构建重症肌无力五脏相关理论数据挖掘模型的研究

论文摘要

[目的]重症肌无力（Myasthenia gravis, MG）是神经肌肉疾病之一,发病率约为0.25-2.0/10万,其中约15%-20%重症肌无力患者会发生危象,若不及时治疗,可导致患者死亡。重症肌无力发病机制尚未完全明确,多数学者认为是自身免疫性疾病,属于世界难题,西医治疗常用药物和方法主要有肾上腺皮质激素、抗胆碱酯酶剂、免疫抑制剂、免疫球蛋白、血浆置换、放射疗法及手术切除等疗法,西医治疗措施虽然可暂时缓解病情,但存在副作用大、易复发、易产生依赖性、合并症发生率高的缺点。邓铁涛教授带领的广州中医药大学研究团队以五脏相关理论中“脾胃虚损,五脏相关”理论指导重症肌无力中医药治疗,取得较好的临床效果。中医五脏相关学说是邓铁涛教授打破传统的中医五行学说的局限性而提出的关于人体五脏系统生理功能、病理变化特点及系统之间相互关联的理论学说；是基于中医临床实践形成的学说,是中医临床诊治的一种思维模式,也是名老中医对复杂临床现象的高度理论概括。五脏相关学说是运用现代语言表述古代中医五行学说的一种方式,可以认为五脏相关学说是不断发展的传统五行学说的现代版；五脏相关能够更加准确的表达五脏的关系,从五行到五脏相关适应了现代科学发展观念和中医临床实践发展的变革。然而,目前相关性研究多集中在理论渊源的定性探索或基于经典测试理论下的数据定量分析,尚缺乏理论内涵的定量化展示、临床信息的现代化数据挖掘和两者之间关系的量化验证研究。本研究以重症肌无力疾病为切入点,运用数据挖掘技术中的粗糙集理论和关联规则理论分析重症肌无力的五脏病机,构建五脏相关的数据挖掘模型,寻找五脏之间的关联度,因而从数学角度创建对五脏相关理论进行研究的方法。[方法]1根据重症肌无力西医诊断标准、纳入标准、排除标准,共纳入收集病例567例。2制定重症肌无力疾病的中医四诊信息采集表,收集重症肌无力患者的临床信息资料,填写调查问卷。3建立重症肌无力患者信息数据库,对数据进行预处理。4采用SPSS 17.0统计软件对患者的一般资料进行统计分析。5采用MATLAB 2010B数学软件运用粗糙集理论的基于信息熵的属性约简算法对重症肌无力各脏症状进行约简,寻找各脏的核心症状集合；采用SQL SERVER 2005数据挖掘软件运用关联规则算法对重症肌无力五脏相关病机进行挖掘,寻找五脏之间的相关数学关系,构建五脏相关理论的数据挖掘模型。[结果]1频数统计结果（1）重症肌无力患者发病率男性/女性=1/1.52,发病高峰期为中青年。（2）重症肌无力合并疾病主要分为以下几类：胸腺方面疾病、内分泌方面疾病、肌肉方面疾病、其他系统疾病。（3）重症肌无力临床分型频数分布为Ⅱ—B型68.6%,Ⅱ—A型13.8%,Ⅰ型11.5%,Ⅳ型3.5%,Ⅲ型2.5%,Ⅴ型伴肌肉萎缩占0.2%。（4）重症肌无力常见症状包括：眼睑下垂、眼肌疲劳、肢体无力、咀嚼吞咽困难、复视、构音不清、呼吸无力、眼球活动受限、抬劲无力等肌肉无力症状,及各脏兼症,如疲倦乏力、纳呆、肠鸣、膝软无力、腰酸、腰痛、失眠、烦躁易怒、口水多、视物模糊、汗多、便溏、头晕、胸闷、肢体困重、懒言、咯痰、心悸等（5）重症肌无力累及肌群分布：频数最高的是眼肌、其次是四肢肌、延髓肌、面肌、呼吸肌、颈肌、其他肌群。（6）重症肌无力五脏病变统计：累及脾脏567例,肾脏363例,肝脏355例,肺脏263例,心脏213例。同时累及多脏的频数分布是五脏同时受累88例,四脏同时受累136例,三脏同时受累143例,两脏同时受累129例,脾脏单独受累71例。2粗糙集属性约简结果各脏核心症状集合如下：肾脏核心症状包括咀嚼吞咽困难、膝软无力、抬劲无力、耳鸣、夜尿频；心脏核心症状包括失眠、汗多、心悸、胸闷、易惊；肺脏核心症状包括构音不清、呼吸无力、咳嗽、气短、言语低嘶；肝脏核心症状包括眼球活动不利、复视、头晕、烦躁易怒、视物模糊；由于脾脏贯穿疾病始终,决策属性无否定值,故不能求其核心症状集合。3关联规则挖掘结果（1）算法发现3个项目频繁集合,未发现四项、五项频繁集。（2）算法发现脏-脏之间的关系为双向关联,符合五脏相关理论。（3）算法发现脾脏与他脏的关系重要性依次递减为：肾、肝、肺、心。且脾脏是最早出现与其他四脏双向连接的脏,符合“以脾为本,五脏相关”。（4）算法共发现关系规则50条,其中三脏关系规则30条,两脏关系规则20条。其中重要性最大的分别是肾、脾->肺,肾->肺。其中,发现二脏与三脏对应的置信度与重要性相同的七对规则,再次证明脾参与其它脏脏之间的作用。（5）算法发现在三脏同时病变时,脾合并他脏推出第三脏的规则重要性较大,而他脏推出脾的规则重要性较小。[结论]1运用数学方法分析中医病机,由演绎推理转换为归纳推理,增强理论的可推导性和科学性。2首次运用粗糙集理论改进的基于信息熵的属性约简算法,有效地约简属性集合,得出各脏的核心症状集合,结果与中医临床实际相符,说明粗糙集算法的可行性。3首次运用关联规则进行五脏相关性的研究,发现重症肌无力以脾脏受累为主,依次与肾、肝、肺、心相关；随病情发展,出现脾肾同病、脾肝同病、脾肾肺同病、脾肾心同病、肺脾心同病等,与重症肌无力的基本病机“脾胃虚损,五脏相关”相符合。4运用粗糙集和关联规则算法比较清晰地表达了五脏相关理论从辨脏到寻求脏-脏关系的过程,所得结果较符合临床实际且简单明了,易于理解,证明了这两种方法用于五脏相关数学研究的适合性。

论文目录

• 摘要
• Abstract
• 引言
• 第1章 文献研究
• 1.1 重症肌无力西医诊治概述
• 1.2 重症肌无力中医药认识
• 1.2.1 古代医家对痿证病因病机的认识
• 1.2.2 现代医家对重症肌无力的认识
• 1.3 中医药治疗重症肌无力近况
• 1.3.1 专方加减
• 1.3.2 辨证论治
• 第2章 五脏相关与重症肌无力
• 2.1 五脏相关学说研究近况
• 2.1.1 理论研究
• 2.1.2 临床研究
• 2.1.3 实验研究
• 2.2 五脏相关的理论内涵
• 2.2.1 功能系统观
• 2.2.2 脏腑联系观
• 2.2.3 天人整体观
• 2.2.4 非线性特征的理论特征
• 2.3 五脏相关指导中医临床
• 2.3.1 五脏相关理论指导重症肌无力的诊断
• 2.3.2 五脏相关理论指导重症肌无力的治疗
• 第3章 数学建模
• 3.1 数据挖掘概述
• 3.1.1 数据挖掘实施的平台
• 3.1.2 数据挖掘技术的发展历程
• 3.1.3 数据挖掘的分类
• 3.1.4 数据挖掘的任务
• 3.1.5 数据挖掘的过程
• 3.2 数据挖掘的方法及其在中医药领域中的应用
• 3.2.1 关联规则
• 3.2.2 粗糙集理论
• 3.2.3 聚类分析
• 3.2.4 决策树分析
• 3.2.5 贝叶斯网络
• 3.2.6 人工神经网络
• 3.2.7 支持向量机
• 3.3 数据挖掘算法介绍
• 3.3.1 粗糙集
• 3.3.2 关联规则
• 3.4 数据挖掘工具介绍
• 3.4.1 MATLAB 2010B
• 3.4.2 SQL SERVER 2005
• 第4章 临床观察试验数据研究
• 4.1 数据来源
• 4.1.1 纳入标准
• 4.1.2 诊断标准
• 4.1.3 临床分型
• 4.1.4 排除标准
• 4.1.5 四诊信息采集
• 4.1.6 数据库建立
• 4.2 数据预处理
• 4.2.1 数据清理
• 4.2.2 数据集成
• 4.2.3 数据变换
• 4.3 研究方法
• 4.3.1 一般资料的统计分析
• 4.3.2 数据挖掘分析
• 4.4 研究结果
• 4.4.1 频数统计结果
• 4.4.2 数据挖掘的结果
• 第5章 结果分析与讨论
• 5.1 一般资料分析
• 5.1.1 性别年龄分析
• 5.1.2 合并疾病分析
• 5.1.3 临床分型分析
• 5.1.4 累及肌群分析
• 5.1.5 临床症状分析
• 5.1.6 五脏病变分析
• 5.2 数据挖掘结果分析
• 5.2.1 分析方法讨论
• 5.2.2 设定规则讨论
• 5.2.3 数据挖掘结果讨论
• 第6章 结语
• 6.1 研究结论
• 6.2 研究的创新性
• 6.3 研究的不足与展望
• 6.4 结束语
• 参考文献
• 附录A 属性约简Matlab程序
• 附录B 缩略语表
• 附录C 五脏信息采集表
• 在学期间发表论文情况
• 致谢