基于聚类分析的肩痛症中医证候研究

王艳，张开伟，陈海霞，杨砥，费冀，孙权

(1.贵州中医药大学，贵州 贵阳 550025；2.贵州中医药大学第一附属医院，贵州 贵阳 550001)

肩痛是一种临床常见症状，是除腰背部疼痛及膝关节疼痛以外的第三大骨科常见症状[1]，常见于肩周炎、肱二头肌长头腱腱鞘炎、冈上肌肌腱炎、肩峰下滑囊炎等疾病。为便于后文描述，我们将由上述疾病导致的，以肩部疼痛为主症，伴有肩关节不同程度活动障碍的症候群称之为肩痛症[2-3]，此病症并不单指一种疾病而是对症状的一种称谓。结合该类病症常见的临床表现，《中医病证诊断疗效标准》[4]将其大致分为气血亏虚型、瘀滞型、风寒湿型3种常见证型，但因患者所处环境、饮食习惯等不同，还会有其他临床表现，故此分型已不足以完全概括该类病症在临床上的所有表现。目前，学术界对肩痛症的规范化诊断及其中医证候的规范化研究较少，所以临床上缺乏客观、准确的肩痛症中医辨证分型标准。本次调查研究旨在初步探讨肩痛症的中医证候分型及其分布特征，以期为中医辨治肩痛症提供参考依据。

1 临床资料

1.1 研究对象以2017年7月至2019年12月，在贵州中医药大学第一附属医院首次以肩痛为主症并伴肩关节活动障碍就诊的患者为研究对象。

1.2 中医证候诊断标准参照《中医病证诊断疗效标准》中肩周炎、肱二头肌长头腱腱鞘炎、冈上肌肌腱炎、肩峰下滑囊炎的中医证候诊断标准[4]拟定肩痛症中医证候诊断标准。①气血亏虚型：肩部酸痛，劳累后疼痛加重，伴头晕目眩，气短懒言，心悸失眠，四肢乏力，舌质淡，苔少或白，脉细弱或沉。②瘀滞型：肩部肿胀，疼痛拒按，以夜间为甚，或见瘀血斑，舌质黯淡或有瘀斑，舌苔白或薄黄，脉弦或细涩。③风寒湿型：肩部窜痛，见风寒痛增，得温痛减，畏风恶寒，或肩部有沉重感，舌质淡，舌苔白或腻，脉弦滑或弦紧。

1.3 纳入标准①符合上述诊断标准；②自愿接受调查，并签署知情同意书。

1.4 排除标准①影像学显示除肩部软组织损伤外尚有其他创伤性肩部病变者；②颈型肩周炎、腹腔镜术后肩痛、脑卒中伴肩痛等患者；③无法配合采集相关临床资料者。

2 方 法

2.1 数据收集方法参考《中医病证诊断疗效标准》中肩痛症常见证候特点并结合肩痛症的临床表现制定中医证候临床调查表，采集患者的中医望、闻、问、切四诊信息，由相关医生进行调查记录并输入数据库。由2位具有副高以上职称的研究人员对纳入患者的临床表现进行辨析诊断，如2人辨证结果存在差异，则与第3位具有副高以上职称的研究人员讨论决定。四诊信息主要包括肩部压痛、活动障碍、关节肿胀、疼痛性质、四肢乏力、四肢沉重、四肢拘紧、手足麻木、患肢拒按、头重昏蒙、头晕目眩、腰膝酸软、气短懒言、面色苍白、面色萎黄、面色晦暗、胸胁胀闷、心悸失眠、口中黏腻、口苦纳差、急躁易怒、午后身热、盗汗、自汗、夜频尿多、畏寒怕冷、恶风寒、喜温喜按、大便稀溏、瘀斑瘀点、舌质、舌苔、脉象。

2.2 数据分析方法采用Python语言并利用Anaconda平台对相关数据进行分析。将采集的中医四诊信息进行0、1编码数据转换，采用主成分分析方法对处理好的数据进行降维处理，采用K-Means算法对降维后的样本数据进行聚类分析，采用轮廓系数评估聚类效果。肩痛症的中医证候要素分布及肩痛症各中医证型的证候要素分布采用频数分析。不同性别、年龄段之间肩痛症中医证型分布的组间比较均采用χ2检验，检验水准α=0.05。

3 结 果

3.1 数据降维结果将中医四诊信息转换为0、1编码，根据各属性所包含的详细数据进行分组，如满足这一分组属性赋值为1，否则为0。将处理好的0、1数据进行主成分分析降维处理(表1)。

表1 中医四诊信息降维处理后的部分数据

3.2 数据聚类结果

3.2.1第1次聚类结果 采用经典K-Means算法对降维后的数据进行初始聚类，279例肩痛症患者的基本数据被分成3类，红色为第1类代表风寒湿型、蓝色为第2类代表瘀滞型、黄色为第3类代表气血亏虚型(图1)。图中的红色部分仍可进行拆分，且聚集性没有另外两类的效果好，说明除3种基本中医证型外又出现了新的证型。

图1 第1次聚类结果示意图

3.2.2第2次聚类结果 采用K-Means++算法优化典型K-Means初始聚类中心的选取，通过轮盘法选出下一个聚类中心，第2次聚类结果见图2。图1中的红色部分(风寒湿型)被拆分出一种新的绿色类，称之为新类型即湿热型。

图2 第2次聚类结果示意图

3.2.3聚类效果评估结果 轮廓系数是聚类效果好坏的一种评价方式，介于[-1，1]，越趋近于1代表内聚度和分离度都相对较优。第2次聚类的轮廓系数(0.876)较第1次聚类的轮廓系数(0.774)提高了约10%，聚类效果明显提升。

3.3 肩痛症的中医证候要素分布279例肩痛症患者中，肩痛、肩部压痛、肩关节活动障碍出现频率均为100%(表2)。

3.4 肩痛症各中医证型的证候要素分布279例肩痛症患者的中医证候要素经聚类分析后，被分为4类证候，分别为气血亏虚型、湿热型、风寒湿型和瘀血型。剔除低于15%的症状后，气血亏虚型肩痛症的证候要素中肩关节活动障碍、肩部压痛、气短懒言、四肢乏力、脉细涩出现频率均为100%；湿热型肩痛症的证候要素中肩关节活动障碍、肩部压痛、脉濡数(滑数)出现频率均为100%；风寒湿型肩痛症的证候要素中肩关节活动障碍、肩部压痛、四肢沉重、脉弦滑出现频率均为100%；瘀滞型肩痛症的证候要素中肩关节活动障碍、肩部压痛、脉弦紧(弦涩)出现频率均为100%(表3至表6)。

3.5 肩痛症不同性别的中医证型分布279例肩痛症患者中，男性患者各中医证型占比由高至低依次为瘀滞型、气血亏虚型、湿热型、风寒湿型，女性患者各中医证型占比由高至低依次为气血亏虚型、瘀滞型、湿热型、风寒湿型；男女间中医证型分布的差异无统计学意义(χ2=5.672，P=0.129)，见表7、图3。

表2 279例肩痛症患者的中医证候要素分布

表3 气血亏虚型肩痛症的证候要素分布

表4 湿热型肩痛症的证候要素分布

表5 风寒湿型肩痛症的证候要素分布

表6 瘀滞型肩痛症的证候要素分布

表7 不同性别肩痛症患者的中医证型分布 单位：例

图3 不同性别肩痛症患者的中医证型分布图

3.6 肩痛症不同年龄段的中医证型分布279例肩痛症患者中，年龄<45岁的患者各中医证型占比由高至低依次为湿热型、风寒湿型、瘀滞型，年龄45～54岁的患者各中医证型占比由高至低依次为瘀滞型、湿热型、风寒湿型、气血亏虚型，年龄55～64岁的患者各中医证型占比由高至低依次为气血亏虚型、瘀滞型、湿热型、风寒湿型，年龄65～74岁的患者各中医证型占比由高至低依次为气血亏虚型、瘀滞型、湿热型、风寒湿型，年龄>74岁的患者各中医证型占比由高至低依次为气血亏虚型、瘀滞型、湿热型；不同年龄段间中医证型分布的差异有统计学意义(χ2=129.962，P=0.000)，见图4、表8。

图4 不同年龄段肩痛症患者的中医证型分布图

4 讨 论

中医学对肩痛的认识源远流长[5]。该病最早见于《黄帝内经》，《素问·缪刺论》曰：“邪客于足太阳之络，令人头项肩痛”。该病属中医学“肩痹”范畴[6-7]。《医林改错》首次明确将肩痛归为痹病论述，“凡肩痛、臂痛、腰疼、腿疼，或周身疼痛，总名曰痹证”。

该病的发生由内、外因共同作用所致，内因为营卫失调、气血亏虚、筋骨失荣，外因为风寒湿邪客于经络。临床上多虚实夹杂，初病以实证为主，久病多以虚证为主。中医学讲究三因制宜，贵州属亚热带季风气候区，气候温暖，常年湿润，易形成痰湿体质。饮食上，当地居民偏嗜辛辣、肥甘厚腻之品。《素问·奇病论》曰：“肥者令人内热，甘者令人中满。”中医学认为，过食辛温之品，易伤津耗液损阴，导致阴虚内热；加之肥甘厚味，易致脾失运化、痰湿内生，这可能是导致湿热型肩痛症存在的原因之一[8-9]。彭键勇等[10-13]重视三因制宜的学术思想，认为在气候常年高温、降雨充沛的地区，空气湿度大，当地人体质多偏阳热，脾胃多虚多湿，易感风寒湿邪，且感邪后多从“热化”。老年人脾胃功能逐渐减退，脾之运化失权，水湿不化，蕴久化热，湿热之邪流注肢体关节，则可引起关节红肿热痛等湿热痹病[14-16]。《素问·阴阳应象大论》曰：“东方生风，南方生热，西方生燥，北方生寒，中央生湿。”故本研究中的湿热证患者多考虑与贵州地处南方常年气候湿润及当地居民饮食偏嗜有关。

本次研究结果显示：①气血亏虚型除肩关节活动障碍、肩部压痛、气短懒言、四肢乏力、脉细涩等症状外，面色苍白、腰膝酸软、舌淡、隐痛等症状也较为突出，此外还伴有夜尿频多、心悸失眠等心肾失养及大便稀溏、头晕目眩等脾虚、肝血不足征象；②湿热证型除肩关节活动障碍、肩部压痛、脉濡数(滑数)、肢节无力、四肢沉重外，尚有舌苔黄腻(薄黄)、头重昏蒙、口中黏腻、口苦纳差、重痛等明显湿热之症，且伴有面色萎黄、大便稀溏等湿热蕴脾表现；③风寒湿型除肩关节活动障碍、肩部压痛、脉弦滑、四肢沉重等症状外，还伴有明显的面色萎黄、头重昏蒙、酸重痛、大便稀溏的湿邪困阻表现，此外部分患者有头项拘急、恶风寒等外邪侵袭体表之象；④瘀滞型除肩关节活动障碍、肩部压痛等症状外，其他均为一派瘀滞之象，如面色晦暗、唇色紫暗、舌色偏暗淡紫、脉弦紧(弦涩)、刺痛、拒按、患处瘀点瘀斑等。第一次聚类后，在风寒湿型肩痛症里除有湿邪困阻表现及外邪侵袭体表之象外，还存在脉濡数(滑数)、肢节无力、舌苔黄腻(薄黄)、口中黏腻、口苦纳差、重痛等明显湿热表现，因此风寒湿型在第一次聚类时，除自身聚集外周围还存在另一聚集情况，故展示出聚类效果并不如气血亏虚型、瘀滞型。通过本研究，我们认为肩痛症除了常见的气血亏虚型、瘀滞型、风寒湿型外，还存在湿热型，且以64岁以下患者为主。不同年龄段间中医证型分布的差异有统计学意义，说明肩痛症患者中医证型与年龄具有相关性，这与文献[17-19]报道基本符合。胡悦等[20-21]认为，在筋痹的病因病机中除外感风、寒、湿邪外，尚有热邪致病的情况。

表8 不同年龄段肩痛症患者的中医证型分布 单位：例

本研究结果显示，肩痛症的中医证型除气血亏虚型、瘀滞型、风寒湿型外，还存在湿热型；这些中医证型在不同性别患者间的分布并没有差异，但在不同年龄段患者间的分布有差异，45岁以下患者最常见湿热证，45～54岁患者最常见瘀滞证，54岁以上患者最常见气血亏虚证。但由于样本量有限，覆盖率低，在一定程度上可能影响中医证候分布规律的展现。今后我们将进行大样本多中心随机对照临床研究，为肩痛症湿热证的存在提供临床依据。