计算机在中药领域的应用

计算机技术是本世纪的卓越科技成就之一。近年来,随着计算机技术的发展和普及,在中药研究中的应用研究报遭不断增多,有力地促进了中药学研究方法的发展,计算机技术已成为中药研究的重要手段之一,在计算机技术人员和中药工作者的共同努力下,近年来,中药领域的计算机技术发展取得了一定成果,但仍待进一步开发,使目前取得的成果完善,并积极应用最新计算机技术,提高中药研究水平。现就近年来中药领域计算机技术应用进展概述于后。1.计算机在中药材真伪鉴别方面的应用成都中医学院研制的“中药显微电脑识别专家系统”,该系统与显微电视录像系统配套使用,具有图像真实,操作灵活、方便、检验快速、准确的效果;济南山东省新药药理研究中心根据中药玉竹及其混淆品的生药性状,组织构造及粉末特征,结合计算机技术编制了一个中药玉竹及其混淆品鉴别的系统,该系统具有鉴别、检索、修改及打印等功能,按照屏幕提示信息输入待鉴标本的特征代码或实测数值,在几秒钟内即可完成鉴别;广州广东药学院26个细辛样品为训练集,以19个细辛样品为试验集,采用化学模式识别技术对3种细辛(北细辛、汉城细辛、华细辛进行鉴别,该项研究从细辛挥发油GC—MS中获得数量化分类特征,经PRIMA法处理,实现了计算机对所有样品的鉴别分类,所得结果与实际相符;第二军医大学药学院运用计算机图像定量分析技术建立了测定黄连类中药组织细胞的显微鉴定模式识别系统,为中药混乱品种与多源道地药材鉴定提供了新的三维定量研究技术和资料;第二军医大学药学院运用计算机图像处理的技术实现郁金类连续切片组织形态的计算机三维重建与动态显示,他们还利用计算机技术实现了麦冬类中药组织连续切片三维重建与动态显示,为计算机辅助生药学鉴定和教学提供了新的三维图像技术和研究资料;重庆四川省中药研究所实现了道地药材附了连续切片三维重建与动态显示,为计算机辅助生药学教学和鉴定提供了具有生动性和立体感的三维图像技术和资料;丽水地区药品检验所先根据直伪黄芪紫外光谱峰位赋值量化,然后用计算机求得相似系数进行聚类分析,以判别黄芪的真伪;丽水地区药品检验所将数量分类学中的聚类分析引用到紫外线光谱分析中,用微机求出比较值及聚类,然后根据其聚类谱系来量化研究系列中药的真伪优劣,以4类药材为例,证明其结果可反映出各试样之间的亲疏远近关系。如友好医院科技开发部提出一种挥发油生药的模糊模式识别方法,刚气相色谱法获得样品信息,由计算机进行检索,结果显示其品种符台率为93.75%;品种、产地符台率为75%。检索过程仅数秒钟;江西中医学院用紫外分光光度计测定清开灵注射液的吸收度,采用初均速法研究了其中主要成分黄芩甙和绿原酸的含量变化,将实验数据输人计算机处理,预测出该制剂中黄芩甙和绿原酸的稳定性;北京总后卫生部药品仪器检验所为了对枸杞子药材及其有关制剂的质量进行控制,对不同产地的枸杞子进行了比较分析,收集其色谱、质谱图、实验结果认为其离子流图有较大的共同点,可作为定性的依据,但亦存在不同之处,各组分的相对百分含量不尽相同,所占成分亦有区别,利用计算机谱库检索并核对有关资料,个别组分还利用对照品进行对照,共鉴定出33种化合物;第二军医大学药学院生药学教研室对15种叶类生药气孔进行计算机图像分忻;第二军医大学药学院经过对4种蛇床的果实、芬粉粒、维管束,气孔和内胚乳细胞的大小进行体视学研究和计算机图像分析测定,结果表明,果实和维管束的大小顺序为兴安蛇床>碱蛇床>滨蛇床>蛇床;花粉粒大小为碱蛇床>兴安蛇床>滨蛇床>蛇床;内胚乳细胞则兴安蛇床>滨蛇床>碱蛇床>蛇床;中国药科大学研制的“金银花药材品种鉴定计算机辅助咨询系统”;南京军区后勤部药品检验所研制的“中国药典中药及其相关品种粉末显微智能鉴定系统”,该系统收载了668种中药材(含混伪品287种可以模拟专家在实际工作中的思维方式进行鉴定;中国药科大学测试中心应用计算帆辅助模式识别技术鉴别中药材重楼;第二军医大学药学院生药学教研室将图像分析技术探索性地应用于仙茅属植物花粉的鉴别,发现该属植物花粉体积相有效期很大,种问两两比较均有显著性差异,提示图像分析技术在生药学领域具有广阔的应用前景;山东医科太学应用计算机鉴定、检索药用植物标本;江西中医学院根据常见中药材及其混淆品的性状特征,制定了操作性强、规范度高的性状鉴别客观标准,建立了判别的数学模型和判别指数计算方法及中药材电脑代码,实现了125种中药材及数百种伪品的性状鉴别电脑模拟;中国科学院沈阳应用生态研究所应用计算机进行植物自动分类;四川省中药学校应用微机对中药材紫外光谱的鉴别特征进行管理;沈阳药科大学药物分析研究室用对称的三层BP人工神经网络处理中药化学模式识别数据,既达到了提取特征和降维映射的目的,又减少了每引人一个样本重新计算各样本空问距离和分布的麻烦,提取的特征及相应误差用三维图形表示,可直接用于中药的化学模式识别;辽宁中医学院研制的“中药性状鉴别微机管理系统”;广州广东药学院药学系以“南药”砂仁及其伪品为研究对象,从砂仁及其伪品的紫外光谱中莸取数量化特征,通过聚类分析,在计算机上实现了样品的鉴别分类。2.在探索中药化学成分的应用成都中国科学院成都生物研究所利用毛细管气相色谱保留指数定性、标准样品叠加和色谱一质谱一计算机联用技术,对淡黄杜鹃植物挥发油的化学成分进行了分离和鉴定,共鉴定出单萜烃18个,倍半萜烃41个,并测得了各化合物的相对含量,其主要成分是:β一蒎烯、α一蒎烯、乙酸冰片酯、柠檬烯、β一横香烯、香桧烯、香茅醇和月桂烯;福州福建师范大学生物工程学院应用毛细管气相色谱一质谱一计算机联用系统对闽产石香蔫挥发油的化学成分进行研究;上海第二军医大学药学院采用计算机图像分析技术对20种细小种子类生药进行分析测定,报道了种子的最大直径、周长、截面积、体积和不规则参数,郑州河南省中医药研究院利用毛细管气相色谱一质谱一计算机联用拄术来分析怀菊花挥发油的化学成分;中国科学院长春应用化学研究所利用气相色谱一质谱一计算机联用装置分析了吉林栽培西洋参挥发油中的化学成分及相对含量;济南山东省中医药研究所采用GC--MS计算机联用仪,对蔓荆予不同炮制品的挥发油进行了分析研究,结果表明,炮制后挥发汕含量减少,质量发生变化,共分离鉴定出26个化台物,生品和微炒品检出26个炒焦品检出20个,炒炭品检出16个;南京市中医院运用气相色谱一质谱一计算机联用研究巴戟天的化学成分。3.在中药临床及实验研究方面的应用蚌埠医学院药理学教研室在研究白芍总苷对缺血心的保护作用方面,运用计算机检测心功能变化;上海医科大学病理生理教研室在研究灵芝合并降压药治疗难治疗性高血压时血压、血糖、NO、微循环及血液流变性的改变的临床实验中,运用显微电视电脑测量系统定量测定用药前后甲鹱微循环的变化;上海中医学院附属龙华医院应用电子计算机对结晶天花粉蛋白抗早孕进行分析研究;南京医科大学第一附属医院皮肤科对中医治疗白癜风74首方剂进行计算机拆方排序,从中选出高频砍出现的中药89珠,再观察这些中药乙醇提取物对蘑茹酪氨酸酶和无细胞系统多巴色素自动氧化生长黑素量的影响,发现有19味中药乙醇提取物存3个不同浓度对酪氨酸酶活性、黑素生成量呈剂量依赖性激活和上调;杭州浙江医科大学淋巴学研究室应用中医中药治疗肝硬化腹水的药物,进行动物实验通过扫描电镜和计算机联机的图像处理系统,对药物的腹膜孔调控和促腹水转日作用,作了观察和定量分析。沈阳中国医科太学生物教研室根据Beeler--Reuter方程,对Ca2+通道电流结合膜片钳实验数据进行计算机重建,并研究了中药白花前胡有效成份Pd--Ia(a+通道的作用模式,为研究Ca2一通道电流及联因子的动态过程提供了一个新方法,为定量研究心脏药物作用机制及判断其疗效提供了理论依据。中周医学科学院药用植物研究所利用计算机自动控制、图像分析处理和多媒体视频等多种技术,将小鼠在圆形水迷宫的学习记忆行为表现转移为活动图像井显示其实时运动轨迹路线,利用计算机获得的信息资源进行综合分析,优化组台后,建立了出运动距离、速度、寻找平台时间、运动轨迹组成的评价指标。从而为益智中草药研究提供了一种自动化程度高、获取信息量大、符合国际标准的圆形水进宫计算机自动控制和图像分析处理系统及相应的指标评价体系。杭州浙江省中医药研究院自术、党参腹腔注射经扫描电镜和计算机图像处理与定量分析结果表明能使小鼠腹膜孔平均孔径及开放密度明显增加,黄芪无显著作用,表明白术、党参对腹膜孔调控作用较强、是治疗腹水的有效药物;北京中医药大学以3H一栀子甙为示踪剂,采用整体放射自显影及图像分析技术,观察栀子的有数成分栀子甙在小鼠休内定量分布的动态变化,并探讨与栀子归经理论的关系,结果显示同一器官的不同示踪时相和同一示踪时相胆、肝、肾上腺、小肠、大肠、心脏和胃等器官,其分布特点同栀子归经于心、肝、肺、胃经以及赃腑的络属关系基本相符、首次为栀子传统的归经理论提供了形态学依据;浙江省中医药研究院通过对健脾益气的白术、党参黄芪对小鼠腹膜孔调控作用的观察,通过扫描电镜和计算机图像处理与定量分析,提示白术、党参是治疗腹水的有效药物;广州广东药学院药学系借助计算机,对中药的性、虚、月经进行量化处理,建立了寻找药材替代品的数量化方法:南昌江西中医学院用原了吸收光谱法检测,10种辛温解表药和7种温里药的15种生命元素含量,采用微机对其药效与各元素含量进行逐步判别分析,结果表明两者功效与Mn、Cn、Ba、Pb5种元素含量有关,并建立了辛温解表药与温里药的判别模型,该模型具有显著的判别效能。4.在中药及方剂数据库方面的应用南京中医药大学研制的“中华本草名录检索系统”,“图经本草检索系统”,其中“《图经本草》计算机检索系统”可浏览《本草图经》的全部原文,也可查阅某殊中药的原文进行统计分析;中国中医研究院中药研究所研制的“电脑检索全国中草药名鉴数据库”,该数据库收录了我国中草药13268条(722科,每条记录包括类科、拉丁学名、植、动、矿物名,药材名、文献名、地方名、功效、备考八项基本信息。其中除备考外,全部数据均可以关键词进入俭索;昆明云南省药材公司建立的“云南中药资源评价体系和计算机数据库”,协助对云南中药资源的现状进行了解及合理开发利用当地的中药材资源;内蒙古中蒙医研究所研制的“内蒙古中蒙药用植物资源数据库系统”,该系统不仅可提供查询,还可以对内蒙古地区中蒙药用植物作整体的综台性定量分析及提供决策方案。黑龙江中医学院和东北林业大学联台研制的“中药通用文献检索系统”,该系统按照设计要求可适用于中医学各学科的小型文献的检索与管理;福建省中医药研究所研制的“中国草药数据库检索系统”;贵州省中医研究所研制的“中国苗旗药物现代文献数据库”;中国中医研究院中药所的“万方中药信息处理系统”;南京中医药大学研制的“中医方剂编码及文献数据库系统,该系统于2001年3月通过鉴定,系统收录了古今方剂101903首,可进行方名、书名,处方药物、功能、主治等的检索。“中医历代常用方剂数据库检索系统”,该系统于1994年12月通过鉴定,系统收录了中医历代常用方剂1万条首,该系统除了纵向可方剂名检索异名、方振、作者、药物组成、功用、主治、药理作用、用法外,还可以横向根据组成考察方剂的沿革、变化、比较方剂的配伍关系,根据功用查询同类方剂,根据主治查询相应的方剂,根据药理作用查询相应的方剂等;江苏缸皋市中医院研制的“实用方剂数据库及检索系统”,该系统以实用方剂辞典》为蓝本,收录方剂10310首,数据内容包括拼音、方名、异名、方源、组成、功能、用法、宜忌、加减、主治、实例、方考等;广州广东药学院研制的“中药方剂的计算机辅助分析系统”;江西中医学院运用数据库技术探索中医方剂配伍的统计规律;辽宁省中医研究院研制的“《苷济方》数据库”;安徽中医学院运用计算机对《各医类案》的方药进行分析,发现全书共用方416首、用药465种、方剂以补中益气汤、四物汤、六君子汤、小柴胡汤等23方为“核心方剂”,药物以甘草、人参、白术、当归、茯苓等13味药为“核心药物”,这些结果显示了江氏在选案时重温补,也从测面反映温益脾胃、滋补气血在历代医家临床中占有重要的地位;中国医科大学运用计算机对《方剂学》中常用药物进行统计分析;云南省医学信息研究所研制的“中药不良反应文献题录库计算机管理系统”,该系统收集了1990~1997年国内文献振中有关中药不良反应文献等等。5.在中药领域其他方面的应用北京医学院运用计算机对常用中药的归经进行分析;北京大学化学与分子工程学院运用计算机对中药复方进行模拟研究;锦州医学院应用计算机对中药进行综合评价;北京同仁堂制药二厂利用计算机解决中成药工艺设计中正交试验法数据处理的问题;贵阳中医学院研制中药制剂均匀试验设计;中国医学科学院药用植物资源开发研究所研制的“中国药用植物系统疗效计算机统计分析系统”;江西中医学院采用紫外分光光度法测定了银黄注射蔽的吸收度,根据初均速法预测了其中主要成分绿原酸与黄芩甙的稳定性,均实验数据输入了计算机进行运算,预测出银黄注射被的有效期;黑龙江中医学院研制的“中药科研方案、