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1、生物医学工程概论生物医学工程概论中医工程中医工程Chinese Traditional Medicine Engineering-CTME主要内容主要内容一、中医的基本知识一、中医的基本知识二、中医工程学的定义二、中医工程学的定义三、中医工程学的研究方向三、中医工程学的研究方向四、中医数字化诊断技术四、中医数字化诊断技术一、中医的基本知识一、中医的基本知识中医诊断疾病的基本原理包括了中医诊断疾病的基本原理包括了司外揣内司外揣内、见微知著见微知著、以常以常衡变衡变三大部分,强调了三大部分,强调了整体审察整体审察、诊法合参诊法合参和和病证结合病证结合的基的基本原则。本原则。中医临床诊断是通过传统的
2、中医临床诊断是通过传统的四诊八纲四诊八纲进行的。中医临床诊断进行的。中医临床诊断是一个相当复杂、按经验综合分析处理的观察。是一个相当复杂、按经验综合分析处理的观察。四诊就是望、闻、问、切。四诊就是望、闻、问、切。八纲就是阴、阳、表、里、寒、热、虚、实。八纲就是阴、阳、表、里、寒、热、虚、实。二、中医工程学的定义二、中医工程学的定义中医工程学中医工程学是指把祖国医药学的独特概念(如阴阳、五行、是指把祖国医药学的独特概念(如阴阳、五行、肺腑、经络、气血、津液等)、理沦和方法与现代科学工程肺腑、经络、气血、津液等)、理沦和方法与现代科学工程技术的理论和方法有机的结合起来,进行人体系统状态变化技术的理
3、论和方法有机的结合起来,进行人体系统状态变化规律的研究,并通过各种可能的和适宜的装置控制这类变化,规律的研究,并通过各种可能的和适宜的装置控制这类变化,形成以祖国医药学理论体系和实践方法为固有特点的生物医形成以祖国医药学理论体系和实践方法为固有特点的生物医学工程学分支。学工程学分支。三、中医工程学的研究方向三、中医工程学的研究方向中医人工智能系统工程中医人工智能系统工程系统论、信息论及控制论在系统论、信息论及控制论在中医学上的应用中医学上的应用中医诊疗仪器和技术设备工中医诊疗仪器和技术设备工程程中医生物力学工程中医生物力学工程中医基础理论生物工程中医基础理论生物工程针灸气功工程针灸气功工程中医
4、生命信息工程中医生命信息工程中医保健康复工程中医保健康复工程中医知识工程中医知识工程中医专家系统中医专家系统中医四诊客观化工程中医四诊客观化工程中医舌象和脉象工程中医舌象和脉象工程中医工程学中医工程学研究领域很广研究领域很广泛,内容相当丰富,因此泛,内容相当丰富,因此其技能开发的范围和手段其技能开发的范围和手段是多种多样的,如计算机是多种多样的,如计算机技术、机电一体化技术、技术、机电一体化技术、各种物理和化学手段、生各种物理和化学手段、生物技术。物技术。三、中医工程学的研究方向三、中医工程学的研究方向中医工程学的研究方向,可归纳为以下四个方面:中医工程学的研究方向,可归纳为以下四个方面:1
5、1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵2 2建立中医学综合体系建立中医学综合体系3 3中医学的定量表征中医学的定量表征4 4中医诊断的客观化中医诊断的客观化1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵传统的中医理论体系中蕴藏着极为丰富的内涵,但这种内涵传统的中医理论体系中蕴藏着极为丰富的内涵,但这种内涵的实质,以及人体各部分各因素间相互关系的耦合机制之物的实质,以及人体各部分各因素间相互关系的耦合机制之物质基础,几千年来仍属不得而知。必须运用现代的自然科学质基础,几千年来仍属不得而知。必须运用现代的自然科学理论和工程技术的方法来探讨其奥秘,进而揭示其客观实质。理论和工程技术的方法来探讨其奥秘
6、,进而揭示其客观实质。例如,中医学中的例如,中医学中的肝开窍于目肝开窍于目、肾开窍于耳肾开窍于耳、肾主骨生髓通肾主骨生髓通于脑于脑等古代医学家从医疗实践中所发现的种种联系,长期以等古代医学家从医疗实践中所发现的种种联系,长期以来其内在的原理机制却使人茫然。来其内在的原理机制却使人茫然。中医工程学的研究正在将这些内在的耦合机制的奥秘逐一展中医工程学的研究正在将这些内在的耦合机制的奥秘逐一展现。现。1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵肝开窍于目肝开窍于目学者们运用西方医学、生物化学的理论和科学实验,发现了学者们运用西方医学、生物化学的理论和科学实验,发现了维生素维生素A A与与视觉视觉密切相
7、关。密切相关。当维生素当维生素A A缺乏时,眼内的杆状细胞(感光细胞)就不能合成足够的感缺乏时,眼内的杆状细胞(感光细胞)就不能合成足够的感光物质,这会导致夜盲症的出现。光物质,这会导致夜盲症的出现。维生素维生素A A的代谢是与肝功能相联系的,它属脂溶性维生素,进入体内主的代谢是与肝功能相联系的,它属脂溶性维生素,进入体内主要贮存于肝脏内;要贮存于肝脏内;维生素维生素A A具有维持上皮组织结构完整和健全的功能,当缺乏时,泪腺上具有维持上皮组织结构完整和健全的功能,当缺乏时,泪腺上皮细胞受到影响,可导致角膜感染化脓,角膜软化,可造成穿孔,以皮细胞受到影响,可导致角膜感染化脓,角膜软化,可造成穿孔
8、,以至失明。至失明。这项研究从一个侧面揭示了祖国医学中这项研究从一个侧面揭示了祖国医学中肝开窍于目肝开窍于目的内在机制。维生的内在机制。维生素素A A在其中是耦合作用的关键。在其中是耦合作用的关键。续续肝开窍于目肝开窍于目1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵肾开窍于耳肾开窍于耳上海中医药大学根据现代医学中有关肾脏与内耳的某些细胞在功能、上海中医药大学根据现代医学中有关肾脏与内耳的某些细胞在功能、形态以及药理与疾病反应等方面的共性,提出肾上腺皮质所分泌的形态以及药理与疾病反应等方面的共性,提出肾上腺皮质所分泌的醛醛固酮固酮一种控制肾小管功能的盐皮质激素,可能对耳功能具有促进一种控制肾小管功
9、能的盐皮质激素,可能对耳功能具有促进作用的设想,发现醛固酮是构成中医肾耳联系的耦合关键。作用的设想,发现醛固酮是构成中医肾耳联系的耦合关键。续续肾开窍于耳肾开窍于耳1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵肾主骨生髓通于脑肾主骨生髓通于脑经研究证明,不同疾病中的肾阳虚病人尿中的经研究证明,不同疾病中的肾阳虚病人尿中的1717烃类固醇可反映其肾烃类固醇可反映其肾上腺皮质功能,而肾上腺皮质受脑垂体的反馈制约,垂体又受下丘脑上腺皮质功能,而肾上腺皮质受脑垂体的反馈制约,垂体又受下丘脑的调节,进而发现肾阳虚患者的下丘脑垂体肾上腺轴和下丘脑的调节,进而发现肾阳虚患者的下丘脑垂体肾上腺轴和下丘脑垂体甲状腺
10、轴,以及下丘脑垂体性腺轴均有小同程度的功能紊垂体甲状腺轴,以及下丘脑垂体性腺轴均有小同程度的功能紊乱和低下。乱和低下。从而证明了从而证明了脑肾脑肾的生理联系,其中的生理联系,其中垂体垂体是两者耦合的必由之路。是两者耦合的必由之路。续续肾主骨生髓通于脑肾主骨生髓通于脑1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵古典经络学古典经络学认为,经络系统是人体气血运行的径路,其根本认为,经络系统是人体气血运行的径路,其根本作用是作用是行血气而营阴阳行血气而营阴阳,是一个循环无端的网络体系。人体,是一个循环无端的网络体系。人体的脏腑以至皮肤、肌肉、筋骨等一切组织器官,无不纵横交的脏腑以至皮肤、肌肉、筋骨等一切
11、组织器官,无不纵横交错地穿行着经络。经络具有反映症候的作用。在针刺和气功错地穿行着经络。经络具有反映症候的作用。在针刺和气功治疗过程中,经络有传导感应和调整虚实的功能。总之,经治疗过程中,经络有传导感应和调整虚实的功能。总之,经络系统是主宰人体一切正常生理和异常病理诊断及治疗的体络系统是主宰人体一切正常生理和异常病理诊断及治疗的体系。系。自自2020世纪世纪5050年代以来,我国科学家不断地应用生理学、生物年代以来,我国科学家不断地应用生理学、生物物理学以及现代科学技术来证实经络的客观存在和古典经络物理学以及现代科学技术来证实经络的客观存在和古典经络学理论的真实性,并对经络的实质进行了一系列的
12、探讨。在学理论的真实性,并对经络的实质进行了一系列的探讨。在此基础上,发展为此基础上,发展为现代经络学现代经络学。经络学经络学1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵现代经络学现代经络学对经络现象的研究做出了杰出的贡献,集中表现对经络现象的研究做出了杰出的贡献,集中表现为为1010项重大突破项重大突破: :(1 1)2020世纪世纪7070年代,所进行的经络敏感现象的研究,重新发现人体的年代,所进行的经络敏感现象的研究,重新发现人体的显性循经感传现象;显性循经感传现象;(2 2)隐性循经感传现象的发现)隐性循经感传现象的发现; ;(3 3)2020世纪世纪8080年代,经脉线低阻抗特性的发现
13、证明了经脉线的客观存年代,经脉线低阻抗特性的发现证明了经脉线的客观存在在; ;(4 4)利用现代声发射检测技术,发现经脉线具有特意的声学特性)利用现代声发射检测技术,发现经脉线具有特意的声学特性; ;(5 5)利用远红外遥感技术和超微弱光的探测技术,分别发现经脉循行)利用远红外遥感技术和超微弱光的探测技术,分别发现经脉循行线具有和感传相应的热学变化,以及体表发出的较强冷光现象线具有和感传相应的热学变化,以及体表发出的较强冷光现象; ;现代经络学现代经络学1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵现代经络学现代经络学对经络现象的研究做出了杰出的贡献,集中表现对经络现象的研究做出了杰出的贡献,集中
14、表现为为1010项重大突破:项重大突破:(6 6)利用)利用照相技术及特殊探测技术,再次证明了同位素循经移动现照相技术及特殊探测技术,再次证明了同位素循经移动现象的存在,从而以分子水平证明了经脉循行线的客观性和物质性象的存在,从而以分子水平证明了经脉循行线的客观性和物质性; ;(7 7)通过经脉线的声、光、热、电和同位素技术研究,表明经络系统)通过经脉线的声、光、热、电和同位素技术研究,表明经络系统是神经系统之外的独立系统,它与神经系统有着密切的联系是神经系统之外的独立系统,它与神经系统有着密切的联系; ;(8 8)发现循经感传现象不是一种单纯的循经的感觉传导现象,而是对)发现循经感传现象不是
15、一种单纯的循经的感觉传导现象,而是对各有关脏腑的功能发生着密切影明的信息传导现象各有关脏腑的功能发生着密切影明的信息传导现象; ;(9 9)运用针灸经络学说在临床诊断和治疗学中取得了疗效显著提高的)运用针灸经络学说在临床诊断和治疗学中取得了疗效显著提高的重大成果重大成果; ;(1010)2020世纪世纪8080年代后期,提出的关于经络系统不是一种简单的线性年代后期,提出的关于经络系统不是一种简单的线性组织,而是一种多层次、多功能、多形态的立体调控系统的理沦。组织,而是一种多层次、多功能、多形态的立体调控系统的理沦。续续现代经络学现代经络学1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵随着研究的深入
16、,人们对经络实质的认识已逐渐脱离了原来随着研究的深入,人们对经络实质的认识已逐渐脱离了原来的形态学观点,而转移到的形态学观点,而转移到场场、电磁波电磁波等方面,其中最有代表等方面,其中最有代表性的是性的是经络波导经络波导学说和学说和经络量子活跃渠经络量子活跃渠学说。学说。经络波导学说经络波导学说1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵经络波导学说经络波导学说把传统的把传统的内气内气看成是人体内的电磁波,把经络看成是人体内的电磁波,把经络看成是人体内传输以看成是人体内传输以红外线微波红外线微波为主体的电磁波波导系统,为主体的电磁波波导系统,以解释经络的作用和特性。以解释经络的作用和特性。经络波
17、导学说经络波导学说1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵经络量子活跃渠学说经络量子活跃渠学说是从是从量子生物学量子生物学角度提出的有关经络实角度提出的有关经络实质的最新见解,认为经络的实质就是机体内的质的最新见解,认为经络的实质就是机体内的经络量子活跃经络量子活跃渠渠,它呈小规则的狭长立体状。在渠内有多种组织,如皮肤、,它呈小规则的狭长立体状。在渠内有多种组织,如皮肤、皮下组织、肌肉、神经、血管,等等。皮下组织、肌肉、神经、血管,等等。经络量子活跃渠的形成经络量子活跃渠的形成是机体自身代谢及其与宇宙的各种场是机体自身代谢及其与宇宙的各种场相互作用的结果,这里所说的相互作用的结果,这里所说的
18、场场是指量子场、渠内的量子活是指量子场、渠内的量子活跃程度跟渠内的组织代谢及相关整体部位的组织代谢状况密跃程度跟渠内的组织代谢及相关整体部位的组织代谢状况密切相关,并且决定了多种信号的释放、接收以及传导。切相关,并且决定了多种信号的释放、接收以及传导。经络量子活跃渠学说经络量子活跃渠学说几乎能解释经络的各种物理特性及其现几乎能解释经络的各种物理特性及其现象,譬如经络高发光特性、经络高电位及低电阻特性、经络象,譬如经络高发光特性、经络高电位及低电阻特性、经络声学特性、经络温度特性、经络电磁特性等。它们有可能与声学特性、经络温度特性、经络电磁特性等。它们有可能与机体代谢过程中量子活跃渠内的量子运动
19、有关。机体代谢过程中量子活跃渠内的量子运动有关。经络量子活跃渠学说经络量子活跃渠学说1揭示中医学的科学内涵揭示中医学的科学内涵循经感传现象的产生循经感传现象的产生可能是渠内某种代谢活动或某种物质运可能是渠内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发,并刺激沿途的感觉神经末梢的结果;动的顺序触发,并刺激沿途的感觉神经末梢的结果;循经感传的阻滞现象循经感传的阻滞现象可能是阻滞因素直接影明了渠内某种代可能是阻滞因素直接影明了渠内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发,或通过影响局部的量子谢活动或某种物质运动的顺序触发,或通过影响局部的量子运动、改变原子和分子周围的短程力场,而间接抑制了该区运动、改变原子和分
20、子周围的短程力场,而间接抑制了该区内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发。内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发。经络量子活跃渠学说经络量子活跃渠学说2建立中医学综合体系建立中医学综合体系 传统的中医学中,证候在不同的疾病范围内交叉棋布,并分传统的中医学中,证候在不同的疾病范围内交叉棋布,并分别以别以脏腑脏腑、六经六经和和三焦三焦辨证等几个体系为框架引入,因此辨证等几个体系为框架引入,因此总总体上不存有统一且符合结构化原则的格局体上不存有统一且符合结构化原则的格局。体系与体系间诊疗范围的交叉和格局划分的差异,已成为中体系与体系间诊疗范围的交叉和格局划分的差异,已成为中医自身理论体系中的暗礁,如
21、不能站在这些现有的体系之上医自身理论体系中的暗礁,如不能站在这些现有的体系之上去综合考虑,不突破这些传统的框架,是不可能形成一个结去综合考虑,不突破这些传统的框架,是不可能形成一个结构化的中医科学统一体系的。构化的中医科学统一体系的。而对于一个非结构化的体系来说,即使每一个证候对立的症而对于一个非结构化的体系来说,即使每一个证候对立的症状集合是明确的,但由于某些证候间的矛盾、重叠和交叉,状集合是明确的,但由于某些证候间的矛盾、重叠和交叉,也会影响整个体系的严谨的科学性。也会影响整个体系的严谨的科学性。2建立中医学综合体系建立中医学综合体系当机体出现多种病变且交互错杂时,需同时采用几个不同的当机
22、体出现多种病变且交互错杂时,需同时采用几个不同的体系来分析,显然这会使问题复杂化,更不利于疾病的综合体系来分析,显然这会使问题复杂化,更不利于疾病的综合分析和全面控制。分析和全面控制。这表明中医理论中建立一个能全面把握机体状态的辨证综合这表明中医理论中建立一个能全面把握机体状态的辨证综合系统是多么必要和重要,同时在方法上应力求做到多指标同系统是多么必要和重要,同时在方法上应力求做到多指标同步检测、多变量相关分析。而这需要具备如下条件步检测、多变量相关分析。而这需要具备如下条件: :(1 1)要建立一套统一的辨证标准)要建立一套统一的辨证标准; ;(2 2)尽可能减少医生掌握标准和采集信息过程的
23、主观差异)尽可能减少医生掌握标准和采集信息过程的主观差异; ;(3 3)要有大规模处理临床和实验数据的设备和工具。)要有大规模处理临床和实验数据的设备和工具。2建立中医学综合体系建立中医学综合体系目前,中医工程学领域内所进行的中医客观化研究,包括症目前,中医工程学领域内所进行的中医客观化研究,包括症状系统的规范化,传统辨证体系的结构化,证候的定性规范状系统的规范化,传统辨证体系的结构化,证候的定性规范化以及证候的定量化等等,无疑对这一综合体系的建立是十化以及证候的定量化等等,无疑对这一综合体系的建立是十分重要的。分重要的。3中医学的定量表征中医学的定量表征可以说,任何一门现代自然科学的发展,都
24、将经过由定性描可以说,任何一门现代自然科学的发展,都将经过由定性描述向定量表征转变的过程,这一过程标志着精密化程度的提述向定量表征转变的过程,这一过程标志着精密化程度的提高。高。目前在中医学领域内,这种发展趋势正方兴未艾。一大批中目前在中医学领域内,这种发展趋势正方兴未艾。一大批中医、中两医结合专家和自然科学家、工程技术人员,正逐步医、中两医结合专家和自然科学家、工程技术人员,正逐步将先进的科学方法和技术应用到中医学领域,促进了许多方将先进的科学方法和技术应用到中医学领域,促进了许多方面的研究。面的研究。3中医学的定量表征中医学的定量表征如对如对中医虚症中医虚症的广泛研究,就是一个很典刑的例子
25、。的广泛研究,就是一个很典刑的例子。有人从细胞水平乃至分子水平寻求阴和阳的物质基础;有人从植物神有人从细胞水平乃至分子水平寻求阴和阳的物质基础;有人从植物神经和内分泌系统的功能失调进行研究;有人从人体免疫功能的改变入经和内分泌系统的功能失调进行研究;有人从人体免疫功能的改变入手进行探讨,且已取得一定成绩。手进行探讨,且已取得一定成绩。初步发现环核苷酸的变化与人体阴阳消长有关,找到阴虚的特点是初步发现环核苷酸的变化与人体阴阳消长有关,找到阴虚的特点是cAMPcAMP含量升高,含量升高,cAMP/cGMPcAMP/cGMP的值小降低或升;而阳虚的特点则是的值小降低或升;而阳虚的特点则是cAMP/c
26、GMPcAMP/cGMP的值下降。的值下降。从脏象实质方面的研究表明,肾阳虚患者多有尿从脏象实质方面的研究表明,肾阳虚患者多有尿1717烃值低下,脾虚患烃值低下,脾虚患者多有唾液淀粉酶活性和水糖排泄率差;心阴虚患者多有血胆碱酚酶者多有唾液淀粉酶活性和水糖排泄率差;心阴虚患者多有血胆碱酚酶活性降低。活性降低。此外,还有不少报道指出,中医虚证患者均有免疫功能低下的特点,此外,还有不少报道指出,中医虚证患者均有免疫功能低下的特点,并认为细胞免疫功能低下有可能是虚证的共性表现。并认为细胞免疫功能低下有可能是虚证的共性表现。这些研究,不仅为阐明虚证的机理,而目也为中医学逐步过渡到定量这些研究,不仅为阐明
27、虚证的机理,而目也为中医学逐步过渡到定量科学做出了贡献。科学做出了贡献。3中医学的定量表征中医学的定量表征又如,对中医学中又如,对中医学中血瘀血瘀本质的探讨,也取得了一定成绩。本质的探讨,也取得了一定成绩。初步认为血瘀属初步认为血瘀属微循环障碍微循环障碍。从从血液动力学血液动力学来看,是心肌收缩功能下降,心搏出量减少,受累肢体来看,是心肌收缩功能下降,心搏出量减少,受累肢体局部血液明显减少,临床上表现为同位素示踪血流减少减慢;局部血液明显减少,临床上表现为同位素示踪血流减少减慢;从从血液流变学血液流变学看,血液呈浓、粘、凝、聚状态,而这些指标均能从定看,血液呈浓、粘、凝、聚状态,而这些指标均能
28、从定性到定量进行测定。性到定量进行测定。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化中医理论体系是建立在古代朴素的辩证法之上的,长期以来中医理论体系是建立在古代朴素的辩证法之上的,长期以来一直未能从经验医学中解脱出来。一直未能从经验医学中解脱出来。例如,某些指导理论一直不能超越和跳出例如,某些指导理论一直不能超越和跳出内经内经和和伤寒沦伤寒沦等经等经典著作的典著作的雷池雷池;中医诊断学的某些内容长期停留在直观的臆测上;中医诊断学的某些内容长期停留在直观的臆测上;在中医临床上提倡在中医临床上提倡苛求经方和传统的诊疗手段苛求经方和传统的诊疗手段。这一切都束缚了中医事业的发展,也限制了中医疗效的提高。这一切都
29、束缚了中医事业的发展,也限制了中医疗效的提高。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化中医诊断学中传统的中医诊断学中传统的望望、闻闻、问问、切切四诊方法皆凭医生的感四诊方法皆凭医生的感写和主观臆测来进行。写和主观臆测来进行。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化脉诊脉诊是是切切诊的主要内容,自古以来只是靠不同指法下的指面诊的主要内容,自古以来只是靠不同指法下的指面感觉来分辨脉象。尽管力求用生动的自然现象来取类比象,感觉来分辨脉象。尽管力求用生动的自然现象来取类比象,但由于缺乏明确的物理含义,加之切脉者的主观差异,脉象但由于缺乏明确的物理含义,加之切脉者的主观差异,脉象的鉴别始终没有统一的客观标准,的鉴别
30、始终没有统一的客观标准,在心易了,指下难明在心易了,指下难明反映反映了学习和掌握脉诊的困难。了学习和掌握脉诊的困难。长期以来,人们一直希望脉学能有专门的测量和记录仪器,长期以来,人们一直希望脉学能有专门的测量和记录仪器,将中医脉象客观定量化、规范化,并进而建立一定的指标,将中医脉象客观定量化、规范化,并进而建立一定的指标,直接应用于临床诊断。直接应用于临床诊断。近年来,中医工程学在近年来,中医工程学在脉学脉学现代研究方面做了许多工作,如现代研究方面做了许多工作,如脉象客观检测脉象客观检测方法,分析方法和识别方法的研究;脉象图谱方法,分析方法和识别方法的研究;脉象图谱分析方法的研究等,特别是医学
31、工程专家们所进行的脉象仪分析方法的研究等,特别是医学工程专家们所进行的脉象仪的研制过错,显著地推动了脉学的现代化研究。的研制过错,显著地推动了脉学的现代化研究。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化又如,中医望诊中的又如,中医望诊中的色诊色诊,是通过对颜色的观察、分辨来诊,是通过对颜色的观察、分辨来诊察疾病的一种方法,其中以舌色和面色为最常用。察疾病的一种方法,其中以舌色和面色为最常用。长期以来,这种察色识病的方法仅停留在肉眼观察水平上,长期以来,这种察色识病的方法仅停留在肉眼观察水平上,加之个人色觉辨别能力的差异以及外界条件(光源、气候、加之个人色觉辨别能力的差异以及外界条件(光源、气候、时界、
32、环境底色等)的影响,其诊断结论难免不出现偏差和时界、环境底色等)的影响,其诊断结论难免不出现偏差和失误。失误。近年来,中医工程学根据色度学的原理研制出近年来,中医工程学根据色度学的原理研制出分光测色仪分光测色仪,并把它用于色诊,制成不同类型的色诊仪,为并把它用于色诊,制成不同类型的色诊仪,为望诊望诊提供了客提供了客观指标和定量数据。这对于提供中医的望诊水平,具有着十观指标和定量数据。这对于提供中医的望诊水平,具有着十分重要的意义。分重要的意义。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化此外,单就此外,单就舌诊舌诊客观化而言,除上述仪器可进行定量诊断之客观化而言,除上述仪器可进行定量诊断之外,还可以用外
33、,还可以用活体舌显微镜观测法活体舌显微镜观测法、染料印色法染料印色法、标准色卡标准色卡法法、血液流变学方法血液流变学方法、微血管造影微血管造影和和放射性核素标记法放射性核素标记法,等,等等。还可采用等。还可采用病理切片病理切片和和刮舌涂片刮舌涂片等离体舌研究方法来进行等离体舌研究方法来进行客观化研究。客观化研究。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化中医的中医的闻诊闻诊包括听和嗅两个方面。包括听和嗅两个方面。闻诊客观化主要是通过仪器分析声音的音调、声强、声压、闻诊客观化主要是通过仪器分析声音的音调、声强、声压、音色等特性和以频率、振幅、时间为三个空间坐标所构成的音色等特性和以频率、振幅、时间为三个
34、空间坐标所构成的声音图形来实现的。通常用的仪器是声音图形来实现的。通常用的仪器是频谱分析仪频谱分析仪。它分为扫频型和非扫频型两种类型。它分为扫频型和非扫频型两种类型。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化扫频型的频谱分析仪机扫频型的频谱分析仪机内有可调频的本机振荡电路,通过调内有可调频的本机振荡电路,通过调频对观测信号频率范围进行扫描,当本机振荡频率与待测信频对观测信号频率范围进行扫描,当本机振荡频率与待测信号频率相同时,接收机发生谐振,在示波器的荧光屏上显示号频率相同时,接收机发生谐振,在示波器的荧光屏上显示该单一频率的振幅;该单一频率的振幅;非扫频型的频谱分析仪非扫频型的频谱分析仪是能在某一瞬
35、时同时观测某频率范围是能在某一瞬时同时观测某频率范围(如(如0 kHz)内待测信号幅值的装置,亦称)内待测信号幅值的装置,亦称实时频谱分析器实时频谱分析器。这类仪器中有一种叫做这类仪器中有一种叫做多道频谱分析器多道频谱分析器,能完成频率高分辨,能完成频率高分辨率的测量,特别是在音频及更低的频率测量上,能满足闻诊率的测量,特别是在音频及更低的频率测量上,能满足闻诊(声音)和脉诊上做频谱分析的需要;可提高扫频速度到每(声音)和脉诊上做频谱分析的需要;可提高扫频速度到每秒钟秒钟20次,故可在普通荧光屏上显示,克服图象的闪烁现象。次,故可在普通荧光屏上显示,克服图象的闪烁现象。4中医诊断的客观化中医诊
36、断的客观化日本学者森和氏用频谱分析器、音调指示器和示波器组合成日本学者森和氏用频谱分析器、音调指示器和示波器组合成一套装置,用于闻诊客观化,称为一套装置,用于闻诊客观化,称为声频图仪声频图仪。根据工程材料学理论,接近断裂的材料其声频辐射小同于结根据工程材料学理论,接近断裂的材料其声频辐射小同于结构完好的材料,据此原理中医工程学专家研制成构完好的材料,据此原理中医工程学专家研制成骨折声频诊骨折声频诊断仪断仪。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化问诊问诊是医生通过询问病人或陪诊者,以了解疾病的发生、发是医生通过询问病人或陪诊者,以了解疾病的发生、发展、治疗经过、现在症状和其他与疾病有关情况的过程,是
37、展、治疗经过、现在症状和其他与疾病有关情况的过程,是中医诊断方法之一,在四诊中占有重要的地位。由于电子计中医诊断方法之一,在四诊中占有重要的地位。由于电子计算机的普及,为问诊客观化技术的提高提供了条件。算机的普及,为问诊客观化技术的提高提供了条件。4中医诊断的客观化中医诊断的客观化综上所述,在中医理论训究和临床诊断技术上,综上所述,在中医理论训究和临床诊断技术上,中医工程学中医工程学不仅为中医学提供了先进的检测手段和高精度、高灵敏度的不仅为中医学提供了先进的检测手段和高精度、高灵敏度的仪器设备,而目还以现代自然科学知识用于中医学的理沦研仪器设备,而目还以现代自然科学知识用于中医学的理沦研究,对
38、于揭示、开发祖国医学做出了巨大贡献。中医工程化究,对于揭示、开发祖国医学做出了巨大贡献。中医工程化是中医现代化的必由之路。是中医现代化的必由之路。四、中医数字化诊断技术四、中医数字化诊断技术中医数字化诊断技术是以中医理论为依据,将传统的中医数字化诊断技术是以中医理论为依据,将传统的望望、闻闻、切切、问问四诊,运用现代科技手段加以延伸、提高,并以数据四诊,运用现代科技手段加以延伸、提高,并以数据形式表达,强调客观的评价人体健康状态和病变本质,并对形式表达,强调客观的评价人体健康状态和病变本质,并对所患病、证给出概括性判断的一种技术方法。所患病、证给出概括性判断的一种技术方法。 (一)望诊(一)望
39、诊中医传统的望诊是医生运用视觉察看病人的神、色、形、态、中医传统的望诊是医生运用视觉察看病人的神、色、形、态、舌象、头面、五官、四肢、二阴、皮肤以及排泄物等,以发舌象、头面、五官、四肢、二阴、皮肤以及排泄物等,以发现异常表现,了解病情的诊察方法。现异常表现,了解病情的诊察方法。 望诊的数字化诊断就是将医生观察病情的主观判断转变成客望诊的数字化诊断就是将医生观察病情的主观判断转变成客观定量的视觉数字,然后在依此作出诊断。观定量的视觉数字,然后在依此作出诊断。中医望诊类别中医望诊类别1 1面色面色2 2目诊目诊3 3指纹指纹4 4舌诊舌诊(一)望诊(一)望诊1 1中医望诊中医望诊望面色望面色主要包
40、括了望面部颜色、光泽、形态等方面的内容,主要依据医者眼主要包括了望面部颜色、光泽、形态等方面的内容,主要依据医者眼睛对患者面部的模糊视觉功能。睛对患者面部的模糊视觉功能。(1 1)基本原理)基本原理面像识别技术通过对面部特征和它们之间的关系来进行识别。用于捕捉面面像识别技术通过对面部特征和它们之间的关系来进行识别。用于捕捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术。部图像的两项技术为标准视频和热成像技术。标准视频技术通过一个标准的摄像头,摄取面部的图像或者一系列图像,标准视频技术通过一个标准的摄像头,摄取面部的图像或者一系列图像,捕捉后,记录一些核心点(例如眼睛、鼻子和嘴等)以及它们之间的相对捕
41、捉后,记录一些核心点(例如眼睛、鼻子和嘴等)以及它们之间的相对位置,然后形成模板;位置,然后形成模板;热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像,热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像,与视频摄像头不同,热成像技术并不需要在较好的光源条件下,因此即使与视频摄像头不同,热成像技术并不需要在较好的光源条件下,因此即使在黑暗情况下也可以使用。在黑暗情况下也可以使用。面部识别技术的优点是非接触的,用户不需要和设备直接的接触。面部识别技术的优点是非接触的,用户不需要和设备直接的接触。(一)望诊(一)望诊1 1中医望诊中医望诊望面色望面色(2 2)检测装置)
42、检测装置面像检测的步骤是:首先建立面像档案,可以从摄像头采集面像文件或取面像检测的步骤是:首先建立面像档案,可以从摄像头采集面像文件或取照片文件,生成面纹编码即特征向量;然后获取当前面像,可以从摄像头照片文件,生成面纹编码即特征向量;然后获取当前面像,可以从摄像头捕捉面像或取照片输入,生成其面纹。捕捉面像或取照片输入,生成其面纹。(3 3)影响因素)影响因素使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性;面部检测技使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性;面部检测技术的改进依赖于提取特征与比对技术的提高,并且采集图像的设备会比其术的改进依赖于提取特征与比对技术的提高,并且采集
43、图像的设备会比其技术昂贵得多;机器学习功能必须不断地将以前得到的图像和现在得到的技术昂贵得多;机器学习功能必须不断地将以前得到的图像和现在得到的进行比对,以改进核心数据和弥补微小的差别;很难进一步降低它的成本,进行比对,以改进核心数据和弥补微小的差别;很难进一步降低它的成本,我们必需以昂贵的费用去买高质量的设备。我们必需以昂贵的费用去买高质量的设备。(一)望诊(一)望诊2 2中医望诊中医望诊目诊目诊中医望目是观察双眼中医望目是观察双眼白睛白睛和和血络血络出现的部位、形态、颜色、长度、宽出现的部位、形态、颜色、长度、宽度、浮沉、相互关系及变化,以中医脏象度、浮沉、相互关系及变化,以中医脏象“五轮
44、八廓五轮八廓”理论与脏腑分理论与脏腑分区理论为根本,辨析脏腑疾病证候的诊断方法。区理论为根本,辨析脏腑疾病证候的诊断方法。当机体出现病变时,白睛常见当机体出现病变时,白睛常见形态形态有斑、条、点、丘、岗等,常见血有斑、条、点、丘、岗等,常见血络有或沉或浮、增粗、变细、粗细不一、粗细相间、弯曲、纤曲、螺络有或沉或浮、增粗、变细、粗细不一、粗细相间、弯曲、纤曲、螺旋、分岔、多岔、交叉、平行、结花、成网、顶珠、垂露、串珠、缀旋、分岔、多岔、交叉、平行、结花、成网、顶珠、垂露、串珠、缀囊、有根、无根、怒张等。囊、有根、无根、怒张等。白睛常见白睛常见颜色颜色有淡、白、黄、褐、红、蓝、青、黑等,常见血络颜
45、色有淡、白、黄、褐、红、蓝、青、黑等,常见血络颜色有淡、粉、红、绛、紫、蓝、青、黑等各数十种。有淡、粉、红、绛、紫、蓝、青、黑等各数十种。中医目诊与中医目诊与虹膜识别技术虹膜识别技术的结合,将有助于中医数字化诊断技术的发的结合,将有助于中医数字化诊断技术的发展。展。(一)望诊(一)望诊2 2中医望诊中医望诊目诊目诊(1 1)基本原理)基本原理虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的相互交织的各色环状物,其细部结构在虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的相互交织的各色环状物,其细部结构在出生之前就以随机组合的方式确定下来了。每一个虹膜都包含一个独出生之前就以随机组合的方式确定下来了。每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠
46、、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。虹膜是眼球中包围瞳孔的部分,上面布满极其和条纹等特征的结构。虹膜是眼球中包围瞳孔的部分,上面布满极其复杂的锯齿网络状花纹,应用计算机对复杂的锯齿网络状花纹,应用计算机对虹膜花纹虹膜花纹特征进行量化数据分特征进行量化数据分析,用以鉴别不同患者的虹膜变化,诊断目疾和全身的病理变化在瞳析,用以鉴别不同患者的虹膜变化,诊断目疾和全身的病理变化在瞳仁和黑睛上的反应。仁和黑睛上的反应。(一)望诊(一)望诊2 2中医望诊中医望诊目诊目诊(2 2)检测的装置)检测的装置虹膜检测技术虹膜检
47、测技术将虹膜的可视特征转换成一个将虹膜的可视特征转换成一个512512个字节的个字节的虹膜代码虹膜代码,这个,这个代码模板被存储下来以便后期识别所用。对代码模板被存储下来以便后期识别所用。对生物识别模板生物识别模板来说来说512512个字节个字节是一个十分紧凑的模板,但它对从虹膜获得的信息量来说是十分巨大的。是一个十分紧凑的模板,但它对从虹膜获得的信息量来说是十分巨大的。虹膜扫描识别系统虹膜扫描识别系统包括一个全自动照像机来寻找眼睛并在发现虹膜时就开包括一个全自动照像机来寻找眼睛并在发现虹膜时就开始聚焦。单色相机利用可见光和红外线,红外线定位在始聚焦。单色相机利用可见光和红外线,红外线定位在7
48、00900m700900m的范围的范围内。在检测过程中,先通过红外摄像头摄取患者面部,接着对虹膜进行定内。在检测过程中,先通过红外摄像头摄取患者面部,接着对虹膜进行定位并取出特征进行计算,然后与数据库库存数据进行对比,最后做出判断位并取出特征进行计算,然后与数据库库存数据进行对比,最后做出判断并采取措施。并采取措施。虹膜识别技术操作简便,检验的精确度也更高。虹膜识别技术操作简便,检验的精确度也更高。(一)望诊(一)望诊3 3中医望诊中医望诊望指纹望指纹人的手指罗纹可谓是人的手指罗纹可谓是“终身不变终身不变”的遗传密码。许多疾病如高血压、的遗传密码。许多疾病如高血压、心脏病、肿瘤等,都与遗传基因
49、有一定的相关性。心脏病、肿瘤等,都与遗传基因有一定的相关性。 (1 1)基本原理)基本原理指纹检侧技术首先成功地应用于刑事侦查等领域。指纹检侧技术首先成功地应用于刑事侦查等领域。指纹检测技术通过分析指纹的全局特征和指纹的局部特征,特征点如嵴指纹检测技术通过分析指纹的全局特征和指纹的局部特征,特征点如嵴 、谷和终点、分叉点或分歧点,每个特征点有大约、谷和终点、分叉点或分歧点,每个特征点有大约7 7个特征,每个人的个特征,每个人的1010个手指可产生最少个手指可产生最少49004900个独立可测量的特征点。个独立可测量的特征点。(一)望诊(一)望诊3 3中医望诊中医望诊望指纹望指纹(2 2)检测方
50、法)检测方法采集指纹图像的技术主要为光学技术和电容技术。采集指纹图像的技术主要为光学技术和电容技术。光学取像设备光学取像设备依据的原理是光的全反射。光线照到压有指纹的玻璃表面,依据的原理是光的全反射。光线照到压有指纹的玻璃表面,反射光线由反射光线由CCDCCD去获得,反射光的量依赖于压在玻璃表面指纹的嵴和谷的去获得,反射光的量依赖于压在玻璃表面指纹的嵴和谷的深度和皮肤与玻璃间的抽脂和水分。光线经玻璃射到谷的地方后在玻璃与深度和皮肤与玻璃间的抽脂和水分。光线经玻璃射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射,光线被反射到空气的界面发生全反射,光线被反射到CCDCCD,而射向嵴的光线不发生全反,而射
51、向嵴的光线不发生全反射,而是被嵴与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方,这样就在射,而是被嵴与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方,这样就在CCDCCD上形成了指纹的图像。上形成了指纹的图像。采用采用电容技术电容技术,在半导体金属阵列上结合大约,在半导体金属阵列上结合大约100000100000个电容传感器,其外个电容传感器,其外面是绝缘的表面,当患者的手指放在上面时,皮肤组成了电容阵列的另一面是绝缘的表面,当患者的手指放在上面时,皮肤组成了电容阵列的另一面。按压到采集头上的手指的嵴和谷在手指表皮和芯片之间产生不同的电面。按压到采集头上的手指的嵴和谷在手指表皮和芯片之间产生不同的电容,芯片通过
52、测量空间中的不同的电容场得到完整的指纹。容,芯片通过测量空间中的不同的电容场得到完整的指纹。(一)望诊(一)望诊3 3中医望诊中医望诊望指纹望指纹(3 3)影响因素影响因素为了提高信息的准确性,手指与采集指纹的传感器通常应保持一定的为了提高信息的准确性,手指与采集指纹的传感器通常应保持一定的清洁度,在验证指纹时,手指摆放的位置应尽量在相同的范围内,使清洁度,在验证指纹时,手指摆放的位置应尽量在相同的范围内,使每次采集到的图像尽可能一致。每次采集到的图像尽可能一致。指纹识别产品对应用的环境要求比较高,如气温太低导致指纹收缩、指纹识别产品对应用的环境要求比较高,如气温太低导致指纹收缩、指纹皮肤褪皮
53、、干燥、油污、磨损等,都会导致系统识别错误。指纹皮肤褪皮、干燥、油污、磨损等,都会导致系统识别错误。(一)望诊(一)望诊4 4中医望诊中医望诊舌诊舌诊望诊的望诊的舌诊舌诊,就是应用图像分析技术使之数字化表达。目前舌象数字,就是应用图像分析技术使之数字化表达。目前舌象数字化图像采集方法并不存在困难,而采集条件的齐同性与图像分析方法化图像采集方法并不存在困难,而采集条件的齐同性与图像分析方法仍有许多需要解决的问题。仍有许多需要解决的问题。 (二)闻诊(二)闻诊长期以来,闻诊这一诊察方法实施,以依靠医者的听觉和嗅长期以来,闻诊这一诊察方法实施,以依靠医者的听觉和嗅觉等主观感觉来完成。觉等主观感觉来完
54、成。 1 1电子听诊器技术电子听诊器技术2 2电子鼻(电子鼻(Electronic noseElectronic nose)(二)闻诊(二)闻诊用于中医闻诊的电子听诊器技术用于中医闻诊的电子听诊器技术电子听诊器技术实际上是一套电子听诊器技术实际上是一套生理声音分析系统生理声音分析系统。通过它,医生可以。通过它,医生可以利用电子听诊器很方便地在微机的显示器上,观察人体生理声音或病利用电子听诊器很方便地在微机的显示器上,观察人体生理声音或病理声音的波形,通过耳机听到上述声音,从而发现和鉴别人体的生理理声音的波形,通过耳机听到上述声音,从而发现和鉴别人体的生理声音或病理声音的变化,并将其与通过听诊器
55、得到声音加以比较,以声音或病理声音的变化,并将其与通过听诊器得到声音加以比较,以提高自身的听诊水平和疾病诊断能力。提高自身的听诊水平和疾病诊断能力。 (二)闻诊(二)闻诊用于中医闻诊的电子听诊器技术用于中医闻诊的电子听诊器技术(1 1)基本原理)基本原理利用话筒和声音传感器将人体利用话筒和声音传感器将人体生理声音生理声音转换成电信号,通过计算机的声效转换成电信号,通过计算机的声效卡将其转换成声音文件形式,存入系统的数据库中。卡将其转换成声音文件形式,存入系统的数据库中。同时将此电信号通过同时将此电信号通过A/DA/D转换卡转换成数字信号,送入微计算机并经处理转换卡转换成数字信号,送入微计算机并
56、经处理后将其波形显示在显示器上,同时以数据集的形式存入系统的数据库中。后将其波形显示在显示器上,同时以数据集的形式存入系统的数据库中。系统数据库系统数据库中存有大量的包括不同的年龄、性别、体貌特征、病理现象、中存有大量的包括不同的年龄、性别、体貌特征、病理现象、体检资料、疾病诊断、包括生理声音或病理声音与它们的声音波形的人群体检资料、疾病诊断、包括生理声音或病理声音与它们的声音波形的人群资料,使医生可以通过这些资料与被检查人的情况进行对比,为疾病诊断资料,使医生可以通过这些资料与被检查人的情况进行对比,为疾病诊断提供重要的参考依据。提供重要的参考依据。电子听诊器的硬件由人体声音采集仪和微计算机
57、控制部分组成。电子听诊器的硬件由人体声音采集仪和微计算机控制部分组成。(二)闻诊(二)闻诊用于中医闻诊的电子听诊器技术用于中医闻诊的电子听诊器技术(2 2)检测装置)检测装置声音传感器声音传感器n由于人体生理声音或病理声音属于低频(由于人体生理声音或病理声音属于低频(8250Hz8250Hz)、声波压强低、信号变化)、声波压强低、信号变化和差异小、鉴别难度大等因素,应选择低频响应好、灵敏度高、压电转换效率和差异小、鉴别难度大等因素,应选择低频响应好、灵敏度高、压电转换效率高的薄膜压电材料构成的拾音器和输入阻抗高、低频通频带响应好的高增益放高的薄膜压电材料构成的拾音器和输入阻抗高、低频通频带响应
58、好的高增益放大器。大器。放大器放大器n采用新型低噪声的单片运算放大器,改善了整机的噪声指标和共模抑制比,其采用新型低噪声的单片运算放大器,改善了整机的噪声指标和共模抑制比,其性能参数为:输入阻抗性能参数为:输入阻抗100k100k,3dB3dB通频带为通频带为0.11500Hz0.11500Hz,输入端等效噪声电,输入端等效噪声电压压1V1V,增益,增益02000200倍可调。倍可调。话筒话筒 A/DA/D卡卡系统的软件系统的软件(二)闻诊(二)闻诊用于中医闻诊的电子听诊器技术用于中医闻诊的电子听诊器技术(2 2)检测装置)检测装置声音传感器声音传感器放大器放大器话筒话筒n其作用是将人体声音送
59、到计算机的声效卡中,转换成后缀名为其作用是将人体声音送到计算机的声效卡中,转换成后缀名为WAVWAV的声音文件。的声音文件。 A/DA/D卡卡n由于人体生理声音或病理声音的频率低(由于人体生理声音或病理声音的频率低(250Hz250Hz),信号变化小、鉴别难度大),信号变化小、鉴别难度大等因素,选转换频率低而转换精度高(应有等因素,选转换频率低而转换精度高(应有1010位)的转换卡。位)的转换卡。系统的软件系统的软件n整个声图检测系统须具有数据库建立和数据库的检索调用两大功能。整个声图检测系统须具有数据库建立和数据库的检索调用两大功能。n主要由以下几个部分组成:主控程序、数据采集和处理、波形的
60、描述和显示、主要由以下几个部分组成:主控程序、数据采集和处理、波形的描述和显示、数据库系统。数据库系统。(二)闻诊(二)闻诊2中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合随着仿生学的迅速发展,现在己经出现了多种仿照生物特性而研制出随着仿生学的迅速发展,现在己经出现了多种仿照生物特性而研制出的仪器设备。电子鼻是仿照生物的嗅觉系统而研制开发出的一个检测的仪器设备。电子鼻是仿照生物的嗅觉系统而研制开发出的一个检测气体的系统,其主要的目的是把几种气体传感器集成,做成一个多传气体的系统,其主要的目的是把几种气体传感器集成,做成一个多传感器系统,这样在一个传感系统可以同时感应多种气体成分。
61、感器系统,这样在一个传感系统可以同时感应多种气体成分。(1)基本原理)基本原理电子鼻是一类非常典型的智能型生化传感器系统,它是将不同气敏传感元电子鼻是一类非常典型的智能型生化传感器系统,它是将不同气敏传感元集成起来,利用各种敏感元对不同气体的交叉敏感效应,采用神经网络模集成起来,利用各种敏感元对不同气体的交叉敏感效应,采用神经网络模式识别等先进数据处理技术,对混合气体的各种组分同时监测,得到混合式识别等先进数据处理技术,对混合气体的各种组分同时监测,得到混合气体的组成信息的。气体的组成信息的。(二)闻诊(二)闻诊2中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合(2)电子鼻的结构)
62、电子鼻的结构电子鼻系统是仿照生物的嗅觉系统所设计出的,因而它在结构上和人体的电子鼻系统是仿照生物的嗅觉系统所设计出的,因而它在结构上和人体的嗅觉系统十分相似。主要由三部分组成:感应部分,信号传输部分和数据嗅觉系统十分相似。主要由三部分组成:感应部分,信号传输部分和数据处理单元。处理单元。感应部分感应部分:其作用是用来感应气体中的化学成分,产生可以用来测量的物:其作用是用来感应气体中的化学成分,产生可以用来测量的物理量的变化。理量的变化。信号的传输部分信号的传输部分:这一部分就如同人的神经一样主要是用来把传感器的信:这一部分就如同人的神经一样主要是用来把传感器的信号传输到后续的数据处理单元。号传
63、输到后续的数据处理单元。数据处理单元数据处理单元:这一部分就像是人的大脑,用来对输入的数据进行处理。:这一部分就像是人的大脑,用来对输入的数据进行处理。它主要是进行两方面的处理:一方面它要从输入的信息中提取一些特征参它主要是进行两方面的处理:一方面它要从输入的信息中提取一些特征参数;另一方面它再把这些参数进行模式识别。由于电子鼻所使用的数据处数;另一方面它再把这些参数进行模式识别。由于电子鼻所使用的数据处理方法比较复杂,所以一般都使用计算机对数据进行处理。理方法比较复杂,所以一般都使用计算机对数据进行处理。(二)闻诊(二)闻诊2中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合(3)
64、在中医闻诊的应用)在中医闻诊的应用电子鼻主要是用于测量气体化学成分的仪器,主要应用于需要测量气电子鼻主要是用于测量气体化学成分的仪器,主要应用于需要测量气体成分的环境中。体成分的环境中。中医闻诊时,需要对患者散发出的气味(包括口气、汗气、痰涕之气、中医闻诊时,需要对患者散发出的气味(包括口气、汗气、痰涕之气、二便之气、经带恶露之气、呕吐物之气、病室之气等等)进行检验,二便之气、经带恶露之气、呕吐物之气、病室之气等等)进行检验,传统的方法就是依靠人的嗅觉或者是通过化学分析的方法。由于人的传统的方法就是依靠人的嗅觉或者是通过化学分析的方法。由于人的嗅觉在很大程度上带有主观的成分,所以并不是很精确;
65、而化学检验嗅觉在很大程度上带有主观的成分,所以并不是很精确;而化学检验需要很长的时间无法达到实时的监侧,就会导致误诊。电子鼻则可需要很长的时间无法达到实时的监侧,就会导致误诊。电子鼻则可实实现闻诊的在线控制现闻诊的在线控制。(三)问诊(三)问诊中医问诊与人工神经网络技术的结合中医问诊与人工神经网络技术的结合中医问诊是询问病人有关疾病的情况,病人的自觉症状,既往病史、中医问诊是询问病人有关疾病的情况,病人的自觉症状,既往病史、生活习惯等,从而了解患者的各种病态感觉以及疾病发生发展、诊疗生活习惯等,从而了解患者的各种病态感觉以及疾病发生发展、诊疗等情况的诊察方法。等情况的诊察方法。通过问诊所获得与
66、疾病有关的资料,是临床医生分析病情,进行辨证通过问诊所获得与疾病有关的资料,是临床医生分析病情,进行辨证的可靠依据。怎样从复杂的临床资料中获取信息,使之系统量化,是的可靠依据。怎样从复杂的临床资料中获取信息,使之系统量化,是中医证候研究的重点内容之一。中医证候研究的重点内容之一。人工神经网络具有大规模的并行处理和分布式的信息存储,以及自适人工神经网络具有大规模的并行处理和分布式的信息存储,以及自适应的学习功能和联想、纠错功能。有人采用贝叶斯后向传播算法的复应的学习功能和联想、纠错功能。有人采用贝叶斯后向传播算法的复杂映射的非线性通近功能,对中医证候的特征值进行数据挖掘,提高杂映射的非线性通近功
67、能,对中医证候的特征值进行数据挖掘,提高了证候诊断的准确率。神经网络算法是在现代神经生物学和认知科学了证候诊断的准确率。神经网络算法是在现代神经生物学和认知科学对人类信息处理研究成果的基础上提出的,它具有良好的容错性、层对人类信息处理研究成果的基础上提出的,它具有良好的容错性、层次性、可塑性、自适应性、联想记忆和并行处理能力。次性、可塑性、自适应性、联想记忆和并行处理能力。近年来,神经网络已经被应用于中医辅助诊疗软件的开发中。近年来,神经网络已经被应用于中医辅助诊疗软件的开发中。(四)切诊(四)切诊脉诊数字化诊断技术脉诊数字化诊断技术中医脉象仪中医脉象仪中医诊断的数字化综合集成中医诊断的数字化
68、综合集成中医诊断学的主要方法有望、闻、问、切中医诊断学的主要方法有望、闻、问、切四诊四诊之说,临之说,临床医生在工作中,常常是四诊同时进行、综合运用,并非偏床医生在工作中,常常是四诊同时进行、综合运用,并非偏重于某方面。重于某方面。中医数字化诊断将建立于一个技术平台上,方能综合应用于中医数字化诊断将建立于一个技术平台上,方能综合应用于临床工作。利用计算机外接各种生理传感器,运用相关的支临床工作。利用计算机外接各种生理传感器,运用相关的支持软件,形成一种持软件,形成一种多信息融合多信息融合的技术平台,这将是未来中医的技术平台,这将是未来中医数字化诊断的发展方向。数字化诊断的发展方向。作业作业查阅有关中医工程学的资料并加以综述。查阅有关中医工程学的资料并加以综述。谢谢!谢谢!