2012—2022年中醫診斷裝備臨床應用分析?

郭 壯,馬嘉軼 ,尹繼瑤 ,邱士慶,宋曉慧,劉子琛,王俊文△

(1.中國中醫科學院中醫基礎理論研究所,北京 100700;2.北京印刷學院機電工程學院,北京 102600;3.山東中醫藥大學第二附屬醫院,濟南 250035)

隨著人工智能的發展,中醫藥診斷技術的現代化研究進步飛速。國務院發布“十四五”中醫藥發展規劃的通知文件中指出中醫智能輔助診斷的相關研究是中醫藥發展的重要組成部分[1-2]。然而中醫的個體化診療思想導致中醫智能輔助診斷技術在實際臨床應用中難以發揮優勢,醫生對于患者診斷信息的判斷受主觀因素的影響較大,不同醫生對同一患者的診斷信息判斷或不相同[3]。為了解決因個體化診療產生的療效難以評價、診療技術難以傳承等一系列的問題,部分學者提出在中醫規范化、標準化的基礎上,運用紅外儀、舌象儀、脈象儀、面診儀和經絡儀等現代化中醫診斷裝備客觀地收集患者信息,以降低醫生因主觀判斷所造成的影響[4]。

中醫診斷裝備近年來發展迅速。紅外儀通過檢測患者特定部位的溫度并與正常人相應部位進行對比后,可判斷出該區域呈現涼/熱的偏離趨勢;舌診儀通過檢測患者舌色、苔色、舌形(胖瘦、齒痕、點刺、裂紋等)、苔質(厚薄、膩、腐、苔剝)以及局部特征(邊尖紅、瘀點瘀斑)等信息可歸納出舌象數據特征;脈診儀通過檢測t1～t5、h1～h5、As、Ad、A、t、w1～w2以及參數比值(如t5/t4、h4/h1)等脈象指標,可以輸出脈位、脈率、脈節律、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據特征[5]。目前這些裝備在臨床各科疾病診斷中大多僅作為參考,且多數疾病僅利用單一裝備收集數據。因此,分析中醫診斷裝備在臨床中的應用情況,以探究裝備在設計研發、收集客觀數據等方面尚存的不足與局限之處,有利于明晰其未來發展趨勢,進而對輔助中醫臨床、科研、教學水平的提升起到一定指導作用。

1 資料與方法

1.1 數據來源

本研究以中國知網(CNKI)為數據來源,使用“高級檢索”欄目進行檢索。

1.2 檢索策略

設定檢索式為:(篇關摘=‘中醫’)AND篇摘要=(‘客觀’+‘量化’+‘計量’+‘診斷’)AND篇摘要=(‘設備’+‘裝備’+‘檢測儀’+‘辨識儀’+‘診斷儀’+‘智能’)。

檢索時間跨度設為2012年1月1日至2022年12月31日,文獻來源為中文期刊。

1.3 納入標準

已發表的關于“中醫診斷裝備在臨床上的應用”的原創文章(論著);“中醫診斷裝備在臨床上的應用”的研究進展類文章;有明確研究數據及結論的文章;同種同類型研究只納入最新結論。

1.4 排除標準

會議通知、摘要或記錄、新聞稿約、勘誤文件、部分結果或過程表述不清晰的碩博論文、實驗結論概述模糊或實驗數據不完備者。

1.5 建立數據庫

將所檢索文獻導入NoteExpress中建立文獻數據庫,將重復文獻剔除。由兩名具有執業醫師資格的研究人員交叉核對文獻信息并篩選出符合納入標準的有效文獻。將有效研究文獻中涉及的中醫診斷裝備按紅外儀、舌診儀、脈診儀和其他儀器進行分類,同時依據臨床疾病分科對文獻進行統一整理和歸納,最終將信息錄入Excel,建立“中醫診斷裝備在臨床應用中的相關文獻”數據庫。

1.6 數據分析

本研究依據中醫診斷裝備(紅外儀、舌診儀、脈診儀等)在臨床主要疾病分科的發表文獻情況繪制相應表格,并進行描述性分析,從而探討臨床運用中醫診斷裝備的傾向性、局限性。

2 結果

2.1 文獻檢索結果

經過初步檢索,共得到2 000篇相關文獻,經由研究者對文獻進行統一整理與清洗工作后,篩選出符合納入標準的文獻共175篇,其中包括呼吸(內)科疾病24篇、心血管(內)科疾病39篇、消化(內)科疾病24篇、骨(外)科疾病51篇、婦產科疾病33篇、兒科疾病4篇,見表1。

2.2 中醫診斷裝備在呼吸(內)科疾病中的應用情況

在新冠肺炎、肺癌、反復呼吸道感染、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、肺結核等呼吸(內)科疾病中,舌診儀應用最為廣泛。葉天士主張“時病重舌診”,新冠肺炎等具有季節性、傳染性的疾病病位多在于肺且病程不長,通過對舌象的側重觀察即可診察患者臟腑氣血狀態?！端貑枴の迮K生成篇》曰“諸氣者,皆屬于肺”,因此肺癌患者多以正虛為本[5],常伴氣虛表現如舌淡苔白,見表2。

2.3 中醫診斷裝備在心血管(內)科疾病中的應用情況

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

2.4 中醫診斷裝備在消化(內)科疾病中的應用情況

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)科疾病中紅外儀應用最多。消化系統的運行與人體脾胃功能密切相關。脾為太陰,其氣易虛,虛則有寒;胃為陽明,受邪易實,實則易熱[20]。脾胃居中焦,是陰陽升降的樞紐,一旦中氣虛弱,寒熱錯雜,就會形成痞證,臨床常用清上溫下,寒熱并調之法。紅外檢測是辨識人體寒熱的一項重要手段,利用紅外儀能直接觀測脾胃的寒熱變化,有利于進行分型治療,見表4。

表4 中醫診斷裝備在消化(內)科疾病中的臨床應用與研究現況

2.5 中醫診斷裝備在骨(外)科疾病中的應用情況

在腰椎間盤突出癥、類風濕關節炎、股骨頭壞死、骨質疏松、膝骨關節炎等骨(外)科疾病中紅外儀應用最多。多數骨科疾病歸屬于中醫“痹證”范疇,《素問·痹論篇》曰“風寒濕三氣雜至,合而為痹”,診治痹證應先分為寒、熱,再按病邪偏盛的程度不同,進行辨證施治。熱痹關節肌肉以紅腫熱痛為主;寒痹以關節肌皮觸之冰冷為主。痹證患者發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,見表5。

表5 中醫診斷裝備在骨(外)科疾病中的臨床應用與研究現況

2.6 中醫診斷裝備在婦產科疾病中的應用情況

在多囊卵巢綜合征、乳腺增生、子宮頸癌等婦產科疾病中紅外儀應用最多。婦女易感寒熱致病,外寒入侵沖任、子宮,導致經行發熱、經行身痛、痛經、月經后期等病證;內寒常導致閉經、多囊卵巢綜合征、宮寒不孕等;外熱為感火熱之邪,尤其是月經期、孕期、產褥期,熱邪易乘虛而入,損傷沖任,發為經行發熱、經行生痛、月經先期、崩漏等病證;若內生火熱,可發為經行情志異常、惡阻、胎漏等。因此紅外儀在婦科疾病中運用廣泛,能通過其寒熱變化,對疾病進行診治,見表6。

表6 中醫診斷裝備在婦產科疾病中的臨床應用與研究現況

2.7 中醫診斷裝備在兒科疾病中的應用情況

文獻梳理結果顯示,在兒科疾病中紅外儀應用最多。小兒腠理不密,皮毛疏松,肺臟嬌嫩,脾臟薄弱,各種時邪易于感觸。小兒不僅易于發病,既病后又易于傳變,主要表現為寒熱虛實的迅速轉化,即易虛易實、易寒易熱。小兒由于“稚陰未長”,故易見呈陰傷陽亢,表現為熱證;又由于“稚陽未充”,故易見陽氣虛衰,表現為寒證。因此常用紅外儀觀測小兒患病后寒熱虛實,從而判斷證候類型,見表7。

表7 中醫診斷裝備在兒科疾病中的臨床應用與研究現況

3 中醫診斷裝備在臨床應用中的局限性

3.1 紅外儀

紅外儀在中醫領域應用發展較快,目前的研究熱點以腧穴、針灸、推拿、輔助診斷、體質辨識為主[46]。但在使用過程中尚存些許局限性:自動聚焦靈敏度不夠,精準聚焦能保證探測器捕捉到有效紅外能量數值,但儀器的自動聚焦功能差,需要多次聚焦才可;對于環境要求較高,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展,且臨床中受限較大;受衣物影響,檢測部位若有衣物覆蓋,紅外熱圖成像效果不佳,因此需要被檢者充分暴露檢測部位,若涉及隱私部位,患者依從性較差;深層組織及過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,且仍有許多問題亟待攻克。研究涉及軟硬件種類較多,部分尚未構建統一標準[47];圖像采集的質量、清晰度、動態解析等要求越來越高;拍照設備可逐漸由手機取代數碼相機,但不同手機的攝像頭規格、拍攝時間、角度等難以統一;采集舌下絡脈數據時,采集人員要穩、準、快,舌下采集不同于舌面,被檢者大多難以維持舌態;采集的舌圖需要去除光照影響;舌態顏色信息需要與標準色卡比對,即拍攝時最好將色卡同時拍攝。

3.3 脈診儀

目前中醫脈診儀的研究熱點圍繞測試裝備展開,但相關專利的存活率、轉化率較低[48],說明部分研究者對于設備的臨床使用考慮不足,在實際操作過程中存在諸多不便。在檢測脈搏波時部分脈診儀為單脈點覆蓋式腕帶結構,可通過傳感器檢測雙手寸、關、尺(或僅測關)位脈象參數,但是存在測量時間較久、患者移動體位導致檢測位置發生輕微偏移、單脈點檢測難以測量空間數據(如脈長、脈寬)等局限。陣列傳感器雖能提高精準度,但相關技術尚未完善,無法獲得穩定的研究基礎[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],但尚未出現規范化測量脈象的傳感器,故脈象表征的物理量也尚未統一,導致中醫思維與脈象特征指標的結合存在障礙。從而導致行業內缺少擁有特征指標的標準化文件及不同脈診儀的客觀規范文件。

4 結語與展望

紅外熱圖反映人體溫度的特性與中醫陰陽、寒熱辨證具有較強的關聯性,臨床中運用紅外儀輔助中醫診斷、辨證及進行療效評價的文獻,涉及了治未病、功法、推拿、五音、針灸、體質、兒科診療等諸多領域,包含病種多樣且復雜,具有宏遠的發展前景。通過進一步提高儀器的辨識度、增強儀器對環境及衣物的兼容性、提升儀器便攜性,可以有效促進紅外儀在臨床中的應用。

舌診儀正在逐漸往提高便攜性、準確性的方向發展。舌象的動態變化觀察十分重要,需要被檢者通過隨身攜帶的智能設備進行圖像采集以持續提供有效的舌象圖片。這不僅對采集設備及光源等客觀條件提出了更嚴格的要求,還亟需舌診參數的標準化、信息處理、色彩校正等方面的技術支持。

脈診儀的傳感器種類繁多,在探索新材料、新類型同時,也應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,同時要大力發展醫工交叉學科創新工作,靈活運用中醫思維結合人工智能[51]、機器學習、深度學習等新技術、新方法,從各個角度解讀脈象信號,促進脈診現代化、數字化、智能化發展。

目前,中醫診斷裝備在部分臨床疾病中應用狀況較好。然而未來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現行標準[52-54],對于紅外圖像、舌象圖像的采集和評價做出了規范;但目前各家醫療設備公司生產儀器的精準度、測量方式、計算方法各有不同,現行標準往往很難進行統一指導;故可針對不同醫療設備公司的儀器制定相關標準,使得中醫診斷裝備得到更統一、全面的應用。部分中醫診斷裝備缺失現行標準,如經絡儀,需進一步在臨床應用中獲取數據來指定相關要求。臨床上的研究疾病種類有待進一步擴大,如紅外儀現多檢測與“寒”“熱”相關的疾病,然而諸如氣虛、血瘀等證型也可應用紅外儀分析不同證素間的差別。研究可進一步深化,如設備針對同種疾病的不同證型獲取的參數存在差異,可從基因代謝組學、證素相關性等方面進一步研究造成差異的原因,利用中醫診斷裝備多角度地進行客觀化分析。

隨著人工智能、大數據、多源信息融合、生化檢測等技術的突飛猛進,客觀化中醫診斷裝備的應用范圍將進一步擴大,同時利用更加高效、準確、完善的相關技術對疾病進行輔助診斷的需求也會進一步凸顯。但由于中醫基礎理論概念不明確、客觀思維不清楚,影響了中醫裝備的臨床應用。建議以《中醫基礎理論》《中醫診斷學》《中醫內科學》和各類疾病指南作為理論依據,建立鏈接中醫和現代科技的中醫工程領域本體[55],為中醫診斷裝備的工程化蓄勢。對臨床疾病的測量要素及各項檢測指標進行深入研究,探究其內在的關聯性,增強中醫診斷裝備智能診斷的科學性和準確性,進而提升其輔助中醫臨床、科研、教學的水平。