基于數(shù)據(jù)挖掘分析羌醫(yī)藥養(yǎng)生驗方用藥規(guī)律

邢 杰，趙洋洋，李 麗，詹茂玲，李 飛，楊文宇

(西華大學(xué) 食品與生物工程學(xué)院，四川 成都 610039)

羌醫(yī)藥早在公元四世紀時就已經(jīng)開始發(fā)展，但由于歷史上羌族沒有自己的文字，故其醫(yī)學(xué)經(jīng)驗的傳承全部依靠歷代口耳相傳[1-2]。據(jù)了解，我國有90%以上的羌族人口居住在汶川、北川、理縣、茂縣等地震重災(zāi)區(qū)。此次自然災(zāi)害對羌族的打擊尤為巨大，為了不使羌族醫(yī)藥就此逐漸湮滅，眾多學(xué)者在災(zāi)后對羌族醫(yī)藥和文化現(xiàn)狀進行走訪調(diào)研，整理出大量的羌族醫(yī)藥中具有民族特色的、預(yù)防與治療相結(jié)合的羌醫(yī)藥處方。但是，羌醫(yī)驗方均來自于羌族民間醫(yī)生的經(jīng)驗藥方，由于沒有系統(tǒng)的理論支持，僅靠經(jīng)驗，其治療和預(yù)防疾病的規(guī)律不甚清楚[3-7]。據(jù)了解，各味中草藥之間相容性是具有特定的規(guī)則和模式的，然而羌醫(yī)藥沒有系統(tǒng)的理論體系支撐[8-9]，我們可以利用數(shù)據(jù)挖掘的方法，通過算法對羌醫(yī)驗方中可能蘊含的規(guī)律進行統(tǒng)計挖掘，希望其能夠?qū)η坚t(yī)藥的發(fā)展提供一些幫助[10]。本文通過搜集整理藥食兩用羌醫(yī)養(yǎng)生驗方，運用數(shù)據(jù)挖掘軟件對羌醫(yī)養(yǎng)生驗方中蘊含的規(guī)律進行初步探討。

1 數(shù)據(jù)來源與方法

1.1 資料來源

本文數(shù)據(jù)來源于對羌族民間驗方和單方的整理匯總，建立原始數(shù)據(jù)庫，為后續(xù)研究其規(guī)律特征奠定基礎(chǔ)。

1.2 納入標準和排除標準

在原始數(shù)據(jù)庫建立的基礎(chǔ)上，將有毒、有害以及目前不再使用的動植物藥排除，例如曼陀羅子、麻黃、硼砂、明礬、白礬、麝香、亂頭發(fā)、鐵棒槌、川烏、全蝎、藜蘆、蕪花、黃占、附子等；另外，排除方劑當中的調(diào)味品，如鹽、味精、醬油、醋油等，其余藥物均納入數(shù)據(jù)庫中。

1.3 規(guī)范名稱

在民間，同一種藥品往往會有不同的名稱，在形成一個相對完備的數(shù)據(jù)庫之后，為了避免造成統(tǒng)計學(xué)上的誤差，依據(jù)《中國藥典》2020版[11]，將數(shù)據(jù)庫中所有中藥名稱進行規(guī)范，其中將蚯蚓→地龍；桂圓→龍眼肉；橘皮→陳皮等[12]。

1.4 方法

1.4.1 原始數(shù)據(jù)庫的建立 從搜集羌藥養(yǎng)生驗方資料，到完成資料的整理歸類，按照標準排除無用方劑、無用藥品、規(guī)范中藥名稱這一系列操作后，將篩選出的藥物錄入Excel表中，至此，原始數(shù)據(jù)庫已經(jīng)初具雛形，后續(xù)數(shù)據(jù)處理均基于此數(shù)據(jù)庫，按照需求不同進行取舍。

1.4.2 數(shù)據(jù)分析 基于已建立的數(shù)據(jù)庫，運用Excel建立數(shù)據(jù)透視表，統(tǒng)計藥物頻次、頻率，篩選頻次≥3的為高頻藥物，建立藥物矩陣；從性味歸經(jīng)入手，統(tǒng)計頻次、頻率，用雷達圖表現(xiàn)其規(guī)律。另外，用SPSS-Modeler 14.1，導(dǎo)入高頻藥物矩陣，共計85個字段，即共計85味藥物；設(shè)置字段數(shù)<3為弱鏈接，字段數(shù)≥6為強鏈接，其余即為中鏈接，用該軟件分析其藥對配伍規(guī)律，得到網(wǎng)絡(luò)圖及藥對出現(xiàn)的頻次。

2 結(jié)果

2.1 高頻藥物及性味歸經(jīng)頻次分析(≥3)

羌藥養(yǎng)生驗方中，頻次≥3的藥物共有85味，其中前5味藥材分別為生姜(55次，8.58%)、大棗(51次，7.96%)、蜂蜜(34次，5.30%)、山藥(23次，3.59%)、黨參(22次，3.43%)；另外，將數(shù)據(jù)庫中的高頻藥物(≥3)，參照《中華人民共和國藥典》2020版[11]、《中藥學(xué)》[13]對其性味歸經(jīng)進行規(guī)范統(tǒng)計，統(tǒng)計結(jié)果具體見表1。

表1 藥食兩用羌藥高頻藥物頻次及性味歸經(jīng)總覽

續(xù)表1

2.1.1 四氣五味 根據(jù)表1數(shù)據(jù)，對四氣五味進行統(tǒng)計，涉及辛、酸、甘、苦、咸、澀和寒、熱、溫、平，性味累計頻率分別為119次和85次。統(tǒng)計結(jié)果顯示，在性味中頻次較高的分別為溫(31，36.47%)、寒(25，29.41%)、平(22，25.88%)；甘(47，39.50%)、辛(29，24.37%)、苦(27，22.69%)。85味中藥的性味以及頻次統(tǒng)計見表2，雷達圖如圖1所示。

表2 四氣五味頻次統(tǒng)計

圖1 四氣五味雷達分布

2.1.2 歸經(jīng) 根據(jù)表2數(shù)據(jù)，對其歸經(jīng)進行規(guī)范統(tǒng)計，共計85味藥材，涉及肺、脾、胃、肝、心、腎、大腸、膀胱、小腸、膽，歸經(jīng)累積頻率為217次。統(tǒng)計結(jié)果顯示，在歸經(jīng)中頻次較高的分別為肺(37，17.05%)、脾(35，16.13%)、胃(35，16.13%)、肝(31，14.29%)。85味中藥的歸經(jīng)以及頻次統(tǒng)計見表3，雷達圖如圖2所示。

表3 歸經(jīng)頻次統(tǒng)計

圖2 歸經(jīng)雷達分布

2.2 配伍規(guī)律

2.2.1 藥對配伍網(wǎng)絡(luò)圖 為了探索數(shù)據(jù)庫當中各藥對之間的配伍規(guī)律，利用SPSS-Modeler14.1統(tǒng)計軟件，建立數(shù)據(jù)源-類型-網(wǎng)絡(luò)的關(guān)聯(lián)規(guī)則數(shù)據(jù)流，運行數(shù)據(jù)流，輸出結(jié)果如表4，鏈接數(shù)代表兩個藥物共同出現(xiàn)在一個處方當中的次數(shù)(僅展示強鏈接與中鏈接)；另外，藥對之間的配伍規(guī)律如圖3的網(wǎng)絡(luò)圖所示。

表4 藥食兩用羌藥藥對配伍規(guī)律

圖3 藥對配伍網(wǎng)絡(luò)

2.2.2 關(guān)聯(lián)規(guī)則分析 基于藥對之間的規(guī)律，運用Apriori算法建立關(guān)聯(lián)規(guī)則模型，進一步挖掘不同中藥之間的配伍關(guān)系[14]。用X、Y代表關(guān)聯(lián)規(guī)則的真子集，其中X為前提，即稱為前項；Y為結(jié)果，稱為后項。前項可以有很多個，但是后項只有一個。關(guān)聯(lián)規(guī)則反映的是前項中所出現(xiàn)的項目，在后項中也隨之出現(xiàn)的一個規(guī)律[15]。軟件中所涉及到的參數(shù)，其具體含義如下：關(guān)聯(lián)規(guī)則簡單來說就是通過算法實現(xiàn)對大量數(shù)據(jù)之間隱藏的相關(guān)性及其規(guī)律的挖掘。為了從所有可能的規(guī)則集中選擇有意義的規(guī)則，支持度和置信度的最小閾值是兩個重要的約束條件[8]。支持度簡單來講就是前項與后項兩者同時出現(xiàn)的頻率；置信度就是指基于前項出現(xiàn)后，后項出現(xiàn)的可能性；提升度是指基于此關(guān)聯(lián)規(guī)則條件下，能夠得到的效果好壞的一個度量[16]。通常情況下，當提升度>1時，我們認為此規(guī)則所預(yù)測的結(jié)果是有效的[17]。設(shè)定最小支持度為2%，最小置信度為20%，最大前項數(shù)為2，得到了7組高頻藥對，具體如表5。

表5 藥食兩用羌藥關(guān)聯(lián)規(guī)則分析

3 討論

在甲骨文中就有對羌族的記載，由此可見其歷史的悠久。在漫漫歷史長河中，逐漸流傳下來一套具有民族特色的樸素的治療手段，將預(yù)防與治療相結(jié)合，對患者的身心同時進行治療。其中包含著如藥酒、煲湯、飲茶、藥膳等養(yǎng)生保健的方法[18]，常見的藥膳菜有：強身補腎的羊肉附片湯；補血益氣的黃芪燉雞、黨參燉豬肉；滋陰補肺的蟲草燉鴨等[19]。比如在如今這個人們都開始注重養(yǎng)生的時代，藥食兩用的羌醫(yī)藥就越來越受到廣泛的關(guān)注，但由于羌族的歷史上沒有自己的文字，這些治療手段只能依靠歷代口耳相傳，因此沒有一套系統(tǒng)的相對科學(xué)的理論體系。本文運用計算機數(shù)據(jù)挖掘的方法，基于一系列養(yǎng)生驗方的基礎(chǔ)，分析了藥食兩用的羌族醫(yī)藥用藥的初步規(guī)律。另外，在統(tǒng)計分析的過程當中，對于各味藥材的基原并未進行深入探究，在后續(xù)的研究中會做進一步的探討。

在上述統(tǒng)計挖掘中，得到藥品頻次≥3的藥物共有85味，其中生姜、大棗、蜂蜜、山藥、黨參、陳皮、大蒜、當歸、大黃、枸杞、胡椒、龍眼肉、百合、黃芪、山楂為頻次最高的前15種藥物。揭開羌醫(yī)藥神奇的面紗，其實這十幾味藥材，或者說是食材在我們?nèi)粘Ｉ钪幸彩呛艹Ｒ姷模纱丝梢姡坚t(yī)藥作為藥膳，具有治療和預(yù)防疾病的功能已經(jīng)得到普遍的認可，其養(yǎng)生功效可見一斑。

對上述養(yǎng)生驗方中所涉及到的藥材的性味歸進行統(tǒng)計分析，發(fā)現(xiàn)涉及“五味”和“四氣”累計頻率分別為119次和85次。統(tǒng)計結(jié)果顯示，其中頻次較高的分別為溫(31，36.47%)、寒(25，29.41%)、平(22，25.88%)；甘(47，39.50%)、辛(29，24.37%)、苦(27，22.69%)。由此我們可以見微知著，養(yǎng)生驗方當中藥性多以溫平為主，其主要功效為溫里散寒、暖肝散結(jié)、溫經(jīng)通絡(luò)等；五味當中，甘具有調(diào)和藥性的作用；辛可以發(fā)散、行氣血；而苦則可以瀉下、清火[13]。另外，對上述養(yǎng)生驗方中所涉及到的藥材的歸經(jīng)進行統(tǒng)計分析，涉及肺、脾、胃、肝、心、腎、大腸、膀胱、小腸、膽，歸經(jīng)累積頻率為217次。統(tǒng)計結(jié)果顯示，在歸經(jīng)中頻次較高的分別為肺(37，17.05%)、脾(35，16.13%)、胃(35，16.13%)、肝(31，14.29%)。說明養(yǎng)生驗方中的藥物大多作用于肺、脾、胃、肝這些部位，同時，這些臟腑也是平常我們養(yǎng)生需要重點養(yǎng)護的部位。綜上所述，此次研究的這些羌醫(yī)驗方所具有的養(yǎng)生功效是有依據(jù)的。

為了探索數(shù)據(jù)庫當中各藥對之間的配伍規(guī)律，利用數(shù)據(jù)軟件對養(yǎng)生驗方進行了分析，由此得到了3個高頻藥對，分別為山藥-黨參、生姜-大棗、黨參-黃芪；23個中頻藥對，詳見表4，藥對之間的配伍規(guī)律用網(wǎng)絡(luò)圖(圖3)直觀表現(xiàn)。其中，山藥與黨參均有補血、補氣的功效，兩者配合使用有治療脾虛泄瀉的功效；生姜和大棗二者配合使用，可以有安神補血、健脾益氣的作用，一般用于治療脾胃虛寒等疾病；黃芪和黨參二者都是補氣的藥物，可以治療食欲不振、肚子脹等疾病；而黃芪也補脾氣、肺氣，不僅可以治療脾虛，也可以治療肺虛咳喘[20]。以上高頻的3組藥對，均為中藥配伍中常用的藥對，分析養(yǎng)生羌藥的配伍規(guī)律，有利于為挖掘新的藥對配伍提供依據(jù)。

基于已經(jīng)挖掘出來的藥對之間的規(guī)律，運用Apriori建立關(guān)聯(lián)規(guī)則模型，進一步挖掘不同中藥之間的配伍關(guān)系，得到7組高頻藥對，分別為：黨參→山藥；山藥→黨參；當歸→黨參；黨參→黃芪；大蒜→生姜；黨參→當歸；黨參→生姜；以上7組藥對，屬于從數(shù)據(jù)庫中挖掘出的新的藥物配伍方法，其提升度都>1，意味著以上藥對之間有著較強的相關(guān)性，具有很大的參考性。

綜上所述，本文基于數(shù)據(jù)挖掘?qū)η坚t(yī)驗方中可能蘊含的規(guī)律進行統(tǒng)計挖掘，通過搜集整理藥食兩用羌醫(yī)養(yǎng)生驗方，統(tǒng)計挖掘藥物頻次、性味歸經(jīng)、關(guān)聯(lián)規(guī)則等方面的規(guī)律，為后續(xù)學(xué)者對羌醫(yī)藥的研究提供參考，以期能夠?qū)η坚t(yī)藥的發(fā)展提供參考。