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提出一种研究辨证的方法利用机器学习为中医辨证提供一个统计学基础、从而为它建立客观标准。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作证实质研究兴起于五十年代的目标是寻找证候的客观检测指标用客观检测指标对疾病作出诊断成功标志:
是否找到与经验基本相符的指标既具有敏感性又具有特异性为中医辨证建立客观标准一直是许多学者长久以来的梦想。
他们做了大量工作。
下面对这些工作作一简要回顾。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作证实质研究未成功。
例:
肾虚证研究“不同的学者从不同的组织系统和生理病理角度选择了上百个指标但目前还没有发现一个指标相对肾虚具有特异性”(王洪琦等)指标例:
小时尿羟(qiang)皮质类固醇降低曾一度被认为是肾阳虚的特异性指标但后来发现它在脾阳虚时也会出现隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作证实质研究“年来中医证实质研究已经将成百上千的实验数据摆在我们面前按照原定研究目标这些不争气的数据给予我们的只是困惑和迷茫”。
(赵国求)目前多数学者认为证不能用类似西医的方法靠几个特异性的指标来判定。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作回归分析和判别分析出发点一组已由专家分类的病例(labelleddata)每份病例不但有病人的症状而且还有专家对病人所作的辨证结论。
目的建立回归方程或判别函数症状为自变量而证候为应变量。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作回归分析和判别分析刘士敬等数据:
中医产科脾气虚证例非脾气虚证例回归方程:
X滑胎X胎漏…X妊娠腹痛取值或分别代表症状的出现和不出现。
辨证Y=时判断为脾气虚证Y时判断为非脾气虚证。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作回归分析和判别分析李小兵等从已由专家分类的数据出发为心脑血管病痰证建立了如下判别函数:
X肥胖X胸腹痞闷…X脉滑辩证YY则判为痰证YY则判为非痰证。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作回归方程和判别函数可以用作辨证的标准但是说不上是客观的。
它们是对数据的数学总结而每份数据中的应变量的取值是专家的主观判断所以它们其实是专家经验的数学总结。
因此用它们作为辨证标准其实就是用专家作为标准缺乏客观性隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作聚类分析出发点一组未分类的病例(unlabelleddata)每份病例只有病人的症状无辨证结论。
目的按症状对病例进行聚类症状相近的聚为同一类症状不相似的聚到不同的类成功标志:
所得的类与中医证侯吻合杨学鹏()用基于距离的聚类对阴阳两证进行了研究结果不理想:
所得的类与阴证和阳证的特性不吻合。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文问题与背景相关工作聚类分析杨学鹏()基于上述思想对阴阳两证进行了研究结果不理想:
我们也从这个角度做了一些尝试不成功。
一般来讲聚类分析有实质性困难。
证候很少单个出现出现的往往是复合证其数目十分庞大。
由于类的数目众多“相邻”类之间的区别未必明显加上随机性要通过聚类来确定这些自然类是十分困难的。
我们曾试图用基于模型的聚类分析来研究证得到如上体会。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文提纲问题与背景新方法基本思想隐结构分析工具新方法的可行性肾虚数据及其分析结果的意义总结与展望致谢隐结构模型与中医辨证第*页张连文基本思想辨证理论与隐结构例如关于肾阴虚中医认为:
肾阴亏虚脑髓、官窍、骨骼失养则见腰膝酸痛、眩晕耳鸣、健忘、齿松发落……虚火上扰心神故烦热少寐肾阴不足失于滋润虚火蕴蒸故见口燥咽干形体消瘦潮热盗汗或骨蒸发热颧红尿黄少。
舌红少苔脉细数为阴虚内热之象。
显变量(manifestvariable):
直接观察到”测量到”腰膝酸痛、舌红少苔、脉细数 。
。
隐变量(latentvariable):
不是直接观察到”测量到”的肾阴虚、肾阴虚失养、肾阴虚失滋润、阴虚内热隐结构:
隐变量之间以及隐变量与显变量之间的关系隐结构模型与中医辨证第*页张连文基本思想隐变量是什么?
Sobel():
隐变量是人脑思维的产物 是为了解释在众多事例中所观察到的规律而引入的。
例1:
观察:
数学成绩好的学生物理、化学成绩往往也好反之亦然引入隐变量:
分析能力分析能力强则数学、物理、化学成绩一般都较好分析能力差则这三科成绩往往都较差。
例2:
“舌上少津”、“口渴喜饮”、“小便黄赤短少”、“小便涩少”常常结伴出现。
引入隐变量:
津亏有津亏则导致这些个症状的出现而无津亏时它们则一般不会出现。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文基本思想中医理论:
人脑通过对众多病例的观察发现规律为解释这一些规律而引入的隐结构。
中医辨证用人脑构造的隐结构来指导辨证缺乏客观性并且是不定量的新方法的基本思想系统收集病例用计算机:
进行分析数据找出规律性并且构造隐结构用这个电脑构造的隐结构来指导辨证客观性会大大提高定量化不再是一个问题。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文提纲问题与背景新方法基本思想隐结构分析工具新方法的可行性肾虚数据及其分析结果的意义总结与展望致谢隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具统计学中现存的隐结构分析工具隐类分析(latentclassanalysis)、隐特性分析(latenttraitanalysis)、隐概况分析(latentprofileanalysis)、因子分析(factoranalysis)。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具隐类分析隐类模型:
一个隐变量多个显变量基于数据决定隐变量取值个数即隐类个数每个类的统计特性隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具隐类分析的应用领域社会科学教育心理学及医疗卫生等西医用它探讨一些病症的诊断标准包括类风湿关节炎抑郁症慢性疲劳综合症注意:
上述三个西医病症与中医证侯有共同特点:
它们都是无法直接观测的没有诊断金标准属于隐变量隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具多层隐类分析模型隐类模型:
只有一个隐变量对证候研究不足够推广:
多层树状隐结构多层隐类模型(hierarchicallatentclassmodel)简称HLC模型隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具进化树物种之间的进化关系进化树构造基于:
当代物种的DNA(显变量)推测:
过去物种的DNA以及它们之间的进化关系(隐结构)AGGGCATTAGCCCATAGACTTAGCACAAAGCGCTTAAGACTTAGCACTTAAGGCCTAOGGCCT隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具进化树构造假设:
不同site独立进化这时进化树是特殊HLC模型既然进化树构造是一门科学那么我们也可以用类似方法为中医辨证建立一个科学的基础。
AOGGCCT隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具隐结构学习原理隐结构不可直接观测为什么可以基于对隐结构进行推测呢?
在数据中能够找到隐结构的踪迹分析能力的存在表现为数理化这三科成绩的相互关联:
数学成绩好则其它两科成绩往往也好,反之亦然。
彩灯原理(runprogram)Programcontrol:
,,c,p隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具例:
彩灯原理隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构分析工具HLC模型研究Zhang(AAAI,JMLR)基本理论问题:
equivalence,regularity,identifiability基本算法:
DHC(双重爬山法)KockaZhang(UAI),ZhangKocka(JAIR),Chen,KockaZhang(IJAR)模型有效复杂度ZhangKocka(ICTAI)算法:
HSHC(启发式单重爬山法)Zhang,NielsenJensen(AIMED)HierarchicalNaï
veBayesmodel:
分类Chen,Wang,Zhang研究更快算法隐结构模型与中医辨证第*页张连文提纲问题与背景新方法基本思想隐结构分析工具新方法的可行性肾虚数据及其分析结果的意义总结与展望致谢新方法是否可行?
为了回答这个问题我们用这个方法对肾虚辨证这个中医辨证的一个子领域进行了研究。
下面介绍一下研究的情况。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文肾虚数据症状变量选择个:
《国家证候诊疗标准》和中医诊断学教材反映了肾脏各个方面的生理功能和病理变化隐结构模型与中医辨证第*页张连文肾虚数据症状轻重程度判别标准:
严石林王米渠等肾虚证辨证因子等级评判操作标准的研究J.成都中医药大学学报()隐结构模型与中医辨证第*页张连文肾虚数据样本空间:
岁或以上的老年人隐结构模型与中医辨证第*页张连文隐结构模型与中医辨证第*页张连文肾虚数据隐结构模型与中医辨证第*页张连文肾虚数据分析算法HSHC:
ZhangKocka()暂时无法处理所有个变量选择个来进行分析GHz,奔腾IV小隐结构模型与中医辨证第*页张连文分析结果:
模型M*之结构隐结构模型与中医辨证第*页张连文提纲问题与背景新方法基本思想隐结构分析工具新方法的可行性肾虚数据及其分析结果的意义总结与展望致谢隐结构模型与中医辨证第*页张连文结果的意义模型M*有何用途?
用它来指导辨证建立辨证标准。
三个问题:
怎样用M*来指导辨证?
用M*来指导辨证的意义何在?
辨证质量是否有保证?
隐结构模型与中医辨证第*页张连文结果的意义怎样用M*来指导辨证?
模型辨证给定:
症状变量的取值可以计算隐变量的后验概率分布。
问题:
M*中的隐变量是否对应证候?
对应哪些证候?
隐结构模型与中医辨证第*页张连文结果的意义模型辨证的意义何在?
提高辨证的客观性推理过程的客观性模型M*的内容的客观性数据只包含症状显变量的取值不包含对证候隐变量的主观判断。
上述第点与回归分析不同隐结构模型与中医辨证第*页张连文结果的意义模型辨证质量是否有保证?
无金标准可比较只能与专家辨证比较出发点相同:
症状推理的基础的比较M*的内容与辨证理论推理的结果案例分析隐结构模型与中医辨证第*页张连文模型质量在定性层面,M*与辨证理论吻合在定量层面,M*与辨证理论吻合在辨证结果方面,模型辨专家组辨证实质上一致。
隐结构模型与中医辨证第*页张连文M*与辨证理论在定性层面的比较这里M*说:
有一个隐变量h接影响畏寒怕冷、四肢冷、腰背冷间接地通过隐变量h影响便稀、完谷不化这与中医理论是否吻合?
隐变量和h和h的意义是什么?
隐结构模型与中医辨证第*页张连文M*与辨证理论在定性层面的比较中医理论认为肾藏元阳内寓命火既可温煦脏腑经络、推
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- 阴虚