基于Neo4j构建知识图谱分析胡镜清论治痴呆的思路与特色.pdf

2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 基于Neo4j构建知识图谱分析胡镜清论治痴呆的思路与特色戎菲1，2，屈尧1，2，张逸雯1，佟旭1，胡镜清1（1.中国中医科学院中医基础理论研究所 北京 100700；2.陕西中医药大学第一临床医学院 咸阳 712046）摘要：目的通过知识图谱技术分析胡镜清研究员治疗痴呆的临证思路和特色，为痴呆中医临床诊疗及中医医案研究方法提供参考。方法以胡镜清研究员治疗痴呆的门诊医案为研究对象，进行知识图谱的模式层和数据层设计，运用Cypher语言在Neo4j图数据库中设计一种符合中医临床思维模式的知识图谱框架。结果构建了包含5类、139个实体，4类、277条关系的“分期-证候-临床表现-方剂-中药”痴呆诊疗知识图谱，并通过查询功能实现对所需痴呆证治知识的快速检索。发现胡镜清研究员论治痴呆首辨“平台期”与“波动期”，平台期侧重从“虚”论治，善用六味地黄丸、参苓白术散、定志丸、六君子汤等；波动期侧重从“火热”“痰瘀化热”论治，代表方剂为黄连温胆汤、桃红四物汤、自拟清热方；同时亦不忘使用五苓散从“温阳利水”角度辨治痴呆。结论利用知识图谱技术能够有效分析和可视化展示胡镜清研究员论治痴呆的临证思路和特色，为痴呆中医临床诊疗提供参考，进一步为中医医案的合理有效利用提供方法。关键词：知识图谱 痴呆 痰瘀互结 方剂 名医经验doi:10.11842/wst.20220218013 中图分类号:R-058 文献标识码:A知识图谱是应用于人工智能领域的关键技术，最早于 2012年由谷歌公司提出，并将其应用于搜索引擎，极大地提高了搜索效率。知识图谱技术具有强大的语义表达能力，高效的图存储能力1。探索面向中医药领域的知识图谱，有助于实现中医药知识的有效整合，从而提供全面、准确、智能的知识服务。伴随着世界人口老龄化的加剧，痴呆发病越来越普遍。中医药防治痴呆的理论渊源流长，并积累了丰富的实践经验，临床应用常有较好的疗效，中医药在治疗效率、改善认知功能、改善日常生活能力、减少临床痴呆等方面有显著的效果2，且安全、稳定3。胡镜清研究员（以下简称胡师）从事中医老年病临床与理论研究多年，临床擅长诊疗痴呆。通过多年的理论探索及临床总结，在继承古今医家经验的基础上，对本病临床治疗有新的探索。本文收集整理胡师治疗痴呆的临床真实医案，提取核心症状及方药，通过知识图谱将其“理-法-方-药”联系起来，将胡师治疗痴呆的临床经验可视化展示，并运用图搜索功能实现相关思路和经验的快速检索。1 研究资料 1.1数据来源2016年7月-2020年10月胡师于中国中医科学院 收稿日期：2022-02-18 修回日期：2022-03-31 国家科学技术部国家重点研发计划中医药现代化研究专项（2019YFC1708501）：冠心病等疾病痰瘀互结病因病机与诊治方案创新研究，负责人：胡镜清；中国中医科学院科技创新工程项目（CI2021A00409）：基于中医古籍的痰瘀互结知识图谱构建研究，负责人：佟旭；北京市卫生健康委员会首都卫生发展科研专项“青年优才”项目（首发2022-4-4282）：多指标联合检测辅助诊断冠心病痰瘀互结证的真实世界研究，负责人：佟旭。通讯作者：佟旭，副研究员，博士，主要研究方向：基于信息处理技术的中医病证理论研究；胡镜清，本刊执行主编，研究员，博士研究生导师，主要研究方向：中医病机病证研究。826 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化思路与方法广安门医院老年病门诊收治痴呆患者的临床真实医案。1.2医案纳入/排除标准纳入标准：患者年龄60岁；以痴呆为主要就诊需求，中医诊断为痴呆、呆病；西医诊断为阿尔茨海默病、老年期痴呆、血管性痴呆等；患者坚持服药，并且未在就诊及服药期间新增其他干预手段；不合并其他影响痴呆诊疗的疾病；经治疗后病情好转、认知功能改善的医案。排除标准：因其他疾病对智能产生影响的患者，如脑外伤、中毒、精神病等；未按医嘱服药或同时新增其他干预手段者；其他不符合纳入标准的医案。1.3医案数据整理经过严格筛选，共纳入183则临床医案。将非结构化的医案文本按照患者编号、患者诊次、性别、年龄、临床表现、分期、证候、舌象、脉象、方剂、中药等分类提取，存储在Microsoft Office Excel 2010，建立数据库。2 研究方法 2.1Neo4j知识图谱构建工具本研究使用Neo4j作为知识图谱绘制工具，它是一个高性能的、非关系型的、开源的图数据库4。因本研究实体及关系较多，并且需要频繁查询和访问图谱中的实体和关系。Neo4j 具有自由邻接的图存储结构，事务处理能力与数据处理速度更快，能随时增添数据，易于表示半结构化数据，关系附加在节点上，无论关系的数量变化如何，都能实时更新，并且图搜索模式能够快速检索和可视化反馈所需知识，适合本研究使用。2.2知识图谱构建过程2.2.1模式层构建模式层作为知识图谱的框架，决定了知识图谱的数据模式5。本研究以“分期-证候-临床表现-方剂-中药”为基本模式构建痴呆诊疗图谱。2.2.2数据层构建（1）实体抽取节点抽取：在进行节点抽取时，根据模式层进行抽取。其中症状实体的抽取由2人进行短语信息的划定，将具有单元症状的短语提取出来，剔除无意义的短语；证候、方剂、中药实体为半结构化数据，人工将其拆分为单个实体再进行节点抽取。边抽取：边的抽取是建立在节点抽取的基础上的，将抽取出的节点对应于模式层，再根据模式层之间的关系建立节点之间的关系。（2）基于内容分析法的知识融合知识融合用于解决同一实体具有多种表达形式的问题，通过设置统一标准，减少数据冗杂，提高知识的表达能力1。本研究采用内容分析法对医案信息进行知识融合，结合国家中医药管理局颁发的 中华人民共和国国家标准中医临床诊疗术语 中医内科学 中医诊断学 内科学 中医症状学研究 中药学 等，完成“实体-关系”抽取。临床表现要素采取2级编码的形式，分为一级类目（A）、二级类目（B），一级类目是对二级类目进行的归类，二级类目为规范后的术语提取，类目内容说明部分是二级类目存在的多种表达形式。表1、2为症状规范示例。（3）知识存储采用Neo4j图数据库中的import工具批量导入数据，将表示节点和关系的文件数据以 CSV 格式存入import 文件夹，具体的 Cypher 命令示例如表 3 所示。将所有的CSV文件导入Neo4j图数据库，构建痴呆临床诊疗知识图谱。表1痴呆症状规范示例一级类目（A）A1特异性症状A2非特异性症状二级类目（B）B1健忘B2失认B3失语B4失算B5不能自理B6定向力下降B7秽洁不知B8智力下降B9语言謇涩类目内容说明记忆力减退 记忆力下降 善忘 记忆衰退 近事易忘不识家人 不能说出物体名称答非所问 吐字不清 语言不清 答非所问 词不达意计算力障碍 计算力下降 计算力丧失 不能计算生活不能自理 二便不能自理 饮食不能自理 大小便不自知定向力下降 定向力模糊 定向不清 定向力差 握物不准不懂脏净智力下降 智能减退 智力障碍 智能改变 智能障碍语言不利 言语欠利 言语迟钝 语言謇涩 口齿不清827 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 3 研究结果 本研究最终抽取实体5类（分期、证候、临床表现、方剂、中药）、135个；关系4类（分期-辨证为-证候、证候-表现为-临床表现、方剂-治疗-证候、中药-组成-方剂）、278条。通过图搜索模式能够在已构建的痴呆临床诊疗知识图谱中查询所需要的知识。图1所示为知识图谱中“分期-证候”的查询结果，由此可知临床胡师治疗痴呆，首辨平台期与波动期，平台期患者主要为虚证（以脾虚和肾虚为主），波动期主要为火热炽盛证和痰瘀互结证。3.1平台期脾虚证的查询结果图2、图3为平台期脾虚证的“临床表现-方剂-中药”查询结果。由图谱可知，痴呆脾虚证常见脾气虚证、心脾两虚证和脾肾两虚证，胡师临床常使用六君子汤、定志丸、参苓白术散加减治疗。此类患者临床多见健忘、少食、脉沉、脉细，使用药物以健脾药（茯苓、白术、薏苡仁、扁豆），补虚药（党参、山药），化痰药（石菖蒲）为主，同时也辅以黄连、连翘等清热药。3.2平台期肾虚证检索结果图4、图5为平台期肾虚证的“临床表现-方剂-中药”查询结果。由图谱可知，痴呆肾虚证常见肾阳虚证、肾精亏虚证、脾肾两虚证，胡师临床常使用五苓散、六味地黄丸、参苓白术散加减治疗。此类患者临床常见健忘、脉沉、脉细、苔薄白。在药物使用上，常使用泽泻、茯苓、白术；清热药：黄连、连翘；化痰药：石菖蒲；补虚药：熟地黄、山药等。3.3波动期检索结果图6、图7为波动期的“证候-临床表现-方剂-中药”查询结果。由图谱可知，波动期以火热证和痰瘀表3CSV文件载入命令语法实体节点导入边的导入命令LOAD CSV WITH HEADERS FROM file:/方剂.csv AS lineCREATE(:方剂name:line.name)LOAD CSV WITH HEADERS FROM file:/证候-临床表现.csv AS lineMATCH(from:证候name:line.证候),(to:临床表现name:line.临床表现)MERGE(from)-r:表现为-(to)表2舌脉规范示例一级类目（A）A1舌质A2舌苔A3脉象二级类目（B）B1齿痕舌B2舌红B3苔白、苔腻B4苔黄、苔腻B5花剥苔B6脉弦、脉细B7脉细、脉滑B8脉沉、脉数类目内容说明边有齿痕 舌有齿痕舌质红苔白腻苔黄腻苔有剥脱脉弦细脉细滑脉沉数图1痴呆分期-证候的关系展示828 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化思路与方法图2以脾虚为主证候的临床表现展示注：图中围绕在证候实体（蓝色）周围的临床表现（深绿色）实体是该证候常见的临床表现，右侧纵向排列实体为多个证候共有的临床表现。图3以脾虚为主证候的药物配伍展示注：图中围绕在方剂（棕色）实体周围的中药实体（绿色）是该方剂的中药组成，右侧纵向排列的实体为多个方剂共有的中药。829 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 图4以肾虚为主证候的临床表现展示注：图中围绕在证候实体（蓝色）周围的临床表现（深绿色）实体是该证候常见的临床表现，右侧纵向排列实体为多个证候共有的临床表现。图5以肾虚为主证候的药物配伍展示注：图中围绕在方剂（棕色）实体周围的中药实体（绿色）是该方剂的中药组成，右侧纵向排列的实体为多个方剂共有的中药。830 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化思路与方法互结证为主，使用方剂包括自拟清热方、黄连温胆汤、桃红四物汤。火热炽盛证使用自拟清热方加减，痰瘀互结证使用黄连温胆汤及桃红四物汤加减治疗。使用药味以清热药（黄连、连翘）、活血药（当归、红花、桃仁）、化痰药（半夏、石菖蒲）为主。4 讨论 中医医案是医家临床经验与中医智慧传承的重要载体，而医案多以文本为呈现方式，医案之间缺乏交互性，无法高效管理与分析零散的医案6。如何合理、有效利用医案数据具有重要的意义。知识图谱技术的出现为中医医案数据的存储、整合及应用提供了新的方法7。本研究通过构建痴呆诊疗知识图谱，以图谱可视化的形式将胡师痴呆诊疗医案中“分期-证候-临床表现-方剂-中药”各临床要素及其关系展示出来，并通过图搜索模式实现了所需知识的实时查询。图搜索模式可模拟人脑的思维模式，从图谱中有效匹配相应的搜索结果，并展示所需知识节点之间的关系与逻辑8，便于直观清晰地获取痴呆诊疗医案中的医家经验与智慧。4.1守机之常，从“虚、痰、瘀、热”辨治痴呆从图1-7可以看出，胡师临床治疗痴呆首辨“平台期”与“波动期”，而“虚、痰、瘀、热”贯穿在痴呆发展的全过程。中医认为痴呆病性属本虚标实，本虚以五脏气血亏虚为主，标实以痰、瘀为主9。如 灵枢海论曰“脑为髓海，髓海不足，则脑转耳鸣，胫酸眩冒，目无所见，懈怠安卧10”；丹溪心法 健忘：“健忘，精神短少者多，亦有痰者11”；东汉张仲景在 伤寒论 中说“阳明证，其人喜忘者，必有蓄血。所以然者，本有久瘀血，故令喜忘12”。胡师在临床中进一步总结痴呆发生发展过程，平台期痴呆以“虚”为本，因“虚”致实，“痰瘀”内生，久则化热，而致病情波动。平台期多见虚证，以脾虚、肾虚为主，波动期多见实证，以痰瘀证、火热证为主。临床诊疗时谨守病机，抓住病机整体变化规律，以补虚、化痰、活血、清热为基础治疗痴呆。4.2辨证入细，强调对火（热）病机的辨治以控制病情进展“虚、痰、瘀、热”是痴呆发病的基本病机，胡师认为其更是火（热）化生之源，是痴呆波动期的重要病机。虚、痰、瘀三者相互搏结，最易化生火（热）之邪，上犯脑窍、扰乱神明以致痴呆病情不断发展13。临床使用清热方剂常见“舌红、苔黄、苔腻、脉滑、脉数”等典型的热象舌脉表现。经过多年临床体会，胡师亦发现，有些患者虽未见典型热象特征，但其症状的轻微变化或波动也是隐藏的火（热）逐渐积累的表现。因此强调临床辨证细致入微，对于尚未明显表现出热象体征者，亦防微杜渐地使用清热之剂以控制病情进展。需要注意，火（热）病机虽是波动期的核心病机，但也可出现在疾病各阶段，因此根据疾病各阶段应注意滋阴清热、清化痰热、清热凉血散瘀以及清热解毒之剂的选择。在平台期不忘辨热，常配伍黄连、连翘、生地黄等，波动期注重清热解毒。胡师临床喜用自拟清热方，用其治疗老年期痴呆急性进展期，此期痰瘀火（热）等病理产物大量积累，可进一步蕴结生毒、损伤脑络14。这时患者常见明显的症状改变及病情加重，如图6所示的急躁易怒、多疑、幻觉、胡言乱语等表现，甚至出现骂人毁物、狂躁不安等攻击性行为。此时使用自拟清热方以清热解毒攻之，往往取得满意效果。有研究证明，清热解毒类方有抗炎、免疫、抗氧化等治疗效果15。4.3温阳利水，善用五苓散治痴呆通过构建知识图谱，发现胡师临床也常用“五苓散”治疗痴呆。图4-5展示临床使用五苓散的核心症状为“健忘、失认、小便频、不寐、日夜倒错”；核心舌象为“舌淡、苔水滑”；核心脉象为“脉细、脉沉”。五苓散出自 伤寒论，功效为温阳化气利水，主治膀胱蓄水证，众多医家将其视为利水之剂16。虽痴呆的基本病机为肾精亏虚，髓海不足17，但胡师认为肾主水和肾藏精功能密切相关，临床常见痴呆患者夜尿频频，应属脾肾亏虚18，气不化水。因此临床使用五苓散“温阳利水”，通过温阳化气、渗利水湿，恢复膀胱气化功能，使水湿自去，肾气得补。并且，患者小便频常与失眠相伴而生，因失眠而思小便，因小便频又致失眠19，一味按照安神、补肾、固涩来治疗，往往效果欠佳。使用五苓散温阳利水，恢复膀胱的气化功能，能收获较好的疗效。因此，胡师对于临床痴呆患者伴有小便频、失眠以及舌淡、苔水滑、脉细、脉沉等典型表现时，均考虑使用五苓散“温阳利水”进行治疗。5 结语 通过规范整理胡师治疗痴呆的真实病案，抽取相关临床要素以及关系，运用内容分析法规范处理，将831 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 图6波动期的临床表现展示注：图中围绕在证候实体（蓝色）周围的临床表现（深绿色）实体是该证候常见的临床表现，右侧纵向排列实体为多个证候共有的临床表现。图7波动期的药物配伍展示注：图中围绕在方剂（棕色）实体周围的中药实体（绿色）是该方剂的中药组成，右侧纵向排列的实体为多个方剂共有的中药。832 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化思路与方法非结构化知识转化为结构化知识，利用Neo4j图数据库完成了胡师治疗痴呆知识图谱的构建，实现了知识的可视化展示以及图搜索，总结出胡师在治疗痴呆的临证经验中，除以“补虚、化痰、活血”为基础外，波动期强调对“火（热）”病机的辨治，平台期亦不忘温阳利水，善用五苓散治痴呆。参考文献 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高艳霞,高继宁,韩同生.以泻为补治肾法.山西中医,1996,12(4):51-52.Analysis of Hu Jingqings Thoughts and Characteristics on the Treatment of Dementia Based on Neo4j Knowledge MapRong Fei1,2，Qu Yao1,2，Zhang Yiwen1，Tong Xu1，Hu Jingqing1(1.Institute of Basic Theory for Chinese Medicine,China Academy of Chinese Medical Sciences,Beijing 100700,China；2.The First Clinical Medical College of Shaanxi University of Chinese Medicine,Xianyang 712046,China)Abstract:ObjectiveTo analyze the clinical thinking of researcher Hu Jingqing(Hereinafter referred to as Dr.Hu)in the treatment of dementia by using knowledge graph technique,and to provide guidance for clinical treatment.MethodsTaking the outpatient patient of Dr.Hus treatment of dementia as the research object,the pattern layer and the data layer of the knowledge graph were designed,and a knowledge graph framework was designed to simulate the thinking pattern of human brain in the Neo4j graph database using CYPHER language.ResultsThe knowledge map of Dr.Hus medical cases for dementia was constructed,including 139 entities in 5 categories,277 relationships in 4 categories,which could be quickly retrieved by entities and relationships.ConclusionMaster Hu divided dementia into plateau stage and fluctuating stage.The plateau stage was treated from deficiency,and Liuwei Dihuang pill,Shenling Baizhu powder,Dingzhi pill and Liujunzi decoction were well used.In the fluctuating period,the treatment was based on mutual association of phlegm and blood stasis,and hot,and the representative prescriptions were Huanglian 833 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第三期 Vol.25 No.3 Wendan Decoction,Taohong Siwu Decoction and Self-drafted heat clearing prescription.Use Wuling San to distinguish and treat dementia from the Angle of warming Yang and benefiting water.Keywords:Knowledge graph,Dementia,Phlem and blood stasis,Formula,Amous Chinese medicine physician（责任编辑：李青）834