基于數(shù)據(jù)挖掘的治療頭痛方劑組方規(guī)律分析

基于數(shù)據(jù)挖掘的治療頭痛方劑組方規(guī)律分析

頭痛是臨床上常見的癥狀之一。中醫(yī)對頭痛有2000多年的歷史。頭痛一名最早可見于長沙馬王堆漢墓帛書中的《陰陽十一脈灸經(jīng)》,此后各朝代醫(yī)家對頭痛的病因病機及診斷治療都有相關(guān)的論述?！爸嗅t(yī)傳承輔助系統(tǒng)”軟件由中國中醫(yī)科學院中藥研究所新藥設(shè)計課題組聯(lián)合開發(fā),采用規(guī)則分析、改進的互信息法［1］、復雜系統(tǒng)熵聚類［2-3］和無監(jiān)督的熵層次聚類［4］等數(shù)據(jù)挖掘方法,用于中藥組方規(guī)律和處方的發(fā)現(xiàn)。本文利用該軟件對古代文獻中治療頭痛的方劑進行系統(tǒng)分析,從而總結(jié)治療頭痛方劑的用藥規(guī)律。1數(shù)據(jù)和方法選取《中國方劑大辭典》中治療頭痛的方劑。1.2關(guān)于疼痛的治療配方本文旨在分析治療由內(nèi)傷雜病引起頭痛的方劑,因而并未收入因感受風寒暑濕等外邪所引發(fā)頭痛的治療方劑?？紤]到頭痛是常見癥狀,常并發(fā)于其他疾病的某一過程,因而頭痛作為兼癥的治療方劑不屬于本文討論范圍。此外,古代文獻中頭痛的別稱較多,有“腦風”、“頭風”、“偏正頭痛”、“偏正頭風”等,凡明確記載疼痛部位及臨床癥狀符合的一并收入。本文在上述來源方劑中篩選明確記載治療頭痛的方劑共提取方劑315首。1.3把硝統(tǒng)一錄序?qū)糯絼┲械挠盟巹e名盡量統(tǒng)一。將芎藭、京芎、貫芎等統(tǒng)一錄入為川芎,將樸硝、盆消等統(tǒng)一錄入為芒硝等。對于方劑中出現(xiàn)的甘白菊、酒黃芩、炒白術(shù)等藥名,為避免藥物出現(xiàn)頻率降低從而影響數(shù)據(jù)分析,故分別統(tǒng)一入為菊花、黃芩、白術(shù)等。1.4分析功能模塊利用中國中醫(yī)科學院中藥研究所與中國科學院自動化研究所聯(lián)合開發(fā)的“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)”(V2.0.1),通過“數(shù)據(jù)分析”模塊中“方劑分析”功能,進行組方規(guī)律分析。具體操作步驟參見文獻［5］。2結(jié)果2.1治療內(nèi)膜嘴唇中單味藥物頻次統(tǒng)計表1顯示,對所收集治療(內(nèi)傷)頭痛的315個方劑包含的298味藥物進行“頻次統(tǒng)計”,可得到治療(內(nèi)傷)頭痛方劑中每味藥物出現(xiàn)頻次從大到小排序。使用頻次在20次以上的藥物共27味。2.2常用藥在20首劑量中出現(xiàn)的,主要在20首劑量中出現(xiàn),存在以下簡稱“常用藥”表2、圖1顯示,對所篩選出的方劑進行“組方規(guī)律”分析,“支持度個數(shù)”設(shè)為20(≥6.4%,表示至少在20首方劑中出現(xiàn)),置信度設(shè)為0.6,得到常用藥對39個,并建立藥物之間關(guān)聯(lián)的網(wǎng)絡展示圖。表3顯示,點擊“規(guī)則分析”按鈕,分析上述所得藥對的用藥規(guī)則,其中“關(guān)聯(lián)規(guī)則”的含義是,當出現(xiàn)“->”左側(cè)藥物時出現(xiàn)右側(cè)藥物的概率。2.3聚類分析方法表4顯示,根據(jù)本次統(tǒng)計的方劑數(shù)量,結(jié)合經(jīng)驗判斷和不同參數(shù)提取數(shù)據(jù)的預讀,選擇相關(guān)系數(shù)為10、懲罰系數(shù)為5進行聚類分析,得到治療(內(nèi)傷)頭痛方劑中298味中藥之間兩兩之間的關(guān)聯(lián)度,其中對關(guān)聯(lián)系數(shù)在0.01以上的26個藥對進行列表。2.4無監(jiān)督的熵層次聚類算法以改進互信息法的分析為基礎(chǔ),按照相關(guān)系數(shù)與懲罰系數(shù)的約束,基于復雜系統(tǒng)熵聚類,演化出3~5味藥物的核心組合共95個。在以上核心組合所提取的基礎(chǔ)上,點擊系統(tǒng)中“提取組合”按鈕,通過無監(jiān)督的熵層次聚類算法其有26個核心組合(見表5),可進一步聚類得到13個新處方(見表6)。利用軟件的“網(wǎng)絡展示”功能,可直觀地展現(xiàn)出核心組合之間的關(guān)系(見圖2)以及新藥物之間關(guān)聯(lián)的“網(wǎng)絡化展示”(見圖3)。3風藥使用的合理性數(shù)據(jù)挖掘在中醫(yī)藥研究中發(fā)揮著重要作用［5］,“中醫(yī)傳承輔助系統(tǒng)”軟件所包含的各種數(shù)據(jù)挖掘方法,可實現(xiàn)“數(shù)據(jù)錄入→數(shù)據(jù)管理→數(shù)據(jù)查詢→數(shù)據(jù)分析→分析結(jié)果輸出→網(wǎng)絡可視化展示”等功能。軟件對所收集的方劑分析得出治療頭痛方劑中藥物的使用頻次,利用集成系統(tǒng)中的apriori算法,選取適合的支持度,提取出治療頭痛疾病的常用藥對和核心組合,進一步揭示頭痛組方中藥物的關(guān)聯(lián)規(guī)則并演化得出新處方。軟件中所采用的方法強調(diào)相關(guān)性分析,可以提取低頻次高相關(guān)的組合,更適合隱形經(jīng)驗的挖掘與分析［1］。通過軟件對所輸入方劑的分析發(fā)現(xiàn),歷代醫(yī)家在治療頭痛所應用的高頻藥物中,“風藥”應用尤為突出。無論是藥物之間組成的藥對或配伍形成的核心組合,以及藥物之間的關(guān)聯(lián)度分析,“風藥”在頻次統(tǒng)計中皆占據(jù)前位。川芎、細辛、白芷、防風、藁本可疏散風寒之邪、祛風止痛;菊花、薄荷、蔓荊子、柴胡、升麻功善清熱、疏肝明目;天麻,全蝎、地龍、僵蠶能平息內(nèi)風、息風止痙,其中蟲類藥物又擅長化瘀通絡止痛,直達高巔?；趶碗s系統(tǒng)熵聚類,演化出含有“風藥”的核心組合有荊芥、白芷、蒼術(shù),升麻、柴胡、甘草、旋覆花、藁本、蔓荊子,僵蠶、沒藥、地龍,川芎、細辛、防風、甘草,全蝎、天麻、僵蠶、白附子等。李東垣在《蘭室秘藏·頭痛論》中指出:“凡頭痛皆以風藥治之者,總其大體而言之也。高巔之上,惟風可到”,古代醫(yī)家的論述為“風藥”的廣泛使用提供了依據(jù)。由系統(tǒng)分析得出的候選新方組合,為臨床治療頭痛提供了新的思路。通過分析可以看出,新方一般以平肝息風、活血化瘀、燥濕化痰、益腎填精為主,這符合中醫(yī)治療頭痛的基本治則。頭痛因后天脾胃虛弱、生化乏源,導致氣血不足不能上承濡養(yǎng)頭目而引起,可配伍選用新方大棗、肉桂、白術(shù)、人參溫通經(jīng)脈、養(yǎng)血益氣,發(fā)揮濡養(yǎng)上焦之功效;新方白芍、熟地黃、生地黃、牡蠣滋陰益精,對于腎陰不足、髓海失養(yǎng)的頭痛有一定的治療作用;痰濕是頭痛發(fā)病的重要因素,且內(nèi)傷頭痛病機多與脾的功能失調(diào)有關(guān)。頭痛因于脾失健運、痰濕內(nèi)生、阻塞氣機、濁陰不降者,健脾化痰尤為重要,可選用新方半夏、生姜、人參、天南星、白附子化痰息風,與健脾化濕藥物配伍治療頭痛;而新方陳皮、茯苓、白術(shù)、炙甘草、人參益氣健脾、理氣化痰,此組合中包含如補中益氣湯、四君子湯、二陳湯等古代名方的主要組成藥物,因而對脾氣虛弱、化源不足導致的清竅失養(yǎng)或氣阻痰凝頭痛都可隨證配伍應用;新方黃芩、柴胡、黃連、天南星、炙甘草清熱解毒、疏肝理氣,不僅可以治療風熱上擾導致的頭痛,也可以用于肝氣郁而化火上攻頭目引發(fā)的頭痛;對于頭痛經(jīng)久不愈、瘀血阻絡者,可配伍應用新方草烏、沒藥、木鱉子、全蝎、雄黃散結(jié)止痛、活血通經(jīng)。本次分析得出的藥對組合和候選