郭 壯,馬嘉軼 ,尹繼瑤 ,邱士慶,宋曉慧,劉子琛,王俊文△

(1.中國(guó)中醫(yī)科學(xué)院中醫(yī)基礎(chǔ)理論研究所,北京 100700;2.北京印刷學(xué)院機(jī)電工程學(xué)院,北京 102600;3.山東中醫(yī)藥大學(xué)第二附屬醫(yī)院,濟(jì)南 250035)

隨著人工智能的發(fā)展,中醫(yī)藥診斷技術(shù)的現(xiàn)代化研究進(jìn)步飛速。國(guó)務(wù)院發(fā)布“十四五”中醫(yī)藥發(fā)展規(guī)劃的通知文件中指出中醫(yī)智能輔助診斷的相關(guān)研究是中醫(yī)藥發(fā)展的重要組成部分[1-2]。然而中醫(yī)的個(gè)體化診療思想導(dǎo)致中醫(yī)智能輔助診斷技術(shù)在實(shí)際臨床應(yīng)用中難以發(fā)揮優(yōu)勢(shì),醫(yī)生對(duì)于患者診斷信息的判斷受主觀因素的影響較大,不同醫(yī)生對(duì)同一患者的診斷信息判斷或不相同[3]。為了解決因個(gè)體化診療產(chǎn)生的療效難以評(píng)價(jià)、診療技術(shù)難以傳承等一系列的問(wèn)題,部分學(xué)者提出在中醫(yī)規(guī)范化、標(biāo)準(zhǔn)化的基礎(chǔ)上,運(yùn)用紅外儀、舌象儀、脈象儀、面診儀和經(jīng)絡(luò)儀等現(xiàn)代化中醫(yī)診斷裝備客觀地收集患者信息,以降低醫(yī)生因主觀判斷所造成的影響[4]。

中醫(yī)診斷裝備近年來(lái)發(fā)展迅速。紅外儀通過(guò)檢測(cè)患者特定部位的溫度并與正常人相應(yīng)部位進(jìn)行對(duì)比后,可判斷出該區(qū)域呈現(xiàn)涼/熱的偏離趨勢(shì);舌診儀通過(guò)檢測(cè)患者舌色、苔色、舌形(胖瘦、齒痕、點(diǎn)刺、裂紋等)、苔質(zhì)(厚薄、膩、腐、苔剝)以及局部特征(邊尖紅、瘀點(diǎn)瘀斑)等信息可歸納出舌象數(shù)據(jù)特征;脈診儀通過(guò)檢測(cè)t1～t5、h1～h5、As、Ad、A、t、w1～w2以及參數(shù)比值(如t5/t4、h4/h1)等脈象指標(biāo),可以輸出脈位、脈率、脈節(jié)律、脈力、緊張度、流利度、脈名等脈象信息,從而歸納出患者的脈象數(shù)據(jù)特征[5]。目前這些裝備在臨床各科疾病診斷中大多僅作為參考,且多數(shù)疾病僅利用單一裝備收集數(shù)據(jù)。因此,分析中醫(yī)診斷裝備在臨床中的應(yīng)用情況,以探究裝備在設(shè)計(jì)研發(fā)、收集客觀數(shù)據(jù)等方面尚存的不足與局限之處,有利于明晰其未來(lái)發(fā)展趨勢(shì),進(jìn)而對(duì)輔助中醫(yī)臨床、科研、教學(xué)水平的提升起到一定指導(dǎo)作用。

1 資料與方法

1.1 數(shù)據(jù)來(lái)源

本研究以中國(guó)知網(wǎng)(CNKI)為數(shù)據(jù)來(lái)源,使用“高級(jí)檢索”欄目進(jìn)行檢索。

1.2 檢索策略

設(shè)定檢索式為:(篇關(guān)摘=‘中醫(yī)’)AND篇摘要=(‘客觀’+‘量化’+‘計(jì)量’+‘診斷’)AND篇摘要=(‘設(shè)備’+‘裝備’+‘檢測(cè)儀’+‘辨識(shí)儀’+‘診斷儀’+‘智能’)。

檢索時(shí)間跨度設(shè)為2012年1月1日至2022年12月31日,文獻(xiàn)來(lái)源為中文期刊。

1.3 納入標(biāo)準(zhǔn)

已發(fā)表的關(guān)于“中醫(yī)診斷裝備在臨床上的應(yīng)用”的原創(chuàng)文章(論著);“中醫(yī)診斷裝備在臨床上的應(yīng)用”的研究進(jìn)展類文章;有明確研究數(shù)據(jù)及結(jié)論的文章;同種同類型研究只納入最新結(jié)論。

1.4 排除標(biāo)準(zhǔn)

會(huì)議通知、摘要或記錄、新聞稿約、勘誤文件、部分結(jié)果或過(guò)程表述不清晰的碩博論文、實(shí)驗(yàn)結(jié)論概述模糊或?qū)嶒?yàn)數(shù)據(jù)不完備者。

1.5 建立數(shù)據(jù)庫(kù)

將所檢索文獻(xiàn)導(dǎo)入NoteExpress中建立文獻(xiàn)數(shù)據(jù)庫(kù),將重復(fù)文獻(xiàn)剔除。由兩名具有執(zhí)業(yè)醫(yī)師資格的研究人員交叉核對(duì)文獻(xiàn)信息并篩選出符合納入標(biāo)準(zhǔn)的有效文獻(xiàn)。將有效研究文獻(xiàn)中涉及的中醫(yī)診斷裝備按紅外儀、舌診儀、脈診儀和其他儀器進(jìn)行分類,同時(shí)依據(jù)臨床疾病分科對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)一整理和歸納,最終將信息錄入Excel,建立“中醫(yī)診斷裝備在臨床應(yīng)用中的相關(guān)文獻(xiàn)”數(shù)據(jù)庫(kù)。

1.6 數(shù)據(jù)分析

本研究依據(jù)中醫(yī)診斷裝備(紅外儀、舌診儀、脈診儀等)在臨床主要疾病分科的發(fā)表文獻(xiàn)情況繪制相應(yīng)表格,并進(jìn)行描述性分析,從而探討臨床運(yùn)用中醫(yī)診斷裝備的傾向性、局限性。

2 結(jié)果

2.1 文獻(xiàn)檢索結(jié)果

經(jīng)過(guò)初步檢索,共得到2 000篇相關(guān)文獻(xiàn),經(jīng)由研究者對(duì)文獻(xiàn)進(jìn)行統(tǒng)一整理與清洗工作后,篩選出符合納入標(biāo)準(zhǔn)的文獻(xiàn)共175篇,其中包括呼吸(內(nèi))科疾病24篇、心血管(內(nèi))科疾病39篇、消化(內(nèi))科疾病24篇、骨(外)科疾病51篇、婦產(chǎn)科疾病33篇、兒科疾病4篇,見(jiàn)表1。

2.2 中醫(yī)診斷裝備在呼吸(內(nèi))科疾病中的應(yīng)用情況

在新冠肺炎、肺癌、反復(fù)呼吸道感染、支氣管炎、慢性阻塞性肺疾病、咳嗽、支氣管哮喘阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征、肺結(jié)核等呼吸(內(nèi))科疾病中,舌診儀應(yīng)用最為廣泛。葉天士主張“時(shí)病重舌診”,新冠肺炎等具有季節(jié)性、傳染性的疾病病位多在于肺且病程不長(zhǎng),通過(guò)對(duì)舌象的側(cè)重觀察即可診察患者臟腑氣血狀態(tài)?！端貑?wèn)·五臟生成篇》曰“諸氣者,皆屬于肺”,因此肺癌患者多以正虛為本[5],常伴氣虛表現(xiàn)如舌淡苔白,見(jiàn)表2。

2.3 中醫(yī)診斷裝備在心血管(內(nèi))科疾病中的應(yīng)用情況

在冠心病、心力衰竭、心絞痛、心悸等心血管(內(nèi))科疾病中脈診儀應(yīng)用最多?！靶恼?生之本,神之變也;其華在面,其充在血脈”,人體血管系統(tǒng)的功能活動(dòng)由心主持,血脈周流是否通暢,與心氣的強(qiáng)弱密切相關(guān);心主血脈,可調(diào)控脈管舒縮;若心氣不足、脈道不利則易誘發(fā)心悸、真心痛等病。因此心血管疾病以人體氣血為主,多表現(xiàn)為血瘀證、氣陰兩虛證及氣滯型等證型,血瘀證多見(jiàn)結(jié)代脈,氣滯型多見(jiàn)弦脈[13],故可通過(guò)脈診儀觀察氣血的功能狀態(tài),對(duì)疾病作出客觀化脈象從而輔助診斷,見(jiàn)表3。

2.4 中醫(yī)診斷裝備在消化(內(nèi))科疾病中的應(yīng)用情況

在胃痛、胃食管反流病、慢性萎縮性胃炎、胃潰瘍、胃癌等消化(內(nèi))科疾病中紅外儀應(yīng)用最多。消化系統(tǒng)的運(yùn)行與人體脾胃功能密切相關(guān)。脾為太陰,其氣易虛,虛則有寒;胃為陽(yáng)明,受邪易實(shí),實(shí)則易熱[20]。脾胃居中焦,是陰陽(yáng)升降的樞紐,一旦中氣虛弱,寒熱錯(cuò)雜,就會(huì)形成痞證,臨床常用清上溫下,寒熱并調(diào)之法。紅外檢測(cè)是辨識(shí)人體寒熱的一項(xiàng)重要手段,利用紅外儀能直接觀測(cè)脾胃的寒熱變化,有利于進(jìn)行分型治療,見(jiàn)表4。

表4 中醫(yī)診斷裝備在消化(內(nèi))科疾病中的臨床應(yīng)用與研究現(xiàn)況

2.5 中醫(yī)診斷裝備在骨(外)科疾病中的應(yīng)用情況

在腰椎間盤(pán)突出癥、類風(fēng)濕關(guān)節(jié)炎、股骨頭壞死、骨質(zhì)疏松、膝骨關(guān)節(jié)炎等骨(外)科疾病中紅外儀應(yīng)用最多。多數(shù)骨科疾病歸屬于中醫(yī)“痹證”范疇,《素問(wèn)·痹論篇》曰“風(fēng)寒濕三氣雜至,合而為痹”,診治痹證應(yīng)先分為寒、熱,再按病邪偏盛的程度不同,進(jìn)行辨證施治。熱痹關(guān)節(jié)肌肉以紅腫熱痛為主;寒痹以關(guān)節(jié)肌皮觸之冰冷為主。痹證患者發(fā)病部位溫度多存在涼/熱偏離[28],可借助紅外儀檢查輔助診斷疾病辨證,見(jiàn)表5。

表5 中醫(yī)診斷裝備在骨(外)科疾病中的臨床應(yīng)用與研究現(xiàn)況

2.6 中醫(yī)診斷裝備在婦產(chǎn)科疾病中的應(yīng)用情況

在多囊卵巢綜合征、乳腺增生、子宮頸癌等婦產(chǎn)科疾病中紅外儀應(yīng)用最多。婦女易感寒熱致病,外寒入侵沖任、子宮,導(dǎo)致經(jīng)行發(fā)熱、經(jīng)行身痛、痛經(jīng)、月經(jīng)后期等病證;內(nèi)寒常導(dǎo)致閉經(jīng)、多囊卵巢綜合征、宮寒不孕等;外熱為感火熱之邪,尤其是月經(jīng)期、孕期、產(chǎn)褥期,熱邪易乘虛而入,損傷沖任,發(fā)為經(jīng)行發(fā)熱、經(jīng)行生痛、月經(jīng)先期、崩漏等病證;若內(nèi)生火熱,可發(fā)為經(jīng)行情志異常、惡阻、胎漏等。因此紅外儀在婦科疾病中運(yùn)用廣泛,能通過(guò)其寒熱變化,對(duì)疾病進(jìn)行診治,見(jiàn)表6。

表6 中醫(yī)診斷裝備在婦產(chǎn)科疾病中的臨床應(yīng)用與研究現(xiàn)況

2.7 中醫(yī)診斷裝備在兒科疾病中的應(yīng)用情況

文獻(xiàn)梳理結(jié)果顯示,在兒科疾病中紅外儀應(yīng)用最多。小兒腠理不密,皮毛疏松,肺臟嬌嫩,脾臟薄弱,各種時(shí)邪易于感觸。小兒不僅易于發(fā)病,既病后又易于傳變,主要表現(xiàn)為寒熱虛實(shí)的迅速轉(zhuǎn)化,即易虛易實(shí)、易寒易熱。小兒由于“稚陰未長(zhǎng)”,故易見(jiàn)呈陰傷陽(yáng)亢,表現(xiàn)為熱證;又由于“稚陽(yáng)未充”,故易見(jiàn)陽(yáng)氣虛衰,表現(xiàn)為寒證。因此常用紅外儀觀測(cè)小兒患病后寒熱虛實(shí),從而判斷證候類型,見(jiàn)表7。

表7 中醫(yī)診斷裝備在兒科疾病中的臨床應(yīng)用與研究現(xiàn)況

3 中醫(yī)診斷裝備在臨床應(yīng)用中的局限性

3.1 紅外儀

紅外儀在中醫(yī)領(lǐng)域應(yīng)用發(fā)展較快,目前的研究熱點(diǎn)以腧穴、針灸、推拿、輔助診斷、體質(zhì)辨識(shí)為主[46]。但在使用過(guò)程中尚存些許局限性:自動(dòng)聚焦靈敏度不夠,精準(zhǔn)聚焦能保證探測(cè)器捕捉到有效紅外能量數(shù)值,但儀器的自動(dòng)聚焦功能差,需要多次聚焦才可;對(duì)于環(huán)境要求較高,需保證溫度在20～25 ℃間、濕度在85%以下、平面凈空必須大于5 m×3 m、避免光線直射等,這些條件限制了紅外儀便攜性的發(fā)展,且臨床中受限較大;受衣物影響,檢測(cè)部位若有衣物覆蓋,紅外熱圖成像效果不佳,因此需要被檢者充分暴露檢測(cè)部位,若涉及隱私部位,患者依從性較差;深層組織及過(guò)于肥胖的人較難觀察,紅外儀透視效果不及X線、CT等。

3.2 舌診儀

目前舌診儀的研究主要包括圖像的采集、分割、成像、分析等方向,且仍有許多問(wèn)題亟待攻克。研究涉及軟硬件種類較多,部分尚未構(gòu)建統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)[47];圖像采集的質(zhì)量、清晰度、動(dòng)態(tài)解析等要求越來(lái)越高;拍照設(shè)備可逐漸由手機(jī)取代數(shù)碼相機(jī),但不同手機(jī)的攝像頭規(guī)格、拍攝時(shí)間、角度等難以統(tǒng)一;采集舌下絡(luò)脈數(shù)據(jù)時(shí),采集人員要穩(wěn)、準(zhǔn)、快,舌下采集不同于舌面,被檢者大多難以維持舌態(tài);采集的舌圖需要去除光照影響;舌態(tài)顏色信息需要與標(biāo)準(zhǔn)色卡比對(duì),即拍攝時(shí)最好將色卡同時(shí)拍攝。

3.3 脈診儀

目前中醫(yī)脈診儀的研究熱點(diǎn)圍繞測(cè)試裝備展開(kāi),但相關(guān)專利的存活率、轉(zhuǎn)化率較低[48],說(shuō)明部分研究者對(duì)于設(shè)備的臨床使用考慮不足,在實(shí)際操作過(guò)程中存在諸多不便。在檢測(cè)脈搏波時(shí)部分脈診儀為單脈點(diǎn)覆蓋式腕帶結(jié)構(gòu),可通過(guò)傳感器檢測(cè)雙手寸、關(guān)、尺(或僅測(cè)關(guān))位脈象參數(shù),但是存在測(cè)量時(shí)間較久、患者移動(dòng)體位導(dǎo)致檢測(cè)位置發(fā)生輕微偏移、單脈點(diǎn)檢測(cè)難以測(cè)量空間數(shù)據(jù)(如脈長(zhǎng)、脈寬)等局限。陣列傳感器雖能提高精準(zhǔn)度,但相關(guān)技術(shù)尚未完善,無(wú)法獲得穩(wěn)定的研究基礎(chǔ)[49]。

脈搏傳感器包含壓電式、壓阻式、電容式、諧振式、壓磁式(電感式)、光電容積式、光纖式、MEMS、傳聲器、超聲多普勒、基于柔性新材料的面陣式傳感器等多種樣式[50],但尚未出現(xiàn)規(guī)范化測(cè)量脈象的傳感器,故脈象表征的物理量也尚未統(tǒng)一,導(dǎo)致中醫(yī)思維與脈象特征指標(biāo)的結(jié)合存在障礙。從而導(dǎo)致行業(yè)內(nèi)缺少擁有特征指標(biāo)的標(biāo)準(zhǔn)化文件及不同脈診儀的客觀規(guī)范文件。

4 結(jié)語(yǔ)與展望

紅外熱圖反映人體溫度的特性與中醫(yī)陰陽(yáng)、寒熱辨證具有較強(qiáng)的關(guān)聯(lián)性,臨床中運(yùn)用紅外儀輔助中醫(yī)診斷、辨證及進(jìn)行療效評(píng)價(jià)的文獻(xiàn),涉及了治未病、功法、推拿、五音、針灸、體質(zhì)、兒科診療等諸多領(lǐng)域,包含病種多樣且復(fù)雜,具有宏遠(yuǎn)的發(fā)展前景。通過(guò)進(jìn)一步提高儀器的辨識(shí)度、增強(qiáng)儀器對(duì)環(huán)境及衣物的兼容性、提升儀器便攜性,可以有效促進(jìn)紅外儀在臨床中的應(yīng)用。

舌診儀正在逐漸往提高便攜性、準(zhǔn)確性的方向發(fā)展。舌象的動(dòng)態(tài)變化觀察十分重要,需要被檢者通過(guò)隨身攜帶的智能設(shè)備進(jìn)行圖像采集以持續(xù)提供有效的舌象圖片。這不僅對(duì)采集設(shè)備及光源等客觀條件提出了更嚴(yán)格的要求,還亟需舌診參數(shù)的標(biāo)準(zhǔn)化、信息處理、色彩校正等方面的技術(shù)支持。

脈診儀的傳感器種類繁多,在探索新材料、新類型同時(shí),也應(yīng)注重研究多傳感器組合模式,提升脈象特征物理量的采集工作,同時(shí)要大力發(fā)展醫(yī)工交叉學(xué)科創(chuàng)新工作,靈活運(yùn)用中醫(yī)思維結(jié)合人工智能[51]、機(jī)器學(xué)習(xí)、深度學(xué)習(xí)等新技術(shù)、新方法,從各個(gè)角度解讀脈象信號(hào),促進(jìn)脈診現(xiàn)代化、數(shù)字化、智能化發(fā)展。

目前,中醫(yī)診斷裝備在部分臨床疾病中應(yīng)用狀況較好。然而未來(lái)還需在諸多方面深化研究:紅外儀、舌象儀等裝備已具有相關(guān)現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)[52-54],對(duì)于紅外圖像、舌象圖像的采集和評(píng)價(jià)做出了規(guī)范;但目前各家醫(yī)療設(shè)備公司生產(chǎn)儀器的精準(zhǔn)度、測(cè)量方式、計(jì)算方法各有不同,現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn)往往很難進(jìn)行統(tǒng)一指導(dǎo);故可針對(duì)不同醫(yī)療設(shè)備公司的儀器制定相關(guān)標(biāo)準(zhǔn),使得中醫(yī)診斷裝備得到更統(tǒng)一、全面的應(yīng)用。部分中醫(yī)診斷裝備缺失現(xiàn)行標(biāo)準(zhǔn),如經(jīng)絡(luò)儀,需進(jìn)一步在臨床應(yīng)用中獲取數(shù)據(jù)來(lái)指定相關(guān)要求。臨床上的研究疾病種類有待進(jìn)一步擴(kuò)大,如紅外儀現(xiàn)多檢測(cè)與“寒”“熱”相關(guān)的疾病,然而諸如氣虛、血瘀等證型也可應(yīng)用紅外儀分析不同證素間的差別。研究可進(jìn)一步深化,如設(shè)備針對(duì)同種疾病的不同證型獲取的參數(shù)存在差異,可從基因代謝組學(xué)、證素相關(guān)性等方面進(jìn)一步研究造成差異的原因,利用中醫(yī)診斷裝備多角度地進(jìn)行客觀化分析。

隨著人工智能、大數(shù)據(jù)、多源信息融合、生化檢測(cè)等技術(shù)的突飛猛進(jìn),客觀化中醫(yī)診斷裝備的應(yīng)用范圍將進(jìn)一步擴(kuò)大,同時(shí)利用更加高效、準(zhǔn)確、完善的相關(guān)技術(shù)對(duì)疾病進(jìn)行輔助診斷的需求也會(huì)進(jìn)一步凸顯。但由于中醫(yī)基礎(chǔ)理論概念不明確、客觀思維不清楚,影響了中醫(yī)裝備的臨床應(yīng)用。建議以《中醫(yī)基礎(chǔ)理論》《中醫(yī)診斷學(xué)》《中醫(yī)內(nèi)科學(xué)》和各類疾病指南作為理論依據(jù),建立鏈接中醫(yī)和現(xiàn)代科技的中醫(yī)工程領(lǐng)域本體[55],為中醫(yī)診斷裝備的工程化蓄勢(shì)。對(duì)臨床疾病的測(cè)量要素及各項(xiàng)檢測(cè)指標(biāo)進(jìn)行深入研究,探究其內(nèi)在的關(guān)聯(lián)性,增強(qiáng)中醫(yī)診斷裝備智能診斷的科學(xué)性和準(zhǔn)確性,進(jìn)而提升其輔助中醫(yī)臨床、科研、教學(xué)的水平。