基于机器学习的舌象形质诊断分析研究现状与展望

基于图像的智能化诊断是中医舌诊现代化研究的重要方向。近年来,以卷积神经网络(CNNs)、Transformers等深度学习为代表的机器学习方法被广泛应用于电子计算机断层扫描(CT)、核磁共振成像(MRI)等医学影像图像分析领域,使得临床决策更加高效和精准。先进的人工智能技术也为中医舌诊医疗器械研发和数字化中医舌诊方法创造了新的机遇,促进了中医舌诊的标准化和智能化。经典图像分析方法实现了舌象的颜色数据化表达,但对于复杂的舌象形质特征如齿痕、点刺、裂纹、厚薄、腐腻、剥苔等的综合识别分析仍是当前舌诊研究面临的瓶颈问题。本文从舌象形质特征的智能分析与病证诊断应用等方面展开论述,归纳了经典的图像分析方法与深度学习方法的研究现状,梳理了舌象特征在临床疾病风险预测中的应用情况,提出了人工智能舌诊技术的机遇挑战和发展方向。总之,传统中医舌诊与人工智能技术结合,将有效提升中医舌诊的科学内涵,提升舌诊临床普适应用,推动中医诊疗模式的现代化发展。

长期模拟失重实验中医证候诊断量表的研究

目的制订适用于长期模拟失重实验受试者整体健康状态评价的中医证候诊断量表,并对其信度与效度进行初步评价。方法本研究基于对长期航天飞行不同阶段中的人体中医病机的认识,通过文献调研结合专家咨询的方法制订量表。采用重测信度和内部一致性系数来检验量表信度;进行为期90 d的头低位卧床实验,采用项目分析和因子分析法评价量表的效度,采用旋转成分矩阵分析各条目与维度间的相关性。结果长期模拟失重实验中医证候诊断量表包含8个维度、57个条目。信度分析结果:30名受试者前后两次量表评分总分相关系数为0.889,表明量表的稳定性很高;量表的克龙巴赫α系数为0.934,表明量表内部一致性非常好;分半信度校正后为0.858,表明量表的信度很高。效度分析结果:57个条目在高分组和低分组的差异均有统计学意义(P<0.01),各条目与量表总分的皮尔逊相关系数均>0.4(P<0.001);采用主成分因子分析法提取8个公因子,累积贡献率为55.293%;旋转成分矩阵分析结果经医理分析和专家反馈显示,与初始8个维度的重合度高达87.5%,表明量表的结构效度良好。结论量表具有良好的信度和效度,能够进行中医证候诊断,适用于长期模拟失重实验,可为受试者主观感受的评价提供客观量化新方法。

冻融胚胎移植中舌象和脉象指标与活产结局的相关性研究

目的探讨冻融胚胎移植(FET)患者舌象和脉象指标与活产结局的相关性,及其与患者内分泌指标的关联性。方法本研究于2021年3月8日-2022年1月5日在上海中医药大学附属曙光医院生殖医学中心进行。根据活产结局将FET患者分为活产组和非活产组。分析两组的内分泌指标[基础促卵泡生成素(b FSH)、基础促黄体生成素(b LH)、基础雌二醇(bE_(2))、基础孕酮(bP)、基础子宫内膜厚度、内膜转换日促卵泡生成素(FSH)、内膜转换日促黄体生成素(LH)、内膜转换日雌二醇(E_(2))、内膜转换日孕酮(P)、内膜转换日子宫内膜厚度]与舌象和脉象指标[舌质(TB)-L,TB-a,TB-b,舌苔(TC)-L,TC-a,TC-b,perAll,perPart,h_(1),h_(4),h_(5),t_(1),h_(1)/t_(1),h_(4)/h_(1)]之间的差异,并用Spearman相关系数分析以上变量之间的相关性。采用多元logistic回归分析方法,筛选基于不同数据集的活产预测模型中的影响因素,包括仅由内分泌指标组成的模型1、仅由舌象和脉象指标组成的模型2、由舌象和脉象指标以及内分泌指标组成的模型3,并对不同数据集模型的有效性进行评价。结果研究纳入活产组78例,非活产组144例。与非活产组相比,活产组的TB-L(P=0.01)和TB-a(P=0.04)升高,b FSH(P=0.01)、perAll(P=0.04)和h_(4)/h_(1) P=0.03]降低。Spearman相关分析显示,活产组的TB-L、TB-b、TC-L、TC-b、perAll、perPart、h_(4)、h_(5)、t_(1)、h_(1)/t_(1)与b FSH、bLH、基础子宫内膜厚度、内膜转换日LH、内膜转换日E_(2)、内膜转换日P、内膜转换日子宫内膜厚度的相关性均有统计学意义(P<0.05)。多元logistic回归分析显示,模型3[曲线下面积(AUC):0.917,95%置信区间(CI):0.863-0.971,P<0.001]优于模型1(AUC:0.698,95%CI:0.593-0.803,P=0.001)和模型2(AUC:0.790,95%CI:0.699-0.880,P<0.001)。将舌象和脉象指标与内分泌指标相结合,建立活产结局的回归方程,最终纳入以下指标:内膜转换日FSH[比值比(OR):0.523,P=0.025]、内膜转换日LH(OR:1.277;P=0.029)、TB-L(OR:2.401,P=0.001)、perPart(OR:1.018,P=0.013)、h_(1)(OR:0.065,P=0.021)、t_(1)(OR:4.354,P=0.024)、h_(4)/h_(1)(OR:0.018,P=0.016)。结论在接受FET治疗的不孕症患者中,舌象和脉象指标与内分泌指标之间存在相关性。舌象和脉象指标的加入显著提高了模型对活产结局的预测能力。具体而言,舌象和脉象指标TB-L、PerPart、h_(1)、t_(1)和h_(4)/h_(1)与最终的活产结局有明显的相关性。

单纯收缩期高血压人群不同年龄和血压梯度的脉图分析研究

目的探讨单纯收缩期高血压(ISH)人群不同年龄和血压梯度的脉图参数特征,为ISH人群发病风险预警及治疗提供中医数据化辅助诊断依据。方法将纳入的550例样本根据血压情况分为正常组235例,ISH组315例;运用PDA-1型脉诊仪及分析系统采集及分析不同年龄段、不同血压梯度ISH人群的脉图差异及特征信息,探讨脉图参数对评估ISH人群发病风险的应用价值。结果①与正常组比较,ISH组h_(1)、h_(3)、h_(4)、t_(4)/t_(5)显著增大(P<0.05),t_(5)显著延长(P<0.05),h_(4)/h_(1)显著减小(P<0.05)。②ISH组h_(1)、h_(3)、t_(4)/t_(5)、w_(1)/t、w_(2)/t随着年龄的增加而显著增大,h_(4)、t_(1)、t_(4)、t_(5)、h_(3)/h_(1)亦随着年龄的增加而增大,虽在≥60岁年龄段波动下降,但整体趋势是增加的;h_(5)、h_(4)/h_(1)随着年龄的增加而显著减小。③ISH组h_(1)、h_(3)、t_(4)、t_(4)/t_(5)、w_(1)/t、w_(2)/t随着血压梯度的增加而显著增大,h_(5)随着血压梯度的增加而显著减小。④Logistic回归分析结果表明,h_(3)、t_(1)、h_(4)/h_(1)、t_(4)/t_(5)、BMI、年龄、女性是ISH的风险因素(P<0.05),其中t_(1)、h_(4)/h_(1)、女性是保护因素,h_(3)、t_(4)/t_(5)、BMI、年龄是危险因素。结论随着年龄和血压梯度的增加,ISH人群的脉图参数会发生相应变化,提示脉图分析在不同年龄、血压分层的临床诊断以及发病风险评估中具有一定的参考价值。

中医舌象智能诊断技术研究述评及展望

中医舌诊现代化研究是通过机器视觉与图像处理技术获取病证舌诊图像,进行智能诊断与分析的复杂过程。人工智能技术的发展为中医舌诊图像智能化研究带来新机遇。本文梳理近10年中医舌诊仪器研发与标准应用现状,探讨深度学习方法在舌象质量评估、舌象分割、舌色分类、舌象形质识别、三维舌象重建及临床应用研究进展,剖析人工智能舌诊技术目前存在的瓶颈问题,提出面向临床病证结合应用,多层次拓展、跨模态融合提升舌诊特征的深度与广度,运用通用人工智能方法提升舌象智能诊断技术内涵,创新构建智能舌诊全域信息感知与健康评估、病证诊断的新模式,推进智慧中医诊疗技术实现跨越式发展。

利用两样本孟德尔随机化方法探究复方口服避孕药与乳腺癌发病风险的关系

目的:利用两样本孟德尔随机化方法探究评估抗复方口服避孕药(combined oral contraceptive,COC)对乳腺癌风险的影响。方法:对基于与COC高度相关的单核苷酸多态性的全基因组关联研究的合并数据进行二次数据分析,并选择雌激素和孕激素水平作为工具变量,分别采用逆方差加权、MR-Egger回归和加权中位数方法进行两样本孟德尔随机化分析,以评估COC、雌激素及孕激素与乳腺癌和ER^(+)/ER^(-)乳腺癌之间的关联。我们分别采用逆方差加权、MR-Egger回归和加权中位数方法进行两样本孟德尔随机化分析。最后进行敏感性分析来评估结果的稳定性和可靠性。结果:逆方差加权、MR-Egger回归和加权中位数方法三种方法均显示COC的使用与乳腺癌(包括ER^(+)/ER^(-)乳腺癌)的发生无显著风险关联(P均>0.05)。结论:孟德尔随机化结果显示COC的使用与乳腺癌发病风险之间无关。

知识图谱支持中医临床决策辅助应用进展

知识图谱作为一项新兴的信息存储和检索技术,已被广泛应用于医工交叉结合领域。在中医药领域中,近年来催生出众多各具特色的中医药知识图谱项目。利用知识图谱技术支持中医临床决策辅助已逐渐成为该领域方向的研究热点和重要趋势。本文全面梳理了中医药视域下,知识图谱在支持中医临床决策辅助方面的应用进展,从中医辨证诊断、专科疾病特色诊疗、中药方剂智能推荐和综合性辅助诊疗等角度进行了横向与纵向的比较,最后分别从理论、技术和应用层面探讨与分析了中医药知识图谱所面临的机遇与挑战,以期为该领域方向的深入研究提供参考。

肺结节中医证候与语音信号诊断特征研究

目的 研究肺结节患者的语音信号诊断特征,探讨不同中医证候肺结节患者语音信号指标的差异,探索肺结节声诊客观化、定量化、标准化研究思路与方法。方法 通过问诊形式采集肺结节患者(肺结节组)、健康对照者(健康对照组)的年龄、性别、吸烟史、CT影像学等一般资料,以及肺结节患者的中医四诊信息,并进行中医辨证分型。借助SONY A10线性PCM录音设备采集所有研究对象的语音信号资料,采用OpenSMILE工具包获取[a]、[e]、[i]、[o]、[u]5个元音的扩展的日内瓦极简声学参数集(eGeMAPS),比较肺结节患者与健康人群的语音特征指标,以及不同中医证型肺结节患者的语音特征;进一步根据结节数量将肺结节患者分为孤立性肺结节组、多发性肺结节组,根据肺结节大小分为小直径组、中直径组、大直径组,比较各组语音特征指标。结果 (1)共纳入肺结节患者156例、健康对照者62例;肺结节患者中,孤立性肺结节73例、多发性肺结节83例,小直径92例、中直径49例、大直径15例。(2)156例肺结节患者中,气虚证49例、阴虚证31例、痰湿证42例、其他证型34例。(3)在频率特征指标方面,肺结节组5个元音F0值高于健康对照组,元音[i]的Jitter、F3 frequency值低于健康对照组(P<0.05);在能量/振幅特征指标方面,肺结节组元音[a]、[e]、[o]的HNR值高于健康对照组,元音[a]的F1 amplitude值高于健康对照组,元音[i]的H1-A3值低于健康对照组(P<0.05);在谱特征指标方面,肺结节组元音[e]、[o]的MFCC1,元音[e]、[i]、[o]、[u]的MFCC2,元音[a]、[e]的MFCC4,元音[e]、[i]、[u]的Hammarberg index值低于健康对照组,元音[i]、[u]的Alpha ratio值高于健康对照组(P<0.05)。(4)孤立性肺结节组与多发性肺结节组语音特征指标差异无统计学意义(P>0.05)。(5)大直径组元音[i]的F2 amplitude值高于小直径组、中直径组(P<0.05),中直径组元音[i]的Slope 500~1 500值高于小直径组(P<0.05)。(6)痰湿证肺结节患者元音[a]的F1 frequency、F2 frequency,元音[e]的F3 frequency值低于气虚证肺结节患者(P<0.05)。结论 肺结节患者的语音信号具有一定特征,不同中医证型、不同结节大小患者的语音信号特征存在差异,可以为肺结节的病证诊断提供依据。

上肢脉搏波传导速度与脉图参数关联性研究

目的探究上肢脉搏波传导速度(ulPWV)特征价值及不同脉搏波传导速度(PWV)与脉图参数的关系。方法同步采集82名健康人上肢不同部位多信号波形,利用Matlab提取传导时间与脉图参数,结合传导距离计算6种ulPWV,观察其分布情况并比较左右侧差异;对不同PWV之间的关系进行双变量相关分析,对不同PWV与脉图参数的关系进行典型相关分析。结果心臂脉搏波速度(hbPWV)、心桡脉搏波速度(hrPWV)与心指脉搏波速度(hfPWV)变异率小,可能是较为稳定的ulPWV指标。健康人ulPWV左右侧差异均无统计学意义,不同ulPWV与对应的动脉血管类型及动脉壁构成特点有关,富含主动脉弹性信息的hbPWV最低,反映肌性中小动脉硬度的臂桡脉搏波速度(brPWV)最高,对应手部末梢循环的桡指脉搏波速度(rfPWV)有其特异性。典型相关分析结果显示,PWV指标与脉图参数的集合变量间相关(R=0.612,P=0.004),hbPWV、臂踝脉搏波传导速度(baPWV)与h3/h1正相关、与h5/h1负相关,hrPWV与h4/h1正相关,且hbPWV对PWV集合变量的权重系数大于baPWV。结论健康人左右侧ulPWV反映的动脉血管硬度相近,且不同ulPWV反映对应血管的生理结构特点。健康人不同PWV与脉图参数相关,主动脉硬度信息有可能从“寸口”桡动脉处获取,两者可从中医脉诊和现代医学2个维度结合用于血管健康状况的评价。

中医脉象智能分析方法研究述评

中医脉诊现代化研究是利用传感器获取信号进行智能分析的复杂过程,人工智能技术的发展为中医脉诊现代化研究提供了机遇和挑战。本文以中医脉象智能分析方法研究为切入点,系统总结了单点、单部及多点、多部脉图国内外研究现状;在分析现有融合方案基础上提出以中医脉诊理论、信息融合理论为指导,在显性整体特征有效提取的基础上,利用深度学习挖掘隐性特征,构建中医脉象“位、数、形、势”全域特征的脉图融合分析模型及表达模型,通过临床验证优化完善全域特征模型,从而获得表征临床病证的主特征结合,构建中医脉象智能分析新思路。

慢性疲劳综合征影像学检测研究进展

慢性疲劳综合征(chronic fatigue syndrome,CFS)是以疲劳症状为主的证候群,发病率高,持续时间长,给社会带来沉重负担。由于CFS缺少实验室检查等有效证据,临床表现多以患者的主观陈述为主,易被忽略和误诊。因此,能够客观反映疲劳程度的检测方法对CFS的诊断和临床疗效评价尤为重要。从功能磁共振(functional magnetic resonance,fMRI)、脑电图(electroencephalography,EEG)、单光子发射计算机断层扫描(single-photon emission computed tomography,SPECT)和正电子发射断层扫描(positron emission tomography,PET)方面概括CFS客观影像检测手段的研究进展,以期探索能够客观反映疲劳程度的检测方法以及规范化的疗效评价标准,为CFS的诊治提供新的研究思路和方法。

基于面部数字化指标的高尿酸血症人群面色研究

目的基于面部数字化指标,探讨不同年龄不同浓度血尿酸人群的面色数字化特征。方法用舌面诊仪采集不同浓度血尿酸人群的面部图像,观察面部九个部位(额头、眉间、鼻尖、下颌、左颧、右颧、左颊、右颊、唇)和整体面部的图像特征指标,分析面部图像特征与高尿酸血症的关系。结果3个不同年龄层比较,尿酸480.1~540μmol/L组和540μmol/L以上组在整体的面色数字化指标L、a、b、c、h上组间比较差异均无统计学意义(P>0.05)。高尿酸血症组(480.1~540μmol/L)面部九个部位的面色数字化指标a、b和h值与正常组比较差异有统计学差异(P<0.05)。基于面色数字化指标建立正常组和高尿酸组(480.1~540μmol/L)的二元Logistic回归,纳入面色数字化指标鼻尖h、左颧a、左颊b、右颧h、鼻尖L、唇b绘制ROC曲线,得出曲线下面积(area under the curve,AUC)为0.72。结论通过对高尿酸血症人群面部数字化指标研究,发现了不同年龄段不同浓度尿酸人群面色指标的差异,为中医面色诊断提供客观化依据。

非小细胞肺癌的面舌脉特征研究

目的 以非小细胞肺癌(non-small cell lung cancer,NSCLC)患者和微小肺结节患者为研究对象,研究NSCLC的面舌脉特征及其与肿瘤标志物的相关性,探索面舌脉数据在NSCLC鉴别诊断中的作用。方法 临床采集NSCLC患者377例,微小肺结节患者368例,分析并提取其客观化面象、舌象及脉象数据。采用Wilcoxon秩和检验分析两组患者面舌脉数据的差异,采用Spearman相关性分析统计面舌脉与肿瘤标志物的相关性。结果 NSCLC组患者的舌象图像指标Per-all、TC-L、TB-CON、TB-ENT、TB-MEAN、TB-L低于微小肺结节组(P<0.05),TC-a、TC-b、TB-ASM、TB-a及TB-b高于微小肺结节组(P<0.05);NSCLC组患者的面象图像指标F-ASM、F-IDM、F-L低于微小肺结节组(P<0.05),F-CON、F-ENT、F-a、F-b高于微小肺结节组(P<0.05);NSCLC组患者的脉图参数h_(4)/h_(1)、h_(5)、t小于微小肺结节组(P<0.05);h_(3)/h_(1)、h_(1)/t_(1)、t_(1)/t、t_(4)/t_(5)、w_(1)/t、w_(2)/t、h_(1)、h_(3)、h_(4)、t_(4)大于微小肺结节组(P<0.05)。纳入研究的血清肿瘤标志物均与面舌脉存在相关性。结论 NSCLC患者和微小肺结节患者的面舌脉特征具有显著差异,面舌脉参数与多种肿瘤标志物之间存在相关性,在临床中可以使用面舌脉数据来辅助良恶性肺结节的诊断。

慢性阻塞性肺疾病四诊信息化研究进展

慢性阻塞性肺疾病(COPD)患病率、致残率较高,病证结合是中医药治疗COPD的主要模式。本文从中医四诊望、闻、问、切归纳COPD四诊信息化相关研究与应用进展,梳理视觉、触觉、听觉等四诊信息化技术在COPD防治、诊断、疗效评估方面取得的进展,认为四诊信息化技术能够为COPD病证的临床诊断、治疗及预后判断提供一定依据,并对研究发展趋势提出展望,以期为后续COPD证候精确诊断与疗效评价研究提供参考。

阵列式脉图采集分析技术研究进展

脉图采集分析技术近年发展较快,在单部脉诊仪研究基础上出现了多源多维多阵列的脉诊技术与设备,可采集更丰富的脉诊信息,获取更多源的脉诊客观参数,有效将抽象的中医脉象转化为可量化的客观数据,进而得到更多的人体生理病理信息,帮助判断人体健康状况。本文从阵列式传感元器件类型、阵列式传感元器件材料、阵列式脉搏波信号处理、阵列式脉图特征参数提取四方面探讨阵列式脉图采集分析技术研究进展,总结分析当前阵列式脉图采集分析技术的发展状况和存在问题,为该领域进一步发展提供思路。

一种基于LAB色空间拓扑剖分影射的颜色恒常性模型

本文针对人体肤色和黏膜颜色特点,建立一种室内自然光条件下的医学真彩图像采集分析的颜色恒常性模型.在LAB均匀色度空间中,对一维L*空间进行线性影射,二维a*b*空间进行三角剖分影射和还原,建立了一种拓扑剖分影射TRM模型.通过对SG色标中13个肤色色标进行的校正还原,结果显示,TRM模型还原的颜色色差明显减小,离散度小,性能稳定.

330例多囊卵巢综合征不同类型月经失调的脉诊客观化研究

目的:探讨多囊卵巢综合征月经后期、崩漏患者的脉图特征,以期为脉图辅助多囊卵巢综合征临床诊治提供客观依据。方法:利用PDA-1脉诊仪采集多囊卵巢综合征月经后期患者、崩漏患者各165例进行脉图参数分析。结果:月经后期组脉搏特征参数t低于崩漏组(P<0.05),脉搏特征参数t_(1)、h_(3)/h_(1)、t_(1)/t、w_(1)/t、w_(2)/t均高于崩漏组(P<0.05或P<0.01)。结论:多囊卵巢综合征不同类型月经失调的脉图参数存在差异,可为多囊卵巢综合征的临床诊断、治疗及脉诊客观化研究提供依据。

自然光条件下基于色差校正方法的舌象颜色分析

目的:尝试建立一种自然光条件下基于L*a*b*色差校正的舌象采集分析方法,观测色差校正方法的舌象颜色分类规律。方法:在光线良好的室内自然光环境下,应用NikonD70数码单反相机采集413例舌象,以柯达Q-13灰阶色卡为软件校正依据。通过NikonCaptureNX软件进行图像色差校正,并应用L*a*b*均匀色空间对校正后的舌象进行舌象颜色分类与定量分析。结果:应用软件校正方法对舌象颜色进行色差校正,具有良好的效果。校正舌色后,从淡白舌、淡红舌到红绛舌,L*值逐渐降低,而a*值则逐渐升高,差异均有统计学意义(P<0.01)。红绛舌和青紫舌L*值的差异无统计学意义,淡红舌和青紫舌a*值的差异亦无统计学意义。各类舌色的b*值除淡白舌和青紫舌以及淡红舌和红绛舌之间的差异无统计学意义外,其他舌色两两比较的差异均有统计学意义(P<0.01)。苔色定量分析显示白苔a*值大于黄苔(P<0.01),白苔b*值小于黄苔(P<0.01)。白苔、黄苔L*值比较,差异无统计学意义。结论:自然光条件下应用L*a*b*色空间对舌色进行色差校正和定量分析,颜色还原准确,操作方便,是一种可行的临床舌象采集分析方法。

舌像颜色特征的计算机分析与识别研究

为研究舌像颜色的客观识别 ,通过对彩色模式应用、舌像颜色特征分析、舌色苔色的分类识别等的分析 ,建立了舌色、苔色的计算机分析识别方法 ,实现了以计算机图像分析为主要方法的舌色和苔色的自动分析与识别。