基于知识图谱对失眠辨证论治规律的探析

迟辉 李新龙 高颖

辨证论治是中医学的基本特征，是以医师为主体、个体化的诊疗过程[1]，多以一种隐性的形式存在于医师的思维里，体现于诊疗实践中，这种隐性知识的充分发掘是中医传承和发展的关键[2]。目前中医经验传承研究多以数据挖掘为主，可视化方法的应用探索较为缺乏。知识图谱技术能够从海量文本和图像中抽取结构化的知识，发现中医药概念或知识资源之间的潜在联系[3]，为中医师辨证论治体系中隐性知识的可视化提供了可能[4]。因此，本研究引入知识图谱技术，以失眠为例，运用社区探测算法和模块划分功能，对中医师辨证论治失眠的规律进行初步的可视化分析，为中医临证规律研究探索新的方法，并为临床诊治失眠提供参考。

1 资料与方法

1.1 一般资料

采集2015年5月至2019年4月期间北京中医大学东直门医院高颖教授门诊病例数据库中失眠患者的诊疗信息，最终纳入204例共349诊次数据，其中女性135例(66.2%)，236诊次(67.6%)；患者年龄(51.2±14.1)[19，86]岁；患者就诊次数最少1次，最多13次，中位就诊次数1次；病程最短1月，最长48年，平均6.99年。

1.2 纳排标准

纳入标准：(1)参照相关指南[5]，以失眠为主诉且第一诊断为失眠的患者；(2)年龄在18周岁以上；(3)患者病案书写完整，包括人口学特征、主诉与病史、四诊信息(主症、次症、舌脉等)、处方等。排除标准：(1)诊断或病史记录中，合并尚未得到有效控制或者严重疾病，如恶性肿瘤、各种原因引起的持续疼痛、皮肤瘙痒、神经肌肉疾病、严重精神障碍等；(2)孕期或哺乳期患者。

1.3 数据采集与质控

全部数据由双人分别录入数据库，并对原始的病历及处方以影像资料形式在数据库中存档，录入完成后，并库检查，核对录入数据的完整性和正确性。数据录入出现异常或存疑时，通过原始资料进行核对。

1.4 数据预处理

参照业内相关标准和共识[6-8]制定预处理规则，参考团队前期“人机结合，以人为主” 的数据预处理策略[9]，采用“统一、拆分、修正”三种预处理方法。处理规则先由专家审定，根据专家反馈意见，确认或再修订后执行批处理。

1.5 统计学处理

数据采用SPSS 20.0统计软件进行分析，对采集信息进行一般描述统计，正态分布的计量资料采用均数±标准差(M±SD)描述，非正态分布资料采用中位数和四分位数描述。以患者就诊诊次为依据，构建失眠的症状、中药的同质网络，采用Liquorice(V1.1.0)软件对其进行共现分析，并将共现矩阵数据导入Gephi(V0.9.2)软件，进行可视化分析及展示。在Gephi中，采用社区探测算法分别对症状、药物数据进行模块划分，解析度设为0.93。

2 结果

2.1 症状共现分析

纳入的失眠患者共涵盖139种症状，其中失眠主症6种，次症107种，舌象16种，脉象10种。主症出现频次依次为“入睡困难(279次，以下单位略)、易醒(202)、睡眠表浅(117)、多梦(112)、醒后难入睡(81)、早醒(34)”，出现频次前10位的次症分别为：烦躁(108)、口干(92)、多汗(73)、便溏(71)、心悸(68)、头昏沉(59)、头晕(56)、疲倦(54)、耳鸣(51)、口苦(48)。出现频次前10位的舌脉分别为：脉弦(210)、舌暗(188)、舌红(160)、脉细(157)、苔黄(142)、苔白(141)、苔腻(121)、脉沉(116)、舌淡(104)、脉滑(88)。依据病例序号及诊次，对同时出现于某一诊次的两个症状进行共现分析，频次分布前20位的共现症状见表1。

表1 门诊症状共现频次表

以症状为点，点与点间的连线表示各症状间的共现关系，构建症状共现图谱。见图1。点的权重为某症状的出现频率，频率越高，则点的直径越大；边的权重为两症状的共现频率，频率越高，则连线越粗。社区探测共形成4个模块。见图2。模块间区分度(Modularity)0.0795。

图1 症状共现分析图谱

图2 症状模块划分图谱

2.2 中药共现分析

本研究共涵盖中药186种，其中出现频次前20位(频数>70且频率>20%)的中药依次为：酸枣仁(317次，以下药物单位皆为次，省略)、合欢皮(294)、生龙骨(251)、生牡蛎(242)、丹参(238)、柴胡(209)、五味子(175)、夜交藤(151)、当归(148)、白芍(145)、珍珠粉(124)、黄芩(114)、茯神(104)、知母(104)、清半夏(94)、郁金(85)、炒白术(75)、陈皮(75)、莲子心(75)、百合(72)。对出现于同一处方的两种药物进行共现分析。见图3。前20位共现中药频次分布见表2。运用社区探测算法对药物进行模块划分，共形成4个模块。模块间区分度(Modularity)0.0793。见图4。

表2 中药共现频次表

图3 中药共现分析图谱

图4 中药模块划分图谱

3 讨论

3.1 共现分析

失眠基本病机是脏腑气血功能失调，阴不纳阳或阳不入阴，故心神不安。病位主要在心，与肝(胆)、脾(胃)、肾等均相关。就其病性，《景岳全书·不寐》云：“有邪者多实证,无邪者皆虚证”。

症状共现分析可见失眠主症以入睡困难、睡眠表浅、易醒最为多见，且共同出现频率最高，早醒频次最低，提示临床患者3种主症同时存在居多。药物共现分析可见高频药物以入心经为主，因心藏神，主神明，“神不安则不寐”，故安神药物首选入心经药物。在心经药物中，按具体功效划分又有四类不同应用：养心安神之酸枣仁、合欢皮、夜交藤；重镇安神之生龙骨、生牡蛎、珍珠粉；清心安神之莲子心、百合、知母；宁心安神之茯苓、茯神等。药物共现中，丹参、酸枣仁、生龙骨、生牡蛎、合欢皮、夜交藤之间的相互组合共同出现频次最多，反映出6味药物相互之间关联强度很高；同时该组合中各单味药物的使用频次均明显高于其他药物，综合提示该药物组成可能为医师常用经验方。通过进一步的文献研究[10]验证了该组方与董建华院士治疗失眠的经验用方丹参枣仁饮高度相似，高颖教授师承其精髓，在临证中灵活加减运用，疗效颇佳。

3.2 模块分析

基于社区探测算法的模块划分是知识图谱中的一项分析技术，已在医学领域有所应用[11]。该算法通过研究网络中的社区来理解整个网络的结构和功能，从而分析及预测网络中各元素间的交互关系。在中医药研究中，利用社区探测法可以将药物(症状)之间交互关系密切的元素归纳出来，这种关系可以反映药物(症状)所隐含的病机、治法、方药等知识。

3.2.1 症状模块分析 在症状模块中，模块一的症状特征集中体现在舌脉表现，以苔黄、苔厚、苔腻与脉滑为辨证核心，反映了以痰湿、痰热为主的病机。痰湿壅滞，易见脘闷、恶心、咳痰、咽部堵塞感；湿邪黏腻，津不上承，可见口黏、舌干；热邪上扰清窍，则见口臭、头目疼痛；气机受阻，热邪伤津，易见舌干、便秘；湿邪困脾，运化失常，则见困倦、排便无力、面色萎黄等。痰热扰神是失眠的常见病机，病位以脾胃为中心，正如《张氏医通》云：“脉滑数有力不得卧者，中有宿滞痰、火，此为胃不和则卧不安也”。

模块二涵盖了失眠最多种类的主诉症状，反映了以脾虚、气虚为主的病机特点。脾气虚弱，故见乏力、气短、脉细、脉沉、舌淡、腹泻、便溏、疲倦；脾虚易为湿困，故见头昏沉、身重、舌体胖大、舌边齿痕、苔水滑等症。思虑易于伤脾，反之脾弱易致思虑繁多；木郁土壅，故常伴情绪低落、善太息；脾主升清，脾弱清气不升则见头晕、耳鸣，临床可见患者伴有血压偏低的情况。

模块三反映了以阴虚、内热、心肾不交为主的病机。心肾相交，水火既济，则阴平阳秘，心宁神安；水火失济，心火独亢，可见失眠伴心慌等症。内热者，实火内生，多现舌红、烦躁、多汗、脉数等热象证候。阴虚者，或因阴津不足无以制阳，虚阳上扰，则见盗汗、手足心热、头面烘热、脑鸣等症；或因热盛灼伤阴液，无以濡养，易见口干、口苦、咽干、咽痒、少苔、舌面点刺、大便干。肝开窍于目，肝肾同源，肾阴不足可致肝窍失养，故可见双目干涩、视物模糊；肾虚日久，阴阳俱虚，气化不利，故见夜尿频数、腰酸、肢冷、排便不净、小便涩等；肝失所养，条达之性难以舒发，可见口苦、焦虑、抑郁、乳房胀痛。

模块四体现了以肝郁、气滞、血瘀为主的病机。肝郁气滞，气机不畅，多见嗳气、胸闷、胃胀、腹胀；肝气横逆伤脾，可见呃逆、反酸、纳差；肝郁化火则见易怒；血宜畅而易滞，气滞易致血瘀，瘀则脉涩。文献研究亦提示顽固性失眠多与血瘀证关系密切[12-13]，本模块中血瘀证表现为口唇紫暗、舌紫、舌暗、舌下脉络青紫、痛经、经暗或挟血块、痤疮等；肢冷畏寒和紫舌亦多为郁滞之表现。

3.2.2 药物模块分析 模块一中生白术、炒白术、炙甘草、茯苓、大枣补中健脾，茯苓、茯神安神健脾，集中体现了健脾的治法；荷梗、荷叶升提清气，旋覆花降逆下气，白梅花、合欢花疏肝行气，陈皮、砂仁、枳壳、青皮宽中理气，诸药共同调畅气机，气机升降出入流转正常则心神自安，以上用药也反映了医师对“调气”的重视。浮小麦、柏子仁养心安神，浮小麦与炙甘草、大枣常合用，为治疗脏躁症之经方甘麦大枣汤，对悲伤欲哭、心中烦乱之失眠卓有疗效。此外，栀子、丹皮清热，功劳叶、仙鹤草补虚清热，皆为医师常用药对，以防气郁化热；三七活血，茜草、生地榆凉血活血，以防久病夹瘀。

模块二以清热养阴、滋补肝肾药物为主，辅以重镇安神。生地、熟地、百合、知母、北沙参、女贞子、旱莲草、枸杞子、何首乌、山茱萸、龟板等滋养肝肾阴精，石斛、玄参、麦冬滋补阴津，肉桂、制附子、淫羊藿、菟丝子、乌药温阳补肾，并助气化；羚羊角、川楝子、黄连、莲子心、熟大黄清热泻火，茺蔚子活血调经，琥珀、珍珠母、煅龙骨、煅牡蛎重镇安神。药物共现分析发现生地、百合、知母共同出现频率较高，提示医师百合地黄汤、百合知母汤多合方使用。

模块三药物综合涵盖了安神、定惊、平肝、化痰、活血、祛风、通络、明目等多项功效，反映了医师针对失眠多种兼症的加减用药，其特点为风药和通络药物应用较多。一是安神，合欢皮解郁安神，夜交藤交通心肾、养心安神，煅磁石、珍珠粉定惊安神；二是平肝阳，如天麻、钩藤、白蒺藜、石决明、菊花等，对于肝阳上亢或肝风内动者多用；四是升清阳，如升麻、蔓荆子、蝉蜕、葛根等，常与生黄芪、党参等补气药合用以升阳益气；五是通络，如羌活、独活、威灵仙、丝瓜络、忍冬藤、秦艽祛风通络，木瓜和胃化湿通络，鸡血藤养血活血通络，对肢体各种无名疼痛、麻木、拘挛等症适用；六是明目，如夏枯草、密蒙花祛风明目，菊花、石决明清肝明目；七是化痰，石菖蒲、远志为常用药对；八是活血，如赤芍、川芎、桃仁、红花、地龙，活血同时亦重视解毒，如漏芦、豨莶草；九是祛湿，黄柏、苍术燥湿；薏苡仁、猪苓、泽泻渗湿，萆薢化浊利湿。此外，川芎、僵蚕、全蝎以疗头痛，根据部位不同，常用蒿本、白芷、细辛等作引经药。医师在遣方用药中亦有专症专药之法，如常用葛根改善颈椎病之颈部不适，实验研究[14]表明葛根素能够有效地抑制大鼠颈椎间盘纤维环细胞的凋亡，一项Meta分析[15]和临床研究[16]也显示了葛根汤治疗颈椎病的有效性。

模块四的核心治法以和解、化痰为主，辅以重镇、行气、平喘、止咳等治法。一是和解少阳，柴胡、黄芩、清半夏、太子参取小柴胡汤之意；二是和解表里，化裁后的柴胡加龙骨牡蛎汤，对往来寒热，胸胁苦满，烦躁不安之失眠疗效颇佳；三是和胃利胆，枳实、竹茹为温胆汤代表药物，取其清胆和胃之效；四是调和营卫，桂枝与白芍配伍取桂枝汤调和营卫之意；香附、郁金、佛手、香橼、柴胡疏肝行气解郁，狗脊、续断、桑葚补肾；紫菀、苏子、蛤壳止咳平喘，橘红、枳实、清半夏、胆南星、竹茹，太子参等药，化裁于导痰汤、涤痰汤，加以莱菔子、炒芥子、苏梗、厚朴、薤白共奏理气、宽中、化痰之效。

药物模块中，高频药物集中体现了医师治疗失眠的主要方法，低频药物主要反映了医师对于各类兼症的针对治疗。行气、理气药在各个模块均使用较多，体现了医师对调畅气机的重视，其中疏肝解郁药物应用广泛，出现在各模块中，反映了医师对肝郁病机的着重把握，模块分析对医师疏肝法应用的具体体现也与文献研究[17-18]相一致。

综合上述模块分析，发现症状模块与药物模块具有一定的对应关系，如症状模块一→药物模块四，症状模块二→药物模块一，症状模块三→药物模块二，症状模块四→药物模块三，这种对应关系源于药症之间所隐含的“病机—治法—方药”的思维逻辑，反映了医师整体的辨治规律和特点，实现了对证治理法等隐性知识的揭示。通过以上方法，总体反映出医师辨治失眠以郁、热(火)、痰(湿)为实邪扰心核心致病因素，解郁、清热、化痰是实证的主要治法；正虚失养以气虚、血虚、阴虚为主要病机，补气、养血、滋阴是虚证的核心治法。

3.3 知识图谱

知识图谱是在大数据的时代背景下产生的一种新型的知识管理与服务模式[19]，可以将不同种类的信息连接形成关系网络，提供了一种从“关系”的角度去分析事物的方法。作为一种能够从海量数据中抽取结构化知识并利用图谱分析技术进行关系挖掘的手段[20],知识图谱可以帮助研究者有效、快速地获取所需知识以及知识之间的逻辑关系，并转换成可视化形式表达出来。中医药知识图谱能够增强中医药知识资源的联通性[3]，对中医经验传承和智能应用具有较高价值。目前，知识图谱技术主要停留在中医文献计量学分析研究，对临床诊疗经验的挖掘应用较少[21-22]，有学者[23]探索了中医药知识图谱自动化构建方法与标准化流程，初步实现了中医药知识图谱的智能应用，包括知识问答和推理辅助开药；亦有研究者[24]设计并开发了基于知识图谱的中医智能问答模型，但目前尚未推广。知识图谱在中医药领域的应用方才起步，其强大的潜能和先进的优势有待未来进一步研究和发挥。

综上，本研究利用知识图谱可视化技术，对中医师辨治失眠的基本症状特征和用药特点进行了分析和展示，梳理出了医师辨证论治失眠的整体规律与个体经验，该方法能够初步实现对中医临床复杂数据中证治理法等隐性知识的抽取，可以为中医临证规律的研究提供方法学参考；本研究的结果和经验分析可以为失眠的临床诊治提供借鉴。