中醫脈診技能訓練與考核系統的研制與教學應用

燕海霞，李福鳳，肖香群，吳巧教，湯偉昌，錢鵬，許朝霞，郭睿，徐琎，許文杰，王憶勤

摘要：中醫脈診是臨床極具特色的診察方法之一。傳統的中醫脈診教學難度大，學習者沒有機會體會臨床各種脈象，無法獲得對脈象指感、特征的直觀認識。本研究根據中醫理論中關于脈象形成原理的描述設計研制了中醫脈診技能訓練與考核系統。該系統訓練模塊能輸出臨床脈象的指感特征，學生可以體會脈象，系統能輸出多種相兼脈，使學習者在課堂內就能對中醫常見脈得到強化訓練，解決中醫診脈教學過程中的學習難度大、時間長的問題。考核模塊中學生根據系統輸出的脈象指感判斷脈象類別，能考核學生診脈技能，滿足教學需要。該系統能實現脈象技能訓練及考核，在本校本科生中得到應用，收到較好的教學效果。

關鍵詞：中醫；脈診；訓練；考核

中圖分類號：G642.0 文獻標志碼：A 文章編號：1674-9324（2014）09-0125-02

脈診是中醫重要的診法之一，在中醫理論體系及診療實踐中占有非常重要的地位。長期以來，古人對脈象進行了深入探討。《瀕湖脈學》論述“氣如橐龠，血如波瀾，血脈氣息，上下循環”道出了脈象形成的基本原理。中醫學認為，氣、血是形成脈象的物質基礎，心、脈是組成脈象的基本臟腑，亦是產生脈搏的動力來源，脈象直接反映了心臟和脈道的功能狀況，肺、脾、肝、腎等臟腑亦是機體生命活動不可缺少的部分，與心、脈、氣、血的功能有著密切的聯系，臟腑之間的相互促進、互相制約、協調平衡對脈象有著重要的影響，因此亦是形成脈象的基本因素。

傳統的中醫脈診教學難度大，學習者僅憑教師講授及個人對語言文字的理解，往往沒有機會體會臨床各種各樣的脈象，特別是臨床常見的相兼脈等，無法獲得對脈象指感、特征的直觀認識，給教學帶來了很多不便之處。在國外，中醫傳播范圍也愈加廣泛，很多國外同仁對中醫脈診十分感興趣，但是中醫古籍、教材中對脈象的描述語言十分抽象，且過于專業，給國外中醫學習者帶來很大的困擾。“九五”期間上海中醫藥大學研制了第一代脈象模擬系統。該脈象模擬系統前期在國內部分中醫藥院校試用，取得較好的效果。但是該系統模擬的脈象類別有限，不能模擬目前臨床十分常見的相兼脈，且裝置中所用的模擬血管、仿生手臂等的材料容易老化，單臺儀器只能模擬相關的幾個脈象，不能滿足中醫診斷研究和教學的要求，未能得到廣泛應用。因此，研制新的中醫脈診技能訓練與考核系統，在一定程度上反映了脈象的基本特征，已成為脈診客觀化的重要內容。

一、研制原理

1.心臟搏動與脈象。心臟搏動是心臟的生理功能，正常的脈搏節律和心臟搏動相一致，如果心臟搏動得快，脈搏也會加快；心臟搏動得慢，則脈搏搏動也會遲緩；心臟搏動有力，脈搏會強盛；若心臟搏動太弱，脈搏就不易傳到離心臟較遠的橈動脈處，可能產生微弱的脈象，也可能發生與心律不一致的脈搏。同樣心臟搏動有力，而心血管受阻或有其他病變（如動脈硬化），脈傳至橈動脈處時也會發生異常[1]。

2.血管組織成分與脈象。人在健康狀態下，血管舒縮度保持一種動態平衡，血管壁的彈性很好。隨著年紀的增加，血管壁的鈣質成分增多，膠質相對減少，因而血管壁的舒張也就隨著減小，形成僵硬狀態，僵硬度的增加與動脈壁的組成有關，僵硬度的變化主要是由于平滑肌狀況的急劇變化。在血管舒張期間直徑增加，同時壓力降低[2]，引起動脈僵硬度和動脈脈搏傳導速度的降低；血管收縮期間僵硬度增加，產生相反的效應。所以一般高血壓病人由于血管的硬化，常常出現弦緊或弦細的脈象。

3.血液動力學與脈象。現代研究脈搏的產生與血液流動學有著密切的關系。心臟周期性的射血活動使其主動脈根部產生的初始波，包括心臟收縮期射血形成的主波，以及與心臟舒張期相對應的脈波降支后段。當初始波沿著動脈系統向外周傳播途程中，受反射和阻力等多種因素的影響，波形發生了很大的變化，如升支變陡，主波增高變尖，切跡消失。另外，上段動脈在主波的降支上還新增了一個潮波（重搏前波）[3]。因此，寸口橈動脈的脈波就形成了具有主波、潮波和降中波三個向上的波。故任何影響初始波產生或傳播的因素，都可能改變寸口脈波的形狀，通過對單一點脈搏波的形態描計，發現脈搏波的形態，因描記部位的不同而發生變化，但一般都包括下述幾個組成部分：升支、降支、主波、降中峽、重搏波、外周血管表面波及重搏前波[4]。

二、脈象指感輸出模塊

實現一個脈象的模擬需要通過硬件和軟件兩部分相互配合才能模擬出來。模擬一個脈象則需要調整以下幾個關鍵參數：①脈位；②模擬血液流速；③電磁鐵開關的頻率；④模擬血液的粘稠度[5，6]。

1.硬件電路控制部分。硬件電路控制部分包括以下模塊：①電源模塊；②單片機控制模塊；③脈象生成模塊；④通訊模塊；⑤觸摸屏控制板；⑥ARM控制模塊。

2.結構部分。結構部分根據功能的不同分為：外殼、觸摸屏模塊、模擬手、油泵、電磁閥、步進電機控制器、脈沖穩壓器、開關電源、模擬血管等。

3.脈位調整。控制板根據當前脈象的沉浮狀態發命令給2號步進電機控制器，然后2號步進電機控制器開始控制2號步進電機來調整模擬血管的沉或者浮的物理狀態。2號步進電機向上轉動把模擬血管托起即為浮脈，向下轉動把模擬血管下降即為沉脈，沉、浮的中間位置即為中取脈象。

4.模擬人體血液循環。控制板發命令給1號步進電機控制器，然后1號步進電機控制器開始控制1號步進電機，讓其開始轉動，轉動的速度根據不同的脈象可以進行調整。隨后1號步進電機開始帶動油泵，這時候油泵通過模擬血管從儲油罐中抽出模擬血液，模擬血液經過調壓閥流入電磁閥。

5.模擬人體脈象。控制板通過控制電磁閥的開閉產生脈沖來模擬脈象，模擬血液帶著電磁閥產生的脈沖經過2號脈沖穩壓器和1號脈沖穩壓器后最后進入模擬手中。

6.脈象輸出。此時模擬手中的模擬血管處就得到了需要模擬的脈象。最后模擬血液又再次回流到儲油罐內，整個模擬流程結束并不斷地重復產生不斷的脈象。軟件部分則采用C語言編寫，編寫并編譯后將編譯后的二進制代碼使用燒錄器燒寫進控制電路板上的ARM控制芯片中。endprint

三、考核模塊

系統可將多臺設備進行網絡互聯，通過教師機進行統一控制多臺設備脈象輸出，實現統一教學功能；與教師機聯網后，教師機上可進行考卷和試題的編輯、下發，在學生機上進行答題，最終在教師機自動統計分數，實現統一考試功能。

四、教學應用

該系統經教學實踐試用，教師和學生一致認為該儀器能強化對常見脈象指感的訓練，提高脈診的教學效果。

五、問題與展望

中醫脈象技能訓練與考核系統能輸出臨床脈象的指感特征，學生可以體會脈象，同時顯示出脈象對應的脈圖特征，且脈象準確、手感真實，并能輸出多種相兼脈，使學習者在課堂內就能對中醫常見脈得到強化訓練，并進行診脈技能考核，解決中醫診脈教學過程中的學習難度大、時間長的問題。但仍存在一些問題有待進一步研究：①由于脈象形成的原理極為復雜，表達的信息非常豐富，它與血管結構特性（血管硬度、血管彈性等）、管外肌肉和皮膚組織、血液特性（血流量、血液黏稠度等）、血液循環系統特性等多種因素有關，真實反映脈象的復雜信息有待進一步深入研究；②由于模擬系統中存在著流動的液體，其粘度、流速的穩定性直接影響到脈象的變化；另外乳膠血管的老化及硅膠手也會影響脈象的指感；③根據軟組織流變力學原理，使仿生手的生理結構、軟硬程度更接近于人體實際狀態，使脈搏指感特征盡可能地與實際狀態吻合，將是我們今后努力的方向。

參考文獻：

[1]祁曉民.淺議疾病、血流動力學改變與中醫脈象的關系[J].現代中西醫結合雜，2006，15（19）：2600-2603.

[2]路永平，陳騰，邢國勝.弦、滑、澀、禮等脈形成機理及其血液動力學分析[J].河南中醫藥學刊，1998，13（5）：59-60.

[3]王東生，陳方平.從脈搏波看脈象形成的機理[J].中國中醫急癥，2004，13（1）：41-42.

[4]岳沛平，宋起，陶新民.弦脈的分類及血流動力學分析[J].江蘇中醫，1996，17（12）：48-49.

[5]湯偉昌，孫漢鈞，徐建國，等.中醫脈象模擬系統的研究[J].中國中醫基礎醫學雜志，2000，6（1）：62-65.

[6]李園，陸小左.脈象模擬儀研制思路[J].天津中醫藥，2006，23（2）：138-139.

基金項目：上海市中醫藥事業發展三年行動計劃重大研究（ZYSNXD-CC-ZDYJ012）；國家中醫藥管理局、上海市第三期重點學科建設項目（S30302）。

作者簡介：燕海霞（1979-），女，醫學博士，副教授，主要從事中醫診斷學教學及中醫脈診客觀化研究。

通訊作者：王憶勤。endprint