2.1 中药的属性向量

我们将引入中药属性向量,即将描述药性的每个属性用向量表示。根据通常的中药学教程,首先可以确定以功能分类的中药类型向量。用向量 C来表示:C(c1,c2,…,cn)。

分向量 c表示中药类型的取值,当某一种药属于该类型时取值为 1,不属于则为 0。除外用药,中药共分解表、清热等 19大类,分别对应 c1,c2,…,c19等分量见表1。

表1 对应 C的 19个分向量解表清热泻下祛风湿芳香化湿利水渗湿温里理气消食驱虫止血活血祛瘀化痰止咳安神平肝息风开窍补虚收涩涌吐c1 c2 c3 c4 c5 c6 c7 c8 c9 c10 c11 c12 c13 c14 c15 c16 c17 c18 c19

四气这一属性,我们用向量 G来表示:

其中 g1,g2,…,gn是 G向量的分量,当药性具有某一分量属性时,该分量值为 1,没有时为 0。四气一般为寒、凉、温、热,实际应用当中还有大寒、微寒、平、微温、大热,可见四气向量 G至少有从大寒到大热 9个分量,对应 G的 9个分向量 g1,g2,…,g9见表2。

T表示五味向量:T(t1,t2,…,tn)

典籍中味有辛、甘、酸、苦、咸等五个基本属性,实际当中还有涩、淡两味,共计 7味,因此 T向量至少应有 7个分量,分别对应 t1,t2,…,t7见表3。

表2 对应 G的 9个分向量g1g2g3g4g5g6g7g8g9大寒 寒 凉 微寒 平 微温 温 热 大热

表3 对应 T的 7个分向量t1t2t3t4t5t6t7辛甘酸涩苦咸淡

L表示升降沉浮向量:L(l1,l2,…,ln)

根据典籍,L向量的分量至少有升、降两个。对应表见表4。

表4 对应 L的 2个分向量l1 l2升降

M定义为归经向量:M(m1,m2,…,mn)

根据李德新的《中医基础理论》[4],认为经络遍布人体,其中有 12条主要的经脉,称为 12正经。是人体气血运行的主要通道,与脏腑有直接的络属关系。另外还有 8条别道奇行的重要经脉,被称为奇经八脉。其他经脉则是以上述脉络为主衍生出来,或加强,或互为表里等类似附属作用的经脉以及细小静脉。笔者从《中药学》[2]中所列常用药物来看,绝大部分常用药物的归经,基本都分布于 12正经与奇经八脉。由此可以确定归经向量M的应有 12个正经和 8个奇经八脉分量,共计 20个分量。分量m1,m2,…,m20分别所对应的经脉见表5。

表5 对应M的 20个分向量m1m2m3m4m5m6m7m8m9m10m11m12m13m14m15m16m17m18m19m20十二正经奇经八脉手太阴肺经手厥阴心包经手少阴心经手阳明大肠经手少阳三焦经手太阳小肠经足太阴脾经足厥阴肝经足少阴肾经足阳明胃经足少阳胆经足太阳膀胱经督脉任脉冲脉带脉阴跷脉阳跷脉阴维脉阳维脉

P为毒性向量:P(p1,p2,…,pn)

中医学将药物的毒性分为有毒、无毒、解毒三类,故 P向量的分量应为 3个,p1,p2,p3对应见表6。

表6 对应 P的 20个分向量p1p2p3有毒 无毒 解毒

当药物具有某一向量的一个或多个属性时,对应的分量取值为 1。而药物不具有该向量的某些属性时,对应的分量值取 0。

通过上述设定,就可以将某一药物的基本属性用若干向量及其分量的取值来表示。

2.2 BP神经网络的应用

神经网络是模仿人脑智能、思维等功能的非线性自适应动力学系统,它类似于生物系统,以神经元为基本运算单元,组成了一种互连的分布式存贮信息的计算智能信息处理系统,具有很强的自学习性,自组织性。近年来,人们从多个角度对神经网络展开研究,涌现出大量的理论及学习算法。尤其是 BP神经网 (Back-propagation of utility),近年来,在中医重要方面的应用有着积极广泛的研究[5,6]。BP神经网络计算模型是一种多层神经网络,一般由输入层、隐含层、输出层构成,各层次间神经元形成全互连连接,各层次内神经元没有连接。一般来说,BP神经网络的节点的转移函数有下列 3种形式[7]。

分别称为阶跃函数、线性函数和 s型函数。因需要在域内有一个连续的输出,故采用上述转移函数 (3)。为了简化计算,采用三层 BP网络。即模型包含输入、输出和一个隐含层共 3层节点集。

输入节点要涵盖描述刻画中药的所有向量。由2.1节可知 ,共有 C、G、T、L、M、P6个向量。其中 C向量有 19个分量,G向量有 9个分量,T向量有 7个分量,L向量有 2个分量,M向量有 20个分量,P向量有 3个分量。以上总计有 60个分量,可以确定输入节点应有 60个。为方便起见,隐含层节点将采用与输入层相同的数量。

输出节点考虑主要的主要功能,确定 4个主要功效值,即气值、味值、归经值和功效值 (也即该药物主治病症的功效值)。一般中药都有两味和归属两经,这里选择主要的,即其主要作用的味和归经作为网络模型的输出。功效值则是该药物在该类别作用的值。因此模型可以确定有 4个输出,即气、味、归经、功效 4个输出节点。

文章来源：《云南中医中药杂志》 网址: http://www.ynzyzyzz.cn/qikandaodu/2021/0203/575.html