孫慶才 韓廣強(qiáng) 張麗

【摘 要】過去幾十年中，醫(yī)學(xué)傳感器、力學(xué)、數(shù)學(xué)、醫(yī)學(xué)、生理學(xué)等學(xué)科的進(jìn)展和在模式識別、信號處理、數(shù)據(jù)庫和網(wǎng)絡(luò)等相關(guān)領(lǐng)域取得的一些進(jìn)展都必將進(jìn)一步推動脈診客觀化研究。所有這些表明，如果將脈診客觀化這一跨學(xué)科研究結(jié)合最近的一些科學(xué)進(jìn)展再深入進(jìn)行下去，必將給中醫(yī)客觀化研究帶來又一個春天。本文旨在對中醫(yī)脈象信號在現(xiàn)代高級信號處理方法結(jié)合上進(jìn)行深入探討。

【關(guān)鍵詞】氣韻生動；脈診；氣機(jī)；復(fù)雜巨系統(tǒng)

1 中醫(yī)脈診起源的探索

對"脈"的概念衍生及其文獻(xiàn)記載進(jìn)行剖析。通過整理出醫(yī)學(xué)文獻(xiàn)中脈的脈學(xué)知識的運(yùn)用，以及中醫(yī)古籍中"脈"的最早出處及其含義和運(yùn)用，總結(jié)歸納古人對脈的生命信息認(rèn)識的過程及其原因，參考散落于其他非醫(yī)學(xué)典籍中先秦醫(yī)家脈診運(yùn)用的文獻(xiàn)考證，厘清中醫(yī)脈診從理論濫觴到學(xué)術(shù)體系最初建立的路徑。

2 對中醫(yī)脈診理論與技術(shù)的正確認(rèn)識是決定研究策略的關(guān)鍵

《素問·脈要精微論》曰：“夫脈者，血之府也。”這是古人對于脈的認(rèn)識。“脈象”是中醫(yī)對人體體表動脈搏動外在表現(xiàn)的感悟，并通過這種感悟反映出中醫(yī)對人體氣血及臟腑功能狀態(tài)的認(rèn)識。而“象”則是指可察的、客觀事物的外在表現(xiàn)?！秲?nèi)經(jīng)》采用據(jù)“象”歸類、取“象”比類的整體、動態(tài)思維方法，就是在思維過程中以“象”為工具，以認(rèn)識、領(lǐng)悟、模擬客體為目的的方法。取“象”的目的是歸類或類比，它的理論基礎(chǔ)是視世界萬物為有機(jī)的整體。取象比類即將動態(tài)屬性、功能關(guān)系、行為方式相同、相近或相互感應(yīng)的“象”歸為同類，按照這個原則可類推世界萬事萬物?！耙猿：庾儭钡乃枷胴灤┯凇秲?nèi)經(jīng)》的始終，說明古人非常重視對正常生理功能的認(rèn)識。特別是古代醫(yī)家對正常脈象的認(rèn)識方法和表達(dá)方法，在它所記載的脈論中，對季節(jié)脈和平人脈的論述占了很大篇幅，并反復(fù)討論就是很好的例證。而在現(xiàn)代脈學(xué)研究中，對正常脈象重要性認(rèn)識不夠，是導(dǎo)致今天脈學(xué)研究沒有突破性進(jìn)展的重要原因之一。

從現(xiàn)代科學(xué)角度看，我們認(rèn)為中醫(yī)脈診信號是人體復(fù)雜系統(tǒng)的輸出信號，這種復(fù)雜系統(tǒng)在本質(zhì)上是時變（非平穩(wěn)）和非線性的。集成中醫(yī)脈學(xué)、計算機(jī)科學(xué)、信號分析等現(xiàn)代技術(shù)，開展基于中醫(yī)脈診原理的脈診信息獲取和證候特征信息分析方法研究，是發(fā)展中醫(yī)脈診技術(shù)的一條有效途徑。

2.2脈診信息采集時的準(zhǔn)確定位是決定脈診信息采集穩(wěn)定性、可靠性的關(guān)鍵

在進(jìn)行中醫(yī)脈診信息采集時，正確的定位是保證其信號可信程度的前提和基礎(chǔ)。因為，中醫(yī)師在臨床診脈時以人體的腕部高骨定關(guān)，可根據(jù)人體的高矮胖瘦，調(diào)整其3個手指的間距及尋脈的力度，并通過舉、按、尋等方法尋找脈的特征。

目前的脈診儀多采用人工手動調(diào)節(jié)的方法完成上述過程，使得脈診信息采集時空間定位的準(zhǔn)確程度受到很大影響，進(jìn)而影響了采集到脈診信息的定性、可靠性和可重復(fù)性。而科學(xué)研究中，信號的穩(wěn)定性和可靠性是正確獲取信號特征的前提和基礎(chǔ)。我們認(rèn)為這可能是中醫(yī)脈診儀研究50余年未能取得突破性進(jìn)展的一個重要原因。因此，研究新的脈診信息采集控制系統(tǒng)，是開展現(xiàn)代中醫(yī)脈診信息研究的重要內(nèi)容。我們采用計算機(jī)控制技術(shù)，應(yīng)用步進(jìn)電機(jī)、直線導(dǎo)軌和虛擬儀器技術(shù)，在這方面進(jìn)行了有效的探索，取得了較好的效果。

3 傳統(tǒng)中醫(yī)脈診研究的同現(xiàn)代技術(shù)的結(jié)合

我們所使用的系統(tǒng)包括一套脈象傳感器、適配器、信號放大器和PIH計算機(jī)。脈象傳感器采用的是HMX一4型。它是雙曲線型探頭的懸臂梁式壓力傳感器。探頭的接觸面積和形狀都影響脈象檢測的重復(fù)性與靈敏性。本文用的傳感器的探頭是面積為29.4平方毫米的梯形（雙曲線的近似），這樣重復(fù)性更好。目前，HMX型產(chǎn)品用的最普遍，用它獲取的脈象比較客觀、穩(wěn)定、靈敏度高，為后續(xù)的脈診打下了好的基礎(chǔ)。

脈象信號易受呼吸、體溫等因素的影響。呼氣時脈搏曲線會下降，吸氣時脈搏曲線則上升。被檢測者屏氣時采脈則脈搏曲線更穩(wěn)定，但這給病人帶來不方便，且不能獲得長時間的有用的脈搏信號。就脈象的節(jié)率而言，甚至對于健康人也經(jīng)常波動。目前參數(shù)特征的提取主要是在時間域進(jìn)行的，如計算其幅值、斜率、面積等等。本文用一些信號處理的方法來對脈象進(jìn)行了分析。自相關(guān)技術(shù)也可以被用來處理脈象中的脈搏波形。根據(jù)脈搏波自相關(guān)波形的第一個峰值，就可以判斷脈象周期性特性的強(qiáng)弱以及周期的大小。

脈搏波是低頻信號，其中99% 的頻譜分布在10Hz以下。李儀威發(fā)現(xiàn)脈象信號頻譜的能量分布率同疾病有關(guān)聯(lián)。表明在頻域進(jìn)行研究脈象還是很有意義的。由于測量脈象時會引進(jìn)一些高頻噪聲和干擾。再加上脈象的信號基本上都是在20zH以內(nèi)的低頻信號。所以我們采用了50zH的濾波器。還有一些其它的頻率的分析方法，比如通過倒譜分析就可以得到脈搏波的周期和強(qiáng)度信息。

必須結(jié)合一些信號處理的方法，提取出一些比較穩(wěn)定的特征。盡管一些信號處理的方法已經(jīng)被用到脈象研究中，但是象小波、短時傅里葉變換、高階譜分析、神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)等，這些被廣泛應(yīng)用到心音研究的方法也可以借鑒過來語音信號處理的方法也可以參考。本著日漸增大的脈象數(shù)據(jù)庫，我們正在探索引入和改善脈象處理方法，力圖使采集的脈象本身和提取的特征盡量真實而精確，提高識別能力。

在頻域運(yùn)用了傅里葉分析、倒譜、小波分析等時頻方法從不同的角度對脈象進(jìn)行了描述和表示。雖然中醫(yī)脈診客觀化研究從七、八十年代的熱潮逐漸走向低谷。但由于計算數(shù)據(jù)庫技術(shù)和信號處理等領(lǐng)域的發(fā)展，必將使中醫(yī)脈診客觀化研究進(jìn)入一個全新的階段。這也是中醫(yī)客觀化和走向世界的一個機(jī)會。

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