基于数据挖掘的国医大师颜正华治疗咳嗽用药规律研究(1)
[摘要] 该研究收集颜正华教授治疗咳嗽处方188首，采用关联规则apriori算法、复杂系统熵聚类等数据挖掘方法，确定处方中各种药物的使用频次及药物之间的关联规则，分析颜正华教授治疗咳嗽的用药经验，挖掘出“竹茹-杏仁-紫菀”等20个核心组合和“紫菀-黄芩-桑寄生-竹茹-枇杷叶”等10个新处方。研究结果显示颜正华教授治疗咳嗽经验丰富，多用疏散风热、清肺止咳之品。
[关键词] 颜正华；咳嗽；关联规则；聚类算法
颜正华教授是国医大师，首都国医名师，国家级非物质遗产传承人，治验甚众，尤擅长呼吸、消化等系统杂病的诊疗[1]。本研究首先收集、整理颜正华教授治疗咳嗽处方，进而基于中医传承辅助平台软件，构建处方数据库，采用关联规则apriori算法、复杂系统熵聚类等数据挖掘方法，分析处方中药物的使用频次及药物之间的关联规则、处方规律，探讨颜正华教授治疗咳嗽的用药经验。
1 材料与方法
, 百拇医药
1.1 处方来源与筛选
本次研究以颜正华教授在北京中医药大学国医堂出诊处方为主要来源进行筛选，以《中医内科学》教材咳嗽的主要症状为判断标准[1]，共筛选出咳嗽处方188首。
1.2 分析软件
“中医传承辅助平台系统(V2.0.1)”软件，由中国中医科学院中药研究所提供。
1.3 处方的录入与核对
将上述筛选出的处方录入“中医传承辅助平台系统(V2.0.1)”中，录入完成后，由双人负责数据的审核，以确保数据的准确性。通过“中医传承辅助平台系统(V2.0.1)”软件中“数据分析系统”中的“方剂分析”功能，对所选择数据进行用药规律的挖掘[2-3]。
, 百拇医药
1.4 数据分析
1.4.1 提取数据源 在“中医证候”项中输入“咳嗽”，点击查询，提取出治疗咳嗽的全部方剂。共188个处方。
1.4.2 频次统计分析 将咳嗽方剂中的所有药物的使用频次按从大到小的顺序排序，并将“频次统计”结果导出。
1.4.3 组方规律分析 此次分析共涉及188个处方，212味中药。其中“支持度”设为50，“置信度”设为1，按药物组合出现频次从大到小的顺序进行排序[4]。
1.4.4 新方分析 首先进行聚类分析(核心算法包括改进的互信息法、复杂系统熵聚类)，在聚类分析前，先选择合适的相关度和惩罚度，然后点击“提取组合”按钮，发现新组方(基本算法是无监督的熵层次的聚类)[5-6]。
, http://www.100md.com 2 结果
2.1 用药频次
对颜正华教授188首咳嗽处方中的药物频次进行统计，使用频次在35以上的有23味药，使用频次的前3位分别是浙贝母、杏仁、紫菀。具体见表1。
2.2 基于关联规则的组方规律分析
按药物组合出现的频次将药对由高到低排序，前3位分别是“杏仁-浙贝母”，“浙贝母-紫菀”，“杏仁-紫菀”。具体见表2。对所得出的药对进行关联规则分析，结果见表3。
2.3 基于熵聚类的组方规律分析
2.3.1 基于改进的互信息法的药物间关联度分析 根据处方数量，结合经验判断和不同参数提取数据的预读，设置相关度为9，惩罚度为3，进行聚类分析，得到方剂中两两药物之间的关联度，将关联系数0.034以上的药对列表。结果见表4。
, 百拇医药
2.3.2 基于复杂系统熵聚类的药物核心组合分析 在以上药物间关联度分析的基础上，按照相关度与惩罚度相互约束原理，应用复杂系统熵聚类的层次聚类分析，演化出核心药物组合3～4味，见表5。得到10个新处方，见表6。
3 讨论
本研究运用关联规则和聚类算法分析颜正华教授治疗咳嗽的用药经验。研究结果较好地验证了颜正华教授诊疗咳嗽的经验。颜教授认为，咳嗽是由六淫外邪侵袭肺系，或者脏腑功能失调，内伤及肺，肺失宣肃，肺气上逆所致，主要分为外感和内伤两类，外感咳嗽多为新病，属邪实，以宣肺散邪为主，内伤咳嗽多宿病，常反复发作，多属邪实正虚，治当祛邪扶正标本兼治。既往医案研究表明，颜教授治疗咳嗽常从风寒咳嗽、风热咳嗽、燥热咳嗽、痰热郁肺、肝火犯肺、肺阴亏耗、肺肾阴虚等方面综合考量，辨证论治[7-8]。本研究显示常用药物以疏散风热、清肺止咳者为主。如单味药出现频次最高者为浙贝母，其味苦，性寒，归肺、心经，功能清热散结、化痰止咳，用于风热、痰热咳嗽及瘰疬，瘿瘤、疮痈、肺痈等。杏仁亦为出现频次较高的药物，味苦，性微温，有小毒，归肺、大肠经，功能止咳平喘、润肠通便，既善降肺气，又可宣肺气而达止咳平喘之效，为治咳喘要药。又如紫菀，味苦、甘，性微温，归肺经，长于润肺下气、化痰止咳，凡咳嗽痰多，无论新久，寒热虚实，皆可应用。再如甘草，味甘，性平，归心、肺、脾、胃经，功能益气补中、清热解毒、祛痰止咳、缓急止痛、调和药性，药力缓和，治疗咳喘证，无论寒热虚实、有痰无痰均可随证配伍选用。另如陈皮，味辛、苦，微温，归脾、肺经，功能理气健脾、燥湿化痰，治寒痰咳嗽、痰多清稀者，可配伍甘草、杏仁等。
, 百拇医药
同时，本研究较好的验证了颜老经验方的临床应用。如颜老治疗咳嗽喜用止嗽散加减，笔者曾多次在门诊和颜老家中聆听颜老讲解止嗽散的应用技巧与心得。止嗽散中紫菀、百部、白前止咳化痰；桔梗、陈皮宣肺理气；荆芥祛风解表；甘草调和诸药。七味相配，共奏止嗽化痰，宣肺解表之功[9-10]。本研究所得置信度为1的关联规则中有多个止嗽散相关规则，如“甘草-白前-紫菀→百部”、“白前-桔梗→百部”、“甘草-白前→百部”、“甘草-白前-桔梗→百部”等。这较好的验证了既往医案挖掘所得规律和结果。
再者，本研究所得候选方剂与核心组合对临床用药具有指导意义，如候选处方 “荆芥-桔梗-丹参-连翘-金银花-芦根”药物组成合理，配伍得当，其中荆芥、金银花、连翘均有解表之功，连翘、金银花、芦根均有清热之效，桔梗宣肺化痰，丹参凉血祛瘀，六药合用，适宜于外感风热束肺，肺气不宣，兼有内热者。又如候选处方“玄参-陈皮-南沙参-化橘红-地骨皮”中，陈皮、化橘红长于燥湿祛痰、理气调中，玄参、南沙参、地骨皮均能养阴生津，润肺除燥，五药合用共奏燥湿祛痰、润肺生津止咳之效。, http://www.100md.com(吴嘉瑞 郭位先 张晓朦 杨冰 张冰)
[关键词] 颜正华；咳嗽；关联规则；聚类算法
颜正华教授是国医大师，首都国医名师，国家级非物质遗产传承人，治验甚众，尤擅长呼吸、消化等系统杂病的诊疗[1]。本研究首先收集、整理颜正华教授治疗咳嗽处方，进而基于中医传承辅助平台软件，构建处方数据库，采用关联规则apriori算法、复杂系统熵聚类等数据挖掘方法，分析处方中药物的使用频次及药物之间的关联规则、处方规律，探讨颜正华教授治疗咳嗽的用药经验。
1 材料与方法
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1.1 处方来源与筛选
本次研究以颜正华教授在北京中医药大学国医堂出诊处方为主要来源进行筛选，以《中医内科学》教材咳嗽的主要症状为判断标准[1]，共筛选出咳嗽处方188首。
1.2 分析软件
“中医传承辅助平台系统(V2.0.1)”软件，由中国中医科学院中药研究所提供。
1.3 处方的录入与核对
将上述筛选出的处方录入“中医传承辅助平台系统(V2.0.1)”中，录入完成后，由双人负责数据的审核，以确保数据的准确性。通过“中医传承辅助平台系统(V2.0.1)”软件中“数据分析系统”中的“方剂分析”功能，对所选择数据进行用药规律的挖掘[2-3]。
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1.4 数据分析
1.4.1 提取数据源 在“中医证候”项中输入“咳嗽”，点击查询，提取出治疗咳嗽的全部方剂。共188个处方。
1.4.2 频次统计分析 将咳嗽方剂中的所有药物的使用频次按从大到小的顺序排序，并将“频次统计”结果导出。
1.4.3 组方规律分析 此次分析共涉及188个处方，212味中药。其中“支持度”设为50，“置信度”设为1，按药物组合出现频次从大到小的顺序进行排序[4]。
1.4.4 新方分析 首先进行聚类分析(核心算法包括改进的互信息法、复杂系统熵聚类)，在聚类分析前，先选择合适的相关度和惩罚度，然后点击“提取组合”按钮，发现新组方(基本算法是无监督的熵层次的聚类)[5-6]。
, http://www.100md.com 2 结果
2.1 用药频次
对颜正华教授188首咳嗽处方中的药物频次进行统计，使用频次在35以上的有23味药，使用频次的前3位分别是浙贝母、杏仁、紫菀。具体见表1。
2.2 基于关联规则的组方规律分析
按药物组合出现的频次将药对由高到低排序，前3位分别是“杏仁-浙贝母”，“浙贝母-紫菀”，“杏仁-紫菀”。具体见表2。对所得出的药对进行关联规则分析，结果见表3。
2.3 基于熵聚类的组方规律分析
2.3.1 基于改进的互信息法的药物间关联度分析 根据处方数量，结合经验判断和不同参数提取数据的预读，设置相关度为9，惩罚度为3，进行聚类分析，得到方剂中两两药物之间的关联度，将关联系数0.034以上的药对列表。结果见表4。
, 百拇医药
2.3.2 基于复杂系统熵聚类的药物核心组合分析 在以上药物间关联度分析的基础上，按照相关度与惩罚度相互约束原理，应用复杂系统熵聚类的层次聚类分析，演化出核心药物组合3～4味，见表5。得到10个新处方，见表6。
3 讨论
本研究运用关联规则和聚类算法分析颜正华教授治疗咳嗽的用药经验。研究结果较好地验证了颜正华教授诊疗咳嗽的经验。颜教授认为，咳嗽是由六淫外邪侵袭肺系，或者脏腑功能失调，内伤及肺，肺失宣肃，肺气上逆所致，主要分为外感和内伤两类，外感咳嗽多为新病，属邪实，以宣肺散邪为主，内伤咳嗽多宿病，常反复发作，多属邪实正虚，治当祛邪扶正标本兼治。既往医案研究表明，颜教授治疗咳嗽常从风寒咳嗽、风热咳嗽、燥热咳嗽、痰热郁肺、肝火犯肺、肺阴亏耗、肺肾阴虚等方面综合考量，辨证论治[7-8]。本研究显示常用药物以疏散风热、清肺止咳者为主。如单味药出现频次最高者为浙贝母，其味苦，性寒，归肺、心经，功能清热散结、化痰止咳，用于风热、痰热咳嗽及瘰疬，瘿瘤、疮痈、肺痈等。杏仁亦为出现频次较高的药物，味苦，性微温，有小毒，归肺、大肠经，功能止咳平喘、润肠通便，既善降肺气，又可宣肺气而达止咳平喘之效，为治咳喘要药。又如紫菀，味苦、甘，性微温，归肺经，长于润肺下气、化痰止咳，凡咳嗽痰多，无论新久，寒热虚实，皆可应用。再如甘草，味甘，性平，归心、肺、脾、胃经，功能益气补中、清热解毒、祛痰止咳、缓急止痛、调和药性，药力缓和，治疗咳喘证，无论寒热虚实、有痰无痰均可随证配伍选用。另如陈皮，味辛、苦，微温，归脾、肺经，功能理气健脾、燥湿化痰，治寒痰咳嗽、痰多清稀者，可配伍甘草、杏仁等。
, 百拇医药
同时，本研究较好的验证了颜老经验方的临床应用。如颜老治疗咳嗽喜用止嗽散加减，笔者曾多次在门诊和颜老家中聆听颜老讲解止嗽散的应用技巧与心得。止嗽散中紫菀、百部、白前止咳化痰；桔梗、陈皮宣肺理气；荆芥祛风解表；甘草调和诸药。七味相配，共奏止嗽化痰，宣肺解表之功[9-10]。本研究所得置信度为1的关联规则中有多个止嗽散相关规则，如“甘草-白前-紫菀→百部”、“白前-桔梗→百部”、“甘草-白前→百部”、“甘草-白前-桔梗→百部”等。这较好的验证了既往医案挖掘所得规律和结果。
再者，本研究所得候选方剂与核心组合对临床用药具有指导意义，如候选处方 “荆芥-桔梗-丹参-连翘-金银花-芦根”药物组成合理，配伍得当，其中荆芥、金银花、连翘均有解表之功，连翘、金银花、芦根均有清热之效，桔梗宣肺化痰，丹参凉血祛瘀，六药合用，适宜于外感风热束肺，肺气不宣，兼有内热者。又如候选处方“玄参-陈皮-南沙参-化橘红-地骨皮”中，陈皮、化橘红长于燥湿祛痰、理气调中，玄参、南沙参、地骨皮均能养阴生津，润肺除燥，五药合用共奏燥湿祛痰、润肺生津止咳之效。, http://www.100md.com(吴嘉瑞 郭位先 张晓朦 杨冰 张冰)