基于数据挖掘的石纯农伤科医案治疗伤筋疾病用药规律研究

来源:用户上传      作者:张君冬 刘江峰 马文吉 杨硕

　　摘要：目的 以《石纯农伤科医案医话选》中伤筋医案为主要数据源，探究石纯农治疗伤筋疾病的用药规律。方法 参照《中药学》，对《石纯农伤科医案医话选》中治疗伤筋医案药物的名称、药性、药味、归经、功效进行规范;然后进行频次统计;并用关联规则技术SPSS Modeler 18.0，挖掘出治疗伤筋疾病的核心药对;通过聚类分析SPSS Statistics 22.0，挖掘出治疗伤筋疾病的潜在药对。 结果 共纳入石氏伤筋医案131则，涉及药物181味，总计用药频次1615次。高频药物有当归、独活、泽兰、乳香等;核心药物组合有乳香+泽兰=>当归、桃仁+乳香=>泽兰等;通过聚类分析得到4类潜在药物组合，包括秦艽-制草乌-防己-独活、补骨脂-党参-菟丝子等。结论 石纯农治疗伤筋时善用苦、辛、甘类药物，注重疏化行瘀息痛、活血补血祛瘀。
　　关键词：石纯农;《石纯农伤科医案医话选》;伤科医案;关联规则;聚类分析;数据挖掘
　　中图分类号：R274 文献标识码：A 文章编号：2095-5707（2020）02-0006-06
　　DOI： 10.3969/j.issn.2095-5707.2020.02.002
　　Abstract： Objective To explore the medication rules of SHI Chun-nong for the treatment of injured muscles by taking traumatology medical cases in SHI Chun-nong Shang Ke Yi An Yi Hua Xuan as the main data source. Methods Referring to Zhong Yao Xue， names， medicinal properties， medicinal tastes， meridians and efficacy of medicine in traumatology medical cases in SHI Chun-nong Shang Ke Yi An Yi Hua Xuan were standardized; frequency statistics was conducted; association rule technology SPSS Modeler 18.0 was used to discover core medicinal pairs for treating injured muscles; cluster analysis SPSS Statistics 22.0 was used to mine potential medicinal pairs for the treatment of injured muscles. Results A total of 131 traumatology medical cases treated by SHI Chun-nong involving 181 kinds of Chinese materia medica were included， with a total frequency of 1615. High-frequency medicines were Angelicae Sinensis Radix， Angelicae Pubescentis Radix， Lycopi Herba， Olibanum; the core medicinal pairs were Olibanum + Lycopi Herba=>Angelicae Sinensis Radix， Persicae Semen + Olibanum=> Lycopi Herba; 4 types of potential medicinal combinations were obtained through cluster analysis， including Gentianae Macrophyllae Radix - Gentianae Macrophyllae Radix - Stephaniae Tertandrae Radix - Stephaniae Tertandrae Radix， Psoraleae Fructus - Codonipsis Radix - Cuscutae Semen. Conclusion SHI Chun-nong makes good use of bitter， spicy， and sweet medicines， paying attention to eliminating blood stasis and relieving pain， activating blood circulation and removing blood stasis.
　　Key words： Shi Chun-nong; SHI Chun-nong Shang Ke Yi An Yi Hua Xuan; traumatology medical cases; association rule; cluster analysis; data mining
　　傷筋指由各种外来暴力或慢性劳损等原因造成的筋部损伤。对于筋的病变，中医学很早就有认识。《素问·长刺节论》记载：“病在筋，筋挛节痛，不可以行，名曰筋痹。”清代胡廷光《伤科汇篆·经筋》说：“如伤筋者，寒则拘禁，热则纵驰，在手足所过之处，则支转筋而痛……在肩则肩不能举，在膝则膝不能屈伸。”这都是伤筋的常见症状。研究表明[1-2]，伤筋疾病治愈率低，且西医目前没有有效的治疗方法。
　　石氏伤科是中医骨伤科流派之一[3]，距今已有140年历史，石纯农先生是石氏伤科第四代传人，从事中医伤科临床60余年，为传承和弘扬石氏伤科疗法做了大量的工作，其个人对伤科用药、手法及针灸有很深的造诣，积累了丰富的临床经验，其理论上尊崇石氏伤科“以气为主，以血为先，筋骨并重，调制兼邪”的学术思想[4]。因此本研究主要以《石纯农伤科医案医话选》[5]中伤筋医案为研究对象，运用频数分析法、关联规则、聚类分析等统计学研究方法，在进行数据过滤与筛选的基础上，深入分析石纯农先生治疗伤筋疾病的主要思想，揭示用药规律，促进中医学科的继承和发展。 　　1 资料与方法
　　1.1 数据来源
　　本文以《石纯农伤科医案医话选》为主要数据源，选取其中以伤筋为主要病症的医案。
　　1.2 纳入及排除标准
　　纳入标准：处方信息中必须有完整的药物组成，且有效的患者;对于存在二診、三诊的医案，复诊有效者。
　　排除标准：处方信息中药物或剂量不完整者;无效或疗效不佳者。
　　1.3 数据规范与清洗
　　参照高等中医院校全国统编教材《中药学》[6]对《石纯农伤科医案医话选》中与治疗伤筋有关的医案中涉及的药物的名称、药性、药味、归经、功效进行规范化。
　　由于各类中药产地不同，炮制方法也有差异，很多医案中出现异名同药的情形[7-8]，因此本文从以下角度对中药名称进行规范化：⑴拆分中药：将合并中药拆成单味药，如将“炙乳没”拆解为“炙乳香”“炙没药”，“羌独活”拆解为“羌活”和“独活”等;⑵消除别名，将意义相同的药物进行合并，如将“左秦艽”统一为“秦艽”，“大川芎”统一为“川芎”等;⑶补充药物，医案中仅出现中药方剂，按照《方剂学》[9]补充药物，如将“三皇宝蜡丸”拆分为藤黄、天竺黄、大戟、刘寄奴、血竭、儿茶、雄黄、朴硝、当归、铅粉、水银、乳香、麝香、琥珀等10余味药材。⑷统一用药部位：如将“当归尾”“当归须”“当归头”“全当归”统一为“当归”。
　　中药药性按照大寒、寒、微寒、凉、大热、热、温、微温、平9类进行统计;药味按照酸、苦、甘、辛、咸、微苦、涩、淡8类进行统计;归经按照心、肝、脾、肺、肾、大肠、胃、小肠、膀胱、心包、三焦、胆十二经进行统计;功效按照活血化瘀药、祛风湿药、理气药等功效进行统计。
　　1.4 数据构建
　　本文分析过程分为数据采集、数据清洗、数据预处理、执行算法引擎、结果表达和分析等多个步骤。在执行算法引擎前需要进行数据清洗和数据预处理，并完成数据构建，形成可供软件分析的数据表。
　　使用Excel 2010，人工录入方式建立伤筋疾病用药数据库、药性数据库、药味数据库、归经数据库;通过二值量化处理赋值（有=1，无=0），建立药-药关联规则数据库;采用2人审核数据的方式，保证数据录入的完整性和准确性。核心药物的关联规则分析和聚类分析在SPSS Modeler 18.0和SPSS Statistics 22.0软件中实现，根据软件分析的结果分析各药物之间的隐藏关系，探寻用药规律。
　　1.5 研究方法
　　1.5.1 频数分析法 主要是通过SPSS Statistics 22.0对石纯农伤科医案治疗伤筋组方的中药、药性、药味、归经进行频率、频数的数据统计分析，得出治疗伤筋疾病的高频药物、药性、药味和归经。
　　1.5.2 关联规则 根据Apriori算法，设最小支持度为10%，最小置信度为90%，使用SPSS Modeler 18.0对治疗伤筋疾病医案中已规范化的药物进行关联规则挖掘，得出治疗伤筋疾病的常用药物组合。
　　1.5.3 聚类分析 根据K均值（k-means）聚类算法，使用SPSS Statistics 22.0对治疗伤筋疾病医案中的药物进行聚类分析，将药效类似的药物归为一类，得出治疗伤筋疾病的处方规律及潜在药物组合。
　　2 结果
　　共纳入伤筋医案131则，涉及药物181味，总计用药频次1615次。
　　2.1 中药频数统计
　　对伤筋医案中频次≥17的前25味中药的出现频次及频率进行分析（见表1）。
　　可以看出，排名前10的药物分别为当归、独活、泽兰、乳香、川芎、桑枝、桃仁、桑寄生、土鳖虫、丹参。其中，泽兰、乳香、川芎、桃仁、土鳖虫、丹参活血化瘀;独活、桑寄生、桑枝祛风除湿、通痹止痛;当归补血;在131则医案中，当归、独活、泽兰分别出现116、99、75次，占比分别为88.55%、75.57%、57.25%，可见这3味药是治疗伤筋疾病的核心药物。
　　2.2 药性、药味及归经统计
　　对181味中药的药性、药味及归经进行统计分析，得出治疗伤筋用药的高频药味、药性及归经（见表2～表4）。可以看出，181味药涉及全部8类药味，7类药性（没有使用大寒、大热类药物），归属十二经。药味以苦、辛、甘为主，使用率均超过50%。苦可清热解毒、降解肺气，辛可发散解表、行气活血，甘可缓急止痛。药性多以温、平、寒为主，其中温性药物使用最多，高达54次。
　　《神农本草经》云：“疗寒以热药，疗热以寒药。”《素问·至真要大论》云：“寒者热之，热者寒之。”温热药物一般具有温里散寒、补火助阳、温经通络的功效，多适用于寒性病证，如四肢厥冷、面色苍白、腹中冷痛等。平性药物多能健脾开胃、强壮补虚。寒性药物多适用于热性病证，如高热烦渴、面红目赤、咽喉肿痛等。
　　“归”指药物所作用的部位，“经”指脏腑和经络，“归经”指药物对某脏腑、经络的选择性作用[10]。表4展示了药物的归经频次，其主要归肝经、肺经、脾经等。由此可见，伤筋病机往往在肝，久则累及脾、肺、肾，用药治疗可从肝经入手，辅以调治脾、肺二经。
　　2.3 药物功效统计
　　将181味药物按照功效统计，表5为功效频次较高的前11类药物名称，活血化瘀药、祛风湿药、补虚药出现频次最多，分别为488、415、261次，占总用药频次的30.22%、25.70%、16.16%。《医宗金鉴》曰：“损伤之症，肿痛者，乃瘀血凝结作痛也。”因此，在治疗伤筋时，往往首选活血化瘀药，以温经通络，散寒化瘀，驱散阴寒凝滞之邪，使经脉舒通，血活瘀化。同时，辅以祛风湿药和补虚药，可以达到祛除风湿、益气补血、活血通络之功。
　　2.4 药-药关联规则
　　本研究采用关联规则对医案中出现的药物进行分析，设最小支持度为10%，最小置信度为90%，并按照置信度进行递减，前22组两药、三药的关联规则分别见表6、表7。 　　从表6可以看出，两药关联规则体现了石氏伤科的用药规律。主要分为以下2类：⑴相须配对：如没药=>乳香、王不留行=>泽兰、秦艽=>独活、木瓜=>独活、补骨脂=>当归等;⑵相使配对：如土鳖虫=>当归、丹参=>当归、延胡索=>当归、没药=>当归、牛膝=>当归、地黄=>土鳖虫等。
　　表7中三药的关联规则主要为活血、止痛、调经、补血、祛风湿、散寒这类功效药物之间的配伍，其中延胡索、川芎、乳香活血止痛，泽兰、丹参、桃仁活血调经，土鳖虫活血疗伤，当归补血，独活祛风湿散寒。主要体现了石氏治疗伤筋疾病过程中遵循的三大法则：⑴疏化行瘀息痛法，如川 芎+泽兰=>当归、延胡索+泽兰=>当归、川芎+乳香=>当归;⑵活血补血祛瘀法，如乳香+泽兰=>当归、土鳖虫+泽兰=>当归、丹参+泽兰=>当归、丹参+桃仁=>当归;⑶疏化行瘀祛湿法，如乳香+独活=>当归。
　　2.5 药物聚类分析
　　为更好地探究伤筋药物组方规律，本研究对石氏伤筋医案中的高频核心药物进行k-means聚类分析，将K值设置为4，得出结果见表8。
　　可以发现，关联度较高的中药在聚类结果中会聚为一组，第一類（C1）中的药物多具祛风湿、散寒、舒筋止痛的作用。在损伤早期，患者伤处肿胀疼痛，石氏常用秦艽、制草乌祛湿止痛，用防己、独活抗炎镇痛。第二类（C2）中的药物如土鳖虫、丹参、没药、王不留行、地黄等均为石氏治疗伤筋时常用的活血化瘀药。土鳖虫破瘀血，丹参、王不留行、地黄疏化行瘀。第三类（C3）药物多为祛风湿强筋骨药，木瓜平肝疏筋、和胃化湿，狗脊、续断强腰膝、补肝肾，络石藤、路路通、桑寄生祛风通络。在损伤中期由于外伤及内出血后营血不和，疼痛仍较为明显，故常用C2、C3类的药物治疗。第四类（C4）中的药物均有补中益气、温肾助阳的功效，常用于损伤后期，是很好的固本培元之药。
　　3 讨论
　　石氏伤科崇尚“十三科一理贯之”，主张“以气为主，以血为先”。从频数分析来看，石氏在治疗伤筋疾病时特别注重3种药的使用：⑴活血化瘀药，常见的有泽兰、乳香、川芎、桃仁、桑枝、土鳖虫、延胡索，特别是泽兰和乳香贯穿于诊疗的全过程。泽兰性微温、味苦，行血利尿，散郁舒肝;乳香性温、味辛，活血止痛。⑵祛风湿药：主要有独活、桑寄生、延胡索、续断等。⑶补虚药：常用的有当归、生地等。瘀血不去，新血则不生，精血不足，往往会导致血虚。现代药理研究表明[11-13]，当归有显著的抗炎镇痛、抗损伤作用，可增加人骨纤维细胞（OPC-1）的增殖，同时直接刺激碱性磷酸酶的活性、蛋白质及OPC-1特异性I型胶原的合成，具有活血祛瘀、补血等诸多作用，是石氏伤科最常用的活血补血、止痛药;地黄，甘苦寒，入心、肝、肾、肺经，有清热凉血、滋阴润燥、补肝益肾之功。
　　石氏所用药物药味多以苦、辛、甘为主，药性多以温、平、寒为主，多归肝经、肺经、脾经。《素问·五藏生成论》云：“肝之合筋也，其荣爪也。”肝主筋，主藏血，主生髓，若肝血不足，血不养筋，则出现肢体麻木，手足痉挛等病症。因此，石氏治疗伤筋时，多用养肝柔血之药。从关联规则及聚类分析来看，常用药对以活血化瘀类药物配伍补虚药为主，损伤早期，患者伤处肿胀疼痛，石氏常用秦艽、制草乌祛湿止痛，防己、独活抗炎镇痛。损伤中期，主要考虑由于外伤及内出血后导致的营血不和，疼痛仍较为明显，故加入乳香、没药、桃仁活血化瘀。损伤后期，补骨脂、党参、菟丝子是常用药物，可达补中益气、温肾助阳之效。
　　本研究主要以《石纯农伤科医案医话选》中伤筋医案为主要研究对象，运用频数分析法、关联规则、聚类分析等统计学研究方法，在进行数据过滤与筛选的基础上，深入分析石氏治疗伤筋疾病的主要思想，揭示用药规律，但由于数据存在一定的局限，在对用药分析时，没有对中药剂量进行分析，也没有对低频药物进行分析。针对不足，在今后做类似研究时，可以选择更加全面的数据作为数据来源。同时采用孤立点挖掘的方法对低频药物进行分析，使研究结果更加全面合理。
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　　（收稿日期：2019-12-01）
　　（修回日期：2019-12-21;编辑：魏民）
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