阴虚体质人群脉诊信息特征研究❋

宋诗博， 安二匣， 樊西倩， 王星雅， 刘 跞， 刘 佳△， 汪南玥, △

(1.中国中医科学院， 北京 100700；2.陕西中医药大学，陕西 咸阳 712046)

阴虚体质是体内精血津液不足，出现五心烦热、口咽干燥、舌红脉数等一系列表现的体质类型[1，2]。体质流行病学调查表明，阴虚体质排在偏颇体质的第四位[3]。且现代社会有越来越多的人熬夜频繁、喜食辛辣、脾气急躁，导致体内阴液大量损伤，阴虚体质逐渐受到人们的关注。

脉诊是中医诊断方法中的重要部分，传统脉诊主要靠医生手指感知患者动脉搏动来判断健康状态[4]。现代研究可将脉诊信息通过脉图直观地表达出来，并利用算法进行特征挖掘[5]。脉诊信息反映气血阴阳的盛衰和五脏六腑的功能状态，对体质辨识有重要意义[6，7]。本研究以阴虚体质人群为研究对象，分析阴虚体质与平和体质人群的脉诊信息差异，为阴虚体质识别提供客观指标。

1 资料

1.1 研究对象

受试者为陕西中医药大学在校学生及陕西中医药大学第二附属医院的体检患者，共纳入研究对象227例。其中，阴虚组107例(平均年龄28.45岁)，平和组120例(平均年龄29.11岁)，2组基本信息比较差异无统计学意义。采集时间为2019年4月至2019年8月。

1.2 诊断标准

符合《中医体质分类与判定》[8]中对阴虚体质与平和体质的判定标准。

1.3 纳入标准

年龄大于16周岁；经实验室检查(血常规、尿便常规)及体格检查(体温、血压、呼吸、心电图)证实无异样；受试者本人同意参加调查。

1.4 排除标准

出现反关脉、斜飞脉；有器质性疾病或患有精神疾病、有严重智力障碍或认知功能障碍者；不能按要求坚持配合者。

2 方法[9]

2.1 脉诊信息的采集

叮嘱受试者在调整呼吸后进行脉诊采集。采用三探头中医脉诊仪(国家二类医疗器械，津械注准20202200143，天津帕斯泰克医疗器械有限公司)采集左右手寸口部的寸、关、尺6部脉的信息，为保证每个部位的脉诊信息≥50个周期，每次采集40 s。

2.2 脉诊信息的预处理

应用《中医脉诊信息数据库管理与分析系统》中离散余弦变换(discrete cosine transform,DCT)的方法，将脉诊数据中频率<0.5 Hz和>48 Hz的波滤除。

2.3 脉诊信息特征参数的提取

2.3.1 脉图周期的划分 在人体不同状态下，脉诊信息波形图的周期特征并不完全相同，需要根据脉诊信号的变化对单个周期进行准确划分[10]。

2.3.2 特征参数的提取模型 对划分的单个脉图周期构建三角函数，并对所有周期信号进行最小二成回归以建立12谐波模型，用以拟合不同的脉诊信号[11](见图1、2)。

注：A图中蓝色代表单个周期脉图信号，红色代表其平均值，绿色代表模型拟合曲线；B图为模型中所用的谐波，拟合数据为这些谐波及A图中平均值之和图1 12个谐波拟合波形与原始脉诊信息比较

注：A为2个周期分别拟合；B为所有周期均值来拟合2个周期(原始曲线为蓝色，拟合曲线为红色)图2 脉诊信息所有周期最小二乘回归减少拟合误差

2.3.3 特征参数的提取 在对脉诊信息进行特征参数提取时，频域参数通过计算12个谐波的振幅和相位得到峰值F1-F12和初相角C1-C12；时域参数为主波幅值h1、急性射血期时值t1、收缩期时值t4、舒张期时值t5、降中峡幅值/主波幅值h4/h1、重搏波幅值/主波幅值h5/h1、h1上1/3的时值w等参数共32个。再加上共用的脉数参数，共提取出193个特征参数(32个×6个部位+1)。

2.4 脉诊信息分类判决

本研究采用无监督学习—主成分分析(PCA, principal component analysis)与有监督学习—最小二乘法(LS, least square estimation)、套索回归(Lasso, leat absoluste shrikage and selection operator)相结合方法对数据进行特征挖掘。选用研究数据的80%建立判决模型，剩余的20%数据用以验证模型并计算准确率。

3 结果

3.1 阴虚体质与平和体质人群脉诊信息的主成分分析(principal component analysis，PCA)

图3示，经主成分分析发现，阴虚体质与平和体质人群脉诊信息存在差异，且区别2组数据最显著的主成分为第二主成分，不能准确分类的概率为14%，即有 86%的准确率可将2组数据分开。

注：蓝色代表平和体质人群脉诊信息的主成分分布，绿色代表阴虚体质人群脉诊信息的主成分分布。括号中的百分数代表根据该主成分判断两组数据来自同一整体的概率图3 阴虚体质与平和体质人群脉诊信息主成分分布图

3.2 阴虚体质与平和体质人群脉诊信息最小二乘法(least square estimation，LS) 识别

为防止参数过多模型出现过拟合，本研究根据样本量对参数个数进行计算，发现最多可选择7个参数进行建模(见图4)。P值为0.31，说明模型有69%的准确率将2组数据区别开。参与建模的7个参数分别为右寸能量1、右尺能量1、左尺相位7、右关相位8、右寸h5比h1、右尺相位9、左关相位12。判决公式：Y=-2.5848能量1右寸+2.3523能量1右尺-1671.9866相位7左尺+1291.9247 相位8右关+0.51878h5比h1右寸+840.9232相位9右尺+636.5303相位12左关。

注：图中横坐标为判决模型计算值，纵坐标为2组人根据判决模型计算值出现的频度。蓝色代表平和质，绿色代表阴虚质，横坐标上的红点代表判决点图4 阴虚体质与平和体质人群脉诊信息的LS分类图

3.3 阴虚体质与平和体质人群脉诊信息的套索回归(leat absoluste shrikage and selection operator，Lasso)识别

在Lasso分析中，程序选出7个特征参数进行拟合建模(见图5)。P值为0.38，说明模型有62%的准确率将2组数据分开。参与建模的7个特征参数分别为左关h5比h1、左关相位4、左尺相位4、左尺相位6、右寸脉位、右寸能量4、右尺相位10。判别公式：Y= 0.017 h5比h1左关-0.006相位 4左关-0.059相位4左尺-0.012相位6左尺-0.007脉位右寸+0.017能量4右寸+0.036相位10右尺。

注：图中横坐标为判决模型计算值，纵坐标为2组人根据判决模型计算值出现的频度。蓝色代表平和质，绿色代表阴虚质，横坐标上的红点代表判决点图5 阴虚体质与平和体质人群脉诊信息Lasso分类图

将区分阴虚体质与平和体质人群脉诊信息特征参数中具有统计学意义的参数总结如下(见表1)。

表1 阴虚体质与平和体质人群脉诊信的特征参数比较

4 讨论

本研究发现，阴虚体质与平和体质人群脉诊信息差异明显，模型判别准确率可达86%，不同判别方法结果可以互相验证。主成分分析发现，2组人

群差异主要表现在第二主成分，这是因为阴虚质与平和质均属于健康人群，在本质特征上并没有显著差异。与前期研究发现，健康人与疾病患者脉诊信息差异以第一主成分最显著的结果相比[9]，说明体质类型是在健康状态之后影响脉诊信息的第二大因素。

进一步研究发现，阴虚体质与平和体质人群脉诊信息差异主要集中在时域参数的左关s、s1、s2、t1及右尺t1、w。s为脉图的面积参数，代表脉管内血液的充盈度，t1代表左心室快速射血期。阴虚质组s、s1、s2均小于平和质组，而t1大于平和质组，说明与平和体质比较，阴虚质人群血液不够充盛，符合阴虚质人群体内精血亏虚的特点。而该差异表现在左关是因为左关候肝，肝主藏血。《医学从众录》曰：“肾肝之阴, 则真精也”，w反映血液流经脉管的时间[12]。阴虚质人群略高，说明阴虚质人群脉象略弦。该结果与以往研究发现，阴虚体质人群易出现弦细脉的结论相一致[13，14]。频域参数主要代表产生差异部位的变化[15]，阴虚体质人群主要表现在右寸、左尺及右尺。左尺候肾，右尺候命门。肾为先天之本，肾主藏精，肾精未充，真阴未足[16]。张景岳在《真阴论》中提到：“无水无火，皆在命门”，说明阴虚体质主要由肾精亏虚、命门之水不足导致。右寸候肺，因“肺金为肾水之母，水涸则金枯”，故阴虚体质人群在肺脉中出现明显变化，也与以往研究发现，阴虚体质易出现鼻微干、口咽干燥、便秘等症状[17]的结果相符合。

综上所述，通过对脉诊信息的客观采集与分析发现，阴虚体质与平和体质之间脉诊信息差异显著，通过脉诊信息参数建模进行体质分类的准确率在62%～89%之间，构成2种体质脉诊信息差异的主要参数集中在时域参数的左关s减小、t1增加，右尺t1、w增加，与传统中医理论认为阴虚体质人群多精血不足且脉象弦细的观点相一致；同时还表现在频域参数中双尺和右寸的变化，为“真阴存于肾命之中”和“肾水常借肺金为母以补助其不足”等中医理论提供了一定的客观依据。不同体质脉诊信息的特征性变化以及脉诊建模进行体质辨识的工作，为中医体质的客观识别提供了可行的方法，也为中医脉诊客观化研究在体质辨识领域应用提供了示范。