摘 要:中药量效之间呈现多成分、多靶点的非线性关系,偏最小二乘回归是一种线性回归方法,不能充分表达中药量效之间的非线性关系。基于此,文章建立基于样条偏最小二乘的中药量效关系模型,该模型先对自变量进行三次 B 样条变化,再进行偏最小二乘回归建模。分别在 6 组 UCI 数据集、2 组中药数据上展开实验,结果表明,基于样条偏最小二乘回归模型能够很好地拟合非线性数据,并且对中药量效关系研究可行有效。
关键词:量效关系;非线性;中医药信息学;偏最小二乘;样条函数
DOI:10.19850/j.cnki.2096-4706.2023.07.033
基金项目:江西省教育厅科技计划研究项目(GJJ211256);江西省大学生创新创业训练计划项目(S202110412057)
中图分类号:TP391 文献标识码:A 文章编号:2096-4706(2023)07-0131-04
Research on TCM Dose-Effect Relationship Based on Spline Partial Least Squares Method
LI Huan, WAN Shan, NIE Bin
(College of Computer Science, Jiangxi University of Chinese Medicine, Nanchang 330004, China)
Abstract: There is a nonlinear relationship between the dosage and effect of Traditional Chinese Medicine (TCM) with multi components and multi targets, and Partial Least Squares Regression (PLSR) is a linear regression that does not adequately express the nonlinear relationship between dosage and effect of TCM. Based on this, this paper establishes a dose-effect relationship model for TCM based on spline partial least squares. The model firstly performs three B-spline changes on the independent variables, and then conducts PLSR modeling. Experiments are carried out on 6 sets of UCI datasets and 2 sets of TCM datasets. The results show that the spline PLSR model can fit the nonlinear data well, and it is feasible and effective for the study of the dose-effect relationship of TCM.
Keywords: dose-effect relationship; nonlinear; Chinese Medicine Informatics; PLSR; spline function
参考文献:
[1] 于同月,宋斌,雷烨,等 . 仝小林院士从经方量效与应用谈中医经典传承与发展 [J]. 吉林中医药,2022,42(4):385-388.
[2] 鄢良春,华桦,田韦韦,等 . 基于模式生物费氏弧菌Hormesis 效应的中药非典型剂量 - 反应关系与定量化表征 [J]. 中药药理与临床,2022,38(3):2-8.
[3] 兰雨泽,朱向东,白雅黎,等 . 茯苓的量效关系及其临床应用探讨 [J]. 吉林中医药,2019,39(6):737-740.
[4] 张名奇,朱林平 . 桂枝的量效与配伍关系研究 [J]. 河北中医,2021,43(9):1571-1574.
[5] 熊优,王雅琪,焦姣姣,等 . 黄芩酒炙过程中化学成分含量变化及其与药效的相关性分析 [J]. 中国实验方剂学杂志,2018,24(16):1-6.
[6] 刘晨笑,刘子旺,赵永烈 . 基于数据挖掘探究丹参的现代临床量效关系 [J]. 云南中医中药杂志,2021,42(9):17-20.
[7] 李欢,聂斌,杜建强,等 . 融合 softmax 的偏最小二乘法及中药数据分析研究 [J]. 计算机应用研究,2019,36(12):3740-3743.
[8] 苏卫星,冉顺义,刘芳,等 . 基于相关性变量筛选偏最小二乘回归的多维相关时间序列建模方法 [J]. 信息与控制,2021,50(4):395-402.
[9] 朱志鹏,杜建强,余日跃,等 . 融入深度学习的偏最小二乘优化方法 [J]. 计算机应用研究,2017,34(1):87-90.
[10] 曾青霞,杜建强,聂斌,等 . 融合随机森林的偏最小二乘法及其中医药数据分析 [J]. 计算机应用研究,2018,35(10):2940-2942+2968.
[11] 孟洁,王惠文,黄海军,等 . 基于样条变换的 PLS 回归的非线性结构分析 [J]. 系统科学与数学,2008(2):243-250.
[12] BORISENKO V V. Construction of Optimal Bézier Splines [J]. Fundamentalnaya i Prikladnaya Matematika,2016,21(3):57-72.
[13] BOYD N,HASTIE T,BOYD S,et al. Saturating Splines and Feature Selection [J].The Journal of Machine Learning Research, 2016,18(1):7172-7203.
[14] University of California,Irvine. UC Irvine Machine Learning Repository [EB/OL].[2022-08-24].http://archive.ics.uci.edu/ml/index.php.
作者简介:李欢(1995.11—),女,汉族,江西萍乡人,助教,硕士研究生,研究方向:中医药信息学;万珊(1985.08—),女,汉族,江西南昌人,讲师,硕士研究生,研究方向:大学生思想政治教育;聂斌(1972.10—),男,汉族,江西吉安人,教授,博士在读,研究方向:数据挖掘、机器学习、人工智能、中医药信息学。