基于Apriori算法的中医妇科方剂的用药分析

张笑青 张泽敏

摘要：该文以名老中医在临床上常用的21个方剂为研究对象，对方剂中的用药规律进行研究，运用Apriori算法对药物进行关联规则挖掘，找出具有强关联规则的药物对，并通过病症，病性发现药物配伍之间的关系。通过对用药频次的统计，可发现在此21个方剂中出现频数较高的几味药分别是白芍，郁金，当归，茯苓，丹参。其中补虚健脾药，活血化瘀药，清热解表药运用最多。

关键词：妇科医案；Apriori算法；关联规则；用药规律

中图分类号：R271 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2015）06-0095-04

Analysis of Chinese Medicine of Gynecological Based on Apriori Arithmetic

ZHANG Xiao-qing1， ZHANG Ze-min2

（1.Computer Information Management， Hanlin College of Nanjing University of Chinese Medicine， Taizhou 225300， China； 2.Information System and Management， Hanlin College of Nanjing University of Chinese Medicine， Taizhou 225300， China）

Abstract： This article is based on the professor liliyuns 21 herbs ，which object is the drugs of prescription rule，using the Ariori arithmetic to mine the association rules and finding the drugs which have the relationship of association rules.through the malady ，disease to find the relationship of the drugs.we can find the highest appearance in the 21 herbs are the baishao，yujin，danggui，fulin，danshen by count the medication frequency.the medicine of invigorating spleen and spleen，relieving superficies by cooling and promoting blood circulation and removing blood stasis are using frequency most.

Key words： gynecological medical records； Apriori arithmetic； association rules； drugs of prescription rule

1 研究背景與目的

最早记载方剂的书籍是《五十二病方》，《黄帝内经》由于其独特的组方原则，奠定了方剂学的理论基础。《伤寒杂病论》分为《伤寒论》和《金匮要略》两书，其组方严谨，全面，后世尊称为“方书之祖”。随着现代科学技术的飞速发展，中医方剂的发展也要顺应当今社会的发展趋势。目前，已有多家研究机构对中医方剂展开研究。例如，现代生物医学文献库的数据挖掘，中医药临床文献题录库的数据挖掘研究等等。在这个过程中，利用计算机技术和信息分析的方法可以很好地对方剂中药物构成规律进行挖掘，从而更好的找出药物之间潜在的联系与价值。

道光七年，《傅青主女科》就将常见的妇科疾病方剂收录在书中，修改后的《傅青主女科》文字朴实，论述简明扼要，其气血培补、脾胃调理之法，颇受妇产医家推崇。元代的朱震亨《丹溪心法》，治疗方法灵活，不拘泥于前人固有的疗法，对后世研究治疗妇科疾病提供了灵活多变的思维方向。本文在借鉴前人在妇科方剂研究成果的基础上，总结各方剂的用药规律，旨在探寻药物之间内在关系，寻找方剂之间普遍规律和特点，便于以后的研究人员了解各派医家的学术间的联系，继承和发扬中医学术思想，总结或汲取前人成功的经验或失败的教训。

1.1 名老中医妇科临床方剂简介

根据名老中医的研究成果，可以得知妇科疾病的发生和发展，与冲、任、督、带四脉虚损、郁结、瘀阴、伏邪等有着密切的关系，这是妇科疾病与其他疾病截然不同的地方。多途径综合疗法，主要包括内治法和外治法两大类型，或从整体观出发，根据患者个人的差异，通过辨证论治，调整脏腑、调理气血、调养冲任、固健督带；或从局部着手，使药物直接渗透到病所，以利气机、通血脉、消症结、清湿热。在治疗妇科疾病中，以治疗月经病最多，治疗过程中皆从肾论治，其补肾的具体思想体现在辨别肾、肾阳或肾精不足。

在此21个中药方剂中，共涉及的中药约90味，其中白芍，郁金使用频数最高，其次便是当归，茯苓，丹参，熟地，枸杞，旱莲草。以上的药物主要作用是补气活血为主。具体分布情况如表1所示。

1.2 名老中医妇科临床方剂中出现的单味中药使用频数分析

在上述的21个中药方剂中，总共涉及的中药约90味，其中白芍、郁金的使用频数最高，其次便是当归、茯苓、丹参、熟地、枸杞、旱莲草等。以上列出的药物主要作用是补气活血为主。

由图表可知，名老中医在临床中用的最多的药物为白芍，郁金。白芍主要功效是养血敛阴，柔肝止痛，平肝阳；用于月经不调，经行腹痛，崩漏，以及自汗、盗汗等症。郁金能活血止疼、行气解郁、清心凉血、疏肝利胆，主治妇女痛经、经闭、症瘕结块。当归具有补血、活血、调经止痛的功效。以上三种药出现频次居前三，故在治疗妇科疾病中为核心药。

2 关联规则

2.1 关联规则概述

关联规则挖掘的研究是近几年研究较多的数据挖掘方法，在数据挖掘的各种方法中应用最为广泛；在数据挖掘的知识模式中，关联规则是比较重要的一种。关联规则的概念是由Agrawal，imielinski，swami提出，是数据中一种简单但实用的规则。关联规则模式属于描述型模式，发现关联规则的算法属于无监督学习的方法。

关联规则反映了一个事物和其他事物之间的相互依存性和关联性。如果两个或多个事物之间存在一定的关联关系，那么，其中一个事物就能够通过其他事物预测到。

设I={i1，i2，…，in}是项目的集合，其中的元素称为项目（item）。记D为事物 T （transaction）的集合，這里T是事物项目的集合，并且[X?T] 。

对应每一个事物有一个唯一的标识，如事务号，记为TID。设X是一个 I 中项目的集合，如果 [X?T]，那么称事务T包含X。如果项目X包含k个项目，称其为K项集。

2.2 Apriori候选项集的产生的过程简介

假设数据项按顺序排列，步骤如下：

Step 1： 大项集自连接：Ck = Lk-1 连接 Lk-1

Step 2： 削减

forall Ck 中的每个元素c do

forall c的子集s do

if （s不再大项集Lk-1中） then

delete c from Ck

例如对于L3的自连接和削减过程如下：

L3={abc， abd， acd， ace， bcd}

Step 1：自连接： L3 连接 L3得到：{abcd } ，{abce} ，{acde }

Step 2：削减：

{acde} is removed because {ade }is not in L3

同理： {abce} 也要被删除。

Step 3：得到四阶候选项集为：C4={abcd}。

Apriori候选项集的产生依据是：一个项集是大项集当且仅当它的所有子集都是大项集。反之，如果一个项集的某个子集不是大项集，那么这个项集也不可能是大项集。

强关联规则：对于给定的支持阈值和置信阈值，发现那些支持度和置信度都大于或等于相应阈值的规则称为强关联规则。

以上述21个方剂为基础数据库，现选取以上方剂中药物出现频次最高的5味药运用Apriori算法来分析，（白芍），（郁金），（当归），（茯苓），（丹参）之间的关系。最小支持数为3（注：由于大于3的药物较多，计算起来数据量较大，故只取前五味药作为计算对象）。

由一阶大项集产生二阶候选项：

扫描数据库，对每个候选项集计数：

对表8进行比较候选数与最小支持数得到三阶大项集：

若最小置信度为60%，则郁金∧茯苓→当归 ，当归∧茯苓→郁金可输出，是强关联规则；即郁金、茯苓同时使用与当归的关联性强，当归、茯苓同时使用与郁金的关联性强。

{郁金，当归，丹参}计算过程同上，得到郁金∧丹参→当归 ，当归∧丹参→郁金可输出，为强关联规则；即郁金、丹参同时使用与当归的关联性强，当归、丹参同时使用与郁金的关联性强。

以上计算出的两条强关联规则，意味着在用郁金、茯苓时都会用到当归；在用当归、茯苓时都会用到郁金；在用郁金、丹参时都会用到当归；在用当归、丹参时都会用到郁金。以上两条置信度与重要性都较高，所以有较强关联性。

综上得出结论：郁金，味辛、苦，性寒，归心、肝、胆经，活血止能，行气解郁，清心凉血，疏肝利胆；主胸腹胁肋诸痛，妇女痛经，经闭，症瘕结块。丹参，味苦，性微寒，归心、肝经，活血调经，祛瘀止痛，凉血消痈，清心除烦，养血安神；主治月经不调，经闭痛经，症瘕积聚。当归，性温，味甘辛，归心、肝、脾经，补血和血，调经止痛，润燥滑肠，治月经不调，经闭腹痛，症瘕结聚，崩漏，血虚头痛。故在用药过程中郁金、当归同时使用与当归的关联性最强，属强关联规则：；此三味药配伍多用于月经期通经，活血去淤。

3 病症药物之间的关系挖掘

通过对名老中医21个中医妇科方剂的归纳分析，可以总结出该方剂中部分证素证名及常用药物配伍。

表10 证素证名及常用药物配伍

[证名＼&病位证素＼&病性证素＼&常用药物配伍＼&单一病证＼&＼&＼&＼&脾气虚＼&脾＼&气虚＼&人参+黄芪＼&肾阴虚＼&肾＼&阴虚＼&门冬+芍药+生地＼&肾阳阴虚＼&肾＼&阴虚+热＼&仙灵脾+仙茅＼&肾精虚＼&肾＼&阴虚+阳虚＼&紫河车+鹿角霜＼&肝经湿热＼&肝＼&湿+热＼&白芍+麦冬+生地＼&脏腑兼证＼&＼&＼&＼&肝肾阴虚＼&肝+肾＼&阴虚＼&熟地+枸杞+当归+山萸肉＼&肝郁脾虚＼&肝+脾＼&气滞+气虚＼&柴胡+白芍+当归+夜交藤+茯苓＼&无病位＼& ＼&＼&＼&血热阴虚＼&＼&阴虚+血热＼&旱莲草+女贞子＼&阴虚火旺＼&＼&阴虚+热＼&生地+白芍+麦冬＼&气血两虚＼&＼&气虚+血虚＼&淮山+太子参+春砂仁+首乌＼&]

对于不同的病症、病因，则用药的侧重点也就不同。在分析某类病症的用药时，把握好这类病症的主要病性证素，可以较为高效的发现这类病的用药规律。

对于脾虚来说，其重要病性证素为气虚，则其主要治疗方法为补气，黄芪和人参均属补气良药，人参偏重于大补元气，复脉固脱，补脾益肺，生津，安神；《药品化义》：“入脾、胃、肺三经”。而黄芪则以补虚为主，常用于体衰日久、言语低弱、脉细无力者。

对于是肾阴虚来说，其重要病性证素为阴虚，则其主要治疗方法为滋阴，阴虚者，宜补而兼清，门冬、芍药、生地之属也。仙灵脾与仙茅配伍适用于肾阴阳不足，虚火上炎的病患，效果较好。

对于肝郁脾虚来说，其重要病性证素为气滞与气虚，则其主要治疗方法为疏肝解郁。其中柴胡、白芍、当归、夜交藤几味中药用以养肝血疏肝气；茯苓用以健脾，补气。对几种常用药物进行配伍，对气虚，阴虚，血虚等病性带来的病症可以起到很好的治疗效果。

4 结束语

通过对名老中医的21个方剂分析研究，可以挖掘出方剂中药物之间的关系与药物之间潜在的用药规律，以及药物之间不同的配伍可以有效针对的病症，从而达到了发现新鲜知识的目的。在基于Apriori算法的基础上，找出了在治疗妇科疾病中常用的药物配伍与药物间的强关联规则，以及用药中的核心药物。随着当下计算机技术的飞速发展以及人们对中医重视度的日益增强，越来越多的计算机技术和数据分析技术被运用到中医方剂中，这俨然已成为分析方剂一种不可缺少的技术手段。在对方剂药物的分析过程中，越来越多的潜藏信息被挖掘出来，使得中医方剂在药物使用方面的信息更加完善。

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