CN107516013B - 一种通过疗效三角形进行药物优选的方法及系统 - Google Patents

一种通过疗效三角形进行药物优选的方法及系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种通过疗效三角形进行药物优选的方法及系统，所述方法包括以下步骤：步骤S1,药物筛选与疗效统计：步骤S2,建立四联元系数；步骤S3,检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形；步骤S4,仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形；步骤S5,对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。其优点表现在：中药辨治疾病存在较大的不确定性，采集对分析“同、异、反”算法确定不同药物的可信度，并在此基础上根据疗效曲线和疗效三角对药物进行选优排序，为明确选优选药物提供支持。

Description

一种通过疗效三角形进行药物优选的方法及系统
技术领域
本发明涉及通过疗效三角形进行药物优选技术领域，具体地说，是一种通过疗效三角形进行药物优选的方法及系统。
背景技术
银屑病是严重干扰人们日常生活的一种皮肤病，通常由工作负荷、心理负担、遗传和环境等多种因素共同导致，病程迁延不止；还因气温、湿度，环境变化而反复发作。中医辨证论治寻常型银屑病有一定疗效，但需要辩证得当，分型论治，随证加减，用药适当，才能获得满意的疗效。如何从稳定和提高银屑病疗效角度筛选常用的中药，是保证和提高疗效的关键所在，也是辨证论治、处方用药时的一大难点。
联系数(Connection number,CN)是我国学者赵克勤在集对分析(Set pairanalysis,SPA)中给出的一类数学工具,有二元联系数、三元联系数、四元联系数等不同数学形式，集对分析及其四元联系数在医卫体育等领域已有广泛应用。但其对中医药领域的应用尚未涉及较多，还有待进一步研究发展。同时其对于其全偏联系数及其他方法的计算需要一个标准化的工具，统一其每一步的运算过程，减少误差。
中国专利文献CN201480046187.7，申请日20140819，专利名称为：基于用于防止药物副作用的个人蛋白质损伤信息的药物选择方法及系统，一种利用个人基因组碱基序列变异来提供用于进行个性化的药物选择的信息的方法，包括：从个人基因组碱基序列信息中确定参与规定药物或药物组的药效学或药动学的一种以上的基因碱基序列变异信息的步骤；利用上述基因碱基序列变异信息来计算个人蛋白质损伤分数的步骤；以及将上述个人蛋白质损伤分数与药物和蛋白质之间的相互关系建立关联，来计算个人药物分数的步骤。
上述专利文献的方法及系统作为可通过对参与规定药物或药物组的药效学或药动学的多种蛋白质进行编码的基因外显子区域的序列分析来预测个人对特定药物的副作用或危险性的技术，是可靠度高且适用范围广泛的通用技术。但是，关于中药辨治疾病存在较大的不确定性，采集对分析“同、异、反”算法确定不同药物的可信度，并在此基础上根据疗效曲线和疗效三角对药物进行选优排序，为明确选优选药物提供支持的技术方案则无相应的公开。
综上所述，需要一种通过疗效三角形进行药物优选的方法，针对中药辨治疾病存在较大的不确定性，采集对分析“同、异、反”算法确定不同药物的可信度，并在此基础上根据疗效曲线和疗效三角对药物进行选优排序，为明确选优选药物提供支持。而关于这种方法目前还未见报道。
发明内容
本发明的目的是针对现有技术中的不足，提供一种通过疗效三角形进行药物优选的方法，针对中药辨治疾病存在较大的不确定性，采集对分析“同、异、反”算法确定不同药物的可信度，并在此基础上根据疗效曲线和疗效三角对药物进行选优排序，为明确选优选药物提供支持。
本发明的再一的目的是，提供一种通过疗效三角形进行药物优选的系统。
为实现上述目的，本发明采取的技术方案是：
一种通过疗效三角形进行药物优选的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1,药物筛选与疗效统计：通过在线检索和利用医院历年临床数据选择M味中药，采用Spearman等级相关分析和Pearson积差相关分析筛选出N味常用药，再利用临床统计资料和单因素相关系数法确定出中药的阶段性治疗结局效果测度痊愈、显效、好转、无效人数及占样本容量的百分比，治愈率用a表示，显效率用b表示，好转率用c表示和无效率用d表示，建立四联元系数；
步骤S2,把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度，作为联系数中的同部a；把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度，作为联系数中的异部b+c，把无效率也看成是相对确定的测度，作为联系数中的反部d；
步骤S3,把a、b+c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边，根据欧式几何学中：三角形中任意两条边大于第三边的几何特性，检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形，能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的，否则称之为泛疗效不稳定的；
步骤S4,仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形，能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的，否则称之为疗效不稳定的；
步骤S5,对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。
作为一种优选的技术方案，步骤S5中，对筛选出的N味常用药分别计算疗效三角形的面积，疗效三角形的面积公式为：
Figure BDA0001388724090000031
Figure BDA0001388724090000032
其中a,b,c为三角形的三边长，s为面积。
作为一种优选的技术方案，对筛选出的N味常用药的疗效三角形的面积按照大小进行排序。
作为一种优选的技术方案，所述方法在银屑病临床用药的应用。
为实现上述第二个目的，本发明采取的技术方案是：
一种通过疗效三角形进行药物优选的系统，所述系统包括药物筛选与疗效统计模块、疗效系统模块、泛疗效三角形模块、疗效三角形模块、疗效三角形面积计算模块；
药物筛选与疗效统计模块：通过在线检索和利用医院历年临床数据选择M味中药，采用Spearman等级相关分析和Pearson积差相关分析筛选出N味常用药，再利用临床统计资料和单因素相关系数法确定出中药的阶段性治疗结局效果测度痊愈、显效、好转、无效人数及占样本容量的百分比，治愈率用a表示，显效率用b表示，好转率用c表示和无效率用d表示；
疗效系统模块：把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度，作为联系数中的同部a；把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度，作为联系数中的异部b+c，把无效率也看成是相对确定的测度，作为联系数中的反部d；
泛疗效三角形模块：把a、b+c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边，根据欧式几何学中：三角形中任意两条边大于第三边的几何特性，检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形，能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的，否则称之为泛疗效不稳定的；
疗效三角形模块：仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形，能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的，否则称之为疗效不稳定的；
疗效三角形面积计算模块：对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。
作为一种优选的技术方案，疗效三角形面积计算模块对筛选出的N味常用药分别计算疗效三角形的面积，疗效三角形的面积公式为：
Figure BDA0001388724090000041
其中a,b,c为三角形的三边长，s为面积。
作为一种优选的技术方案，对筛选出的N味常用药的疗效三角形的面积按照大小进行排序。
本发明优点在于：
1、中药辨治疾病存在较大的不确定性，采集对分析“同、异、反”算法确定不同药物的可信度，并在此基础上根据疗效曲线和疗效三角对药物进行选优排序，为明确选优选药物提供支持；
2、针对血热型银屑病清热凉血药初步筛选基础上如何进一步择优选药问题，通过检验银屑病患者阶段性治疗结局的疗效联系数的几何特性，来辨识常用清热凉血药中的首选药、次选药和一般药，思路新颖，方法简明，所得结果与临床处方相符，所用方法对其他皮肤病筛选优先药也有借鉴和指导意义。
3、可以在银屑病血热证中医辨证论治处方选药中应用疗效联系数的几何信息，为明确优选用药提供决策支持。其他疾病的中医辩证论治和处方选药也可参考本文给出的思路和方法。
4、可实施成相应的产品，如APP等，探讨中医辨证论治的阶段性治疗效果联系数中的几何信息对临床辩证用药的指导意义，为科学用药，提高疗效提供一个新的途径。
附图说明
附图1是本发明的一种通过疗效三角形进行药物优选的方法的流程框图。
附图2是疗效三角形的一种组合方式示意图。
附图3是疗效三角形的二种组合方式示意图。
附图4是疗效三角形的三种组合方式示意图。
附图5是有效的疗效三角形的面积与对饮的中药优选示意图。
附图6是本发明的一种通过疗效三角形进行药物优选的系统结构框图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明提供的具体实施方式作详细说明。
本实施例中资料来源：源自上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院皮肤科门诊和住院患者中属于中医辨证血热证患者共160例。其中男性95例，女性65例。患者最小20岁，最大68岁，平均44.26岁；病程最短者2个月，最长为30年，平均58.7年。
请参照图1，图1是本发明的一种通过疗效三角形进行药物优选的方法的流程框图。所述方法包括以下步骤：
步骤S1,药物筛选与疗效统计的步骤：通过在线检索和利用医院历年临床数据得到干预寻常型银屑病血热证的清热凉血中药共101种。采用Spearman等级相关分析和Pearson积差相关分析筛选出麻黄、苦参、防风等39种为常用药；再利用临床统计资料和单因素相关系数法确定出这39种中药的阶段性治疗结局效果测度(痊愈、显效、好转、无效)人数及占样本容量的百分比，简称治愈率(用a表示)，显效率(用b表示)，好转率(用c表示)和无效率(用d表示)。为方便起见，本文以前14种中药为例说明本文方法的具体应用。
其中，14种常用清热凉血药的各类疗效例数与痊愈率、显效率、好转率、无效率，见表1
表1 14种常用清热凉血药的疗效例数及百分比
Figure BDA0001388724090000051
步骤S2,把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度，作为联系数中的同部a；把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度，作为联系数中的异部b+c。把无效率也看成是相对确定的测度，作为联系数中的反部d，建立四联元系数；
其中，14味中药的疗效联系数，见表2
表2 14味中药的疗效联系数
Figure BDA0001388724090000061
步骤S3,把a、b+c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边，根据欧式几何学中：三角形中任意两条边大于第三边的几何特性，检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形，能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的，否则称之为泛疗效不稳定的；
其中，把“显效”与“好转”合并后得到的疗效联系数及其三条边长见表3
表3疗效联系数及其三条边长
Figure BDA0001388724090000071
从表3看出，a+(b+c)-d结果全部是正数，也就是a(“痊愈”)与(b+c)(“显效”+”好转”)这两条边的和大于”无效”这条边(图2)；反过来”b+c”(“显效”+”好转”)与”无效”d这两条边的和也大于”痊愈”这条边a，(图3)；但”痊愈”a与”无效”d这两条边的和与(“显效”+”好转”)这条边的差则有正有负,差是正值时，表明”痊愈”a与”无效”d这两条边的和大于(“显效”+”好转”)这条边；差是负值时，表明”痊愈”a与”无效”d这两条边的和小于(“显效”+”好转”)这条边(图4)；这种情况充分表明阶段性治疗结局中获得的“痊愈”、“显效”、”好转”、”无效”存在不确定性，这种不确定性在后续随访中会有具体体现，但这种不确定性有程度上的不同，这种不同在一定程度上取决于阶段性治疗结局中获得的“痊愈”、“显效”、”好转”、”无效”是否存在几何稳定性。查看表3得知序号为2的kushen与序号为7的shemei各能构成一个三角形，因而存在几何稳定性。序号为5的zaoxiu也接近一个三角形，其他的都不能构成一个三角形。
步骤S4,仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形，能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的，否则称之为疗效不稳定的；
其中，仅取痊愈、显效、好转这三个疗效测度作为研究对象，考察其中的任意2个疗效测度之和与另一个疗效测度之差的结果在表4
表4任意2个疗效测度之和与另一个疗效测度之差
Figure BDA0001388724090000072
由表4可见，仅仅从“痊愈”、“有效”、“好转”三个疗效测度看，除了序号2、序号7、序号11、序号12、序号13、序号14共6种中药的三个疗效测度不能满足任意两个测度之和大于第三个测度(不能构成一个疗效三角形)外，其余8个序号的中药之三个疗效测度都能满足任意2个测度之和大于第3个测度这一要求(能构成一个疗效三角形)。
综合表3、表4可见，在表3中能得出三个疗效测度中任意2个测度之和大于第3个疗效测度的中药为序号2的kushen和序号为7的shemei,在“痊愈”、“有效”、“好转”“无效”这个总的疗效系统中存在几何稳定性；但这两种中药在“痊愈”、“有效”、“好转”这个疗效子系统中的几何稳定性较差，这一点集中反映在表4中的b+c-a的差是一个较为接近0的负数(-0.0056,和-0.057)，虽然不能构成一个疗效三角形，但与构成一个疗效三角形已相当接近，因此，相对于其他中药而言，这两种中药可作为治疗银屑病血热证的首选清热凉血药，其余中药的疗效各有较大的不确定性，其不确定性大小在下面讨论。
步骤S5,对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。
其中，需要解决的问题是，如何从表4给出的可以确定出一个疗效三角形中的8种药中,找出其中最优、次优的中药？这里给出一个按有效的疗效三角形面积大小优选用药的假设。也就是在所有由痊愈率、显效率、好转率这三个疗效测度组成的药物疗效三角形中，以三角形面积最大的药物为优选用药，并按该类疗效三角形的面积大小排其他清热凉血药的优劣次序(见图5)。
图1有效的疗效三角形，面积大的优于(>)面积小的，与之对应的中药X优先于中药y。
由此得到的结果见表5
表5能够构成有效疗效三角形的8种中药的疗效三角形面积及其排序
Figure BDA0001388724090000091
注：在已知三角形三边长时的三角形面积公式为
Figure BDA0001388724090000092
(其中a,b,c为三角形的三边长，s为面积).
由表5知，从按有效的疗效三角形面积从大到小排序，排在第一位的是白鲜皮(baixianpi)，排在第2位的是土茯苓(tufuling)，排在第3位的是金银花(jinyinhua)，排在第4位的是生地(shengdi)；牡丹皮(mudanpi)与赤芍(chishao)并列5-6，蚤休(zaoxiu)排在第7，荆芥(jingjie)排序第8，以上排序结果与临床疗效基本一致。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，其不同之处在于，本实施例中将实施例1技术方案的思路通过硬件的形式呈现。请参照图6，图6是本发明的一种通过疗效三角形进行药物优选的系统结构框图。一种通过疗效三角形进行药物优选的系统，所述系统包括药物筛选与疗效统计模块、疗效系统模块、泛疗效三角形模块、疗效三角形模块、疗效三角形面积计算模块；
药物筛选与疗效统计模块：通过在线检索和利用医院历年临床数据选择M味中药，采用Spearman等级相关分析和Pearson积差相关分析筛选出N味常用药，再利用临床统计资料和单因素相关系数法确定出中药的阶段性治疗结局效果测度痊愈、显效、好转、无效人数及占样本容量的百分比，治愈率用a表示，显效率用b表示，好转率用c表示和无效率用d表示；
疗效系统模块：把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度，作为联系数中的同部a；把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度，作为联系数中的异部b+c，把无效率也看成是相对确定的测度，作为联系数中的反部d；
泛疗效三角形模块：把a、b+c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边，根据欧式几何学中：三角形中任意两条边大于第三边的几何特性，检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形，能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的，否则称之为泛疗效不稳定的；
疗效三角形模块：仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形，能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的，否则称之为疗效不稳定的；
疗效三角形面积计算模块：对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。
作为一种优选的技术方案，疗效三角形面积计算模块对筛选出的N味常用药分别计算疗效三角形的面积，疗效三角形的面积公式为：
Figure BDA0001388724090000101
其中a,b,c为三角形的三边长，s为面积。
作为一种优选的技术方案，对筛选出的N味常用药的疗效三角形的面积按
照大小进行排序。
基于本实施例中的一种通过疗效三角形进行药物优选的系统，可实施成相应的产品，如APP等，探讨中医辨证论治的阶段性治疗效果联系数中的几何信息对临床辩证用药的指导意义，为科学用药，提高疗效提供一个新的途径。
以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员，在不脱离本发明方法的前提下，还可以做出若干改进和补充，这些改进和补充也应视为本发明的保护范围。

Claims (7)

1.一种通过疗效三角形进行药物优选的方法，所述方法包括以下步骤：
步骤S1,药物筛选与疗效统计：通过在线检索和利用医院历年临床数据选择M味中药，采用Spearman等级相关分析和Pearson积差相关分析筛选出N味常用药，再利用临床统计资料和单因素相关系数法确定出中药的阶段性治疗结局效果测度痊愈、显效、好转、无效人数及占样本容量的百分比，治愈率用a表示，显效率用b表示，好转率用c表示和无效率用d表示；
步骤S2,把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度，作为联系数中的同部a；把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度，作为联系数中的异部b+c，把无效率也看成是相对确定的测度，作为联系数中的反部d，建立四联元系数；
步骤S3,把a、b+c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边，根据欧式几何学中：三角形中任意两条边之和大于第三边的几何特性，检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形，能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的，否则称之为泛疗效不稳定的；
步骤S4,仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形，能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的，否则称之为疗效不稳定的；
步骤S5,对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。
2.根据权利要求1所述的通过疗效三角形进行药物优选的方法，其特征在于，步骤S5中，对筛选出的N味常用药分别计算疗效三角形的面积，疗效三角形的面积公式为：
Figure FDA0002245799210000011
其中a,b,c为三角形的三边长，s为面积。
3.根据权利要求2所述的通过疗效三角形进行药物优选的方法，其特征在于，对筛选出的N味常用药的疗效三角形的面积按照大小进行排序。
4.根据权利要求1-3中任一项所述的通过疗效三角形进行药物优选的方法，其特征在于，所述方法在银屑病临床用药的应用。
5.一种通过疗效三角形进行药物优选的系统，其特征在于，所述系统包括药物筛选与疗效统计模块、疗效系统模块、泛疗效三角形模块、疗效三角形模块、疗效三角形面积计算模块；
药物筛选与疗效统计模块：通过在线检索和利用医院历年临床数据选择M味中药，采用Spearman等级相关分析和Pearson积差相关分析筛选出N味常用药，再利用临床统计资料和单因素相关系数法确定出中药的阶段性治疗结局效果测度痊愈、显效、好转、无效人数及占样本容量的百分比，治愈率用a表示，显效率用b表示，好转率用c表示和无效率用d表示；
疗效系统模块：把阶段性治疗结局中的痊愈率看成是相对确定的测度，作为联系数中的同部a；把有效率和好转率看成是带有不确定性的测度，作为联系数中的异部b+c，把无效率也看成是相对确定的测度，作为联系数中的反部d；
泛疗效三角形模块：把a、b+c、d看作是能够作成泛疗效三角形的三条边，根据欧式几何学中：三角形中任意两条边之和大于第三边的几何特性，检验筛选出N味常用药的阶段性疗效是否能构成一个泛疗效三角形，能构成泛疗效三角形的称之为泛疗效稳定的，否则称之为泛疗效不稳定的；
疗效三角形模块：仅考察痊愈率、显效率、好转率能否构成一个疗效三角形，能构成疗效三角形的中药称之为疗效稳定的，否则称之为疗效不稳定的；
疗效三角形面积计算模块：对能够构成稳定疗效三角形的中药，计算各个稳定疗效三角形的面积，面积大的所对应的中药优先于面积小的稳定疗效三角形所对应的中药。
6.根据权利要求5所述的通过疗效三角形进行药物优选的系统，其特征在于，疗效三角形面积计算模块对筛选出的N味常用药分别计算疗效三角形的面积，疗效三角形的面积公式为：
Figure FDA0002245799210000021
其中a,b,c为三角形的三边长，s为面积。
7.根据权利要求6所述的通过疗效三角形进行药物优选的系统，其特征在于，对筛选出的N味常用药的疗效三角形的面积按照大小进行排序。
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基于多元图表示的中药指纹图谱可视化模式分析方法研究;崔建新;《中国优秀博士学位论文全文数据库 信息科技辑》;20120815;全文 *
系统药理学关键预测技术开发及在中医药研究中的应用;余华;《中国优秀硕士学位论文全文数据库 医药卫生科技辑》;20140215;全文 *

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CN107516013A (zh) 2017-12-26

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