梁科

摘 要：隨著信息技術(shù)在患者疾病診治應(yīng)用方面的逐步深入，一些基于中醫(yī)診治需求的科學(xué)技術(shù)逐漸得以開發(fā)和應(yīng)用，極大地提升了患者診治的效率和效果。中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)就是其中的代表性類型。雖然識別技術(shù)的應(yīng)用尚處于開發(fā)和完善階段，但其積極功能卻已凸顯。文章在對中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)原理進行分析的基礎(chǔ)上，對該技術(shù)的理論與實踐研究現(xiàn)狀進行介紹，以此確定接下來技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用的方向，以實現(xiàn)中醫(yī)面診工作的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：中醫(yī)；面診信息；計算機識別技術(shù)；研究現(xiàn)狀

前言

面診作為中醫(yī)望聞問切療法中的重要內(nèi)容之一，是中醫(yī)特色珍法。醫(yī)師通過觀察人面部變化情況可以獲知人體的氣血盛衰情況和五臟六腑的虛實變化，以此作為疾病診斷和治療的依據(jù)。長期以來，中醫(yī)面診主要借助醫(yī)師個人的診療經(jīng)驗來進行，雖然診治的效果比較好，但并不能夠完全保證診治結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，并且這種診療方式缺乏客觀的標(biāo)準(zhǔn)和方法，難以大范圍推動應(yīng)用。基于近年來計算機技術(shù)、信息技術(shù)在中醫(yī)學(xué)臨床研究與實踐中應(yīng)用所取得的積極效果，以及計算機輔助診療技術(shù)應(yīng)用效果的凸顯，開發(fā)與中醫(yī)面診相關(guān)的計算機技術(shù)逐漸成為一項現(xiàn)實性的內(nèi)容。本文擬對中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)的研究與應(yīng)用情況進行梳理，以豐富技術(shù)在中醫(yī)面診方面的應(yīng)用。

1.中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)開發(fā)的可能性和必要性分析

中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用是基于面診信息搜集的現(xiàn)實可能和必要性而言的。

從現(xiàn)實性來說，《靈樞·邪氣臟腑病形》中指出“十二經(jīng)脈，三百六十五絡(luò)，其血其皆上于面而走空竅”，意思是人體的內(nèi)臟功能和氣血狀況都會在面部有相應(yīng)的表現(xiàn)，因此，可以通過對人面部各種狀況的觀察來了解其人體的健康情況和病情變化狀況，而這也說明可以通過計算機識別技術(shù)來對人的面部信息進行識別搜集，以此作為診療的依據(jù)。近年來關(guān)于中醫(yī)面診中運用計算機識別技術(shù)進行信息識別的正確性、科學(xué)性研究的成果也表明該技術(shù)可以運用到實際的面診中。例如許家佗等人借助數(shù)字圖像分析技術(shù)和《健康狀態(tài)評估簡表》對207名大學(xué)生的健康狀態(tài)進行了評估，并提取其中的六個部位進行面色特征分析后發(fā)現(xiàn)面部面色的分析比整體面色的分析更具有診斷價值，這一結(jié)果也表明識別技術(shù)可以提升面診的準(zhǔn)確性。

從必要性方面來說，雖然中醫(yī)發(fā)展過程中積累了豐富的面診方法和經(jīng)驗，但這些內(nèi)容缺乏客觀性的診斷方法和標(biāo)準(zhǔn)，過多地依賴個人的經(jīng)驗和感性認(rèn)識，缺乏科學(xué)的依據(jù)，不能夠滿足醫(yī)療科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，有必要通過新的技術(shù)手段的應(yīng)用來替代傳統(tǒng)的面診方法和標(biāo)準(zhǔn)，來推動中醫(yī)面診工作的有效開展。

正是基于上述現(xiàn)實性、可行性和必要性的考慮，對中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)進行開發(fā)與應(yīng)用被提升到了更高的層面。

2.中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)開發(fā)的原理分析

中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)是計算機技術(shù)在中醫(yī)面診信息搜集方面的應(yīng)用，更多地要依賴技術(shù)原理的應(yīng)用。就當(dāng)前的發(fā)展來說，該識別技術(shù)所涉及的原理主要有以下幾方面。

2.1圖像采集

中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)是通過計算機技術(shù)對人的面部信息進行識別、采集的一種技術(shù)類型，該技術(shù)主要是基于人的臉部信息的可采集性，即人的臉部圖像信息可以通過技術(shù)手段準(zhǔn)確采集并真實地記錄到計算機內(nèi)。目前計算機圖像采集技術(shù)的成熟為中醫(yī)面診圖像的采集提供了必要的支撐，使得圖像采集的質(zhì)量和效果能夠基本滿足診療的需要。

2.2人臉分割

對于中醫(yī)面診來說，采集到人的面部圖像僅僅是第一步，需要采取相應(yīng)的計算機技術(shù)來對人臉進行分割，通過分割部分的觀察來發(fā)現(xiàn)面部所反映的人體內(nèi)部的脈絡(luò)和氣血情況。

2.3區(qū)域定位

中醫(yī)面診的主要醫(yī)理是人體面部的不同部位對應(yīng)著不同的臟腑器官，一旦這些器官出現(xiàn)問題，人體的面部情況也會相應(yīng)地發(fā)生變化。當(dāng)然，這種變化并不完全體現(xiàn)在整個面部，而是某些區(qū)域。因此，在診斷過程中需要在人臉分割的基礎(chǔ)上對那些存在問題的面部區(qū)域進行定位，以確定相應(yīng)的出現(xiàn)問題的臟腑器官。

2.4面部特征信息提取

計算機識別技術(shù)在面診信息識別與搜集方面的應(yīng)用主要是根據(jù)計算機技術(shù)對不同顏色信息的識別和區(qū)分來體現(xiàn)的，即計算機技術(shù)可以實現(xiàn)以合適的顏色空間來對人體面部的顏色、光澤、眼神、口唇顏色等基本信息進行提取，以此來放大人體面部的信息，提升疾病診療的可靠性。

通過上述對中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)開發(fā)的原理與流程的分析可以看出，該技術(shù)是基于人體面部特征與內(nèi)臟器官之間對應(yīng)關(guān)系以及計算機技術(shù)對面部不同特征進行識別相結(jié)合的基礎(chǔ)上所形成的，是一種客觀、科學(xué)的面診技術(shù)手段。

3.中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)的研究現(xiàn)狀

基于中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)的理論分析可以看出，該技術(shù)在面診信息識別方面具有獨特的優(yōu)勢，能夠提升面診的效率和效果。而正是基于現(xiàn)實的需要，越來越多的臨床理論與實踐研究者在平時的面診過程中側(cè)重于從計算機識別技術(shù)層面來開發(fā)和優(yōu)化面診方式。就目前來說，研究的側(cè)重點和結(jié)論集中表現(xiàn)在以下幾方面。

3.1相關(guān)設(shè)備的研發(fā)

設(shè)備是發(fā)揮計算機識別技術(shù)在中醫(yī)面診信息搜集方面作用發(fā)揮的基礎(chǔ)性條件，如果沒有設(shè)備的支撐，識別技術(shù)只能是一種設(shè)計方案或思路。近年來，一些臨床研究者和實踐者從不同層面出發(fā)研發(fā)了一些設(shè)備，推動計算機識別技術(shù)在中醫(yī)面診中的應(yīng)用。

劉明佳基于顏色形成的相關(guān)原理，從生物醫(yī)學(xué)的角度出發(fā)研發(fā)出了一套人體的面色信息采集設(shè)備，該設(shè)備主要借助工業(yè)級數(shù)碼攝像機和歐司朗直管光源等設(shè)備與技術(shù)來對人臉圖像進行初步的研究，將攝像機的高成像功能和接近日光照射效果的光源技術(shù)進行有效的融合，從而為面診信息的準(zhǔn)確性和全面性提供了設(shè)備方面的支撐。

鄭冬梅基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的基礎(chǔ)上設(shè)計制造了由氙燈光源和積分球組成的中醫(yī)色診標(biāo)準(zhǔn)光源的環(huán)境，并通過一系列的模擬實驗對該設(shè)備進行驗證，最終得出標(biāo)準(zhǔn)光源環(huán)境條件下所采集的人臉面部信息可以滿足面診的基本信息需求。

邸單基于中醫(yī)中舌診的相關(guān)經(jīng)驗和方法，將光源領(lǐng)域的新技術(shù)運用其中，設(shè)計出了以發(fā)光二極管光源中醫(yī)面色圖像采集平臺，并將采集的信息與中醫(yī)專家的面診結(jié)果進行對比，最終結(jié)果表明該平臺所采集的信息與專家面診的結(jié)果一致。

李福鳳等人在面色信息自動識別研究的基礎(chǔ)上，開發(fā)了中醫(yī)面診檢測儀，并以此采集了一些慢性腎衰患者的面部圖像，對其中癥候面診特征信息與腎功能的變化關(guān)系進行了研究，結(jié)果表明慢性腎衰各證型的尿素氮、血肌酐、尿酸、腎小球濾過率等多項腎功能指標(biāo)與面色參數(shù)之間存在著一定的相關(guān)性。

通過以上關(guān)于中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)研究中關(guān)于相關(guān)設(shè)備開發(fā)的研究現(xiàn)狀的分析可以看出，目前國內(nèi)在中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)相關(guān)設(shè)備的開發(fā)方面所遵循的是基于傳統(tǒng)面診經(jīng)驗基礎(chǔ)上的技術(shù)方式改良與創(chuàng)新，即將技術(shù)應(yīng)用作為專家面診中的一項技術(shù)補充，目的在于確保面診信息的準(zhǔn)確性。

3.2識別算法的研究

識別算法的研究是目前中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)研究中的重點內(nèi)容，也是該技術(shù)得以有效實現(xiàn)的關(guān)鍵性技術(shù)點。通過查閱相關(guān)研究成果可以發(fā)現(xiàn)，在識別算法方面的研究內(nèi)容和成果相對比較豐富，并且一些好的算法已經(jīng)在面診中的面部檢測與定位等方面得以應(yīng)用。

樸鑫對基于人體皮膚顏色特征的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的橢圓類分析算法在皮膚區(qū)域內(nèi)進行了檢驗，結(jié)果表明該算法所得的結(jié)果用中值濾波去除噪音點后，可以根據(jù)所統(tǒng)計出的最長行和最長列的膚色像素的最大值來確定一個矩形區(qū)域，該區(qū)域就是面色出現(xiàn)問題的范圍。

毛紅朝對高斯膚色統(tǒng)計模型中的人臉檢測算法和基于Adaboost分類器的人臉檢測方法結(jié)合在人臉區(qū)域定位方面的應(yīng)用情況進行了研究，結(jié)果表明這兩種方法的結(jié)合可以保證最終人臉檢測的高精準(zhǔn)率。

汪晶晶對基于支持向量機的分類算法應(yīng)用到中醫(yī)顴色的自動分類中的情況進行了研究，結(jié)果表明該算法對顴色的識別準(zhǔn)確率達到82.35%，該分類算法是一種有效的算法。

吳暾華根據(jù)相關(guān)原理設(shè)計了一種在復(fù)雜環(huán)境下對多姿態(tài)人臉進行檢測的算法，有效地解決了由于正面、平面旋轉(zhuǎn)或者是側(cè)轉(zhuǎn)對人臉檢測方面的影響，提升了人臉圖像識別的精準(zhǔn)度。

李曉強等人基于實踐總結(jié)的基礎(chǔ)上提出了一種支持向量機的唇色自動分類方法，并按照特征的差異對唇色進行分類，最終發(fā)現(xiàn)均值特征是判斷唇色的重要特征之一。

尹方平對復(fù)雜環(huán)境下不同角度姿勢情況下彩色人眼的檢測算法進行了研究，并提出了比較好的分析算法，優(yōu)化解決了光照條件不均勻和人臉伸縮旋轉(zhuǎn)條件下對眼睛定位的干擾問題，從而提升了中醫(yī)面診結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過上述對目前關(guān)于中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)開發(fā)與應(yīng)用過程中相關(guān)算法的研究情況分析可以看出，一些診療專家根據(jù)自身的工作經(jīng)驗和診療需要對計算機識別技術(shù)及其中的一些關(guān)鍵算法的研究具有十分積極的作用，直接推動了計算機識別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

3.3識別結(jié)果的處理

計算機識別技術(shù)在中醫(yī)面診信息提取中的應(yīng)用并不是簡單地局限在識別方面，其所需要解決的除了面診信息的識別以外，還要對一些信息進行科學(xué)的分析和判斷，為面診提供相應(yīng)的輔助。

馬麗霞根據(jù)面色提取進行了深層次的研究，即將所有顏色空間都投影到一個標(biāo)準(zhǔn)的空間內(nèi)，然后對多項式回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量回歸三個顏色校正算法后確定了面色評價的準(zhǔn)則，并在該準(zhǔn)則的輔助下確定了適合面部圖像的最優(yōu)校正算法，從而為面診信息的完整準(zhǔn)確利用提供了指導(dǎo)。

雖然目前在此方面的研究比較少，但該研究是實現(xiàn)計算機識別技術(shù)與中醫(yī)面診信息有效對接的關(guān)鍵，是該項技術(shù)由發(fā)展到成熟的關(guān)鍵所在。

結(jié)語

通過對中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)研究現(xiàn)狀的分析可以看出，識別技術(shù)研究是實現(xiàn)中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在，同時也是當(dāng)前研究中的熱點內(nèi)容。雖然不同研究者從不同的角度對該技術(shù)的開發(fā)與應(yīng)用進行了研究，并得出了豐富的成果，但研究僅是在局部性的方法應(yīng)用，并沒有真正實現(xiàn)中醫(yī)面診信息計算機識別技術(shù)的大范圍推廣。因此，需要在接下來的研究與實踐中加以深入推廣，以促進識別技術(shù)在中醫(yī)面診信息搜集中的有效運用。

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機構(gòu)名稱：山東省高等學(xué)校中醫(yī)藥數(shù)據(jù)云服務(wù)重點實驗室（山東管理學(xué)院）

基金項目：國家社會科學(xué)基金（No.16BGL181）

（作者單位：山東管理學(xué)院職工健康數(shù)據(jù)管理研究所）