基于主成分分析法对损伤血瘀证相关性指标的研究

摘要

研究目的：
　　⒈通过深入研究损伤血瘀证早期瘀血形成过程中血液流变学类、红细胞类、血小板类和凝血时间等指标的变化规律，揭示损伤血瘀证早期的本质，同时了解黄芪对损伤血瘀证早期的干预作用及机制。
　　⒉探索性运用主成分分析与单因素方差分析有机结合的方法，从整体和局部双重角度观察和分析数据，找出损伤血瘀证早期变化指标本身及指标之间所蕴含的信息，并为中医证候研究提供新的分析思路。
　　研究方法：
　　将210只家兔随机分为空白组、造模组和喂药组，每组家兔再按不同时间点随机分为1H组、8H组、24H组、48H组、72H组、120H组和168H组等7个组别。利用定量化重力打击法制备损伤血瘀证模型，空白组和造模组均给予生理盐水，喂药组给予黄芪水煎剂。在相应时间点采集血液样本，根据相关文献选取血液流变学、红细胞类、血小板类和凝血酶原时间等17个指标进行检测。采用主成分分析法对所有指标数据进行无纲量化及降维处理，生成互不相关的主成分，再将新变量（即主成分得分）进行单因素方差分析，将分析结果结合各主成分的贡献率和各指标的相关系数，最后对各组别中的指标群及单个指标进行综合分析，得出规律性结论。
　　研究结果：
　　⒈造模组分析结果
　　对造模组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有5个，积累贡献率为85.09％。
　　第一主成分贡献率为26.87%，主要包含红细胞计数（RBC）、全血比粘度（低切、中切、高切）、血浆粘度的信息，这些指标在1小时显著升高，在120、168小时显著下降。第二主成分贡献率为22.23%，主要包含凝血酶原时间（PT）、血小板计数（PLT）、血小板分布宽度（PDW）、血小板平均体积（MPV）、大血小板比率（P-LCR）的信息，这5个指标在7个时间点无显著变化。第三主成分贡献率为13.69%，主要包含平均红细胞血红蛋白浓度（MCHC），红细胞分布宽度（RDW）和红细胞体积变异系数（RDW-CV）的信息，MCHC在1小时显著升高，RDW和RDW-CV在1小时显著下降，在其他时间点无显著变化。第四主成分贡献率为12.61%，主要包含血红蛋白（HGB）、红细胞压积（HCT）的信息，HGB和HCT在1、8、168小时显著升高，在48、120小时显著下降。第五主成分贡献率为9.70%，主要包含平均红细胞体积（MCV）、平均红细胞血红蛋白量（MCH）的信息，MCV和MCH在1、120小时显著升高，在72、168小时显著下降。
　　⒉喂药组分析结果
　　对喂药组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有6个，积累贡献率为86.19%。
　　第一主成分贡献率为22.20%，主要包含RBC、HGB、HCT、RDW、RDW-CV的信息，前3个指标在1小时显著升高，在120小时显著下降；后2个指标在1小时显著下降，在120小时显著升高。第二主成分贡献率为21.73%，主要包含PDW、MPV、P-LCR、 PLT和血浆粘度的信息，前3个指标在1、120小时显著下降，在72、168小时显著升高；后2个指标在1、120小时显著升高，在72、168小时显著下降。第三主成分贡献率为15.21%，主要包含全血比粘度（低切、中切、高切）的信息，全血比粘度在1小时升高、8小时下降。第四主成分贡献率为11.53%，主要包含MCV、MCH的信息，MCV和MCH在24小时显著升高。第五主成分贡献率为9.50%，主要包含MCHC的信息，MCHC在7个时间点无显著变化。第六主成分贡献率为6.03%，主要包含 PT的信息，PT在72小时显著下降，在120、168小时显著升高。
　　⒊各时间点分析结果
　　⑴1小时分析结果
　　对1小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有5个，积累贡献率为86.21%。
　　第一主成分主要含低切、高切、血浆粘度、MCV、RDW-CV、PLT、PDW、MPV、P-LCR的信息（30.29%）；第二主成分主要含RBC、HCT、MCH、MCHC的信息（20.96%）；第三主成分主要含HGB、PDW的信息（14.25%）；第四主成分主要含中切（12.76%）；第五主成分主要含PT的信息（7.95%）。
　　各指标变化情况：低切、中切、高切、血浆粘度、MCV、RDW-CV和PLT在伤后1小时显著升高，黄芪干预使其下降。PDW、MPV、P-LCR在伤后1小时显著下降，黄芪干预使其上升。PT在伤后1小时无显著变化，黄芪干预使PT显著延长。空白组、造模组和喂药组的其余指标比较均无显著差异。
　　⑵8小时分析结果
　　对8小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有5个，积累贡献率为85.71%。
　　第一主成分主要含PLT、HCT、MCV、PDW、MPV、P-LCR的信息（30.93%）；第二主成分主要含RBC、HGB、MCHC、RDW、RDW-CV的信息（18.90%）；第三主成分主要含PT、低切、高切的信息（13.58%）；第四主成分主要含中切的信息（12.23%）；第五主成分主要含MCH的信息（10.07%）。
　　各指标变化情况：PT、低切、高切在伤后8小时无显著变化，黄芪干预使其下降。空白组、造模组和喂药组的其余指标比较均无显著差异。
　　⑶24小时分析结果
　　对24小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有6个，积累贡献率为88.32%。
　　第一主成分主要含MCHC、PDW、MPV、P-LCR、PLT的信息（22.50%）；第二主成分主要含高切、RBC、HGB、HCT的信息（20.72%）；第三主成分主要含血浆粘度、RDW-CV、MCH的信息（14.91%）；第四主成分主要含低切、中切的信息（12.19%）；第五主成分主要含MCV的信息（11.52%）；第六主成分主要含PT的信息（6.50%）。
　　各指标变化情况：MCHC、PDW、MPV、P-LCR、PLT、RDW-CV、MCH、血浆粘度等在伤后24小时无显著变化，而黄芪干预使PLT、MCH显著升高，使MCHC、PDW、MPV、P-LCR、RDW-CV和血浆粘度显著下降。低切、中切在伤后24小时显著下降，而黄芪干预使其下降得更低。空白组、造模组和喂药组的其余指标比较均无显著差异。
　　⑷48小时分析结果
　　对48小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有6个，积累贡献率为85.50%。
　　第一主成分主要含血浆粘度、HGB、HCT、RDW、PLT、PDW、MPV、P-LCR的信息（28.99%）；第二主成分主要含高切、RDW-CV、MCV、MCH的信息（17.69%）；第三主成分主要含PT、RBC的信息（13.50%）；第四主成分主要含MCHC的信息（9.64%）；第五主成分主要含低切、中切的信息（9.03%）；第六主成分反映信息不明确（6.65%）。
　　各指标变化情况：空白组、造模组和喂药组所有指标在伤后48小时比较均无显著差异。
　　⑸72小时分析结果
　　对72小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有6个，积累贡献率为85.99%。
　　第一主成分主要含MCV、MCH、RDW、PDW、MPV、P-LCR、血浆粘度、RBC和PLT的信息（29.76%）；第二主成分主要含PT、HGB和HCT的信息（18.88%）；第三主成分反映信息不明确（12.68%）；第四主成分主要含RDW-CV的信息（10.327%）；第五主成分主要含低切、中切、高切的信息（8.18%）；第六主成分主要含MCHC的信息（6.16%）。
　　各指标变化情况：MCV、MCH、RDW、PDW、MPV、P-LCR、RBC、PLT、MCHC和血浆粘度在伤后72小时无显著变化，黄芪干预使RBC、PLT、MCHC、血浆粘度显著下降，使MCV、MCH、RDW、PDW、MPV和P-LCR显著升高。空白组、造模组和喂药组的其余指标比较均无显著差异。
　　⑹120小时分析结果
　　对120小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有6个，积累贡献率为87.52%。
　　第一主成分主要含RBC、HGB、HCT、MCV、RDW、RDW-CV、PLT的信息（30.88%）；第二主成分主要含PDW、MPV、P-LCR的信息（19.20%）；第三主成分主要含中切、MCH的信息（12.64%）；第四主成分主要含PT、MCHC、高切的信息（11.17%）；第五主成分主要含低切的信息（7.39%）；第六主成分主要含血浆粘度的信息（6.25%）。
　　各指标变化情况：造模组和喂药组RBC、HGB、HCT在伤后120小时显著下降，造模组和喂药组MCV、RDW、RDW-CV、PLT在伤后120小时显著升高。其余指标比较均无显著差异。
　　⑺168小时分析结果
　　对168小时组17个指标进行主成分分析生成特征值大于1的主成分共有5个，积累贡献率为85.19%。
　　第一主成分主要含低切、中切、高切、PLT、血浆粘度、HGB、HCT、MCV、MCH的信息（35.84%）；第二主成分主要含MCHC、PDW、MPV、P-LCR的信息（20.69%）；第三主成分主要含RBC、RDW-CV的信息（12.19%）；第四主成分主要含PT、RDW的信息（9.86%）；第五主成分意义不明确（6.61%）。
　　各指标变化情况：空白组、造模组和喂药组所有指标在伤后168小时比较均无显著差异。
　　研究结论：
　　⒈急性损伤早期体内“津液”的变化显著，表明“津液”的输布异常是损伤血瘀证早期的重要病理表现之一。
　　⒉黄芪能够通过调节损伤后体内“津液”的输布，对抗损伤血瘀证早期瘀血的形成，尤其是在伤后1小时内。
　　⒊通过对指标群的整体研究可以找出引起指标变化的共同因素，这种整体分析指标寻求潜在共同机制的分析方式，符合损伤血瘀证的中医辩证思路。

目录

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英文摘要

英文缩略词对照表

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引言

1 实验目的与背景

1.1 损伤血瘀证是什么，为什么要研究损伤血瘀证？

1.2 中医证候研究中存在的问题

1.3 损伤血瘀证也存在类似于其他证候的研究难点

1.4 损伤血瘀证定义的扩展

1.5 利用降维的数学统计方法有可能寻找到指标间的关联性甚至可以整体定性、定量“损伤血瘀证”

1.6 损伤血瘀证的前期研究进展

1.7 为何选用黄芪作为损伤血瘀证早期的干预药物

1.8 多元统计分析方法在中医证候研究方面的应用

1.9 主成分分析在血瘀证领域的应用

1.10 从新的视野角度运用主成分分析

1.11 主成分分析的基本过程和几个基础概念

2 实验方法与过程

2.1 实验材料及主要设备

2.2 实验方法

3 统计分析

3.1 相同处理因素的分析

3.2 相同时间点的分析

结果

1 空白组分析结果

2 造模组分析结果

3 喂药组分析结果

4 各时间点分析结果

讨论

1 关于造模组中各主成分信息的探讨

2 关于喂药组中各主成分信息的探讨

3 损伤后 7 个不同时间点指标变化情况的探讨

4 损伤血瘀证早期血液流变学指标规律变化及黄芪干预作用的探讨

5 损伤血瘀证早期红细胞类指标规律变化及黄芪干预作用的探讨

6 损伤血瘀证早期血小板指标规律变化及黄芪干预作用的探讨

7 损伤血瘀证早期凝血酶原时间规律变化和黄芪干预作用的探讨

8 损伤血瘀证中黄芪干预前后血液指标重心变移的探讨

9 关于模型指标稳定性问题的探讨

10 急性损伤早期血瘀证本质的探讨

11 损伤血瘀证早期黄芪干预机制的探讨

12 黄芪干预损伤血瘀证早期的临床意义

13 中医诊断学与统计方法

结论

致谢

参考文献

在读期间公开发表的学术论文、专著及科研成果

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