中醫診斷技術在載人空間站中的應用

石宏志 李勇枝

（中國航天員科研訓練中心航天醫學基礎與應用國家重點實驗室）

1 引言

伴隨三次載人航天飛行任務的成功，為我國創建發展具有中國特色的航天醫學學科體系創造了良好條件，為未來中長期飛行、載人登月乃至星際飛行中航天醫學問題和空間生命科學相關問題的探索研究打下了初步基礎。根據我國載人航天三步走發展戰略，將在2020年前后建造載人空間站，解決較大規模、長期有人照料的空間應用問題[1]。隨著飛行時間的延長和復雜性的增加，對航天醫學研究提出了更高的要求。中醫藥在航天領域中的研究與應用是我國航天醫學的重要組成部分[2、3]。中醫學具有深厚的理論基礎和豐富的臨床積淀，在分析和治療復雜疾病上有著明顯的優勢。中醫診斷技術是中醫診療特色的核心內容之一，在中醫理論指導下，用于健康監測、評估和預警、疾病診斷、保健、治療方案指導、療效評價等。深入挖掘中醫診斷學相關理論，把握整體觀念、辨證論治的精髓和航天醫學的特色，充分發揮中醫診斷學技術優勢，將其應用于我國載人空間站，建立具有中國特色的中長期飛行醫學監測、評估與保障體系，是航天實施醫學的發展方向。

2 中醫診斷技術在載人航天領域應用的可行性

2.1 中醫診斷學以全息臟象論為理論基礎

中醫診斷學理論包括“診法”、“診道”兩方面。在診法上，主要有“望聞問切”四種診法；在診道上，基于“有諸內者，必形之于外”思想，應用辨證思維、全息思維、悟性思維診斷疾病。

中醫診斷學主要依據中醫的全息臟象論，認為人體的某部分有整體的信息。即人體各器官的功能屬性，如同縮影一樣投射在人身某一局部，如寸口脈可昭示五臟六腑的信息、面龐有五臟六腑各個部分的投影、臟腑的信息可通過經絡反映在舌上等。將這種“見微而知著”全息理論，用諸于診斷，形成了中醫面診、舌診、脈診等獨具蘊義的診法。臟象論是關于整體的、活的機體的理論。中醫診法極為重視整體性和動態性，以人體的功能變化審視病態；通過審察反映于人體表面的各種疾病現象，在醫學理論的指導下進行分析、綜合、對比、思考，便可求得對疾病本質的認識。中醫的診斷，有其一套獨特的操作技術規范，具有實用性。

從中醫診斷學角度看，航天環境所引起的機體各種異常狀態，如心血管功能失調、骨丟失、肌萎縮、免疫功能降低、精神情緒改變和心理行為異常等，都具有一定的可評價性，可以用中醫診斷學理論進行分析歸納，建立針對性的辨證分型[2、4-8]，這就為建立航天環境下中醫診斷評價體系提供了可能。

中醫診斷評價體系是一種基于人體表征信息和主觀感受綜合的全面評價方法，具有宏觀、整體、無創、易采集的特點，因此更適宜于特定航天環境下應用。中醫診斷學原理和技術方法，對于中藥、針灸、推拿等干預措施的實施具有重要的指導作用。目前，具有我國自主知識產權的中藥太空養心丸已成功在軌應用，為航天員健康保駕護航[3]，以中醫診斷學原理為指導的人體狀態監測、評估，將為航天員中醫藥保障提供重要的理論基礎和依據。

2.2 中醫診斷技術現代化發展使其在航天領域中應用成為可能

由于受歷史條件的限制，中醫的診法帶有一定的主觀性。如舌診、脈診是中醫學的獨特內容，在診病方面有重要價值，但中醫望舌、診脈全憑經驗和眼睛、手指的主觀感覺，缺乏客觀指標作為判定舌象及脈象的標準。近年來，中醫診斷現代化、客觀化研究日益受到國內學者的重視[9-17]，已初步研發了舌象儀、面色診儀和相關分析軟件（TDAS2.0），可實現數字化望診、舌診圖像的獲取與分析；基本闡明了正常舌象與異常舌象的形成機理，探討了臨床常見疾病的舌象變化及演變規律，并將舌象作為某些疾病的重要診斷指標[15-17]。在脈診研究方面，針對將脈象可視化、客觀化和科學化的目的，進行了形式多樣的脈象儀的研制；從心血管功能、血液動力學角度探討了脈象的形成機理；建立了一些脈圖的分析方法；探討了常見病證與脈象、脈圖的關系等[12、18-20]。

中醫現代診斷技術理論與實踐緊密結合的模式日趨成熟；仿生技術、信息技術等的飛速發展，為中醫診斷現代化提供了技術支撐；以色診、舌診、脈診為核心的傳統診斷技術現代化的方法學不斷充實和完善；中醫特色的傳統醫學模式、尤其是基于中醫診斷學原理的人體狀態（證候與疾病）診斷評價模式的意義和價值日益顯現，獲得現代醫學專家的關注和認可。MARS500長期密閉環境人體中醫辨證研究項目已開始探索將中醫診斷學理論和方法應用于航天領域，研制了數字化中醫四診儀，該設備將中醫傳統理論與現代化科技緊密結合，將“診法”、“診道”融入產品核心，通過計算機的人工智能分析技術，實現中醫診斷的數字化、客觀化、標準化。利用中醫四診儀，實現“望聞問切”四種診法，采集人體舌、面、脈、癥狀等客觀信息，進行體質辨識及中醫辨證。其研究成果具有啟示意義，已充分顯示出中醫特色的健康理論、診斷方法在航天領域的優勢，并將為未來全面深入研究提供基礎和經驗[21]。

但是，就目前水平而言，以中醫診斷學原理為指導的健康狀態診斷評價方法要實際應用于航天領域，還存在諸多不足之處。主要表現在：仿生技術與自動化程度低，技術穩定性還有待進一步提高；診斷信息主要是脈搏波、面色、舌色、問診量表等內容，還不夠全面，諸多其他診斷信息方法尚未納入，未能充分體現中醫整體觀和諸診合參的原則；對航天環境下人體個體表征信息數據研究基礎較為薄弱，經驗尚待積累，方法和技術有待驗證和完善；還應充分注意到航天實際應用中可能面對的工程問題，例如醫監信息的天地通信、在軌信息的下傳質量、微重力環境對人體中醫學信息提取的影響，以及空間站機載產品的低功耗、長壽命、小型化、輕量化等問題。

隨著航天醫學的不斷發展，建立基于數字化中醫軟件產品的監測軟件系統，獲取較全面、富有中醫特色的健康數據，并能對各類中醫診療信息進行動態集合分析的中醫數字化信息系統迫在眉睫。建立這一系統的目標是：將中醫藥理論、方法與航天醫學相結合，優化航天員生理功能檢查方法，確定航天員中醫個體生理參數，創立具有特色的航天員個體化診療方法，建立適合中國航天員的航天生理功能評價標準體系。

3 中醫診斷技術在未來載人空間站中應用前景

將客觀化中醫診斷技術應用于未來的載人空間站，首先要實現航天員中醫健康信息數字化采集，在此基礎上實現航天員中醫健康信息實時自動分析評價。

3.1 航天員中醫健康信息數字化采集

采用基于中醫“望聞問切”四診原理的中醫臨床診斷信息采集技術，并融合生理、生化等檢查信息，豐富及完善現有舌診、脈診及經穴檢測設備的功能，實現中醫健康信息實時動態采集，為建立航天員中醫健康信息數據庫及完善中醫醫監決策支持系統提供客觀依據。

3.2 航天員中醫健康信息實時自動分析評價

整理歸納古今中醫文獻，確立中醫四診信息量化要素。進行航天員中醫病證表現及相關因素的流行病學調查，針對航天環境引起的生理變化及人體主觀感受，進行臨床證候調查，確定針對航天員的中醫健康信息量化選項，建立以“癥狀－癥素－證型”為研究主線的量化評價方法。

總之，以中醫理論為指導，全面應用人體健康狀態表征信息獲取和分析技術，較客觀地獲取航天員在軌中醫健康數據；以個體健康評價為基礎，建立“個性化數據綜合分析診斷方法”；以表征信息獲取分析的仿生技術為支持，建立自動、便捷、全面、適合航天員應用的診斷信息分析評價系統，實現航天員中醫健康信息實時自動分析評價，將為構建中西醫結合的、具有我國特色的空間站中長期飛行醫學監測、評估體系奠定基礎。

4 未來載人空間站中醫診斷技術系統的總體技術構成

中醫診斷技術將構成未來空間站航天員長期在軌醫監醫保系統的重要系統，規劃與設想中，該系統的總體技術構成如下圖所示。

圖1 載人空間站中醫診斷技術系統的總體技術構成圖

4.1 建立小型中醫診查系統工作站

作為本系統數據采集的核心組成部分，為多種診斷方法技術提供可搭載平臺，達到各種診查手段的集成化，內置中心數據庫，并提供即時的數據導入、分析、貯存、傳輸功能。該工作站應滿足航天員空間作業環境需要，做到小型化，集成度高，可運行多種數據采集軟件，達到便攜、一機多用，可搭載多種醫用傳感器，形成小型中醫健康維護工作站；該系統還應兼容多種數據傳送接口，便于不同類型數據傳入，統一數據格式；系統內置健康維護數據庫，配備相應的自動分析系統，可即時分析數據，對異常情況報警提示；必要時可形成無線連接，得到即時數據，實現實時監控，對數據庫數據可導出、傳輸，供地面專家組分析評估。

4.1.1 舌診模塊的設計

舌診是中醫通過望診獲取受檢者生理病理狀況的一種重要途徑，舌體是唯一外露的臟器，反應機體病理生理本質，具有重要的臨床意義。伴隨著計算機分析和圖像處理技術的成熟與發展，通過對舌質、舌苔數字化影像進行自動化分析，可以客觀反映和傳輸疾病信息，為中醫臨床辨證、疾病診斷、遠程會診提供依據。中醫舌象儀的研制取得顯著進展，在局部信息的識別方法(如舌象顏色的識別)上取得了一些成果，但在舌診信息的全面綜合識別、分析、處理上仍明顯不足。

在載人空間站階段，將根據舌診的要求，完善現有的舌象采集儀，采集靜態舌圖及動態舌象并存儲；利用圖像分割、圖像分類識別和圖像轉行等技術，進行不同時期舌象數據與圖形的自動比較，形成包含保真存儲舌象圖的舌診報告單。

4.1.2 脈診模塊的設計

模擬傳統脈診方法，利用脈象儀動態采集原始脈圖并存儲。目前脈診客觀化研究已有大量經驗，研制出多種性能各異的脈診儀，進行脈象檢測和脈波分析，但要真正在臨床上推廣，甚至應用于載人航天工程，尚存在一定差距。首先，可靠的傳感器技術是脈診采集設備進入臨床的先決條件，任一脈象都具有“位、數、形、勢”四種屬性，即具有深淺、節律、硬度和流利度等多方面的特性，不同特性的變化組合，表現為多種脈象形態，可通過其了解氣血虛實、臟腑功能強弱等病勢。而目前尚無一種傳感器能揭示“形”和“勢”特征的采集和提取。而且，由于脈診存在復雜性和模糊性，目前測量指標不一致，無統一的客觀診斷標準；現有研究還是簡化的、局部的(如簡單的心血管系統和血液流變學的方法進行概括)，未能從系統整體性和規律性方面對中醫的證候和病機的物理機制進行詮釋[9、12]。

在載人空間站階段，將研究應用點陣式傳感器，將寸、關、尺三部脈搏波信息同步采集，建立四維（空間三維與時間軸）動態脈搏波獲取方法，實現脈搏波獲取技術的全面突破。采用傳統脈圖與三維脈象地形圖相結合，全面評測脈象變化，對指感八要素辨識，提取及分析脈象特診信息，最終以脈圖及文字形式輸出中醫脈診報告單，與工作站連接，數據直接導入數據庫，被打包傳送。

4.1.3 腹診模塊的設計

根據中醫腹診的臨床要求，采用腹診儀進行腹部診察，獲取腹溫、聲波、腹力等相關信息，形成腹診報告單。

4.1.4 皮電、皮溫檢測模塊的設計

取合谷、中沖、解溪、太溪、太沖等穴位，作為皮電、皮溫測定點，利用皮電、皮溫測量系統采集數據并存儲。研究現有臨床生理、生化檢查數據與皮電、皮溫數據之間的相關性，空間站階段將重點針對失眠、情緒不穩、疲勞、乏力、腹脹、納差等癥狀，連續動態觀察，探索特定部位皮電、皮溫數據特異性變化規律，形成具有臨床指導意義的檢查報告。

4.1.5 掌上檢測診查一體機解決數據采集與即時監控問題

掌中寶小巧、重量輕，便于攜帶，具有數據導入導出功能模塊，自身電池續航能力達8h，支持無線網絡，可以利用無線網卡或數據線連入工作站，將數據導入中心數據庫或利用網絡與中心進行數據互通。空間站階段將實現掌中寶內置航天員健康監測檔案，并植入健康評測模塊，具體包括航天員體質評測、原穴評測、五腧穴評測、耳穴評測、航天員健康狀況自評等項目。

4.2 構建航天員中醫健康信息數據庫

構建針對航天醫學問題預防、治療的中醫健康信息數據庫，為數字化中醫健康信息管理系統提供數據支撐；進行航天員體質辨識，探討體質與相關航天醫學問題易感性的關系；建立中醫醫監決策支持系統，為醫監醫保人員提供具有指導性的診斷和療效評價參考依據；搭建基于網絡的航天員中醫電子健康檔案系統，實現個人健康信息數字化、疾病征兆預警。

4.3 建立航天員中醫診斷信息自動分析評價系統

建立支持復雜類型的數據庫，運用數據挖掘技術，找出臨床表現與相應的各項病理生理參數之間的關聯規則，探討臨床表現與疾病證候分型之間的關系。研究中醫診斷信息的多數據融合和決策模型，包括中醫四診、經絡腧穴等診斷信息的多特征模態組合，基于多層學習機的廣泛訓練選擇特征的最優融合結構和融合策略，通過集成分類器的回饋機制確定樣本特征的最優融合結構和融合策略，通過集成分類器的回饋機制確定樣本特征歸屬于各融合目標的概率，建立數字化中醫診斷信息分析評價系統。該系統可用于航天員個體化體質測評、健康監測、動態評價，亦可用于干預指導和效果評價等。

4.4 集成航天員中醫健康信息管理系統

把構成中醫健康信息管理系統的各自獨立的設備、功能和信息集成為一個相互關聯的、完整協調的綜合系統，使系統信息高度共享、合理分配。

5 結束語

將傳統中醫藥理論和方法應用于載人航天實踐中，充分發揮中醫診斷學技術優勢，將其應用于我國載人空間站，建立具有中國特色的中長期飛行醫學監測、評估體系，將為我國航天員醫監技術的發展提供新的思路和新的技術手段，也將為航天員中醫藥保障措施的實施提供依據。 ◇

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