Исследование быстрой оценки качества традиционной китайской медицины на основе больших данных и технологии распознавания образов
Традиционная китайская медицина является основой индустрии здоровья, а качество традиционной китайской медицины связано с развитием индустрии здоровья. В настоящее время все еще существуют проблемы с качеством традиционной китайской медицины, такие как широкое разнообразие, большие различия, длительный процесс отслеживания, громоздкие показатели тестирования и отсутствие научных методов оценки. Кроме того, огромное количество исходных данных, полученных и накопленных в процессе надзора за качеством традиционной китайской медицины, не позволяет выявить какие-либо закономерности в этих данных, а коэффициент их эффективного использования низок, что приводит к проблемам богатых данных и бедных знаний. В соответствии с Планом действий по содействию развитию больших данных, изданным Госсоветом в 2015 году, применение современных информационных технологий, таких как интеграция больших данных, облачные вычисления и блокчейн, в научном контроле отрасли традиционной китайской медицины стало неизбежной тенденцией развития в будущем. Скрытые закономерности и правила в больших данных индустрии традиционной китайской медицины часто невозможно обнаружить с помощью опыта или интуиции. Необходимо использовать мышление и методы анализа больших данных, чтобы преобразовать низкокачественные и фрагментарные данные, такие как среда произрастания, посадка и обработка, переработка, изменение химического состава и традиционный контроль качества лекарственных материалов, в высококачественную и высокоценную информацию с высокой плотностью. Затем с помощью методов интеллектуального анализа данных, машинного обучения, искусственного интеллекта и других вычислительных методов, в сочетании с профессиональными знаниями и суждениями традиционной китайской медицины, можно создать математические модели, связанные с применением, чтобы сделать отношения между субъектами прозрачными и обеспечить важную основу для научного надзора за качеством традиционной китайской медицины.

С быстрым развитием и применением хемометрики стремительно развиваются приборы и технологии для тестирования безопасности пищевых продуктов и лекарств. Методы обнаружения также эволюционировали от ранних физико-химических, микроскопических, хроматографических и масс-спектрометрических технологий до бесконтактных технологий ближней инфракрасной спектроскопии (NIRS), спектроскопии комбинационного рассеяния (RS), терагерцовой (THz) и гиперспектральной визуализации (HI). Среди них в последние годы развивается NIRS, которая собирает комбинированную частотную и удвоенную информацию о колебаниях и вращении водородосодержащих групп X-H (X=C, N, O) в ближнем инфракрасном спектре исследуемого вещества для качественного и количественного анализа. Он широко используется в сельском хозяйстве, нефтяной, химической, табачной и пищевой промышленности, а также постепенно находит применение в фармацевтической и лекарственной промышленности, обладая большим потенциалом для быстрого качественного и количественного обнаружения и анализа наркотиков.
Bupleurum chinense DC, также известный как узколистный буплеурум B., является растением семейства Apiaceae Высушенный корень scorzonerifolium Willd. является широко используемым массовым лекарственным растением в Китае. Впервые он был записан в "Шэньнун Бэнькао Цзин" и классифицируется как трава высшего сорта. Она обладает такими свойствами, как снятие жара, успокоение печени и снятие депрессии, а также стимулирование ян-ци. Первая трава широко известна как "Бэйчайху", а вторая - как "Наньчайху". Северный Чайху в основном производится в провинциях Хэбэй, Хэйлунцзян, Ляонин и т.д., а Южный Чайху - в провинциях Ляонин, Цзилинь, Автономном районе Внутренняя Монголия и т.д. Из-за сложности исходных видов растений Bupleurum chinense, в этом роду насчитывается около 100 биологических видов. В Китае насчитывается 36 биологических видов, 17 разновидностей и 7 форм. Кроме того, существуют значительные различия в качестве лекарственного сырья из-за изменений условий произрастания, сортовых вариаций, переработки и неполного удаления нелекарственных частей. В настоящее время в китайской фармакопее 2015 и 2020 годов ограничено содержание влаги, золы, нерастворимой в кислоте золы, экстракта, сайкосапонина a и d в чайху, что играет важную роль в контроле качества чайху. Однако исследования Q-маркеров показали, что летучее масло, жирное масло, тритерпеноидные сапонины и флавоноиды в Bupleurum chinense являются основными активными ингредиентами для его жаропонижающих, седативных, анальгетических, противовоспалительных и подавляющих кашель свойств. В настоящее время, хотя при оценке качества Bupleurum chinense сосуществуют несколько показателей, показатели тестирования являются единичными, а предельные значения слишком низкими, что не может удовлетворить потребности в оценке качества и градации. Кроме того, в процессе регулирования было получено и накоплено большое количество разрозненных исходных данных, которые не были полностью использованы и не были систематически интегрированы. Поэтому в данном исследовании на основе больших данных в качестве примера берется Bupleurum chinense, собираются различные данные тестирования 130 партий лекарственных материалов Bupleurum chinense, протестированных нашим центром с использованием издания Китайской фармакопеи 2015 года, и с помощью технологии анализа NIRS, химической стехиометрии и методов математического моделирования проводится исследование распознавания образов на различных данных тестирования лекарственных материалов Bupleurum chinense. Мы создаем модель быстрого анализа прослеживаемости, модель прогнозирования содержания, комплексную базу данных оценки и градации лекарственных материалов Bupleurum chinense, систематически оцениваем качество лекарственных материалов Bupleurum chinense и предлагаем новые идеи для научного контроля качества китайских лекарственных материалов.

Ссылаясь на немецкую "Индустрию 4.0", китайская индустрия традиционной китайской медицины в настоящее время находится на уровне "Индустрии 2.0", то есть относительно отстает. Разрыв сигма означает разрыв между характеристиками продукта и ожиданиями потребителей. В соответствии с методом управления "Шесть сигм" (6 сигм - это цель), китайская индустрия традиционной китайской медицины в настоящее время находится на уровне 2,0~3,0 сигм. Причина такого отставания заключается в том, что продукцию сложно отследить, она слишком зависит от тестирования конечного продукта, а также в отсутствии понимания процесса. В период с 2018 по 2020 год показатель неудач при выборочной проверке китайской традиционной медицины намного выше, чем у традиционных китайских патентованных лекарств и простых препаратов и химических лекарств. Качество отваров традиционной китайской медицины является основой клинической безопасности и эффективности традиционной китайской медицины и связано с развитием индустрии здоровья традиционной китайской медицины. Особенно важно провести исследования новых методов контроля традиционной китайской медицины и добиться научного контроля качества традиционной китайской медицины. Существует множество факторов, влияющих на качество традиционной китайской медицины, таких как сорт, среда обитания, сбор, обработка, хранение и т. д., которые имеют определенную степень сложности, но есть и неизбежные внутренние связи. Для осуществления научного контроля необходимо интегрировать междисциплинарные технологии, информатику и науку о больших данных. В последние годы Китай проделал большую работу по контролю качества традиционной китайской медицины, но он все еще не может удовлетворить все более высокие требования к контролю качества. В связи с этим в некоторых исследованиях была предложена концепция маркеров качества традиционной китайской медицины (Q-маркеров), которые задают направление для оценки качества традиционной китайской медицины. Однако комплексная оценка качества традиционной китайской медицины включает в себя множество Q-маркеров, и вклад различных Q-маркеров в качество традиционной китайской медицины также различен, поэтому отсутствует научный метод комплексной оценки. В данном эксперименте предлагается концепция индекса комплексной оценки Fq для традиционной китайской медицины в сочетании с текущей системой оценки Китайской фармакопеи. Основываясь на результатах анализа больших данных, данные Rij каждого показателя обнаружения являются безразмерными, а метод коэффициента вариации используется для оптимизации расчета весового коэффициента Wi индекса оценки качества традиционной китайской медицины, что позволяет избежать субъективного предпочтения экспертных весов и объективно отразить относительную важность каждого показателя при оценке качества традиционной китайской медицины. Был разработан быстрый и научный метод оценки, подходящий для комплексной оценки и градации качества традиционной китайской медицины, обеспечивающий новый подход к научному надзору за качеством традиционной китайской медицины.
Научный надзор - это гарантия безопасности, эффективности и контроля качества лекарств. Научный надзор за качеством традиционной китайской медицины должен не только объединить традиционный опыт, современные системы оценки и передовые технические методы, но и внедрить современные информационные технологии и статистические методы. Путем извлечения и анализа больших данных необходимо разработать комплексный метод оценки и стандарты качества традиционной китайской медицины. Технология распознавания образов обладает характеристиками "целостности" и "нечеткости" и является комплексным и количественно измеримым средством идентификации. В настоящее время она соответствует особенностям традиционной китайской медицины и может хорошо отражать подлинность традиционной китайской медицины. FQ - это развивающаяся система, которая будет продолжать итерации и совершенствоваться по мере непрерывного накопления больших данных и внедрения Q-маркеров, и может быть лучше применена для научного контроля качества традиционной китайской медицины.