梁科

摘 要：隨著信息技術(shù)在患者疾病診治應(yīng)用方面的逐步深入，一些基于中醫(yī)診治需求的科學(xué)技術(shù)逐漸得以開(kāi)發(fā)和應(yīng)用，極大地提升了患者診治的效率和效果。中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)就是其中的代表性類(lèi)型。雖然識(shí)別技術(shù)的應(yīng)用尚處于開(kāi)發(fā)和完善階段，但其積極功能卻已凸顯。文章在對(duì)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)原理進(jìn)行分析的基礎(chǔ)上，對(duì)該技術(shù)的理論與實(shí)踐研究現(xiàn)狀進(jìn)行介紹，以此確定接下來(lái)技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用的方向，以實(shí)現(xiàn)中醫(yī)面診工作的優(yōu)化。

關(guān)鍵詞：中醫(yī)；面診信息；計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)；研究現(xiàn)狀

前言

面診作為中醫(yī)望聞問(wèn)切療法中的重要內(nèi)容之一，是中醫(yī)特色珍法。醫(yī)師通過(guò)觀(guān)察人面部變化情況可以獲知人體的氣血盛衰情況和五臟六腑的虛實(shí)變化，以此作為疾病診斷和治療的依據(jù)。長(zhǎng)期以來(lái)，中醫(yī)面診主要借助醫(yī)師個(gè)人的診療經(jīng)驗(yàn)來(lái)進(jìn)行，雖然診治的效果比較好，但并不能夠完全保證診治結(jié)果的科學(xué)性和準(zhǔn)確性，并且這種診療方式缺乏客觀(guān)的標(biāo)準(zhǔn)和方法，難以大范圍推動(dòng)應(yīng)用?；诮陙?lái)計(jì)算機(jī)技術(shù)、信息技術(shù)在中醫(yī)學(xué)臨床研究與實(shí)踐中應(yīng)用所取得的積極效果，以及計(jì)算機(jī)輔助診療技術(shù)應(yīng)用效果的凸顯，開(kāi)發(fā)與中醫(yī)面診相關(guān)的計(jì)算機(jī)技術(shù)逐漸成為一項(xiàng)現(xiàn)實(shí)性的內(nèi)容。本文擬對(duì)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的研究與應(yīng)用情況進(jìn)行梳理，以豐富技術(shù)在中醫(yī)面診方面的應(yīng)用。

1.中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)的可能性和必要性分析

中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用是基于面診信息搜集的現(xiàn)實(shí)可能和必要性而言的。

從現(xiàn)實(shí)性來(lái)說(shuō)，《靈樞·邪氣臟腑病形》中指出“十二經(jīng)脈，三百六十五絡(luò)，其血其皆上于面而走空竅”，意思是人體的內(nèi)臟功能和氣血狀況都會(huì)在面部有相應(yīng)的表現(xiàn)，因此，可以通過(guò)對(duì)人面部各種狀況的觀(guān)察來(lái)了解其人體的健康情況和病情變化狀況，而這也說(shuō)明可以通過(guò)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)來(lái)對(duì)人的面部信息進(jìn)行識(shí)別搜集，以此作為診療的依據(jù)。近年來(lái)關(guān)于中醫(yī)面診中運(yùn)用計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行信息識(shí)別的正確性、科學(xué)性研究的成果也表明該技術(shù)可以運(yùn)用到實(shí)際的面診中。例如許家佗等人借助數(shù)字圖像分析技術(shù)和《健康狀態(tài)評(píng)估簡(jiǎn)表》對(duì)207名大學(xué)生的健康狀態(tài)進(jìn)行了評(píng)估，并提取其中的六個(gè)部位進(jìn)行面色特征分析后發(fā)現(xiàn)面部面色的分析比整體面色的分析更具有診斷價(jià)值，這一結(jié)果也表明識(shí)別技術(shù)可以提升面診的準(zhǔn)確性。

從必要性方面來(lái)說(shuō)，雖然中醫(yī)發(fā)展過(guò)程中積累了豐富的面診方法和經(jīng)驗(yàn)，但這些內(nèi)容缺乏客觀(guān)性的診斷方法和標(biāo)準(zhǔn)，過(guò)多地依賴(lài)個(gè)人的經(jīng)驗(yàn)和感性認(rèn)識(shí)，缺乏科學(xué)的依據(jù)，不能夠滿(mǎn)足醫(yī)療科學(xué)技術(shù)發(fā)展的需要，有必要通過(guò)新的技術(shù)手段的應(yīng)用來(lái)替代傳統(tǒng)的面診方法和標(biāo)準(zhǔn)，來(lái)推動(dòng)中醫(yī)面診工作的有效開(kāi)展。

正是基于上述現(xiàn)實(shí)性、可行性和必要性的考慮，對(duì)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)進(jìn)行開(kāi)發(fā)與應(yīng)用被提升到了更高的層面。

2.中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)的原理分析

中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)是計(jì)算機(jī)技術(shù)在中醫(yī)面診信息搜集方面的應(yīng)用，更多地要依賴(lài)技術(shù)原理的應(yīng)用。就當(dāng)前的發(fā)展來(lái)說(shuō)，該識(shí)別技術(shù)所涉及的原理主要有以下幾方面。

2.1圖像采集

中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)是通過(guò)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)人的面部信息進(jìn)行識(shí)別、采集的一種技術(shù)類(lèi)型，該技術(shù)主要是基于人的臉部信息的可采集性，即人的臉部圖像信息可以通過(guò)技術(shù)手段準(zhǔn)確采集并真實(shí)地記錄到計(jì)算機(jī)內(nèi)。目前計(jì)算機(jī)圖像采集技術(shù)的成熟為中醫(yī)面診圖像的采集提供了必要的支撐，使得圖像采集的質(zhì)量和效果能夠基本滿(mǎn)足診療的需要。

2.2人臉?lè)指?/p>

對(duì)于中醫(yī)面診來(lái)說(shuō)，采集到人的面部圖像僅僅是第一步，需要采取相應(yīng)的計(jì)算機(jī)技術(shù)來(lái)對(duì)人臉進(jìn)行分割，通過(guò)分割部分的觀(guān)察來(lái)發(fā)現(xiàn)面部所反映的人體內(nèi)部的脈絡(luò)和氣血情況。

2.3區(qū)域定位

中醫(yī)面診的主要醫(yī)理是人體面部的不同部位對(duì)應(yīng)著不同的臟腑器官，一旦這些器官出現(xiàn)問(wèn)題，人體的面部情況也會(huì)相應(yīng)地發(fā)生變化。當(dāng)然，這種變化并不完全體現(xiàn)在整個(gè)面部，而是某些區(qū)域。因此，在診斷過(guò)程中需要在人臉?lè)指畹幕A(chǔ)上對(duì)那些存在問(wèn)題的面部區(qū)域進(jìn)行定位，以確定相應(yīng)的出現(xiàn)問(wèn)題的臟腑器官。

2.4面部特征信息提取

計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)在面診信息識(shí)別與搜集方面的應(yīng)用主要是根據(jù)計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)不同顏色信息的識(shí)別和區(qū)分來(lái)體現(xiàn)的，即計(jì)算機(jī)技術(shù)可以實(shí)現(xiàn)以合適的顏色空間來(lái)對(duì)人體面部的顏色、光澤、眼神、口唇顏色等基本信息進(jìn)行提取，以此來(lái)放大人體面部的信息，提升疾病診療的可靠性。

通過(guò)上述對(duì)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)的原理與流程的分析可以看出，該技術(shù)是基于人體面部特征與內(nèi)臟器官之間對(duì)應(yīng)關(guān)系以及計(jì)算機(jī)技術(shù)對(duì)面部不同特征進(jìn)行識(shí)別相結(jié)合的基礎(chǔ)上所形成的，是一種客觀(guān)、科學(xué)的面診技術(shù)手段。

3.中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的研究現(xiàn)狀

基于中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的理論分析可以看出，該技術(shù)在面診信息識(shí)別方面具有獨(dú)特的優(yōu)勢(shì)，能夠提升面診的效率和效果。而正是基于現(xiàn)實(shí)的需要，越來(lái)越多的臨床理論與實(shí)踐研究者在平時(shí)的面診過(guò)程中側(cè)重于從計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)層面來(lái)開(kāi)發(fā)和優(yōu)化面診方式。就目前來(lái)說(shuō)，研究的側(cè)重點(diǎn)和結(jié)論集中表現(xiàn)在以下幾方面。

3.1相關(guān)設(shè)備的研發(fā)

設(shè)備是發(fā)揮計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)在中醫(yī)面診信息搜集方面作用發(fā)揮的基礎(chǔ)性條件，如果沒(méi)有設(shè)備的支撐，識(shí)別技術(shù)只能是一種設(shè)計(jì)方案或思路。近年來(lái)，一些臨床研究者和實(shí)踐者從不同層面出發(fā)研發(fā)了一些設(shè)備，推動(dòng)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)在中醫(yī)面診中的應(yīng)用。

劉明佳基于顏色形成的相關(guān)原理，從生物醫(yī)學(xué)的角度出發(fā)研發(fā)出了一套人體的面色信息采集設(shè)備，該設(shè)備主要借助工業(yè)級(jí)數(shù)碼攝像機(jī)和歐司朗直管光源等設(shè)備與技術(shù)來(lái)對(duì)人臉圖像進(jìn)行初步的研究，將攝像機(jī)的高成像功能和接近日光照射效果的光源技術(shù)進(jìn)行有效的融合，從而為面診信息的準(zhǔn)確性和全面性提供了設(shè)備方面的支撐。

鄭冬梅基于相關(guān)標(biāo)準(zhǔn)和要求的基礎(chǔ)上設(shè)計(jì)制造了由氙燈光源和積分球組成的中醫(yī)色診標(biāo)準(zhǔn)光源的環(huán)境，并通過(guò)一系列的模擬實(shí)驗(yàn)對(duì)該設(shè)備進(jìn)行驗(yàn)證，最終得出標(biāo)準(zhǔn)光源環(huán)境條件下所采集的人臉面部信息可以滿(mǎn)足面診的基本信息需求。

邸單基于中醫(yī)中舌診的相關(guān)經(jīng)驗(yàn)和方法，將光源領(lǐng)域的新技術(shù)運(yùn)用其中，設(shè)計(jì)出了以發(fā)光二極管光源中醫(yī)面色圖像采集平臺(tái)，并將采集的信息與中醫(yī)專(zhuān)家的面診結(jié)果進(jìn)行對(duì)比，最終結(jié)果表明該平臺(tái)所采集的信息與專(zhuān)家面診的結(jié)果一致。

李福鳳等人在面色信息自動(dòng)識(shí)別研究的基礎(chǔ)上，開(kāi)發(fā)了中醫(yī)面診檢測(cè)儀，并以此采集了一些慢性腎衰患者的面部圖像，對(duì)其中癥候面診特征信息與腎功能的變化關(guān)系進(jìn)行了研究，結(jié)果表明慢性腎衰各證型的尿素氮、血肌酐、尿酸、腎小球?yàn)V過(guò)率等多項(xiàng)腎功能指標(biāo)與面色參數(shù)之間存在著一定的相關(guān)性。

通過(guò)以上關(guān)于中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)研究中關(guān)于相關(guān)設(shè)備開(kāi)發(fā)的研究現(xiàn)狀的分析可以看出，目前國(guó)內(nèi)在中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)相關(guān)設(shè)備的開(kāi)發(fā)方面所遵循的是基于傳統(tǒng)面診經(jīng)驗(yàn)基礎(chǔ)上的技術(shù)方式改良與創(chuàng)新，即將技術(shù)應(yīng)用作為專(zhuān)家面診中的一項(xiàng)技術(shù)補(bǔ)充，目的在于確保面診信息的準(zhǔn)確性。

3.2識(shí)別算法的研究

識(shí)別算法的研究是目前中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)研究中的重點(diǎn)內(nèi)容，也是該技術(shù)得以有效實(shí)現(xiàn)的關(guān)鍵性技術(shù)點(diǎn)。通過(guò)查閱相關(guān)研究成果可以發(fā)現(xiàn)，在識(shí)別算法方面的研究?jī)?nèi)容和成果相對(duì)比較豐富，并且一些好的算法已經(jīng)在面診中的面部檢測(cè)與定位等方面得以應(yīng)用。

樸鑫對(duì)基于人體皮膚顏色特征的基礎(chǔ)上產(chǎn)生的橢圓類(lèi)分析算法在皮膚區(qū)域內(nèi)進(jìn)行了檢驗(yàn)，結(jié)果表明該算法所得的結(jié)果用中值濾波去除噪音點(diǎn)后，可以根據(jù)所統(tǒng)計(jì)出的最長(zhǎng)行和最長(zhǎng)列的膚色像素的最大值來(lái)確定一個(gè)矩形區(qū)域，該區(qū)域就是面色出現(xiàn)問(wèn)題的范圍。

毛紅朝對(duì)高斯膚色統(tǒng)計(jì)模型中的人臉檢測(cè)算法和基于A(yíng)daboost分類(lèi)器的人臉檢測(cè)方法結(jié)合在人臉區(qū)域定位方面的應(yīng)用情況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明這兩種方法的結(jié)合可以保證最終人臉檢測(cè)的高精準(zhǔn)率。

汪晶晶對(duì)基于支持向量機(jī)的分類(lèi)算法應(yīng)用到中醫(yī)顴色的自動(dòng)分類(lèi)中的情況進(jìn)行了研究，結(jié)果表明該算法對(duì)顴色的識(shí)別準(zhǔn)確率達(dá)到82.35%，該分類(lèi)算法是一種有效的算法。

吳暾華根據(jù)相關(guān)原理設(shè)計(jì)了一種在復(fù)雜環(huán)境下對(duì)多姿態(tài)人臉進(jìn)行檢測(cè)的算法，有效地解決了由于正面、平面旋轉(zhuǎn)或者是側(cè)轉(zhuǎn)對(duì)人臉檢測(cè)方面的影響，提升了人臉圖像識(shí)別的精準(zhǔn)度。

李曉強(qiáng)等人基于實(shí)踐總結(jié)的基礎(chǔ)上提出了一種支持向量機(jī)的唇色自動(dòng)分類(lèi)方法，并按照特征的差異對(duì)唇色進(jìn)行分類(lèi)，最終發(fā)現(xiàn)均值特征是判斷唇色的重要特征之一。

尹方平對(duì)復(fù)雜環(huán)境下不同角度姿勢(shì)情況下彩色人眼的檢測(cè)算法進(jìn)行了研究，并提出了比較好的分析算法，優(yōu)化解決了光照條件不均勻和人臉伸縮旋轉(zhuǎn)條件下對(duì)眼睛定位的干擾問(wèn)題，從而提升了中醫(yī)面診結(jié)果的準(zhǔn)確性。

通過(guò)上述對(duì)目前關(guān)于中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)開(kāi)發(fā)與應(yīng)用過(guò)程中相關(guān)算法的研究情況分析可以看出，一些診療專(zhuān)家根據(jù)自身的工作經(jīng)驗(yàn)和診療需要對(duì)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)及其中的一些關(guān)鍵算法的研究具有十分積極的作用，直接推動(dòng)了計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的發(fā)展與應(yīng)用。

3.3識(shí)別結(jié)果的處理

計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)在中醫(yī)面診信息提取中的應(yīng)用并不是簡(jiǎn)單地局限在識(shí)別方面，其所需要解決的除了面診信息的識(shí)別以外，還要對(duì)一些信息進(jìn)行科學(xué)的分析和判斷，為面診提供相應(yīng)的輔助。

馬麗霞根據(jù)面色提取進(jìn)行了深層次的研究，即將所有顏色空間都投影到一個(gè)標(biāo)準(zhǔn)的空間內(nèi)，然后對(duì)多項(xiàng)式回歸、BP神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和支持向量回歸三個(gè)顏色校正算法后確定了面色評(píng)價(jià)的準(zhǔn)則，并在該準(zhǔn)則的輔助下確定了適合面部圖像的最優(yōu)校正算法，從而為面診信息的完整準(zhǔn)確利用提供了指導(dǎo)。

雖然目前在此方面的研究比較少，但該研究是實(shí)現(xiàn)計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)與中醫(yī)面診信息有效對(duì)接的關(guān)鍵，是該項(xiàng)技術(shù)由發(fā)展到成熟的關(guān)鍵所在。

結(jié)語(yǔ)

通過(guò)對(duì)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)研究現(xiàn)狀的分析可以看出，識(shí)別技術(shù)研究是實(shí)現(xiàn)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)得以廣泛應(yīng)用的關(guān)鍵所在，同時(shí)也是當(dāng)前研究中的熱點(diǎn)內(nèi)容。雖然不同研究者從不同的角度對(duì)該技術(shù)的開(kāi)發(fā)與應(yīng)用進(jìn)行了研究，并得出了豐富的成果，但研究?jī)H是在局部性的方法應(yīng)用，并沒(méi)有真正實(shí)現(xiàn)中醫(yī)面診信息計(jì)算機(jī)識(shí)別技術(shù)的大范圍推廣。因此，需要在接下來(lái)的研究與實(shí)踐中加以深入推廣，以促進(jìn)識(shí)別技術(shù)在中醫(yī)面診信息搜集中的有效運(yùn)用。

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機(jī)構(gòu)名稱(chēng)：山東省高等學(xué)校中醫(yī)藥數(shù)據(jù)云服務(wù)重點(diǎn)實(shí)驗(yàn)室（山東管理學(xué)院）

基金項(xiàng)目：國(guó)家社會(huì)科學(xué)基金（No.16BGL181）

（作者單位：山東管理學(xué)院職工健康數(shù)據(jù)管理研究所）