基于复杂网络技术的针灸治疗疾病晚期呼吸困难的选穴规律研究

张宝珍，马明，李春月，曹萌

晚期、中重度疾病的呼吸困难通常与不可逆转或不可识别的身体状态或与其他器官功能障碍的复杂相互作用有关[1-2]。在这些情况下，因果治疗变得非常困难。由于药物的副作用(如嗜睡、呕吐)或药物使用不当或有效性不足，致使用药有一定的局限性，甚至存在药物毒性的风险[3]。针灸是传统医学的重要治疗方法之一，众多随机对照试验(RCTs)评估了针灸的临床疗效[4]。Wang等人[5]的最新系统综述和Meta分析显示，针灸可改善慢性阻塞性肺疾病患者的生活质量。Coyle等人[6]在一篇系统综述中提出，针灸可以有效治疗与慢性阻塞性肺疾病相关的呼吸困难。本研究采用复杂网络技术探索针灸治疗晚期疾病患者呼吸困难的选穴规律，以期为临床应用与科研设计提供参考。因目前并没有针灸治疗此病的临床研究发表，我们选取了较为难治的晚期疾病所引起的呼吸困难的临床研究。

1 资料与方法

1.1 检索策略 数据库：计算机检索以下数据库，中国知网、万方、维普数据库、Embase、PubMed和Cochrane Central Register of Controlled Trials。时间跨度从不同数据库的建立时间到2021年6月30日。检索词使用医学主题词和自由词相结合的检索方式，中文检索词包括：“呼吸困难”“气短”“癌症”“肿瘤”“慢性阻塞性肺疾病”“运动神经元疾病”“肺间质疾病”“针灸”“针灸”等；英文检索词包 括：“dyspnoea”“breathlessness”“cancer”“neoplasms”“chronicobstructivepulmonarydisease”“acupuncture”等。对语言和国家没有限制。

1.2 选取标准 纳入标准：针灸治疗晚期疾病呼吸困难的临床研究类文献，同时须满足以下要求。随机对照试验；由于晚期恶性或非恶性疾病导致呼吸困难，纳入的疾病类型有明确的中医或西医的诊断标准；治疗组为针灸治疗，可配合常规疗法，且针灸技术符合国家相关规范，对照组为非针灸治疗，可为假针灸对照等；针灸处方明确；临床试验经过伦理学会批准；对呼吸困难严重程度的主观测量采用有效的评定量表[7-8]。排除标准：综述类；动物实验类；重复发表的研究，也包括多中心研究中，单中心发表的论文；数据不完整，与通信作者联系仍然不能获取数据；比较不同针灸疗法的研究；治疗疾病早期呼吸困难的研究。

1.3 文献筛选与数据管理 ①文献筛选：将检索到的目录导入文献管理软件EndNote X9，并删除相同的文章。然后，根据纳入和排除标准，先筛选标题和摘要，之后进行全文筛选，以选择合格的研究。②数据管理：提取所纳文献中的关键信息，选择文献后，从纳入的研究中提取数据。提取的数据包括作者、中医证候、腧穴处方等。录入Microsoft Excel 2016中建立数据库。

1.4 统计学方法 使用复杂网络分析软件Gephi 0.9.2构建针灸治疗晚期疾病呼吸困难腧穴处方复杂网络模型。将Microsoft Excel 2016中穴位处方逐条输入到TabFile.txt文献，运行CreateNetFile64bit.exe程序，生成pajek文件，即文件中的NetFile.net，之后使用Gephi 0.9.2直接读取即可。将每一条穴位处方中的各个穴位作为节点(node)相连成一个子网络，其次将所有子网络进行叠加便可得到一个全连通的穴位处方复杂网络图。其中复杂网络特征用节点个数、边个数、平均路径长度(L)、网络直径、平均聚类系数(C)及节点度的分布来反映，穴位重要性用节点的度、紧密中心性和介数中心性共同衡量，穴位配伍情况用边的权重来表示，同时通过K-core运算筛选核心穴位，并对其进行归经和特定穴分析。

2 结果

共检索到651篇相关文献，参照排除标准，删除重复性文献275篇，综述类40篇，动物实验24篇，非随机对照研究168篇，非晚期疾病61篇，诊断或疗效评定标准不明确46篇，未通过伦理审查29篇，结果共纳入8篇高质量的英文文献随机对照研究[9-16]，并从中提取出8条腧穴处方进行建模分析。

2.1 复杂网络的模型构建 将所有针灸处方所选穴定位各节点，各节点的度值与边权重由小到大分别以节点大小和边的粗细表示，构建出腧穴处方复杂网络模型，见图1。

图1 复杂网络模型图

2.2 复杂网络拓扑结构分析

2.2.1 基本结构 腧穴处方复杂网络拓扑结构基本参数见表1，其中26个节点、105条边分别表示腧穴处方中共涉及26个腧穴、105组对穴，网络直径为4则提示每条处方中平均包括4个穴位，任意穴位间平均经过1.942个腧穴就可互相联系，平均路径短；聚类系数介于0～1，1表示全连通网络，本网络为0.875，说明其连通程度较高。

表1 拓扑结构特征参数统计表

2.2.2 网络特征 本网络平均路径长度与平均聚类系数比值(L/C)为2.22，远小于通过随机设置网络获得的比值(L/C＝3.786/0.108)35.06，可见处方复杂网络具有小世界效应，同时穴位节点度的分布具有幂律分布的特征，表示该网络具备无标度特性，这表明在处方中，每个穴位的重要性是不同的，几个穴位是关键，凭借出色的连接能力，与其他穴位具有广泛的相容性，可以发挥穴位的整体治疗作用。

2.3 腧穴节点重要性分析 复杂网络中腧穴节点的重要程度常用度、紧密中心性及介数中心性三者共同衡量。度是直接反映一个腧穴节点与其他腧穴节点配伍的次数，度值的大小与穴位的重要性成正比；紧密中心性则提示了一个节点到其他节点的平均距离，值越小，穴位之间的联系越紧密；介数中心性度量的是任一穴位节点出现在该网络最短路径上的频率，即反映腧穴在网络连接配伍中的枢纽程度，经此数值高的腧穴节点进行配伍，可提高效率，增强网络的连通性。复杂网络中共12个腧穴度值超过10，按度值由高到低顺序列出了前9位，见表2，为重要的腧穴，顺序从高到低依次为肺俞、足三里、中府、尺泽、太渊、关元、中脘、太溪和肾俞。介数中心与度值排序基本一致。

表2 腧穴节点前10位节点参数及属性

2.4 腧穴配伍规律分析 腧穴处方复杂网络中腧穴配伍的边权重在3及以上者共8对，边权重越大表示这组穴位配伍出现的次数越多，则腧穴配伍的可信性越高。前8组对穴的相关信息，见表3。可见，配穴原则以前后配穴、远近配穴为主。

表3 对穴边权重统计

2.5 复杂网络K-core分析 将处方复杂网络进行K-core运算，结果显示当剔除度小于12的节点及相应的连边后，复杂网络图消失，因此该复杂网络的最大值为11-core，共涉及11个核心腧穴节点，55条腧穴配伍的边。核心的穴位为肺俞、中府、太渊、关元、中脘、太溪、肾俞，见图2。

图2 K-core 网路图

3 讨论

复杂网络作为一种数据挖掘技术，在通信科学，生命科学，社会科学等领域已经被普遍应用，是现实世界中复杂问题和现象的抽象分析方法之一，近年来在中医药领域中得到快速发展，这种方法可以更好地还原并显示出中医系统和临床的复杂性[17-20]。以往的数据挖掘一般选取临床研究文献，因为涉及研究较多，无法一一列出参考文献，给研究数据的溯源带来障碍。本研究将循证医学和复杂网络相结合，选取高质量的随机对照临床研究选穴作为数据来源，在很大程度上减少了选择偏倚和发表偏倚，对原始研究的质量进行了把关，可信度更高。

患者平素正气不足，脾气虚弱，痰湿内生，本虚标实，因此可以推测出中重症患者出现的呼吸困难多是由于痰饮内闭于肺所致，并且与肺脾肾三脏有密切的关系。肺和脾脏共主气之生成。肺主呼吸，吸入自然界之清气。脾主运化并化生水谷精气。清气和谷气是体内各种气生成的物质基础，其中与宗气的生成有关。宗气走息道，助肺呼吸，下行以资先天之气，故有“肺为主气之枢，脾为生气之源”的说法。虽然人体的呼吸功能由肺为主，但吸入之清气通过肺的肃降下达到肾，经肾气的摄纳和潜藏使呼吸维持一定的深度。故有“肺为气之主，肾为气之根”之说。若肺、脾、肾三脏功能失常，均能对一身之气的形成产生不利影响，导致气的生成不足，功能减弱，由此说明肺、脾、肾三脏功能的失调与呼吸困难的发作密不可分。故治疗应在标本兼顾法的指导下，祛除外邪与补虚扶正并用。

在排名靠前的重要性穴位中，肺俞位于足太阳膀胱经上，背俞穴适合治相关的脏腑疾病。因此，肺俞穴在肺脏疾病的治疗中具有重要的作用。足三里穴为胃经之下合穴，根据“合治六腑”的理论，脏腑的疾病应该取下合穴，此穴具有健运脾胃、益气通络、扶正祛邪的功效。全身的肌肉依赖于脾胃运化的水谷精微的滋润，若脾胃亏虚，气血亏虚，呼吸肌失于濡养，容易发生呼吸肌疲劳，故选取足三里以求发挥培土生金的功效。中府是肺经募穴，募穴是脏腑之气输注于胸、腹部的穴位，也属于局部选穴。尺泽穴为手太阴肺经上的重要穴道之一，《针灸甲乙经》中记载：咳嗽、肺气上逆、气少不能正常呼吸、甚至出现喘的症状皆可针灸尺泽穴。如“咳逆上气……喘，尺泽主之”。此穴能缓解咳嗽、气喘、胸部胀满等症状。太渊为肺经原穴，与尺泽均为循经选穴，且为脉会，肺朝百脉，针灸此穴可起到心肺同治的作用。中脘是胃之募穴，具有调理脾胃，化痰降浊的功用。太溪是肾经原穴，与肾俞相配，具有补肾，纳气，平喘的功效。肺为肾之母，肺为主气之枢，肾为生气之根，补肾意在预防“子盗母气”使肺气更虚，亦体现了“金水相生”的理论。总之，核心穴位重点调理肝脾肾三脏，上中下三焦，标本兼治，体现了“经脉所过，主治所过”的重要思想。但综合腧穴节点度、紧密中心性与介数中心性3个指标进行分析发现，肺俞最为重要。选择频次较高经脉有任脉、胃经、膀胱经、肺经，因其经络循行多与肺脏相关联，亦体现了“循经辨证选穴”的重要原则。腧穴配伍规律方面，以中府与太渊、足三里、肺俞、肾俞；太渊与肺俞、肾俞；肺俞与肾俞最为常见，且多为远近配穴，注重以中医经典理论指导针灸临床腧穴配伍。运用K-core优化针灸治疗处方后，得到的核心腧穴可全面充分地反映出中医对呼吸困难的认识，多数核心腧穴为特定穴，一穴多功，事半功倍。

4 小结

本研究运用复杂网络技术挖掘现代临床文献中有关针灸治疗呼吸困难的腧穴处方规律，引入循证医学的理念，得出了晚期疾病引起呼吸困难的针灸优化处方，由于临床工作的复杂性，使得辨证论治在实际工作中存在困难，因此核心穴位是目前治疗呼吸困难的重要参考之一。并且晚期疾病可能存在多脏器损伤，针灸的整体治疗作用可以有效保护脏器，起到多靶点治疗作用。