中醫(yī)診斷技術(shù)在載人空間站中的應(yīng)用

石宏志 李勇枝

（中國航天員科研訓(xùn)練中心航天醫(yī)學(xué)基礎(chǔ)與應(yīng)用國家重點實驗室）

1 引言

伴隨三次載人航天飛行任務(wù)的成功，為我國創(chuàng)建發(fā)展具有中國特色的航天醫(yī)學(xué)學(xué)科體系創(chuàng)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(yī)學(xué)問題和空間生命科學(xué)相關(guān)問題的探索研究打下了初步基礎(chǔ)。根據(jù)我國載人航天三步走發(fā)展戰(zhàn)略，將在2020年前后建造載人空間站，解決較大規(guī)模、長期有人照料的空間應(yīng)用問題[1]。隨著飛行時間的延長和復(fù)雜性的增加，對航天醫(yī)學(xué)研究提出了更高的要求。中醫(yī)藥在航天領(lǐng)域中的研究與應(yīng)用是我國航天醫(yī)學(xué)的重要組成部分[2、3]。中醫(yī)學(xué)具有深厚的理論基礎(chǔ)和豐富的臨床積淀，在分析和治療復(fù)雜疾病上有著明顯的優(yōu)勢。中醫(yī)診斷技術(shù)是中醫(yī)診療特色的核心內(nèi)容之一，在中醫(yī)理論指導(dǎo)下，用于健康監(jiān)測、評估和預(yù)警、疾病診斷、保健、治療方案指導(dǎo)、療效評價等。深入挖掘中醫(yī)診斷學(xué)相關(guān)理論，把握整體觀念、辨證論治的精髓和航天醫(yī)學(xué)的特色，充分發(fā)揮中醫(yī)診斷學(xué)技術(shù)優(yōu)勢，將其應(yīng)用于我國載人空間站，建立具有中國特色的中長期飛行醫(yī)學(xué)監(jiān)測、評估與保障體系，是航天實施醫(yī)學(xué)的發(fā)展方向。

2 中醫(yī)診斷技術(shù)在載人航天領(lǐng)域應(yīng)用的可行性

2.1 中醫(yī)診斷學(xué)以全息臟象論為理論基礎(chǔ)

中醫(yī)診斷學(xué)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(nèi)者，必形之于外”思想，應(yīng)用辨證思維、全息思維、悟性思維診斷疾病。

中醫(yī)診斷學(xué)主要依據(jù)中醫(yī)的全息臟象論，認(rèn)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(jīng)絡(luò)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(yī)面診、舌診、脈診等獨具蘊義的診法。臟象論是關(guān)于整體的、活的機體的理論。中醫(yī)診法極為重視整體性和動態(tài)性，以人體的功能變化審視病態(tài)；通過審察反映于人體表面的各種疾病現(xiàn)象，在醫(yī)學(xué)理論的指導(dǎo)下進行分析、綜合、對比、思考，便可求得對疾病本質(zhì)的認(rèn)識。中醫(yī)的診斷，有其一套獨特的操作技術(shù)規(guī)范，具有實用性。

從中醫(yī)診斷學(xué)角度看，航天環(huán)境所引起的機體各種異常狀態(tài)，如心血管功能失調(diào)、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(yī)診斷學(xué)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(huán)境下中醫(yī)診斷評價體系提供了可能。

中醫(yī)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(chuàng)、易采集的特點，因此更適宜于特定航天環(huán)境下應(yīng)用。中醫(yī)診斷學(xué)原理和技術(shù)方法，對于中藥、針灸、推拿等干預(yù)措施的實施具有重要的指導(dǎo)作用。目前，具有我國自主知識產(chǎn)權(quán)的中藥太空養(yǎng)心丸已成功在軌應(yīng)用，為航天員健康保駕護航[3]，以中醫(yī)診斷學(xué)原理為指導(dǎo)的人體狀態(tài)監(jiān)測、評估，將為航天員中醫(yī)藥保障提供重要的理論基礎(chǔ)和依據(jù)。

2.2 中醫(yī)診斷技術(shù)現(xiàn)代化發(fā)展使其在航天領(lǐng)域中應(yīng)用成為可能

由于受歷史條件的限制，中醫(yī)的診法帶有一定的主觀性。如舌診、脈診是中醫(yī)學(xué)的獨特內(nèi)容，在診病方面有重要價值，但中醫(yī)望舌、診脈全憑經(jīng)驗和眼睛、手指的主觀感覺，缺乏客觀指標(biāo)作為判定舌象及脈象的標(biāo)準(zhǔn)。近年來，中醫(yī)診斷現(xiàn)代化、客觀化研究日益受到國內(nèi)學(xué)者的重視[9-17]，已初步研發(fā)了舌象儀、面色診儀和相關(guān)分析軟件（TDAS2.0），可實現(xiàn)數(shù)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(guī)律，并將舌象作為某些疾病的重要診斷指標(biāo)[15-17]。在脈診研究方面，針對將脈象可視化、客觀化和科學(xué)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(xué)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(guān)系等[12、18-20]。

中醫(yī)現(xiàn)代診斷技術(shù)理論與實踐緊密結(jié)合的模式日趨成熟；仿生技術(shù)、信息技術(shù)等的飛速發(fā)展，為中醫(yī)診斷現(xiàn)代化提供了技術(shù)支撐；以色診、舌診、脈診為核心的傳統(tǒng)診斷技術(shù)現(xiàn)代化的方法學(xué)不斷充實和完善；中醫(yī)特色的傳統(tǒng)醫(yī)學(xué)模式、尤其是基于中醫(yī)診斷學(xué)原理的人體狀態(tài)（證候與疾?。┰\斷評價模式的意義和價值日益顯現(xiàn)，獲得現(xiàn)代醫(yī)學(xué)專家的關(guān)注和認(rèn)可。MARS500長期密閉環(huán)境人體中醫(yī)辨證研究項目已開始探索將中醫(yī)診斷學(xué)理論和方法應(yīng)用于航天領(lǐng)域，研制了數(shù)字化中醫(yī)四診儀，該設(shè)備將中醫(yī)傳統(tǒng)理論與現(xiàn)代化科技緊密結(jié)合，將“診法”、“診道”融入產(chǎn)品核心，通過計算機的人工智能分析技術(shù)，實現(xiàn)中醫(yī)診斷的數(shù)字化、客觀化、標(biāo)準(zhǔn)化。利用中醫(yī)四診儀，實現(xiàn)“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(zhì)辨識及中醫(yī)辨證。其研究成果具有啟示意義，已充分顯示出中醫(yī)特色的健康理論、診斷方法在航天領(lǐng)域的優(yōu)勢，并將為未來全面深入研究提供基礎(chǔ)和經(jīng)驗[21]。

但是，就目前水平而言，以中醫(yī)診斷學(xué)原理為指導(dǎo)的健康狀態(tài)診斷評價方法要實際應(yīng)用于航天領(lǐng)域，還存在諸多不足之處。主要表現(xiàn)在：仿生技術(shù)與自動化程度低，技術(shù)穩(wěn)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(nèi)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(xiàn)中醫(yī)整體觀和諸診合參的原則；對航天環(huán)境下人體個體表征信息數(shù)據(jù)研究基礎(chǔ)較為薄弱，經(jīng)驗尚待積累，方法和技術(shù)有待驗證和完善；還應(yīng)充分注意到航天實際應(yīng)用中可能面對的工程問題，例如醫(yī)監(jiān)信息的天地通信、在軌信息的下傳質(zhì)量、微重力環(huán)境對人體中醫(yī)學(xué)信息提取的影響，以及空間站機載產(chǎn)品的低功耗、長壽命、小型化、輕量化等問題。

隨著航天醫(yī)學(xué)的不斷發(fā)展，建立基于數(shù)字化中醫(yī)軟件產(chǎn)品的監(jiān)測軟件系統(tǒng)，獲取較全面、富有中醫(yī)特色的健康數(shù)據(jù)，并能對各類中醫(yī)診療信息進行動態(tài)集合分析的中醫(yī)數(shù)字化信息系統(tǒng)迫在眉睫。建立這一系統(tǒng)的目標(biāo)是：將中醫(yī)藥理論、方法與航天醫(yī)學(xué)相結(jié)合，優(yōu)化航天員生理功能檢查方法，確定航天員中醫(yī)個體生理參數(shù)，創(chuàng)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(biāo)準(zhǔn)體系。

3 中醫(yī)診斷技術(shù)在未來載人空間站中應(yīng)用前景

將客觀化中醫(yī)診斷技術(shù)應(yīng)用于未來的載人空間站，首先要實現(xiàn)航天員中醫(yī)健康信息數(shù)字化采集，在此基礎(chǔ)上實現(xiàn)航天員中醫(yī)健康信息實時自動分析評價。

3.1 航天員中醫(yī)健康信息數(shù)字化采集

采用基于中醫(yī)“望聞問切”四診原理的中醫(yī)臨床診斷信息采集技術(shù)，并融合生理、生化等檢查信息，豐富及完善現(xiàn)有舌診、脈診及經(jīng)穴檢測設(shè)備的功能，實現(xiàn)中醫(yī)健康信息實時動態(tài)采集，為建立航天員中醫(yī)健康信息數(shù)據(jù)庫及完善中醫(yī)醫(yī)監(jiān)決策支持系統(tǒng)提供客觀依據(jù)。

3.2 航天員中醫(yī)健康信息實時自動分析評價

整理歸納古今中醫(yī)文獻，確立中醫(yī)四診信息量化要素。進行航天員中醫(yī)病證表現(xiàn)及相關(guān)因素的流行病學(xué)調(diào)查，針對航天環(huán)境引起的生理變化及人體主觀感受，進行臨床證候調(diào)查，確定針對航天員的中醫(yī)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(yī)理論為指導(dǎo)，全面應(yīng)用人體健康狀態(tài)表征信息獲取和分析技術(shù)，較客觀地獲取航天員在軌中醫(yī)健康數(shù)據(jù)；以個體健康評價為基礎(chǔ)，建立“個性化數(shù)據(jù)綜合分析診斷方法”；以表征信息獲取分析的仿生技術(shù)為支持，建立自動、便捷、全面、適合航天員應(yīng)用的診斷信息分析評價系統(tǒng)，實現(xiàn)航天員中醫(yī)健康信息實時自動分析評價，將為構(gòu)建中西醫(yī)結(jié)合的、具有我國特色的空間站中長期飛行醫(yī)學(xué)監(jiān)測、評估體系奠定基礎(chǔ)。

4 未來載人空間站中醫(yī)診斷技術(shù)系統(tǒng)的總體技術(shù)構(gòu)成

中醫(yī)診斷技術(shù)將構(gòu)成未來空間站航天員長期在軌醫(yī)監(jiān)醫(yī)保系統(tǒng)的重要系統(tǒng)，規(guī)劃與設(shè)想中，該系統(tǒng)的總體技術(shù)構(gòu)成如下圖所示。

圖1 載人空間站中醫(yī)診斷技術(shù)系統(tǒng)的總體技術(shù)構(gòu)成圖

4.1 建立小型中醫(yī)診查系統(tǒng)工作站

作為本系統(tǒng)數(shù)據(jù)采集的核心組成部分，為多種診斷方法技術(shù)提供可搭載平臺，達到各種診查手段的集成化，內(nèi)置中心數(shù)據(jù)庫，并提供即時的數(shù)據(jù)導(dǎo)入、分析、貯存、傳輸功能。該工作站應(yīng)滿足航天員空間作業(yè)環(huán)境需要，做到小型化，集成度高，可運行多種數(shù)據(jù)采集軟件，達到便攜、一機多用，可搭載多種醫(yī)用傳感器，形成小型中醫(yī)健康維護工作站；該系統(tǒng)還應(yīng)兼容多種數(shù)據(jù)傳送接口，便于不同類型數(shù)據(jù)傳入，統(tǒng)一數(shù)據(jù)格式；系統(tǒng)內(nèi)置健康維護數(shù)據(jù)庫，配備相應(yīng)的自動分析系統(tǒng)，可即時分析數(shù)據(jù)，對異常情況報警提示；必要時可形成無線連接，得到即時數(shù)據(jù)，實現(xiàn)實時監(jiān)控，對數(shù)據(jù)庫數(shù)據(jù)可導(dǎo)出、傳輸，供地面專家組分析評估。

4.1.1 舌診模塊的設(shè)計

舌診是中醫(yī)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(yīng)機體病理生理本質(zhì)，具有重要的臨床意義。伴隨著計算機分析和圖像處理技術(shù)的成熟與發(fā)展，通過對舌質(zhì)、舌苔數(shù)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(yī)臨床辨證、疾病診斷、遠程會診提供依據(jù)。中醫(yī)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(jù)舌診的要求，完善現(xiàn)有的舌象采集儀，采集靜態(tài)舌圖及動態(tài)舌象并存儲；利用圖像分割、圖像分類識別和圖像轉(zhuǎn)行等技術(shù)，進行不同時期舌象數(shù)據(jù)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(shè)計

模擬傳統(tǒng)脈診方法，利用脈象儀動態(tài)采集原始脈圖并存儲。目前脈診客觀化研究已有大量經(jīng)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(yīng)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(shù)是脈診采集設(shè)備進入臨床的先決條件，任一脈象都具有“位、數(shù)、形、勢”四種屬性，即具有深淺、節(jié)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(xiàn)為多種脈象形態(tài)，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(fù)雜性和模糊性，目前測量指標(biāo)不一致，無統(tǒng)一的客觀診斷標(biāo)準(zhǔn)；現(xiàn)有研究還是簡化的、局部的(如簡單的心血管系統(tǒng)和血液流變學(xué)的方法進行概括)，未能從系統(tǒng)整體性和規(guī)律性方面對中醫(yī)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(yīng)用點陣式傳感器，將寸、關(guān)、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(tài)脈搏波獲取方法，實現(xiàn)脈搏波獲取技術(shù)的全面突破。采用傳統(tǒng)脈圖與三維脈象地形圖相結(jié)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(yī)脈診報告單，與工作站連接，數(shù)據(jù)直接導(dǎo)入數(shù)據(jù)庫，被打包傳送。

4.1.3 腹診模塊的設(shè)計

根據(jù)中醫(yī)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(guān)信息，形成腹診報告單。

4.1.4 皮電、皮溫檢測模塊的設(shè)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(tǒng)采集數(shù)據(jù)并存儲。研究現(xiàn)有臨床生理、生化檢查數(shù)據(jù)與皮電、皮溫數(shù)據(jù)之間的相關(guān)性，空間站階段將重點針對失眠、情緒不穩(wěn)、疲勞、乏力、腹脹、納差等癥狀，連續(xù)動態(tài)觀察，探索特定部位皮電、皮溫數(shù)據(jù)特異性變化規(guī)律，形成具有臨床指導(dǎo)意義的檢查報告。

4.1.5 掌上檢測診查一體機解決數(shù)據(jù)采集與即時監(jiān)控問題

掌中寶小巧、重量輕，便于攜帶，具有數(shù)據(jù)導(dǎo)入導(dǎo)出功能模塊，自身電池續(xù)航能力達8h，支持無線網(wǎng)絡(luò)，可以利用無線網(wǎng)卡或數(shù)據(jù)線連入工作站，將數(shù)據(jù)導(dǎo)入中心數(shù)據(jù)庫或利用網(wǎng)絡(luò)與中心進行數(shù)據(jù)互通?？臻g站階段將實現(xiàn)掌中寶內(nèi)置航天員健康監(jiān)測檔案，并植入健康評測模塊，具體包括航天員體質(zhì)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(gòu)建航天員中醫(yī)健康信息數(shù)據(jù)庫

構(gòu)建針對航天醫(yī)學(xué)問題預(yù)防、治療的中醫(yī)健康信息數(shù)據(jù)庫，為數(shù)字化中醫(yī)健康信息管理系統(tǒng)提供數(shù)據(jù)支撐；進行航天員體質(zhì)辨識，探討體質(zhì)與相關(guān)航天醫(yī)學(xué)問題易感性的關(guān)系；建立中醫(yī)醫(yī)監(jiān)決策支持系統(tǒng)，為醫(yī)監(jiān)醫(yī)保人員提供具有指導(dǎo)性的診斷和療效評價參考依據(jù)；搭建基于網(wǎng)絡(luò)的航天員中醫(yī)電子健康檔案系統(tǒng)，實現(xiàn)個人健康信息數(shù)字化、疾病征兆預(yù)警。

4.3 建立航天員中醫(yī)診斷信息自動分析評價系統(tǒng)

建立支持復(fù)雜類型的數(shù)據(jù)庫，運用數(shù)據(jù)挖掘技術(shù)，找出臨床表現(xiàn)與相應(yīng)的各項病理生理參數(shù)之間的關(guān)聯(lián)規(guī)則，探討臨床表現(xiàn)與疾病證候分型之間的關(guān)系。研究中醫(yī)診斷信息的多數(shù)據(jù)融合和決策模型，包括中醫(yī)四診、經(jīng)絡(luò)腧穴等診斷信息的多特征模態(tài)組合，基于多層學(xué)習(xí)機的廣泛訓(xùn)練選擇特征的最優(yōu)融合結(jié)構(gòu)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(yōu)融合結(jié)構(gòu)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(biāo)的概率，建立數(shù)字化中醫(yī)診斷信息分析評價系統(tǒng)。該系統(tǒng)可用于航天員個體化體質(zhì)測評、健康監(jiān)測、動態(tài)評價，亦可用于干預(yù)指導(dǎo)和效果評價等。

4.4 集成航天員中醫(yī)健康信息管理系統(tǒng)

把構(gòu)成中醫(yī)健康信息管理系統(tǒng)的各自獨立的設(shè)備、功能和信息集成為一個相互關(guān)聯(lián)的、完整協(xié)調(diào)的綜合系統(tǒng)，使系統(tǒng)信息高度共享、合理分配。

5 結(jié)束語

將傳統(tǒng)中醫(yī)藥理論和方法應(yīng)用于載人航天實踐中，充分發(fā)揮中醫(yī)診斷學(xué)技術(shù)優(yōu)勢，將其應(yīng)用于我國載人空間站，建立具有中國特色的中長期飛行醫(yī)學(xué)監(jiān)測、評估體系，將為我國航天員醫(yī)監(jiān)技術(shù)的發(fā)展提供新的思路和新的技術(shù)手段，也將為航天員中醫(yī)藥保障措施的實施提供依據(jù)。 ◇

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