中醫(yī)脈象數(shù)理量化創(chuàng)新方法研究

【關(guān)鍵詞】  中醫(yī)脈象；客觀量化；自然語言處理；知識發(fā)現(xiàn)
脈診是中醫(yī)重要的診法之一,具有完整、系統(tǒng)的理論體系,長期以來,在中醫(yī)理論體系及診療實踐中占有非常重要的地位。中醫(yī)一直把脈診作為探測病因、病位、病性及預(yù)測療效的根據(jù)之一,在臨床診病中發(fā)揮著十分重要的作用。幾千年來,中醫(yī)一直依靠手指觸覺來體會患者動脈搏動時所提供的脈象信息,在判別脈象的屬性方面僅停留在一些形象化的概念上。對某一脈象的認(rèn)識,是以醫(yī)生指下的體會結(jié)合該醫(yī)生對脈象概念的領(lǐng)會來加以鑒別,缺乏客觀指標(biāo)作為判定脈象的標(biāo)準(zhǔn),所謂“心中易了,指下難明”,因此,脈診的客觀化是一個亟待解決的問題。
　　1  概述
　　《素問·陰陽應(yīng)象大論》中記載：“善診者,察色按脈,先別陰陽。”脈象就像一面鏡子,可以反映患者臟腑氣血的盛衰和邪正消長的情況。歷代醫(yī)家經(jīng)過長期的臨床實踐和總結(jié),形成了多種用以表現(xiàn)生理、病理信息的脈象種類,有據(jù)可查的就達(dá)80余種,目前各種中醫(yī)書籍上只講述常用的27種或28種；而且,中醫(yī)的每一種脈象均有其名稱,通常至少有5年以上的經(jīng)驗才可能掌握這種診脈的基本方法。長期以來,眾多醫(yī)家對診脈的部位、取脈的方法以及病脈和常脈等做了深入論述,但對脈象客觀化的研究一直沒有重大進(jìn)展和突破。
　　現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的進(jìn)步為疾病脈象的客觀研究提供了新的方法和手段。如果能在中醫(yī)理論指導(dǎo)下,采用現(xiàn)代信息技術(shù)等對疾病的脈象信息進(jìn)行提取,并將脈象信息與疾病的生物信息進(jìn)行關(guān)聯(lián)研究,從而形成開放的脈象理論系統(tǒng),真正實現(xiàn)發(fā)展創(chuàng)新中醫(yī)脈象理論的終目的,將為現(xiàn)代中醫(yī)學(xué)理論體系提供新的理論思想和認(rèn)知系統(tǒng)。
　　2  脈象信息獲取的測量學(xué)分析
    從測量學(xué)的角度來看,傳統(tǒng)脈診中普遍采用的“獨取寸口診法”是醫(yī)者以自己的手指作為傳感器,依靠指端的觸覺、壓覺、振動覺,對被診者的脈速以及左、右掌后橈動脈寸、關(guān)、尺三部的脈動壓力及其分布情況進(jìn)行檢測,并通過指法的變化來檢測橈動脈管在受到各種干擾力的情況下的動態(tài)變化。由于診脈以手指為工具、以經(jīng)驗作為判斷依據(jù),因此,醫(yī)者用手指測得的脈象并非是各個被測量的一個精確的數(shù)值集合,而是醫(yī)者在不同的指法下對被測者脈搏搏動時其皮下橈動脈管的各種運動形式的感覺和總體印象。手指脈診中所采用的傳感器性能是不統(tǒng)一、不標(biāo)準(zhǔn)、不恒定的,這個特點從根本上決定了手指脈診帶有主觀性,是一種模糊的、不準(zhǔn)確的測量。此外,由于被診者的人體差異以及醫(yī)者師承經(jīng)驗的不同,使得脈象的辨認(rèn)和識別缺乏統(tǒng)一、精確的標(biāo)準(zhǔn),但若從各種不同的疾病中去仔細(xì)分析和研究,一定能體會到脈象的復(fù)雜分類與不同類型的疾病之間有著密切的關(guān)系。
　　從信息提取的角度看,傳統(tǒng)的中醫(yī)脈診是采用柔性感傳器裝置(醫(yī)生的手指),通過阻尼系統(tǒng)(患者的表皮及皮下組織)對柔性管路(患者橈動脈)以及其中的脈動液體流(患者血流)進(jìn)行復(fù)雜的動力學(xué)分析后,經(jīng)醫(yī)生比較、綜合,后得到的脈診結(jié)論。事實上,脈診是一套完整的有機(jī)信息提取、處理和分析過程,這也是目前中醫(yī)脈診客觀化遇到障礙的根本原因之一?，F(xiàn)有檢測人體中醫(yī)脈象信息的裝置,或是信息量不足(常見的單點式脈象換能器的脈象儀),或是所得到的信息與中醫(yī)脈診理論不直接相關(guān)(如光電容積脈搏波、阻抗容積脈搏波),或是信息的提取有別于傳統(tǒng)方法(如現(xiàn)有的剛性多點陣脈象檢測裝置)[1]。
　　筆者認(rèn)為,要實現(xiàn)脈診的客觀化,首先要求我們必須根據(jù)中醫(yī)藥基礎(chǔ)理論對脈象進(jìn)行本質(zhì)研究,然后采用現(xiàn)代生理學(xué)的方法來闡明脈象的形成機(jī)制,進(jìn)而用各種相關(guān)的物理指標(biāo)來量化地描述脈象的特征、分析脈象的信息結(jié)構(gòu),并在此基礎(chǔ)上建立脈象的數(shù)理模型,后采用相關(guān)的物理傳感器來實現(xiàn)脈象信息的檢測?？傊?針對中醫(yī)脈診客觀化的研究,應(yīng)在符合傳統(tǒng)中醫(yī)脈診方法學(xué)的基礎(chǔ)上,提取更多、更直觀的信息,通過更完善的信息分析與處理,在與中醫(yī)脈診實踐的相互印證中,逐步實現(xiàn)中醫(yī)脈診的客觀化。
　　3  國內(nèi)外相關(guān)研究現(xiàn)狀分析
　　關(guān)于脈象的客觀化研究現(xiàn)狀,一些學(xué)者從不同側(cè)面進(jìn)行了分析與總結(jié)。譚氏等[2]認(rèn)為,自20世紀(jì)50年代以來,結(jié)合現(xiàn)代科學(xué)技術(shù)的新進(jìn)展,對脈診學(xué)的理論、診脈方法、臨床診斷和實驗研究等方面均開展了大量工作,取得了較大的進(jìn)展。對人體脈搏系統(tǒng)的信息檢測和建立人體心血管系統(tǒng)的動力學(xué)模型,一直是生物力學(xué)和生物醫(yī)學(xué)界所關(guān)注的重要問題之一?，F(xiàn)代醫(yī)學(xué)研究表明,心臟有節(jié)奏地間歇性射血引起主動脈內(nèi)的壓力和流量脈動,由心臟沿動脈向外周血管傳播,其傳播的波形隨心血管系統(tǒng)性能的變化會發(fā)生敏感和顯著的變化。國內(nèi)學(xué)者根據(jù)中醫(yī)脈診的原理,研制了種類繁多、性能各異、工作原理不同的脈象傳感器[3-7]。利用這些傳感器基本上可檢測出中醫(yī)診脈的各種脈象。另外,在理論方面也作了較深入的研究,對脈搏波的特征信息提出了各種不同的分析方法,取得了一定的進(jìn)展[8-11]。有學(xué)者認(rèn)為,脈象研究要突破上述經(jīng)驗性表象描述的局限、真正與現(xiàn)代數(shù)理科學(xué)相結(jié)合,就必須從心臟運動和動脈管道運動的生物力學(xué)特征入手,建立脈象的生理、數(shù)理模型[12-13]。
　　另外,生理學(xué)研究表明,脈象主要綜合了心臟和血管的舒縮運動、血管管道的彈性振動以及在手指壓力的干擾下血流和血管運動的變化所產(chǎn)生的多種信息,是這3種主要運動在寸口處使醫(yī)者的手指產(chǎn)生的連續(xù)時間的空間立體感覺[14]。據(jù)此,從20世紀(jì)80年代開始,學(xué)者們對脈象的信息構(gòu)成進(jìn)行了研究。李氏[15]概括了脈象的信息特征,認(rèn)為切脈時浮取、沉取所感受的脈管運動形式是不同的,浮取時感知的主要是橈動脈管壁的位移,而沉取時感知的是壓力脈搏波；并在此基礎(chǔ)上對中醫(yī)27種脈象各種指感的物理因素作了分析,對脈象的函數(shù)表達(dá)和曲線族進(jìn)行了研究,得出了各種脈象與相應(yīng)的物理變量之間的函數(shù)關(guān)系,綜合地反映了脈象在時間、空間上的分布形態(tài)。對脈象的一系列生理、物理研究以及實踐都表明,上述各物理量的集合能夠較為全面地表征指感脈象的特點。然而,這種表征方式存在著局限性,采用這些物理量只能建立脈象的經(jīng)驗性表象描述,并不能從生理機(jī)制上刻畫脈象的內(nèi)在本質(zhì)。當(dāng)然,也有學(xué)者開始思考利用相對成熟的檢測方法進(jìn)行脈象研究,該研究參閱相關(guān)資料,從理論上對脈診與心電圖QRS波的相關(guān)性進(jìn)行論證,結(jié)合臨床對實際操作進(jìn)行可行性分析,得出了“心電圖QRS波與脈象的聯(lián)系有密切相關(guān)”的結(jié)論,認(rèn)為參考心電圖的變化,尤其是QRS波的變化,結(jié)合臨床辨證施治,有助于脈診學(xué)的研究與發(fā)展[16]。
　　但是,脈象客觀化研究舉步維艱,不僅僅表現(xiàn)在脈象信息獲取技術(shù)的局限性上(現(xiàn)有檢測人體中醫(yī)脈象信息的裝置,或是信息量不足,或是所得到的信息與中醫(yī)脈診理論不直接相關(guān),或是信息的提取有別于傳統(tǒng)方法)。由古代中醫(yī)從全方位對整體脈象的動態(tài)描述可以看出,脈象描述參數(shù)是多元的,是從整體著眼的,它不僅包含空間函數(shù),還包含著時間函數(shù),是一個綜合了時間和空間的多維概念。另外,古人對脈象的論述是與病證結(jié)合起來,是熔醫(yī)、理、脈、法于一爐的。因此,這些研究還是簡化的、局部的,在反映系統(tǒng)整體性和規(guī)律性方面與實際應(yīng)用還有較大差距。主要表現(xiàn)為：①對脈象特性缺乏統(tǒng)一的認(rèn)識,對脈象的表述沒有一致的方法。②脈圖特征及其分析方法研究多為單一的時域分析方法。由于脈象形成極為復(fù)雜,它與血管結(jié)構(gòu)和特性、管外肌肉和皮膚組織、血液特性等多種因素有關(guān),反映的是一個綜合的結(jié)果，若用單一的時域分析方法來處理采集到的非線性、非平穩(wěn)的脈搏波信號有一定的局限性。因此,尋找新的脈搏信號提取方法來研究脈象是非常必要的。③關(guān)于脈象、脈圖形成機(jī)制研究,目前多限于血液流變學(xué)、微循環(huán)障礙、血流動力學(xué)、心功能4個方面,但能夠反映心血管狀態(tài)的病理指標(biāo)(如冠狀動脈狹窄程度、心臟和頸動脈超聲、炎癥指標(biāo)、血脂異常等)和脈象、脈圖參數(shù)的相關(guān)性研究報道較少。脈象和心血管狀態(tài)的關(guān)系有待進(jìn)一步探索。④目前脈象客觀研究還尚未從脈象基本要素的角度進(jìn)行量化研究,也就是說,還沒有學(xué)者去探索有哪些生物信息指標(biāo)或脈搏參數(shù)對判斷患者的脈位、脈力、脈長、脈寬、脈流利度、脈緊張度等基本要素可以起到量化作用。
　　4  方法探析
　　筆者認(rèn)為,開展中醫(yī)脈象客觀化研究必須具備以下2個基本前提。,堅持以中醫(yī)藥學(xué)基本理論為指導(dǎo)。確立以中醫(yī)學(xué)基本理論為指導(dǎo)并貫穿研究過程始終的研究思想,是中醫(yī)脈象理論現(xiàn)代研究不走彎路并能正確開展的前提和保證。只有堅持以中醫(yī)藥學(xué)基本理論為指導(dǎo),才能使脈象理論現(xiàn)代研究的終成果既能實現(xiàn)現(xiàn)代語言的科學(xué)表述,又能在確定自我主體價值的前提下進(jìn)行傳統(tǒng)與現(xiàn)代的滲透與融合,從而形成脈象理論的開放系統(tǒng),真正實現(xiàn)發(fā)展創(chuàng)新中醫(yī)脈象理論的終目的。第二,合理界定脈象理論體系和具體脈象的描述體系。中醫(yī)脈象理論是歷代醫(yī)家在長期醫(yī)療實踐過程中,對脈象特征及脈證關(guān)系了解與認(rèn)識的不斷深化,進(jìn)而加以概括和總結(jié),逐步形成的,是由經(jīng)驗上升為理論的科學(xué)模式形成過程。要想驗證經(jīng)驗科學(xué)所形成結(jié)論的正確性,必須回到經(jīng)驗科學(xué)的原始材料中去,對其進(jìn)行系統(tǒng)梳理和整合,理出中醫(yī)脈學(xué)的理論思想體系,確立具體脈象合理的特征標(biāo)識,正本清源。
目前,國內(nèi)外脈象客觀化的研究往往是個案式的考察,沒有對古代文獻(xiàn)的脈象描述進(jìn)行全面的大規(guī)模研究。本研究擬以“中醫(yī)藥文獻(xiàn)保障系統(tǒng)”為基礎(chǔ)[17],對實驗脈象進(jìn)行窮盡式全面排查,編歷出古代文獻(xiàn)中與其相關(guān)的詞語與概念,建立脈象描述體系(脈象特征)。該研究可以基本理清中醫(yī)脈象構(gòu)成各要素及其關(guān)聯(lián)關(guān)系的基本輪廓。
5  相關(guān)探索
　　利用自然語言處理(NLP)技術(shù)與方法,開發(fā)研究關(guān)鍵技術(shù),針對中醫(yī)藥傳統(tǒng)脈證知識,構(gòu)建古代脈象數(shù)理模型,將該數(shù)理模型運用到現(xiàn)代生物醫(yī)學(xué)及現(xiàn)代中醫(yī)藥文獻(xiàn)中,并結(jié)合多知識源融合的脈象數(shù)理模型分析器,挖掘現(xiàn)代生物學(xué)、生化學(xué)相關(guān)關(guān)聯(lián)指標(biāo),進(jìn)而構(gòu)建現(xiàn)代脈象數(shù)理模型,實現(xiàn)脈象的現(xiàn)代數(shù)理量化描述,從而形成脈象理論的開放系統(tǒng),真正實現(xiàn)發(fā)展創(chuàng)新中醫(yī)脈象理論的終目的。
　　本課題組現(xiàn)已進(jìn)行了大量的基礎(chǔ)性研究工作,具體包括以下幾點：①開展針對專業(yè)文獻(xiàn)文本理解的數(shù)據(jù)基礎(chǔ)研究。研制開發(fā)中醫(yī)藥文獻(xiàn)自動分詞和詞性標(biāo)注系統(tǒng),開展行文架構(gòu)研究,研制中醫(yī)藥語義詞典,為基于大規(guī)模真實語料的中醫(yī)藥各項研究奠定了數(shù)據(jù)基礎(chǔ)[17-18]。②研制開發(fā)非相關(guān)文獻(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)輔助系統(tǒng),并利用專業(yè)語義詞典提供的多種詞法及句法結(jié)構(gòu),進(jìn)行詞性、語義類以及共詞排除等多種控制,這在國際上尚未見到相關(guān)報道,是對非相關(guān)文獻(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)理論本身的一種創(chuàng)新與發(fā)展[19]。③將非相關(guān)文獻(xiàn)知識發(fā)現(xiàn)應(yīng)用到中醫(yī)藥脈象客觀量化研究領(lǐng)域,為中醫(yī)藥研究提供新的理論、方法,注入新的活力。
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