基于數(shù)據(jù)挖掘的《傷寒論》方劑知識挖掘研究

基于數(shù)據(jù)挖掘的《傷寒論》方劑知識挖掘研究

《傷寒》一書是仲景傳給世界的。有112種處方，處方密集，制備嚴(yán)格，藥物精方，療效好。長期以來，它一直被稱為“方書之祖”。歷代醫(yī)家莫不重視《傷寒論》的研究,在繼承的基礎(chǔ)上多有發(fā)揮。方證知識研究是《傷寒論》研究的熱點(diǎn),從古至今,研究者從多方面對其進(jìn)行探討,取得了諸多成就。利用數(shù)據(jù)挖掘方法研究《傷寒論》方證,實(shí)現(xiàn)方證知識的定性、定量化表達(dá),是研究《傷寒論》辨證論治理論體系新的切入點(diǎn)。本研究采用“中醫(yī)處方智能分析系統(tǒng)”(CPIAS)對《傷寒論》112首方劑進(jìn)行知識點(diǎn)量化的解讀分析,目的是挖掘和發(fā)現(xiàn)《傷寒論》112首方劑的知識點(diǎn),并進(jìn)行量化表達(dá);觀察CPIAS分析的結(jié)果是否與《傷寒論》的認(rèn)識相符;同時(shí)對CPIAS分析功能進(jìn)行總結(jié),以發(fā)現(xiàn)問題,改進(jìn)設(shè)計(jì)。1中藥描述方式方劑來源于劉渡舟教授主編的《傷寒論校注》,并參考《傷寒論講義》,將其轉(zhuǎn)換為電子文檔并進(jìn)行預(yù)處理后,選擇原文中帶有方藥和癥狀、體征描述的條文195條,涉及方劑112方。由于中醫(yī)學(xué)對同一個(gè)藥名、藥物功效、方名、癥狀、證候等數(shù)據(jù)有多種不同的表述方式,因此需要對其進(jìn)行一致化、規(guī)范化處理。將《傷寒論》112方錄入CPIAS,按照系統(tǒng)的要求,對處方病證、癥狀、功效、歸類及方劑組成等方面進(jìn)行標(biāo)引解析。2數(shù)據(jù)提取步驟2.1藥量強(qiáng)度的計(jì)算將方劑錄入CPIAS系統(tǒng)中,首先計(jì)算方劑中各藥物的作用強(qiáng)度(近似中醫(yī)“君、臣、佐、使”的概念),簡稱為“藥量強(qiáng)度計(jì)算”。該環(huán)節(jié)中,應(yīng)用了我們研制的“藥量強(qiáng)度的計(jì)算模型”。該步驟的意義在于:把方劑藥物的“操作量”(藥物的實(shí)際用量,單位“g”)轉(zhuǎn)換成方劑藥物的“信息量”(藥物對方劑的貢獻(xiàn)度,為無綱量),從而使方劑藥物的信息量具有可比性,實(shí)現(xiàn)方劑內(nèi)各藥物貢獻(xiàn)度的比較(也可用于方劑與方劑之間的比較)。2.2定性、定量問題方劑藥性包括方劑綜合的藥氣(寒熱溫涼)、藥味(酸苦甘辛咸)、藥物歸經(jīng)(12經(jīng))等數(shù)據(jù),因此有定性、定量的分析問題。以“藥量強(qiáng)度計(jì)算”的結(jié)果為基礎(chǔ),對方劑綜合的藥氣、藥味和藥物歸經(jīng)進(jìn)行計(jì)算,分別簡稱為“藥氣計(jì)算”、“藥味計(jì)算”、“藥物歸經(jīng)計(jì)算”,其計(jì)算的結(jié)果均具有可比性。該步驟的意義在于:從總體上把握方劑的藥性,使其所具有的知識能得到集合和量化的表達(dá)。2.2.1藥物四氣排序根據(jù)藥量強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果,可算出方劑每個(gè)藥物的藥氣強(qiáng)度,各味藥的藥氣強(qiáng)度具有可加和性,加和的結(jié)果為整個(gè)方劑的藥氣強(qiáng)度,并可依據(jù)強(qiáng)度的大小進(jìn)行藥氣排序。藥物的四氣主要分為大寒、寒、微寒、涼、平、微溫、溫、熱、大熱9類,為了能表示出其程度的差別,將大寒、寒、微寒和涼分別記錄為-1、-0.9、-0.6和-0.3,大熱、熱、溫和微溫分別記錄為1、0.9、0.6和0.3,平性記錄為0。這樣各藥氣間就具有可加和性,各藥氣強(qiáng)度乘以各自的系數(shù)后進(jìn)行加和即可算出綜合藥氣的強(qiáng)度,加和結(jié)果>0提示整體藥氣偏溫,加和結(jié)果<0提示整體藥氣偏涼,加和結(jié)果=0提示整體藥氣為平性。2.2.2加和性藥味強(qiáng)度根據(jù)藥量強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果,可算出方劑每個(gè)藥物的藥味強(qiáng)度,各味藥的藥味強(qiáng)度具有可加和性,加和的結(jié)果為整個(gè)方劑的藥味強(qiáng)度,并可依據(jù)強(qiáng)度的大小進(jìn)行藥味排序。2.2.3加和性與歸經(jīng)性根據(jù)藥量強(qiáng)度計(jì)算的結(jié)果,可算出方劑每個(gè)藥物的歸經(jīng)強(qiáng)度,各味藥的歸經(jīng)強(qiáng)度具有可加和性,加和的結(jié)果為整個(gè)方劑的歸經(jīng)強(qiáng)度,并可依據(jù)強(qiáng)度的大小進(jìn)行歸經(jīng)排序。2.3基于“鄰近度”的認(rèn)識以“藥量強(qiáng)度計(jì)算”的結(jié)果為基礎(chǔ),對方劑功效進(jìn)行計(jì)算,簡稱為“功效計(jì)算”,在此環(huán)節(jié)中介入了不同藥效關(guān)系的知識,同時(shí)我們提出了“藥物貼近度”的概念及其算法,以解決藥效與藥效間在發(fā)生關(guān)系時(shí)的效應(yīng)強(qiáng)度計(jì)算。根據(jù)中醫(yī)“方證相應(yīng)”的認(rèn)識,我們認(rèn)為方劑功效的釋放是有針對性的,其依據(jù)應(yīng)該是臨床表現(xiàn),因此系統(tǒng)以臨床表現(xiàn)為依據(jù)對方劑功效進(jìn)行篩選,簡稱為“功效篩選”。該步驟的意義在于:計(jì)算出方劑的所有功效,并進(jìn)行量化排序,從而挖掘出方劑的主要功效所在;集合出方劑針對當(dāng)前病證的功效,并進(jìn)行量化排序,從而發(fā)現(xiàn)當(dāng)前方劑主要釋放出的功效。2.4配方的適應(yīng)證中醫(yī)辨證之“證”是由“證素”(可以理解成組合成“證”的要素,包括病因、病機(jī)、病位等內(nèi)容)構(gòu)成的,因此在預(yù)測該方劑的適應(yīng)證時(shí),先要進(jìn)行所涉及證素的計(jì)算,系統(tǒng)以“功效篩選”為基礎(chǔ),介入功效與證素關(guān)系的知識,計(jì)算出“證素”。然后依據(jù)證素與證的對應(yīng)關(guān)系,預(yù)測出該方劑的“適應(yīng)證”。該步驟的意義在于:由“功效-證素-證”的關(guān)系挖掘出該方適應(yīng)證的過程,符合中醫(yī)辨證論治的原理;對適應(yīng)證的序列計(jì)算,可以發(fā)現(xiàn)該方劑對臨床病證的綜合判斷指向。2.5癥狀體征度根據(jù)“功效篩選”的結(jié)果,對所記述的臨床癥狀進(jìn)行序列計(jì)算,可以挖掘出“方劑對癥狀體征的關(guān)注度”。該步驟的意義在于:從方劑對癥狀體征的關(guān)注度,可以挖掘出方劑所關(guān)注的主癥,同時(shí)提示醫(yī)者遇到該病證時(shí)要解決的主要問題。3實(shí)驗(yàn)結(jié)果與《傷寒》傳統(tǒng)認(rèn)識的比較本研究共實(shí)現(xiàn)了《傷寒論》112首方證知識的定性、量化表達(dá),實(shí)驗(yàn)結(jié)果與《傷寒論》傳統(tǒng)認(rèn)識進(jìn)行比較,吻合率高達(dá)98%?，F(xiàn)以麻黃湯為例示范挖掘及評價(jià)的過程。3.1小方浸汁、小方果太陽病,頭痛,發(fā)熱,身疼,腰痛,骨節(jié)疼痛,惡風(fēng),無汗而喘者,麻黃湯主之。麻黃湯方:麻黃(三兩,去節(jié))、桂技(二兩,去皮)、甘草(一兩,炙)、杏仁(七十個(gè),湯去皮尖)上四味,以水九升,先煮麻黃,減二升,去上沫,內(nèi)諸藥,煮取二升半,去滓,溫服八合,復(fù)取微似汗,不須啜粥,余如桂枝法將息。麻黃湯方解:本方中麻黃辛溫發(fā)汗、解表散寒,更兼宣肺平喘之功,且用量最大,故為君藥;桂枝辛溫,為解肌祛風(fēng)之要藥,并協(xié)同麻黃以增強(qiáng)解表發(fā)汗之力,是為臣藥;杏仁宣肺平喘,協(xié)同麻黃以增強(qiáng)平喘功效,故為佐藥;炙甘草量小不礙麻桂走表之功,意在補(bǔ)益中焦,固護(hù)汗源,更能調(diào)和諸藥,故為使藥。諸藥合用,起發(fā)汗解表,宣肺平喘之效。3.2數(shù)據(jù)預(yù)處理癥狀體征:頭痛、發(fā)熱、身痛、腰痛、關(guān)節(jié)痛、惡風(fēng)、無汗、喘、脈浮。藥物組成:麻黃15g,桂枝10g,炙甘草5g,杏仁11g。3.3分析的結(jié)果3.3.1麻黃湯藥物攝入的結(jié)果分析由表1可知,麻黃湯中麻黃的貢獻(xiàn)度最高為君,桂枝其次為臣,杏仁為佐,炙甘草貢獻(xiàn)度最小為使。計(jì)算機(jī)分析的結(jié)果與《傷寒論》的認(rèn)識完全相符。3.3.2麻黃湯組方分析由表2可知,麻黃湯由溫、微溫兩類藥物組成,綜合藥性整體偏溫。由表3可知,麻黃湯藥味由辛、苦、甘組成。結(jié)合表2、表3,可發(fā)現(xiàn)麻黃湯組方符合辛溫發(fā)散、辛甘發(fā)散為陽的氣味組方規(guī)律,與《傷寒論》認(rèn)識相符。由表4可知,麻黃湯主歸肺和膀胱經(jīng),肺主皮毛,膀胱屬太陽又主表,符合麻黃湯主治表證的特點(diǎn),與《傷寒論》認(rèn)識相符。3.3.3香港特區(qū)政府麻黃湯主要功效測定功效的取值一般以首位功效貢獻(xiàn)度的半衰值為底限,結(jié)合表5、表6,可知辛溫解表、散寒、發(fā)汗的值最高,為麻黃湯主要功效,而通脈、降逆、宣肺的值低于辛溫解表的半衰值,為麻黃湯的次要功效。與《傷寒論》的認(rèn)識相符。3.3.4麻黃湯治療高血壓的最佳配方證素及方劑適應(yīng)證的取值一般以首位證素或適應(yīng)證貢獻(xiàn)度的半衰值為底限,由表7可知,麻黃湯主要關(guān)注的證素為寒邪、其次關(guān)注的為肺氣逆、胃氣逆、肺不宣,說明寒邪是影響麻黃湯證的主要因素。由表8可知,麻黃湯所關(guān)注的方劑適應(yīng)證主要有風(fēng)邪襲肺證及寒邪外感證。這些都與《傷寒論》的認(rèn)識相符。3.3.5麻黃湯證的臨床應(yīng)用主要關(guān)注的癥狀、體征(也就是所謂的主癥)應(yīng)以首位癥狀、體征排序貢獻(xiàn)度的半衰值為底限,由表9可知,麻黃湯證第35條主要關(guān)注的是頭痛、身痛、脈浮、無汗、惡風(fēng)、發(fā)熱等明顯屬于太陽表證的的癥狀,其次才關(guān)注喘,最后關(guān)注關(guān)節(jié)痛及腰痛。頭痛、身痛、脈浮、惡風(fēng)、發(fā)熱的貢獻(xiàn)度高說明本證為太陽表證,而無汗的貢獻(xiàn)度高提示為表實(shí)證,與《傷寒論》的認(rèn)識相符。4《傷寒》各統(tǒng)一方證的歸經(jīng)規(guī)律及辨證規(guī)律上述結(jié)果表明,采用數(shù)據(jù)方法挖掘《傷寒論》方證知識,初步實(shí)驗(yàn)效果較好,機(jī)器的