基于數(shù)據(jù)挖掘的彌漫性肺間質(zhì)疾病中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn)模型研究

基于數(shù)據(jù)挖掘的彌漫性肺間質(zhì)疾病中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn)模型研究

肺內(nèi)質(zhì)疾病（id）是由運(yùn)動(dòng)性呼吸困難、肺內(nèi)塌陷、限制呼吸障礙、擴(kuò)散功能喪失和低氧血癥癥引起的臨床病理實(shí)體。是多種原因引起的急慢性肺部疾病的共同結(jié)局,嚴(yán)重危害人類健康。目前國內(nèi)有關(guān)本病的中醫(yī)證候診斷尚無統(tǒng)一、規(guī)范、客觀的標(biāo)準(zhǔn)。因此,彌漫性肺間質(zhì)疾病證候診斷標(biāo)準(zhǔn)研究十分重要,基于數(shù)據(jù)挖掘技術(shù),探索彌漫性肺間質(zhì)疾病中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn)模型,適用于中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn),方法合理,結(jié)果可靠。1數(shù)據(jù)和方法1.1河南東南角麻黃中藥住院病人組織變革所有病例資料來源于2006年1月1日—2008年12月31日河南中醫(yī)學(xué)院第一附屬醫(yī)院、江蘇省中醫(yī)院、山東省中醫(yī)院、青島市中醫(yī)院住院病人。1.2病例選擇1.2.1西醫(yī)的診斷臨床診斷為“肺纖維化”、“肺間質(zhì)纖維化”、“特發(fā)性肺間質(zhì)纖維化”、“特發(fā)性間質(zhì)性肺炎”、“彌漫性肺間質(zhì)疾病”等。1.2.2中醫(yī)診斷診斷為“肺痿”、“肺痹”、“喘病”、“咳嗽”等。1.2.3頂部爆音①具有進(jìn)行性呼吸困難、干咳,肺部聽診聞及典型或不典型爆裂音;②胸部X線或CT有彌漫性間質(zhì)性改變;③動(dòng)脈血?dú)夥治鎏崾綪aO2≤80mmHg(1mmHg=0.133kPa)。1.2.4排除標(biāo)準(zhǔn)①無明確中醫(yī)證候分型;②無相應(yīng)檢查支持彌漫性肺間質(zhì)疾病診斷者。1.3中醫(yī)證候診斷要素包括一般資料(年齡、性別、民族、婚姻狀況、文化程度、職業(yè)、居住環(huán)境、吸煙史、過敏史等)、既往健康情況和危險(xiǎn)因素、病程、誘因、中醫(yī)證候診斷、中醫(yī)證候診斷要素等。1.4數(shù)據(jù)庫設(shè)計(jì)①編寫《彌漫性肺間質(zhì)疾病臨床調(diào)查表》收集臨床資料,依據(jù)《彌漫性肺間質(zhì)疾病中醫(yī)證候整理規(guī)范》,將原始資料數(shù)據(jù)量化后錄入計(jì)算機(jī),建立彌漫性肺間質(zhì)疾病中醫(yī)證候研究數(shù)據(jù)庫。②采用使用Epidata3.0版軟件建立彌漫性肺間質(zhì)疾病臨床調(diào)查研究數(shù)據(jù)庫。③運(yùn)用MATLAB6.5軟件進(jìn)行編程,基于動(dòng)態(tài)Kehonen網(wǎng)絡(luò)的神經(jīng)模糊系統(tǒng)模型對(duì)數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)進(jìn)行學(xué)習(xí)訓(xùn)練。首先進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理,通過動(dòng)態(tài)Kehonen網(wǎng)絡(luò)的自動(dòng)聚類學(xué)習(xí)訓(xùn)練完成后,按聚類中心權(quán)重作為模糊函數(shù)的中心和寬度,構(gòu)造模糊規(guī)則集,與訓(xùn)練后穩(wěn)定Kehonen網(wǎng)絡(luò)識(shí)別率比較,不斷調(diào)整模糊規(guī)則參數(shù),最后獲取模糊知識(shí),自動(dòng)生成模糊分類規(guī)則,并結(jié)合現(xiàn)有的中醫(yī)臨床診斷標(biāo)準(zhǔn),確定常見證候及其診斷指標(biāo)體系。2結(jié)果2.1測(cè)試集的建立臨床數(shù)據(jù)集共有樣本475個(gè),經(jīng)預(yù)處理實(shí)際應(yīng)用450個(gè)樣本,每個(gè)樣本有110個(gè)特征描述癥1,癥2,癥3,……,癥110,其取值為[010],隨即選取350個(gè)樣本作為訓(xùn)練集,100個(gè)樣本為測(cè)試集,首先對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理,其取值轉(zhuǎn)化為[01]。2.2基于臨床數(shù)據(jù)的永久性肺實(shí)質(zhì)疾病的常見診斷模式建設(shè)2.2.1動(dòng)態(tài)學(xué)習(xí)的結(jié)果采用該方法獲得的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的動(dòng)態(tài)層有19個(gè)神經(jīng)元組成見圖1。2.2.2模糊規(guī)則的建立對(duì)測(cè)試樣本的正確辨識(shí)率為95%。2.2.3臨床數(shù)據(jù)的分類采用該方法獲得19類。見圖2。2.2.4不同濃度ase臨床療效表示如下:(1)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥3is中)and(癥6is中)and(癥7is中)and(癥8is小大)and(癥10is中)and(癥21is中)and(癥23is小大)and(癥29is小大)and(癥40is中)and(癥49is中)and(癥50is小)and(癥51is中)and(癥54is中)and(癥56is中)and(癥57is中)and(癥60is中)and(癥61is中)and(癥64is中)and(癥88is中)and(癥89is中)and(癥107is小大)and(癥119is中)then(Ais1類)(0.78)。(2)If(癥5is小大)and(癥8is中)and(癥19is大大)and(癥20is中)and(癥21is大大)and(癥25is小大)and(癥29is中)and(癥51is小大)and(癥58is中)and(癥74is小大)and(癥75is中)and(癥76is中)and(癥79is中)and(癥89is中)and(癥90is大大)and(癥100is小大)(癥108is小大)then(Ais3類)(0.76)。(3)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥3is中)and(癥8is小大)and(癥19is大大)and(癥20is中)and(癥21is小大)and(癥27is中)and(癥29is小大)and(癥35is中)and(癥50is中)and(癥56is中)and(癥57is中)andand(癥61is小大)and(癥88is小大)and(癥89is中)and(癥107is大大)then(Ais4類)(0.78)。(4)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥8is中)and(癥20is大大)and(癥23is大大)and(癥30is大大)and(癥36is大大)and(癥40is大大)and(癥49is大大)and(癥50is大大)and(癥51is大大)and(癥52is大大)and(癥56is中)and(癥57is小大)and(癥60is小大)and(癥61is中)and(癥88is大大)and(癥89is大大)and(癥90is大大)and(癥107is大大)and(癥108is中)and(癥109is中)then(Ais7類)(0.73)。(5)If(癥1is大大)and(癥2is大大)and(癥3is中)and(癥5is小大)and(癥6is小大)and(癥8is中)and(癥10is中)and(癥21is中)and(癥22is中)and(癥23is中)and(癥28is小大)and(癥29is小大)and(癥35is中)and(癥36is小大)and(癥37is中)and(癥49is中)and(癥50is中)and(癥51is小大)and(癥52is中)and(癥57is小大)and(癥58is中)and(癥60is中)and(癥61is中)and(癥88is中)and(癥89is小大)and(癥90is小大)and(癥107is小大)and(癥108is中)and(癥109is中)then(Ais8類)(0.72)。2.2.5表1顯示了模糊集和屬函數(shù)的描述參數(shù)2.2.6合型證候的中醫(yī)證候最終獲取19個(gè)模糊規(guī)則,通過規(guī)則轉(zhuǎn)換及設(shè)定的證候主次癥標(biāo)準(zhǔn),大部分辨證為復(fù)合型證候,如痰瘀阻肺、肺腎氣虛、肺腎陰虛、血瘀等,依據(jù)前面的中醫(yī)現(xiàn)有辨證標(biāo)準(zhǔn)及常見證候篩選設(shè)定,辨證為5個(gè)證候:痰濕壅肺證(1類)、痰熱壅肺證(3類)、肺腎氣虛證(7類)、痰瘀阻肺證(13類)、肺腎氣陰兩虛證(17類)等。2.2.7肺氣功虛證基于上述模型進(jìn)行參數(shù)調(diào)整后,對(duì)臨床數(shù)據(jù)進(jìn)行挖掘,獲取19個(gè)模糊規(guī)則及相應(yīng)的模糊子集和參數(shù)。結(jié)合上述中醫(yī)證候模型轉(zhuǎn)換規(guī)則,及中醫(yī)現(xiàn)有的證候診斷標(biāo)準(zhǔn),最后確定5個(gè)常見證候診斷標(biāo)準(zhǔn)。證候中主癥和次癥按權(quán)值大小排列如下:(1)肺腎氣虛證:主癥:咳嗽、喘促、痰白、動(dòng)則喘甚、痰黏稠、舌質(zhì)紅、痰少。次癥:舌淡、脈細(xì)、脈數(shù)、氣短、食欲不振、苔白、神疲乏力、苔薄、舌黯。(2)痰熱壅肺證:主癥:咳嗽、喘促、動(dòng)則喘甚、胸悶、舌質(zhì)紅、舌苔黃、脈滑、痰黏稠。次癥:痰白、脈數(shù)、苔膩、痰少、食欲不振、氣短、發(fā)熱、舌黯、苔薄。(3)痰瘀阻肺證:主癥:喘促、動(dòng)則喘甚、咳嗽、胸悶、舌苔黃、舌黯。次癥:氣短、痰白、舌質(zhì)紅、脈滑細(xì)、舌苔薄、舌苔膩、痰少、痰黏稠、脈沉。(4)肺腎氣陰兩虛證:主癥:喘促、動(dòng)則喘甚、舌質(zhì)紅、胸悶、神疲乏力、脈細(xì)、脈數(shù)、咳嗽。次癥:舌淡、苔白、食欲不振、發(fā)熱、氣短、苔薄、痰少。(5)痰濕壅肺證:主癥:喘促、痰白、痰黏稠、動(dòng)則喘甚、胸悶、口唇紫紺。次癥:舌苔干燥、脈浮、痰少、食欲不振、氣短。2.2.8彌漫性肺疾病的常見診斷標(biāo)準(zhǔn)診斷符合率為73.8%。3主要證候的選取彌漫性肺間質(zhì)疾病屬中醫(yī)“肺痿”、“肺痹”、“喘證”和“咳嗽”等范疇。我們基于多中心臨床調(diào)查,采用數(shù)據(jù)挖掘的方法開展研究,以探索中醫(yī)證候分布規(guī)律,為中醫(yī)證候診斷標(biāo)準(zhǔn)的制定提供依據(jù)。證候診斷標(biāo)準(zhǔn)研究是中醫(yī)診療規(guī)范化研究的重要內(nèi)容之一,方法學(xué)的合理運(yùn)用是研究的關(guān)鍵問題。本研究共收集到475份調(diào)查表,經(jīng)預(yù)處理實(shí)際應(yīng)用450個(gè)樣本,每個(gè)樣本有110個(gè)特征,隨機(jī)選取350個(gè)樣本作為訓(xùn)練集,100個(gè)樣本為測(cè)試集,對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行歸一化處理。獲得的神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)模型的動(dòng)態(tài)層有19個(gè)神經(jīng)元組成,最終獲取19個(gè)模糊規(guī)則,通過規(guī)則轉(zhuǎn)換及設(shè)定的證候主次癥標(biāo)準(zhǔn),獲得5個(gè)常見證候:痰濕壅肺證、痰熱壅肺證、肺腎氣虛證、痰瘀阻肺證、肺腎氣陰兩虛證等。本研究中,常見證候的選取設(shè)定是從Validpercent和聚類系數(shù)確定的。當(dāng)Validpercent數(shù)值大時(shí),則在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中該證候出現(xiàn)率高。聚類系數(shù)是說明該證候在現(xiàn)有數(shù)據(jù)中的穩(wěn)定性,穩(wěn)定性越高則該證候在聚類結(jié)果中出現(xiàn)的幾率越大。因此,用二者的乘積作為常見證候選取指標(biāo),就更能合理地選出說明模型的證候。證候主次癥的劃分或判定方法及依據(jù)是證候診斷標(biāo)準(zhǔn)規(guī)范化研究中的另一個(gè)關(guān)鍵問題,直接影響到證候標(biāo)準(zhǔn)的準(zhǔn)確度和真實(shí)度。從臨床數(shù)據(jù)挖掘的結(jié)果來看,如果主癥的權(quán)值設(shè)定為0.4,則一些證候中就會(huì)多些主癥,如舌質(zhì)黯可作為痰瘀阻肺證的主癥較符合臨床實(shí)際,但大多證候會(huì)出現(xiàn)主癥過多。如果主癥的權(quán)值設(shè)定為0.6,則一些證候中就會(huì)少些主癥,出現(xiàn)主癥過少,通過反復(fù)的驗(yàn)證,當(dāng)權(quán)值設(shè)定在0.5時(shí)診斷符合率較高。因此,我們對(duì)于主次癥的選取進(jìn)行這樣的設(shè)定:當(dāng)0.5≤wij≤1時(shí),表示對(duì)應(yīng)的屬性即癥狀為主癥。當(dāng)0.3≤wij<0.5時(shí),表示對(duì)應(yīng)的屬性即癥狀為次癥。具體最優(yōu)選取點(diǎn)有待于進(jìn)一步研究,可為以后類似研究提供可行的方法。在本次證候研究中,出現(xiàn)了兩個(gè)虛證,即肺腎氣虛證和肺腎氣陰兩虛證,但其主次癥中存在實(shí)證的癥狀,如肺腎氣虛證中有舌質(zhì)紅、痰黏稠等,肺腎氣陰兩虛證有脈數(shù)等。此情況與臨床上虛實(shí)夾雜較符合。多個(gè)證候如肺腎氣虛證、痰熱壅肺證、痰濕壅肺證等的主次癥中出現(xiàn)了舌質(zhì)黯、發(fā)紺等癥狀,