（方剂学专业论文）用数据挖掘方法解析东垣脾胃方.pdf

成都中医药大学硕士学位论文 中文摘要 金元著名医家李东垣创立的脾胃学说，对中医脾胃理论的形成和发展产生 了极为深远的影响，其创制了大量方剂，至今仍广泛用于临床，有很强的应用 开发价值。近2 0 年来，对东垣脾胃方展开了广泛和深入的研究。然而，这些研 究倾向于个别方剂，研究角度和方法多为临床观察和药理研究，缺乏对东垣方 进行整体的深入和系统分析。 东垣方集中体现了李东垣的学术思想，反映出其独特的配伍规律，但所涉 信息量巨大。而配伍规律实际上就潜藏在这些错综复杂的方剂变化之中。对这 种海量信息的处理依靠传统方法是不可能实现的，为此我们采用了最前沿的现 代信息处理技术数据挖掘方法，对东垣脾胃方进行了全面和系统的分析。 课题虽借用了现代信息技术，但研究思路却建立在中医传统方药理论之上，试 图从东垣脾胃方自身的配伍变化中发现其内在的规律性。研究内容主要包括： 东垣脾胃方的预处理；专用数据库的研制；数据挖掘方法( 频繁集、对应分析、 聚类分析，等) 的应用。f 结果显示：东垣脾胃方的组方规律基本符合李东垣的 学术思想，并从中发现了一些与通常用药不致，但值得迸一步研究的配伍现 象。1 j 关键词：东垣脾胃方 数据挖掘 预处理频繁集 对应分析 聚类分析 3 成都中医药大学硕士学位论文 a b s t r a c t l id o n g y u a n ，af a m o u sd o c t o ri nj i nd y n a s t y , f o u n d e dt h es p l e e na n ds t o m a c h t h e o r y t h et h e o r yi si m p o r t a n to nt h ed e v e l o p i n go f t h et h e o r yo ft c m h eh a d m a d em a n yf o r m u l a st h a tw e r ew i d e l yu s e di nc l i n i c t h em e t h o d st e n d e dt ot h e c l i n i c a lo b s e r v a t i o na n dp h a r m a e o d y n a m i c ss t u d y i n gf o rs i n g l ef o r m u l a b u tt h e s y s t e m i ca n a l y s i so f t h e f o r m u l a si ss c a r c e l i sf o r m u l a se m b o d i e dh i sm a i na c a d e m i c t h o u g h t s a n dh i s s p e c i f i c c o m p o n e n tr e g u l a r i t i e s t od e a lw i t ht h e s eg r e a td e a lo ff o r m u l a s ，w ea d o p t e dt h e l a t e s tm o d e r ni n f o r m a t i o nt e c h n i q u e - - - - d a t am i n i n gt oa n a l y z ei t c o m p l e t e l ya n d s y s t e m i c a l l y o u rs t u d y i n gi sb a s e do nt c mt h e o r yo fc o m b i n a t i o nf o r m u l a - t h r o u g h t h es t u d y i n g ，w ew a n tt of i n dl i so w n r e g u l a r i t yo f t h ec o m b i n a t i o no f t h e f o r m u l a s a c c o r d i n g t ot h er e s e a r c h i n gt a s k ，w ec h o o s em e t h o d so f f r e q u e n ti t e ms e t c o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i sa n dc l u s t e ra n a l y s i s i nt h i sa r t i c l e ，w h a ta r ed i s c u s s e d i n c l u d ei n t r o d u c t i o no fd a t am i n i n g ，t h ep r e t r e a t m e u to f d a t a , a n a l y s i sa n dv a l u eo f t h er e s u l t s t h er e s u l t ss h o wt l l a tt h ec o m b i n a t i o no fl i sf o r m u l a sa c c o r d s 谢t hh i s t h i n k i n go fs p l e e na n ds t o m a c ht h e o r y b u taf e wo ft h er e s u l t sd o n ta c c o r dw i t h u s u a l l yu s eo f c h i n e s eh e r b s w et h i n ki ti sn e c e s s a r yt os t u d y i n gf u r t h e r k e yw o r d s ：f o r m u l a so f l id o n g y u a n f o rs p l e e na n ds t o m a c h d a t a m i n i n gp r e l x e a t m e n to f d a t a f r e q u e n t i t e ms e t c o r r e s p o n d e n c ea n a l y s i s c l u s t e ra n a l y s i s 4 成都中医药大学硕士学位论文 前言 由金元著名医家李东垣创立的脾胃学说，对中医脾胃理论形成和发展产生 了极为深远的影响。基于“内伤脾胃， 量方剂，这些方剂至今广泛用于临床 百病由生”的医学思想，东垣创制了大 有很强的应用开发价值。因此，近2 0 年来对东垣脾胃方展开了广泛和深入的研究。然而，这类研究多着眼于个别方 剂的临床观察和动物实验，对东垣脾胃方的配伍规律研究尚显不足。 方剂是中医辨证论治的综合体现，临床之中，一个方剂可因证、因时、因 地、因人的不同而发生极其复杂的药味加减和剂量变化等，所涉信息量巨大。 而配伍规律实际上就潜藏在这些似乎无序的变化之中。对这种海量信息的处理 没有新技术方法的支持是难于实现的。因此，本课题采用了现代信息处理技术 中最前沿的数据挖掘方法，对5 5 0 余首东垣脾胃方进行一次系统分析研究，试 图探讨其组方配伍的特点和规律。 1 研究现状、目的和意义 1 1 东垣脾胃方研究方法现状 1 1 1 临床研究 据近1 0 年的文献报道“5 ，东垣脾胃方的研究以临床应用居多，其广泛用 于临床各科疾病的治疗，主治病种涉及内、外、妇、儿、皮肤及五官等各科， 主要包括消化系统、心血管系统、呼吸系统、神经系统、血液系统、泌尿生殖 系统、免疫系统等方面的疾病。研究类型有病例观察、个案报道、经验总结等， 其中对补中益气汤等的临床研究最为深入和系统，已初步揭示出其适应症范围 及加减变化规律。 成都中医药大学硕士学位论文 1 1 2 实验研究 对东垣脾胃方的实验研究报道略少于临床研究。大量实验证实6 - 1 2 这类方 剂对机体具有多环节、多靶点的治疗作用，能在整体上调节全身生理功能，改 善其病理状态。如补中益气汤，当归补血汤等方，可调节人体细胞免疫和体液 免疫功能，并有抗氧化、抗突变、抗肿瘤、抗缺氧、促进蛋白质合成、抗应激 反应等作用、对消化系统、心血管系统、内分泌系统等多系统有双向调节作用， 有的研究已深入到细胞、分子水平。有的研究3 。4 发现个别方剂的免疫药理与 药物配伍的关系，通过拆方研究来证实了补中益气汤组方的合理性 1 1 3 理论研究 从传统理论角度对东垣脾胃方治法理论和用药特点进行剖析的文献报道大 大少于临床研究和实验研究。这类研究一般是从李东垣的学术理论入手，阐明 其组方原则和用药的特点。其中： 治法理论研究有人”对东垣的治法进行了整理和分析，认为东垣调脾胃 的主要治法有甘温除热法、补气升阳法、潜降相火法和调理气机法等：有的研 究”则提出：补气升阳是以李东垣为代表的补土派的主要治法：也有学者n 从 李东垣的原著出发，论述了甘温除热法的源流、涵义、组方原则、功用和主治 等。 方药理论研究这方面的研究瞎1 9 通过对李东垣创制的主要方剂的研究来 证实其治法的精妙、配伍的严谨及运用的灵活，对其临床用药特点和组方用药 原则作出了初步揭示。如有学者2 0 对升阳1 7 方的用药配伍特色的研究，试图 从历来被认为组方繁复的东垣方中找出一些用药规律：有的2 1 对升阳风燥药的 运用进行研究，还有的“对风药的理论与临床应用进行了研究。其中对单个方 剂( 如补中益气汤) 组方理论研究较多2 3 ，也较深入。 总而言之，以上几方面的研究都取得了一定的进展，但研究内容均偏向少 成都中医药大学硕士学位论文 数、个别方剂，研究角度和方法偏向于个方的临床观察和药理研究。缺乏对东 垣方进行整体的，尤其从传统方药理论角度的深入和系统分析。为此，我们借 助于现代信息处理技术，应用数据挖掘方法对东垣脾胃方进行全面和系统的分 析研究，试图立足于传统理论，从东垣脾胃方自身的配伍变化中发现其规律性。 1 2 数据挖掘的方法特点 数据挖掘是- - f - 新兴的、融会各种知识和方法的信息技术2 4 - 2 5p 主要涉及 计算机技术、统计技术、人工智能、集合论、信息论、模糊数学等。这使数据 挖掘成为一个内容庞杂、发展迅速的技术领域。因此有很多不同的术语名称， 除了数据挖掘称呼外，主要还有“知识抽取”( i n f o r m a t i o ne x t r a c t i o n ) ，“信息 发现”( i n f o r m m i o nd i s c o v e r y ) ，“知识发现”( k n o w l e d g ed i s c o v e r y ) ，“智能 数据分析”( i n t e l l i g e n td a t aa n a l y s i s ) ，“信息获取”( i n f o r m a t i o nh a r v e s t i n g ) 等等称法。 1 2 1 数据挖掘的概念 数据挖掘( d a t am i n i n g ，d m ) 是从大量数据中发现潜在规律、提取有用知识 的方法和技术，因为与数据库密切相关，又称为数据库知识发现( k n o w l e d g e d i s c o v e r yi nd a t a b a s e s ，k d d ) 。目前数据挖掘的定义并没有完全统一。一般来 说，数据挖掘就是从大量数据中提取隐含的，未知的，对决策有潜在价值的概念 ( c o n e e p f i o n ) 、规i i ( r u l e s ) 、规律( r e g u l a r i t i e s ) 和模式( p a t t e r n s ) 等。数据挖掘可以 “挖掘”出的知识包括：关联规则、特征规则、分类规则、聚类规则、数据综合 和概括、总结规则、趋势分析、偏差分析、模式分析等。 1 2 2 数据挖掘的特点 数据挖掘不但能够学习已有的知识，而且能够发现未知的知识，得到的知 识是“显示”的，既能为人所理解，又便于存储和应用，以提供给决策者作为参 成都中医药大学硕士学位论文 考。因此其一出现就得到广泛的重视。数据挖掘既是一种知识获取技术，又是 一个数据处理过程。 1 2 3 数据挖掘的应用范围 数据挖掘的主要目的是从大量已知数据中寻找潜在的有用的信息，起初主 要应用于商业活动，例如市场管理、风险管理和欺诈管理，表现为在大型数据 库里搜索有价值的商业信息。近年来有学者提出数据挖掘既然可以从大量的商 业活动所积累的数据中挖掘出有用的信息，就应能从大量科研活动所积累的数 据中“挖掘”出我们还未掌握或者说还未发现的知识，即新知识的发现。将数据 挖掘技术用于对科学数据的加工处理，从已有的科学数据库中寻找出新的科学 知识或规律理应成为可能，随着技术发展的深入和相关领域知识的渗透，这种 技术在医学“、天文学、地学、生物学等多个领域具有巨大的潜在应用价值。 1 2 4 数据挖掘的作用 现代社会表现出“数据丰富，信息贫乏”的特点，人们很难直接看出大量 的数据中所隐含的复杂的关系及知识。因而，丰富的数据资料竞成了靠人工难 以发掘的金矿，而数据挖掘则是面对金矿所需的开采工具。其目的是从巨大的 信息宝库中揭示出未被人知的关系和模式，通过对大量事实、关系、趋势、模 式、例外和异常的分析提炼来完成。 1 3 东垣脾胃方的数据挖掘意义 由于方剂研究中存在大量的模糊性概念，理论和经验事实，如探讨性味归 经，君臣佐使，组方加减等，都需要采用恰当而准确的数学方法来处理，以突 破传统定性研究方法的局限性，所以采用计算机技术进行量化研究是非常重要 的。方剂则有较特殊的数据特性，因此可以把方剂信息经规范化处理后进行计 算机分析。 成都中医药大学硕士学位论文 1 3 1 方剂的数据特性 方剂是中医辨证论治的最终体现，其所涉知识面宽，集理、法、方、药为 一体，包含了极为丰富和多样化的知识信息。我们从数据化的角度审视中医方 剂信息，不难发现其具有较为特殊的数据特性”。方剂信息表现出概念化，关 联性和数值性等数据特性。除方理、煎法和服法等具有论述性外，有关方荆的 知识信息几乎都是概念化的，大多以词汇或短语形式进行表达，尤其药物组成、 主治证候和剂型等主体信息。甚至完全使用专用概念词。方剂信息具有以方药 为核心的多层结构。从方名到功效、主治，再到药物组成；药物之中，又先分 君臣佐使，再及药物用量、气味合和、七情组配、加减化裁；然后，剂型、制 法和服法等。各层关系环环相扣，交相关联。任何一点变动都会引发所有其它 环节的连锁反应。关联会因变动而复杂化，从而加大信息量。方剂信息所包含 的许多概念可以转化为数字代码，如方名、药名、症名，以及药物的性、味等。 还因为方药配伍在本质上是不同性味和不同剂量的药物，在君、臣、佐、使的 框架下以药之七情为关系模式的排列组合。排列，生成药之主次；组合，构 成药之配伍。而无论其量的变化，还是药的组合，都可以用数字来表达。 1 3 2 东垣方数据挖掘的可行性 由于方剂具备以上的数据特性，数据挖掘方法则可以成为研究方剂配伍规 律的有价值的工具。数据挖掘的作用正是要从大量数据中寻找先前未知的、有 效的、实用的有一定规律性的信息2 8 ，这样数据挖掘就能满足探求大量方剂中 存在的配伍规律的需要。 解析方剂的配伍规律符合数据挖掘的客观条件，数据挖掘的对象是数据库 中大量的数据。中医方剂数量巨大，其包含的信息可完全满足数据挖掘的需要。 东垣脾胃方具有方剂所具备的数据特性，因此也可以用数据挖掘方法来对其配 伍规律进行研究。东垣脾胃方虽然只有5 0 0 余首，但这些方剂大多为李东垣自 成都中医药大学硕士学位论文 刨，配伍用药受其学术思想的影响，李东垣在治疗疾病时有鲜明的特色，根据 特殊理论作为指导的方剂配伍理应有其特殊的配伍规律。因此，仍应可以运用 数据挖掘方法对其进行分析。数据挖掘是对东垣脾胃方进行整体上的研究，从 中发现某些潜在的规律性信息，这是采用实验方法或临床研究不能完成的。 数据挖掘方法具备解决复杂问题的能力。方剂内药物配伍关系的多层次、 多交叉性和证候的多变性，决定了方剂的配伍规律研究是相当复杂的。数据挖 掘方法可以从包括组成药物、方剂功效、核心药物、核心症状、剂量等多个方 面多个角度进行分析，并可以用多种算法来实现多种模式的建立，确定关联规 则，以适应不同的需求环境，解决复杂问题。 数据挖掘方法的日趋成熟为方剂配伍规律研究提供了技术保障。经过十多 年的发展，数据挖掘采用的技术方法如统计分析方法、遗传算法、粗集方法、 决策树、人工神经网络、模糊逻辑、聚类分析和模式识别等已经成为种成熟、 稳定、且易于理解和操作的技术，因此其已经被逐步应用到了很多学科领域。 当前多学科交叉已经成为重要的科学研究方向”，将数据挖掘方法引入方 剂配伍规律研究是中医药学与现代信息科学相结合对中医药的现代化研究的有 益尝试，也是多学科交叉渗透的必然，它将会为丰富和完善祖国传统医学产生 积极的意义。 2 东垣脾胃方数据的预处理 2 1 方药数据的处理 中医各家各派众多，不同学派和医家基于不同的临床实践和理论认识，产 生了各种不尽相同的学术思想和观点。加之中医药理论形成的特殊的文化背景 和哲学体系，导致了其诊疗理论和行为的多元化和经验性。因此，历经几千年 历史的中医药学虽然积累了大量的文献资料，但由于其所包含的知识信息大多 属于医药实践的原始记录，缺乏系统的整理和研究，其理论表述( 如术语的使 1 0 成都中医药大学硕士学位论文 用、概念的表达，等) 规范化和标准化程度较低“。 现代信息技术发展至今，对冗长和多义的语言表达进行精确的解析尚不可 能，为了保证结果的准确性，数据的规范化是信息处理的一个基本的条件。因 此数据挖掘方法要求被处理的数据应符合一定的规范。在用该技术对大量方剂 进行分析时，必须对每首方剂包含的基本信息进行数据化处理，以使其能被相 应的挖掘方法所识别和处理。这在数据挖掘中称为数据的预处理。 2 1 1 数据来源 东垣脾胃方来源于李东垣的著作内外伤辨惑论、脾胃论、兰室秘藏、 东垣试效方、医学发明、活法机要等中记载的方剂引( 含加减方) 。 2 1 2 药物信息的预处理 中药的药名极为复杂，大多是不同地区的俗称，有的则反映出其不同产地 和炮制方法。例如仅黄柏一味药就有十余个药名，如檗术、川柏、元柏、檗皮、 黄檗、川黄柏、东黄柏等等。因此有必要对药名进行规范处理，具体参照中 华人民共和国药典( 2 0 0 0 版) 3 2 ，中国中医药主题词表3 3 中药大辞典3 4 等权威性工具进行。 中药本身具有相当丰富的信息，包括药物的四气五味、功效、归经、有无 毒性等方面。四性和五味，不仅反映了药性特征，通过气味和合，又进步决 定方剂之性能。因此是重要的方药信息。但中医对四性的认识是比较模糊的； 归经的内容则能或多或少地说明该药的作用部位，药物的毒性则表明其安全性。 为了在对方剂中的药物进行数据挖掘分析更为精确，我们对上述信息采取了数 字表达方式。具体情况如下： 四性的数字化表达药物的四性指的是药物的寒热温凉属性，药物的四性 表达方式主要有：大寒、寒、微寒、凉、平、微温、温、热、大热等几类，为 了能表示出这些在程度上的差别，我们做了一个专家问卷咨询( 样表见附录) 。 成都中医药大学硕士学位论文 上述编码既是各种寒热属性的代码，又可以大致反映出它们问的寒热程度。 五味的数字化表达药物的五味即酸苦甘辛咸，加上淡和涩共是七种， 各味的编码如表2 ： 表2 ：五味编码表 这些数字编码不同于四性的编码，它们只是起到能够让计算机更容易识别，并 进行分析的作用。 归经的数字化表达药物总共归十二条经脉，我们采取用两位数进行编码， 每两位代表一条归经，如表3 ： 表3 ：归经编码表 因各药归经为十二经，超过了1 0 ，若从1 开始的话，则可能会在一味药归多条 经脉时，转化为用数字表达时会产生歧义，如按表中的顺序，依次用1 1 2 代 替从心到三焦，假若一味药归心经和肝经，其编码则是1 2 ，这与归三焦经相混， 计算机则不能识别。 毒性的数字化表达药物的毒性描述一般为大毒、有毒、小毒和无毒。但 是常用药物中有毒性的较少，对于无毒的则没有明示，其余的编码如表4 ： 成都中医药大学硕士学位论文 表4 ：毒性编码表 功效的数字化表达在对方剂进行分析时，必定涉及到各味药物的功效。 在中医理论中，功效的认定和描述极不规范，功效描述相近的比比皆是，如清 热燥湿、燥湿清热、清热化湿、清热利湿、清化湿热等。为了便于计算机对各 药功效的分析，我们采取了功效组合的方法对中药的功效进行表达，通过基本 功效的组合完成对具体药物功效的描述。这种组合方式同样适用于对方剂功效 ( 或者是针对病机而确立的治法) 的描述。我们对基本功效进行编码，通过编 码组合即可达到表示整体功效的目的。功效规范示例如表5 ： 表5 ：功效规范示例表 功效代码规范功效非规范功效 养阴 祛瘀 安神 清肝 祛痰 涩精 利湿 清热 散结 化积 催乳 滋阴 行瘀通瘀破瘀消瘀破血 宁心安神安神定志 泻肝 行痰涤痰消痰 固肾圆精收涩精气 渗湿利水行水利水渗湿 退热清火 破结软坚散结 消积破积消滞化滞导滞荡积滞 通乳下乳 5 6 3 l 7 1 7 l 9 l 3 m “ 殂 丝 筋 筋 如 孔 成都中医药人学碗士学位论文 2 1 3 证候信息的预处理 证候是方剂信息的重要组成部分，它与方剂功效的关系是密不可分的。中 医诊疗疾病的主要依据就是临床证候，包括病人的主观感受( 症状) 、医生所观 察到的临床表现( 体征，包括舌象和脉象表现) 。在历代医学书籍中，证候描述 的内容极为详尽和复杂，这在一定程度上也造成了中医方剂主治证候描述的不 规范。因此，如何依据中医药理论有效地对这些证候进行规范，以便计算机处 理以及统计分析，是一个非常重要的技术环节。东垣脾胃方的主治证候中，涉 及到相当一部分证候内涵的界定比较模糊，这些证候中主要存在以下几种情况： 一词多义如症状描述中的“眩晕”，既指头昏、头晕，又指目眩，还可 以指眩晕并见。 多词同义这种情况较普遍，如“纳呆”与“纳差”、“胃纳减少”、“食 欲减退”、“胃纳不佳”、“纳谷减少”、“纳食减少”、“食欲不振”、“胃纳欠佳”、 “纳少”、“食纳减少”、“少食”等意义相同。 词义模糊指概念的具体涵义不明确、模楞两可，如“面白”可以指面色 淡自、面色苍白、面色眺白。 有鉴于此，我们以兰室秘藏引中所描述的症状为基础，参考了部分中医 诊断以及中医症状分类、症状鉴别、症状解释方面的著作和文献，如中医症 状鉴别诊断学( 第二版) 3 5 中医诊断学3 6 , 中医大辞典3 7 , 中医内科 症状辨治手册3 8 等，并参考了中医大辞典方剂分册3 。中各方剂主治的内 容，收集了近1 0 0 0 种基本证候，基本证候的名称按中国中医药主题词表、 中医大辞典等著作进行规范命名。参照中医症状鉴别诊断学( 第二版) 中对症状的分类方法对其分类，确定各个基本证候( 症状和体征) 所属的大类， 然后再分小类，依次分下去，使下一级的证候从属于上级。在分类的基础上， 基本证候按照树型结构的方式排列和编码，以有利于管理和方便统计分析，而 且也有利于基本证候的补充。 1 4 成都中医药大学硕士学位论文 2 1 4 其它方剂信息的预处理 方剂所涉信息还包括：病因、病机、功效、组成药物的剂量、煎服法、使 用注意等方面的内容。功效的规范按上述药物功效规范的方法进行，病机根据 中医理论进行分析归纳，尽量结合治法来规范性归纳，剂量则换算为现代公制 计量单位克，煎服法则指明该方的剂型，按常用的剂型进行归纳。 2 2 数据库的建立 为了能使这些方剂信息用数据挖掘方法处理，必须建立数据库。我们采用 m i c r o s o f to f f i c e 2 0 0 0 软件包中的a c c e s s 建立数据库，该数据库包含有几个基本 的子数据库。 2 2 1 基本数据库 中药是方剂的基本构成元素，常用的中药有5 0 0 多种，5 0 0 种药物可构成 相当数量的方剂，正所谓“药有限而方无穷”；同样，症状也是疾病的基本构成 单元，症状的不同组合便形成了错综复杂的疾病特征。可以说，中药是方剂的 基本组成单元，而症状则是方剂的基本治疗对象。因此，有必要将这两个最基 本的信息独立出来，各建一个基本库。今后遇到再复杂的方剂，其组成药物都 可从基本药物库中提取。同理，再复杂的病证，也可以从基本症状中提取出相 对应的症状来进行组合。另一方面，考虑到方剂样本量的增加、有关信息的查 询及完善，以及各个应用数据库的扩展功能等问题，更有必要建立基本库。目 前我们已建立了两个基本库如下： 1 基本证候库 该表中包含有经整理规范后的基本症状。包含有编码、基本症状( 规范后 的症状) 、近似症状( 指同一记录中基本症状的其它表述方法或者是与基本症状 相似，辨证意义相远的症状) 。加入近似症状的臣的是便于查询以及新的非规范 数据的录入。 l s 成都中医药大学硕士学位论文 2 基本药物库 该表中包含有药物的基本信息，如功效，四气( 寒、热、温、凉) ，五味( 辛、 甘、酸、苦、咸) ，归经，毒性等。药物的规范名称、功效、四气、五味、归经， 有毒无毒等方面的内容以中华人民共和国药典5 5 ( 2 0 0 0 版) 记载的为准，药 典上未记载的从中药大辞典记载的内容中补充。数据库既保留了每昧中 药的文本信息，又可以按规范后的数据信息进行替换，从而既保证了分析研究 的可行性，又可方便查阅。 2 2 2 东垣方数据库 1 方剂库 本表全面反映每一首东垣方的整体信息，包含编号、方名，功效，主治， 煎服法，等方面的内容。是整个数据库的核心。每条记录表示一首方剂，每 一首方只有唯一的编号，方剂编号是数据库中调用方剂进行处理的唯一标识， 以编号为纽带，可实现与其它相关数据库之间的联系和数据调用。 2 主治证候库 该库中包含每一首方剂主治病证的症状和体征，各方剂所对应的证候按数 据预处理的结果分割成基本证候库的基本症状，采用的竖排方式列于该数据库 中。每一条记录包含有编号，规范症状。编码等方面的内容，编码方式与基本 证候库的症状编码一致。 3 组方药物库 该表中包含有每一方剂的药物组成，用量，换算成国际单位后的剂量( 用 克表示) 以及在该方剂中药物的炮制方法等内容，药物前的编号的意义同方剂 表中的编号字段。 2 2 3 加减方数据库 因为方剂在记载上有加减变化的内容，其核心部分仍是方剂的主体，比如 1 6 成都中医药大学硕士学位论文 h一一 补中益气汤在脾胃论中有2 0 多种加减变化，这些都是围绕补中益气汤的主 治证候、组成药物以及季节气候的变化而加减。若把加减方单独列为一首新的 方剂，则原始方的症状以及使用药物( 除去该减的药物和证候，加上增加的药 物和证候) 都应在数据库中罗列出来，这样会增加原始方剂主治的主要证候各 主要组成药物的出现频率，导致分析出的结果可能有偏差。为了处理这种情况， 我们设计了加减方数据库，包括有症状加减库和药物加减库两个子库。 1 症状加减库 该表中包含有根据主方加减的症状。主编号即原始方的编号，次编号则是 每个加减方的编号，加减的症状用个字段表示，采用竖排方式列出，每加减 一个症状为一条记录，用逻辑字段来表示症状的加减。 2 药物加减库 该表中包含有根据原始方加减的药物及药物剂量的改变。编号和次编号的 规则以及数据录入的方式同症状加减库。 以上七个库并不完全独立，各个数据库之间通过相关字段建立联系。使其 构成一个有机的整体。 3 数据挖掘结果及分析 3 1 东垣脾胃方基本结构 通过对东垣脾胃方的组成药物进行分析，可以找出其用于治疗疾病的主要 药物组团。为了能找到东垣脾胃方的组成基本情况，我们以五味药和六味药为 个单位，运用频繁集的方法从所有药物中找出其常用的药物组团，这些药物 组团应能充分反映其用药的主要特点，通过对这些药物组团进行分析，就可能 归纳出东坦脾胃方的主要配伍结构，我们认为，这些主要的配伍结构就是东垣 脾胃方的基本结构，比如补气升阳、升阳泻火等。因为在分析的过程中未定任 何假设条件，完全根据计算机从数据库中寻找，故其客观性应是肯定的。而且 成都中巨药大学硕士学位论文 可能发现一些以前并不为人们重视的处方结构。 3 1 1 结果 通过运用查找频繁集的方法对东垣脾胃方的组成药物进行处理后得到的出 现频率较高的结果如表6 和表7 ： 表6 ：东垣脾胃方基本组方结构表( 5 昧药前十位) 成都中医药大学硕士学位论文 表7 ：东垣方基本组方结构表( 6 味药前五位) 一一一 编号药组( 6 昧药) 使用频数 1升麻柴胡甘草黄芪人参当归 3 3 2升麻柴胡甘草黄芪当归黄柏 3升麻柴胡甘草黄芪当归 橘皮 4升麻柴胡甘草黄芪人参橘皮 5升麻柴胡甘草黄芪人参黄柏 5升麻柴胡甘草黄芪黄柏橘皮 5升麻柴胡甘草黄芪人参 3 1 2 9 2 5 2 2 2 2 苍术 2 2 从这些药物的构成情况来说，用药是相当集中的，共有升麻、柴胡、甘草、 黄芪、人参、黄柏、橘皮、苍术、防风、当归、羌活等- 一味。 3 1 2 讨论 根据特有的理论指导，可以产生方剂特有配伍规律4 0 ，这一点在东垣脾胃 方中体现得淋漓尽致。 李氏提出了“内伤脾胃，百病由生”的著名观点”。他认为导致内伤疾病 发生的饮食、劳役、七情和外感等因素，皆可伤脾损胃，变生百病，脾胃论脾 胃盛衰论所说：“夫饮食不节则胃病，胃病则气短，精神少，而生太热，有时 而显火上行，独撩其面胃既病则脾无所禀受故亦从而病焉”；“形体劳 役则脾病，脾病则怠惰嗜卧，四肢不收，大便泄泻。脾既病则其胃不能独行津 液，故亦从而病焉”；“此因喜怒优恐，损耗元气，资助心火，火胜则乘其土位， 此所以病也”；“肠胃为市，无物不受，若风寒暑湿燥一气偏胜，亦能伤脾损胃。” 在病机上，李氏认为脾胃内伤疾病主要表现在气火失调和升降失常两个方 面4 2 4 6 。 1 9 成都中医药大学硕士学位论文 气火失调，即气与火关系的失调。李氏十分重视内伤发热证，曾专着脾 胃论饮食劳倦所伤始为热中论一文，加以阐发，提出来由于脾胃内伤之后， 中气不足，导致内伤发热的病证与病机，这就是后世所说的“气虚发热”。李氏 依据内经中“壮火食气，气食少火，少火生气，壮火散气”的观点，提出 了火与元气相互制约的关系。元气充足，则阴火降敛；反之，元气衰弱，则阴 火亢盛。 升降失常即脾胃的升降功能的失调。脾升胃降，为人身气机升降运动之 枢，升则上输心肺，降则下归肝肾。因此脾胃健运，才能维持人体“清阳出上 窍，浊阴出下窍；清阳发腠理，浊阴走五脏；清阳实四肢，浊阴归六腑”的正 常升降运动，即是维持人体正常的生理功能。如果脾胃气虚，脾不升而胃不降； 致使升降失常，则内而五脏六腑，外而四肢九窍，都会发生种种病症。 李东垣所创制的方剂达数百首，这些方剂的药物组成看似杂乱无章，但通 过对上述表6 和表7 的结果进行分析后可以看出，李氏在治疗疾病时非常重视 对气二k 失调和升降失常的调节，其_ 圭要的处方结构是补气，升阳和泻火。围绕 补气、升阳、泻火三个方面遣药制方是其特色，从表7 中可看出，李氏使用频 率靠前的基本处方结构中均有升麻、柴胡、甘草、黄芪，分别为升阳药和补气 药，但具体选用时又根据不同临床表现有所侧重，分别加入黄柏、橘皮、苍术 等泻阴火，行气、除湿类药物，其目的是为了保护和恢复元气，使之充盛，体 现了其脾胃为元气之本，元气为健康之本的指导思想。 3 2 东垣脾胃方核心药物及药对药组 通过对东垣脾胃方的总体用药情况进行分析，统计每味药物的使用频数， 找出用药频率较高的进行分析，从而发现其用药的趋向性，以找到其使用的核 心药物，有利于发现其用药规律。这种分析方法的优点是简单、实用、便于操 作，出来的结果直观，使人容易理解，因此这种方法是必不可少的。但这种方 法亦有一定的缺点，它不能反映出方剂中的各味组成药物之间的配伍关系，即 ，n 成都中医药大学坝士学位论又 一一 不能通过对所使用药物的频数分析来了解方剂内部各药物之闻配伍变化的规 律， 药对”是指在方剂配伍中能起到相辅相成或相反相成的作用，在临床中又 经常一起使用的药物，以两味药最为基本，所以药对在很大程度上含有双药相 互搭配的意义。药对的出现可以说是中药学发展史上的一次飞跃，它增进了药 物的作用及疗效，扩大了药物的治疗范围，奠定了方剂组成的基础，进而成为 中药及方剂两门学科的核心部分。成为联接中药和方剂的桥梁“。药对存在于 诸多方荆之中，沟通了方剂间的内在联系，所以学习和研究药对，对于掌握方 剂的基本功能与方剂配伍的基本规律是非常重要的4 9 - 5 0 。 药组即是指药昧数超过两昧，但是经常在一起使用的药物组团，其作用类 似于药对，应属于药对的范畴。因此分析药组对于深入探讨方剂的配伍规律亦 有重要意义。 在临床运用时可以将药对作为一个整体，在药方的基础上根据病情夹杂进 行加减。有的药对或药组本身就是方剂，如当归补m 汤中的当归和黄芪。 通过对东垣脾胃方中的药对和药组分析，可以发现其在治疗疾病时的用药 习惯，以便掌握在成方的基础上加减药对的原则和方法，有利于发现东垣脾胃 方的配伍规律。 3 2 1 结果 李东垣所有方剂共享药3 0 3 味，用药总次数为5 1 8 0 次。通过对李东垣的 5 5 0 首方剂的用药情况进行频数分析，得出用药频率在1 0 0 次以上的药物如表8 所示， 成都中医药大学硕士学位论文 表8 用药频数表( 超过1 0 0 次) 从该表结果可以看出：使用频率在1 0 0 次以上的药物共1 3 味，占其所有 使用的药物( 3 0 3 味) 的比例为4 2 9 。这些药物的使用总次数为2 1 4 5 次，占 东垣脾胃方总用药次数的4 1 4 ，可见李氏的用药药味相当集中。因此，可以 认为东垣脾胃方的核心组成药物多集中在上表。 药对使用频数在5 0 次以上的有4 9 对，使用药物共有甘草、升麻、当归、 柴胡、黄芪、人参、防风、黄柏、羌活、黄芩、橘皮、黄连、苍术、鲜生地、 白术、泽泻、白芍药等1 7 种，这些药物均属于使用频率在前2 0 位的药物。比 较典型的药对情况如表9 ： 成都中医药大学硕士学位论文 表9 ：常用药对及频数 编号 】 2 3 4 ) 6 7 8 9 1 0 药对 柴胡甘草 柴胡当归 柴胡升麻 当归黄芪 防风羌活 黄芪升麻 当归羌活 柴胡羌活 黄芪人参 甘草黄柏 出现频数 】5 6 1 3 7 1 3 0 1 0 6 9 6 8 8 8 8 8 7 8 5 8 3 所占百分比 2 8 3 6 2 4 9 1 2 3 6 4 1 9 2 7 1 7 4 5 1 6 0 0 1 6 0 0 1 5 8 2 1 5 4 5 1 5 0 9 药组( 3 昧药) 使用频数在5 0 次以上的有5 1 对，使用药物共有甘草、柴 胡、当归、升麻、黄芪、人参、羌活、黄柏、橘皮、防风、苍术、黄连、黄芩、 鲜生地、白术等1 5 种，这些药物也属于使用频率在前2 0 位的药物。较典型的 药组情况如表l o ： 成都中医药大学硕士学位论文 表1 0 ：常用药组及频数 编号药组使用频数 所占百分比 柴胡当归升麻 当归甘草黄芪 甘草黄芪升麻 甘草黄芪人参 防风甘草羌活 柴胡当归黄苠 柴胡黄芪判麻 甘草黄柏升麻 甘草橘皮人参 柴胡防风甘草 柴胡羌活升麻 1 7 8 2 1 6 5 5 1 5 2 7 1 4 o o 1 3 4 5 1 3 2 7 1 2 9 l 1 2 7 2 1 2 1 8 1 2 0 0 1 1 6 4 3 2 2 讨论 李东垣师从易水学派代表张元素，尽得其传，因此受张元素的影响很大。 张元素对药物的分类很有研究”，其以内经理论为指导，对药物的气味、 补泻、归经等方面，进行了深入的探讨。他在医学启源中叙述药物分类时， 都非常注重气味厚薄，以及升降浮沉的异同及其辨证关系，据此而制定了药类 法象，把药物分为五类，原文论述如下5 2 ： 1 风升生：味之薄者，阴中之阳，味薄则通，酸、苦、咸、平是也。代表 药物有防风、羌活、升麻、柴胡等。 2 热浮长：气之厚者，阳中之阳，气厚则发热，辛甘温热是也。代表药物 有黑附子、干姜、乌头、厚朴等。 3 湿化成：戊土其本气平，其兼气温凉寒热，在人以胃应之；己土其本昧 淡，其兼味辛甘咸苦，在人以脾应之。代表药物有黄芪、人参、甘草、当归、 d 鳃 虬 辨 弭 乃 加 卯 “ 甜 2 3 4 5 6 7 8 9 m 地 成都中医药大学硕士学位论文 白术、苍术、橘皮、半夏等。 4 燥降收：气之薄者，阳中之阴，气薄则发泄，辛、甘、淡、平、寒、凉 是也。代表药物有茯苓、泽泻、猪苓、白芍、枳实、枳壳等。 5 寒沉藏，味之厚者，阴中之阴，味厚则泄。酸、苦、成寒是也。代表药 物有大黄、黄柏、黄连、黄芩、生地等。 李东垣创制的方剂中使用频数超过1 0 0 次的药物按医学启源的方法进 行分类可分为3 类：“风升生”类药物有升麻、柴胡、防风，羌活：“湿化成” 类药物有甘草、当归、人参、黄芪、自术、橘皮：“寒沉藏”类药物有黄连、黄 芩、黄柏。 医学启源中对这些药物的功效描述如下： 柴胡：气味平，微苦，除虚劳烦热，解散肌热，去早晨潮热，此少阳、厥 阴引经药也。妇人产前产后必用之药也。善除本经头痛，非他药所能止。洽心 下痞，胸膈中痛。能引胃气上升，以发散表热。去寒热往来，胆痹非 柴胡梢不能除。 升麻：气平，昧微苦，足阳明胃、足太阴脾引经药。若补其脾胃，非此为 引用不能补。其用有四：手足阳明引经一也。升阳于至阴之下二也。阳明 经分头痛三也。去风邪在皮肤及至高之上四也。脾痹非升麻不能除。 防风：气温味辛，疗风通用，泻肺实，散头目中滞气，除上焦风邪之仙药 也，误服泻人上焦元气。太阳经本药也，其用主治诸风及去温也。 羌活：气微温，味甘苦，治肢节疼痛，手足太阳经风药也。洽足太阳、 少阴头痛，透关利节。其用有五：手足太阳引经一也。风湿相兼二也。去 肢节疼痛三也。除痈疽败血四也。风湿头痛五也。 人参：气温味甘，治脾肺阳气不足，及肺气喘促，短气少气，补中缓中， 泻肺脾胃中火邪，善治短气，非升麻为引用不能补上升之气，其用有三： 补元气一也。止渴二也。生津液三也。补胃嗽喘勿用，短气用之。 黄芪，气温，味甘平，治虚劳自汗，补肺气，实皮毛，泻肺中火，脉弦， 2 s 成都中医药大学硕士学位论文 自汗。善治脾胃虚弱，疮疡血脉不行，内托阴证，疮疡必用之药，可升可 降，其用有五：补诸虚不足一也。益元气二也。去肌热三也。疮疡排脓止 痛四也。壮脾胃五也。益胃气，去诸经之痛。 甘草：气味甘，生大凉，火炙之则温，能补三焦元气，调和诸药相协，共 为力而不争，性缓，善解诸急，故有国老之称。其用有五：和中也。补 阳气二也。调诸药三也。能解其太过四也。去寒邪五也。腹胀则忌之。 当归：气温味甘，能和血补血，尾破血，身和血。其用有三：心经药 也。和血二也。治诸病夜甚三也。嚼之，大辛，可能溃坚。 白术：气温味甘，能除湿益燥，和中补气，利腰脐间血，除胃中热。 其用有九：温中一也。去脾胃中湿二也。除脾胃热三也。强脾胃，进饮食四也。 和脾胃，生津液五也。主肌热六也。治四肢困倦，目不欲开，怠惰嗜卧，不思 饮食七也。止渴八也。安胎九也。 橘皮：气温味苦，能补气。去滞气，推陈致新。若补脾胃，不去白； 若理胸中滞气，去白。其用有三：去胸中寒邪一也。破滞气二也。益脾胃 三也。少用同自术则益脾胃：其多及独用则损人。苦辛，补气利肺，有甘 草则补肺，无则泻肺。 黄柏：气寒昧苦，洽肾水膀胱不足，诸痿厥，腰脚无力，治口疮如神， 瘫痪必用之药也。其用有六：泻膀胱龙火一也。利小便热结二也。除下焦 湿肿三也。治痢先见血四也。去脐下痛五也。补肾气不足，壮骨髓六也。 泻膀胱，利下窍。 黄芩：气寒，味微苦，治肺中湿热，疗上热目中肿赤，瘀血壅盛，必用之 药，泄肺中火邪，上逆于隔上，补膀胀之寒水不足，乃滋其化源也。其用 有九：泻肺经热一也。夏月须用二也。去诸热三也。上焦及皮肤风热风湿四也。 妇人产后，养阴退阳五也。利胸中气六也。消膈上痰七也。除上焦及脾诸f j b a 也。安胎九也。 黄连：气寒味苦，泻心火，除脾胃中湿热，治烦躁恶心。郁热在中焦兀兀 成都中医药大学硕士学位论文 欲吐。心下痞满必用药电，其用有五：泻心热一也。去上焦火二也。诸疮 必用三也。去风湿四也。赤眼暴发五也。 从这十几位药的功效和分类情况来看，都突出体现了李氏补气、升阳、泻 火的用药特点，根据使用频率在前2 0 位的药物分类情况看出，李氏所用药物中 补益药占有的比例最大，往下依次是升阳药、祛风药、清热药、除湿药。 从表9 和表1 0 的结果可以看出，李东垣常用的药对或药组主要是补气、升 阳、泻火、祛风除湿，行气几类药之间的组合，但是仍以补气，升阳和泻火为 主，其余则是根据证候加减变化而进行的药对( 药组) 加减，以针对兼证，一 般并不针对主要病机“升降失常”和“气火失调”。 3 3 东垣脾胃方的方证对应分析 对方剂药物组成与主治证候的对应关系研究，是目前方剂配伍规律研究的 一种思路。方剂配伍的研究不应只局限于药物间的君臣佐使、七情合和、气味 组合、升降相因等配伍关系，更要推广到方剂配伍与方剂应用的相关性研究， 来探讨方与证之间的对应模式及其对应变化规律，为临床准确、合理选用方剂 提供有价值的参考5 3 - 5 4 。 我们在做方证对应分析时采用了两种分析方法，一是从药到证候进行分析， 采用查找频繁集的方法找出东垣脾胃方中使用频率较高的药物组团，并根据这 些药物组团所对应的方剂来寻找对应出现的症状，然后根据各个组团药物的变 化情况和主要症状的变化情况来分析方证对应关系。一是采用相应分析方法， 从证候到使用药物进行分析。