论文题目：融合数据挖掘与知识图谱技术的1105例糖尿病肾脏病中医诊疗知识发现研究
摘要：研究目的基于真实世界临床诊疗数据,挖掘糖尿病肾脏病中医诊疗隐性知识并构建知识图谱。在此基础上对糖尿病肾脏病中医诊疗知识进行系统化梳理和深度发现,为糖尿病肾脏病中医诊疗知识的体系化挖掘和组织提供新的思路和方法。研究方法以2018年12月-2021年6月期间于开封市中医院住院治疗的糖尿病肾脏病有效病历为研究对象,通过描述性统计方法对糖尿病肾脏病患者的人群特点、疾病特征、合并疾病、证候诊断、中医证素、临床症状、治则治法和中药等信息进行分析。采用复杂网络和社团发现方法对糖尿病肾脏病合并疾病及证素进行内部组成规律分析。从“临床特征-证候”、“疾病分期-合并疾病”、“合并疾病-证候”、“证候-症状”、“证候-实验室检查”对糖尿病肾脏病诊断知识进行二维关联知识挖掘。并在此基础上,对糖尿病肾脏病临床特征、疾病诊断、证候诊断等与治法、中药等相关性进行关联分析。通过多尺度骨干网络算法、桑基图从“证候-中药”、“症状-中药”角度对糖尿病肾脏病的治疗知识进行发现和挖掘,在诊断知识的基础上获得相应的治疗知识。结合糖尿病肾脏病中医诊疗指南、专家共识,以及上述糖尿病肾脏病诊疗知识挖掘结果,采用斯坦福大学医学院的领域本体七步法构建糖尿病肾脏病知识图谱模式层（本体）,并对糖尿病肾脏病中医临床诊疗数据进行知识抽取、知识融合,共同构建糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱。利用Neo4j图数据库进行知识存储、知识可视化展示和语义查询,以多维关系为中心对糖尿病肾脏病中医诊疗知识进行系统化梳理和深度发现。研究结果1.糖尿病肾脏病诊断知识发现研究（1）糖尿病肾脏病患者人群分布特征。本研究共纳入糖尿病肾脏病患者1105例,其中男性670例（60.58%）,女性435例（39.33%）。年龄最小的患者18岁,最大的94岁,平均年龄62.43±13.15岁,以41-80岁患者数量最多（87.51%）。病程最长为41年,最短为1个月,中位数为10年。分期以Ⅲ期患者占比最多,约占总患者数的42.95%。（2）糖尿病肾脏病中西医诊断“合并疾病”分布。在纳入的所有患者中,患有糖尿病合并症的患者有1061例,占本研究患者的96.02%,其中以合并1-6种合并症的患者数量较多,以合并3-4种合并症的患者数量最多,分别占所有患者的1 8.28%和19.51%。有697例患者患有糖尿病并发症,占所有患者的63.08%,其中以患有1-3种并发症的患者数量较多,以并发1种并发症的患者数量最多,占患有并发症患者的53.52%。本研究共纳入合并症和并发症共336种,其中排名较靠前合并症是高血压、心绞痛、贫血、高脂血症、脂肪肝。在并发症中,以周围神经病、冠心病、视网膜病变及脑梗塞发生的频次较高。在糖尿病肾脏病的合并疾病中,以高血压、冠心病、视网膜病变、周围神经病、脑梗塞等疾病与其他疾病关系较为密切,且彼此之前关联较强,以高血压与其他合并疾病的关联最为密切。（3）糖尿病肾脏病“证候”分布。在中医证候诊断中,共涉及证候诊断90种,频次较高的中医证候有气阴两虚证、气虚血瘀证、痰浊中阻证、痰瘀阻络证、湿热下注证等。对糖尿病肾脏病患者证素分布进行统计,共得到病位证素13种,病性证素19种。病位证素以脾肾为主,同时与经络、胃、肝、心、肺等脏腑密切相关。病性证素以气虚、阴虚、血瘀为主,同时兼有痰、热、阳虚、湿等。结合病位证素和病性证素对糖尿病肾脏病患者的证候网络进行社团划分显示模块度为0.362,共划分为5个证候社团分别为社团0:湿热类证候;社团1:气阴两虚挟瘀、肝肾阴虚类证候;社团2:脾肾阳虚类证候;社团3:水饮上凌类证候;社团4:痰浊中阻、痰瘀阻络类证候。（4）糖尿病肾脏病“症状体征”分布。本研究共包含症状体征术语318条,其中包括症状术语258条,舌象术语48条,脉象术语12条。症状表现以口干、多饮、尿频、视物模糊、乏力、尿中有泡沫、下肢水肿等症状为主。（5）糖尿病肾脏病中医诊断“分期-类证”相关关系分析。不同分期下合并疾病（包括并发症和合并症）的分布差异有统计学意义,并且随着病程分期的进展,患者的合并疾病数量明显增加。在不同证候分布下,患者性别、年龄、分期差异存在统计学意义。水饮上凌类证患者的平均年龄较其他类证更高。在痰浊中阻、痰瘀阻络类证,湿热类证及脾肾阳虚类证中男性患者的比例明显高于女性,而在水饮上凌类证中女性患者的患病比例要高于男性。在气阴两虚挟瘀、肝肾阴虚类证,痰浊中阻、痰瘀阻络类证及湿热类证中表现为Ⅰ-Ⅲ期的患者比例较高,脾肾阳虚类证中Ⅲ期患者比例较上述类证减少,Ⅳ-Ⅴ期患者比例明显增多,而在水饮上凌类证中只有Ⅳ-Ⅴ期患者,并且Ⅴ期患者的比例较大。（6）糖尿病肾脏病“证候-合并疾病”相关关系分析。不同证候社团与合并疾病的关联程度各异。在高血压、冠心病、心绞痛与中医证候的关联分析中,发现各证候社团之间差异无统计学意义,但上述心脑血管疾病在各个证候社团中发病率均较高。在周围神经病、视网膜病变、脑梗死、贫血、高脂血症、周围血管病、脂肪肝与中医证候的关联分析中,各证候社团之间差异具有统计学意义。（7）糖尿病肾脏病中医诊断“类证-症状”相关关系分析。本研究对不同类证下的症状特点关联分析结果显示除口干、多饮、尿频、视物模糊、下肢水肿、舌下络脉迂曲等主要症状外,在湿热类证中出现了苔黄腻、腹胀、大便粘、脉滑、足趾溃烂等症状;在气阴两虚、肝肾阴虚类证中乏力、多尿、心悸等症状较其他证候更为突出,同时还出现了气短、头晕等症状。在脾肾阳虚类证中,尿中带泡沫、下肢水肿等症状较其他证候更为明显,且舌象表现为舌淡白、苔白且有齿痕。在水饮上凌类证中,水肿的表现更为明显,且伴有心悸、胸闷、咳嗽、气喘、恶心、呕吐等症状。在痰浊中阻、痰瘀阻络类证中,症状表现为明显的形体肥胖、肢体麻木、同时舌苔表现为白腻苔。（8）糖尿病肾脏病“实验室检查-类证”相关关系分析。从实验室检查与证素社团划分后得到的证候进行关联分析结果发现血脂、肾功、尿微量白蛋白等指标与中医证候的关联较大。胆固醇、高密度脂蛋白是湿热类证的独立影响因素;低密度脂蛋白、白细胞、红细胞是气阴两虚挟瘀、肝肾阴虚类证的独立影响因素;尿微量白蛋白与脾肾阳虚类证相关;高密度脂蛋白、肌酐与水饮上凌类证密切相关;而甘油三酯、低密度脂蛋白、尿素氮、白细胞等因素与痰浊中阻、痰瘀阻络类证相关。2.糖尿病肾脏病中医治疗知识发现研究（1）糖尿病肾脏病中医治疗“治法、中药”特点。本研究共纳入糖尿病肾脏病规范化治法128种,以补益气阴、活血化瘀、补肾化瘀、补气活血等治法的使用频次较多。涉及336味中药,以茯苓、黄芪、白术、泽泻、山茱萸等药物较为常用。（2）糖尿病肾脏病中医“治法、中药”关联分析。中医治疗糖尿病肾脏病以活血化瘀、补益气阴;补益气阴、补肾化瘀;补气活血、化瘀通痹等治法合用较为常见。活血化瘀,补益气阴等治法与多种其他治法存着同时使用的关系。在对高频中药共现频率较高的是补气药、活血药、利水渗湿药、补阴药等配伍。（3）糖尿病肾脏病中医治疗“证候-症状-中药”关联分析。“证候-中药”关联分析结果显示不同证候社团下的中药核心处方有显著区别。社团0湿热类证以清热利湿为主要治疗原则,以“四妙丸合栀子豉汤”为核心处方进行加减治疗;社团1气阴两虚挟瘀、肝肾阴虚类证以益气养阴活血药物为主,核心处方主要表现为“六味地黄丸”合“补阳还五汤”的中药组成;社团2脾肾阳虚类证核心处方组成以补气温阳,利水消肿为主要治疗原则,表现为“金匮肾气丸”合“真武汤”加减治疗;社团3水饮上凌类证核心处方组成以气血阴阳同调,同时兼顾行气利水,化瘀祛浊为主要治疗原则。社团3还添加大黄以助化瘀祛浊之功;社团4核心处方组成以理气燥湿化痰,兼顾活血化瘀为主要治疗原则,以“二陈汤”为基础方,配合活血化瘀之药治疗。本研究还采用桑基图对糖尿病肾脏病“主症-用药”关系分析,结果显示在不同类证下相同的症状体征会采用不同的药物进行治疗,一个症状往往会采用多味中药同时治疗,但药物的选择亦有所偏重。3.基于知识图谱的糖尿病肾脏病中医诊疗知识发现（1）糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱模式层。结合指南、共识,医院电子医疗数据记录和既往中医疾病本体,构建糖尿病肾脏病的本体框架。在糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱中本体涉及疾病、分期、类证、证候、症状体征、检查、治法、方剂、中药9种概念,以及上下位关系、由……组成、治疗、并发、使用、包含、现象表达、特性、相关9种语义关系。（2）糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱数据层。基于1105例中医诊疗糖尿病肾脏病临床病历数据,及一二部分得到的规律性诊疗知识为数据源,对数据进行知识抽取和知识融合,在9种概念9种关系下构建形成了 903个节点和1670条关系。（3）糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱语义检索和知识发现。本研究初步构建了糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱,基于糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱语义检索显示可从多维关系中发现糖尿病肾脏病诊断知识的层级结构、“虚实主次”的治疗知识发现、加减用药与对症关系、“主症”相关关系等多维隐含知识。研究结论1.基于数据挖掘方法实现从“疾病-证候-实验室检查-症状-治法-中药”等多个维度对糖尿病肾脏病中医诊疗的隐性知识进行挖掘,完成了糖尿病肾脏病中医诊疗隐性知识向显性知识的转化,实现了糖尿病肾脏病中医诊疗知识的发现和获取,相关诊疗知识也为日后糖尿病肾脏病中医诊疗方案的选择和优化提供参考。2.通过构建糖尿病肾脏病中医诊疗知识图谱,对糖尿病肾脏病诊疗知识进行了系统化梳理,并通过可视化展示和语义检索等方式实现了糖尿病肾脏病诊疗知识的发现和共享,为中医相关领域诊疗知识的发现和梳理提供了方法学借鉴。3.结合数据挖掘技术与知识图谱技术,将数据挖掘的规律性知识引入到知识图谱的构建中,创新性的形成了赋予权重和等级的相关关系,既实现了碎片化知识的系统梳理和深度发现,也完成了诊疗知识的直观可视化。为辅助糖尿病肾脏病中医临床诊疗方案的制定和优化提供了参考,也为糖尿病肾脏病智能诊疗推荐系统的构建奠定了基础。
关键词：中医;糖尿病肾脏病;诊疗规律;知识发现;知识图谱;数据挖掘
学科专业：中医内科学（专业学位）
中文摘要
ABSTRACT
英文缩略词
综述一 糖尿病肾脏病中医诊疗规律挖掘的研究进展
1.糖尿病肾脏病的诊疗现状
2. 糖尿病肾脏病中医诊疗规律挖掘的意义
3. 糖尿病肾脏病诊疗规律挖掘现状
3.1 DKD诊疗规律挖掘的数据来源
3.2 DKD中医证候诊断规律的挖掘
3.3 DKD用药规律挖掘现状
4. DKD诊疗规律挖掘的方法
5. DKD诊疗规律挖掘中存在的问题
6. 小结
综述二 隐性知识挖掘及知识图谱在中医药领域的研究现状
1. 隐性知识挖掘在中医药领域的研究进展
1.1 隐性知识的概念与内涵
1.2 中医药领域隐性知识显性化的方法
1.3 中医隐性知识挖掘的意义
1.4 隐性知识挖掘在中医药领域的应用
2. 知识图谱在中医药领域的研究与应用
2.1 知识图谱的概念与内涵
2.2 知识图谱的构建
2.3 知识图谱在中医药领域的应用
3. 小结
前言
研究一 糖尿病肾脏病中医诊断知识发现
1. 研究资料与方法
1.1 数据筛选标准
1.2 诊断标准
1.3 数据预处理
1.4 统计分析方法
2. 结果
2.1 DKD患者人群分布特征
2.2 DKD中西医诊断“疾病、证候、症状”特点
2.3 DKD中医诊断“病-证-检查”相关关系分析
3. 讨论
3.1 性别、年龄是影响DKD的重要因素
3.2 DKD的“合并疾病”众多,且与疾病进程密切相关
3.3 DKD病位以“肾”为核心,病机表现虚实错杂
3.4 DKD病证关系复杂,证候诊断影响因素众多
3.5 DKD诊断知识的发现是提高临床疗效的前提和基础
研究二 糖尿病肾脏病中医治疗知识发现
1. 资料与方法
1.1 数据筛选标准
1.2 诊断标准
1.3 数据预处理
1.4 统计分析方法
2. 结果
2.1 DKD中医治疗“治法、中药”特点
2.2 DKD中医“治法-中药”相关关系分析
2.3 DKD中医治疗“证候-症状-中药”相关关系分析
3. 讨论
3.1 DKD的中医治疗应虚实兼顾
3.2 DKD的治疗应采用“辨证论治”与“对症治疗”相结合的方法
3.3 DKD隐性知识发现有助于辅助临床决策
研究三 基于知识图谱的糖尿病肾脏病中医诊疗知识发现研究
1. DKD诊疗知识特点及其知识图谱构建的意义
2. DKD中医诊疗知识图谱的构建
2.1 DKD中医诊疗知识图谱框架构建
2.2 数据来源
2.3 本体构建
2.4 知识抽取
2.5 知识融合
2.6 知识存储
3. DKD中医诊疗知识发现结果
4. 讨论
4.1 “自顶向下”与“自底向上”相结合的构建方法优势互补
4.2 真实世界临床病历数据更能反映诊疗知识
4.3 规律性数据的可视化展示更利于指导临床
4.4 知识图谱为临床诊疗知识的发现和共享提供了技术支持
结语
创新点
不足与展望
参考文献
致谢
附件