Forschung zur schnellen Bewertung der Qualität traditioneller chinesischer Medizin auf der Grundlage von Big Data und Mustererkennungstechnologie
Die traditionelle chinesische Medizin ist die tragende Säule der Gesundheitsbranche, und die Qualität der traditionellen chinesischen Medizin hängt mit der Entwicklung der Gesundheitsbranche zusammen. Derzeit gibt es immer noch Probleme mit der Qualität der traditionellen chinesischen Medizin, wie z. B. eine große Vielfalt, große Unterschiede, ein langwieriger Rückverfolgungsprozess, schwerfällige Prüfindikatoren und fehlende wissenschaftliche Bewertungsmethoden. Hinzu kommt, dass die riesige Menge an Rohdaten, die bei der Qualitätsüberwachung der traditionellen chinesischen Medizin erzeugt und angesammelt wird, keine Muster erkennen lässt, und die effektive Nutzungsrate ist gering, was zu Problemen mit reichhaltigen Daten und geringem Wissen führt. Im Rahmen des Aktionsplans zur Förderung der Entwicklung von Big Data, der 2015 vom Staatsrat herausgegeben wurde, ist die Anwendung moderner Informationstechnologien wie Big Data-Integration, Cloud Computing und Blockchain bei der wissenschaftlichen Überwachung der traditionellen chinesischen Medizin zu einem unvermeidlichen Entwicklungstrend in der Zukunft geworden. Die verborgenen Muster und Regeln in den Big Data der traditionellen chinesischen Medizin können oft nicht durch Erfahrung oder Intuition entdeckt werden. Es ist notwendig, die Denkweise und die Methoden der Big-Data-Analyse zu nutzen, um minderwertige und fragmentierte Daten wie die Wachstumsumgebung, die Anpflanzung und Verarbeitung, die Verarbeitung, die Entwicklung der chemischen Zusammensetzung und die traditionelle Qualitätskontrolle von medizinischen Materialien in hochwertige und dichte Informationen umzuwandeln. Mit Hilfe von Data Mining, maschinellem Lernen, künstlicher Intelligenz und anderen Computermethoden, kombiniert mit professionellem Wissen und Urteilsvermögen der traditionellen chinesischen Medizin, können dann mathematische Modelle für die Anwendung erstellt werden, um die Beziehungen zwischen den Einheiten transparent zu machen und eine wichtige Grundlage für die wissenschaftliche Überwachung der Qualität der traditionellen chinesischen Medizin zu schaffen.

Mit der raschen Entwicklung und Anwendung der Chemometrie wurden Instrumente und Technologien für die Prüfung der Lebensmittel- und Arzneimittelsicherheit schnell entwickelt. Auch die Nachweismethoden haben sich von den frühen physikalischen und chemischen, mikroskopischen, chromatografischen und massenspektrometrischen Technologien zu berührungsloser Nahinfrarotspektroskopie (NIRS), Raman-Spektroskopie (RS), Terahertz (THz) und hyperspektraler Bildgebung (HI) entwickelt. Unter ihnen wurde in den letzten Jahren die NIRS entwickelt, die die kombinierte Frequenz- und Verdopplungsinformation der Schwingung und Rotation von wasserstoffhaltigen Gruppen X-H (X=C, N, O) im Nahinfrarotspektrum der untersuchten Substanz für die qualitative und quantitative Analyse erfasst. Es findet breite Anwendung in der Landwirtschaft, Erdöl-, Chemie-, Tabak- und Lebensmittelindustrie und wird allmählich auch in der pharmazeutischen Industrie und der Arzneimittelzulassungsbehörde eingesetzt, wo es ein großes Potenzial für die schnelle qualitative und quantitative Erkennung und Analyse von Arzneimitteln bietet.
Bupleurum chinense DC, auch bekannt als Narrow leaved Bupleurum B., ist eine Pflanze aus der Familie der Apiaceae. Die getrocknete Wurzel von scorzonerifolium Willd. ist in China ein häufig verwendetes Heilkraut. Sie wurde zum ersten Mal im "Shennong Bencao Jing" beschrieben und wird als hochwertiges Kraut eingestuft. Es wirkt fiebersenkend, leberberberuhigend, depressionslindernd und fördert das Yang-Qi. Ersteres ist allgemein als "Beichaihu" bekannt, während letzteres allgemein als "Nanchaihu" bezeichnet wird. Das nördliche Chaihu wird hauptsächlich in den Provinzen Hebei, Heilongjiang und Liaoning angebaut, während das südliche Chaihu hauptsächlich in den Provinzen Liaoning, Jilin und der Autonomen Region Innere Mongolei angebaut wird. Aufgrund der Komplexität der ursprünglichen Pflanzenarten von Bupleurum chinense gibt es etwa 100 biologische Arten in dieser Gattung. In China gibt es 36 biologische Arten, 17 Sorten und 7 Formen. Darüber hinaus gibt es erhebliche Qualitätsunterschiede bei den Arzneistoffen, die auf Veränderungen in der Wachstumsumgebung, Sortenvariationen, Verarbeitung und unvollständige Entfernung von nicht medizinischen Teilen zurückzuführen sind. Derzeit sind in den Ausgaben 2015 und 2020 des chinesischen Arzneibuchs die Gehalte an Feuchtigkeit, Asche, säureunlöslicher Asche, Extrakt, Saikosaponin a und d in Chaihu begrenzt, was eine wichtige Rolle bei der Qualitätskontrolle von Chaihu spielt. Q-Marker-Studien haben jedoch ergeben, dass das ätherische Öl, das fette Öl, die triterpenoiden Saponine und die Flavonoide in Bupleurum chinense die Hauptwirkstoffe für die fiebersenkenden, beruhigenden, schmerzstillenden, entzündungshemmenden und hustenstillenden Eigenschaften sind. Derzeit gibt es zwar mehrere Indikatoren für die Qualitätsbewertung von Bupleurum chinense, aber die Prüfindikatoren sind einzeln und der Grenzwert ist zu niedrig, was den Anforderungen der Qualitätsbewertung und -einstufung nicht gerecht wird. Darüber hinaus wurde während des Regulierungsprozesses eine große Menge an fragmentierten Rohdaten erzeugt und angesammelt, die nicht vollständig genutzt wurden und nicht systematisch integriert sind. Daher nimmt diese Studie, basierend auf dem Hintergrund von Big Data, Bupleurum chinense als Beispiel, sammelt verschiedene Testdaten von 130 Chargen von Bupleurum chinense medizinischen Materialien, die von unserem Zentrum unter Verwendung der 2015 Ausgabe der chinesischen Pharmakopöe getestet wurden, und verwendet NIRS-Analyse-Technologie, chemische Stöchiometrie und mathematische Modellierungsmethoden, um Mustererkennung Forschung auf verschiedenen Testdaten von Bupleurum chinense medizinischen Materialien durchzuführen. Wir erstellen ein Modell zur schnellen Rückverfolgbarkeitsanalyse, ein Modell zur Inhaltsvorhersage, eine umfassende Bewertungs- und Einstufungsdatenbank für Bupleurum chinense-Arzneimittel, bewerten systematisch die Qualität von Bupleurum chinense-Arzneimitteln und liefern neue Ideen für die wissenschaftliche Überwachung der Qualität chinesischer Arzneimittel.

In Anlehnung an die deutsche "Industrie 4.0" befindet sich die traditionelle chinesische Medizinindustrie in China derzeit auf dem Niveau der Industrie 2.0 und hinkt damit relativ stark hinterher. Die Sigma-Lücke bezieht sich auf die Lücke zwischen der Produktleistung und den Erwartungen der Verbraucher. Bei der Six-Sigma-Management-Methode (6 Sigma ist ein Ziel) befindet sich die traditionelle chinesische Medizinindustrie in China derzeit auf dem Niveau von 2,0 bis 3,0 Sigma. Der Grund für diese Diskrepanz liegt in der schwierigen Rückverfolgbarkeit der Produkte, der zu großen Abhängigkeit von der Endproduktprüfung und dem mangelnden Prozessverständnis. Von 2018 bis 2020 ist die Fehlerquote bei der Stichprobenkontrolle traditioneller chinesischer Medizin weitaus höher als bei traditionellen chinesischen Patentarzneimitteln, einfachen Zubereitungen und chemischen Arzneimitteln. Die Qualität der Abkochungen traditioneller chinesischer Medizin ist die Grundlage für die klinische Sicherheit und Wirksamkeit traditioneller chinesischer Medizin und hängt mit der Entwicklung der Gesundheitsindustrie für traditionelle chinesische Medizin zusammen. Es ist besonders wichtig, neue Methoden zur Überwachung der traditionellen chinesischen Medizin zu erforschen und eine wissenschaftliche Überwachung der Qualität der traditionellen chinesischen Medizin zu erreichen. Es gibt viele Faktoren, die die Qualität der traditionellen chinesischen Medizin beeinflussen, wie z. B. die Sorte, der Standort, die Ernte, die Verarbeitung, die Lagerung usw., die einen gewissen Grad an Komplexität aufweisen, aber es gibt auch unvermeidliche interne Verbindungen. Um eine wissenschaftliche Überwachung zu erreichen, müssen interdisziplinäre Technologien, Informationswissenschaften und Big-Data-Wissenschaften integriert werden. In den letzten Jahren hat China viel für die Qualitätskontrolle der traditionellen chinesischen Medizin getan, kann aber die immer höheren Anforderungen an die Qualitätskontrolle noch nicht erfüllen. In diesem Zusammenhang haben einige Studien das Konzept der Qualitätsmarker für traditionelle chinesische Medizin (Q-Marker) vorgeschlagen, die eine Orientierung für die Bewertung der Qualität traditioneller chinesischer Medizin bieten. Die umfassende Bewertung der Qualität der traditionellen chinesischen Medizin umfasst jedoch mehrere Q-Marker, und der Beitrag der verschiedenen Q-Marker zur Qualität der traditionellen chinesischen Medizin ist ebenfalls unterschiedlich, so dass eine wissenschaftliche umfassende Bewertungsmethode fehlt. In diesem Experiment wird das Konzept des umfassenden Bewertungsindex Fq für traditionelle chinesische Medizin vorgeschlagen, das mit dem aktuellen Bewertungssystem des chinesischen Arzneibuchs kombiniert wird. Basierend auf den Ergebnissen der Big-Data-Analyse sind die Rij-Daten jedes Erkennungsindexes dimensionslos, und die Methode des Variationskoeffizienten wird verwendet, um die Berechnung des Gewichtungskoeffizienten Wi des Qualitätsbewertungsindexes für traditionelle chinesische Medizin zu optimieren, um die subjektive Präferenz der Expertengewichtung zu vermeiden und die relative Bedeutung jedes Indexes in der Qualitätsbewertung der traditionellen chinesischen Medizin objektiv widerzuspiegeln. Es wurde eine schnelle und wissenschaftliche Bewertungsmethode entwickelt, die sich für die umfassende Bewertung und Einstufung der Qualität traditioneller chinesischer Medizin eignet und einen neuen Ansatz für die wissenschaftliche Überwachung der Qualität traditioneller chinesischer Medizin bietet.
Die wissenschaftliche Überwachung ist die Garantie für die Sicherheit, Wirksamkeit und Kontrollierbarkeit der Qualität von Arzneimitteln. Die wissenschaftliche Überwachung der Qualität traditioneller chinesischer Medizin sollte nicht nur traditionelle Erfahrungen, aktuelle Bewertungssysteme und fortschrittliche technische Methoden kombinieren, sondern auch moderne Informationstechnologie und statistische Methoden einführen. Durch die Extraktion und Analyse von Big Data sollten eine umfassende Bewertungsmethode und Bewertungsstandards für die Qualität traditioneller chinesischer Medizin entwickelt werden. Die Technologie der Mustererkennung weist die Merkmale "Integrität" und "Unschärfe" auf und ist ein umfassendes und quantifizierbares Mittel zur Identifizierung. Sie steht derzeit im Einklang mit den Merkmalen der traditionellen chinesischen Medizin und kann die Authentizität der traditionellen chinesischen Medizin gut widerspiegeln. FQ ist ein in der Entwicklung befindliches System, das sich mit der kontinuierlichen Anhäufung von Big Data und der Einführung von Q-Markern weiterentwickeln und verbessern wird und besser für die wissenschaftliche Überwachung der Qualität traditioneller chinesischer Medizin eingesetzt werden kann.