土家医药半结构化数据的功效挖掘及可视化研究＊

余羊羊，彭芳胜，田华咏，曾商禹，郭维加，张 艺，刘秀华＊＊

（1. 成都中医药大学民族医药学院 成都 611137；2. 湘西自治州民族医药研究所 吉首 416000；3. 成都中医药大学民族医药学术传承创新研究中心 成都 611137）

土家族是我国人口较多的少数民族，排在全国少数民族人口数的第7 位。据国家统计局网站公布，2010 年全国第6 次人口普查数据土家族人口为835万。土家族古称“巴人”、“乌蛮”、“板盾蛮”，主要居住在武陵山区的湘鄂渝黔四省市交界处。因其独特的生态环境，药材丰富，品种达2600余种，较常用及有特色的土家药约有600 个品种，目前医疗机构常用土家药有170 余个品种，被称为“华中的天然药库”[1]。19世纪80 年代，田华咏、万定荣等民族医药工作者开展了土家药匠（医生）的用药经验、单方验方、药材标本等土家医药的田野调查和发掘整理工作，并对收集的手抄本、“口述”资料进行总结整理，相继出版了《土家族医药学》[2]《医疗机构处方常用土家药手册》[3]等专著。2018 年7 月10 日，中国民族医药学会官网发布了236条“土家医药名词术语”、8种土家医疗效评价标准及诊疗指南等技术标准的通知。为推动土家医医师资格“开考”工作，湘西土家族苗族自治州民族中医院开展了特色常用土家药的炮制规范、土家医药名词术语、土家医医疗技术等医药技术标准与规范研究。赶酒火疗法、滚蛋疗法等土家族特色医疗技术的整理总结，在很大程度上补充了民族地区现代医疗活动中的不足，为患者提供了方便、有效的治疗方法[4]。据2019年《中国民族药辞典》最新民族药品种统计结果，含有确切拉丁名的土家药有1453 种，排在全国民族药第2位。

半结构化数据是介于结构化数据（如关系数据库、面向对象数据库）和非结构化数据（如声音文件、图像文件等）之间的数据形式，让“正常人不必费力获取”人们快速获取所需的信息[5]。本文针对半结构化土家医药文献数据信息提取，构建土家医药原始数据库，并通过对土家药的品种整理和“药物-功效-主治”隐性关系分析，对土家医药的民间用药经验进行了初步探究。

1 资料与方法

1.1 构建土家医药原始数据库

根据土家医药数据特性确定其字段和编目的提取方法，建立土家医药原始数据库，包含拉丁学名、别名、性味、毒性、功效、主治疾病等数据信息。为确保数据源准确，安排两人校对相同数据并审核。同时，利用VFP9.0（Visual FoxPro 9.0）软件编写程序，将校对的土家医药“标准化”数据录入数据库。

1.2 数据来源

根据《中国民族药辞典》[6]、《土家医方剂学》[7]、《土家医治毒药物集》[8]、《土家族医药学》[2]、《医疗机构处方常用土家药手册》[3]等专著，筛选得到土家药共1453味，方剂共771首。

1.3 数据标准化

在校对土家医药数据源的过程中发现，土家医药仍存在药名不规范现象。首先，对已收集的土家医药的药物名称、处方等信息进行整理和数据清洗，然后参照《中国民族药辞典》[6]和《医疗机构处方常用土家药手册》[3]中的药材基原记载，对原始数据库中的药名进行规范化处理。对于方剂中无法根据基原记载进行药名规范的药物，仍保留其原有药名。

1.4 数据分析

半结构化数据是相对结构化数据而言的，是伴随着互联网应用产生的一种新的数据形式[9]。本文从半结构化数据的土家医药文本转化为结构化数据，并建立土家医药原始数据库。同时，利用中医传承辅助系统（Traditional Chinese Medicine Inheritance Support System,TCMISS）(V2.5)的“数据分析”模块中的“方剂分析”功能，对土家医临床常用方剂进行分析；借助Cytoscape3.6.1 和Gephi0.9.2 软件，对土家药“药物-功效-主治”的隐性关联关系进行可视化和知识发现分析。

2 结果

2.1 土家药品种整理

利用VFP9.0构建土家医药原始数据库，对关键字段“标准”进行识别和提取。筛选得到1454味土家药，其中九头狮子草Peristrophe japonica(Thunb.)Bremek.、六月雪Serissa serissoides(DC.) Druce.等土家药被地方标准收载。《湖北省中药材质量标准》（2009版）、《湖南省中药材质量标准》（2009 版）和《贵州省中药材、民族药材质量标准》（2003 版）各收载土家药49 种、27 种及43 种（表1）。本文将最具代表性且被标准收录的18种土家药通过Cytoscape 3.6.1 软件将其“药性-药味-功效”进行网络化展示（图1）。土家药主要以“寒（凉）、平”性偏多，苦味药频次最高，其次是辛味药、甘味药；清热败毒、赶风除湿等功效出现频次最高。

2.2 常用土家医方剂关联分析

利用TCMISS(V2.5)对《土家医方剂学》中771首方剂的临床常用方剂“表出剂”、“清败剂”、“松祛剂”、“撒开剂”等158首方剂进行关联分析。将“支持度”设为2%，“置信度”设为0.9时，得到核心组合60个，其中前20 排名的核心药对（表2，图2）。土家医常用方剂中主要以散热发表、疏风发表的土家药偏多，其次是清热败毒（清热解毒）、赶风胜湿（祛风除湿）等功效。

2.3 土家药主治病症统计

在整理土家医药文献过程中发现，土家医药对“疾病”的认识多为应用经验，一种土家药治疗疾病从一种到十几种不等。对关键词“主治病症”进行识别和提取关键词，得出其主治病症的统计表（表3），可以看出治疗皮肤疮癣、妇科疾病、蛇虫咬伤的土家药较多。

2.4 土家医“药物-主治”关联度分析

土家族地区以植物药为主，草本植物居首位，多为鲜用。土家族医民间用药经验丰富，总结出了许多关于药物防病治病的谚语、口诀和歌谣，如药物功能的口诀有“打得地上爬，离不开四两麻。打在地下困，离不开五虎进”[7]。本文就“药物”、“主治”字段提取信息，利用Gephi0.9.2软件从土家药的“药物-主治”角度进行关联分析两者之间的关系是十分必要的（图3）。从图中看出，字段节点越大，代表其出现关联程度越大；线条越粗，代表两个关键词节点之间的关联关系越深。以“皮肤湿疹”、“跌打损伤”、“咽喉肿痛”等疾病与药物的关联程度较为密切。

2.5 土家医“功效-主治”关联度分析

在整理土家医药文献时，发现对土家药的功效和应用主治有大量的文字记录。本文就“功效”、“主治”字段提取信息，利用Gephi0.9.2 软件对土家药的“功效-主治”之间的关联关系进行分析（图4）。从图中可以看出，以“清热败毒”功效为中心的线条最粗，说明“清热败毒”与咽喉肿痛、疮痈肿毒等多种主治疾病相关联，这也与土家医对药物和疾病的认识相关。名老土家医彭芳胜在《土家医毒气病学》[14]书中写道，“土家医认为毒邪为百病之首，万恶之源。把毒邪分为天毒、玍毒、蔫毒3大类，风毒、寒毒、热毒、湿毒、火毒、脓毒等18种。”祛风除湿、利水毒等功效的关联度排名稍偏前。而在主治疾病中，“疮痈肿毒”和“痢疾”与功效之间的关联度最高，说明土家医治疗“疮疡肿毒”和“痢疾”的疾病数量最多。同时痔疮、湿疹、月经不调等疾病也是关联数量较多的疾病。通过对土家药“功效-主治”隐性关系分析，可以加强对土家族地区多发病的认识，完善相应的医疗技术。

表1 最具代表性18种土家药统计分析

3 讨论

土家医药研究始于1978年，我国土家医药专家学者对土家药的历史、资源、用药经验进行发掘整理及开发利用，取得了较好成效[15]。土家医药工作者就历代文献和“口述”资料进行整理，并对土家医药民间用药经验进行田野调查，总结出土家医药对药物的分类、命名、性味、功效、主治应用等土家药学理论[16]。杨娜娜[17]通过对湘西自治州民族医卫生资源调查，发现其土家族等民族医的传承主要依靠“口耳相传”，师承和祖传的学习方式占全州民族医学习方式的88.85%，其中84%无传承人，且仅62人存有手抄本资料或者古书典籍。民族医学传承人越来越少、传承人所习得的知识和经验也越来越少。许多民间名医积累的独特医疗经验都随时间而消失，使民族医药文化的流失等问题随之出现，保护和传承民族医药知识迫在眉睫而任重道远。

表2 土家医临床方剂中的常用药物配伍（支持度≥2%，置信度≥0.9）

表3 土家医主治病症统计表

本文以“半结构化数据”的土家医药资料为基础，参照最新出版且权威的《中国民族药辞典》和《医疗机构处方常用土家药手册》两本专著进行了土家医药数据的规范化处理。同时借助VFP9.0 构建土家医药原始数据库，对“关键字段”进行识别和提取，并对其进行土家药的品种规范和功效挖掘。据统计，《湖北省中药材质量标准》（2009 版）、《湖南省中药材质量标准》（2009 版）和《贵州省中药材、民族药材质量标准》（2003 版）各收载土家药49 种、27 种及43 种。利用Cytoscape 3.6.1 软件，对地方标准收载最多的18 种土家药进行“性-味-药-功效”网络图可视化，表明土家药主要以“寒（凉）、平”性偏多，苦味药频次最高，其次是辛味药、甘味药；清热败毒、赶风除湿等功效出现频次最高。同时，借助TCMISS(V2.5)对临床常用158 首方剂进行关联分析，其中核心药对频次最高是“水灯草-水竹叶”“水灯草-车前草”。水灯草Juncus effususL.具有走表利窍、清血热的功效，主治鼻塞、流泪等疾病[5]；水竹叶Murdannia triquetra(Wall.)Bruckn.具有清热败毒、利尿通便的功效，主治咽喉肿痛、肺热咳喘等疾病[5]；车前草Plantago depressaWilld.具有清热明目、利尿的功效，主治咳喘、小便不利等疾病[5]。通过“主治病症”字段检索，获悉土家族人民生活中皮肤疮癣、妇科疾病以及蛇虫咬伤等疾病最常为出现，这与土家族生活在武陵山区息息相关。在提取“药物-主治”、“功效-主治”两组数据时，可以知晓土家医在用药和治疗疾病时，射干Belamcanda chinensis(L.) Redoute、地苦胆Tinospora sagittata（Oliv.）Gagnep.等清热败毒药常与咽喉肿痛疾病关联程度高；虎杖Reynoutria japonicaHoutt等赶风胜湿（祛风除湿）药常与风湿疾病关联程度高。

图2 土家医“表出剂”、“清败剂”等常用方剂的关联分析图

图3 土家药“药物-主治”关联关系可视化展示图

本研究在构建土家医药原始数据库时，发现土家药还存在“同物异名”“同名异物”的情况，如三叶青为葡萄科植物三叶崖爬藤Tetrastigma hemsleyanumDiels&Gilg 的干燥块根，别名是石猴子、金钱吊葫芦，但在《医疗机构处方常用土家药手册》[2]中，白药子为防已科植物金线吊葫芦Sphonin arnhoHayata 的干燥块根。利用半结构化土家医药文献数据构建数据库，虽然可以减少人工录入的工作量，但在快速提取不同版本土家医药文献时，忽视了不同地区土家族对药物使用和疾病治疗的差异性，尚不能较好的反映当地实际医药卫生情况，还仍需向权威的土家族民族医药专家进行咨询。土家族民间用药经验历史悠久，目前的数据挖掘技术对土家族用药经验的探究还处在起步阶段，但为完善土家药信息化研究提供了新的方向，促进了土家医药的传承和发展。

图4 土家药“功效-主治”关联关系可视化展示图