基于R語言數據挖掘探討徐浩教授治療慢性心力衰竭的用藥規律

萬穎穎 尚青華 徐浩

摘要 目的：探討徐浩教授治療慢性心力衰竭的用藥規律。方法：將403首徐浩教授治療慢性心力衰竭的中藥處方運用Microsoft Excel 2016 建立數據庫，使用R語言對中藥處方進行頻次分析、關聯規則分析和聚類分析。結果：共納入403首中藥處方，共177味中藥，用藥頻次5 982次。使用頻次居前5位的分別為黃芪、黨參、茯苓、陳皮、知母。功效排名居前5位的依次為補虛藥、活血化瘀藥、化痰止咳平喘藥、解表藥、清熱藥；歸經排名居前6位的分別為肺、脾、肝、心、胃、腎經。關聯規則分析結果顯示，知母→黃芪為中藥支持度最高的組合。聚類分析得到5類藥物組合。結論：徐浩教授治療慢性心力衰竭重視病證結合，認為本病基本病機為“虛、瘀、水”，治療時重視氣機、氣血同調、標本兼顧、多法合用。

關鍵詞 慢性心力衰竭；數據挖掘；R語言；用藥規律；徐浩

doi：10.12102/j.issn.1672-1349.2024.05.002

Medication Rules of Professor Xu Hao for the Treatment of Chronic Heart Failure Based on R Language Data Mining

WAN Yingying， SHANG Qinghua， XU Hao

Xiyuan Hospital， China Academy of Chinese Medical Sciences， National Clinical Research Center for Chinese Medicine Cardiology， Beijing 100091， China

Corresponding Author XU Hao， E-mail： xuhaotcm@hotmail.com

Abstract Objective：To explore the medication rules of Professor Xu Hao for the treatment of chronic heart failure.Methods：Four hundred and three traditional Chinese medicine prescriptions of Professor Xu Hao for the treatment of chronic heart failure were used to establish a prescription database using Microsoft Excel 2016，and the frequency analysis，association rule analysis and cluster analysis of traditional Chinese medicine prescriptions were performed using R language.Results：A total of 403 traditional Chinese medicine prescriptions were included，with? 177 Chinese herbs，and 5 982 times.The top 6 Chinese herbs were Radix Astragalus，Codonopsis codonopsis，Poria Tuckahoe，Tangerine peel and rhizome.The top 5 types of Chinese herbs were tonifying deficiency，promoting blood circulation and removing blood stasis，resolving phlegm and relieving cough and asthma，relieving surface and clearing heat.The top 6 channel entry were lung，spleen，liver，heart，stomach and kidney.The results of association rule analysis showed that Radix Astragalus→Radix Astragalus was the most popular combination of traditional Chinese medicine.Five types of drug combinations were obtained by cluster analysis.Conclusion：Professor Xu Hao thinked that for the treatment of chronic heart failure，attention should be paid to the combination of disease and syndrome.He believed that the basic pathogenesis of chronic heart failure was "deficiency，blood stasis，and water".For the treatment of chronic heart failure，attention should be paid to the Qi mechanism，the harmony of Qi and blood，the consideration of specimens，and the combination of multiple methods.

Keywords chronic heart failure; data mining; R language; medication rules; Xu Hao

基金項目 中國中醫科學院科技創新工程項目（No.CI2021B004）；國家自然科學青年基金項目（No.82104677）

作者單位 中國中醫科學院西苑醫院，國家中醫心血管病臨床醫學研究中心（北京? 100091）

通訊作者 徐浩，E-mail：xuhaotcm@hotmail.com

引用信息 萬穎穎，尚青華，徐浩.基于R語言數據挖掘探討徐浩教授治療慢性心力衰竭的用藥規律［J］.中西醫結合心腦血管病雜志，2024，22（5）：778-785.

慢性心力衰竭（chronic heart failure，CHF）是由心臟結構和/或功能異常引起的一種復雜臨床綜合征，主要表現為呼吸困難、疲乏和液體潴留等，是多種心臟病的終末期［1］。根據左室射血分數（LVEF）臨床分為射血分數保留的心力衰竭（LVEF≥50%）、射血分數輕度降低的心力衰竭（LVEF 41%～49%）和射血分數降低的心力衰竭（LVEF≤40%）［2］。2019年我國心力衰竭流行病學調查結果顯示，35歲以上居民心力衰竭患病率為1.3%［3］，住院病人病死率為2.8%，5年全因死亡率為55.4%，病因以冠心病和高血壓為主［4］。慢性心力衰竭在中醫學歸屬于“心衰”范疇，中醫藥在改善慢性心力衰竭病人臨床癥狀、生活質量等方面具有一定的優勢［5-8］。徐浩教授為中國中醫科學院西苑醫院心內科主任醫師，博士生導師，首都中青年名中醫，全國第3批中醫優秀臨床人才，師從國醫大師陳可冀院士，從事中西醫結合防治心血管疾病的研究工作20余年，在心血管疾病的研究和治療方面有豐富的臨床經驗。本研究運用R語言對徐浩教授治療慢性心力衰竭的中藥處方進行數據挖掘，分析其用藥規律，以期為臨床治療慢性心力衰竭提供參考。

1 資料與方法

1.1 研究對象

收集2015年7月—2022年7月中國中醫科學院西苑醫院經徐浩教授診治的慢性心力衰竭門診病歷。中醫診斷參照《慢性心力衰竭中西醫結合診療專家共識2016》［9］；西醫診斷參照《中國心力衰竭診斷和治療指南2018》［10］。

1.2 納入標準

符合中醫、西醫診斷標準；經徐浩教授診治并予中藥湯藥治療的病人。

1.3 排除標準

書寫字體無法明確辨認的病歷；病人一般信息、病史、診斷及中藥處方等相關信息記錄不明確的病歷。

1.4 資料的收集與整理

收集慢性心力衰竭門診病歷，記錄病人就診時間、性別、年齡、診斷、處方等。共收錄符合相關診斷標準及納入標準的處方403首。

1.5 數據庫的建立與規范

使用Microsoft Excel 2016建立數據庫，進行信息采集、錄入，對所有中藥處方進行編號。本研究對錄入人員進行相關培訓，二人獨立錄入，第三人進行校對，保證錄入內容的準確性。

1.6 中藥術語規范

參照《中國藥典》（2020版）和《中華本草》。對病歷資料中的中藥處方進行術語規范化處理。詳見表1。

1.7 數據處理及統計方法

運用R語言（V4.1.3）對數據庫進行統計分析。采用itemFrequency函數進行中藥頻數統計分析，提取使用頻次較高的中藥繪制條形圖；基于Apriori算法及arules、arulesViz函數對處方進行關聯分析與可視化處理。運用factoextra函數、parameters函數和NbClust函數進行最佳聚類個數分析，運用K-means函數進行處方層次聚類及可視化展示。

2 結 果

2.1 中藥頻數

對納入的403首處方進行頻數分析，涉及177味中藥，用藥頻次5 982次。其中使用頻次≥100次的中藥21味，使用頻次居前5位的分別為黃芪（308次）、黨參（229次）、茯苓（211次）、陳皮（208次）、知母（203次）。詳見圖1。

2.2 中藥功效頻數

按照“十二五”《中藥學》（第9版）進行功效分類。統計結果顯示，177味藥物分為17類。前10類藥物使用次數為5 371次，使用頻率為89.79%。詳見圖2。

2.3 中藥歸經頻數

177味藥物均納入分析。一味中藥多個歸經均納入頻數分析。統計結果顯示，十二經用藥均有。根據使用頻數排序，肺、脾、肝、心、胃、腎經的藥物使用頻數較多，使用頻率為87.07%，其中歸肺經的藥物最多。詳見圖3。

2.4 關聯規則

基于Apriori算法及arules、arulesViz函數，對所有中藥進行關聯分析，支持度表示藥物組合（A和B）在所有藥物中出現的概率；置信度表示在含有A的項集中，含有B的可能性（即A出現的條件下出現B的概率）；提升度表示含有A的條件下，同時含有B的概率，與含有B的概率之比，提升度＞1為有效規則。設置支持度≥0.1，置信度≥0.8，提升度＞1。經過關聯分析，其中2種藥物關聯規則有37條，3種藥物關聯規則有268條，4種藥物關聯規則有455條。支持度居前10位的關聯規則見表2～表4。將關聯規則進行可視化分析（見圖4），圓圈大小代表支持度大小，顏色代表提升度，箭頭指向最多的表示使用次數較多的核心藥物。結果顯示：知母→黃芪，知母、桔?！S芪，知母、麥冬、五味子→黃芪為關聯規則中支持度最高的組合。網狀圖中10個最大的圓圈與支持度居前10位的中藥二階關聯規則的結果對應，分別為黃芪、知母、桔梗、麥冬、五味子、白術、丹參、茯苓、桑白皮。

2.5 聚類規則分析

對使用頻數＞50次的40味中藥進行聚類分析，使用factoextra函數、parameters函數和NbClust函數進行最佳聚類個數分析。factoextra函數分析結果未顯示最佳聚類個數（見圖5）；parameters函數分析結果顯示最佳聚類個數為2（見圖6），由于2類較少，無法全面展示藥物組合，故舍棄該結果；最后使用NbClust函數，經過綜合分析并結合臨床，確定最佳聚類個數為5（見圖7）。運用K-means函數進行層次聚類，聚類結果見表5，可視化結果見圖8，使用pheatmap函數將聚類結果轉化為聚類熱圖（見圖9）。

3 討 論

慢性心力衰竭在中醫學歸屬于“心衰”范疇，徐浩教授治療心衰重視病證結合，認為本病基本病機為“虛、瘀、水”，本虛多為氣虛，兼有陽虛、陰虛，標實以血瘀為重，兼有水飲、痰濁，以本虛標實為主。臨床分為氣虛血瘀證、氣陰兩虛血瘀證、陽氣虧虛血瘀證3種基本證型，均可兼痰飲證［11］，治療時重視氣機、氣血同調、標本兼顧、多法合用［12］。

3.1 重視氣機，氣血同調

3.1.1 重視補氣

徐浩教授認為心衰本虛以氣虛為主，氣是維持人體生命活動的基本物質，具有推動、溫煦和固攝的作用。人體的臟腑經絡，依賴氣的推動以維持其正常的機能，氣虛則臟腑功能減退，心神失養，臨床常出現乏力、心悸等癥狀，治療時應重視補氣。對所有中藥進行功效頻次分析，可見徐浩教授臨床使用補虛藥的頻次位居前列；對使用頻數≥100次的21味中藥進行頻數分析，使用頻次居前2位的中藥為黃芪和黨參。徐浩教授臨床常用黃芪、黨參、白術、西洋參、紅景天、山藥等補氣藥以固護正氣。對所有藥物進行關聯分析，從網狀圖可見黃芪、白術為徐浩教授臨床常用藥對，黃芪配白術以健脾益氣、脾胃健運，脾升胃降，納運相得，運化腐熟五谷，氣血生化之源充足。

3.1.2 升舉大氣

徐浩教授認為氣虛無力升舉，進一步發展導致大氣下陷，以氣短為辨證要點，治以升舉大氣，以升陷湯加減，組方包括黃芪、知母、升麻、柴胡、桔梗。本研究對使用頻數＞50次的40味中藥進行聚類分析，結果顯示分為5類，第1類包括麥冬、五味子、升麻、柴胡、益母草、知母、桔梗?？梢?，徐浩教授臨床常用升陷湯加減治療心衰。升陷湯出自《醫學衷中參西錄》［13］，用于治療“胸中大氣下陷，氣短不足以息，或努力呼吸，有似乎喘，或氣息將停，危在頃刻”。徐浩教授臨床常用黃芪-知母，升麻-柴胡-桔梗等藥對。黃芪-知母為益氣養陰清熱常用藥，黃芪甘溫益氣，知母甘寒，為滋陰降火要藥，二者配伍寒熱并用，緩解黃芪溫熱之性。升麻-柴胡-桔梗為調理氣機、升舉大氣的常用藥?！夺t學衷中參西錄》記載：“柴胡為少陽之藥，能引大氣之陷者自左上升；升麻為陽明之藥，能引大氣之陷者自右上升；桔梗為藥中之舟楫，能載諸藥之力上達胸中，故用之為向導也”。升麻柴胡調理氣機，桔梗引藥上行。有研究顯示，升陷湯可能通過介導磷脂酰肌醇3-激酶-蛋白激酶B（PI3K-AKT）、絲裂原活化蛋白激酶（MAPK）、Toll樣受體（TLR）、缺氧誘導因子-1α（HIF-1α）、細胞周期等信號通路以調節細胞周期、細胞凋亡、自噬、氧化應激、炎癥反應等多種生物過程治療心力衰竭［14］。升陷湯可能通過降低N末端腦鈉肽前體（NT-proBNP）、超敏C反應蛋白、內皮素和同型半胱氨酸水平，改善中醫證候積分及病人血管內皮功能、炎癥反應和心功能狀況，提高病人生活質量［15］。

3.1.3 調暢氣機

徐浩教授認為心衰以氣虛為主，臨床常見氣滯。氣虛無力推動血液運行而致血瘀，氣虛與血瘀引起氣機不暢，氣機不暢則水液輸布異常，滯于體內，水液停滯導致氣滯。氣機升降異常則脾不升清、胃不降濁，引起脾胃腐熟運化功能失常。臨床表現為食欲不振、胃脘脹等，治以調暢氣機，常用陳皮、大腹皮等。陳皮健脾開胃，大腹皮行氣寬中，二者合用以調暢氣機、健脾開胃。從網狀圖可見，陳皮-大腹皮為徐浩教授常用藥對。

3.1.4 氣血同調

《仁齋直指方》記載：“蓋氣，血之沖也。氣行則血行，氣止則血止，氣溫則血滑，氣寒則血凝，氣有一息之不運，則血有一息之不行”。血液的正常循行，依賴于氣的推動、溫煦和固攝作用。氣為血之帥，血為氣之主。氣虛無力推動血液運行導致血瘀。氣虛與血瘀也會引起氣機不暢，氣機升降異常導致脾胃功能失司，人體之氣血生成乏源，氣血虧虛無法濡養臟腑，同時進一步加重氣虛。臨床上徐浩教授補虛藥和活血化瘀藥的使用頻數居前2位，可見徐浩教授治療心衰時注重氣血同調。黃芪-丹參為益氣活血常用藥對。黃芪具有抗炎、抗氧化應激、抗纖維化、調整糖脂代謝、調節鈣鉀離子轉運、促進血管生成等多重心血管作用［16］。丹參的主要提取物丹參酮Ⅱ可增加冠狀動脈血流量，治療心肌肥厚，抗動脈粥樣硬化，預防心肌細胞凋亡［17-18］。

3.2 標本兼顧，多法合用

徐浩教授認為心衰基本病機為“虛、瘀、水”，本虛標實，本虛多為氣虛，兼有陽虛、陰虛，標實以血瘀為重，兼有水飲、痰濁。氣損及陽而致陽氣虧虛，氣損及陰而致氣陰兩虛。氣虛則血液運行受阻導致血瘀、陽虛運化水液無力，導致水濕停聚、泛溢肌膚，甚則水飲凌心。氣虛無力推動血液運行而致血瘀，氣虛與血瘀引起氣機不暢?！堆C論·陰陽水火氣血論》記載：“氣行水亦行”。氣機不暢則水液輸布排泄異常，水濕停聚，水液停滯引起氣機不利，“虛、瘀、水”相互影響。徐浩教授認為治療心衰時應標本兼顧、多法合用。

分析中藥功效與歸經，結果顯示，徐浩教授治療心衰用藥范圍廣，使用頻次前10類的中藥分別為補虛藥、活血化瘀藥、化痰止咳平喘藥、解表藥、清熱藥、理氣藥、利水滲濕藥、安神藥、溫里藥、袪風濕藥，占總頻次的89.79%。肺、脾、肝、心、胃、腎經的藥物使用頻數較多，占總頻次的87.07%，其中歸肺經的藥物最多。通過聚類分析發現，第1類和第4類是調理氣機的常用藥物，如升陷湯加減，氣虛時可升舉大氣；第2類桑白皮、大腹皮、防己、葶藶子、澤蘭、附子、生姜是溫陽行氣利水的常用藥物；第3類和第5類是補氣活血、益氣滋陰、安神定志的常用藥物，如黃芪、丹參可補氣活血，遠志、茯神可安神。這些數據說明徐浩教授治療心衰時補氣、理氣、活血、利水等多法合用，標本兼顧、氣血同調。

徐浩教授治療心衰氣虛證常用黃芪、黨參、白術、西洋參、紅景天、山藥等補氣藥以固護正氣，常用升陷湯加減以升舉大氣。兼有陽虛證時，常用附子、桂枝、肉桂以溫陽。兼有陰虛時常用熟地黃、黃精、麥冬、五味子滋陰，臨床常用生脈飲加減以益氣養陰。生脈飲出自《醫學啟源》，由人參、麥冬、五味子組成，是益氣養陰的代表方，可用于氣陰兩虛證型心力衰竭的治療。徐浩教授認為人參性偏溫熱，臨床常用黨參或西洋參代替人參。相關研究顯示，生脈散通過改善線粒體功能、抑制心室重塑及心肌纖維化、減輕心肌細胞的炎癥反應保護心臟，改善心功能，并增加24 h尿量，改善利尿劑抵抗，從而治療心力衰竭［19-22］。麥冬-五味子養陰生津以補心血，還可寧心安神，與黨參同用以補心之氣血。藥理研究顯示，麥冬通過抑制細胞凋亡、促進血管再生、抗炎癥、抗氧化等機制發揮治療心血管疾病的作用，其中麥冬皂苷類、麥冬多糖類成分活性最顯著［23］。五味子主要通過提高能量代謝、調節自噬及抑制細胞凋亡、抗氧化、調節神經遞質及晝夜相關基因等機制發揮抗腦血管疾病的作用［24］。標實以血瘀為主，常用丹參、澤蘭、莪術、三七等活血化瘀藥。兼有水飲時，常用桑白皮、大腹皮、防己、葶藶子、桑寄生、遠志、澤蘭以利水消腫；兼有痰濁時，常用瓜蔞清熱滌痰，瓜蔞兼能潤燥滑腸，導邪從下排出；延胡索、陳皮、大腹皮、枳殼調理氣機；心力衰竭病人常有夜寐不安等癥狀，常用遠志、茯神、牡蠣以安心神。這些數據說明徐浩教授治療心衰時重視氣機、氣血同調、標本兼顧、多法合用。

4 小 結

本研究運用R語言數據挖掘方法，從多維度、立體化、數字化對徐浩教授治療慢性心力衰竭的臨床用藥進行分析，總結徐浩教授治療慢性心力衰竭的用藥規律及臨床經驗，有助于分析并傳承名醫的臨床經驗，為中醫治療慢性心力衰竭提供參考。

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（收稿日期：2023-09-22）

（本文編輯薛妮）