数据挖掘含有化橘红的组方规律*

倪穗琴，邓淑仪，陈　洁，张　晨广州市第一人民医院药学部，广东广州5080；广州医科大学药学院



数据挖掘含有化橘红的组方规律*

倪穗琴1，邓淑仪2，陈洁1，张晨1
1广州市第一人民医院药学部，广东广州510180；2广州医科大学药学院

目的：探讨含有化橘红的组方，从而分析化橘红的临床用药规律。方法：通过查阅中药部颁标准，筛选符合条件的含有中药化橘红的处方，利用中医传承辅助系统构建数据库，使用软件的统计报表、数据分析模块，采用关联规则等数据挖掘方法分析含有化橘红处方中单味药物频次、药物组合频次、关联规则与核心药物组合等。结果：对筛选出的45首含有化橘红的处方进行分析，确定处方中各种药物的用药频次，药物之间的关联规则，演化得到核心组合12个，候选新处方6个。结论：对中药部颁标准含有化橘红的处方进行数据分析，发现与化橘红关联较为密切的有甘草、茯苓、苦杏仁等，而且含有化橘红的处方当中化橘红的主要作用是止咳化痰、清热解毒等。

化橘红；数据挖掘；中医传承辅助平台；关联规则；组方规律

广东省道地药材化橘红（Exocarpium Citri Grandis，ECG）富含多糖类、黄酮类、挥发油类等成分。目前，化橘红主要用于中药配伍和作为中成药的原料药。现有产品的开发集中于化橘红多糖、挥发油成分，如止咳橘红口服液、橘红痰咳胶囊等，均为化痰止咳类药［1］。本研究将对中药部颁标准里所收载的含有化橘红的处方进行分析研究，并利用中医传承辅助平台进行数据挖掘，分析归纳中药部颁标准中含有化橘红处方的用药规律，找出其常用的药物组合及其关联规则。

1　资料与方法

1.1处方收集本实验研究对《中药部颁标准》里含化橘红的方剂进行筛选［2-3］，筛选出含有广东道地药材化橘红的处方，共收集到处方45首。

1.2分析软件本研究利用中国中医科学院中药研究所支持研发的“中医传承辅助平台（V2.0）”进行研究。该平台由中国中医科学院中药研究所杨洪军研究员提供［4］，软件集关联规则和熵聚类等数据挖掘方法于一体，用于中医临床数据的储存和分析。

1.3处方的录入与核对将上述筛选的处方录入中医传承辅助平台（V2.0）。对所查方剂中的中药名称进行统一规范，如苦杏仁（去皮炒）、苦杏仁（炒）录入时均录为“苦杏仁”。考虑到在输入数据的过程中可能出现人为错误，故在所有数据输入完成后，由双人分别单独对输入的数据进行审核，以此来确保输入数据的准确性，减少系统误差，从而为数据分析挖掘的核心组合、候选处方的可靠性提供保障。

1.4数据挖掘分析过程通过“中医传承辅助平台（V2.0）”软件中“数据分析”模块的“方剂分析”功能，进行用药规律分析。第一步：提取出数据源，提取出所有含有化橘红的处方数据。第二步：药物使用的“频次统计”，将所有方剂中每味药物的出现频次按照从大到小的顺序进行排序，并可以将“频次统计”结果导出。第三步：方剂“组方规律”分析，支持度个数设为10，置信度设为0.9，按照药物组合出现频次从大到小的顺序进行排序，并通过“规则分析”模块，分析所得组合中的方剂组方用药规则。第四步：“新方分析”，首先将数据源进行聚类分析，其核心算法包括改进之后的互信息法和复杂系统熵聚类方法。在聚类分析之前，先要选择合适的相关度和惩罚度，然后点击“提取组合”按钮，得到新的组方，其核心算法为无监督的熵层次聚类，并可以将所有结果进行网络可视化展示。

2　结果

2.1常用药物频次分析对筛选出来的45首处方进行药物“频次统计”，得出45首方剂共包含331味中药，各种药物的使用频次总和为978次。将频次大于9的药物使用频次及所占百分比（每种药物的使用频次/药物使用频次的总和）按使用频次从高到低进行排序。见表1。

表1　含有化橘红的45首方剂的药物频次统计

2.2基于关联规则分析的方剂分析

2.2.1基于关联规则分析的方剂组方规律分析将数据源中导出的的组方数据进行“组方规律”分析，“支持度个数”设为10，“置信度”设为0.9，将所得结果按照药物组合出现频次从大到小的顺序进行排序，出现频次在10次以上的组合，见表2。网络可视化，见图1。

表2　基于关联规则分析的方剂组方规律分析

图1　基于关联规则分析的方剂组方规律分析的网络可视化图

2.2.2基于关联规则分析的方剂组方规则分析将数据源中导出的数据进行方剂“规则分析”，分析以上所得药对的用药规则，置信度在0.9以上的关联规则。见表3。

表3　基于关联规则分析的方剂组方规则分析

2.3基于熵方法的方剂组方规律分析

2.3.1基于改进的互信息法的药物间关联度分析根据所有方剂的数量，结合经验判断和不同参数提取出数据的预读，设置相关度为8，惩罚度为3，进行聚类分析，得到含有化橘红处方的331味中药两两之间的关联度，将关联度在0.090以上的18个药对进行列表。见表4。

表4　基于改进的互信息法的药物间关联度分析

2.3.2基于复杂系统熵聚类的核心组合分析以改进的互信息法的分析结果为基础，按照相关度和惩罚度的约束，基于复杂系统熵聚类演化出3味药的核心组合共计42个。见表5。

表5　基于复杂系统熵聚类的含有化橘红方剂的核心组合

2.3.3基于无监督的熵层次聚类的新处方分析在以上核心组合提取的基础上，点击“提取组合”按钮，通过无监督的熵层次聚类算法，可以得到12个核心组合，见表6。网络可视化，见图2。将这12个核心组合进一步聚类，便得到6个候选新处方，见表7。网络可视化，见图3。

表6　用于新方聚类的核心组合

图2　用于新方聚类的核心组合网络可视化图

表7　基于熵层次聚类分析的候选新处方

图3　基于熵层次聚类分析的候选新处方网络可视化图

2.4核心药物组合深度分析根据表2中所示高频次药物组合，选取其中频次较高且具有代表性的两个组合“化橘红-甘草”“化橘红-茯苓”进行深度分析，分别设置支持度为30%，40%，50%，置信度设置为0.95，制作不同支持度条件下的药物组合网络图，“化橘红-甘草”的见图4-1至图4-3，“化橘红-茯苓”的见图5-1至图5-3。

图4　化橘红-甘草

图5　化橘红-茯苓

3　讨论

利用中医传承辅助系统平台对中药部颁标准中含有化橘红的45首处方进行药物频次及药效分类的数据分析，可以从得到的结果中发现含有广东地道中药材化橘红的处方中常用的中药有化橘红、甘草、苦杏仁、茯苓、黄芩、桔梗和木香等，常用的中药一般具有理气、清热解毒、化痰、燥湿等功能，这与化橘红本身所具有的理气宽中，燥湿化痰，散寒兼消食的功效相对应。

将数据源导出的方剂进行“组方规律”和“规则分析”，将处方中出现频次比较多、关联程度比较高的药对组合，发现常用的药物组合有“化橘红-甘草”“化橘红-茯苓”“化橘红-苦杏仁”“化橘红-黄芩”“化橘红-桔梗”等，它们之间的置信度基本都达到1的高度。特别是甘草的使用率更高，因为甘草具有“补脾益气，清热解毒，祛痰止咳，缓急止痛，调和诸药”的功效，少量的甘草加入处方当中可以调和诸药，使每种药物都可以达到最大利用率，发挥最佳的疗效。

根据方剂数量及经验判断和不同参数预读所设置的合适的相关度、惩罚度来约束，该实验得到更多的两两药物之间的药对系数，并且可以由此得到含有化橘红的45首处方的核心组合和由系统分析得到两组相关的核心组合组成的候选新处方，这些处方分析前人的用药规律，具有一定的可行性，可以作为一些处方的基础来应用于临床医疗中检验它们的可靠性。选取核心药物组合中最高且具有代表性的两个组合“化橘红-甘草”和“化橘红-茯苓”进行深度分析，设置支持度分别约为30%、40%、50%，得到不同支持度条件下的药物组合网络图［5］。由图4系列和图5系列，支持度为30%时，显示出的药物数量较多，可以较全面的显示出药物组合的临床使用情况；支持度为50%时，显示的是使用频率最高的核心药物组合，同时可清晰看出化橘红的一药多效的特点［6-11］。同时本研究综合图4系列与图5系列可以看出，支持度≥40%时，化橘红与甘草、茯苓、苦杏仁的组合关系最为密切，这些药物的性状或苦或温，都可以归属于脾、肺经，而且除了茯苓之外均具有止咳化痰的功效，诸药合用，从多途径增强化痰止咳之效［12-15］。同时这些药物都具有一定燥湿健脾的疗效，可以发挥中药一药多效的特点。由此可见，化橘红在不同的处方中可发挥不同的功效，但也离不开化橘红止咳化痰这一主要疗效。

综上所述，本研究应用数据挖掘方法对中药部颁标准中含有中药化橘红的45首处方用药规律进行了挖掘研究，展示并比较分析了不同支持度条件下的药物组合特点，获得了既往传统研究所未发现的新知识、新信息，为化橘红药物用药规律的深入挖掘和传承提供了参考。

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Data Mining on Composition Principles of Prescriptions Contained HuaJuHong

NI Suiqin1，DENG Shuyi2，CHEN Jie1，ZHANG Chen1
1 Pharmacy Department of Guangzhou Municipality First People's Hospital，Guangzhou 510180，China；2 Pharmacy Department of Guangzhou Medical University

Objective：To analyze clinical medication rules of HuaJuHong（Exocarpium Citrus Grandis）by exploring the composition of the prescriptions which contain HuaJuHong.Methods：By consulting the standard issued by institute of Traditional Chinese Medicine（TCM），prescriptions contained HuaJuHong which meet standard were selected.Database was built by using TCM inheritance system，the frequency of single herbs，drug combinations，association rule and core drug combinations of the prescription contained HuaJuHong were analyzed by the statistical report，data analysis module and association rules.Results：All 45 selected prescriptions were analyzed to ensure the frequency of different drugs in the prescriptions，association rules between the herbs，12 compounds and six new prescriptions were obtained.Conclusion：After analyzing the prescription contained HuaJuHong which meet the standard issued by the institute of TCM，it is found that the herbs closely related to HuaJuHong are GanCao（Glycyrrhiza uralensis Fisch），FuLing［Poria cocos（Schw.）Wolf］，KuXingRen（Semen Armeniacae Amarum.）and others，and the main functions of HuaJuHong in the prescriptions are stopping the cough and eliminating phlegm，heat clearing and detoxifying and others.

HuaJuHong；data mining；TCM inherritance system；association rules；composition principle

R289

A

1004-6852（2016）05-0048-05

2015-12-15

2013年广东省自筹经费类科技计划项目。

倪穗琴（1975—），女，硕士学位，副主任药师。研究方向：临床药学、医院药学和药物临床实验研究。