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关键词:中医诊断学;脉诊;教学;传统
引言
脉诊作为中医诊断学四诊教学重点之一,在教学过程中学生经常出现“心中了了,指下难明”的局面,是一种较难掌握的中医技能。笔者从教学实践中总结出几点脉诊教学的常见问题,供同道斧正。
1指力运用
教材中讲述“举按寻”即浮取、沉取、中取时,描述“手指较轻地按在寸口脉搏跳动部位”为浮取,很多学生浮取时用力过大,所以教学中宜明确“用摸触皮肤的力度接触到皮肤,这个力度叫浮取”,宜反复强调接触即是浮取,并在实践中反复纠正学生浮取的指力。推荐方法之一,教师和诊脉者同时诊察受诊者的左右手脉,同时“浮取”,由受诊者依据教师的指力大小判断诊脉者所用指力是否正确。推荐方法之二,教师充当受诊者,判断诊脉者在教师腕部所用指力是否为浮取[1-2]。与此类似,教材中描述“手指用力较重,甚至按到筋骨以体察脉象”称为“沉取”,实际操作中并不是每次沉取都需“按到筋骨”,而是“按到指下明显有抵触感(脉下肌肉抵触)时,即已按到位了”。那么,“指力与位置均介于浮取和沉取中间”即为中取。中医本身多为定性而缺乏定量,学生难掌握,所以教学中需要尽量精准描述,辅之以反复的操作训练才利于学生掌握。上述推荐方法同样适用于纠正学生沉取和中取的指力。
2左候右,右候左
“即以医生的左手候患者的右手寸口脉,以医生的右手候患者的左手寸口脉”,这一点在教材中有提及,但没有得到重视,这是传统脉诊的规范要求,现在网络上很多脉诊图片的纰漏正出于此。仔细分析其中缘由,医生用左手候病人右手的脉,是从寸口脉的外侧来切入,这样比较方便。如果医生候完一个手的脉,再用相同的手去候病人另外一个手的脉,就只能从寸口脉的内侧切入[3-4]。因为医生的食指必须放在腕关节的寸部,即靠近腕关节这一侧,所以为了保证食指仍然是候寸口脉的寸部,就只能从内侧切入。这样内外侧切入的角度不同,会影响医生对指下感觉的体会。所以在临床上操作规范是左候右,右候左。
3定关方法
中指定关,教材上多数采用桡骨茎突内侧定关法,即桡骨茎突往内一点即关脉的位置。其实临床准确的关脉位置正好对应尺骨小头,临床上多采用中指循手背定关法。医生用中指的指掌关节的连接处顶住病人的尺骨小头的顶点,然后循手背与前臂作一条垂直线,中指与寸口脉皮肤的交叉处就是准确的关脉位置。中指循手背定关法所定出来的关脉与桡骨茎突内侧定关法所定的关脉略有差异,中指循手背定关法所定的关脉往肘关节这一侧后移了半个指头。尺骨小头这个点要比桡骨茎突这条线的骨性标志更为明显,更方便准确定关,也有临床证据表明中指循手背定关法所定的关脉更为精确。教师在教学中可以要求诊脉者先把受诊者关脉中点的位置用笔画出,确认正确后再定寸尺。
4运指次序
教材上列举出各种指法,如举按寻、总按单按,但未明确各种指法的运用次序,造成学生指法运用的混乱与遗漏。《临证脉学十六讲》中明确了运指次序,使学生有章法可循,久而久之即可养成良好的诊脉习惯。运指次序如下:“用‘浮取’法总按三部用‘中取’法总按三部用‘沉取’法总按三部调整后(根据已感觉到的患者脉搏的浮取力度与沉取力度,来调整中取的力度与位置),再用‘中取’法总按三部回到‘浮取’法总按三部再行‘中取’法总按三部再行‘沉取’法总按三部三指定格于‘寻脉’(直至候清其总体脉象为止)食指‘浮取’寸脉食指‘中取’寸脉食指‘沉取’寸脉食指定格于‘寻脉’(直至候准寸脉为止)中指同食指候寸脉法候关脉无名指同食指候寸脉法候尺脉结束[5-6]。”
5脉图与指感
在脉诊操作时需要潜心细致地体会指下感觉,这种感觉是客观和可靠的。与平面脉图相比,指下感觉更容易被学生理解、接受并体会。“通过我们的指尖感觉(主要是触觉),至少可以从脉搏搏动中体会到六种情况,即脉搏的位置形状、速率(快慢)、节律、力度和来去之势(如来的时候的紧张度等)”所以脉诊的训练主要是一个手指触觉逐渐训练至灵敏熟练的过程。比如涩脉,“所谓脉的流利或不流利,实际上是指诊脉者指下的这样一种感觉:无名指感到尺部脉搏动后,又迅速从中指和食指先后感到了关部和寸部的脉搏搏动,这就叫脉流利;反之,若无名指感到尺部脉搏搏动后,却‘迟迟’才能等到中指触及关部脉搏的搏动,然后又隔‘良久’才能在食指感到寸部脉的搏动,这就叫脉不流利(最不流利的病脉叫涩脉)。”反复训练之后,学生就能体会并掌握这种指下感觉,但前提是静心细致候脉。教师示范运指时随时记录受诊者典型脉象,随即让学生体会具体脉象的指下感觉,体会后在其他受诊者中找寻相同脉象,让教师确认,可以大大提高具体脉象的教学效率。以上几个问题在中医诊断学脉诊教学中较为常见,按照上述方法调整教学后,脉诊教学效果明显上升,推广运用可以大大提高中医脉诊课堂教学效率。
参考文献
[1]王忆勤.中医诊断学[M].北京:高等教育出版社,2016.
[2]吴传云,董昌武,吴云龙,等.基于“可汗模式”的《中医诊断学》脉诊教学探讨[J].成都中医药大学学报(教育科学版),2014,16(02):5-6.
[3]刘燕平,祝美珍,黄岑汉,等.《中医诊断学》脉诊实验教学的探讨[J].广西中医学院学报,2007,(01):101-102.
[4]杨牧祥,王占波,于文涛,等.《中医诊断学》教材脉诊内容评析[J].中华中医药学刊,2008,(05):909-911.
[5]姚梅龄.临证脉学十六讲[M].北京:人民卫生出版社,2012.
【关键词】舍脉从证
支撑临床药师服务技能的主体是对临床治疗疾病提出合理用药方案,本文从目前临床中药师的状况,提出临床中药师在临床工作中依据中医“舍脉从证”的用药方法,以适应目前临床中药师的工作要求,与同行进行商榷。
1 临床中药师目前的现状
药师下临床与医生护士组成医疗团队,与医生共同工作的“切合点”是对治疗疾病提供合理用药方案。要提出合理用药建议,前提是临床中药师对疾病具有一定的判断能力,现状是绝大部分工作在医院的中药师由于在学校学习时,学的是中药药理学和中药有效成分的提取鉴定,对中药的四气五味归经在临床的具体应用相对来说,学的较少,即使也学《中医基础理论》,但是《中医诊断学》、《中医内科学》等等临床学科未涉及,缺乏中医临床据证用药的知识,是先天不足,临床用药很难与医生找到切合点。要解决这些不足,工作中的体会是中医的“舍脉从证”用药是一个较好的借鉴方法。
2 “舍脉从证”的源流和发展
“舍脉从证”首见[1]于战国·秦越人《难经·第十六难》“脉有三部九候,有阴阳,有轻重,是其病,有内外证。假令得肝脉,其外证:善洁,面青,善怒;有内证:脐左有动气,按之牢若痛;其病四肢满,闭淋,溲便难,转筋。有是者肝也,无是者非也。……。” “假令脉结伏者,内无积聚,脉浮结者,外无痼疾,有积聚脉不结伏,有痼疾脉不浮者,为脉不应病,病不应脉(《难经·第十八难》)。”这是《难经》对舍脉从证的描述。在今后的许多医书和医案里,均有舍脉从证用药的论述,并不全是脉证合参用药治病。明代张介宾,在其《景岳全书》中提出:“凡治病之法,有当舍证从脉者,有当舍脉从证者。”[2]明确提出“舍脉从证”用药治疗方法,今天舍脉从证在中医临床用药也有诸多报导[3,4]。
3 临床中药师应用“舍脉从证”用药的前提
临床中药师应用舍脉从证提供用药方案,首先应有中医诊断的望、闻、问诊的基础和八纲、气血、脏腑、六经、卫气营血、三焦等辨证基础,这是舍脉从证用药的关键,在临床中才有中医的用药思路,也才能结合临床用药。此外,读中医经典,能全方位地对临床用药进行把握。再读古今医案能提高临床用药思维,因为读古医案对了解古中医用药有帮助,读现代名医医案对临证用药有提高,现代名医医案用的是现代词汇,对中药师临证用药有直接的帮助。总之,读经典,看医案,两者互参,可扩展临床中药师“舍脉从证”的用药思维。
4 体会
4.1 临床中药师对治疗疾病能否提供切合临床实际的合理用药方案,关键是对中医据“证”用药的理论全面理解和掌握,无论是古中医“证”的理论或是现代中医“证”的理论,都应熟记于胸和全面理解,特别是经方“证”的理论,不要以为汉代中医的证的理论不适应于现代病或现代人的病,因一年春夏秋冬四时变化,致病的风寒暑湿,喜怒忧思悲,跌扑折伤等等因素,古人有之,今人亦有之,没有太大的差别。况且中医现代“证”的理论是在古中医“证”的理论之上发展起来的,有的病证依古中医之法用药,往往收到较好的治疗效果,因此,“舍脉从证”用药无论是古中医证的理论或是现代中医证的理论,应相互参照,对中药师临床准确用药都有极大的指导意义。
4.2 患者体内异常变化往往表现于外,中医通过对患者四诊中望、闻、问三诊的资料,医生对患者所患疾病的外在表现观察即可得到,药师较能很好地把握,在这三诊中,问诊是患者对自身异常变化的陈述,符合患者所患疾病的本质,药师望闻是患者体内异常变化的外在表现,三诊所得患者的疾病信息已有大多数“证”的本质,在分析这些疾病的资料时,围绕病机,注意阴阳病性,抓住主证,据此用药可收到一定的治疗效果。至于“脉”,《难经·第十六难》曰:“脉有三部九候,有阴阳,有轻重,有六十首,一脉变为四时,离圣久远,各自是其法。”清·徐灵胎《医学源流论·诊脉决死生论》“况病之名有万,而脉象不过数十种,且一病而数十种脉无不可见,”因此笔者认为,对脉的诸多诊法,个人感悟不同,结论不一。只有患者自我表述的和看到患者体内反映于外的体征,才有相对的统一。因此,临床中药师用“舍脉从证”的思维用药,是目前较好的途径,待积累了许多凭脉用药经验后,即可脉证合参,是今后临床药师的发展方向。
4.2 在临床实际工作中,临床中药师临证用药建议的提出,与相应的临床药师(西药)用药要困难得多,临床药师用药可凭医生开据的各种检验(查)报告单为用药依据,而这些检验(查)报告单对于临床中药师的用药,只能是参考,因它不是中医临床用药的依据,中医临床用药依据是疾病所表现出来的中医的证。因此,临床中药师在用药时应全面了解该病的发病原因,治疗用药经过及结果,目前患者临床表现,该病的中医临床特征等等,用八纲辨证把握总体,再依据临床收集到的信息用脏腑经络、气血津液的理论进一步辨别病性病位,分析病机,抓住主证,这时对治疗用药才能心中有数。要强调的是,在收集患者的病情资料时,特别注意收集病因和舌象资料,一定要审证清楚,因已舍去脉诊,“舌诊”就特别重要。
笔者在工作中,应用“舍脉从证”判断疾病和用本草学的“气味”理论提供用药方案,医生患者均能接受,也收到较好疗效。如《养正合剂治疗放射性肠炎验案》(见《光明中医》2010年第3期496页)。因为“舍脉从证”的用药方法是把中医临床用药方法扩展为临床中药师的用药方法,有其共同的理论基础,再则中医学和中药学的基本理论都是建立在中国古典哲学基础之上,均是以《易》《黄帝内经》的“阴阳”学说为指导,中医学和中药学在用药方法上相互扩展应用,易达成共识。中药师的中药学知识也得到较大发挥,共同使中医药学为人类的健康做出更大贡献。
参 考 文 献
[1] 张登本.难经通解.西安:三秦出版社,2001:18.
[2] 明·张介宾.景岳全书.北京:中国中医药出版社,1994:56.
诊脉考医生――看病的误区
在生活中,确实有一些像李大爷这样喜欢诊脉考医生的患者。他们的目的是考考医生能不能“一指定乾坤”,号出他们的病来,若“号”准了他们的病,他们就信任医生,否则就会说医生没本事,然而他们不明白,诊脉考医生,是找中医看病的最大误区。
诊脉――中医看病的独特方法
诊脉运用于临床至少已有三千多年了。它是通过诊察脉搏的次数、形态、节律、脉的气势和通畅程度等方面来认识疾病的。切诊不但对正确判断疾病的表里、虚实、寒热等意义重大,而且对诊断某些疾病如心脏病等的价值尤为重要。
一般认为,脉象不过二三十种,最常见的也不过十多种。而内、外、妇、儿等各科所患疾病至少不下几千种,且一种疾病可表现出多种脉象,一种脉象也可见于多种疾病,因此单靠诊脉来全面诊察、判断和认识疾病显然是不可能的。
“四诊合参”――中医诊病
我们知道,中医看病的诊察方法有望、闻、问、切四法,缺一不可。若想对某种疾病获得比较全面的认识,必须结合观色、望舌、察苔、闻声、问症等“四诊合参”,才能做出正确的诊断。也就是说,问诊是四诊之一,对于发病的原因、病情的发展过程、治疗经过以及患者的具体临床症状、特别是患者的某种隐情等,不通过问诊,或患者本人不“实话实说”,是很难全面了解的。这样也必然会影响医生对疾病作出全面而正确的判断,也必然会影响对疾病的治疗功效。所以说,诊脉考医生,危害的不是别人而正是患者自己。
然而,为什么在有些人的心目中,诊脉的地位要高于其它三种诊法呢?,原因有二:一是脉诊方法比较独特,它不像其它三种方法那样直观明了,显得更神秘些,另外在中医诊断疾病的过程中,对于一些寒热、虚实真假疑似证候的辨别鉴定有时要“舍症从脉”,特别是对生死的最后判断,诊脉的意义尤其显得重要。
“神医”――叫、闻、问、切
关键词:现代技术 中医 教学方法
教学方法是完成教学任务的重要手段,能否达到预期的教学效果,培养学生独立解决问题的能力,教学方法往往是决定的因素。中医的教学难度较大,特别应注重教学方法的改进和选择。笔者认为,除继续提高教师自身素质外,现阶段中医诊断教学应注意推广现代技术。
1. 充分利用多媒体的辅助作用
以往中医诊断的课堂教学大多只详其理,未见其形,所配少量电化教学,如望舌的幻灯片、脉诊的录像片等,在教学过程中亦须由教师操作集中进行教学演示,操作非常烦琐,大多不能按教学意图停顿、剪接或增加内容,在一定程度上影响教学的质量和效果。
多媒体技术是集文字、数据、图像、视频、动画和声音等为一体的信息技术[1,2]。这种技术作为中医诊断教学手段非常合适,因为中医诊断教学本身的特点也正需要通过视觉、听觉和语言交流等,达到教与学的统一。上课所用的多媒体演示教学课件由教师亲自动手制作,将原来分散的板书、图表、图谱、幻灯、录像、录音等各种教学信息,全部集中到计算机中,在互动平台上,运用教学软件对这些信息进行综合加工处理,授课时由教师控制计算机按教学需要随时调用。
多媒体教学课件的制作,是一项现代电脑信息技术与传统课堂教学艺术相结合的创造性劳动。由于任课教师特别熟悉本专业教学内容,所编课件能有机地将视听结合,使声像并茂,把枯燥、空洞、抽象的理论变得生动、具体、形象,使理性知识与感性知识高度统一,尤其符合诊法、辨症形态教学的特点,不仅节省了教师写板书的时间,更重要的是能按教学需要插入图表,展示图谱、幻灯、录像,模拟各种病态发音等,将教学内容直观形象地反映出来,使学生过目难忘,印象特别深刻,有利于“三基”知识的记忆与掌握,颇受学生的欢迎与好评,开创出令师生都为之振奋的教学新局面。
2. 开设现代科学研究实验课
随着现代科技的发展和中医科研的不断深入,社会对中医药人才科研能力的要求越来越高,而我院学生和其它中医院校的学生一样,在这方面普遍能力较差。我们中医学科对毕业生追踪调查,收到的1200份函调中,不能动手看病的毕业生占72.3%。可见科学实验能力的培养是我们教学的薄弱环节,而中医要现代化、要发展,重担就压在下一代学生肩上。因此必须从中医基础学科做起,加强中医实验教学。
开设中医现代科学研究实验课,中医诊断具有得天独厚的条件,只是我们没能很好地加以利用。众所周知,近些年来,各种先进科学技术在中医诊断学研究中运用日益广泛深入,使中医诊法和证的客观指标与机理不断被揭示。如舌诊已用比色表、组织切片、组织化学、蛋白电泳、电子显微镜、扫描电镜、微血管造影、电味觉测定、X射线微量元素分析等进行研究;研究脉诊最具代表性脉象仪,也已从早期的传感式演变为微机化全自动进行脉图描记分析;各种证实质的研究更是涉及理、化、光、电、分子、细胞水平,其结果是大大地扩大和延伸了传统中医诊断的范围。
如果我们能更有效地充分利用现有的科研成果,开设实验课,不仅能让学生掌握传统中医诊断的理论和方法,激发学习兴趣,同时也能帮助学生了解现代科学技术在中医诊断领域中的应用,为培养学生的科研能力打下良好的基础。如用脉象仪做实验,指导学生学会描记脉图,测量脉图数据,熟悉常见脉象图形分析,写出正规的实验报告。使学生不但对“心中了了,指下难明”的各种脉象有了具体脉图可测的客观性认识,同时也掌握了现代脉诊的研究方法和成果,扩大了知识领域,奠定了科研基础。
3. 重视和强化临床见习带教
中医诊断学是一门经验性、实践性很强的应用学科,前辈即曰:“熟读王叔和,不如临证多。”可见临床实践是中医诊断教学不可缺少的重要环节。近年来,随着电化、模型、多媒体等教学方法的不断改进,中诊课堂教学效果得以逐步提高,然临床见习却得不到应有的重视,见习次数一减再减,呈逐年萎缩之势,带教质量亦随之滑坡。若再不解决这个问题,中医诊断的教学质量将难以保证。
中医诊断的基础是四诊八纲辨症,诊法、辨症的可靠性、可信性是决定治疗的关键,亦是每位医学生必须掌握的基本技能。事实证明,不少学生虽然在校考试得分较高,但到临床面对病人时常手足无措,不知该干什么、怎么干。查体时动作笨拙,询问病情经常前后不一,甚则语无伦次,切脉更是浮沉虚实滑涩不分。碰上较为复杂的病症,辨症诊断更是摸不着头绪。由此可见,要把诊法、辨症的基本理论、基本知识真正转化为学生自己掌握的基本技能,必须多次地、反复地临床实践。
因此我们必须消除重课堂、轻实践,重课本、轻动手的传统观念,重视和强化临床见习带教工作。遴选有临床经验、责任心强的教师带教,做好示范,讲解要领,指导学生严格规范操作,逐渐提高学生诊察疾病、认识疾病的能力。使学生形成一个由理论到实践,用实践检验理论,再运用理论指导实践的过程,真正提高学生的动手动脑能力。如此,不仅能学好中医诊断,同时也为学习后续中医临床各科打下良好的基础。
4. 采用案例教学组织学生讨论
研读案例(医案),是中医传统的学习与研究方式,因为“中医学是一门比较定型的学科,过去限于条件,科学仪器用得很少,但思维方法用得多,经验非常丰富,这是一个特色”[3]。中医诊病靠辨症,辨症是中医临床思维的精髓,体现了中医诊断的特色,是对疾病全面、完整的本质认识。然而临床辨症思维不是一种知识,而是一种技能,这种能力的培养,一靠临床,二靠医案。而在中医诊断教学阶段,采用以问题为中心的案例教学法组织学生讨论,无疑是训练和提高辨症技能的良好方式。
案例的选择,不局限于传统古代医案,也不仅是现代典型病案,主要多选临床常见实例,易于学生理解和接受。一般以脏腑辨症内容为核心,尽量争取选用学生在附院见习能看到的典型病人。如将心系病症中有关“心脉痹阻症”;肺系病症中有关“肺气虚、痰湿阻肺症”;脾胃病症中有关“脾胃气虚症”;肝系病症中有关“肝风内动症”;肾系病症中有关“肾阳虚、肾虚水泛症”等常见病例整理成讨论所需具有一定难度的案例。
课堂讨论安排在临床见习之后,是对临床见习的补充和深化。讨论时教师要不断启发学生配合积极思维,主要围绕①辨症依据――四诊资料的收集整理,②辨症步骤――多种辨症方法相互联系和补充应用,③辨症分析――对病因、病机、病位、病势的再认识,④辨症结论――规范的证名诊断四方面进行,引导学生各抒己见,畅所欲言,教师则要充分地准备,随时回答学生提出的各种质疑,并在讨论结束时作出精辟的分析和讲评。如此反复对学生进行辨症思维训练,培养学生知常达变的本领,能有效地提高学生独立分析问题和解决问题的能力。
参考文献:
[1]李鸣.正确看待计算机多媒体在学校教育中的作用.中国电化教育,2003,(12).
【关键词】脉搏波模型理论脉诊客观化中西医结合
Abstract:Pulsewave,aresearchfocusinbothtraditionalChinesemedicineandWesternmedicine,whichcontainsawealthofhumanphysiologicalandpathologicalinformation,hasalwaysbeentheconcernofmedicalpractitioners.Onthebasisofthereviewonthedevelopmentofthepulsewavetheoryanditsapplications,theexistingproblemsinthisfieldarediscussedinthispaper.OnthebasisofthestatusquoofpulsewaveinformationextractionmethodsandtheutilizationofpulsewaveintraditionalChineseandWesternmedicine,amoreindepthstudyonpulsewaveisproposedtomakeitabridgeconnectingtraditionalChinesemedicinewithWesternmedicine.
Keywords:pulsewave;models,theoretical;objectifyingpulsetaking;integrativetraditionalChineseandWesternmedicine
当心脏周期性地收缩和舒张时,左心室射入主动脉的血流冲击主动脉瓣和血管壁,产生的振动将以波的形式自主动脉根部发出,沿动脉树向外周动脉传播,此波称为向前波。当向前波受到动脉分支和外周动脉等因素的作用时,产生与之方向相反的反射波。反射波沿动脉树向心脏方向传播,与向前波叠加后形成具有不同波形特征的脉搏波。脉搏波的传播过程不仅受到心脏本身的影响,还受到沿途动脉和周围组织器官状况的影响,使脉搏波蕴藏着丰富的人体生理和病理信息。另外,由于脉搏波的检测不需要复杂而昂贵的仪器,操作简便,而且无创,因此关于脉搏波深入细致的研究,历来都受到中外医学界的重视。
1脉搏波理论发展
对脉搏波的理论研究,国外学者做了大量的工作,从18世纪初开始至今,其研究历史已长达几个世纪。而国内学者对脉搏波理论研究则始于解放后。脉搏波理论研究大致经历了从理论描述到模型分析以及线性化理论到非线性化理论的发展过程[14]。见表1。表1脉搏波理论发展历程
发展阶段分析模型及理论研究者理论描述首次发现和认识到血液循环现象HarveyW(17世纪初)首先论证了动脉弹性腔的意义NewtonI(1700年)线性化理论提出Windkessel模型(弹性腔模型)HaleS(1733年)发表了理想流体的弹性管内波传播速度公式YoungT(1808年)提出血管阻力模型,解释了动脉中平均血压下降的原因PoiseuilleJLM(1840年)发现主动脉和外周动脉压力波波形的差异MahomedF(1872年)发表计算脉搏波传播速度的杨莫恩斯公式MoensAI和KortewegDJ(1878年)建立了相当于动脉系集中参数模型的风箱理论(弹性腔模型)FrankO(1899年)提出第一个血流脉搏波传播的分析模型MorganGW和KielyJP(1954年)[5]提出线性分布参数模型(Womersley理论)WomersleyJR(1957年)[6]提出双弹性腔模型GoldwynR和WattT(1967年)[7]提出一个完整的线性化脉搏波模型AtabekHB(1968年)[8]对心血管弹性腔理论作了较为深入的研究柳兆荣(1980年)[9]非线性理论提出非线性分布参数模型,阐明动脉脉搏波传播的非线性特性EulerL(1755年)提出多项式血管壁应力应变表达式VaishnavRN等(1972年)[10]提出一个包含血管和外周组织运动的非线性脉搏波传播理论伍时桂等(1986年)[11]提出大血管中非线性压力波满足的孤波方程SigeoY(1987年)[12]首次在心脏和血管动态耦合的基础上,研究了人体动脉中压力和流量脉搏波的传播王英晓等(1998年)[13]建立了非线性血流脉搏波在动脉内传播的理论模型谢官模等(2001年)[14]
2脉搏波分析方法与应用
目前,对脉搏波的分析主要是比较正常和病理状态下,脉搏波波形和传播速度的不同,或者是提取时域或频域特征参数来加以分析研究。主要分析方法包括时域分析法、频域分析法、时频联合分析法、数学建模分析法和脉搏波传播速度分析法等。
2.1时域分析法时域分析法是指在时域脉搏波图上分析波动信号的动态特征,通过对主波、重搏前波和重搏波的高度、比值、时值、夹角和面积值等进行参量分析,找出某些特征与人体生理病理变化的内在联系。时域分析法是目前最常用的脉搏波分析方法[15],主要包括直观形态法和波图面积法等。
直观形态法是直接通过脉搏波波图的形态分析,在时域波图中提取特征信息,如波图的波、峡的高度、特征点、相应时值等参量,从而分析脉搏波蕴含的生理病理信息。如Millasseau等[16]用主波高度与延迟时间(主波与重搏波之间的时间间隔)的比值作为大动脉硬化指数,研究了随年龄增长引起的大动脉硬化。
脉图面积法是以脉搏波波图面积的变化为基础的脉搏波形特征量K值提取的一种方法[17],能较好地反映人体心血管系统中血管外周阻力、血管壁弹性和血液黏度等生理因素。后来,又将K分解成K1和K2,综合K、K1和K2三个参数,结合血压和心率能够较准确地得到心输出量。同时,也解决了由不同生理状况却得到同一K值的问题,使脉图面积法在临床上有了更好的应用[18]。
2.2频域分析法频域分析法是近代物理学、工程力学中常用的一种对周期性波动信息做数值分析的方法。此法通过离散快速傅里叶变换,将时域的脉搏波信号变换到频域,从脉搏波频谱中提取与人体生理病理相应的信息,主要观察振幅、相位随频率的变化,找出信号在时域中不太明显而在频域中比较明显的特征。具体方法包括功率谱分析和倒谱分析等。
功率谱分析是指利用广义平稳随机过程的N个样本数据估计该过程的功率谱密度,也称为谱分析。对脉搏波信号进行功率谱分析的算法通常采用经典的快速傅立叶变换(fastFouriertransform,FFT),主要是把时域的脉搏波信号用FFT转换成频谱图,再通过比较频谱图上不同频率的特征峰来分析脉搏波。此法在脉搏波信号分析中使用较早[19,20],在当前的许多研究中也经常使用[21]。
倒谱分析是对频谱取对数后,进行傅立叶变换。它将频域内的周期成分转化为倒谱上单根线谱及其倒谱波,测得脉搏周期较为准确。如宋建勤等[22]运用倒谱理论讨论了正常心律和非正常心律受检者的脉搏信号在倒谱域中的特征表现,并通过对286例脉搏信号的倒谱分析,发现病理与正常心律脉搏信号的倒谱特征差异有统计学意义。
2.3时频联合分析法时频联合分析法是把一维信号或系统表示成一个时间和频率的二维函数,时频平面能描述出各个时刻的谱成分。常用的时频表示方法有短时傅立叶变换和小波变换等。
短时傅立叶变换法是将信号划分成许多小的时间间隔,用傅立叶变换分析每一个时间间隔,以便确定在此时间间隔存在的频率,这些频谱的总体表示频谱在时间上如何变化[23]。它依赖于被分析信号的线性特性,即信号的频谱与在数据中提供正弦成分的幅度成线性比例。其最主要的优点是容易实现,计算简洁有效。
利用小波变换可在信号的不同部位得到最佳时域分辨率和频域分辨率,具有可变的时间和频率分辨率,把傅立叶变换中的正弦基函数修改成整个时频平面的基函数,最终达到高频处时间细分和平低频处频率细分,自动适应时频信号分析的要求,从而可聚焦到信号的任意细节。小波变换这种独特的能力使它成为分析脉搏波这种非平稳信号的有利工具,可以实现对脉搏波信号同时进行时域、频域特征值的提取和分析[24]。
2.4数学建模分析法数学建模分析法是指利用模拟电路、流体力学和生物力学等方法,结合脉搏波传播的理论特征和脉搏波与心血管系统的联系,建立相应的脉搏波分析数学模型,从而在计算机上仿真脉搏波,系统地分析其特征参数和生理病理信息。具体方法包括力学建模法、电路模拟建模法和系统仿真建模法等。
力学建模法是指根据生物力学和血液动力学原理建立脉搏波在动脉管中传播的线性和非线性模型,可以在一定意义上反映脉搏波的传播规律。力学建模主要针对理论研究,而且大部分都是心血管系统的局部建模,因此在脉搏波理论的发展过程中具有重要的意义(见表1),而很难应用于临床研究。
电路模拟建模法是为了便于计算和分析力学方程,利用力电之间的等效关系将力学模型在一定的条件下化为“电路模型”来求解和分析动脉系统。具体把血流比拟为电流,血压比拟为电压,血容量比拟为电量,血流黏滞阻力比拟为电阻,血管顺应性比拟为电容,血液流动惯性比拟为电感等,可建立心脏模拟电路模型等心血管系统模型[25]。具体根据研究目的不同,建立的不同形式的模型,其结构也可以差别很大。
系统仿真建模法是利用系统分析和数字信号处理研究生理系统的一种新方法,主要是通过系统各部分的分析整合,建立系统整体的仿真模型。清华大学白净教授[26]在美国德勒克塞尔大学Jaron教授建立的仿真模型基础上,增加了左心房和肺循环等部分,并扩充和建立了人体上肢模型,其仿真实验结果与临床试验结果基本吻合。
除上述建模方法外,国内还有学者用高斯函数来仿真脉搏波。一个高斯函数可以构建一个钟形波,因此,一个周期的桡动脉脉搏波可以用3个高斯函数来合成,分别对应主波、重搏波和重搏前波[27]。通过这种方法建立的仿真模型可以提取若干脉搏波特征参数,用于区别正常和病理状况下的脉搏波。
2.5脉搏波传播速度分析法脉搏波传播速度(pulsewavevelocity,PWV)是指脉搏波由动脉的一特定位置沿管壁传播至另一特定位置的速率。动脉血管在年龄和各种致病因素等的作用下导致动脉僵硬度增加,从而增加沿动脉树传播的PWV。PWV是通过测量两个记录部位的距离和脉搏波传播时间求得,目前临床上通常采用记录的部位有颈动脉股动脉、颈动脉肱动脉、颈动脉桡动脉以及肱动脉踝动脉等。PWV已被认为是表征血管硬化程度的金标准,可作为预测心血管疾病发生率和死亡率的重要依据[28]。近些年来,国外对脉搏波的临床应用研究大部分都集中在PWV上,主要用来预测和判断高血压[29]、糖尿病[30]和晚期肾衰竭[31]等疾病患者的心血管状况。
3脉搏波与中医脉诊
对脉搏波的研究最早可追溯到中国古代的中医脉诊。在中国传统医学中,脉诊具有十分重要的地位,自古就有“切之以九脏之动,惟妙在脉,不可不察”之说,其价值已被2600多年的中医临床实践所证实。
3.1脉诊理论现有有关脉诊的最早记载是公元前3世纪前后出现的《内经》;到公元3世纪晋代的王叔和,著有《脉经》十卷,成为当时脉学研究的集大成者,他提出“独取寸口”的诊脉方法,对脉学的发展起了重要的作用;明代李时珍著有《濒湖脉学》一书,以歌诀的形式来描述脉法,使脉学得到普及和发展。脉诊理论经历代医学家的反复临床实践与研究,已经发展成为一门独具特色的诊断科学——“中医脉诊学”。它是中医“整体观念”和“辨证论治”基本思想的体现和应用,也是中医理论体系中不可缺少的重要组成部分。
3.2脉诊客观化研究脉诊理论有着悠久的历史,对中华民族的世代繁衍和发展做出了巨大的贡献,其内容之博大精深已为世人所公认。但由于中医脉诊具有极大的个人主观臆断性,所谓“脉理精微,其体难辨”;“在心易了,指下难明”。脉象的概念模糊、笼统,难以掌握,长期影响着脉诊的现代化发展。因此,自解放后国内学者就掀起了脉诊客观化研究的热潮,主要是针对脉象形成机制、典型脉图的识别分类和脉图的客观描记(脉诊信息采集装置的研制)等研究。
对脉象的研究除借鉴上述几种脉搏波分析方法外,还有学者提出多因素脉图识脉法[32]、脉象速率法[33]、句法模式识别法[34]、模糊聚类方法[35]、希尔伯特黄变换(HilbertHuangtransform,HHT)法[36]、盲解卷法[37]和人工神经网络法[38]等。随着大量现代工程和信号分析方法的引入,脉诊客观化研究正向着多元化的方向发展。但目前大部分的研究都集中在典型脉图的解析上,仅有关此方面的研究专著就不下十几部。
传感器是脉诊信息采集装置研制的最关键部分,主要可分为压力式和光电式等接触性传感器,以及传声器和超声多普勒技术等非接触式传感器。由于非接触性传感器不符合中医指压切脉的特点,目前主要还是以接触式传感器开发为主。脉诊信息采集传感器的研制经过了从单探头到双探头,再到三探头的发展历程,逐渐模仿中医同步取三部脉象的特征。为了把脉象图和指压指感趋势图结合起来,车新生等[39]开发了三维脉象图采集模块,并用VB应用程序构建了三维坐标系作为显示平台,从而得到了立体化的脉象图,使脉象特征表达更明显,与脉诊理论中的脉象描述更为贴切。由于脉诊信息的采集是后期信号分析的关键前提,很多学者都在探讨性能更加优良的传感器,随之而开发出的脉象仪和脉诊仪等智能化脉象分析设备也是品种繁多,功能各异,为脉诊客观化研究提供了良好的硬件基础。
4问题讨论与前景展望
脉搏波的现代研究作为中医和西医共同的研究热点,吸引了国内外越来越多学者的参与。其理论研究经历了从线性化理论到非线性化理论,局部分析到整体分析的发展过程。而应用研究也经历了从经验传授到客观描述,简单波图分析到复杂频谱分析和系统建模研究的过程。以生物医学为基础,结合物理学、工程学、数学和计算机科学的技术和方法,大量的信号处理算法被应用到脉搏波的分析和研究中来,使脉搏波研究成为一个多学科交融的领域。
但是从研究现状来看,脉搏波研究主要存在以下几点不足:只重视纯理论研究的深入而无法应用于临床,或是发现临床应用价值而不重视从理论上进行验证,使脉搏波的理论与应用研究脱节;分析使用的算法虽然很多,但每种算法都有局限性,脉搏波研究缺乏一种通用的算法或系统的研究体系;多数研究方法都是提取脉搏波的特征参数作为分析的依据,有限几个特征参数并不能完整地反映脉搏波的全部信息,而且缺乏对特征参数之间联系的研究,难以得出很有价值的研究结果;时域分析等方法只重视单个周期的波图研究,虽然操作简单、直观,容易为临床医生所接受,但误差较大,也无法体现脉搏波的动态变化特征;单从数学角度建立的模型,在应用上比较方便灵活,但缺乏医学上的说服力;而从生理学和力学角度建立的模型能够很好地反映脉搏波的生理病理特征,但过于庞大和复杂,限制了模型的应用。
这些不足很大程度上制约了脉搏波在临床中的应用,PWV研究却是个例外。PWV只是脉搏波复杂信息中的一部分,但PWV研究是众多脉搏波研究工作中最成功的例子,通过比较成熟的理论研究和临床试验验证,PWV已经成为心血管系统疾病研究中的一个重要标准。所以,脉搏波研究最重要的一点就是,将广泛的临床应用研究与深入的理论研究紧密结合。
相比较而言,西医更重视脉搏波的理论研究,西方对脉搏波产生和传播机制的研究已经长达几个世纪,研究手段已经比较成熟,理论分析也比较深入。但是,西医不像中医这样有独特的脉诊理论作指导,脉搏波的临床应用只限于心血管系统疾病的诊断和分析,研究对象大多集中在脉搏波传播速度分析及其测量和分析手段的优化,对脉搏波信息的利用有很大的局限性。而中医比较重视脉搏波的临床应用研究,但由于缺乏系统深入的理论研究,中医无法客观地解释脉诊的科学内涵。
因此,如果能将西医的理论研究和中医的应用研究很好地结合起来,取长补短,那么脉搏波作为中医和西医都很关注的研究热点,很有希望成为沟通二者的桥梁。而且一些学者已经认识到,脉搏波技术是一个“省钱”的生物医学工程,可以提供一个简单、快捷、安全、有效和省钱的心血管无创诊断方法[3]。特别是近些年来,为了发展无创伤诊断技术和降低医疗费用,美、英、日、韩和加拿大等国的学者对人体脉搏信息和中医脉诊理论的研究也发生了浓厚的兴趣,这已成为发展无创伤诊断技术的前沿课题之一。随着脉搏波理论研究的不断深入,以及现代生物医学、电子与信息学、工程学和计算机学等应用科学的迅猛发展,脉搏波研究必将在中西医结合领域中发挥越来越重要的作用。
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