基于数据挖掘方法的冠心病心绞痛合并糖尿病患者理化指标与气阴两虚证诊断模式的建立❋

张军鹏，徐学功△，徐变玲，张 理，李 芳，程 雪，王伟伟，马燕楠，史 琦，王 伟

(1. 郑州市中医院，郑州 450000； 2. 北京中医药大学，北京 100029； 3. 河南中医药大学，郑州 450000)

冠心病(coronary heart disease，CHD)，又称冠状动脉粥样硬化性心脏病，目前已成为威胁国民健康的首要疾病之一。糖尿病(diabetes mellitus，DM)是一种全身代谢紊乱性疾病，常合并多种疾病发生，为诸多疾病的病理基础，AHA提出“糖尿病是冠心病等危症”[1]。中医历来注重辨证论治，历代医家对冠心病合并糖尿病(CHD&DM)的认识亦有所不同。目前大家普遍认为，“CHD&DM的病理变化初期表现以燥热为主，渐伤阴津，进而见阴虚，后期则损及肾阴兼有气虚”。一项关于胸痹心痛并发消渴的临床证型特点分析认为，CHD&DM时证型的虚实夹杂证显著增高。CHD&DM患者出现阴虚证的风险为单纯CHD患者的3.814倍，而出现气虚证的风险是单纯DM患者的3.324倍，提示CHD&DM患者更易出现气阴两虚证。

目前关于CHD&DM患者的中医证候学研究虽日渐增加，但对于CHD&DM证候学特点与其患者病理生理进程密切相关的理化指标相关性研究却鲜有报道。近年逐渐发展起来的数据挖掘技术，是将隐含的、尚不为人知同时又是潜在有用的信息从数据库中提取出来，建立计算机程序，自动在数据库中进行细察以发现规律或者模式[2]。本文在CHD&DM“气虚证-理化指标”[3]对应平台的基础上，通过Spearman相关分析初步搭建CHD&DM“气阴两虚证-理化指标”对应性数据平台，利用决策树数据挖掘方法，建立CHD&DM患者理化指标与气阴两虚证的诊断模式，现报道如下。

1 临床资料

1.1 一般资料

选取2012年4月至2015年4月期间在郑州市中医院心内科以及郑州市中医院内分泌科住院的100例CHD&DM患者。

1.2 诊断标准

1.2.1 冠心病心绞痛诊断标准 参照2002年由ACC/ AHA/ ACP-ASIM 联合议定的《慢性稳定型心绞痛诊疗指南》[4]以及2000年由中华医学会心血管病学分会制定的《不稳定性心绞痛诊断和治疗建议》[5]。

1.2.2 糖尿病诊断标准 参照2009年ADA & EASD 制定的《2型糖尿病处理指南》[6]以及2007版的《美国糖尿病学会诊疗标准》[7]。

1.2.3 中医证候(气阴两虚证)诊断标准 参照《中医临床诊疗术语·证候部分》(1997年版)[8]以及《中药新药临床研究指导原则》(2002年版)[9]。气阴两虚证:元气不足，阴津亏损，以神疲乏力、气短懒言、咽干口燥、潮热、自汗、盗汗、小便短少、大便干结、舌红或胖、苔少而干、脉细无力或虚数等为常见证候。

1.3 纳入标准

年龄在35～70岁之间的住院患者；符合CHD诊断标准且同时符合DM诊断标准患者；自愿签署知情同意书。

1.4 排除标准

其他疾病引起胸痛和血糖升高患者；合并重度感染及其他严重疾病患者；妊娠期或哺乳期及精神疾病患者。

2 方法

2.1 资料采集及辨证分型方法

所有纳入患者均于入院当天采集基本信息及中医四诊信息，于入院后次日采集血生化、凝血4项、甲功7项、心电图、心脏超声等44项理化指标。根据采集的中医四诊信息由3名从事本专业临床工作5年以上且具有副高级职称以上的临床中医师对纳入患者进行气阴两虚证与非气阴两虚证的辨证分型判断。

2.2 统计学方法

3 结果

3.1 一般情况基线分析

表1显示，100例CHD&DM患者中气阴两虚证患者51例(51%)，非气阴两虚证患者49例(49%)。2组患者年龄、性别、身高、体质量、吸烟史、饮酒史、冠心病家族史、糖尿病家族史等一般情况基线比较差异无统计学意义(P>0.05)，具有可比性。

3.2 CHD&DM患者气阴两虚证理化指标筛选分析

3.2.1 CHD&DM患者气阴两虚证理化指标的t检验分析 表2显示，气阴两虚证与非气阴两虚证患者比较，白细胞计数、淋巴细胞百分比、血清磷、前白蛋白、餐后2 h血糖、糖化血红蛋白、甘油三酯、低密度脂蛋白、肌酸激酶同工酶、RV5、QRS时限、R+S、射血分数、左室舒张末期内径、左室收缩末期内径、肺动脉最大流速等理化指标比较差异有统计学意义(P<0.05)。

3.2.2 CHD&DM患者气阴两虚证理化指标的Spearman相关分析 表3显示，Spearman相关分析结果显示，气阴两虚证与淋巴细胞百分比、血清磷、餐后2 h血糖、糖化血红蛋白、甘油三酯、低密度脂蛋白、QRS时限、肺动脉最大流速呈正相关，与白细胞计数、中性粒细胞计数、单核细胞计数、前白蛋白、肌酸激酶同工酶、RV5、R+S、射血分数、左室舒张末期内径、左室收缩末期内径呈负相关。

表1 气阴两虚证与非气阴两虚证患者基线情况比较

表2 气阴两虚证与非气阴两虚证患者理化指标差异性t检验结果

3.3 CHD&DM患者气阴两虚证决策树模型的建立

图1显示，气阴两虚证决策树分类模型共有7个叶节点，“TRUE”代表“气阴两虚证，“FALSE”代表“非气阴两虚证”。括号中的数字分子表示属于该证的样例数，分母表示错分到该证中的样例数。通过数据分析得出构成气阴两虚证决策树模型的临床常规指标共计6个，分别是射血分数(ejection fractions, EF)、低密度脂蛋白(low density lipoprotein cholesterol, LDLC)、餐后2 h血糖(2-h plasma glucose, 2hpG)、QRS时限(time limit of QRS, QRS时限)、血清磷(serum progesterone, 血清P)、甘油三酯(triglyceride, TG)。

表3 气阴两虚证患者理化指标相关性分析结果

图1 基于决策树方法的气阴两虚证判断模式图

3.4 CHD&DM患者气阴两虚证决策树验证模型的验证结果

表4显示，对训练集样本(预筛选指标)进行学习验证，气阴两虚证决策树模型检测正确率77.00%，阴性检测正确率65.31%，阳性检测正确率88.24%。

4 讨论

随着大数据时代的到来，信息内容的复杂化和信息数量急剧增加，决策树作为一种用二叉树形图表示处理逻辑的数据挖掘方法，被广泛应用于医疗领域的各个分支。由于决策树分类方法具有分类准确、描述简洁、算法有效、模型健壮的优势，在临床疾病诊断的数据挖掘中使用频繁[10-11]。在临床医学的研究中，决策树应用于临床医学和中医学的各个领域。

表4 气阴两虚证决策树模型验证结果(%)

本研究通过决策树的数据挖掘方法，对CHD&DM患者气阴两虚证的临床理化指标进行数据分析，得出由EF、LDLC、2hpG、QRS时限、血清P、TG共6个理化指标组成的气阴两虚证决策树模型。该气阴两虚证模型共形成7条识别途径，该模型识别检测气阴两虚证的准确率高达77.00%。

通过数据分析得出，CHD&DM患者常见到左心室收缩功能下降，心脏泵血减少，多与患者心气虚不能化生运行血液有关[12-13]。本研究得出气阴两虚证患者的EF值低于非气阴两虚证患者，且与气阴两虚证呈负相关，提示气阴两虚证患者心室收缩功能下降可能更明显。益气养阴活血法能够有效改善CHD&DM患者的心功能，亦从不同侧面印证本研究结论[14]。

脂质浸润学说认为，脂质代谢异常导致动脉内膜表面脂质沉积，细胞合成间质增多，血管内膜增厚，是动脉粥样硬化的病理学基础，也是CHD最主要的独立危险因素。然而不同证型又有着不同的脂质代谢轮廓和特征性脂质标记物[15]。龚燕冰[16]运用贝叶斯网络法、梁攀[17]利用因子分析法对中医证候规律进行分析得出，原发性血脂紊乱多以气虚证以及阴虚证为主；CHD&DM患者血脂代谢异常多因DM患者体内胰岛素分泌和抵抗不能共存，肝脂酶活性增强同时脂蛋白脂酶活性下降，低密度脂蛋白及血清甘油三脂产生过多形成高脂血症，从而进一步加速动脉粥样硬化进程，加剧冠脉病变程度，加重心脏负担[18]。本研究得出气阴两虚证患者的LDLC和TG值明显高于非气阴两虚证患者，且与气阴两虚证呈正相关，提示气阴两虚证患者体内脂质代谢存在异常。

CHD&DM气阴两虚证患者更容易出现2hPG升高[19]。高血糖状态能够使各种糖基化蛋白形成糖基化终产物，从而引起胶原和其他细胞外基质蛋白的过度交往，导致血管内皮功能紊乱，从而激活细胞黏附因子，增加循环炎症因子和活化氧自由基，促进动脉粥样硬化斑块形成，加剧心肌缺血缺氧[20-21]。本研究得出，气阴两虚证患者的2hPG明显高于非气阴两虚证患者，且与气阴两虚证呈正相关，提示气阴两虚证患者更容易出现高血糖状态。

血清P是一种由饮食摄入、在空肠吸收的物质，其人体每日需要量约1.2 g，约80%的P以磷酸钙形式贮存在骨骼中。本研究中，气阴两虚证患者的血清P水平明显高于非气阴两虚证患者，且血清磷与气阴两虚证呈正相关，提示血清P可能是识别CHD&DM气阴两虚证的有效变量。

QRS时限代表心室除极的综合时间，冠心病患者会出现心肌缺血、心脏负荷过重，导致心脏扩大、心肌肥厚和纤维化、心脏重构等病理改变，上述变化可导致心室浦肯野纤维和心室肌电传导能力下降，速度减慢则QRS时限延长[22-23]。本研究中随着QRS时限的延长，气阴两虚证患者的比例轻度升高，说明气阴两虚证患者的心室收缩功能下降可能更明显。考虑CHD&DM气阴两虚证患者QRS时限延长的可能性较大。

本研究根据气阴两虚证与理化指标之间的非线性关系及交互作用特点，通过决策树的数据挖掘方法，初步形成能够反映CHD&DM患者气阴两虚证相对应的理化指标组合模式，从而实现宏观指标体系和微观指标体系的良好沟通，进而建立既能体现中医证候特征又能反映西医疾病属性的“气阴两虚证-理化指标”对应性数据平台，为CHD&DM中医证候规范标准提供依据和参考。最后通过计算机软件搭建CHD&DM患者气阴两虚证识别系统，该识别系统能够极大程度地减少CHD&DM气阴两虚证的漏诊率，使CHD&DM患者能够得到早期干预治疗，降低CHD&DM的发病率、致残率和死亡率，延缓疾病的发生发展，提高患者生存质量，减轻家庭和社会的负担，降低医疗费用支出，经济效益和社会效益无限可观且无市场风险，适宜普遍推广应用。

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