全 文 ：· 新药开发纵谈 ·
计算机在中药品质管理中的应用
中国药科大学药物分析研究室( 南京 1 20 0 0 ) 9冯 艳 ` 张 亮 张正行
摘 要 介绍数据库在中药鉴定中的应用及计算机图像技术在 中药品质管理 中的应用 , 表 明以计
算机代替人脑进行中药品质管理 可以使手续简化 、 管理正规 , 是今后 的发展趋势 。
美 . 词 计算机 中药 品质管理
我国中药品种繁多 ,应用历史悠久 , 产区
广泛 , 在过去长期使用的人为管理中 ,常会遇
到同名异物 、 同物异名的现象 , 给中药管理工
作带来诸多不便 。 8 0 年代 以来 , 随着计算机
技术的发展 , 越来越多 的人意识到计算 机可
作为一个有效 的工具用于 中药的品质管理 ,
计算机替代人的管理方式将成为今后的发展
趋势 。 笔者将近 10 年来计算机在中药品质管
理方面的应用作一简要综述 。
1 数据库在中药鉴定中的应用
中药的品质管理主要在于对中药进行准
确鉴别 。 传统的中药鉴定有 4 种方法 : 来源鉴
定 ,性状鉴定 , 显微鉴定和理化鉴定 。 目前药
材的采购 、 供应 、 使用等环节 , 单纯靠人的记
忆力和经验很难达到中药材的准确识别 。 将
计算机用于中药鉴定 , 建立各种数据库 ,对 中
药进行综合分析 , 能有效地提高鉴别 的准确
度 。
1
.
1 来源鉴定 : 对 中药药名进行科学分类 ,
避免一药多名 ,一名多药的现象存在是保证
临床正确使用 、 药材经营及生产的基础 。 目前
国内专家利用计算机直接进行来源鉴定还未
见报道 。 但它的前期工作— 资源普查和文献管理的报道却有许多 l[] , 其中以《全国中草
药名鉴 )( 下简称 《名鉴 ) 川 为基础的 电脑检
索《名鉴 》数据库是 目前国内外收载中草药品
种数量最多 , 名称收录最 全的数据库 。 《名
鉴 》收录 了我国中草药 13 2 6 8 种 ( 7 7 2 科 ) ,其
中植物药 1 1 4 7 1 种 ( 3 6 9 科 ) , 动物药 1 6 3 4
种 ( 4 0 3 科 ) , 矿物药 16 3 种 , 各按 自然分类系
统类科号及拉丁学名字母排序 。 种及种以下
亚种 、 变种 、 变型等均按 拉丁学名独立 为专
条 ,每条记录包括 中草药 的类科 、 拉丁学 名 、
植 (动 、 矿 )物名 、 药材名 、 文献名 、 地方名 、 功
效 、 备考 8 个基本信息著录项 。 该数据库通过
国际通用的拉丁学名 , 沟通 了古今中外对 中
草药基原的共识 ,体 现 了古 为今 用 , 中西结
合 , 中为洋用的特色 , 为继承发扬我国医药传
统 , 开发中草药宝库提供了有效工具 。
1
.
2 性 状鉴 定 : 郭继 鳌等 sj[ 采 用 汉字 d B -
S A E 数据库管理系统 ,对 24 0 味常用植物药
通过 23 个性状进行微机性状特征管理 。 陈顺
根等闭利用计算 机将 中药材性状 特征具 体
化 , 以 药材的形状 、 颜色 、 气味 、 断面 、 质地 5
个部分的特征为主要依据 , 与显微和理化特
征相结合 , 成功地建立了 12 5 种中药材和数
百种伪品的电脑鉴别系统 。 曾宪武等 5j[ 借助
计算机以 ” 个性状指标检索了 41 种常见花
类药材 , 并能得到和待检药材完全相同或相
似的标准药材性状特征的信息代码 。 丁秀芳
等 6[] 采用 B A sl C 语言设计数字文件 ,将 中药
材的性状 、 来源等特征 , 以帐本的形式存入各
自的 “ 磁盘帐本 ” ,不但可以减少 因记忆疏忽
造成 的失误 , 而且为准确鉴别 中药提供 了理
A d d r e s s n
, 压 p a r t m e n t o f A n a ly s is M a t e r i a M e d i e a冯 艳 1 9 9 8 年毕业 于 中国药科大学药物分析专 业
,
C h in a P h a r m a e e u t i e a l U n i
v e r s i t y
,
N a n j in g
, 同年被保送为 9 8 届药物分 析研 究生 , 导师 为张亮 副教
授和张正行教授 , 主要的专业研究方 向为人工神经网络在中药复方制剂质 量综合评价 中的应用 。
《中草药 》 1 9 9 9 年第 3。 卷第 10 期 附 5
论依据 ,避 免了采购 、 使用中的争议 , 同时也
省去 了查对资料的麻烦 ,成 为中药工作者的
得力助手 。
1
.
3 显微鉴定 : 显微鉴定常用 于单凭性状不
易识别的生药 。它可用于粉末生药 、 破碎生药
及中药成方制剂的鉴别 ,是药材鉴别常用的
方法 。 早期人们曾采用计算机对药材粉末进
行真伪鉴别 , 通过把真伪品的显微特征设计
转化为编码信息 , 输人 并存储在计算机数据
区作为资料库 , 通过对样品的编码信息和资
料库中的真伪信息比较判断其真伪川 。 高陆
等阁对 36 0 种 中药粉末建立 了标准特征信息
资料库微机分析系统 , 它具有单相特征检索
功能和信息反馈功能 。 郭寅龙等图利用 “ 中西
文专家系统开发工具 C M . 1 ” 在 BI M 一 P C / X T
微机上开发研 制了 24 种 中药贝母类咨询系
统 ,该系统可对 15 种显微特征进行鉴别 , 推
导出结论 。 之后 ,又有人建立 了中药金银花分
类咨询系统 l0[ 口。 随着计算机的普及 , 这种方
法有可 能成为药用植物和药材检识的通法 ,
并会更有效地发挥显微鉴别的优越性 。
1
.
4 理化鉴别 : 理化鉴别常用 于 同名异物的
生药鉴定 , 特别适用于含有不 同化学成分 的
生药 ,其方法有显微化学分析 、 物理常数 、 荧
光分析 、 光谱鉴定等 。 对于性状相似及粉末特
征难于鉴别的药材 , 常需借助红外 、 紫外光谱
等现代化仪器分析 予以鉴别 , 目前四大光谱
中只有红外和紫外光谱用于 中药鉴定 。 何洪
涛等 〔“ · `2j 从紫外光谱 的尖峰 、 峰谷 、 峰位 、 谷
位等提取药材特征数据 ,将 待检 品的紫外光
谱特征数据输人计算机并与标准图谱数据比
较 ,采用模糊综合评判法对 中药材进行鉴别 。
郭建平等 l[ 3〕设想 从药材紫外光谱 的全息 图
中采集出更多的具有鉴别意义或表达个体差
异的信息来充实各个样 品的特征记录 , 并建
立了 13 9 种药材的紫外光谱数据库 , 实现数
据库 的微机管理 , 之后他们 又研制 了该系统
的管理软件 , 2】。 田进国等川〕借助 3 6 0 0 型 专
用计算机和红外分光光度仪 , 研究 了 60 种植
物药和 15 种矿物药 , 共测得 7 0 0 张红外光谱
. 附 6 .
图 。 该法重现性好 ,仅凭红外光谱就可准确鉴
别 75 类药材 。 苏薇薇等仁, 5〕以 《药品 红外光谱
集 》收载的 5 8 2 种药品的红外光谱为标准模
式 , 建立 了常用药品红外光谱数据库 , 并设计
了对未知药品快速识别的程序系统 。 用红外
光谱对药 品进行鉴别是药品检验中最准确 、
最可靠的方法 ,其优点是高度的专属性 ,使这
种研究有较好的应用前景 。
2 计算机图像技术在 中药品质管理 中的应
用
计算机 图像技术是近 20 年来国际上新
兴的计算机技术 ,是人工智能领域 中的一个
极为重要的方面 。 秦路平等 l6[ 〕采用计算机图
像分析技术和体视学原理测定蛇床子属 4 种
果实横截面积和油管总横截面积 , 并发现二
者的比值与挥发油含量正相关 ls[ 〕。 为探索扩
大 图像分 析技术 在生 药学领 域的应 用 , 他
们 l[ ’ 〕又 采用 了体视学方法和计算机 图像分
析技术对 中药蛇床子属 4 种植物的果实 、花
粉粒以及维管束 、 气孔和内胚乳细胞等进行
分析 ,测 定其面积 、 周长 、 直径 、 形状因子 、 体
积等指标 , 还采用该技术对 2 种花类生药的
花粉三’ 8 〕和 15 种叶类生药气孔 〔` 9〕进行分析测
定 。 在配有 C C D 摄影机的显微镜下观察 ,用
C C D 摄影机对花粉标本和叶类药材标本 采
样 ,将采样 图像输人 A p ol fo D N 3 5 0 0 图像分
析系统 , 待图像完成格式转化后 , 用特定的图
像分析程序进行分析测定 。 董国明等卿〕将仙
茅属 7 种植物花粉置于 A p o l l o D o m a i n S e -
ir es 3 5 0 0 型 电子计算机图像分析仪上观察 ,
通过对花粉定量研究 , 发现该属植物花粉体
积相差很大 , 种间两两比较均有显著差异 , 可
作为鉴定和分类的依据 。 凌云等 l2[ 〕利用录像
机作为计算机外设 ,建立 了一套 中药图象和
文字数据库 。 该数据库不同于传统意义上的
图像数据库 , 它是建立在 1卜传统计算机外部
设备上 , 即建立在常规的录像机 、 监视器上 ,
其费用大大 低于 直接在计算机上建立 图 像
库 。 数据库收载 了 1 0 0 余味果实种子类中药
的扫描电镜 图 . 原植 物和 药材彩色 图像及有
关研究文献 。从 以上的研究发现 ,计算机图像
技术与常规形态测量相比有如下优点 : ( 1) 测
量精确可靠 , 重复性好 。 ( 2) 可 以测量不规则
几何学的形态学参数 ,并可得到立体的参数 ,
使其在生药学研究 中具有广 阔的应用前景 。
同时 , 微机与扫描电镜 、 图像系统的结合为中
药鉴定学的研究建立 了一个新方法 , 为全面
控制 中药和中成药的质量 , 以及粉末 、 秘方和
验方 的解析提供 了技术基础 , 但同时我们面
临一个共 同问题是 : 在中药研究中如何对形
态描述标准化 ? 这有待于在今后的研究中得
以解决 。
3 其它方面的应用
中草药化学成分的晶体结构图谱库系统
是我国建立的第一个单晶结构数据库 ) 〕 , 汇
集 了近 2 5 0 个中草药化学成分晶体结 构 , 其
功能远远超出了中药鉴定而将成为从事揭示
药物分子结构与活性关系的多学科研究中共
享的第一个图谱库 。它以现代分析方法 (波谱
分析和 X 一射线分析 ) 与现代计算 机手段 (微
机乃至工作站 )窥视药物结构与活性 ,并在分
子水平上深人研究其机制 , 以期创造出源于
自然又超于 自然的新药 。
由断层图像序列重建物体三维模型及其
可见表面显示是 当今国际科学计算机可视化
领域 中十分活跃的研究课题之一 。 吕扬等卿〕
开发建立了主要川产道地药及其对照品的计
算机三维重建模型图鉴系统 。 该技术突破了
传统组织学和形态学表达二维形态资料的局
限性 , 能为生药学研 究和教材提供形象 、 直
观 、 立体感强的三维动态图像资料及其形态
学参数 。
综上所述 , 电子计算机在中药 品质管理
中发挥着越来越重要的作用 。 它为综合评价
中药材优 劣 、 替代品的寻找咖〕等开辟了新手
段 , 并且随着图像技术的发展 , 大大提高 了中
药品质管理的合理 、 科学 、 有效性 。 另外计算
机 图像 分析处理和显微技术 C T 、 核磁共振
等技术 的融合将不断完善中药材鉴定 、 成分
分析的方法和技术哪〕 。 随着计算机与中药管
理更紧密融合 ,可以展望在不久的将来 ,我们
的中医药产品必将进入国际市场并占有相当
地位 。
致谢 : 本论文是在导师张亮副教授和张
正行教授的 悉心指导下完成的 ,在此 ,谨 向他
们表 示 由衷的敬意和深深的感谢 !
参 考 文 献
l 熊卫国 , 等 . 中国中药杂志 , 1 9 9 8 , 2 3 ( 2 ) : 1 24
2 余友芹 , 等 . 中国中药杂志 , 1 9 9 3 , 1 8 ( 9 ) : 5 62
3 郭继鳌 , 等 . 辽宁中医 药杂志 . 19 8 7 , 1 1 ( 7) : 45
4 陈顺根 , 等 . 中药材 , 1 9 9 4 , 1 7 ( 4 ) : 1 4
5 曾宪武 , 等 . 浙江医科大学学报 , 1 9 89 , l 8( 2) : 53
6 丁秀芳 , 等 . 基层中药杂志 , 19 90 , 2 : 4 6
7 张贵君 , 等 . 中医药信息 , 19 8 7 , 3 : 4 3
8 高 陆 ,等 . 中成药 , 1 9 9 2 , 1 4 ( 4 ) : 4 4
9 邻寅龙 ,等 . 中国药科大学学报 , 1 9 8 9 , 2 0 ( 5 ) : 2 94
1 0 安登魁 ,等 . 西北药学杂志 , 1 9 9 2 , 7 ( 2 ) : 3 6
n 宋 红 ,等 . 中国中医药信息杂志 , 19 97 , 4( l) : 37
1 2 何 洪涛 , 等 . 中国 中药杂志 , 1 9 9 3 , 1 8 ( 5 ) : 3 1 3
1 3 郭建 平 . 等 . 中药材 , 19 9 2 , 1 5 ( 5 ) 1 9
14 田进 国 , 等 . 中草药 , 19 8 9 , 2 0 ( 5 ) : 2 9
15 苏截截 , 等 . 广东 医药学院学报 , 1 9 94 , 10 (3 ) : 16 2
16 秦路平 , 等 . 中国 中药杂志 , 1 9 9 3 , 1 8 ( 7 ) : 3 9 5
17 秦路平 , 等 . 中国中药杂志 , 1 9 9 6 , 2 1 ( l ) : 9
18 秦路平 , 等 . 第二军 医大学学报 . 1 9 96 , 1 7 (l ) , 76
1 9 秦路平 , 等 . 第二军 医大学学报 , 1 9 9 6 , 1 7 ( 5 ) , 4 8 1
20 董国明 , 等 . 第二军 医大学学报 , 1 9 9 4 , 1 5 ( 3 ) : 2 3 3
2 1 凌 云 , 等 . 中国中药杂志 , 1 9 9 5 , 2 0 ( 1 0 : 58
2 2 郑启泰 , 等 . 药学学报 , 19 93 , 2 8 ( 6 ) : 4 4 2
23 吕 扬 , 等 . 生物 医学工程学杂志 , 1 9 97 , 1 4( 2) : 13 1
2 4 苏筱蔽 , 等 . 广东医药学院学报 , 19 9 4 , 1 0 ( 1 ) : 4 0
2 5 刘新 明 ,等 . 中草药 , 1 9 98 , 29 ( 4 ) : 2 8 3
( 1 9 9 9
一
0 3
一
1 2 收稿
1 9 9 9
一
0 4
一
2 1 修 回 )
盘 r 云七 . 宁齐 书乡甲入 「刁 , , 气 乍目
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《中草 药 》 1 9 9 9 年第 3。 卷第 1。 期 附 7