中药古方煎煮水量估算方法、存储介质及智能煎煮设备

摘要

本发明涉及中药古方煎煮水量估算方法、存储介质及智能煎煮设备，估算方法包括步骤：采集中药古方并从中筛选出记载有煎煮水量非标准单位的煮散剂条目；进一步筛选出记载有明确的煮散剂药量数值和煎煮水量数值的煮散剂条目，将其上的数值由文本转换为数字，剔除数值无法识别的条目，获得待分析数据集；分组统计待分析数据集中的煮散剂条目数量n，对n大于阈值的组统计数值药水比均值，通过该均值与基准数值药水比均值之间的比值估算个体量值。智能煎煮设备利用估算而得的数据实现中药古方煎煮的智能控制。本发明将古代的煎煮水量单位估算为现代通用单位并用于控制煎煮过程，为方剂研究、制备、临床应用提供了极大便利，同时实现了煎煮自动化。

说明书

技术领域

本发明涉及专门用于处置或处理医疗或健康数据的信息和通信技术，特别涉及用于处理药方的信息和通信技术，具体涉及中药古方煎煮水量估算方法、存储介质及智能煎煮设备。

背景技术

中医药是中国的国粹，在我国已有3000多年的悠久历史，中药及其制剂具有确切的疗效和较高的安全性，数千年传承，经久不衰，是祖先留给我们的宝贵医学遗产，特别是《伤寒论》、《太平惠民和剂局方》、《金匮要略》等巨著记载的经典名方，经过近千年的临床实践，被广泛证明是科学的、有效的，在中华民族繁衍昌盛中发挥了不可替代的作用，应该得到传承、发展与创新。2018年4月13日国家中医药管理局会同国家药品监督管理局制定《古代经典名方目录(第一批)》并予以公布，公布了具有代表性的100个古代经典名方方剂，如清金化痰汤、当归六黄汤、甘露饮等等。

为保证充分发挥治疗作用，方剂的制备历来受古人重视，而确定煎煮所用水量是方剂制备过程中的重要环节，李时珍曰：“如剂多水少，则药味不出，剂少水多，又煎耗药力也”，可见，加水量与煎煮量也成为了衡量汤药煎煮时间和浓缩程度的指标，因此，掌握方剂煎煮水量对于古方的研究和临床应用有重要指导意义。

自唐宋以来，在度量衡变革、散剂大量使用、制瓷工业兴盛等多方面因素的影响下，“升”、“斗”等标准容量单位由于容量值过大无法准确衡量煎煮水量而在方剂制备中被逐渐弃用，取而代之的是“盏”、“钟”等非标准容量单位，这些非标准容量单位与目前通用的标准单位(如ml)之间缺乏换算依据，导致流传至今的经典名方中煎煮所需水量难以确定，为方剂的研究和临床应用带来了极大的困扰。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种中药古方煎煮水量估算方法，通过该方法将中药古方中的煎煮水量非标准煎煮单位估算为现代通用容量单位，为方剂的研究和临床应用提供了极大的便利。

本发明中药古方煎煮水量估算方法，包括如下步骤：

数据采集：采集记载有中药古方的电子中医古籍作为数据源，从所述数据源中筛选出记载有煎煮水量非标准单位的煮散剂条目；

数据清洗：在筛选出的所述煮散剂条目中，将记载有明确的煮散剂药量数值和煎煮水量数值的煮散剂条目选出，并将这些煮散剂条目中的煮散剂药量数值和煎煮水量数值由文本格式转换为数字格式，获得待分析数据集；

数据分析：将所述待分析数据集中的煮散剂条目按朝代、煎煮水量单位、散剂药量单位分组，统计各组的条目数量n，对n达到阈值的组统计组内n个煮散剂的数值药水比R

数值药水比R

R

其中j为煎煮水量单位，k为散剂药量单位；

当散剂药量单位、数值均不变，煎煮水量单位选用基准单位，煎煮水量数值W

R

其中J为煎煮水量基准单位，k为散剂药量单位；

基准数值药水比均值E(R

个体量值Q

Q

本发明中药古方煎煮水量估算方法，所述数据采集步骤中，使用正则表达式按照次序对所述数据源执行筛选、处理，先提取包含所述煎煮水量非标准单位的条目存入临时数据集，再从所述临时数据集中分离出散剂数据集、汤剂数据集，移除所述汤剂数据集并从所述散剂数据集中筛选出煮散剂数据集，所述煮散剂数据集包含煮散剂的条目编号、条目文本、条目来源及条目起止位置信息。

本发明中药古方煎煮水量估算方法，对所述煮散剂数据集中的煮散剂条目进行数据清洗，并根据中国历代度量衡单位量值表将各代散剂药量数值标准化处理。

本发明中药古方煎煮水量估算方法，所述数据分析步骤后还包括如下步骤：

建立煎煮信息数据库：采集完成了煎煮水量估算的煮散剂的药方、火候及服药注意事项，建立煎煮信息数据库；所述煎煮水量非标准单位为宋代及后世中药古方中记载的“盏”、“钟”、“盅”、“碗”、“杯”，所述古代煎煮水量单位为明代的煎煮水量单位。

本发明还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述任一方法的步骤。

本发明还提供了一种智能煎煮设备，包括控制器、加热器、处理器、存储器；所述存储器上存储有可在所述处理器上运行的程序，所述处理器接受控制器的指令加载执行所述程序实现上述任一方法的步骤，所述控制器还被设计为根据所述煮散剂的药方及该药方的煎煮火候要求启动和调节所述加热器进行煎煮。

本发明智能煎煮设备，包括一摄像扫描模块，所述摄像扫描模块用于拍摄、扫描用户的药方并将该药方的信息传输至所述处理器，所述处理器识别药方后将其与所述煎煮信息数据库中的煮散剂匹配确定方名，所述控制器根据该确定的方名启动和调节加热器进行煎煮。

本发明智能煎煮设备，还包括APP模块，所述APP模块通过通信模块与控制器之间建立无线通信，所述控制器将所述煎煮信息数据库中的相应药方的服药注意事项推送至APP模块。

本发明智能煎煮设备，还包括火候转换模块，所述火候转换模块与加热器电连接并接受所述控制器的指令调整加热器的加热温度，切换武火、文火加热模式。

本发明智能煎煮设备，所述控制器还电连接有报警模块、语音模块及可编程的水位传感器、温度传感器，所述水位传感器、温度传感器分别实时监测所述智能煎煮设备内部的液位、水温，所述控制器根据从水位传感器、温度传感器获取的数据判断煎煮情况并启动报警模块，同时通过语音模块发出声音提醒用户。

本发明中药古方煎煮水量估算方法、存储介质及智能煎煮设备至少具有以下有益效果：

1、创新性的将宋代以后方剂制备常用的衡量煎煮水量用的非标准容量单位“盏”、“钟”、“盅”、“碗”、“杯”等使用中医古籍记载的相关条目建立数据库并进行分析，最大程度还原了中药古代经典名方的煎煮方法，提高了宋及后世中药古代经典名方汤药制剂的规范制备，有利于保证疗效，同时为方剂的研究提供了科学、精确的数据支撑。

2.创新性的将宋代以后经典名方中的“盏”、“钟”、“盅”、“碗”、“杯”等衡量煎煮水量用的非标准容量单位精确计算成现代通用的单位毫升，避免了以往估算导致的煎煮水量多寡不一问题，将中药煎煮水量精确化，保证了煎煮药材的有效成分充分析出，有利于推进中药制剂的临床应用。

3.将折算成现代容量单位的方剂数据纳入数据库供智能煎煮设备使用，使得智能煎煮设备在控制器控制下自动按照相应药方的具体煎煮方法进行精确煎煮，煎煮过程无需专人看守，实现了煎煮作业的自动化、智能化，极大地提高了中药煎煮工作效率，减轻了煎煮人员工作量。

4.控制器控制煎煮并可实时监控锅体内水位、水温情况，一旦发生异常及时报警，有效地避免了溢出、糊锅现象，切实保证了煎煮效果，使煎煮而得的汤药浓度满足要求，同时保证了使用安全性。

下面结合附图对本发明中药古方煎煮水量估算方法、存储介质及智能煎煮设备作进一步说明。

附图说明

图1为本发明中药古方煎煮水量估算方法的流程图；

图2为本发明智能煎煮设备的结构示意图。

具体实施方式

如图1所示，本发明一种中药古方煎煮水量估算方法，包括如下步骤：

数据采集：采集记载有中药古方(即方剂)的电子中医古籍作为数据源，从数据源中筛选出记载有煎煮水量非标准单位的煮散剂条目，形成煮散剂数据集；

本实施例以互联网上获取的电子中医古籍或类似文献为基础资料，对基础资料初步整理、标注著作年代后，筛选其中成书年代为北宋至清代的古籍建立目标数据库，这些古籍囊括了《太平圣惠方》、《太平惠民和剂局方》、《圣济总录》、《世医得效方》、《普济方》、《医宗金鉴》等专著或载有大量方剂的著作，具有较强的代表性。确定目标数据库后，从中选择明确记载有药量、煎煮水量及“盏”、“钟”、“盅”、“碗”、“杯”等煎煮水量非标准单位的方剂条目存入临时数据集，再从临时数据集中分离出散剂数据集、汤剂数据集，移除汤剂数据集并从散剂数据集中筛选出煮散剂数据集，煮散剂数据集包含煮散剂的条目编号、条目文本、条目来源及条目起止位置信息；

关于煎煮水量非标准单位，通过上述数据源中的文献可确定宋及后世方剂煎煮水量单位主要有“盏”、“钟”、“盅”、“碗”、“杯”5类，其中，宋、明两代衍生于“盏”的“小盏”、“中盏”、“大盏”作为煎煮水量单位被广泛使用，其它时代，“钟”和“碗”也衍生了“小钟”、“大钟”、“小碗”、“大碗”等单位，但是并未被广泛使用，各煎煮水量非标准单位见表2；

上述煮散剂数据集形成过程中，方剂的纳入标准为：①包含指定煎煮水量非标准单位，如“盏”、“钟”、“盅”、“碗”、“杯”等表2中列出的单位。②煎煮水量非标准单位应用于方剂的制备过程且用于衡量煎煮用水量。③方剂剂型为煮散剂。④明确标注每服药量、煎煮水量。方剂的移除标准为：①表述模糊，难以界定是否为方剂。②以“熬成膏”、“煎煮干”、“绞取汁”等方法制备，剂型难以判断。③以“呋咀”、“为粗末”等饮片加工方法制备，难以确切判定为煮散剂。④难以通过现有一般图文算法识别方剂所记载的散剂药量数值、煎煮水量数值者。

具体地，上述筛选、处理过程按照表1通过正则表达式按照次序执行。

表1：数据筛选及处理次序表

注：正则表达式以python标准库re模块语法为例

数据清洗：在筛选出的煮散剂条目中，将记载有明确的煮散剂药量数值和煎煮水量数值的煮散剂条目选出，并将这些煮散剂条目中的煮散剂药量数值和煎煮水量数值由文本格式转换为数字格式，剔除含有无法正常识别出煮散剂药量数值和煎煮水量数值的煮散剂条目，获得待分析数据集；

具体的，对煮散剂数据集中的煮散剂条目进行数据清洗。同时，为消除各时代衡量单位量值不统一造成的估算误差，以某一朝代量值为基准，将金、元、明、清各代方剂中的散剂药量数值进行标准化处理，即折算为该朝代的数值。本实施例以宋代为例，其它朝代同理。折算为宋代的散剂药量数值时，具体的，假设金代量值等同宋代，根据《中国科学技术史·度量衡卷》第447页的记载，各代散剂药量数值取值：宋661克/斤，元610克/斤，明596.8克/斤，清596.8克/斤，即现在的1斤相当于宋代的661克，元代的610克，明、清代的596.8克，在获知元、明、清任一朝代的方剂中记载的散剂药量数值的情况下，按照该朝代克数与宋代克数之间的比值，便可将其折算为宋代的散剂药量数值，计算示例：清代某一方剂记载散剂药量为3钱，折算成宋代的散剂药量的计算公式为：3/596.8*661≈3.3钱，即清代的3钱相当于宋代的3.3钱。

数据分析：将待分析数据集中的煮散剂条目按朝代、煎煮水量单位、散剂药量单位分组(可使用python的pandas和NumPy库)，见表2：

表2宋及后世各朝代不同散剂药量单位及相应煎煮水量单位的煮散剂条目数量统计表

“煎煮水量”指方剂开始煎煮时的水量，包含煎煮水量数值w和煎煮水量单位j，“散剂药量”指煮散剂开始煎煮时取用的散剂的量，不包括药引、后下药物剂量，包含散剂药量数值h和散剂药量单位k，“药水比”为“散剂药量”与“煎煮水量”的比值，假定各时代药水比相对恒定，则在散剂药量单位k一定时，数值药水比仅与煎煮水量单位相关，且煎煮水量单位的量值与数值药水比成正比。所以，按散剂药量单位、各时代煎煮水量单位分组统计数值药水比均值后，只需确认任一时代任一煎煮水量单位的量值的绝对值，便可以此为基准估算其余各时代各煎煮水量单位量值；需要说明的是，关于“各时代药水比相对恒定”的假设，古今诸多文献中不乏依据药物总剂量来估算方剂煎煮水量的阐述，如《圣济总录·卷三·煎煮》云：“其汤剂大小，古今升两不同，当依世俗现行之法，大约每用药三钱匕，以水一盏煎取七分为率”；《本草纲目》云：“今之小小汤剂，每一两，用水二瓯为准”；《医学统旨·卷八·汤液煎造》云：“如药一剂重五钱，用水一茶瓯，重一两者，以二茶瓯，一两余者，又增半瓯”，且后两者针对的是方剂中药物密度差异更大的汤剂；现代一些对《伤寒论》、《和剂局方》方剂的研究也表明药剂用量和煎煮水量存在较稳定的比例关系，故可认为煮散剂的“药水比”是相对恒定的，上述假设可以成立；

基于以上理论，统计上表中各组的条目数量n，为减少过小样本带来的计算误差，对n大于阈值，例如，可选n＞20的组统计组内n个煮散剂的数值药水比R

据明虞抟《医学正传·凡例》“凡云用水一盏，即今之白茶盏也，约计半斤之数，余仿此。”《中国科学技术史·度量衡卷》

数值药水比R

R

其中，j为煎煮水量单位，如表3中的盏类、钟类、盅类、碗类、杯类下方的具体单位；k为散剂药量单位，如表3中的两、钱、大钱、钱匕等等；

计算示例1：表3中，宋代，散剂药量单位为“两”、煎煮水量单位为“盏”，在这两个特定单位下，组内散剂条目数量n＝52，则52个方剂各自的数值药水比R

当散剂药量单位、数值均不变，煎煮水量单位选用基准单位，煎煮水量数值W

R

其中J为煎煮水量基准单位；与上文相同，k为散剂药量单位，；

计算示例2：以计算示例1中的方剂为例，散剂药量单位为“两”、数值不变，52个方剂各自的煎煮水量单位选用基准单位且取值基准量值Q

基准数值药水比均值E(R

其中n为表2中的条目数量且为大于20的整数；

个体量值Q

Q

利用上述个体量值Q

建立煎煮信息数据库：利用sqlite3软件，采集完成了煎煮水量估算的煮散剂的药方、火候及服药注意事项，建立煎煮信息数据库。

为实现上述估算方法，本申请还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述方法的步骤。

相应地，如图2所示，本申请还提供了一种智能煎煮设备，利用估算而得的数据实现中药古方煎煮的智能控制，该智能煎煮设备包括控制器、加热器、处理器、存储器；存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器接受控制器的指令加载执行上述估算方法的步骤，控制器还被设计为根据煎煮信息数据库中的煮散剂的药方及该药方的煎煮火候要求启动和调节加热器进行煎煮。具体地，加热器加热温度190℃以上为武火，120-150℃为文火，加热器上电连接火候转换模块，火候转换模块接受控制器的指令调整加热器的加热温度，切换武火、文火加热模式，该火候转换模块为现有技术，其具体参数可根据使用需求参照常规技术手段设置，此处不赘述。

为了及时提醒用户煎煮情况并推送服药注意事项给用户，保证治疗效果，本申请的智能煎煮设备还包括APP模块，APP模块通过通信模块与控制器之间建立无线通信，控制器将煎煮信息数据库中的相应药方的服药注意事项推送至APP模块。通信模块为本领域常见的蓝牙模块、Wifi模块或GPRS模块，目的是实现数据的无线传输，可按需参照常规技术手段设置，此处不赘述。

上述智能煎煮设备还包括一摄像扫描模块，使用煎煮设备时，摄像扫描模块拍摄、扫描用户的药方并将该药方的信息传输至处理器，处理器识别药方后将其与煎煮信息数据库中的煮散剂匹配并生成具体的方名，由于煎煮信息数据库中存储有相应药方的煎煮火候及服药注意事项，故确定方名后，控制器便根据该方名启动和调节加热器按照要求自动煎煮。

具体的，将锤子科技在github上发布的“大爆炸(BigBang)”功能(开源https://github.com/SmartisanTech/android)嵌入处理器，摄像扫描模块拍照并传输至处理器后，“大爆炸”自动对图像中的文字进行识别、转换以提取方名，控制器接收到该方名后，基于Python计算机程序设计语言，加入必要的params参数，构造简单的requests请求，访问煎煮信息数据库，利用XPath获得方剂名及出处，此控制步骤为现有技术，此处不赘述。

控制器还电连接有报警模块、语音模块及可编程的水位传感器、温度传感器，水位传感器、温度传感器分别实时监测智能煎煮设备内部的液位、水温，控制器根据从水位传感器、温度传感器获取的数据判断煎煮情况并启动报警模块，同时通过语音模块发出声音提醒用户，保证使用安全性。其中，语音模块用于发出声音，可参照常规技术手段设置。报警模块选用常见的LED灯、蜂鸣器、振动器及类似设备。

具体的，上述智能煎煮设备有一用于盛放煎煮药材及水的煎煮锅(图中未示出)，煎煮锅的内壁设置有水位标记线，以便用户精确掌握加水量，煎煮过程中，当水位传感器监测到煎煮锅内液面高出最高水位线时，控制器启动报警模块并启动火候转换模块，由武火转至文火，调整火候后，如液面仍然高于最高水位线，控制器启动振动器振动报警，并通过语音模块发出声音报警，提醒客户及时打开锅盖泄压，防止溢锅。当水位传感器检测到液位低于设定值时，控制器启动蜂鸣器报警，同时通过APP模块显示应加的水量，提醒用户加水，有效避免糊锅，也保证了煎煮而得的汤药浓度满足要求。

上述温度传感器装设于煎煮锅的锅盖上，可选用日本芝浦或华工高理等现有的温度传感器，当煎煮锅内汤药煮沸，温度传感器检测到锅内液体温度达到预设值(如100℃)时，控制器控制LED灯闪烁，提醒用户，并启动火候转换模块由武火调整为文火，转为文火后，若温度传感器检测水温低于预设值，则控制器控制加热器间隔几分钟升温一次(例如，可每隔2分钟升温5℃，具体可根据实际需求设计，此处不一一列举)；若温度传感器检测水温等于预设值则持续目前加热模式，以防火大溢锅、糊锅。

本申请的技术方案主要针对煮散剂而言，故有必要对煮散剂的含义进行阐释。煮散剂即散剂的另一种应用形式，煮散剂自唐代以后颇为盛行，现已少用。煮散即将原生药(药材)制成粗粉，按处方称取，临用以水煎煮，去渣服用。煮散剂保存了一般散剂的简便和速效的特点。《金匮要略》中所载治疗脑痈的“附子薏苡败酱散”即是煮散。

以上所述的实施例仅仅是对本发明的优选实施方式进行描述，并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计精神的前提下，本领域普通技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应落入本发明权利要求书确定的保护范围内。