2012—2022年中医诊断装备临床应用分析❋

郭 壮,马嘉轶 ,尹继瑶 ,邱士庆,宋晓慧,刘子琛,王俊文△

(1.中国中医科学院中医基础理论研究所,北京 100700;2.北京印刷学院机电工程学院,北京 102600;3.山东中医药大学第二附属医院,济南 250035)

随着人工智能的发展,中医药诊断技术的现代化研究进步飞速。国务院发布“十四五”中医药发展规划的通知文件中指出中医智能辅助诊断的相关研究是中医药发展的重要组成部分[1-2]。然而中医的个体化诊疗思想导致中医智能辅助诊断技术在实际临床应用中难以发挥优势,医生对于患者诊断信息的判断受主观因素的影响较大,不同医生对同一患者的诊断信息判断或不相同[3]。为了解决因个体化诊疗产生的疗效难以评价、诊疗技术难以传承等一系列的问题,部分学者提出在中医规范化、标准化的基础上,运用红外仪、舌象仪、脉象仪、面诊仪和经络仪等现代化中医诊断装备客观地收集患者信息,以降低医生因主观判断所造成的影响[4]。

中医诊断装备近年来发展迅速。红外仪通过检测患者特定部位的温度并与正常人相应部位进行对比后,可判断出该区域呈现凉/热的偏离趋势;舌诊仪通过检测患者舌色、苔色、舌形(胖瘦、齿痕、点刺、裂纹等)、苔质(厚薄、腻、腐、苔剥)以及局部特征(边尖红、瘀点瘀斑)等信息可归纳出舌象数据特征;脉诊仪通过检测t1～t5、h1～h5、As、Ad、A、t、w1～w2以及参数比值(如t5/t4、h4/h1)等脉象指标,可以输出脉位、脉率、脉节律、脉力、紧张度、流利度、脉名等脉象信息,从而归纳出患者的脉象数据特征[5]。目前这些装备在临床各科疾病诊断中大多仅作为参考,且多数疾病仅利用单一装备收集数据。因此,分析中医诊断装备在临床中的应用情况,以探究装备在设计研发、收集客观数据等方面尚存的不足与局限之处,有利于明晰其未来发展趋势,进而对辅助中医临床、科研、教学水平的提升起到一定指导作用。

1 资料与方法

1.1 数据来源

本研究以中国知网(CNKI)为数据来源,使用“高级检索”栏目进行检索。

1.2 检索策略

设定检索式为:(篇关摘=‘中医’)AND篇摘要=(‘客观’+‘量化’+‘计量’+‘诊断’)AND篇摘要=(‘设备’+‘装备’+‘检测仪’+‘辨识仪’+‘诊断仪’+‘智能’)。

检索时间跨度设为2012年1月1日至2022年12月31日,文献来源为中文期刊。

1.3 纳入标准

已发表的关于“中医诊断装备在临床上的应用”的原创文章(论著);“中医诊断装备在临床上的应用”的研究进展类文章;有明确研究数据及结论的文章;同种同类型研究只纳入最新结论。

1.4 排除标准

会议通知、摘要或记录、新闻稿约、勘误文件、部分结果或过程表述不清晰的硕博论文、实验结论概述模糊或实验数据不完备者。

1.5 建立数据库

将所检索文献导入NoteExpress中建立文献数据库,将重复文献剔除。由两名具有执业医师资格的研究人员交叉核对文献信息并筛选出符合纳入标准的有效文献。将有效研究文献中涉及的中医诊断装备按红外仪、舌诊仪、脉诊仪和其他仪器进行分类,同时依据临床疾病分科对文献进行统一整理和归纳,最终将信息录入Excel,建立“中医诊断装备在临床应用中的相关文献”数据库。

1.6 数据分析

本研究依据中医诊断装备(红外仪、舌诊仪、脉诊仪等)在临床主要疾病分科的发表文献情况绘制相应表格,并进行描述性分析,从而探讨临床运用中医诊断装备的倾向性、局限性。

2 结果

2.1 文献检索结果

经过初步检索,共得到2 000篇相关文献,经由研究者对文献进行统一整理与清洗工作后,筛选出符合纳入标准的文献共175篇,其中包括呼吸(内)科疾病24篇、心血管(内)科疾病39篇、消化(内)科疾病24篇、骨(外)科疾病51篇、妇产科疾病33篇、儿科疾病4篇,见表1。

2.2 中医诊断装备在呼吸(内)科疾病中的应用情况

在新冠肺炎、肺癌、反复呼吸道感染、支气管炎、慢性阻塞性肺疾病、咳嗽、支气管哮喘阻塞性睡眠呼吸暂停综合征、肺结核等呼吸(内)科疾病中,舌诊仪应用最为广泛。叶天士主张“时病重舌诊”,新冠肺炎等具有季节性、传染性的疾病病位多在于肺且病程不长,通过对舌象的侧重观察即可诊察患者脏腑气血状态。《素问·五脏生成篇》曰“诸气者,皆属于肺”,因此肺癌患者多以正虚为本[5],常伴气虚表现如舌淡苔白,见表2。

2.3 中医诊断装备在心血管(内)科疾病中的应用情况

在冠心病、心力衰竭、心绞痛、心悸等心血管(内)科疾病中脉诊仪应用最多。“心者,生之本,神之变也;其华在面,其充在血脉”,人体血管系统的功能活动由心主持,血脉周流是否通畅,与心气的强弱密切相关;心主血脉,可调控脉管舒缩;若心气不足、脉道不利则易诱发心悸、真心痛等病。因此心血管疾病以人体气血为主,多表现为血瘀证、气阴两虚证及气滞型等证型,血瘀证多见结代脉,气滞型多见弦脉[13],故可通过脉诊仪观察气血的功能状态,对疾病作出客观化脉象从而辅助诊断,见表3。

2.4 中医诊断装备在消化(内)科疾病中的应用情况

在胃痛、胃食管反流病、慢性萎缩性胃炎、胃溃疡、胃癌等消化(内)科疾病中红外仪应用最多。消化系统的运行与人体脾胃功能密切相关。脾为太阴,其气易虚,虚则有寒;胃为阳明,受邪易实,实则易热[20]。脾胃居中焦,是阴阳升降的枢纽,一旦中气虚弱,寒热错杂,就会形成痞证,临床常用清上温下,寒热并调之法。红外检测是辨识人体寒热的一项重要手段,利用红外仪能直接观测脾胃的寒热变化,有利于进行分型治疗,见表4。

表4 中医诊断装备在消化(内)科疾病中的临床应用与研究现况

2.5 中医诊断装备在骨(外)科疾病中的应用情况

在腰椎间盘突出症、类风湿关节炎、股骨头坏死、骨质疏松、膝骨关节炎等骨(外)科疾病中红外仪应用最多。多数骨科疾病归属于中医“痹证”范畴,《素问·痹论篇》曰“风寒湿三气杂至,合而为痹”,诊治痹证应先分为寒、热,再按病邪偏盛的程度不同,进行辨证施治。热痹关节肌肉以红肿热痛为主;寒痹以关节肌皮触之冰冷为主。痹证患者发病部位温度多存在凉/热偏离[28],可借助红外仪检查辅助诊断疾病辨证,见表5。

表5 中医诊断装备在骨(外)科疾病中的临床应用与研究现况

2.6 中医诊断装备在妇产科疾病中的应用情况

在多囊卵巢综合征、乳腺增生、子宫颈癌等妇产科疾病中红外仪应用最多。妇女易感寒热致病,外寒入侵冲任、子宫,导致经行发热、经行身痛、痛经、月经后期等病证;内寒常导致闭经、多囊卵巢综合征、宫寒不孕等;外热为感火热之邪,尤其是月经期、孕期、产褥期,热邪易乘虚而入,损伤冲任,发为经行发热、经行生痛、月经先期、崩漏等病证;若内生火热,可发为经行情志异常、恶阻、胎漏等。因此红外仪在妇科疾病中运用广泛,能通过其寒热变化,对疾病进行诊治,见表6。

表6 中医诊断装备在妇产科疾病中的临床应用与研究现况

2.7 中医诊断装备在儿科疾病中的应用情况

文献梳理结果显示,在儿科疾病中红外仪应用最多。小儿腠理不密,皮毛疏松,肺脏娇嫩,脾脏薄弱,各种时邪易于感触。小儿不仅易于发病,既病后又易于传变,主要表现为寒热虚实的迅速转化,即易虚易实、易寒易热。小儿由于“稚阴未长”,故易见呈阴伤阳亢,表现为热证;又由于“稚阳未充”,故易见阳气虚衰,表现为寒证。因此常用红外仪观测小儿患病后寒热虚实,从而判断证候类型,见表7。

表7 中医诊断装备在儿科疾病中的临床应用与研究现况

3 中医诊断装备在临床应用中的局限性

3.1 红外仪

红外仪在中医领域应用发展较快,目前的研究热点以腧穴、针灸、推拿、辅助诊断、体质辨识为主[46]。但在使用过程中尚存些许局限性:自动聚焦灵敏度不够,精准聚焦能保证探测器捕捉到有效红外能量数值,但仪器的自动聚焦功能差,需要多次聚焦才可;对于环境要求较高,需保证温度在20～25 ℃间、湿度在85%以下、平面净空必须大于5 m×3 m、避免光线直射等,这些条件限制了红外仪便携性的发展,且临床中受限较大;受衣物影响,检测部位若有衣物覆盖,红外热图成像效果不佳,因此需要被检者充分暴露检测部位,若涉及隐私部位,患者依从性较差;深层组织及过于肥胖的人较难观察,红外仪透视效果不及X线、CT等。

3.2 舌诊仪

目前舌诊仪的研究主要包括图像的采集、分割、成像、分析等方向,且仍有许多问题亟待攻克。研究涉及软硬件种类较多,部分尚未构建统一标准[47];图像采集的质量、清晰度、动态解析等要求越来越高;拍照设备可逐渐由手机取代数码相机,但不同手机的摄像头规格、拍摄时间、角度等难以统一;采集舌下络脉数据时,采集人员要稳、准、快,舌下采集不同于舌面,被检者大多难以维持舌态;采集的舌图需要去除光照影响;舌态颜色信息需要与标准色卡比对,即拍摄时最好将色卡同时拍摄。

3.3 脉诊仪

目前中医脉诊仪的研究热点围绕测试装备展开,但相关专利的存活率、转化率较低[48],说明部分研究者对于设备的临床使用考虑不足,在实际操作过程中存在诸多不便。在检测脉搏波时部分脉诊仪为单脉点覆盖式腕带结构,可通过传感器检测双手寸、关、尺(或仅测关)位脉象参数,但是存在测量时间较久、患者移动体位导致检测位置发生轻微偏移、单脉点检测难以测量空间数据(如脉长、脉宽)等局限。阵列传感器虽能提高精准度,但相关技术尚未完善,无法获得稳定的研究基础[49]。

脉搏传感器包含压电式、压阻式、电容式、谐振式、压磁式(电感式)、光电容积式、光纤式、MEMS、传声器、超声多普勒、基于柔性新材料的面阵式传感器等多种样式[50],但尚未出现规范化测量脉象的传感器,故脉象表征的物理量也尚未统一,导致中医思维与脉象特征指标的结合存在障碍。从而导致行业内缺少拥有特征指标的标准化文件及不同脉诊仪的客观规范文件。

4 结语与展望

红外热图反映人体温度的特性与中医阴阳、寒热辨证具有较强的关联性,临床中运用红外仪辅助中医诊断、辨证及进行疗效评价的文献,涉及了治未病、功法、推拿、五音、针灸、体质、儿科诊疗等诸多领域,包含病种多样且复杂,具有宏远的发展前景。通过进一步提高仪器的辨识度、增强仪器对环境及衣物的兼容性、提升仪器便携性,可以有效促进红外仪在临床中的应用。

舌诊仪正在逐渐往提高便携性、准确性的方向发展。舌象的动态变化观察十分重要,需要被检者通过随身携带的智能设备进行图像采集以持续提供有效的舌象图片。这不仅对采集设备及光源等客观条件提出了更严格的要求,还亟需舌诊参数的标准化、信息处理、色彩校正等方面的技术支持。

脉诊仪的传感器种类繁多,在探索新材料、新类型同时,也应注重研究多传感器组合模式,提升脉象特征物理量的采集工作,同时要大力发展医工交叉学科创新工作,灵活运用中医思维结合人工智能[51]、机器学习、深度学习等新技术、新方法,从各个角度解读脉象信号,促进脉诊现代化、数字化、智能化发展。

目前,中医诊断装备在部分临床疾病中应用状况较好。然而未来还需在诸多方面深化研究:红外仪、舌象仪等装备已具有相关现行标准[52-54],对于红外图像、舌象图像的采集和评价做出了规范;但目前各家医疗设备公司生产仪器的精准度、测量方式、计算方法各有不同,现行标准往往很难进行统一指导;故可针对不同医疗设备公司的仪器制定相关标准,使得中医诊断装备得到更统一、全面的应用。部分中医诊断装备缺失现行标准,如经络仪,需进一步在临床应用中获取数据来指定相关要求。临床上的研究疾病种类有待进一步扩大,如红外仪现多检测与“寒”“热”相关的疾病,然而诸如气虚、血瘀等证型也可应用红外仪分析不同证素间的差别。研究可进一步深化,如设备针对同种疾病的不同证型获取的参数存在差异,可从基因代谢组学、证素相关性等方面进一步研究造成差异的原因,利用中医诊断装备多角度地进行客观化分析。

随着人工智能、大数据、多源信息融合、生化检测等技术的突飞猛进,客观化中医诊断装备的应用范围将进一步扩大,同时利用更加高效、准确、完善的相关技术对疾病进行辅助诊断的需求也会进一步凸显。但由于中医基础理论概念不明确、客观思维不清楚,影响了中医装备的临床应用。建议以《中医基础理论》《中医诊断学》《中医内科学》和各类疾病指南作为理论依据,建立链接中医和现代科技的中医工程领域本体[55],为中医诊断装备的工程化蓄势。对临床疾病的测量要素及各项检测指标进行深入研究,探究其内在的关联性,增强中医诊断装备智能诊断的科学性和准确性,进而提升其辅助中医临床、科研、教学的水平。