基于数据挖掘技术分析针灸治疗膝骨关节炎的选穴规律

李 胜，李金松，阎 伟

（1.山东中医药大学第一临床医学院，山东 济南 250355；2.山东中医药大学附属医院关节骨科，山东 济南 250014）

膝骨关节炎是指一种膝关节面关节软骨退化伴随骨增生性改变的常见疾病，临床表现为膝关节疼痛、僵直、肿胀、活动受限及关节畸形等［1］。近年来，膝骨关节炎发病率显著上升，流行病学调查显示55 岁以上的人群发病率为60%，65 岁以上人群发病率高达85%［2］，其高发病率与高致残率不仅给患者带来沉重经济负担，也严重影响患者生活质量。目前，临床多以对症治疗为主，强调减轻疼痛和僵硬症状，维持或改善关节功能，提高患者的生活质量［3-4］。针灸治疗该病疗效确切，主要通过通经活络、行气活血以缓解疼痛、改善关节功能，因其具有安全、有效、不良反应小等优点，患者接受度较好，故临床使用广泛［5］。

目前关于针灸治疗膝骨关节炎取穴规律的报道，多采用描述性统计方法分析取穴规律［6-8］，而应用数据挖掘技术对腧穴之间的关联性进行深入分析的报道较少。本文基于数据挖掘技术分析近5 年国内针灸治疗膝骨关节炎的临床随机对照试验文献，探讨针灸临床应用的取穴规律，为临床决策提供新的思路。

1 材料与方法

1.1 检索策略 检索范围：2014 年11 月1 日至2019 年11 月1 日有关针灸治疗膝骨关节炎的临床报道，语言不限。计算机检索中国知网（CNKI）、维普医药信息资源系统（VIP）、万方数据、中国生物医学文献服务系统（CBM）、PubMed、Embase、Springer、Cochrane Library 数据库。

检索词：中文检索词包括“膝关节炎”“膝骨关节炎”“退行性膝关节炎”“增生性膝关节炎”“膝关节疼痛”“膝痹”“针灸”“针刺”“针”“灸”“艾灸”“刺”“穴位”“电刺激”“埋线”等。英文检索词包括“Knee Osteoarthritis”“KOA”“Knee pain”“Acupuncture”“Moxibustion”“Acupoint”“Acupoint electro-stimulating”“Bleeding”“Catgut implantation at acupoint”“Acupoint Injection”等。采用主题、篇名或关键词检索，并用“AND”“OR”“NOT”连接词构建逻辑检索式。

1.2 文献纳入标准

1.2.1 文献类型 文献类型为针灸治疗膝骨关节炎临床研究类文献的全文，研究类型可为自身前后对照、空白对照或安慰剂对照的疗效分析，各对照组组间均衡性较好，具有可比性。

1.2.2 研究对象 符合膝骨关节炎诊断标准的患者，性别、种族不限。诊断标准为《骨关节炎诊疗指南（2018 年版）》［9］及《中医骨伤科临床诊疗指南·膝痹病（膝骨关节炎）》［3］或其他公认的诊断标准。可参考：①近1 个月内反复的膝关节疼痛；②X 线（站立位或负重位）示关节间隙变窄、软骨下骨硬化和/或囊性变、关节边缘骨赘形成；③关节液清亮，且WBC 水平低于2 000 个/mL；④年龄≥40 岁；⑤膝关节出现晨僵时间≤30 min；⑥活动时有骨擦音（感）。同时符合①和②或①、③、⑤、⑥或①、④、⑤、⑥者即可诊断为膝骨关节炎。

1.2.3 研究内容 干预措施以十四经脉腧穴、经外奇穴、阿是穴为主要作用点，以针刺、温针灸、激光针、火针、刺络拔罐、电针、艾灸、穴位注射、穴位敷贴、经皮穴位电刺激等针灸疗法为主要治疗手段，有具体的针灸处方且疗效明确，单独或结合其他治疗方法。疗效评价标准采用总有效率，监测指标为视觉模拟评分法（visual analogue scale，VAS）、WOMAC（Western Ontario and McMaster Universities Osteoarthritis Index）评分、美国特种外科医院评分（Hospital for Special Surgery scores，HSS）、骨关节炎严重性指数（index of severity for osteoarthritis，ISOA）、缓解时间或其他公认的观察指标较治疗前有明显改善。

1.3 文献排除标准 ①不符合上述纳入标准；②纯理论性探讨的综述类文献；③研究对象为动物实验或模型；④个案报道及无规律性的经验总结等；⑤研究样本量≤10 的文献［10］；⑥实验设计不严谨、数据可信度低的文献。同一单位、同一时间段内容重复的研究和报道，选取内容最全面的一篇。

1.4 数据提取 由2 位研究者分别阅读检索所得文献的文题及摘要，按照纳入标准及排除标准阅读可能纳入的文献全文，明确其符合度；将筛选出的文献交叉核对，对有争议的文献共同探讨或交由第3 人仲裁。提取文献中腧穴处方及其归经等信息；若文献中存在辨证配穴的情况，则按照1 组主穴+1 组配穴为1 条处方处理［11］；参考《经络腧穴学》［12］，对腧穴名称与归经进行标准化处理。利用Microsoft Excel 2010 软件建立针灸治疗膝骨关节炎数据库，内容包括文献编号、发表时间、第一作者、腧穴名称、腧穴归经、腧穴部位等。

1.5 统计学分析 采用SPSS 22.0 统计软件对纳入针灸处方中的腧穴、归经、部位进行描述性分析。使用可视化数据挖掘软件SPSS Modeler 18.0，通过Aprior 算法对所有针灸处方的归经、腧穴行关联规则分析。对所有针灸处方的归经、腧穴进行聚类分析，并绘制垂直冰柱图及树状图。其中腧穴聚类分析及关联规则分析研究仅将使用频次前20 位的腧穴纳入统计分析［13］。

2 结果

2.1 检索结果 检索所得文献共2 542 篇，根据纳入及排除标准，最终纳入157 篇文献的186 条针灸处方。其中中文文献140 篇，外文文献17 篇。

2.2 描述性分析

2.2.1 腧穴使用频次、频率分析（表1）186 条腧穴处方中，针灸治疗膝骨关节炎共涉及49 个腧穴，共使用1 337 次。

表1 针灸治疗膝骨关节炎的常用腧穴使用情况统计

2.2.2 经脉使用频次、频率分析（表2）186 条处方中使用十四经穴45 个，经外奇穴3 个，阿是穴1 个。十四经腧穴主要分布在膀胱经、胆经和胃经，其中足太阳膀胱经穴共14 个，多为背俞穴，其次为足少阳胆经穴，共6 个。从使用频次上看，足阳明胃经腧穴使用频次最高，共431 次，主要腧穴为犊鼻、足三里、梁丘，其次为足太阴脾经腧穴，共238 次。与腧穴的使用频率相对应，在186 条处方中有184 条处方使用了足阳明胃经腧穴。

表2 针灸治疗膝骨关节炎穴位归经及频次、频率

2.2.3 部位选用频次分析（表3）按各个部位腧穴应用频次进行排序，膝关节周围的腧穴使用率最高，共1 100 次，主要腧穴为犊鼻、内膝眼、阳陵泉、足三里。其他部位腧穴的应用频次共237 次，主要为躯干和下肢除膝关节周围的腧穴。

表3 针灸治疗膝骨关节炎部位选用频次、频率

2.3 经脉及腧穴关联规则分析（表4，5）使用SPSS Modeler 18.0 软件通过Aprior 算法分别挖掘经脉、腧穴的关联规则，设置最小条件支持度和最小置信度为10%和90%［11，13-14］。条件支持度为包含前项的处方数占总处方数的百分比；规则支持度指同时包含前项与后项的处方数占全部处方数的百分比；置信度为条件支持度与规则支持度的百分比，即前项出现的情况下后项出现的概率。分别对全部处方使用的经脉及腧穴（使用频次前20 位，剔除阿是穴）进行关联规则分析并制作网状图（图1，2）。以条件支持度和置信度进行排序。结果显示：经脉以胃经和胆经同时出现的支持度最高，腧穴以内膝眼和犊鼻同时出现的支持度最高，其次为犊鼻和阳陵泉。而肾经-胆经、肾经-胃经等16 条，以及鹤顶-血海-内膝眼-犊鼻等8 条规则的置信度为100.00%，关联性很强，常搭配使用。

图1 经脉关联规则网状图

图2 腧穴关联规则网状图。太冲、膈俞因关联小于5 条不显示

表4 针灸治疗膝骨关节炎所用处方的经脉关联规则分析结果 %

2.4 聚类分析 使用SPSS 22.0 软件的聚类组间连接法分别对处方选取的经脉及腧穴（使用频次前20位，剔除阿是穴）进行聚类分析，并绘制冰柱图与树状图。冰柱图中横轴表示被聚集的对象，相邻对象之间的间隙表示两者间的相关程度，纵轴表示群集数，即案例被聚为几类；树状图横轴表示各类别的相对距离，纵轴表示被聚集的对象。经脉聚类结果显示：足阳明胃经、足少阳胆经、足太阴脾经聚为一类，其余经脉聚为一类（图3，4）。腧穴聚类分析冰柱图显示，若按群集数10 来分类，可得出3 个有效聚类群，分别是犊鼻-内膝眼，关元-气海-肾俞-委中、太冲-膈俞-太溪-悬钟-三阴交-曲泉（图5）；树状图显示犊鼻-内膝眼-梁丘-血海-足三里-阴陵泉-阳陵泉聚为一大类，肾俞-委中-气海-关元聚为一类，三阴交-悬钟-太溪-太冲-膈俞聚为一类（图6）。

图3 经脉聚类冰柱图

3 讨论

膝骨关节炎属中医学“骨痹”“膝痹”范畴，是一种以关节软骨退变、软骨下骨病变和滑膜炎症为特征的慢性关节疾病，是中老年人的常见病、多发病［15］。《素问·痹论篇》曰：“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，湿气胜者为着痹也”，《素问·上古天真论》曰：“……五八肾气衰，发堕齿槁，……七八肝气衰，筋不能动，天癸竭，精少，肾脏衰惫，形体皆极”，阐释了本病外有风、寒、湿三邪，内有肝肾不足、正气亏损，两者合而致病。

现代医家认为，膝骨关节炎以“肝肾不足、正气亏虚”为本，“风寒湿热邪阻滞经络”为标，在其病理过程中瘀血痹阻既是“本虚外邪痹阻经络”的结果，又是加重气血不畅而导致膝痛的新致病因素，同时该病也与个人体质、劳损程度、年龄因素密切相关［16］。针灸疗法可调整阴阳，调和气血，疏通经络。局部取穴可疏通经络，调畅气血，通则不痛；血脉通畅则营卫调和，风寒湿邪亦无所居，则痹痛自除。

现代医学研究表明，采用针灸治疗方法，如针刺、蜂针、温针等治疗骨关节疾病均可取得理想疗效，针灸治疗能促进软骨的代谢水平和炎性物质的吸收，抑制基质金属蛋白酶-3、转化生长因子-β、白细胞介素-1β、肿瘤坏死因子-α 水平，以及滑膜组织一氧化氮的过度生成，改善膝关节功能，从而发挥对膝骨性关节炎的治疗作用［17-19］。

图4 经脉聚类树状图

图5 腧穴聚类冰柱图

图6 腧穴聚类树状图

针灸治疗膝骨关节炎的选穴遵循“循经取穴，局部取穴”相结合的原则，高频腧穴多属于脾、胃两经。本研究从选穴部位上看，膝关节周围腧穴16 个，共使用1 100 次。此外，也涉及躯干、上肢、头颈部腧穴。使用频次前6 位的腧穴分别为犊鼻、内膝眼、阳陵泉、足三里、血海、梁丘。犊鼻和内膝眼分别属于足阳明胃经及经外奇穴，可通经活络、疏风散寒、通利关节、消除痹痛。奥晓静等［20］研究发现，火针刺激犊鼻、内膝眼通过降低血清中异常升高的基质金属蛋白酶-1 水平，调节基质金属蛋白酶-1 和金属蛋白酶组织抑制剂-1 比例关系，以及细胞外基质的降解过程，并影响Wnt 信号通路，从而减缓软骨退变的进程。阳陵泉为筋会，宗筋束骨，针刺阳陵泉有通阳宣痹、强壮筋骨的功效。足三里为足阳明胃经合穴，可调脾胃、补气血、疏经脉、祛病邪，是治疗膝痹的要穴。血海属足太阴脾经，可健脾祛湿、补血活血、通络止痛。梁丘为足阳明胃经郄穴，除补气血、通经络外，还具有郄穴特有的止痛效果。

本研究显示，在二阶关联规则中，犊鼻-内膝眼组合的支持度最高，三阶关联规则中，犊鼻-内膝眼-阳陵泉组合的支持度最高，印证了这3 个腧穴在治疗膝骨关节炎中的核心作用。聚类分析将使用频次≥10 次的腧穴聚为两大类，其中犊鼻-内膝眼、梁丘-血海2 组穴对与阴陵泉、阳陵泉、足三里构成一类，结合腧穴使用频次及关联规则分析认为这一类腧穴为针灸治疗膝骨关节炎的核心腧穴。另一大类由关元-气海、肾俞-委中、膈俞-太冲-太溪与悬钟、三阴交、曲泉、膝阳关、鹤顶组成。此类腧穴可作为配穴使用。

本研究发现，针灸治疗膝骨关节炎以足阳明胃经腧穴使用频率最高，其次为足经外奇穴、足少阳胆经及太阴脾经。足阳明胃经为多气多血之经，阳明健则化源充足，气血津液旺盛，全身的脏腑经络、四肢百骸、皮毛筋骨皆得以充养，如此则肢体强健，关节滑利，运动自如［21］。脾与胃同居中焦，互为表里，两者密不可分，《素问·太阴阳明论篇》言：“四支皆禀气于胃，而不得至经，必因于脾，乃得禀也。今脾病不能为胃行其津液，四支不得禀水谷气，气日以衰，脉道不利，筋骨肌肉，皆无气以生，故不用焉。”两者协同作用，以达到补益气血、濡养筋骨、滑利关节的治疗效果。《灵枢·经脉》云：“胆足少阳之脉……主骨所生病者，头痛颔痛……胸胁肋髀膝外至胫绝骨外踝前及诸节皆痛……为此诸痛……以经取之”。膝骨关节炎为膝关节局部病变，三条经脉皆循行过膝关节周围，根据“经脉所过，主治所及”的原则，三者均可治疗膝髌部位疼痛。关联规则分析和聚类分析发现，足阳明胃经、足太阴脾经、足少阳胆经关联性最强且归为一个有效聚类群。

综上所述，针灸治疗膝骨关节炎应遵循“循经取穴，局部取穴”相结合的原则，以足阳明胃经、经外奇穴、足太阴脾经、足少阳胆经穴位为主，以膝关节局部穴位为主要刺激部位，以犊鼻-内膝眼-梁丘-血海-阴陵泉-阳陵泉-足三里为核心腧穴。这与临床实际应用具有很强的一致性，为临床选穴提供了一定的科学依据。此外，本研究虽然运用现代计算机学科数据挖掘技术，并广泛采集各大数据库文献，一定程度上弥补了既往研究的不足，但纳入文献质量参差不齐，缺乏科学的质量评价标准，对纳入文献涉及患者的辨证分型未做进一步研究，可能在一定程度上影响分析结果。因此，今后研究应明确文献质量评价标准，优化文献质量，并在针灸治疗膝骨关节炎的辨证分型、干预措施等方面进行深入研究，以期为针灸治疗膝骨关节炎的临床用穴提供更加可靠的理论依据。