中医辨证论治信息研究评述

    “辨证论治”是中医学的精华，是联系中医基础理论与临床的纽带，是中医临床的重要技术。“辨证论治”的核心是“证”与“治”，《伤寒论》“观其脉证，知犯何逆，随证治之”即是对中医临床辨证论治精髓的高度概括。“辨”是”证”的依据，“论”是“治”的前提，“辨证”与“论治”不仅联系密切，而且关系深奥，正如《内经》中所云：“合人形于阴阳四时虚实之应，冥冥之期，其非夫子孰能通之。”由于它的精奥，弓l来方方面面的学者对其进行研究，成为中医现代化研究的热点。也正因为其精奥，使对它的继承也成为中医的难题。

在多年中医学信息研究的实践中，笔者认为研究和继承中医辨证论治的学术需要强调一个重要的概念—继承技术。“继承技术”以信息科学为背景，以继承中医学术和技能为内容，为实现对中医学术的综合分析和知识发现提供现代化的方法和手段。

1 “辨证”研究中的若干问题

    任何对“辨证”的研究都应该明确地回答：要解决什么问题?在回答这个问题之前首先要搞清楚“辨证”的研究存在着什么问题?诸如：“辨证”研究基础性工作的必要性、对具体“证”的界定和分类方法、影响“证”实质因素的提取、“辨证”方法及文化背景等。这些是目前“辨证”研究这一命题中普遍存在的问题。讨论这些问题并提出解决的思路和方案是中医辨证论治信息研究的主要内容之一。

1．1关于“辨证”研究的基础性工作

    对“辨证”的研究仍存在着关注实验研究而忽视文献整理的倾向。中医学“辨证论治”理论中存在着许多似是而非的论述，历史沉淀的认识是局限的、片段的、零散的，故梳理、整合和挖掘工作仍然具有先行的必要，这是用任何手段和方法对中医“辨证”进行研究时必须参照的基础性工作，否则在这方面的研究都很难避免盲目性。我们所做的基础性工作是建立  以“证”为主题的数据库。

    以“证”为主题的数据库把跨度近2000年的历史文献作为数据采集的对象，文献类型涉及“方剂”和“医案”。虽然数据库以“病”为主题展开，但实现了以“证”为中心的相关要素的分析。建立此数据库的实践证明，在辨彰学术、考镜源流的过程中，一些合理的、有实际意义的，甚至是有创新性的研究思路会被激发出来。因为只有对研究对象的历史、现状有了深刻的了解，才有可能对它的将来发表出创建性的意见，无本之木是没有生命力的，这是“辨证”研究基础性工作的价值所在。

1．2关于“证”的界定

    从对历史文献的调研来看，对具体某个“证”的界定还缺乏深入的研究。例如“肝火上炎”与“肝阳上亢”是否表达的是完全相同的内涵?它们之间是否存在着实质性(生理、病理)的不同?在许多情况下对某“证”的不同表达用语之间有可能存在着若干细微的差异：或病因不同、或病机不同、或临床表现不同、或病位不同、或强调的病势不同，也不排除有习惯用语不同的可能。而这些“差异”对临床的指导都是非常重要的。我们的做法是：依据对历史文献数据的分析，为界定具体“证”提供相关要素的信息支持。

    为寻找“证”的相关要素首先需要进行方案设计，这个方案的目标是要对种种不同的“证”进行“性、量”化的界定。实践中我们体会到“定性”分析比较容易做到，“定量”分析还需要一个反复研究的过程。中医“证”的要素在“性”和“量”的关系上还存在着“量变”导致“性变”的现象，问题是怎样用信息技术重复这种转变关系，这当中还有许多环节需要一一解决。

1．3关于“证”的分类

    由于中医存在着多种“辨证”方法，于是就有了若干系列的“证”，这之间虽然有交叉，但是一个系列的“证”具有系统性(由一定范畴的多种因素构成，且这些因素之间具有关联性)的某些特点，为了保证这些特点不被忽略，因此不能简单地进行归并，也不适合用一种“辨证”方法来规范其它“辨证”方法。但是无论辨证的方法有如何之不同，从继承的角度来操作，还是需要对具有共同病机特征的“证”进行较高层次的归类分析，找到这些“证”的共同之处，即普遍性规律。我们正在探讨用数字技术梳理各类“辨证”方法的理论知识，并在一定知识系统的指导下实现“证”的自动推演和归类。

    需要强调的是辨证的“推演”和“归类”的关系。著名中医学家任应秋在研究“辨证学说”时认为：关于人体疾病的知识应该是一个多层次的“一”和“多”的统一体系，而且“一”是统率“多”的纲领。同时他指出：八纲辨证毕竟是所有辨证方法的总纲，没有它，任何一种辨证方法都无法进行。所以掌握各种辨证方法，应以掌握八纲辨证为基础，要了解中医学的辨证学说，必须明确地认识到这一点。我们从中得到一个重要的启示，即任何一种辨证方法都必需要回答“表里”、“寒热”、“虚实”这个主题，“表里”辨位，“寒热”辨性，“虚实”辨势，而“表、热、实”属阳，“里、寒、虚”属阴。于是，在我们的研究中，用“推演”来重复“多”，完成对特殊性的认识，用“归类”来发现“一”，完成对普遍性的认识，以此作为我们的研究思路。

1．4关于“证”的实质

    中医学理论认为，“证”的实质是对“病因”、“病机”、“病位”等要素的概括，尤其是“病机”，它是对“证”发生过程的分析和描述，因此对“病机”的分析是研究“证”实质的重要内容。著名中医学家任应秋认为：就名医的经验而言，他们的精彩之处不在他对临床表现所下的结论上，而在于这个结论的辨识过程。因此我们认为：用人工智能的方法让“病机”的推演直观并可重复，用宏观量化的方法对“证”进行表达，是中医经验继承研究的关键。

    在我们的研究中，把“临证表现信息”和“医生处方信息”作为推求医生“辨证论治过程”的客观依据。这个“过程”包括：病因、病位、病机、病势分析，证候结论，确立治疗方法及选方遣药等内容。这一“过程”在自然世界中是在有经验医生的头脑中完成的，而在数字世界中这一过程被称作“黑箱”，揭示黑箱的内容便可以重复(或日再现)医生辨证论治的主要思路。抽象的思维一旦被解读出来那一定是被具体化、性量化的信息，这无疑对学习和继承者来说是十分重要的。

1．5关于“辨证”的方法

    前面提到中医的辨证方法有多种，由于疾病的不同、个体体质的差异、所处环境(干扰因素)的复杂等，能否选择一个最适宜的辨证方法进行诊断会直接影响到临床的疗效。目前，在临床上对辨证方法的优化选择还缺乏理论的指导和技术的支持，这在人工智能理论中属于“组合和调度问题”，通俗地说就是“优选”问题。在这方面我们研究的目标是：在提供了症状、体征、个人体质、环境条件等信息之后，信息系统怎样实现最佳辨证方法的自动提供。

    在20年的研究实践中我们深刻地体会到，要能够为临床提供最佳辨证方法的信息支持，需要极大数据量的数据库支持，只有将历史和现实的有效案例最大限度采集并科学处理之后，才可能做到“最佳方案”信息的提供。

1．6关于“辨证”的文化背景

    对“辨证”的文化背景缺乏认识也是目前“辨证”研究中存在的一个问题，不是研究者的学识不够，更多的是这个问题常常被忽略了，认为科学研究不需要“人文”理论的介入。其实不然，对“辨证”的文化背景的认识在对“证”的研究中占有指导意义的地位。中医藏象学说认为，人体是时间系统和结构(或者半结构)系统的双系统模型，“证”所反映的是疾病过程的一个层面，有鲜明的时间属性的认知，具有暂时性和不可逆性。在做项目设计的时候，如果能从“人文”理论方面给予充分的理解，就会有适合的、开拓性的创意产生。因此我们认为，对“证”研究方法学的探讨和评价是十分重要的。

2     “论治”研究中的关键环节

    中医学在“论治”中蕴藏着丰富的数理逻辑思维方法，对这种思维方法的可重复和可操作研究是现代继承技术的重要课题。现实中多注重“治”而忽略“论”，事实是没有精辟的“论”就不会有准确的“治”，这是不管你意识到还是没有意识到都客观存在着的一个规律。“方剂”是“论治”过程的集中体现，我们对中医方剂的数字化研究已经进行了十多年。其主要内容如下所述。

2．1  中医方剂组方要素的量表化研究

    中医处方治疗技术，其形式是由若干带有剂量限定的中药组成的方剂，其内容是若干中药按照一定关系有机地组合在一起(配伍)为达到某个目标(适应证)而发挥特有作用(功效)。在临床上，这种技术在形式和内容远离的环境中得到了轻而易举的实现(疗效)；但在教学中，形式和内容的疏远为学习者的继承(理解)带来了很大的难度。常常需要学习者具有很高的“悟性”，为了让学习者能从“方剂”这一简单形式中迅速和准确地领略其复杂的内涵，将其挖掘出来并进行量化的表达是非常必要的。

    分析中医方剂的组方信息有4种关系是必须认识的，它们是，量效关系、药效关系、构效关系、证效关系。这些关系在中医古文献中均有记载，是中医方剂学理论的重要内容，问题的关键是怎样将这4种关系通过计算技术进行量化的表达。

    “量效关系”是指“中药剂量”和“方剂功效”之间的关系。众所周知，即使是组成一个方剂的中药完全相同，只要药物在剂量上发生了不同比例的变化，就会直接引起这个方剂功效性质的改变，“小承气汤”和“厚朴三物汤”就是例证。这种变化在用计算技术进行推演的试验中表现得十分的敏感，这是一个由量变到质变的过程。中药剂量的改变会牵动某种药效强度和方剂配伍结构的改变，自然会引起方剂功效的变化。“量效关系”中的“量”不是处方“剂量”的直接引用，而是通过“剂量”计算出它对全方功效的贡献度(或者说“权重”、“力度”)。

    “药效关系”是指方剂中不同药效之间的复杂关系，例如“协同”、“抑制”等，这就意味着“方剂功效”不是中药药效的简单叠加；另一方面，这些关系还受到“药性贴近度”的影响。在数学上一个数和另一个数发生关系时是用“函数”来表示的，因此我们也必须借用函数的理论和方法来计算药效之间关系的贴近程度。总之，药效关系的计算至少受到2个因素的影响：药效关系的“知识属性”(属何种关系)和药效载体性质的“贴近度”(关联的强度)。我们研究的实践证明，这个量表化的计算方案符合中医方剂学理论的认识。

    “构效关系”是指组成方剂的“药物结构”与“方剂功效”之间的关系。中医方剂学讲的“君臣佐使”属此范畴。在研究中发现，中医方剂的药物结构还包括其它的结构形式，例如“升降沉浮”、“攻补兼施”等等。不难看出，所谓的“药物结构”，是医生对药物配伍关系的“构思模式”。“君臣佐使”强调的是主从关系；“升降沉浮”强调的是协调关系；“攻补兼施”强调的是邪正关系等等。对不同“配伍模式”的研究和发现是机器学习中医方剂组方规律的重要环节，这会使量表化方法的研究与应用更具准确性和灵活性。

       “证效关系”是指“方剂适应证”和“方剂功效”之间的关系。这似乎要回到前面讨论的“辨证”问题上了。这很容易理解，“方从法出、法随证立”是中医学对“辨证”与“论治”关系的总结，显然这里谈的“证效关系”是从“以方测证”的角度出发的。一个有效的方剂，“效”与“证”是有对应关系的，例如：“活血化瘀”治疗的是“血瘀证”：“疏肝理气”治疗的是“肝郁证”。但是仅仅建立这样的知识对应关系还不够，因为在中医诊治的思辨过程中对“证”的“主症”、“次症”、“伴有症”等是有清晰判断的，它影响着对用方的选择和加减遣药的方案，即配伍模式的形成，因此在研究“证效关系”时不能不顾及这些重要的相关因素。

2．2  中医方剂治法规律学习技术研究的实践

    由于证候的暂时性和不可逆性的特点，决定了方剂治法的“时效”性，因此对历史经验的继承不能采取“一方”、“一药”的方法，发现其中的规律才是最重要的。当今的名家也是传“法”重于传“方”的，中医学史上对中医理论不断地发挥和阐述也是为了这样的目的。因此，中医方剂所体现出的“治法”已经成为中医方剂学理论中的核心内容，它由一类具有共同特征和特定功效的方剂组成，对中医方剂“治法”的研究和学习，是辨证论治信息研究中的重要内容。近代计算机科学和信息技术的发展，不断为中医辨证论治信息研究提供新的方法和工具。

    在以往的研究中，我们曾用基于模糊逻辑的近似推理方法(Approximate Reasoning，AR)，以极典型的样本，实现了对中医方剂治法的“示例学习”。例如对中医方剂学中的“辛温解表法”若干方剂的学习，得出了量表化的几个指标，根据这些指标，对其它近100个专家认为符合“辛温解表法”的方剂进行了学习，其结果符合率为50％。结果表明：近似推理的方法学习中医方剂的组方规律是可行的。

    中医近2 000年的l临床经验大多是用方剂文献的方式记载下来的。粗略计算一下，古今方剂大概有近80万个，很可能会更多，可谓“药”有数而“方”无穷。能否解决基于数据而不单是基于经验的计算机建模学习问题，是计算机学习技术研究的前沿课题，也是中医信息研究避免主观因素的干预，实现对人经验的重复，完成“经验”向“知识”转化的关键所在。

    我们一直在寻求一个能够支持高维因子分析的计算技术，近年来出现的支持向量机方法(Supporter Vector Machine。 SVM)引起了我们极大的关注。这个技术的优势在于：支持小样本训练学习而不同于现有的统计方法，较适用于中医辨证论治数据的现状；计算的复杂性不由样本空间的维数左右，避免了计算的“维数灾”，较适于处理中医辨证论治相关要素的高维关系；SVM方法适用于解决本质上非线性的问题，且具有坚实的数学基础和严密的理论，较符合中医辨证论治理论研究的需求；它还可以给出所建模型的推广能力的一个客观估计，这是目前任何其它学习方法所不具备的，较适合对中医现代临床经验的总结；在SVM方法中，少数作为支持向量的关键样本就决定了计算结果，这注定了算法的简洁，而且具有稳健性；所需的先验干预较少，计算结果更加客观，这对增加中医辨证论治信息研究结果的可信度极为有利。

    如何对非典型性知识进行学习是提高机器学习性能的关键。SVM与AR表面上两者似乎互不相干，前者完全基于数据，后者充分体现先验知识，但它们能在一定条件下优势互补。因此我们的研究将尝试着把两种方法有机地结合起来解决辨证论治信息研究中的种种学习问题。如果研究取得较为理想的结果，无论对中医学还是计算科学来说都具有创新性的意义。

3辨证论治的信息医学特征

    中医人有一种共识：药不离方，方不离证。这里含有深意：“中药”的概念已经不是单纯“植物”、“动物”、“矿物”的概念，它是带有“方剂”理论认知的“信息”；“方剂”的概念也不是药物的集合，而是带有“辨证”理论认知的具有一定结构和关系的“信息”组合。由此不难看出，“药”、“方”、“证”都具有“是”也“不是”的“信息医学”(注意区别“医学信息”)的特征。

      “信息医学”特征的本质是“宏观”与“微观”、“实体”与“虚体”的有机结合。“信息医学”是世界科学家们对未来医学的预测和展望，在我们进行中医辨证论治信息研究的过程中决不能忽略“辨证论治”所带有的“信息医学”特征的这一优势，否则一切的研究不仅谈不到创新，而且还有把中医学源头优势给毁掉的危险。

    当然，任何研究都是有局限的，即使是“中医辨证论治信息系统”已经诞生，它也只是从继承和发扬“辨证论治”思维模式方面提供一个系统平台，让临床医生能够在这个“系统”的协助下变得更聪明、治疗效果更好而已。重要的是，如果围绕辨证论治方方面面的研究都能认识和尊重中医辨证论治的源头优势，使对辨证论治的研究具有历史的继承性、源流的整合性、现代研究的推动性、未来发展的创新性的意义，那么不管迈出的步伐大小，就一定会带动中医学的发展，是值得珍视的。

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