研究領(lǐng)域中逐步使用。使得統(tǒng)計(jì)學(xué)在中藥研究中發(fā)生了質(zhì)的變化：研究方法由單純的頻數(shù)分析、線性回歸向多元回歸、聚類分析、因子分析等多元統(tǒng)計(jì)分析方向過渡。趙榮華3等對(duì)古今文獻(xiàn)中治療糖尿病的518個(gè)處方進(jìn)展統(tǒng)計(jì)分析,歸納其處方用藥規(guī)律。嚴(yán)啟新4通過分析145首治療冠心病的中藥復(fù)方頻數(shù),討論冠心病的用藥規(guī)律。張京安等5對(duì)古今中醫(yī)哮喘方進(jìn)展頻數(shù)分析,研究哮喘病方藥的使用特點(diǎn)和規(guī)律。謝民等6用統(tǒng)計(jì)學(xué)的方法對(duì)歷代醫(yī)家有效的抗衰老處方進(jìn)展分析,發(fā)現(xiàn)這些處方所使用的四味中藥用量之間存在一個(gè)三元線性回歸方程的關(guān)系。吳童等7首先采用雙頻數(shù)關(guān)聯(lián)分析法對(duì)亞安康狀態(tài)90個(gè)中藥處方進(jìn)展統(tǒng)

8、計(jì)分析,討論了藥物與劑量的關(guān)聯(lián)意義等。3模糊數(shù)學(xué)為中藥性能、成效量化提供理論根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的根底主要是模糊集合、隸屬函數(shù)和模糊算子。論域(討論涉及的對(duì)象)上的模糊集合是用一個(gè)從到閉區(qū)間0,1的函數(shù)刻畫的，叫做模糊集合的隸屬函數(shù)，記作()，也稱為資格函數(shù)或附屬函數(shù)，函數(shù)值()代表元素對(duì)集合的隸屬度隸屬函數(shù)刻畫的是元素附屬于集合到不屬于集合的漸變過程，亦即隸屬度在論域上的分布。與經(jīng)典集合最主要的區(qū)別是模糊集合著眼于確定元素對(duì)集合的隸屬程度，而不是著眼于確定哪些元素屬該集合，原那么上講，論域中每個(gè)元素都是以一定的程度屬于每個(gè)模糊集合，不同模糊集合的差異不在于包含的元素不同，只在于元素屬于集合的程度不同

9、。模糊算子主要是指建立在集合論根底上的模糊集合的運(yùn)算方法，如模糊集合的代數(shù)運(yùn)算和邏輯運(yùn)算等。中藥的研究中藥理論中的四氣五味、升降沉涪寒熱溫涼、功能主治等均具有模糊性,一樣藥物在不同采摘時(shí)間、不同炮制方法、不同復(fù)方配伍中的性味歸經(jīng)、功用主治，往往是不同的，它們之間的過渡過程具有復(fù)雜的動(dòng)態(tài)性，而使其類屬模糊。而根據(jù)模糊數(shù)學(xué)的原理，可使數(shù)學(xué)的準(zhǔn)確性與中藥的模糊性在科學(xué)概念與邏輯思維的根底上得到統(tǒng)一，使藥物的性能、成效數(shù)量化，從而對(duì)藥物的評(píng)價(jià)更加準(zhǔn)確，對(duì)藥物的選擇更加恰當(dāng)8。例如,對(duì)于中藥的選擇應(yīng)根據(jù)病情要求,從共性中找出個(gè)性特征,而中藥在這方面的成效給人們的印象概念往往是模糊的,即使某一種藥物在某一

10、種成效上有特殊的作用，也會(huì)因?yàn)橥愃幬镉泄餐饔枚灰淄怀?從而使選擇時(shí)難以準(zhǔn)確運(yùn)用。于蓮波等9在對(duì)中藥材等級(jí)進(jìn)展評(píng)定時(shí),根據(jù)模糊數(shù)學(xué)原理，找出影響等級(jí)的主要因素，然后對(duì)每一種藥材的各因素都建立起隸屬函數(shù)，同時(shí)設(shè)置好各因素的權(quán)值，對(duì)中藥材進(jìn)展檢驗(yàn)，不但方法科學(xué)公正，對(duì)藥材質(zhì)量等級(jí)到達(dá)精細(xì)合理,而且使產(chǎn)品的質(zhì)量控制、本錢核算以及消費(fèi)配料有了更加可靠的根據(jù)。馬紅等10在中藥方劑研究中，提出模糊數(shù)學(xué)方法是描繪和研究這類動(dòng)態(tài)性、模糊性變量和規(guī)律的有利量化工具；根據(jù)方劑研究的現(xiàn)狀，認(rèn)為模糊數(shù)學(xué)方法可以以中藥學(xué)理論為根底和指導(dǎo)進(jìn)展方劑配伍規(guī)律的本質(zhì)性量化研究，最后提出了模糊數(shù)學(xué)方法應(yīng)用于方劑配伍規(guī)律研究的

11、詳細(xì)思路和設(shè)想。在中藥研究的過程中，引入模糊數(shù)學(xué)方法，用數(shù)學(xué)語言的構(gòu)造描繪中藥的理論內(nèi)容，用數(shù)學(xué)方法對(duì)藥物及方劑中的模糊現(xiàn)象、模糊概念進(jìn)展量化描繪，使中藥的研究定量化，從而促進(jìn)中藥研究的現(xiàn)代化是非常重要的。綜合上述幾個(gè)方面，數(shù)學(xué)方法在中藥研究中的作用是不言而喻的。但是只有和其它根底學(xué)科合理綜合應(yīng)用，中藥研究才能迅速開展。正如恩格斯所說：“數(shù)學(xué)，辨證的輔助工具和表現(xiàn)形式。中藥研究歷史悠久，種類繁多，我們要努力地開掘、整理和進(jìn)步。當(dāng)前中藥研究獲得了可喜的進(jìn)展，中藥研究中的定量問題一定會(huì)引起人們更加地重視。參考文獻(xiàn)：1王智民，杜力軍，畢開順，等.中藥藥效評(píng)價(jià)的“水閘門法J.世界科學(xué)技術(shù)-中藥現(xiàn)代化，2022，2:34.2南京藥學(xué)院.藥劑學(xué).北京：人民衛(wèi)生出版社，1981：12.3趙榮華，易元瓊，李永強(qiáng)，等.518個(gè)糖尿病處方統(tǒng)計(jì)分析J.云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1997，20(2):20.4嚴(yán)啟新，李秀珍，雷秀玲，等.中藥復(fù)方治療冠心病用藥規(guī)律討論J.云南中醫(yī)學(xué)院學(xué)報(bào)，1998，21(1):17.5張京安.對(duì)古今中醫(yī)哮喘名驗(yàn)方分析J.中國中醫(yī)藥信息雜志，1997，4(8):34.6謝民，謝進(jìn)，苗靈娟，等.抗衰老方藥統(tǒng)計(jì)學(xué)研究J.河南中醫(yī)，1997，17(6):374.7吳童，任一心.中醫(yī)