基于脉诊、舌诊信息提取与识别的便携式集成辅助诊疗设备研究

摘要

脉诊与舌诊是中医四诊中的重要步骤和手段。由脉诊(切)所得的脉象和由舌诊获得的舌象可反映人体各种生理和病理状况，是观察体内功能变化的一个重要窗口，对识别病症、判断病情、分辨病机和推断预后，都具有重要的意义。在遵循中医基本理论前提下，融合中医学、信息科学、电子科学、工程学等多学科知识，以满足人民健康的需求、实现中医药国际化为目标，在脉诊研究、舌诊研究、四诊数据库研究等原始创新基础上集成创新，形成基于脉诊、舌诊信息提取与识别的集成辅助诊疗系统。 1 多物理量脉诊信息的采集与分析研究 集成压力感受器、心电传感器、光电指端容积传感器，获取压力脉搏波、容积脉搏波、心电图等多物理量脉动信息，形成脉诊信息采集装置。本装置简便易用，其仿生柔性探头可实现标准化的三维定位、模拟指感“举、按、寻”施力。实验结果证明其具有良好的稳定性。 对获得的以压力脉图为主的有效脉动信息进行时域、时频联合分析，在此基础上进行最适取脉压研究、压力脉诊信息的采集标准化研究。 研究发现无论是单脉，还是相兼脉，都有“位、数、形、势”的属性，任何一种属性实质上分别是脉动状态的一个变量，脉动状态是多变量系统中的变量组合等级，即不同属性变量组合成不同的脉动状态。基于复杂性科学理论，将复杂的28脉信息按照“位、数、形、势”属性进行降维分析和升维整合，创造性的实现脉动状态的模式识别，开辟了脉诊研究方法学上的新途径。 2 舌诊信息的采集与分析研究 2.1 舌诊信息的采集研制 由数字摄像机、标准冷光源、视频网络服务器、便携式计算机组成的舌诊硬件模块，根据临床实际采集舌图的需要，进行舌诊平台的结构设计。设计的舌诊装置可采集坐位、平卧位等姿态的舌图，对舌面及舌根部的图像均可较好的采集。舌诊平台还包括采用“鼻准”为定位点的仿生柔性罩口设计，近距离舌像采集专用LED冷光源设计，采集设备固定设计，机箱设计，色标固定等。基于人体工程学原理设计的舌诊装置便携、易用。 应用视频网络服务器作为图像数据传输设备，配合笔记本计算机，有效的解决了舌诊设备的便携、易用问题。本舌诊装置还可拓展应用于INTERNET远程舌图信息采集；配合无线局域网，可应用于高危环境舌图信息采集。 2.2 舌图特征的自动分析 在舌诊硬件研制的基础上，对获取的舌图进行自动分析。将RGB颜色空间的舌图转换到HSV颜色空间，通过对H 分量进行操作来对舌体的边缘识别和舌体与周边环境的分割，对分割的舌体进行以舌色、苔色为主的特征自动分析。舌图自动分析结果的准确程度可影响后续处理的可靠性与系统的实用性，舌图特征的自动分析可分为整体信息分析和局部信息分析。结合中医专家的先验知识进行舌图的模式识别。 3 问诊、望诊、闻诊模块的构建问诊内容一般包括：一般情况、主诉、现在症等。一般情况：姓名、年龄、性别、住址、就诊同期等，软件提供上述一般情况的输入，在患者初诊时输入；主诉：主诉是病人就诊时最感痛苦的症状、体征，主诉往往是疾病的主要矛盾所在，一般只有一、两个症，即是主症，本软件提供最多三个主症的输入；现在症是除主诉外的其它次要症状，次要症状对疾病的诊断也同样有重要的价值，本软件提供次要症状的输入，数量不限。 其它望诊、闻诊信息均由医生获取后，通过人机对话方式输入。 4 数字化的四诊信息综合集成应用 数据库技术开发四诊合参辅助诊疗数据库，其包括系统管理模块、病历管理模块、四诊模块、证候模块、治则方药模块等几部分内容。 将上述研发的多物理量参数集成的脉诊采集分析装置、舌诊信息采集分析装置、四诊合参辅助诊疗软件平台，在便携式计算机上集成。 系统将问诊、望诊、闻诊与脉诊装置和舌诊装置获得的各种症状分为主症、次症和舌象、脉象四种，舌象又分为舌质象和舌苔象。脉象、舌象由各自的分析系统自动识别后，半自动输入四诊合参辅助诊疗数据库，也可人工确诊后，手动输入。系统内置的智能判别系统可以避免相互矛盾的症状的同时输入(例如脉数不可以与脉迟同时并见)。 5 创新点 (1)脉诊、舌诊一体化的四诊合参辅助诊疗装置及其便携小型化； (2)可标准化定位，模拟指感“举、按、寻”施力技术的压力脉诊信息采集技术； (3)复合心电、光电和压力参数的脉动信息采集分析集成技术； (4)基于复杂科学理论，对复杂脉动信息按照“位、数、形、势”四种属性进行降维分析、升维整合的脉动状态分析解决方案； (5)基于视频网络服务器、笔记本计算机的便携式舌诊设备，可应用于远程舌诊信息采集，配合无线局域网，可应用于高危环境舌诊信息采集； (6)配备LED冷光源，仿尘、可标准化定位的舌诊装置柔性遮光罩口。 6 小结 中医学以整体观为核心，建立了独具特色的生命理论和诊疗体系。与现代医学大量诊疗仪器在临床大规模应用对比，在中医学领域尚缺有公认标准和自主知识产权的中医诊疗器械。在现阶段，国内脉诊、舌诊的检测方法及数据采集尚处于百家争鸣的状态，待形成规范化、标准化。但是在某些较为成熟的领域，如压力脉图的检测法和图形特征点上，在中医舌诊数字化上，已经取得了一定的共识。基于这些共识，通过未来多中心的临床研究，及规范化的诊断方法和参数分析方法，形成具有高度智能化的脉诊、舌诊信息获取与识别的诊断集成技术平台，充分利用现代信息融合处理技术，可为中医的现代化和国际化创造有利的条件。

目录

论文说明:英文缩略语

上篇理论与思路

1前言

2中医脉诊信息提取与识别研究策略探讨

2.1中医脉诊的历史发展——脉诊现代化的必然性

2.2从现代研究进展看脉诊研究的思路

参考文献

3中医舌诊信息提取与分析的研究策略探讨

3.1舌诊的历史发展——中医舌诊现代化的必然性

3.2从现代研究进展看舌诊研究的思路

参考文献

4中医诊断器械发展策略探讨

4.1世界医疗器械市场概况

4.2我国医疗器械发展概况

4.3医学信息技术与中医辅助诊断器械

4.4生理信号检测技术与中医辅助诊断器械

4.5小结

参考文献

下篇设备研究

1脉诊信息获取与分析研究

1.1脉动信息采集硬件研究

1.2脉动信息采集软件分析研究

1.3脉诊信息采集装置的稳定性研究

1.4脉诊信息采集的标准化研究

1.5讨论

参考文献

2舌诊信息获取与分析研究

2.1数字化舌诊信息采集技术研究

2.2数字化舌诊信息分析技术研究

2.3舌像特征自动分析

2.4 讨论

参考文献

3四诊合参辅助诊疗系统的研制

3.1四诊合参辅助诊疗系统数据库设计

3.2四诊合参辅助诊疗系统数据库的实现

3.3讨论

参考文献

4结语

个人简历

致谢