基于熵的复杂系统分划方法在动脉硬化闭塞症中医证候量化诊断标准研究中的应用

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摘要：目的：建立动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)中医证候量化诊断标准(包括量化诊断标准和程度分级标准)。方法：根据文献调研、专家咨询、临床流行病学调查获得动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)的四诊资料，以基于熵的复杂系统分划方法筛选症状，确定症状对证候的贡献分值，以ROC曲线分析确定证候诊断阈值。结果：建立了动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)的量化诊断标准，并对量化诊断标准进行检验，具有良好的灵敏度和特异度，最后建立了程度分级标准。结论：基于熵的复杂系统分划方法可以用于中医证候的量化诊断研究，具有较好的诊断效能。

关键词：基于熵的复杂系统分划方法；动脉硬化闭塞症；中医证候；量化诊断标准

中图分类号：112-03　文献标识码：A　文章编号：1673-7717(2007)11-2254-04

动脉硬化闭塞症是中老年常见疾病，至今在对其制定的各种中医证候诊断标准中，大都是以专家讨论的方式形成的，缺乏科学性、合理性论证。因此，笔者根据证候是一“非线性的复杂巨系统”理论，应用复杂系统分析方法(“基于熵的复杂系统分划方法”)对动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)的中医证候诊断标准进行了规范化、定量化研究的尝试。结果报道如下。

1 临床资料

1.1　病例的诊断标准纳入标准排除标准

诊断标准：参照中国中西医结合学会局围血管疾病专业委员会1995年制定的动脉硬化闭塞症诊断标准。纳入标准：①符合动脉硬化闭塞症诊断标准；②动脉硬化闭塞症Ⅰ期、Ⅱ期患者。排除标准：①合并心、脑、肝、肾、造血系统和内分泌系统等严重原发性疾病；②动脉硬化闭塞症Ⅲ期患者；③妊娠或哺乳期妇女、精神病患者。

1.2　病例来源与分组

2006年6月―2006年9月在河南中医学院第一附属医院、北京中医药大学东直门医院、上海市中西医结合医院、河南省安阳市脉管炎医院等8家医院进行临床调查，调查符合上述条件的动脉硬化闭塞症Ⅰ期、Ⅱ期患者共438名。将其随机分为甲、乙两组，甲组329例，其中男233例，女96例，年龄44～88岁，平均年龄(67.67±9.64)岁，为运算组；乙组109例，其中男71例，女38例：年龄41～87岁。平均年龄(66.63±10.84)岁，为考核组。甲组用于建立量化诊断标准及对量化诊断标准进行回顾性检验，乙组用于量化诊断标准的前瞻性检验。

2 方法

2.1 临床调查表的确立

(1)文献调研：广泛查阅有关中医“脉痹”、“脱疽”等与动脉硬化闭塞症有关的古今文献及近20年期刊杂志，并参阅相关教材、专著、出版物及各种关于本病的中医诊断标准等，主要根据症征出现频次制定“动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)中医四诊信息条目池”，以进入下一轮的专家咨询；(2)专家咨询：从全国选择30名本专业专家进行二轮专家问卷调查，采用德尔菲分析法，综合二轮专家问卷调查结果确定进行临床调查的中医四诊信息条目；(3)中医四诊信息的分级赋分及中医四诊信息的确定：对上述最后确定的中医四诊信息参照文献等进行中医四诊信息的量化分级，按无、轻、中、重四级分别计为0、1、2、3分；对不能分级的舌象、脉象分为无、有两级，分别计为0分、1分，最后形成“动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)中医证候临床调查表”。

2.2 临床调查

2.2.1　调查方法调查者由高年资中医或中西医结合主治医师或以上职称者组成。正式调查时调查人员根据调查表内容详细询问受试者，将数据及时、完整、正确、清晰地载人统一临床调查表。所有调查表填写正确完整，并与原始资料一致，如有错误和遗漏，及时要求研究者改正。修改时需保持原有记录清晰可见，改正处需经研究者签名并注明日期。

2.2.2　质量控制 承担调查任务的研究单位指定专人负责调查，研究开始前调查人员统一参加集中培训；课题组派专人定期到各调研单位检查实际调研情况，发现问题及时纠正；用Epidata3.0建立数据库，数据由双人两次录入，并将二次录入的数据逐项核对。

2.3 数据分析

2.3.1　确定诊断阈值将运算组329例临床调查资料，采用“基于熵的复杂系统分划方法”对数据进行处理分析，按症征聚堆结果，提取动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)的中医症征信息，归纳基本证型，并计算基本证型中各症征贡献分值；采用诊断性试验中的ROC曲线分析方法，结合专业知识，确定各基本证型的诊断阈值；分析各基本证型之间关联度，归纳各基本证型组合规律及病机转趋规律。

2.3.2　诊断标准的回顾性和前瞻性检验根据临床流行病学诊断性试验研究方法，进行量化诊断标准的回顾性和前瞻性检验。

2.3.3 资料的内部一致性信度分析“动脉硬化闭塞症(Ⅰ、Ⅱ期)中医证候临床调查表”，分析其克朗巴赫系数α(cronbach-α)进行信度检验。

以上所有数据均采用Matlab工程软件，SPSS13.0统计软件进行分析处理。

3 结果

3.1　关于各证型的症状筛选及赋分

应用复杂系统理论的“基于熵的复杂系统分划方法”，在不同参数调整下把有内在联系的变量(症征)聚在一起，得到大量的四诊信息集合群，然后根据中医理论把同证型的症征集合合并，结合专业知识，得到各基本证型的症征。各基本证型为由若干特定症征组成的集合，各症征对集合的关联度可作为每个症征对其证型的贡献分值，其反映的是该症征对于该症状集合(证候)的组成所作的贡献(重要程度)。根据具体数值，将该贡献分值作适当的整数化处理，使得临床操作吏为方便，见表1。

3.2　各基本证型诊断阚值的确立

根据各基本证型包含的症状及其贡献分值对甲组的329例患者按基本证型进行打分，以每个基本证型得分作检验变量，专家辨证作状态变量，作ROC曲线分析，计算ROC曲线下面积。结果显示各基本证型ROC曲线面积均大于0.5，其95％可信区间也均不包含0.5，表明该证候积分对证候诊断具有较好诊断价值，见表2。根据ROC曲线移动诊断界点，参考诊断灵敏度和特异度，结合专业知识，确定各基本证型诊断阈值为：络气郁滞证3、络气虚滞证6、痰湿证4、湿热证5、血瘀证3、热毒证6、阴虚证3、阳虚证6。

3.3　各基本证型的关联度分析

在临床上，疾病常以复合证型形式出现，因此笔者将各基本证型视为广义子系统，进行二次的参数调试，进行基于熵的子系统关联度分析，计算各子系统熵值、各子系统间联合熵值、各子系统间关联度，得到子系统之间的稳定组合结果(见表2)。结果显示，络气郁滞可与痰湿、热毒、阳虚相关联；络气虚滞可与痰湿、血瘀、阳虚相关联；当然痰湿与热毒、血瘀与热毒、热毒与阳虚亦有关联关系。从各基本证型的组合结果可以看出本病大致可分为络气郁滞、络气虚滞

两大类，在此基础上可以有兼夹痰湿、热毒、血瘀、阳虚等证型。

3.4　量化诊断标准的检验

对运算组329例病人和考核组109例病人依据各基本证型诊断阈值辨证；同时以3位副主任医师以上职称的专家对该部分病人进行专家辨证，以三者的一致性意见为专家辨证结果作为金标准，根据诊断性试验的评价原则，通过计算敏感度、特异度、符合率对建立的量化诊断标准进行回顾性和前瞻性检验。检验结果见表3。

从以上回顾性和前瞻性检验结果来看，各证型的灵敏度、特异度、符合率均大于85％，说明各证型诊断阈值有较好的诊断效能。

3.5　内部一致性信度分析

对中医证候临床调查表进行信度检验，克朗巴赫系数α(cronbach-α)为0.877，可看出资料可信度较好(一般要求α>0.7)。

4 讨论

4.1 基于熵的复杂系统分划方法与中医证候研究

中医证候研究一直是中医研究的热点和难点，也是制约中医科学化、现代化的重要因素。近年来，随着复杂系统理论在中医证候研究领域的不断应用，为中医证候研究提供了新思路和新方法。王永炎院士对证候的诠释是：中医证候是具有“内实外虚，动态时空，多维界面”特征的非线性的复杂巨系统，用解决复杂问题、系统问题的方法(“基于熵的复杂系统分划方法”)来研究中医证候是符合中医理论的，也必将大大提高证候研究结果的科学性和认知度。

文献提出了一种基于熵的复杂系统分划方法，该方法遵照数据的内在联系，不对数据作刚性先行分割，依据数据内在关联进行自主聚类，可以无监督地处理多变量、多层次上的复杂数据，对于提取中医证候相关症状并分析症状之间的非线性相关关系具有重要应用价值。它不仅适用于处理线性数据，而且适用于处理非线性数据。基于熵的复杂系统分划方法在中医证候研究中的应用，是通过信息熵的关联度实现的，它可以度量变量之间的任意统计相关性，对变量的分布类型没有任何特殊要求。它把密切相关的症状置于同一个集合中，而这样的症状集合正是中医理论下证候的内涵体现。近年来，复杂系统的熵分划方法多次运用于中医证候研究，并取得令人满意的结果。王阶等通过多中心流行病学调查，收集包括5种病的696例病例，采用信息熵的关联度和多元对应分析对中医证候中的血瘀证及亚型进行研究，综合以上2种算法，说明复杂算法更适合中医证候规范化研究。

4.2　动脉硬化闭塞症病机类型及其证型组合规律

文献认为，“脉络一血管系统病”包括所有的动脉粥样硬化引起的脏腑组织缺血改变的疾病，如血管内皮功能障碍，冠心病、脑动脉硬化症、动脉硬化闭塞症等疾病。血管内皮功能障碍是整个血管系统病变、也是“脉络一血管系统病”的始动因素与初始阶段，与血管病变的发生、发展有密切的联系，因此，人们提出了亚临床血管病变――微循环障碍的概念，其主要表现为血管内皮功能障碍。因为微循环与中医之络脉高度相关，所以笔者在血管内皮功能障碍的中医证候研究中，引入了络气虚滞与络气郁滞这一更贴近络脉病变的新概念，并推及整个“脉络-血管系统病”的所有病变阶段。血管内皮功能障碍是整个“脉络一血管系统病”的始动因素，是因络气郁滞或络气虚滞引起的脉络自稳态功能异常所致，由于络气郁滞或络气虚滞津血互换障碍，继发痰湿、血瘀等病理产物的生成，进而引起冠心病、动脉硬化闭塞症等疾病的产生。

在临床上，患者往往以复合证候形式出现，而目前制定的本病的各种中医证候诊断标准大都偏重于对基本证，即单证的诊断，为解决这一问题，笔者在动脉硬化闭塞症的基本证候研究的基础上，又对其基本证的组合情况进行了研究。以基于熵的复杂系统分划方法对临床调研数据分析结果显示，其基本证候包括络气郁滞、络气虚滞、痰湿、血瘀、热毒、阳虚等。以基本证候之间的关联度分析可见，络气郁滞与痰湿、热毒、阳虚有较强的关联度，络气虚滞与痰湿、血瘀、阳虚有较强关联度，这些证候与证候之间的关联度显示了临床实际可能出现的证型组合，即复合证型。从结果可以看出，动脉硬化闭塞症可分为以络气虚滞和络气郁滞为基础证型的两大类基本病机变化，随病变发展，可出现兼夹痰湿、血瘀、热毒、阳虚等病机转趋。同时证候之间关联度分析还显示，痰湿与热毒、血瘀与热毒、热毒与阳虚也存在关联性，这也反映了痰郁化热、瘀久化热，热毒伤阳等病机变化规律。从证候关联度结果中还可发现，血瘀与热毒证的组合，其关联度为0.034985，在所有证候组合关联度中是最高的，络气虚滞与血瘀证的关联度为0.019885，排在第2位，这说明在临床上，在络气虚滞基础上可引起血瘀证，进而瘀久化热，引起瘀热证，这与临床上所见是完全符合的。这也说明，基于熵的复杂系统分划方法可以用于中医证候的量化诊断研究，并有较好的诊断、识别效能，有临床应用价值。