基于数据挖掘分析羌医药养生验方用药规律

邢 杰，赵洋洋，李 丽，詹茂玲，李 飞，杨文宇

(西华大学 食品与生物工程学院，四川 成都 610039)

羌医药早在公元四世纪时就已经开始发展，但由于历史上羌族没有自己的文字，故其医学经验的传承全部依靠历代口耳相传[1-2]。据了解，我国有90%以上的羌族人口居住在汶川、北川、理县、茂县等地震重灾区。此次自然灾害对羌族的打击尤为巨大，为了不使羌族医药就此逐渐湮灭，众多学者在灾后对羌族医药和文化现状进行走访调研，整理出大量的羌族医药中具有民族特色的、预防与治疗相结合的羌医药处方。但是，羌医验方均来自于羌族民间医生的经验药方，由于没有系统的理论支持，仅靠经验，其治疗和预防疾病的规律不甚清楚[3-7]。据了解，各味中草药之间相容性是具有特定的规则和模式的，然而羌医药没有系统的理论体系支撑[8-9]，我们可以利用数据挖掘的方法，通过算法对羌医验方中可能蕴含的规律进行统计挖掘，希望其能够对羌医药的发展提供一些帮助[10]。本文通过搜集整理药食两用羌医养生验方，运用数据挖掘软件对羌医养生验方中蕴含的规律进行初步探讨。

1 数据来源与方法

1.1 资料来源

本文数据来源于对羌族民间验方和单方的整理汇总，建立原始数据库，为后续研究其规律特征奠定基础。

1.2 纳入标准和排除标准

在原始数据库建立的基础上，将有毒、有害以及目前不再使用的动植物药排除，例如曼陀罗子、麻黄、硼砂、明矾、白矾、麝香、乱头发、铁棒槌、川乌、全蝎、藜芦、芜花、黄占、附子等；另外，排除方剂当中的调味品，如盐、味精、酱油、醋油等，其余药物均纳入数据库中。

1.3 规范名称

在民间，同一种药品往往会有不同的名称，在形成一个相对完备的数据库之后，为了避免造成统计学上的误差，依据《中国药典》2020版[11]，将数据库中所有中药名称进行规范，其中将蚯蚓→地龙；桂圆→龙眼肉；橘皮→陈皮等[12]。

1.4 方法

1.4.1 原始数据库的建立 从搜集羌药养生验方资料，到完成资料的整理归类，按照标准排除无用方剂、无用药品、规范中药名称这一系列操作后，将筛选出的药物录入Excel表中，至此，原始数据库已经初具雏形，后续数据处理均基于此数据库，按照需求不同进行取舍。

1.4.2 数据分析 基于已建立的数据库，运用Excel建立数据透视表，统计药物频次、频率，筛选频次≥3的为高频药物，建立药物矩阵；从性味归经入手，统计频次、频率，用雷达图表现其规律。另外，用SPSS-Modeler 14.1，导入高频药物矩阵，共计85个字段，即共计85味药物；设置字段数<3为弱链接，字段数≥6为强链接，其余即为中链接，用该软件分析其药对配伍规律，得到网络图及药对出现的频次。

2 结果

2.1 高频药物及性味归经频次分析(≥3)

羌药养生验方中，频次≥3的药物共有85味，其中前5味药材分别为生姜(55次，8.58%)、大枣(51次，7.96%)、蜂蜜(34次，5.30%)、山药(23次，3.59%)、党参(22次，3.43%)；另外，将数据库中的高频药物(≥3)，参照《中华人民共和国药典》2020版[11]、《中药学》[13]对其性味归经进行规范统计，统计结果具体见表1。

表1 药食两用羌药高频药物频次及性味归经总览

续表1

2.1.1 四气五味 根据表1数据，对四气五味进行统计，涉及辛、酸、甘、苦、咸、涩和寒、热、温、平，性味累计频率分别为119次和85次。统计结果显示，在性味中频次较高的分别为温(31，36.47%)、寒(25，29.41%)、平(22，25.88%)；甘(47，39.50%)、辛(29，24.37%)、苦(27，22.69%)。85味中药的性味以及频次统计见表2，雷达图如图1所示。

表2 四气五味频次统计

图1 四气五味雷达分布

2.1.2 归经 根据表2数据，对其归经进行规范统计，共计85味药材，涉及肺、脾、胃、肝、心、肾、大肠、膀胱、小肠、胆，归经累积频率为217次。统计结果显示，在归经中频次较高的分别为肺(37，17.05%)、脾(35，16.13%)、胃(35，16.13%)、肝(31，14.29%)。85味中药的归经以及频次统计见表3，雷达图如图2所示。

表3 归经频次统计

图2 归经雷达分布

2.2 配伍规律

2.2.1 药对配伍网络图 为了探索数据库当中各药对之间的配伍规律，利用SPSS-Modeler14.1统计软件，建立数据源-类型-网络的关联规则数据流，运行数据流，输出结果如表4，链接数代表两个药物共同出现在一个处方当中的次数(仅展示强链接与中链接)；另外，药对之间的配伍规律如图3的网络图所示。

表4 药食两用羌药药对配伍规律

图3 药对配伍网络

2.2.2 关联规则分析 基于药对之间的规律，运用Apriori算法建立关联规则模型，进一步挖掘不同中药之间的配伍关系[14]。用X、Y代表关联规则的真子集，其中X为前提，即称为前项；Y为结果，称为后项。前项可以有很多个，但是后项只有一个。关联规则反映的是前项中所出现的项目，在后项中也随之出现的一个规律[15]。软件中所涉及到的参数，其具体含义如下：关联规则简单来说就是通过算法实现对大量数据之间隐藏的相关性及其规律的挖掘。为了从所有可能的规则集中选择有意义的规则，支持度和置信度的最小阈值是两个重要的约束条件[8]。支持度简单来讲就是前项与后项两者同时出现的频率；置信度就是指基于前项出现后，后项出现的可能性；提升度是指基于此关联规则条件下，能够得到的效果好坏的一个度量[16]。通常情况下，当提升度>1时，我们认为此规则所预测的结果是有效的[17]。设定最小支持度为2%，最小置信度为20%，最大前项数为2，得到了7组高频药对，具体如表5。

表5 药食两用羌药关联规则分析

3 讨论

在甲骨文中就有对羌族的记载，由此可见其历史的悠久。在漫漫历史长河中，逐渐流传下来一套具有民族特色的朴素的治疗手段，将预防与治疗相结合，对患者的身心同时进行治疗。其中包含着如药酒、煲汤、饮茶、药膳等养生保健的方法[18]，常见的药膳菜有：强身补肾的羊肉附片汤；补血益气的黄芪炖鸡、党参炖猪肉；滋阴补肺的虫草炖鸭等[19]。比如在如今这个人们都开始注重养生的时代，药食两用的羌医药就越来越受到广泛的关注，但由于羌族的历史上没有自己的文字，这些治疗手段只能依靠历代口耳相传，因此没有一套系统的相对科学的理论体系。本文运用计算机数据挖掘的方法，基于一系列养生验方的基础，分析了药食两用的羌族医药用药的初步规律。另外，在统计分析的过程当中，对于各味药材的基原并未进行深入探究，在后续的研究中会做进一步的探讨。

在上述统计挖掘中，得到药品频次≥3的药物共有85味，其中生姜、大枣、蜂蜜、山药、党参、陈皮、大蒜、当归、大黄、枸杞、胡椒、龙眼肉、百合、黄芪、山楂为频次最高的前15种药物。揭开羌医药神奇的面纱，其实这十几味药材，或者说是食材在我们日常生活中也是很常见的，由此可见，羌医药作为药膳，具有治疗和预防疾病的功能已经得到普遍的认可，其养生功效可见一斑。

对上述养生验方中所涉及到的药材的性味归进行统计分析，发现涉及“五味”和“四气”累计频率分别为119次和85次。统计结果显示，其中频次较高的分别为温(31，36.47%)、寒(25，29.41%)、平(22，25.88%)；甘(47，39.50%)、辛(29，24.37%)、苦(27，22.69%)。由此我们可以见微知著，养生验方当中药性多以温平为主，其主要功效为温里散寒、暖肝散结、温经通络等；五味当中，甘具有调和药性的作用；辛可以发散、行气血；而苦则可以泻下、清火[13]。另外，对上述养生验方中所涉及到的药材的归经进行统计分析，涉及肺、脾、胃、肝、心、肾、大肠、膀胱、小肠、胆，归经累积频率为217次。统计结果显示，在归经中频次较高的分别为肺(37，17.05%)、脾(35，16.13%)、胃(35，16.13%)、肝(31，14.29%)。说明养生验方中的药物大多作用于肺、脾、胃、肝这些部位，同时，这些脏腑也是平常我们养生需要重点养护的部位。综上所述，此次研究的这些羌医验方所具有的养生功效是有依据的。

为了探索数据库当中各药对之间的配伍规律，利用数据软件对养生验方进行了分析，由此得到了3个高频药对，分别为山药-党参、生姜-大枣、党参-黄芪；23个中频药对，详见表4，药对之间的配伍规律用网络图(图3)直观表现。其中，山药与党参均有补血、补气的功效，两者配合使用有治疗脾虚泄泻的功效；生姜和大枣二者配合使用，可以有安神补血、健脾益气的作用，一般用于治疗脾胃虚寒等疾病；黄芪和党参二者都是补气的药物，可以治疗食欲不振、肚子胀等疾病；而黄芪也补脾气、肺气，不仅可以治疗脾虚，也可以治疗肺虚咳喘[20]。以上高频的3组药对，均为中药配伍中常用的药对，分析养生羌药的配伍规律，有利于为挖掘新的药对配伍提供依据。

基于已经挖掘出来的药对之间的规律，运用Apriori建立关联规则模型，进一步挖掘不同中药之间的配伍关系，得到7组高频药对，分别为：党参→山药；山药→党参；当归→党参；党参→黄芪；大蒜→生姜；党参→当归；党参→生姜；以上7组药对，属于从数据库中挖掘出的新的药物配伍方法，其提升度都>1，意味着以上药对之间有着较强的相关性，具有很大的参考性。

综上所述，本文基于数据挖掘对羌医验方中可能蕴含的规律进行统计挖掘，通过搜集整理药食两用羌医养生验方，统计挖掘药物频次、性味归经、关联规则等方面的规律，为后续学者对羌医药的研究提供参考，以期能够对羌医药的发展提供参考。