基于数据挖掘研究针灸治疗功能失调性子宫出血经穴规律
2020-12-16吴嘉萍娄必丹刘继平李亚敏
吴嘉萍,娄必丹△,刘继平,李亚敏,卫 然
1.湖南中医药大学(长沙 410007);2.湖南中医药大学第一附属医院针灸科(长沙 410007)
功能失调性子宫出血(简称“功血”)指女性在非行经期间出现的非器质性的子宫源性异常出血,其病因多为生殖内分泌轴的调控机制异常所致[1]。本病可发生于任何年龄女性,是最常见的妇科疾病之一,西医多采用雌、孕激素类药物疗法以控制出血、建立月经周期[2-3],甚至手术切除内膜或子宫[4],治疗效果并不满意且有不良反应[5]。而针灸作为祖国传统医学的主要疗法之一,已有大量临床研究与系统评价报道肯定了其对于本病的疗效[6-7],但仅提示针灸疗法对于功血的有效性,并未提供具体的选穴方案。故本研究旨在通过查阅现代针灸文献,运用关联规则、复杂网络及聚类分析等数据挖掘方法,探讨功血相关的经穴运用规律,以期为探索更加合理有效的针灸处方提供参考依据。
资料与方法
1 研究资料 1966年1月至2020年1月发表在CNKI、VIP、CBM、万方数据知识服务平台中有关针灸或以针灸联合其他疗法治疗功血的临床文献。
2 研究方法
2.1 检索策略:检索CNKI、VIP、CBM、万方等数据知识服务平台中相关文献,以“崩漏”“崩中”“漏下”“功能失调性子宫出血”“功血”为主要检索词,分别与“针灸”“针刺”“灸”组合。
2.2 文献纳入标准:针灸临床研究文献;研究对象:根据中医和(或)西医诊断标准明确诊断为功能失调性子宫出血或症状表现相符的患者;治法以针刺、体针、毫针、针灸、电针、温针灸、艾灸等为主,单独或结合其他治疗方法;穴位要求属于十四经穴且具有明确的腧穴组成。
2.3 排除标准:动物实验及其他仅涉及机制研究的文献;内容为系统评价及综述者。
2.4 数据处理:对符合要求的条文数据分检索名词条、篇名、见刊时间、作者、针灸处方(腧穴名称)、处方类型(单穴处方/配穴处方)、刺灸方法等项目录入Excel表Sheet1,并进行预处理。对处方用穴的各种腧穴名称按照国家标准《腧穴名称与定位》[8]进行规范化,如“绝骨”规范为“悬钟”,“中郄”规范为“中都”。依据所需信息进行进一步整理,按照腧穴名称、归经、是否为特定穴、特定穴分类等项目填入Excel表Sheet2。以“0”“1”格式统计频次,得出各项总频数,再分离出特定穴的应用情况为Excel表Sheet3。
将Sheet2、Sheet3以事实表形式分别导入SPSS Modeler 18.0,运用Apriori算法进行各腧穴及特定穴之间的关联规则分析。设置一定的支持度和置信度作为对关联规则的必要补充,有助于评估前后两项数据在一个数据集中同时出现的程度,并引入了置信度差及置信率比较,以协助判断生成的关联规则是否有意义。
对配穴处方进行整理:①将各个腧穴以数字进行编号,按照Id、Label、Timeset将数字和腧穴录入Excel表Sheet4中;②将腧穴进行无向两两拆分,按照Source、Target、Type、Id、Lable、Timeset、Weight等项目录入Excel表Sheet5中,Source和Target采用Sheet4中的编号,权重值设定为该组配穴出现的频数;③再将Sheet4和Sheet5转化成csv格式,分别生成边数据和节点数据。其中,Sheet5的Type项均选定为无向。利用SPSS Modeler 18.0统计出节点个数与边权重值。再将边数据表或节点数据表导入 Gephi 0.8.2软件建立复杂网络模型,对数据进行可视化调节,调节布局和边、节点的外观,节点颜色从蓝到红表示度值从小到大,节点越红、体积越大则提示节点的重要性越高,边的颜色越深、宽度越大则表示关联程度越强,由于腧穴总个数不多,采用的是全穴位网络图。
2.5 高频用穴的聚类分析:将频次大于22的高频用穴提取出来,采用二值量化处理,利用SPSS Statistics 24.0进行系统聚类算法,选择Ward法作为统计方法,最后以树形图形式表达聚类分析结果。
结 果
1 频次分析结果 本研究最终纳入符合要求文献76篇,涉及64个穴位,腧穴使用频次共计493次,其中应用频次排名前3的经穴是三阴交、关元、气海,然后依次是足三里、隐白、太冲、血海、百会、肾俞、脾俞,应用频次最高的经脉分别是足太阴脾经和任脉,见表1。其中五输穴为应用频次最高的特定穴类别。
表1 现代文献中针灸治疗功能失调性子宫出血的经穴应用频次分析表
2 关联规则分析结果 运用Apriori算法,在最小支持度为7%、最小规则置信度为40%的条件下,可得到经穴组合九组。以第一条规则为例说明,此条规则的前项为大敦,同时会有76.53%的可能性配以中极穴,整条规则的支持度为14.26%;提升度为4.90,因此规则有意义。考虑到分析对象为稀有样本,故而还引入置信差及置信率,在数据运行中对比发现,以上9条规则在置信率≥40%时均有意义。故认为大敦与中极相配伍的内在关联性最强,其次为太溪-命门、大敦-地机组合。见表2。
表2 现代文献中针灸治疗功能失调性子宫出血的经穴配伍关联规则分析表
3 复杂网络分析结果 经SPSS Modeler 18.0关联程序分析,最终导出63个节点与292个边权重值,节点代表腧穴,由边相互连接,表示有配伍关系。再由Gephi复杂网络进行节点重要性和边权重分析,为与整体网络图保持一致,采用特定腧穴网络图的截屏形式。节点重要程度由度、紧密中心性和介数中心性三者衡量,度反映的是节点与其他节点配伍的频次,节点的重要程度与度值大小呈正相关关系;紧密中心性反映的是节点与其他节点的平均距离,节点间的关联密切度与其值呈负相关关系;介数中心性反映的是节点出现在该网络最短路径上的频次,以推断该节点腧穴在配伍网络中的中心性如何。现代文献中针灸治疗功血配穴处方复杂网络图中节点度值前3的由高到低依次是三阴交、血海、隐白;紧密中心性与介数中心性结果与节点度值一致;边权重与腧穴节点间的频次度值一致,故综合衡量,腧穴配伍复杂网络图的核心腧穴为三阴交,其次为血海、隐白;现将腧穴复杂网络图展示如下,由于边存在相互交错叠加情况,不利于直观化分析,故将第1位的核心腧穴图分别进行展示(图1、2)。
图1 针灸治疗功血的经穴配伍应用网络图 图2 三阴交的经穴配伍应用网络图
4 聚类分析结果 经SPSS Statistics 24.0聚类程序分析,模型共有9个输入变量,当Euclidean距离平方为5时,可将树形图中数据结果分为四大类。C1:隐白、血海;C2:气海、足三里、百会;C3:关元、太冲、三阴交;C4:肾俞(图3)。
图3 现代文献中针灸治疗功血的高频经穴聚类分析树形图
讨 论
数据挖掘是随着社会数据时代的发展而出现的一种信息技术,可从海量的随机数据中快速提取出有规律、有价值、有关联的信息及数据[9]。而传统的数据采集方法无法在大数据背景下的数据库中挖掘和整理出更多的有效信息,故而衍生出一些全新数据挖掘技术,关联规则、复杂网络和聚类分析就是这些技术中的三者[10]。关联规则、复杂网络和聚类分析三者作为数据挖掘的技术方法,被广泛应用于多个领域,能够有效提高数据处理的效率和精确性[11]。近年来在中医药领域中也有较多应用,可很好地还原并再现中医体系与临床中的复杂性[12-13],目前这些数据挖掘技术已经应用于方剂用药规律、病证辨证规范、针灸处方规律等研究中[14-18]。在针灸领域也开始得到一定应用,多为研究某个疾病的腧穴处方规律提供数据分析[19-21]。
已有研究证明针灸疗法对于功血具有良好疗效[6-7],也有系统评价的循证依据[8],而“凡欲行针须审穴”,选穴是治疗的关键。现代针灸临床以配穴处方为主[7],故对数据中的配穴处方进行精细化分析具有必要性。因此将关联规则、复杂网络和聚类分析等数据挖掘技术运用于针灸治疗功血的临床研究中,通过图论与网络分析工具结合传统中医理论,以探索针灸治疗本病的用穴处方规律。
功能失调性子宫出血属于中医“崩漏”范畴[22],《内经》云“阴虚阳博谓之崩”,阴血亏虚致使冲任失调,无以制约经血,胞宫蓄溢失常而发为本病,病位在胞宫,与冲任二脉及肝脾肾关系最为密切,公认的治疗原则有“塞流”“澄源”“复旧”三法[23]。根据表1的频次分析结果,三阴交、关元、气海为应用频次排名前3的经穴。三阴交为足太阴脾经腧穴,又为足三阴经之交会穴,有调补冲任、健脾统血、补益肝肾的功用。关元、气海为任脉腧穴,又位近胞宫,可调补冲任、疏调胞宫气血。
关联规则找寻的是一个腧穴在数据集中与其他某个腧穴的配伍紧密程度,有前后项之分,当前项为A时,后项为B的支持度和置信度越高,说明A在腧穴配伍时出现B的概率更大。从表2可以看出,本研究有九组配穴之间具有强链接关系,分别是大敦-中极、太溪-命门、大敦-地机、地机-命门、大敦+地机+中极-命门+太溪、大敦-太溪、大敦-命门、地机-中极、命门-中极,表明当配穴处方出现前项腧穴,同时配以后项腧穴的概率很高,前后项之间存在特殊的内在关联。以第1组为例,大敦为足厥阴肝经井穴,肝经脉气由此而发,逐渐旺盛,会于脏腑,根据脏腑经脉相关理论,肝主藏血,功能失司则胞宫经血蓄溢失常,大敦可激发肝经脉气,进而调理脏腑,使肝主藏血功能复健,胞宫经血蓄溢有常;中极为任脉腧穴,又位近胞宫,可调补冲任,疏理胞宫气血,二穴相伍,腧穴的远道作用与局部作用相结合,既调肝血,又补冲任,使妇女离经之血归于正常。
从图1可以直观地看出,三阴交是复杂网络的核心节点,其次为血海、隐白。三阴交、血海、隐白等穴不仅节点度值最大,在配穴处方出现的总频次最高,紧密中心性与介数中心性也显示与这三者相配伍的腧穴最多,即亦是中心枢纽穴位,在配穴网络中占据着核心地位。三阴交为肝脾肾三经之交会穴,在崩漏之际可统血固崩以“塞流”,血止或病症后期可调补冲任、补益肝脾肾以“澄源”“复旧”,而现代研究亦表明三阴交可综合调节整个生殖内分泌网络系统[23-24]。血海,顾名思义其可主治血证,为通血之要路,《针灸甲乙经》有明确记载“妇人漏下,若血闭不通,逆气胀,血海主之”,对于崩漏之疾有良效。相关现代研究也表明血海在月经病方面的作用机制同三阴交,可调节女性生殖内分泌系统,并且这两穴与子宫属于同神经节段支配,但血海的作用程度弱于三阴交[25-28],这也与复杂网络运行结果相一致,三阴交在配穴处方网络图中较血海更为核心。隐白为治疗妇科血证的经验效穴,大量古文献有其对于崩漏的经验记载[29],如《保命集》载“崩漏症宜灸隐白”,现代临床应用也很频繁[30-32],隐白穴固崩止血的特异性作用为古今医家所常用。整体而言,现代文献中针灸治疗功能失调性子宫出血的配穴处方复杂网络并非腧穴的随机组合,而是在中医理论的指导下,由部分重要腧穴将整个网络联结在一起[33-35]。
从图2可以看到核心腧穴三阴交与其他腧穴的关联情况,边权重与度值相一致,边越宽则关联频次越大。按边权重可得出,三阴交与关元、气海、血海、隐白、太冲、百会等穴配合使用较多,以此为核心腧穴的配伍提供参考意见。
从图3树形图中可以看出,高频用穴的聚类分析结果体现了本病治则上的规律性。崩漏之疾从症状表现上来说属血证,隐白、血海二穴为治血要穴,体现了从血出发,直切病症表现的治则;气海、足三里、百会等人体益气升提腧穴,气不固则血无所统,此为从气治血;关元、太冲、三阴交,体现了针灸选穴方法中的局部选穴和远处取穴法;肾俞,有补肾培元固本之功,体现了“治病求本”的治则。
经上分析,现代文献中针灸治疗功血多为配穴处方,腧穴配伍以三阴交为主要核心节点,其次为血海、隐白,故可以三阴交-血海-隐白为处方的基础选穴,再结合关联度最强的腧穴配伍组合进行辨证加减,关元、气海等局部高频用穴也可应用,从治血、治气、补肾等治则入手,局部选穴与远道取穴相互结合,对今后的针灸临床和实验研究具有参考意义,探索更加合理有效治疗处方,有利于总结出更佳的临床指导方案,最终为临床功能失调性子宫出血针灸选穴的标准化提供可行性方案。