基于脉动信息获取的中医脉诊数字化、可视化探讨

摘要

脉诊的信息模糊、不定量、主观性强等特点，限制了中医诊断的客观化。目前中医脉诊仪的共同特点是描记脉搏压力波动的一维信号，因此，目前所提取的脉诊信号特征参数，不足以全面反映中医脉象包含的所有信息。本研究运用现代科学技术和方法，在对脉学文献整理、脉诊经验总结的基础上，对中医脉诊信息采集关键技术进行研究。突破了以往仅从“脉位、脉数”属性方面，分析单一信号特征参数的不足，在理论与技术的指导支持下，成功实现了多维脉动信息的同步获取，强调对“脉形、脉势”的信息获取与表述。在脉诊四种属性数字化模拟重建的基础上，初步完成了触觉信息视觉化的阶段性工作。 主要内容：(1)脉诊“位、数、形、势”四种属性简化归类法的提出及四种属性的数字化实现。(2)可视化的传感技术：研制一种脉动信息获取装置，该装置可以同步提取压力、B超、心电、光电容积信号，其探头采用仿生柔性压力传感器、超声探头与液体水复合的方式，固定于水囊外套中。超声探头正前加水囊，压力传感器位于水囊侧面，实现了探头与被测物体(桡动脉)之间的柔性接触，又为超声提供了必需的声耦合条件。(3)探头三维可调的标准化定位装置。(4)B超图象中，寸口桡动脉血管横截面基本图形标准的确立。(5)血管运动标准的确定与常见脉诊数据库的建立。(6)探讨中医脉诊的非线性、多维复杂性。 结果：(1)将新型脉动信息获取系统突破了目前常规脉诊的一维(脉搏波形)信息采集模式，解决了“脉形、脉势”关键特征提取的难题。同步心电信号采集，实现了多维物理信号同步比较分析。10MHz超声探头，为浅表血管的动态跟踪扫描提供必要条件。探头利用水囊传导血管压力脉搏波、介导超声传播，实现了探头的一体化组合，又保证了压力脉搏波与超声脉管图象的时间同步性和位置一致性采集与分析。三维可调标准化的脉诊定位装置，适应个体的差异性和中医的指法要求。该装置具有良好的可靠性、复杂性、稳定性，探头的实际压力与所显示的电学量数值之间有着极好的线性关系。 (2)脉动信息特征可以简化归类为“位、数、形、势”四种属性，并数字化表述。同步分析多物理量特征，在数字化重建的基础上，初步实现脉管运动的可视化。各种脉动特征的区别主要在于“位数形势”四种属性的区别。 (3)基本图像特征：桡动脉的具有正常外周血管的声像特点。横轴切面为圆形回声，边缘规整、清晰，透声性好，低回声区的腔壁呈现舒缩的搏动变化。纵轴切面为长形回声，边缘规整、清晰，透声性好，低回声区的腔壁呈现舒缩的搏动变化。 在免加压时血管横截面多数呈近圆形，加压后血管呈椭圆形、梭形，随所加压力越大，长短径比越大，甚至在收缩时可出现线形改变。在基本图形中，也有较特殊的变化，芤脉可出现中间凹陷的马鞍形或梭形改变，涩脉可出现不规则形。 在不施压的情况下，比较寸口、人迎、趺阳三部超声像图：与其它两部比较，人迎处可见血管横截面积明显增大，但边界不清楚，基本呈椭圆形；趺阳处可见近圆形，面积最小，舒张收缩变化不大，距离皮肤的位置最浅。 (4)脉象可以概括为四种属性、九个要素、三十三个层级，按不同比例交互组合，脉象实质是多变量系统中的某变量等级，可以形成81000种脉象组合关系。同一属性要素特征反映同一病性，提示特定的病机特点；同一特征中的不同层级，反映病性的程度不同。 (5)在最适取脉压力范围内，血管扩张率变化最大，血管内径与管内压力呈正相关。 (6)脉动信息具有复杂性特征：系统性、开放性、涌现性、巨量性。“复杂-简单-复杂”的思路贯穿整个脉诊研究过程中，包括脉诊属性简化归类、多维信息采集、脉动可视化数字化、脉诊信息软件的分析。 结论：(1)脉诊是“位、数、形、势”四种属性，按不同的比例排列组合的结果。属性、要素、层级的比例不同，脉象提示不同的病机性质。 (3)脉动信息获取装置可靠性、稳定性、可重复性能好，可实现多维脉动信息同步提取，首次提出解决“脉形”、“脉势”难点的技术支持与创新。 (4)每一种脉均可采用“位、数、形、势”四种属性数字化方式表述。 (5)脉管的可视化搏动特征体现于“位数形势”属性的变化。血管内径大小与管内压力变化呈正相关。在最适取脉压力范围内，血管扩张率变化最大。

目录

摘要

上篇数字化、可视化是脉诊研究的趋势

中篇基于复杂性科学的脉诊属性归类法探讨

1中医脉象位、数、形、势属性的组合关系论

2脉诊研究中的复杂性科学

下篇关键技术支持下的脉动信息标准与数据库的建立

1新型复合脉动信息获取装置的研究与应用

2脉动信息获取装置及数据的可靠性、可重复性、稳定性

3平人脉动信息的获取与分析

4常见病脉临床观察的数字化、可视化

参考文献

本研究的新发现、新见解及其意义

致谢

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