基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法研究心腦合病證候提取*

遼寧中醫(yī)藥大學(xué)（110032） 王建華 肖 蕾 張 哲 張會(huì)永 楊關(guān)林

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基于復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法研究心腦合病證候提取*

遼寧中醫(yī)藥大學(xué)（110032） 王建華 肖 蕾 張 哲 張會(huì)永 楊關(guān)林△

【提 要】 目的 研究心腦合病（即冠心病心絞痛合并動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死）患者的常見(jiàn)中醫(yī)表現(xiàn)、證候分類及證候特征。方法 制定臨床流行病學(xué)調(diào)查表，收集982例心腦合病患者的癥狀、體征、舌象、脈象等中醫(yī)四診信息，采用頻數(shù)統(tǒng)計(jì)及信息熵的聚類分析數(shù)據(jù)挖掘方法，對(duì)心腦合病的證候進(jìn)行解讀。結(jié)果 心腦合病患者出現(xiàn)頻率較高的四診信息依次是：肢體不遂、胸悶、乏力、頭暈、身體困重、神疲、少氣懶言、胸痛、肢體麻木、舌下脈絡(luò)紫色等；心腦合病患者證候分為9類：心腎陰虛、氣虛痰瘀、痰熱內(nèi)蘊(yùn)、肝氣郁結(jié)、氣血虧虛、氣虛血瘀、瘀血阻滯、脾腎陽(yáng)虛、痰瘀互結(jié)，并初步確定了各證候的特征。結(jié)論 心腦合病中醫(yī)證候可分9型，運(yùn)用信息熵聚類分析的無(wú)監(jiān)督分析方法研究證候分類及證候特征有一定的科學(xué)性、客觀性和實(shí)用性。

【關(guān)鍵詞】心腦合病 冠心病心絞痛 動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死 信息熵聚類 中醫(yī)證候

冠心病心絞痛和動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死同屬于動(dòng)脈粥樣硬化性疾病［1］，WTO統(tǒng)計(jì)顯示全球冠心病心絞痛和動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死人口基數(shù)大，近年發(fā)病率也有逐年上升的趨勢(shì)。隨著生活方式的轉(zhuǎn)變和人類疾病譜的改變，臨床出現(xiàn)大量?jī)刹〔l(fā)于同一個(gè)患者的病例［2］。楊關(guān)林教授基于多年臨床和科研經(jīng)驗(yàn)首次提出了“心腦合病”的概念［2-3］，研究冠心病心絞痛合并動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死的發(fā)病特點(diǎn)和治療措施。中醫(yī)藥治療心病和腦病有自己獨(dú)到的見(jiàn)解和經(jīng)驗(yàn)，但是對(duì)心腦合病的研究較少，目前還無(wú)證可循，阻礙了中醫(yī)藥優(yōu)勢(shì)的發(fā)揮。本研究進(jìn)行了大樣本流調(diào)，并采用信息熵聚類的無(wú)監(jiān)督數(shù)據(jù)分析方法探索心腦合病的辨證分型，較好地避免摻入主觀因素，為臨床心腦合病的辨證提供較客觀的依據(jù)。

資料來(lái)源

1.一般資料

所有病例來(lái)源于2009年5月到2010年7月，我國(guó)11家醫(yī)院（遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院、中國(guó)醫(yī)科大學(xué)附屬盛京醫(yī)院、遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬二院、中國(guó)中醫(yī)研究院附屬西苑醫(yī)院、遼寧省血栓病中心、南京中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院、沈陽(yáng)軍區(qū)總醫(yī)院、大連市中西醫(yī)結(jié)合醫(yī)院、撫順市中醫(yī)院、營(yíng)口市中醫(yī)院、丹東市中醫(yī)院）住院部和門診部收治的982例心腦合病患者，其中男性525例（53.46%），女性457例（46.54%），平均（67.92 ±9.86）歲；合并高血壓者724例（73.73%）；合并糖尿病者286例（29.12%）；合并高脂血癥者220例（22.40%）。有家族史者72例（7.33%）。

2.診斷標(biāo)準(zhǔn)

不穩(wěn)定性心絞痛診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)中華醫(yī)學(xué)會(huì)2007年公布的《不穩(wěn)定性心絞痛診斷與治療指南》［4］；穩(wěn)定性心絞痛診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)《2007中國(guó)慢性穩(wěn)定性心絞痛診斷與治療指南》［5］；動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死診斷標(biāo)準(zhǔn)依據(jù)1995年中華醫(yī)學(xué)會(huì)制定的《各類腦血管病診斷要點(diǎn)》［6］，并參照《中國(guó)腦血管病防治指南》（2005年）［7］。

3.納入和排除標(biāo)準(zhǔn)

納入標(biāo)準(zhǔn)：①符合冠心病心絞痛，同時(shí)符合動(dòng)脈粥樣硬化性血栓性腦梗死（2～8周）診斷標(biāo)準(zhǔn)；②年齡35～85歲；③簽署知情同意書。排除標(biāo)準(zhǔn)：①風(fēng)濕性心臟病、甲亢性心臟病、心肌炎、心肌病、高心病等非冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病；②心肌梗死，無(wú)癥狀性心肌缺血、缺血性心肌病等冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病；③腦栓塞、腦出血、短暫性腦缺血發(fā)作、腔隙性腦梗死；④除動(dòng)脈粥樣硬化以外其他原因的腦梗死，如動(dòng)脈炎、腦腫瘤、腦外傷、腦寄生蟲、代謝障礙、真性紅細(xì)胞增多癥、血栓性栓塞、顱內(nèi)血管畸形、腦淀粉樣變性等。

研究方法

1.制定臨床流行病學(xué)調(diào)查信息采集表及信息采集

依據(jù)教材研究、文獻(xiàn)研究、國(guó)標(biāo)、行標(biāo)、專家討論等，制定心腦合病臨床流行病學(xué)調(diào)查信息采集表。全部調(diào)查對(duì)象由經(jīng)過(guò)培訓(xùn)的臨床研究人員使用流行病學(xué)調(diào)查信息采集表進(jìn)行問(wèn)卷調(diào)查，一次性采集患者的一般情況及中醫(yī)四診信息。臨床試驗(yàn)監(jiān)查員對(duì)臨床研究人員進(jìn)行規(guī)范化操作培訓(xùn)并定期監(jiān)查臨床試驗(yàn)中心信息采集情況，以保證數(shù)據(jù)質(zhì)量和研究進(jìn)度。

2.建立數(shù)據(jù)庫(kù)及指標(biāo)篩選

雙人同時(shí)將982份紙質(zhì)流調(diào)表內(nèi)容錄入中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所臨床評(píng)價(jià)中心網(wǎng)絡(luò)平臺(tái)數(shù)據(jù)管理系統(tǒng)，建立數(shù)據(jù)庫(kù)。對(duì)缺失、邏輯矛盾、異常或不能夠確定的數(shù)據(jù)，以疑問(wèn)表的形式進(jìn)行質(zhì)詢，由研究者做出回答，完成數(shù)據(jù)的清洗。剔除出現(xiàn)頻率＜5%、舍去對(duì)辨證無(wú)貢獻(xiàn)、刪掉共線性較強(qiáng)的指標(biāo)。最終納入分析的四診指標(biāo)共140個(gè)，其中31個(gè)為舌脈指標(biāo)，109個(gè)為癥狀體征指標(biāo)。盲態(tài)審核數(shù)據(jù)無(wú)疑問(wèn)后，對(duì)數(shù)據(jù)庫(kù)進(jìn)行鎖定。

3.統(tǒng)計(jì)分析軟件

中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)研究所臨床評(píng)價(jià)中心統(tǒng)計(jì)分析人員運(yùn)用SAS12.0統(tǒng)計(jì)軟件和Matlab R2006a對(duì)已鎖定數(shù)據(jù)庫(kù)中的四診數(shù)據(jù)進(jìn)行頻數(shù)分析和信息熵聚類無(wú)監(jiān)督的數(shù)據(jù)挖掘。

4.倫理要求

本研究嚴(yán)格遵守1975年制定的赫爾辛基宣言（1983年修訂）關(guān)于倫理學(xué)的要求，并取得遼寧中醫(yī)藥大學(xué)附屬醫(yī)院倫理委員會(huì)批準(zhǔn)的倫理批件（批件文號(hào)2010KT-001）。

結(jié) 果

1.四診信息的頻數(shù)分布

對(duì)982例心腦合病患者的中醫(yī)四診信息進(jìn)行頻數(shù)頻率的描述，出現(xiàn)頻率大于30%的中醫(yī)四診指標(biāo)的分布情況見(jiàn)表1。

表1　四診信息的分布［例（%）］

2.證候的熵聚類結(jié)果

初步分析：結(jié)果1為心腎陰虛因子；結(jié)果2為氣虛痰瘀因子；結(jié)果3為痰熱內(nèi)蘊(yùn)因子；結(jié)果4為肝氣郁結(jié)因子；結(jié)果5為氣血虧虛因子；結(jié)果6為氣虛血瘀因子；結(jié)果7單個(gè)四診指標(biāo)，無(wú)法辨證；結(jié)果8為瘀血阻滯因子；結(jié)果9為心腎陰虛因子；結(jié)果10為脾腎陽(yáng)虛，痰瘀互結(jié)因子。

討 論

動(dòng)脈粥樣硬化病變部位同時(shí)累及心和腦，多為心腦合病。有研究報(bào)道腦血管病患者中約78.1%～90.2%有心電圖異常，12.7%可并發(fā)心腦梗死，而這類心臟病患者中，約10%～45%可合并發(fā)生腦卒中［8］。心腦合病中，心病與腦病發(fā)病的先后及機(jī)制雖然不很清楚［9］，但基于心病和腦病龐大的患者群，可以預(yù)測(cè)未來(lái)心腦合病的發(fā)病率越來(lái)越高，致殘率和致死率將隨之飆升。中醫(yī)藥治療心腦血管疾病優(yōu)勢(shì)明顯，因而研究心腦合病的辨證施治及病因病機(jī)迫在眉睫。

復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類是信息論中熵方法和熵語(yǔ)言在非線性相關(guān)模式識(shí)別領(lǐng)域的具體應(yīng)用，該技術(shù)不對(duì)數(shù)據(jù)作剛性先行分割，而是遵照數(shù)據(jù)內(nèi)在關(guān)聯(lián)進(jìn)行自主聚類，實(shí)現(xiàn)無(wú)監(jiān)督地處理多變量多層次的復(fù)雜數(shù)據(jù)，適用于處理非線性數(shù)據(jù)，能夠客觀提取中醫(yī)證候相關(guān)四診信息指標(biāo)群［10］。它通過(guò)信息熵的關(guān)聯(lián)度實(shí)現(xiàn)，能夠度量變量之間的任意統(tǒng)計(jì)相關(guān)性，對(duì)變量的分布類型沒(méi)有任何特殊要求。把密切相關(guān)的指標(biāo)置于同一個(gè)集合中，而這樣的指標(biāo)集合正是中醫(yī)理論下證候的內(nèi)涵體現(xiàn)。

表2　四診信息熵聚類結(jié)果

信息熵聚類挖掘出十個(gè)結(jié)果，經(jīng)專家顧問(wèn)小組結(jié)合臨床經(jīng)驗(yàn)對(duì)挖掘結(jié)果進(jìn)行辨證討論，最后達(dá)成一致，建議心腦合病分為9個(gè)證型：①心腎陰虛，證候特征主要為胸隱痛、胸悶或心悸稍勞即甚，肢體不遂或麻木，精神不振，失眠多夢(mèng)，手足心熱，盜汗，少氣，腰痛綿綿，耳鳴如蟬，舌紅少苔，脈細(xì)數(shù)；②氣虛痰瘀，證候特征主要為胸悶稍勞即甚，肢體不遂或麻木，言謇，神疲乏力，少氣懶言，頭暈昏沉，身體困重，舌苔淡白，舌下脈絡(luò)紫色，脈細(xì)澀；③痰熱內(nèi)蘊(yùn)，證候特征主要為胸痛，肢體不遂或麻木，頭暈脹痛，心煩，語(yǔ)聲重濁，痰多黃稠，小便短黃，口氣臭，口唇青紫，舌態(tài)強(qiáng)硬，舌胖，苔黃厚膩，脈弦澀；④肝氣郁結(jié)，證候特征主要為胸悶、胸痛或心悸隨情緒波動(dòng)而變化，肢體不遂，煩躁易怒，舌淡紅，苔薄，脈弦；⑤氣血虧虛，證候特征主要為胸痛或胸悶，肢體不遂，頭隱痛，頭暈眼花，食少納呆，面色無(wú)華，甲色淺淡，語(yǔ)聲低微，脈細(xì)弱；⑥氣虛血瘀，證候特征主要為胸痛、胸悶稍勞即甚，肢體不遂或麻木，言謇，口角流涎，神疲乏力，頭暈昏沉，少氣懶言，舌苔薄白，舌紫色瘀斑，舌下脈絡(luò)紫色，脈細(xì)澀；⑦瘀血阻滯，證候特征主要為胸刺痛、痛處固定、入夜痛甚，肢體不遂或麻木，口眼或口舌歪斜，頭痛如針刺，口唇青紫，口干但不欲飲，舌紫黯，舌下脈絡(luò)紫色或瘀斑，脈沉澀；⑧脾腎陽(yáng)虛，證候特征主要為胸悶稍勞即甚，肢體麻木，腰膝酸軟或腰痛綿綿，神疲乏力、面色晄白，皮膚蒼白，胞瞼下垂，畏寒，苔色白，脈弱；⑨痰瘀互結(jié)，證候特征主要為胸刺痛痛處固定，胸悶，肢體不遂或麻木，頭暈昏沉，頭痛如針刺，咳聲重濁，痰多，口唇青紫，舌胖、苔厚膩，舌下脈絡(luò)紫色，脈弦滑。

本文通過(guò)對(duì)心腦合病數(shù)據(jù)進(jìn)行復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類的無(wú)監(jiān)督數(shù)據(jù)挖掘，發(fā)現(xiàn)復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法科學(xué)嚴(yán)謹(jǐn)、結(jié)果可靠，善于處理多變量多層次關(guān)系的能力與中醫(yī)資料非線性相吻合，自主聚類關(guān)聯(lián)的特點(diǎn)解決了中醫(yī)辨證依賴醫(yī)生主觀經(jīng)驗(yàn)判斷的弊端，適用于中醫(yī)證候的研究，挖掘出的9類證型在臨床皆較常見(jiàn)，實(shí)用性強(qiáng)。復(fù)雜系統(tǒng)熵聚類方法的引入，為中醫(yī)證候的客觀化研究開(kāi)辟了一條新途徑。

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（責(zé)任編輯：劉 壯）

*基金項(xiàng)目：科技部行業(yè)公益性項(xiàng)目（200807061）

通信作者：△楊關(guān)林，E-mail：yangguanlin945@163.com