关于中医方剂研究“方剂树形分析工具”的概述-中国合法医学期刊
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“方剂树形分析工具”的基本原理：首先选取“类似方”(指具有某些方面相似的一系列方剂,如组成、功效、主治等),在某些具体算法规则的指导下,按从高到低的出现频次形成一种从根到干再到叶的树状方剂结构图,其中方剂的共同部分作为树干,被分析的方剂为树叶；其中“基本方”可以从方剂树的分叉处进行截取,分叉低的代表了一个包含度(所派生的方剂数量)较大的基本方,而分叉高的则代表了一个包含度较低的基本方。
“方剂树形分析工具”的算法规则
4.1 “类似方”的选取
由研究者选取某些方面具有共性的一系列方剂,如都包含某些药物的方剂、功效相近的方剂、主治相近的方剂等。对方剂的组成进行拆分,形成规范统计的命名及格式,药物的排序以各自的出现频率多少为依据。本文作者以从“中国方剂数据库”抽取的10首(八宝回春汤、十二味汤、十全大补汤、大圣茯苓散、大安散、八珍汤、十全散、十味锉散、升阳举经汤、大济阴汤)共同包含“四物汤”的方剂为例进行说明。基于不同的分析目的,设计了3种方剂树形成规则和算法,可以形成3种树：高频树、成方树和去组分树。其中高频树用于数量相对少的一系列方剂,可以得到尽可能大的方剂树；成方树以成方为干,适用于数量偏大的一系列方剂,得到可靠性最强的方剂树,是基本方的重要依据；去组分树以除外个别药物为特征,适用于特殊分析需求。
4.3.1 高频树
以方剂中药物出现的频率多少作为树的底层或树尖的依据,这样,在树干的最底部就是这些方剂中共同含有最多的组成部分。如表1中,10个方剂中共同含有的是川芎、当归、白芍、熟地黄、黄芪,所以这5个药应该作为树干的最底部。在此基础上再形成树干的第2层,可以发现在第2层中有人参、白术两个药可供选择,他们都是包含在9个方剂中。在此需建立一个原则,即最多低频药物包含原则,意思是在人参和白术中选择那个包含比他们出现频率低的药物最大者,可以发现,白术包含低频药物量多于人参,故白术作为第2层。在这里有一个方剂大济阴汤,不包含白术,故作为第1个叶分离主干。在白术之下,有人参和茯苓2个中药包含在8个方剂之中(此时已不计算大济阴汤),根据上面的最多低频药物包含原则,画出第3层主干人参和第2个叶十味锉散。以此类推,画出第4层主干茯苓和第5层主干陈皮及其各自的分叶。在建立第6层主干时可以发现,黄芩和香附无论是出现频率还是最多低频药物包含数都是相同的,故共同列为第6层主干。此时还剩下4个方剂,八宝回春汤、十二味汤、大圣茯苓散、大安散,这4个方在已形成的主干之后(除外主干药物),没有共有药物,故这4个全部是叶。
4.3.2 成方树
成方树的建造方法同上,但这里需要加入一个原则,即成方原则,意思是作为主干的药物必须是有出处的某个方剂。加入这个原则的目的是针对特别巨大的方剂资源,如不加限制的话可能枝干极其庞杂,这样就可以去除意义不甚大的主干。以成方为树干的分析工具可以让研究者和临床医生很直观的得到其结构。
成方树的另一种算法：从数据源中选取包含量最小的方剂(2个),依次计算每个最小方剂在其它方剂中的被包含量,其中被包含量大于等于2的方剂被保留,余者剔除；然后从数据源中选取包含次小的方剂(3个),依次计算每个次小方剂在其他方剂中的被包含量,其中被包含量大于等于2的方剂被保留,余者剔除。以此类推,直至包含量最大的方剂被计算完毕。将被保留的方剂汇集在一起,应该是个倒梯形的数据源。按照从顶到下的顺序,如上一级方剂包含下一级某个方剂,则建立上下级联系；依次进行,直至最底层方剂；最后,从底到上选择包含量最多的几个作为此数据源的方剂树,供人工参考判断。
4.3.3 去组分树
去组分树的建立方法同高频树,但需加入一个原则,即去组分原则,意思是用户根据需要,自行定义或默认定义某个药物不参加主干形成。这个原则的目的是,用户在进行方剂分析时可能会遇到某些药物进入了主干,但实际上没有什么意义或者由于某种原因不想纳入,如甘草等。
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“方剂树形分析工具”的基本原理：首先选取“类似方”(指具有某些方面相似的一系列方剂,如组成、功效、主治等),在某些具体算法规则的指导下,按从高到低的出现频次形成一种从根到干再到叶的树状方剂结构图,其中方剂的共同部分作为树干,被分析的方剂为树叶；其中“基本方”可以从方剂树的分叉处进行截取,分叉低的代表了一个包含度(所派生的方剂数量)较大的基本方,而分叉高的则代表了一个包含度较低的基本方。
“方剂树形分析工具”的算法规则
4.1 “类似方”的选取
由研究者选取某些方面具有共性的一系列方剂,如都包含某些药物的方剂、功效相近的方剂、主治相近的方剂等。对方剂的组成进行拆分,形成规范统计的命名及格式,药物的排序以各自的出现频率多少为依据。本文作者以从“中国方剂数据库”抽取的10首(八宝回春汤、十二味汤、十全大补汤、大圣茯苓散、大安散、八珍汤、十全散、十味锉散、升阳举经汤、大济阴汤)共同包含“四物汤”的方剂为例进行说明。基于不同的分析目的,设计了3种方剂树形成规则和算法,可以形成3种树：高频树、成方树和去组分树。其中高频树用于数量相对少的一系列方剂,可以得到尽可能大的方剂树；成方树以成方为干,适用于数量偏大的一系列方剂,得到可靠性最强的方剂树,是基本方的重要依据；去组分树以除外个别药物为特征,适用于特殊分析需求。
4.3.1 高频树
以方剂中药物出现的频率多少作为树的底层或树尖的依据,这样,在树干的最底部就是这些方剂中共同含有最多的组成部分。如表1中,10个方剂中共同含有的是川芎、当归、白芍、熟地黄、黄芪,所以这5个药应该作为树干的最底部。在此基础上再形成树干的第2层,可以发现在第2层中有人参、白术两个药可供选择,他们都是包含在9个方剂中。在此需建立一个原则,即最多低频药物包含原则,意思是在人参和白术中选择那个包含比他们出现频率低的药物最大者,可以发现,白术包含低频药物量多于人参,故白术作为第2层。在这里有一个方剂大济阴汤,不包含白术,故作为第1个叶分离主干。在白术之下,有人参和茯苓2个中药包含在8个方剂之中(此时已不计算大济阴汤),根据上面的最多低频药物包含原则,画出第3层主干人参和第2个叶十味锉散。以此类推,画出第4层主干茯苓和第5层主干陈皮及其各自的分叶。在建立第6层主干时可以发现,黄芩和香附无论是出现频率还是最多低频药物包含数都是相同的,故共同列为第6层主干。此时还剩下4个方剂,八宝回春汤、十二味汤、大圣茯苓散、大安散,这4个方在已形成的主干之后(除外主干药物),没有共有药物,故这4个全部是叶。
4.3.2 成方树
成方树的建造方法同上,但这里需要加入一个原则,即成方原则,意思是作为主干的药物必须是有出处的某个方剂。加入这个原则的目的是针对特别巨大的方剂资源,如不加限制的话可能枝干极其庞杂,这样就可以去除意义不甚大的主干。以成方为树干的分析工具可以让研究者和临床医生很直观的得到其结构。
成方树的另一种算法：从数据源中选取包含量最小的方剂(2个),依次计算每个最小方剂在其它方剂中的被包含量,其中被包含量大于等于2的方剂被保留,余者剔除；然后从数据源中选取包含次小的方剂(3个),依次计算每个次小方剂在其他方剂中的被包含量,其中被包含量大于等于2的方剂被保留,余者剔除。以此类推,直至包含量最大的方剂被计算完毕。将被保留的方剂汇集在一起,应该是个倒梯形的数据源。按照从顶到下的顺序,如上一级方剂包含下一级某个方剂,则建立上下级联系；依次进行,直至最底层方剂；最后,从底到上选择包含量最多的几个作为此数据源的方剂树,供人工参考判断。
4.3.3 去组分树
去组分树的建立方法同高频树,但需加入一个原则,即去组分原则,意思是用户根据需要,自行定义或默认定义某个药物不参加主干形成。这个原则的目的是,用户在进行方剂分析时可能会遇到某些药物进入了主干,但实际上没有什么意义或者由于某种原因不想纳入,如甘草等。
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