中医方剂功效定性和定量研究三探

    试以《伤寒论》中“桂枝加桂汤”为例,筛选前后的计算结果见表1。
表1  桂枝加桂汤功效筛选前后排序比较（略）
 
    根据“桂枝加桂汤”方义,该方主要治疗由“肝气上逆”引起的诸病,如“奔豚”等。从表1的内容不难看出,筛选后的功效更精准地反映了“桂枝加桂汤”治疗“肝气上逆证”的功能。

　　2.3  以临床表现信息为依据的方剂功效的加权计算

    方剂功效筛选计算中,我们依据临床信息剔除了冗余的功效,保留了相关的功效。但保留下的功效的排序是否就完全合理呢？未必如此。这是因为,做功效筛选时,每一功效的适应症候集虽与临床的症候集有交叠,但交集的大小有不同。有的功效的适应症候集可能只包含一两个当前的症状体征,有的则几乎包含了当前全部的症状体征。这显示出症状体征对功效具有选择性,也是一个方剂能发挥其治疗作用的原因所在。为强调此种“选择性”,我们提出了“方剂功效加权”概念,以突出方剂的优势功效。

    接下来的问题是如何确定不同功效的权重系数。显然,如果某功效的适应症候集不包含当前任何临床症状体征,其权重系数为0；如果某功效的适应症候集包含了当前全部临床症状体征,其权重系数应该为1(最大)。所以可以用功效的适应症候集所包含的临床症状体征的多少来确定权重系数的大小。具体的计算方法将在下一节详细给出。
   
　　下面以《伤寒论》瓜蒂散中“吐风痰”、“宣郁”功效为例,来看对方剂优势功效加权的实验结果。见表2。表2  瓜蒂散功效加权前后计算结果排序（略）
   
　　从表2可以看出,瓜蒂散的“吐风痰”、“宣郁”作用,经加权计算之后被强调出来了,这更加接近瓜蒂散的方义。

　　3  方剂功效聚集的算法表示

　　3.1  方剂功效的适应症候集和临证症候集的数学表示

    一个方剂有多种功效,方剂功效的适应症候集是指每种功效对多种症候有疗效而言。我们将功效i的适应症候集表示为：Gi＝{zi1 ,zi2,…,zik},i＝1,…,170。170种功效的症候集在我们的系统中是用“候(症状体征)效关系知识表”来表达的,是系统数据库已有的基础信息之一。

    我们将临床表现信息提供的临证症候集表示为：Gp＝{z1,z2,…,zl}。

　　3.2  方剂功效的症效系数

    给定功效i的适应症候集Gi和临证症候集Gp ,则称：

　　为功效i关于症候集Gp的症效系数βi 。这里∩为集合的交运算,|·|为取集合的基数(集合所含元素个数)。可以证明,这里的βi在0和1之间。
   
　　显然,可以将βi?[0,1]视为症候对药效选择的权重系数。当功效i的适应症候集Gi和临证症候集Gp的交集为空集(不交叠)时,症效系数βi为零,相当于该功效i被筛选掉；当功效i的适应症候集Gi和临证症候集Gp完全相同(交集就是Gp)时,该功效i的症效系数βi为1,其为方剂的最具优势的功效。其他功效将被赋予0和1之间不同的权重βi 。

　　3.3  方剂功效聚集的计算公式

    方剂的功效强度是入方所有药物的所有药效的复杂综合,设给出方剂的功效强度为：f＝(f1,f2,…,fn)。
   
　　在文献[1]中我们提出了如下的计算公式：

    上式中k=1,2,…,n。其中fki为方剂中第i味药物的第k种功效的作用强度,同样,flj为方剂中第j味药物的第l种功效的作用强度；rklij为方剂中第i味药物的第k个功效与第j味药物的第l个功效间的相互作用系数；d为入方药物种类数；n为不同功效种类数。
   
　　公式(4)中没有考虑到方剂功效的聚集计算。为此,我们提出了新的计算公式：
       
    公式(5)中的记号规定同公式(4)。不同的是其中的βi ,它是方剂功效i和方剂对应的症候集Gi的症效系数,可以根据公式(3)算出。

　　4  讨论

    在方剂功效定性、定量的计算中,方剂功效的向量计算方法遵循了中医方剂学理论的认识,即方剂功效不是诸多药效的简单叠加,而是根据药效之间存在着的复杂关联知识的挖掘计算。药效之间的关联不仅具有不同的类型,而且还有不同的强度,即贴近度。不同的贴近度和中药的药性有关。

    以临床表现信息为依据的方剂功效筛选计算,可以把方剂功效的个性特征更加精准地表达出来,为当前方剂适应证的准确预测奠定了基础。

    相关实验证明,优势功效加权计算的结果更符合中医学的认识,因而这种方法理论上具有普遍意义；同时,方剂优势功效计算有“评价”意义,即可对方剂的各种功效以临床表现为依据,通过被选权重计算,对该功效是否为当前方剂的主要功效(优势功效)进行评价。

    对优势功效的加权计算的结果启发了对方剂功效挖掘更深入的思考。例如,若能将临床表现区分为主症、次症、伴有症,在此基础上的“加权”计算将更为合理,这也是我们进一步研究的目标之一。

    方剂功效在被筛选的同时,也提供了方剂功效释放率的信息,所谓“方剂功效释放率”是指被筛选出的功效占方剂全部功效的百分比；这一发现,对方剂质量评价体系的研究有重要意义,初步实验结果表明,《伤寒论》中方剂功效释放率普遍较高,此研究将另文讨论。

【参考文献】
  　[1] 任廷革,高全泉,刘晓峰.中医方剂功效及适应证候信息的智能处理方法[J].中南大学学报(自然科学版),2007,38(增刊1)：633－637.

　　[2] 任廷革,刘晓峰,高全泉,等.中医方剂功效定性和定量研究初探[J].中国中医药信息杂志,2007,14(6)：100－102.

　　[3] Ren Tingge, Gao Quanquan, Liu Xiaofeng, et al. An intelligence processing method related to efficacy messages of traditional Chinese medicine prescriptions[A]. Proceedings of ICICIC[C]. Dalian.2008.104－108.