关联规则在外感疾病药对中的应用研究※

谭定英 冯天保 赵文光 陈平平

(广州中医药大学,广东 广州510405)

本课题以《张仲景药对集》[1]、《中药药对大全》[2]中外感疾病相关的药对为数据源,利用SQLServer2005建立数据挖掘模型,应用关联规则方法,对药对作“药物—药对—病症”对应关系进行分析,结果报道如下。

数据准备

数据来源于《张仲景药对集》及《中药药对大全》。《张仲景药对集》药对共147对,内容包括药对的组成、伍用功能、伍用原理、临床应用、原源和按语,内容详细充实,可为建立数据库提供相当完整的信息。《中药药对大全》是胥庆华等医学专家综合药对方面资料整理而来,书中对常用的600余对药对的单味功用、伍用功效、主治及应用做了详尽的描述。而本文主要采用了其中解表类、温里类、清热类、泻下类、祛湿类和止咳类药对。

数据预处理

1.药名的预处理:《张仲景药对集》、《中药药对大全》中的数据几乎都是文字性的描述,需要作归类和数据属性数据化。中药药名常根据药物的形态、产地、颜色、功效等特征来命名,几乎每一种药物都存在一物多名的情况,如蚤休又称为七叶一枝花、草河车、白甘遂等。在处理这一类药名的时候,根据《中药配伍应用》与《常用中药配伍与名方精要》二书进行规范化处理,统一药名。

2.用量的预处理:在《张仲景药对集》和《中药药对大全》中药物所用剂量基本上用的都是以“克”为单位做计算的,所以不存在单位转换的问题。在用量中如果是一个连续值的话,分两种方法转化:若剂量小于30g,则取最大值;反之,取平均值。如白术用量为6～15g,最大剂量小于30g,那么取最大剂量15g;绿豆用量为30～70g,那么就用平均值(30+70)/2=50g。

数据转换

单味药物本身具有的属性包括功用、四性、五味、升降浮沉、归经和药物毒性等。本数据取药物的基本属性,包括四性、五味、归经和功用。

1.四性的数字化:药物的四性包括寒、热、温、凉、平。如果药物具有相应的属性,就在相应的属性上编码为“1”,反之为“0”。如某药具有热性,则编码:药物四性表(寒,热 ,温,凉,平)→(0,1,0,0,0)。

2.五味的数字化:药物的五味包括酸、苦、甘、辛、咸、淡、涩。如果药物具有相应的属性,就在相应的属性上编码为“1”,反之为“0”。如某药具有辛味,则编码:药物五味表(酸、苦、甘 、辛、咸、淡、涩)→(0,0,0,1,0,0,0)。

3.归经的数字化:药物的归经包括肝、心、脾、肺、肾、胃、胆 、大肠 、小肠 、膀胱、心包、三焦经等几类,如果药物具有相应的属性,就在相应的属性上编码“1”,反之为“0”。

4.药物功效属类数字化:将药物功效属类分为解表药、清热药、泻下药、祛湿药、温里药、理气药、消食药、止血药、活血化瘀药、化痰止咳平喘药、安神药、平肝熄风药、补虚药、收涩药、杀虫药17大类。如果药物具有相应的属性,就在相应的属性上编码“1”,反之为“0”。

数据库的建立

1.属性表的建立:在数据库中建立了三个药物属性表,包括药物性味表、药物归经表、药物功用表。性味包括寒、热、温 、凉、平、酸、苦、甘、辛 、咸 、淡 、涩;归经包括肝 、心 、脾、肺 、肾、胃 、胆 、大肠、小肠、膀胱 、心包 、三焦;功用表包括解表、清热等十七种。这些属性表既是药物的基本属性,也是作为药物数据挖掘的依据。

2.事实表的建立:事实表中的事实是指描述一种物体的详细情况并能体现物体特征。事实表的建立,可以发现物体之间的异同,也有利于信息的查询,主要有:药对表(药对ID,药对组成,功效,主治……),药物表(药物ID,药物名,药物功能,用量[g]……),药对-药物表(药对ID,药物 ID,药对功用ID,病症ID……)。

数据建模

经过数据转换、数据录入、数据清洗,数据库正式完成并可以导入MicrosoftSQLServer2005进行挖掘模型的创建。采用关联分析方法,试图预测药对-药物-病症三者之间的关系,发现频繁项集。步骤如下:①创建AnalysisServices项目。②创建数据源和数据源视图。③使用关联规则算法,建立数据挖掘模型。④利用关联规则进行药对数据的挖掘。

实验结果与分析

本研究挖掘出6000余条规则,文中各表的数据仅仅是抽选数据中的一小部分,它们中有大部分的置信度为1.000,重要性为2.054,但并不是所有的组合都具有一样的置信度和重要性。下面对部分结果进行分析。

1.药物-病症关联规则挖掘结果及分析(结果见表1):从药物-病症的关联规则的挖掘结果看,可以发现许多单味药与病症高度相关,这可以理解为这些药物均可以单味使用直接治疗相关病症,或在方剂配伍中作君药使用,或对疾病出现相应兼症而对症治疗时使用,均可以收到明显的效果。如“杏仁→水肿”的组合中,提示可用杏仁治疗水肿。一般认为杏仁功能祛痰止咳、平喘、润肠、下气开痹,此处用于治疗水肿,具有相关的中医理论作依据。缘肺为水之上源,主气布津,有通调水道之功。用杏仁可宣通肺气,肺气宣布则水道通畅,达到提壶揭盖、利水消肿之功。此类组合的结果显然是可用的 。但如“乌梅→痹病,痞满”组合中,乌梅功能收敛生津、安蛔驱虫,治久咳、虚热烦渴、久泻、蛔厥腹痛等,用治痹病、痞满则与临床实际较难相符。对这些与中医药理论不完全相符或者相悖的结果,解读应以遵循“人机结合、以人为主”的原则,应向有经验的中医学者咨询讨论,或参考研究古文献及现代中药药理研究结果,打破原有的思维定式,从不同角度进行分析与取舍,或许会有新的发现。

表1 项集大小为2的药物-病症关联规则表

2.药物-药对-病症关联规则挖掘结果及分析(结果见表2):在表2的各组合中,大部分药物与药对之间是互相独立的,可以看成这些药物的重新组合对相关病症的治疗起到更好的协同或相反相成的作用,即组成一个新的药串。药串[3]是指相对固定的3味或3味以上的药物组合,作为中药配伍的独立单元,是针对一定病证,从历代医家用药经验中提炼出来行之有效的、符合一定的理论依据和法度的固定配伍。如表中的“葶苈子,麻黄/杏仁→咳嗽;细辛,麻黄/附子→感冒,水肿”等多数组合,均属这种情况。麻黄、杏仁均有宣肺平喘之功,加入泻肺平喘、行水消肿之葶苈子作为组合,则对咳嗽痰多者疗效更佳。在“细辛,麻黄/附子→感冒,水肿”组合中,麻黄发汗解表,附子温里助阳,配伍可以治疗寒性感冒、水肿,加入细辛可温化寒饮,既助麻黄解表,又配合附子逐里之寒饮,加强了两药的功效,组成经典名方麻黄附子细辛汤。另外有很少一部分的药物是包含在药对里,例如“泽泻,牡蛎/泽泻→水肿,咳嗽”。这里可以理解成,在治疗水肿咳嗽症状的疾病牡蛎/泽泻药对中,泽泻可能起主要作用。牡蛎有潜阳固涩、软坚散结的作用;泽泻有利水渗湿的作用,故药对组合中泽泻明显更有利于水肿疾病的治疗。但对于“乌头,旋覆花/代赭石→呕逆,呕吐,咳嗽”这类组合,加入有回阳逐冷、祛风湿功效的乌头,从药理上很难解析其对呕逆、呕吐、咳嗽等症的治疗效果,故此时还要结合临床、古文献及现代中药药理研究来综合分析并作取舍。

表2 项集大小为3的药物-药对-病症关联规则表

结语

本实验应用关联规则对中药药对进行数据挖掘,在一定程度上揭示了中药药对的应用特点,发现了一些新的用药规律及药物组合规律,此将有助于指导临床科学用药,提高药对的临床治疗效果。笔者在挖掘过程中也发现,对挖掘出来的结果不一定可用,此需结合临床、古文献及现代中药药理研究结果来综合分析,遵循“人机结合、以人为主”的原则进行取舍。目前所研究的“药物-药对-病症”关联分析方法较为简单,而中药药对、证、症、病等信息形成的多维关联关系的深入揭示,还需在今后工作中进一步研究。

[1]王玉芝,吕昌宝.张仲景药对集.长治:山西省晋东南医学专科学校,1984.

[2]胥庆华,中药药对大全.北京:中国中医药出版社,2001.

[3]李虹,蔡之华.关联规则在医疗数据分析中的应用.微机发展,2003,13(6):94.