基于数据挖掘探讨李逸群教授治疗膝骨关节炎的用药规律

黄思聪 刘学东 区志坚 缪杰佳 李逸群

【摘 要】 目的：基于中医传承辅助平台（TCMISS）软件，探讨李逸群教授治疗膝骨关节炎中药处方的用药规律。方法：收集近2年李逸群教授治疗膝骨关节炎的中药处方，应用关联规则apriori算法和复杂系统熵聚类等数据挖掘的方法，分析治疗膝骨关节炎的各中药处方中药物的使用频次、四气五味、归经以及药物间的关联规则，并挖掘出中药核心组合和新处方。结果：对筛选出的137个中药处方进行总结归纳和分析，确定所有处方中各中药的使用频次、四气五味、归经以及药物间的关联规则，挖掘出8个中药核心组合和4个新处方。结论：李逸群教授治疗膝骨关节炎常用的药物为活血化瘀药、祛风湿散寒药和补血药等，归经主要为肝、肾两经，具有活血通经、补益肝肾、祛风除湿、补血活血功效的药物为其主要组成部分。

【关键词】

膝骨关节炎;数据挖掘;用药规律;聚类算法

【中图分类号】R684.3   【文献标志码】 A    【文章编号】1007-8517（2021）19-0013-05

A Study of Medication Rule of Professor Li Yiqun in Treatment of Knee Osteoarthritis Based on Data Mining Approach

HUANG Sicong1 LIU Xuedong OU Zhijian MIAO Jiejia LI Yiqun△

Department of orthopedics， the second peoples Hospital of Foshan，Foshan 528000，China

Abstract：

Objective Based on the Chinese medicine inheritance support system （TCMISS）， this paper discusses the medication rule of traditional Chinese medicine for the treatment of knee osteoarthritis by professor Li Yiqun. Method Collecting the herbal prescriptions of Professor Li Yiqun for the treatment of knee osteoarthritis in the past two years， then the data were entered into TCMISS and composition principles were analyzed by using data mining methods such as revised mutual information， complex system entropy cluster and unsupervised hierarchical cluster. The frequency， the distribution of nature and flavor，the meridian entry distribution， association rules among the herbs and the core combinations in these recipes were analyzed.Result Based on the analysis of 137 herbal prescriptions， the frequency and meridian entry distributions of each herb were found， association rules among the herbs were computed， 8 core combinations and 4 new prescriptions were mined from the database. Conclusion Traditional Chinese medicine for the treatment of knee osteoarthritis by professor Li Yiqun consist of blood-activating and stasis-resolving medicinal， wind-dampness-dispelling and cold-dispersing medicinal， and blood-tonifying medicinal. The meridian entry distributions of herbs are composed of liver meridian and kidney meridian. The method of treatment for knee osteoarthritis are activate blood and resolve stasis， regulate the liver and supplement the kidney，  wind-dampness-dispelling and cold-dispersing， and blood-tonifying.

Key words：

Knee Osteoarthritis; Data Mining;Medication Rule; Clustering Algorithm

膝骨關节炎（Knee osteoarthritis，KOA）是一种以膝关节周围软骨退行性改变、磨损、破坏以及骨质增生等为主要病变特征的慢性膝骨关节疾病[1-3]，属于中医学“膝痹”“痹证”等范畴，其主要的临床症状为膝关节疼痛、肿胀和关节功能活动受限，严重者甚至会出现关节积液、关节僵硬等症状[4-6]。KOA病程的进展相对较为缓慢，好发于中老年女性人群，近年来KOA的临床发病率呈现出上升的趋势，所以其最佳治疗方案的选择也是当前关节外科医生面临的热点问题之一。临床上，西医治疗KOA的主要药物包括有消炎止痛药、关节软骨保护药等，这些药物虽然能够在一定的程度上缓解患者疼痛的症状，但其也伴随着不少不良反应，而且远期的临床疗效得不到有效的保证[7-9]。李逸群教授是首届佛山名医、广东省名中医，从事骨科临床、教学和科研30余年，擅长用中西医结合的方法诊治骨科疑难危急重症、四肢骨折与关节脱位、骨关节疾病、颈腰疾病、骨质疏松等，特别是在膝骨关节炎诊治方面具有丰富的临床诊疗经验，依据“辨证论治”原则遣方用药，疗效确切。笔者有幸跟师学习，现通过运用聚类分析的方法，探讨李逸群教授治疗KOA的遣方用药规律，以期为今后临床选方用药提供参考。

1 方法

1.1 中药处方收集与筛选 本研究对2018年1月至2020年1月李逸群教授在佛山市第二人民医院出诊处方进行收集和筛选，以美国风湿病学会制定的标准[10]和《中医病证诊断疗效标准》中的标准[11]进行评判，共筛选出治疗KOA的中药处方137首。

1.2 中药处方录入与核对 将上述筛选出来的门诊中药处方统一录进“中医传承辅助平台（V2.0.1） ”软件。中药处方录入完成后，由2名研究人员分开对数据进行审核以确保准确。

1.3 数据分析 通过点击“中医传承辅助平台（V2.0.1） ”软件中“数据分析”功能下的“方剂分析”模块，从而提取出全部录入“膝骨关节炎”的中药方剂。然后依次点击软件中“药物频次统计”“组方规律分析”以及“新方发现”等功能模块进行相关的数据分析。

1.4 统计学方法 采用“中医传承辅助平台（V2.0.1） ”软件自带的数据挖掘统计算法，其中包括关联规则apriori 算法和复杂系统熵聚类等[12]。

2 结果

2.1 用药频次 对李逸群教授治疗KOA的137首中药处方中88味中药的用药频次进行统计分析，其中使用频次>30次的中药共有30味，而使用频次排在前3位的中药分别是“牛膝”“独活”和“威灵仙”。见表1。

2. 2 处方用药四气和五味分析 对所有录入治疗KOA中药的“四气”和“五味”进行统计分析，其中“四气”使用频次排在前3位的分别为“温”“平”和“凉”;而“五味”使用频次排在前3位的分别为“苦”“辛”和“甘”。见表2。

2. 3 药物归经分布 对治疗KOA的137首中药处方中88味中药的“归经”频次进行统计，结果显示使用频次排在前3位的分别是“肝”“肾”和“脾”经。见表3。

2. 4 基于关联规则的方剂组方规律分析 选取所有中药方剂中用药频次>40的中药组合，从高到低进行排序，其中前3位分别为“牛膝，独活”“牛膝，当归”“当归，独活”。见表4。根据同现关系规律，用可视化网络图的方式将各中药间的关联规则进行展示，其中牛膝、独活、当归、威灵仙等位于网络图的中间，均为临床上治疗KOA的常用中药。如图1所示。

2.5 基于熵聚类的方剂组方规律研究

2.5.1 基于改进的互信息法的药物间关联度分析 依据录入方剂的数量，并结合经验判断和不同参数提取数据的预读，设置相关度为8，惩罚度为2，进行聚类分析，得到治疗KOA方剂中不同中药间的关联度，将关联系数0.100以上的药对列表。见表5。

2.5.2 基于复杂系统熵聚类的药物核心组合分析 以不同中药间的关联度分析结果为基础，依据相关度与惩罚度进行约束，基于复杂系统熵聚类分析，演化出3～5味中药的核心组合。见表6。

2.5.3 基于无监督熵层次聚类的新处方分析 在不同中药核心组合提取的基础上，运用无监督熵层次聚类算法得到4个新的中药处方。见表7。

3 讨论

KOA是一种导致人体膝关节结构和功能异常的常见骨科疾病，在65岁以上的人群中发病率约为60%，而在75岁以上的群体中则高达85%，其致残率相对较高[13-14]。目前，随着我国人口老龄化日趋加剧，KOA的患者也逐年上升，因此，寻求KOA的有效治疗方式也是当前骨科医生的重要研究方向之一[15]。中医学将KOA纳入“痹证”“膝痹”等范畴，其发病多以肝肾亏虚，筋骨失荣为本，外伤劳损、瘀血或外邪入侵为标，临床上多为本虚标实之证[16-17]。中医药治疗KOA历史悠久，李逸群教授在KOA诊治方面也具有丰富经验，通过辩证用药以减轻患者疼痛症状、改善关节功能，在临床上取得显著疗效。

本研究通过数据挖掘方法探讨探讨李逸群教授治疗KOA的用药规律，从用药频次分析中可以看出治疗KOA常用的中药有活血化瘀药（牛膝、骨碎补、丹参、桃仁）、祛风湿散寒药（独活、威灵仙、秦艽、海桐皮）、补血药（当归、熟地黄）等，具有活血、祛风除湿功效的药物是重要组成部分（牛膝、独活、威灵仙、骨碎补、秦艽、丹参、桃仁）。而在药物归经分布中，主要的中药归经为“肝”和“肾”两经。常用的药物组合有：“牛膝，独活”“牛膝，当归”和“当归，独活”等，这些中药组合与“药对”的作用相似，起到“相须”或“相使”的作用，如牛膝与独活，牛膝具有活血祛瘀及補肝肾强筋骨之效，而独活能够祛风湿、止痹痛，两药合用能够起到补肝肾、补血、祛风湿的效果。从新处方中可以发现李逸群教授在治疗KOA的用药上大多选取具有活血化瘀、祛风湿散寒功效的药物，适用于以“标实”为主，气滞血瘀和风、寒、湿邪痹阻不通的患者。中医学认为，人体渐衰，肝肾、气血亏虚，筋骨失养，导致关节软骨退变，加之风、寒、湿等外邪入侵，留滞于人体肌肉关节，筋脉受阻，而致气血运行不畅、瘀阻脉络故发为本病。《诸病源候论》记载：“人体虚、腠理开，故受风邪。”《素问·痹论篇》有描述：“风、寒、湿三气杂至，合而为痹也。其风气胜者为行痹，寒气胜者为痛痹，湿气胜为着痹也……”说明KOA发病的病机多为人体气血、肝肾亏虚，而外加风、寒、湿邪入侵，瘀血阻络，故KOA的治疗当以补益气血肝肾以治其本，活血化瘀、祛风散寒除湿以治其标。因此，本研究所得到的用药规律分析结果，也符合祖国医学对本病诊治的认识。

综上，本文较好地总结了李逸群教授治疗KOA的用药规律，其常用的药物为活血化瘀药、祛风湿散寒药和补血药等，临床收效颇佳，可为今后临床上治疗KOA的选方用药提供参考。

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（收稿日期：2021-02-23 编辑：刘斌）