基于复杂系统熵聚类方法研究心脑合病证候提取*

2016-06-24辽宁中医药大学110032王建华张会永杨关林

中国卫生统计 2016年2期

辽宁中医药大学（110032）王建华肖蕾张哲张会永杨关林

辽宁中医药大学（110032）王建华肖蕾张哲张会永杨关林△

【提要】目的研究心脑合病（即冠心病心绞痛合并动脉粥样硬化性血栓性脑梗死）患者的常见中医表现、证候分类及证候特征。方法制定临床流行病学调查表，收集982例心脑合病患者的症状、体征、舌象、脉象等中医四诊信息，采用频数统计及信息熵的聚类分析数据挖掘方法，对心脑合病的证候进行解读。结果心脑合病患者出现频率较高的四诊信息依次是：肢体不遂、胸闷、乏力、头晕、身体困重、神疲、少气懒言、胸痛、肢体麻木、舌下脉络紫色等；心脑合病患者证候分为9类：心肾阴虚、气虚痰瘀、痰热内蕴、肝气郁结、气血亏虚、气虚血瘀、瘀血阻滞、脾肾阳虚、痰瘀互结，并初步确定了各证候的特征。结论心脑合病中医证候可分9型，运用信息熵聚类分析的无监督分析方法研究证候分类及证候特征有一定的科学性、客观性和实用性。

【关键词】心脑合病冠心病心绞痛动脉粥样硬化性血栓性脑梗死信息熵聚类中医证候

冠心病心绞痛和动脉粥样硬化性血栓性脑梗死同属于动脉粥样硬化性疾病［1］，WTO统计显示全球冠心病心绞痛和动脉粥样硬化性血栓性脑梗死人口基数大，近年发病率也有逐年上升的趋势。随着生活方式的转变和人类疾病谱的改变，临床出现大量两病并发于同一个患者的病例［2］。杨关林教授基于多年临床和科研经验首次提出了“心脑合病”的概念［2-3］，研究冠心病心绞痛合并动脉粥样硬化性血栓性脑梗死的发病特点和治疗措施。中医药治疗心病和脑病有自己独到的见解和经验，但是对心脑合病的研究较少，目前还无证可循，阻碍了中医药优势的发挥。本研究进行了大样本流调，并采用信息熵聚类的无监督数据分析方法探索心脑合病的辨证分型，较好地避免掺入主观因素，为临床心脑合病的辨证提供较客观的依据。

资料来源

1.一般资料

所有病例来源于2009年5月到2010年7月，我国11家医院（辽宁中医药大学附属医院、中国医科大学附属盛京医院、辽宁中医药大学附属二院、中国中医研究院附属西苑医院、辽宁省血栓病中心、南京中医药大学附属医院、沈阳军区总医院、大连市中西医结合医院、抚顺市中医院、营口市中医院、丹东市中医院）住院部和门诊部收治的982例心脑合病患者，其中男性525例（53.46%），女性457例（46.54%），平均（67.92 ±9.86）岁；合并高血压者724例（73.73%）；合并糖尿病者286例（29.12%）；合并高脂血症者220例（22.40%）。有家族史者72例（7.33%）。

2.诊断标准

不稳定性心绞痛诊断标准依据中华医学会2007年公布的《不稳定性心绞痛诊断与治疗指南》［4］；稳定性心绞痛诊断标准依据《2007中国慢性稳定性心绞痛诊断与治疗指南》［5］；动脉粥样硬化性血栓性脑梗死诊断标准依据1995年中华医学会制定的《各类脑血管病诊断要点》［6］，并参照《中国脑血管病防治指南》（2005年）［7］。

3.纳入和排除标准

纳入标准：①符合冠心病心绞痛，同时符合动脉粥样硬化性血栓性脑梗死（2～8周）诊断标准；②年龄35～85岁；③签署知情同意书。排除标准：①风湿性心脏病、甲亢性心脏病、心肌炎、心肌病、高心病等非冠状动脉粥样硬化性心脏病；②心肌梗死，无症状性心肌缺血、缺血性心肌病等冠状动脉粥样硬化性心脏病；③脑栓塞、脑出血、短暂性脑缺血发作、腔隙性脑梗死；④除动脉粥样硬化以外其他原因的脑梗死，如动脉炎、脑肿瘤、脑外伤、脑寄生虫、代谢障碍、真性红细胞增多症、血栓性栓塞、颅内血管畸形、脑淀粉样变性等。

研究方法

1.制定临床流行病学调查信息采集表及信息采集

依据教材研究、文献研究、国标、行标、专家讨论等，制定心脑合病临床流行病学调查信息采集表。全部调查对象由经过培训的临床研究人员使用流行病学调查信息采集表进行问卷调查，一次性采集患者的一般情况及中医四诊信息。临床试验监查员对临床研究人员进行规范化操作培训并定期监查临床试验中心信息采集情况，以保证数据质量和研究进度。

2.建立数据库及指标筛选

双人同时将982份纸质流调表内容录入中国中医科学院中医基础医学研究所临床评价中心网络平台数据管理系统，建立数据库。对缺失、逻辑矛盾、异常或不能够确定的数据，以疑问表的形式进行质询，由研究者做出回答，完成数据的清洗。剔除出现频率＜5%、舍去对辨证无贡献、删掉共线性较强的指标。最终纳入分析的四诊指标共140个，其中31个为舌脉指标，109个为症状体征指标。盲态审核数据无疑问后，对数据库进行锁定。

3.统计分析软件

中国中医科学院中医基础医学研究所临床评价中心统计分析人员运用SAS12.0统计软件和Matlab R2006a对已锁定数据库中的四诊数据进行频数分析和信息熵聚类无监督的数据挖掘。

4.伦理要求

本研究严格遵守1975年制定的赫尔辛基宣言（1983年修订）关于伦理学的要求，并取得辽宁中医药大学附属医院伦理委员会批准的伦理批件（批件文号2010KT-001）。

结果

1.四诊信息的频数分布

对982例心脑合病患者的中医四诊信息进行频数频率的描述，出现频率大于30%的中医四诊指标的分布情况见表1。

表1　四诊信息的分布［例（%）］

2.证候的熵聚类结果

初步分析：结果1为心肾阴虚因子；结果2为气虚痰瘀因子；结果3为痰热内蕴因子；结果4为肝气郁结因子；结果5为气血亏虚因子；结果6为气虚血瘀因子；结果7单个四诊指标，无法辨证；结果8为瘀血阻滞因子；结果9为心肾阴虚因子；结果10为脾肾阳虚，痰瘀互结因子。

讨论

动脉粥样硬化病变部位同时累及心和脑，多为心脑合病。有研究报道脑血管病患者中约78.1%～90.2%有心电图异常，12.7%可并发心脑梗死，而这类心脏病患者中，约10%～45%可合并发生脑卒中［8］。心脑合病中，心病与脑病发病的先后及机制虽然不很清楚［9］，但基于心病和脑病庞大的患者群，可以预测未来心脑合病的发病率越来越高，致残率和致死率将随之飙升。中医药治疗心脑血管疾病优势明显，因而研究心脑合病的辨证施治及病因病机迫在眉睫。

复杂系统熵聚类是信息论中熵方法和熵语言在非线性相关模式识别领域的具体应用，该技术不对数据作刚性先行分割，而是遵照数据内在关联进行自主聚类，实现无监督地处理多变量多层次的复杂数据，适用于处理非线性数据，能够客观提取中医证候相关四诊信息指标群［10］。它通过信息熵的关联度实现，能够度量变量之间的任意统计相关性，对变量的分布类型没有任何特殊要求。把密切相关的指标置于同一个集合中，而这样的指标集合正是中医理论下证候的内涵体现。

表2　四诊信息熵聚类结果

信息熵聚类挖掘出十个结果，经专家顾问小组结合临床经验对挖掘结果进行辨证讨论，最后达成一致，建议心脑合病分为9个证型：①心肾阴虚，证候特征主要为胸隐痛、胸闷或心悸稍劳即甚，肢体不遂或麻木，精神不振，失眠多梦，手足心热，盗汗，少气，腰痛绵绵，耳鸣如蝉，舌红少苔，脉细数；②气虚痰瘀，证候特征主要为胸闷稍劳即甚，肢体不遂或麻木，言謇，神疲乏力，少气懒言，头晕昏沉，身体困重，舌苔淡白，舌下脉络紫色，脉细涩；③痰热内蕴，证候特征主要为胸痛，肢体不遂或麻木，头晕胀痛，心烦，语声重浊，痰多黄稠，小便短黄，口气臭，口唇青紫，舌态强硬，舌胖，苔黄厚腻，脉弦涩；④肝气郁结，证候特征主要为胸闷、胸痛或心悸随情绪波动而变化，肢体不遂，烦躁易怒，舌淡红，苔薄，脉弦；⑤气血亏虚，证候特征主要为胸痛或胸闷，肢体不遂，头隐痛，头晕眼花，食少纳呆，面色无华，甲色浅淡，语声低微，脉细弱；⑥气虚血瘀，证候特征主要为胸痛、胸闷稍劳即甚，肢体不遂或麻木，言謇，口角流涎，神疲乏力，头晕昏沉，少气懒言，舌苔薄白，舌紫色瘀斑，舌下脉络紫色，脉细涩；⑦瘀血阻滞，证候特征主要为胸刺痛、痛处固定、入夜痛甚，肢体不遂或麻木，口眼或口舌歪斜，头痛如针刺，口唇青紫，口干但不欲饮，舌紫黯，舌下脉络紫色或瘀斑，脉沉涩；⑧脾肾阳虚，证候特征主要为胸闷稍劳即甚，肢体麻木，腰膝酸软或腰痛绵绵，神疲乏力、面色晄白，皮肤苍白，胞睑下垂，畏寒，苔色白，脉弱；⑨痰瘀互结，证候特征主要为胸刺痛痛处固定，胸闷，肢体不遂或麻木，头晕昏沉，头痛如针刺，咳声重浊，痰多，口唇青紫，舌胖、苔厚腻，舌下脉络紫色，脉弦滑。

本文通过对心脑合病数据进行复杂系统熵聚类的无监督数据挖掘，发现复杂系统熵聚类方法科学严谨、结果可靠，善于处理多变量多层次关系的能力与中医资料非线性相吻合，自主聚类关联的特点解决了中医辨证依赖医生主观经验判断的弊端，适用于中医证候的研究，挖掘出的9类证型在临床皆较常见，实用性强。复杂系统熵聚类方法的引入，为中医证候的客观化研究开辟了一条新途径。

参考文献

［1］世界卫生组织——心血管疾病预防.心血管风险评估和管理袖珍指南.日内瓦：世界卫生组织，2008，1.

［2］张艳，杨关林，阎峻，等.心脑动脉粥样硬化中医证型与血脂的相关性研究.辽宁中医杂志，2010，37（3）：419-420.

［3］袁东超，李艳娟，张哲，等.基于logistic分析的心脑合病痰瘀互结证诊断探索.中国卫生统计，2014，31（2）：312-314.

［4］中华医学会心血管病学分会.不稳定性心绞痛和非ST段抬高心肌梗死诊断与治疗指南.中华心血管病杂志，2007，35（4）：295-304.

［5］中国《慢性稳定性心绞痛诊断与治疗指南》新闻发布会暨高层专家研讨会.慢性稳定性心绞痛诊断与治疗指南.中华心血管病杂志，2007，35（3）：195-206.

［6］中华医学会第四届全国脑血管病学术会议.各类脑血管病诊断要点.中华神经内科杂志，1996，29（6）：379-395.

［7］中华医学会神经病学分会第六届全国脑血管病学术会议.中国脑血管病防治指南.中风与神经疾病杂志，2005，22（5）：388-393.

［8］张艳.心脑动脉粥样硬化的中医研究.首届全国中西医结合脑心同治学术交流会暨脑心同治专业委员会成立大会论文集，2011：157-159.

［9］王建华，张哲，肖蕾，等.982例心脑合病患者发病特点分析.中医杂志，2014，55（1）：38-41.

［10］高怀林，吴以岭，陈静，等.基于熵的分划方法在中医证候研究中的应用.系统仿真学报，2009，21（6）：1760-1768.

（责任编辑：刘壮）