可視化脈診信息獲取與識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用與比較研究.pdf

1、脈診，亦名切脈，是指醫(yī)生用手切按病人有關(guān)動(dòng)脈，根據(jù)脈動(dòng)應(yīng)指的形象，了解病情及辨別病癥的診察方法，在中醫(yī)“望、聞、問、切”四診中占有很重要的地位。然而中醫(yī)脈學(xué)擬物類比的語言描述方式，不僅導(dǎo)致臨癥診斷的分歧及脈診教學(xué)的困難，同時(shí)由于對(duì)復(fù)雜多變的脈象缺乏明確的界定和量化的指標(biāo)，使之很難為國際醫(yī)學(xué)界所認(rèn)可，并成為中醫(yī)脈學(xué)傳承、發(fā)展、振興的主要障礙。 按照托馬斯·庫思的科學(xué)發(fā)展模式來看，經(jīng)過二千多年發(fā)展歷程的中醫(yī)脈學(xué)已經(jīng)走過了準(zhǔn)科學(xué)、前科

2、學(xué)、常規(guī)科學(xué)階段，正面臨創(chuàng)新性極差、發(fā)展滯后的后科學(xué)階段。只有在指導(dǎo)研究的方法論和研究手段兩個(gè)方面經(jīng)過艱苦的摸索、突破、創(chuàng)新與提高的過程，中醫(yī)及其脈學(xué)的現(xiàn)代化發(fā)展歷程才能走出這一“反?！钡?、充滿“危機(jī)”的歷史階段。 根據(jù)脈診學(xué)建立的重要基礎(chǔ)--中醫(yī)學(xué)理論體系的核心-整體觀和平衡觀，脈象是臟腑氣血的盛衰通過機(jī)體的整體反應(yīng)形成的，以心、血管活動(dòng)為基礎(chǔ)的外部表現(xiàn)。因此要全面獲取脈象形成的心、血管活動(dòng)基礎(chǔ)，直觀地觀察取脈部位脈管的運(yùn)動(dòng)功

3、能、形態(tài)、位置以及心臟活動(dòng)的影響等，特別是由血管三維運(yùn)動(dòng)反映的脈動(dòng)信息在脈診中的貢獻(xiàn)度，則需要通過更為豐富、全面的研究手段。 心血管影像學(xué)技術(shù)的發(fā)展為脈診研究向縱深發(fā)展提供了一個(gè)重要方法學(xué)平臺(tái)。迄今為止，脈診研究工作中應(yīng)用的影像學(xué)技術(shù)仍以聲脈圖的獲取和分析為主。然而隨著醫(yī)學(xué)影像學(xué)技術(shù)的不斷進(jìn)步，是否有可能通過更為先進(jìn)的手段進(jìn)行脈診研究? 本課題作為十五攻關(guān)項(xiàng)目(2004BA72lA09)和國家自然科學(xué)基金項(xiàng)目(30371

4、720)的子課題，根據(jù)目前臨床醫(yī)學(xué)診斷手段的發(fā)展現(xiàn)狀及脈診研究的需要，對(duì)于現(xiàn)有的影像學(xué)方法進(jìn)行可視化脈診信息采集的適用性比較研究，并在此基礎(chǔ)上，通過健康人體建模的方法，應(yīng)用NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)和Magnetom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀進(jìn)行了部分常見單脈的心血管機(jī)制進(jìn)行了數(shù)字化、可視化研究。 1 基于影像學(xué)技術(shù)的寸口關(guān)部脈診信息采集應(yīng)用應(yīng)用NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)和Magnetom Av

5、anto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀進(jìn)行寸口關(guān)部脈診信息采集、分析，結(jié)果表明： (1)NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)B超圖像可顯示：正常面加壓狀態(tài)下，橈動(dòng)脈橫切面為近圓形回聲，邊緣較規(guī)整、清晰，透聲性好，低回聲區(qū)的腔壁呈現(xiàn)周期性舒縮活動(dòng)?？v軸切面為長形回聲，邊緣規(guī)整、清晰，透聲性好，低回聲區(qū)的腔壁呈現(xiàn)舒縮的搏動(dòng)變化。施加取脈壓力后，脈管橫切面呈橢圓形、梭形，隨所加壓力越大，長短徑比越大，甚至在收縮時(shí)可出現(xiàn)線形改變。

6、(2)Mag rletom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀影像顯示：在所采用的掃描序列下，血管區(qū)域?yàn)楦咝盘?hào)強(qiáng)度區(qū)。管周邊界清晰，規(guī)整，對(duì)比度高。脈管為圓形，在模擬施以取脈壓力時(shí)，脈管發(fā)生變形，近似橢圓形或梭形。 (3)NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)B超圖像和Magrletom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀影像均顯示：脈象指感和脈圖發(fā)生特征性改變時(shí)，脈管橫切面影像的形狀(a/b)、面積大小(a、b、Homa

7、x、Homin)、搏動(dòng)特點(diǎn)(Admax/Aunin、△x、△y)、脈管軸心距皮表的距離(△h)隨之相應(yīng)改變，從而獲得特定脈象的位、數(shù)、形、勢(shì)屬性。 (4)NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)采集的脈診信息中，脈管的面積與脈搏波壓力之間呈正相關(guān)。說明在一個(gè)心動(dòng)周期中，隨著心臟射血與舒張的周期性活動(dòng)，脈管的形態(tài)與脈管內(nèi)壓力隨之發(fā)生周期性變化，其變化規(guī)律直接影響脈象特征參數(shù)。 (5)NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)每秒可連

8、續(xù)采集12禎B型超聲圖像，實(shí)時(shí)跟蹤脈管搏動(dòng)狀態(tài)，可在一個(gè)心動(dòng)周期中獲得一系列連續(xù)圖像，從而直觀地可觀察特定脈象的脈管搏動(dòng)規(guī)律。將12禎連續(xù)圖像進(jìn)行處理和測(cè)量，可獲得一個(gè)心動(dòng)周期中特定脈象的脈管某一橫截面的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。將圖像進(jìn)行一定處理后，可實(shí)現(xiàn)特定脈象取脈部位運(yùn)動(dòng)規(guī)律的重現(xiàn)；采用適宜的序列，理論上Magnetom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀可采集任一時(shí)間點(diǎn)的脈管搏動(dòng)信息，但因其成像速度較慢，很難實(shí)現(xiàn)脈管搏動(dòng)狀態(tài)的實(shí)時(shí)跟蹤。同時(shí)

9、因其每幅圖像為多個(gè)心動(dòng)周期的同一時(shí)間點(diǎn)圖像的疊加，形成的影像不能完全重現(xiàn)特定脈象形成的過程。因此在每個(gè)心動(dòng)周期可采集收縮極期、舒張機(jī)器、主動(dòng)脈瓣關(guān)閉3個(gè)時(shí)間點(diǎn)的脈管搏動(dòng)狀態(tài)，可一定程度反映不同脈象形成的的形態(tài)學(xué)基礎(chǔ)。 (6)Magnetom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像與NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)獲得的圖像質(zhì)量相比較，前者圖像的清晰度、灰階對(duì)比度均好于后者，但在脈診信息有效獲獲取價(jià)值上二者無明顯區(qū)別。

10、 2.基于影像學(xué)技術(shù)的寸口關(guān)部脈診信息采集 (1)同等條件下對(duì)相同的受試者進(jìn)行檢測(cè)統(tǒng)計(jì)結(jié)果表明，應(yīng)用NX-8型可視化脈動(dòng)信息采集分析系統(tǒng)與Maglletom Avanto 1.5T超導(dǎo)磁共振成像儀所獲得的各項(xiàng)檢測(cè)結(jié)果無顯著差異(P>0.05)。 (2)與平脈相比較，脈位浮變時(shí)，寸口橈動(dòng)脈明顯擴(kuò)張，其橫截面的直徑和面積均明顯增大；軸心位移增大；管上組織厚度(經(jīng)血管軸心至關(guān)部皮表切面的垂線上，血管表面至皮表的距離)變薄。脈位

11、沉變時(shí)，血管口徑、面積均減??；軸心位移減??；管上組織厚度增厚。以上各項(xiàng)改變均有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05或：P<0.01，)。 (3)脈滑變后，寸口橈動(dòng)脈脈管管擴(kuò)張，直徑增大，充盈血量增加，血管軸心位移幅度增大。心功能增強(qiáng)，搏出量(SV)心輸出量(C0)、射血分?jǐn)?shù)(EF)及左心室流出道流速增大，舒張末期容積(EDV)及收縮術(shù)期左心室容積(ESV)減小。呈現(xiàn)脈位屬性偏浮、脈數(shù)屬性偏數(shù)、脈形屬性偏寬、脈勢(shì)屬性中流利度、強(qiáng)度增強(qiáng)等改變(

12、P<0.05或P<0.01，)。 (4)脈芤變后，寸口橈動(dòng)脈擴(kuò)張，其橫截面的直徑和面積均增大；軸心位移增大；管上組織厚度變薄。脈率增加，流利度增加，強(qiáng)度下降。呈現(xiàn)脈位偏浮、脈數(shù)屬性偏數(shù)、脈形屬性偏寬、脈勢(shì)減弱的特征改變。 (5)脈數(shù)變后，主要表現(xiàn)為脈率的增快和流利度的增強(qiáng)，其他改變不具規(guī)律性。 3 基于影像學(xué)技術(shù)的位、數(shù)、形、勢(shì)屬性形成機(jī)制研究方法探討 通過對(duì)本課題組既往工作總結(jié)及本課題研究認(rèn)為，通過適宜

13、的影像學(xué)技術(shù)和相應(yīng)的參數(shù)設(shè)定，可較全面地獲得特定脈象的位數(shù)形勢(shì)屬性特征。具體參數(shù)包括： (1)脈位參數(shù)最大長徑(amax)、最小長徑(amin)、最大短徑(bmax)、最小短徑(bmin)、皮膚距軸心最大距離(Homax)、皮膚距軸心最小距離(Homin)、軸心位移量(△Y、△X)。 (2)脈數(shù)參數(shù)血管收縮舒張周期(T)、脈波傳播時(shí)間(R—Amax)。 (3)脈形參數(shù)最大長徑(amax)、最小長徑(amin)、最

14、大短徑(bmax)、最小短徑(bmin)、最大面積(Amax)、最小面積(A<,min>)。 (4)脈勢(shì)參數(shù)擴(kuò)張率(Dr)： A<,max>/R—A<,max>、△A/A<,max>、A<,min>/A<,max>位移角(α)：tgα=△Y/△X。順時(shí)針為+，逆時(shí)針為-。 4 用影像學(xué)檢測(cè)技術(shù)進(jìn)行可視化脈診信息采集的適用性比較研究 (1)數(shù)字血管造影(Digital Subtraction Angiography

15、，DSA)、計(jì)算機(jī)斷層掃描顯像血管造影(Comptlted Tomography，CTA)、正電子發(fā)射型計(jì)算機(jī)斷層掃描顯像(PositronEmission Tomography，PET)：成像清晰、精確度高，但因需使用造影劑、輻射、成像速度慢、不能實(shí)時(shí)跟蹤動(dòng)脈脈搏在一個(gè)心動(dòng)周期中的活動(dòng)過程，不適宜做脈診相關(guān)的研究。 (2)磁共振成像(Magnetic Resonance Imaging，MRI、彩色普勒超聲(Colored P

16、ullersupersonic)：成像效果好，且因不需使用造影劑、無輻射，對(duì)受試者健康基本無影響?？色@得取脈部位的血管形態(tài)、運(yùn)動(dòng)、血流及軟組織形態(tài)改變等重要信息。是一種較好的脈診研究方法。但以上兩種檢測(cè)裝置的價(jià)位偏高，檢測(cè)費(fèi)用較貴，可有限應(yīng)用于脈診相關(guān)科研工作，無法在中醫(yī)臨床診斷中推廣。 (3)B型超聲(B supersonic)：可連續(xù)跟蹤動(dòng)脈脈搏在一個(gè)行動(dòng)周期中的活動(dòng)過程。通過扇形掃描獲得垂直扇面二維超聲斷層圖像，可通過軸向