本发明属于医学临床的辨证、诊断领域。主要提供一种人 体系统能量过程随机状态诊断仪。

当前医学(中医和西医)理论和临床操作技术，主要是以 人体局部器官和局部“系统”的形态结构以及局部的功能过程 为着眼点进行理论建构和临床操作的。这种非系统整体的医疗 方法，是目前医学临床疗效不够理想，和医、药源性疾病成灾 的主要原因。当前医学所面临的抗生素失效，耐药菌泛滥，传 染性疾病卷土重来，病毒性疾病横行无制，疑难病、恶性病层 出不穷、弱生患者比比皆是……这一切都是由于现行医疗体制 轻忽了人体自身的调节功能、免疫功能——自我趋正能力的恶 果，而能量过程则是系统趋正能力以及机体一切局部功能过程 运作的基础。S(读作振荡，指人体系统能量过程趋稳趋序的 运动形式)中医随机诊疗法的创立和该整体状态诊断仪(证诊 仪)的研制正是为了突破这一局限，并力求消除由此引发的种 种弊端而发明的。

在整个医学发展历史中，人类对生理疾病的认识，共经历 了三种不同的表现形式，并涉及到人体结构的三个层次—— 一、固态生理、病理层次(以形态解剖为基础)；二、液态生 理、病理层次(以体液调节为基础)；三、能量(古典系统哲 学称“道”、古典系统中医称“气”)过程系统稳序态调控层 次，只有古典中医对人体生理疾病过程的认识深入到了这一层 次，并于《内经》时代在针灸临床过程中初步建立了系统的随 机诊疗体系。S中医继承了这一珍贵遗产，并在现代条件下， 在深度和广度上加以拓展。本发明就是在此基础上，用现代先 进技术手段对这一上工系统医疗技术的再现。

完成本发明任务采取的技术方案是：该仪器将人体脉系统 动量信息通过压力传感器转为物理信号，再通过一个信号适配 器接入微机采样卡，在微机控制下，将物理信息再转换为量化 的数字信息存入计算机，利用计算机强大的信息处理能力，进 行诸如滤波，求特征值，拟合辨识等处理，进而得到人体系统 状态描述信息。最后根据S中医理论所建立的系统辨识模型作 出人体系统随机状态或虚、或实或郁证的临床诊断。

本发明的主要特征，是以脉系统多部位全息动量的统计均 值来测量系统整体能量(气)状态的虚实。又以相关部位(左 右两侧、表里层次、上下部位)的对比参量来测量郁证(动量 分布不均匀的异常状态)之有无，及其具体性质(侧郁、层郁、 部郁)。

本发明特征是：依照S中医微宏对应(全息同构)的脉证 藕合(对应)体系，根据左右两手寸关尺浮中沉共十八个空间 区位、以毫米计量的脉象全息主波(或高波)峰值的统计均值 来作为虚(弱)实(强)的量度，再以一个特定的主波峰值作 为区分虚实的界标值，用以区分整体的虚实及其相对性质。又 以脉象主波峰值在相关区位(即左右两侧、浮沉层次、上(寸) 下(尺)部分，总计十八个空间区位之间)的分布状态来确定郁 证的有无，再以相关区位超出规定阈值范围(势垒差值)的对 比参量，分别确诊为侧郁、层郁、部郁、或位郁。

由采样程序得到的十八个部位的数字序列，经数学处理后， 选取最典型的几部脉序列，(如左寸浮取为其中一部)然后求 出峰值及均值序列。算法用“动态窗口过滤法”，即以一个“ 数字窗口”平滑地在此脉数字序列中划过，得出一离散序列“ 点集”。对这些点集进行分类累计求和、求均值等处理，处理 结果作为脉象辨识的特征值。其中，要对动态漂移进行校正。 对一些典型脉象求出的特征值存入库中，作为进一步辨识的参 考点。在特征值所张出的m维空间中(一个特征值张出一维空 间)，离这个参考点最近，则相似度越大。特征脉象在特征值 构成的m维空间中形成一个占据有限空间的“m维体”。采样 脉象的点，在m维体中的位置，构成了对这个脉象辨识诊断的 基本算法设计思想。

由S中医脉证耦合体系可建立一个(模型)空间如下：

以脉律置信度为1维空间，以均值为另一维空间，在此空间中 由18部脉形成18条坐标线，从而将系统能量的虚实，及其在局部 分布的虚实状态形象地显示出来，如整统均值在正常范围，且 脉证无郁，系统能态即为一基本对称的立方体；脉证有郁，系 统能态为一不对称的立方体，并在相应部位显示出虚实，以作 为临床治疗的指导。

系统的集成方法：压力传感器，信号适配器，计算机采样 接口卡，计算机及基本外设和建立在数据库和数学模型上的专 家系统软件等。

软件系统内部主要包括以下功能：实时采样程序，滤波程 序，脉象数据规格化程序，特征值计算程序，拟合辩识程序与 数据库知识库管理程序及各种基础数据库等。

系统主要检测人体脉动信息，其检测部位为：左右手的寸 关尺六个部位，其中每个部位又分浮中沉三种取法，总共十八 个空间区位。

进入计算机后的数字信息，经常规的数学处理后，再根据 数学模型进行特征值分析及拟合辩识，最后作出人体整体状态 病理诊断，并可见于显示器上，也可通过打印机将诊断结论打 印输出。

系统中用到众多数学模型，如S中医微宏对应的脉证藕合 体系模型等。

提供的附图为：

附图1为脉象测量桥路电原理图。

附图2为放大滤波电路电原理图。

附图3为系统硬件框图。

附图4为S中医随机治疗病——脉——证——治耦合体系。

附图5为计算机主程序流程框图。

附图6为数据处理与诊断流程A。

附图7为衡量虚实、郁症参考图。

附图8为虚实、郁症的直方全息图。

附图9为虚实、郁症的直方全息图。

本发明仪器通过压力传感器(型号为HMX-3)，由惠斯通电桥 将中医认定的人体18部位脉动的压力信号转为电阻信号。此电 阻信号通过适配电路转为电压信号，由计算机中的采样接口板 (型号为SC-11020)转为数字信号，采样过程和方法由计算机 程序设定并控制，主要有以下几种：放大倍数设定，采样速率 设定，采样方式设定，其中放大倍数可由计算机智能化判定设 置，采样速率一般为一确定值，对一些特殊脉象，需作特殊分 析的程序将根据内定的条件自动判定，改变采样速率，甚至放 大倍数，增大采样提取的信息量，并作特殊分析。采样方式主 要有：定时采样，单脉采样，监控采样等几种。

脉诊系统数据采集硬件部分：

如图1所示：

探头特性：

固有谐振频率：   ＞400Hz

灵敏度：         0.5mv/克力

线性范围：       0～250克力

脉象特写：

时间常数：       32秒

截止频率：       ＞40Hz

R1＝R2＝520欧姆  R3＝R4＝190欧姆  R7＝R8＝1千欧姆

R9＝9.5千欧姆    R10＝330欧姆     R11＝R12＝750千欧姆

D1＝D2＝2DW7     C1＝C2＝220微法

R5和R6视应变电阻RT1和RT2的不平衡而加到使其上下桥平 衡。

RT1和RT2的阻值约在320到330范围内。

工作原理：

桥路供电电压为6伏，当探头受到脉博力的作用时，分别 接入上下桥臂的两个应变电阻RT1和RT2，一个阻值增大、一个 阻值减小，在正常受力范围内(0--250克力)，桥路现性输出电 压信号(0--45毫伏)。

如图2所示的放大滤波电路说明：

前置放大级采用差动输入，放大倍数设为2倍，滤波级放 大倍数设为50倍，总放大倍数为100倍。滤波级电路是一种简 单的一阶RC带通滤波器。

下限频率为：fl＝0.0796HZ

上限频率为：fH＝41HZ

下限频率的选择原则是，即使有用的脉象信号中的低频成 分顺利通过，又抑制掉前置放大级的直流漂移，上限频率的选 择原则是抑制掉高频噪声分量。

脉证辨识微机软件部分：

采样所得到的脉象数字信息序列，先存入脉象原始数据库， 然后进行常规处理，如滤波(去除高频杂波干扰)，常规规格化( 插值或抽值)等，后根据选定处理的模型作特定的预处理。

用拟合法对脉象进行辨识时，需作一组采样数据的特殊规 格化(如对脉幅值域，脉时间域进行转换)，然后依据不同的辨识 模型和方法，选定不同的辨识程序进行处理，最后得出医学结 论。

核心程序(模型与辨识)实现的算法，细述如下：由采样 程序得到的十八个部位的数字序列，经数学处理后，选取最典 型的几部脉序列，(如左寸浮取为其中一部)然后求出峰值及均 值序列。算法用“动态窗口过滤法”，即以一个“数字窗口” 平滑地在此脉数字序列中划过，得出一离散序列“点集”。对 这些点集进行分类累计求和、求均值等处理，处理结果作为脉 象辨识的特征值。其中，要对动态漂移进行校正。对一些典型 脉象求出的特征值存入库中，作为进一步辨识的参考点。在特 征值所张出的m维空间中(一个特征值张出一维空间)，离这 个参考点最近，则相似度越大。特征脉象在特征值构成的m维 空间中形成一个占据有限空间的“m维体”。采样脉象的点， 在m维体中的位置，构成了对这个脉象辨识诊断的基本算法设 计思想。

具体说明：由S中医脉证耦合体系可建立一个(模型)空间 如下：

以脉律置信度为1维空间，以均值为另一维空间，在此空间 中由18部脉形成18条坐标线，从而将系统能量的虚实，及其在局 部分布的虚实状态形象地显示出来，如整统均值在正常范围， 且脉证无郁，系统能态即为一基本对称的立方体；脉证有郁， 系统能态为一不对称的立方体，并在相应部位显示出虚实，以 作为临床治疗的指导。

将脉搏节律是否匀整作为置信度，置信度＞0.9，说明脉象 清晰，表示计算机求出的数据是可信的；置信度＜0.4，表示计 算机求出的数据是不可相信的，说明脉象紊乱，峰值序列并不 明显清晰。这标志机体能态极度紊乱，或机器故障，应作为特 殊情况来处理，暂时不包括在本识别程序内。

以一病案为例，经采、滤波、漂移调整后，求得(求法为窗 口函数滤波，辨识程序用二重循环语句来实现)18个部位的均值 如下：  左  寸  左  关  左  尺  右  寸  右  关  右  尺 浮 中 沉 13 44 7 浮 中 沉 21 44 10 浮 中 沉 8  35 23 浮 中 沉 2  10 28 浮 中 沉 3  12  9 浮 中 沉 3  5  8

求得峰值序列后，再求整统均值，以辨识整体状态的虚实及 其相对(偏虚、很虚，偏实、很实)属性；又根据相关部位的势 垒差值，对各种郁证的属性进行辨识；然后即可作出系统能量 状态的整体诊断。

具体运算及辨识如下：

整统均值16，＞15(衡量虚实的界标值)，在15--20的偏实 范围内，应作偏实的诊断。

又左侧均值23，右侧均值9，左＞右，并已超出势垒差值 (＞3)，应作出左侧郁的诊断。

又沉部均值(14)大于浮部均值(7)，并呈倍差，应作出沉郁 的诊断。

根据以上运算可以作出整体状态(证)偏实、左侧郁、沉层 郁的诊断。

另有四部位郁，其中三部居左侧寸关尺，居中层；一部居 右寸，居沉层；右侧寸关尺三部均值，以寸关尺的顺序递减， 右尺最虚。

计算机内存程序的基本说明：

计算机程序有以下几大类：

1)系统自身维护类，

工作方式，计算机运行环境配置等

2)采样类

  定时采样

  单脉采样

  监控采样

3)数据库维护类

  存储

  查阅

  整理归档

4)预处理类

  滤波

  规格化

5)模型辨识类

  各种特征值的求取

  各种模型的辨识

6)诊断类

  对人体作出中医诊断

7)API类

主要为保证程序的可扩展性，而为进一部开发提供的外部 程序的接口程序

8)其它类

程序主要流程见图4、图5的主程序流程框图和数据处理与 诊断流程A。

整机工作过程参见图3所示系统硬件框图。

1)打开计算机，运行程序(分几个版本)

2)程序进行初始化，对计算机及外设进行检测，若不正常， 则提示请求处理

3)设定工作方式，如采样方式，辨识模型等

4)将传感器安置到人体指定部位(腕部挠动脉——“寸口” 上)

5)开始采样并分析

6)显示自动分析结果

7)对此脉进行说明并作出判定，存入库中

8)打印结果

9)清理退出或进入下一个诊断

10)若关机，则程序对当日所有诊断进行归类汇总，使在下 一阶段处理“经验”更为丰富。

其特征是：依照S中医微宏对应(全息同构)的脉证藕合(对 应)体系，根据左右两手寸关尺浮中沉共十八个空间区位、以 毫米计量的脉象全息主波(或高波)峰值的统计均值来作为虚( 弱)实(强)的量度，再以一个特定的主波峰值作为区分虚实的 界标值，用以区分整体的虚实及其相对性质。又以脉象主波峰 值在相关区位(即左右两侧、浮沉层次、上(寸)下(尺)部分， 总计十八个空间区位之间)的分布状态来确定郁证的有无，再 以相关区位超出规定阈值范围(势垒差值)的对比参量，分别确 诊为侧郁、层郁、部郁、或位郁。见图6。

图中两个参量相结合，即可作出整体状态的虚实及郁证的 具体随机诊断。

概括起来，此项技术的主要特征，是以脉系统多部位全息 动量的统计均值来测量系统整体能量(气)状态的虚实。又以相 关部位(左右两侧、表里层次、上下部位)的对比参量来测量郁 证(动量分布不均匀的异常状态)之有无，及其具体性质(侧郁、 层郁、部郁)。

本发明的效果：

1、以能量为中心、以脉诊为依据的S中医随机诊疗体系， 超越疾病的局部现象(症状)，直接深入到了人体系统能量稳态 控制的关键过程。将所有疾病作为一个有共同规律的、系统不 断嬗变的状态来把握，这本是古典中医主要精华之所在。在中 医最主要的经典《(黄帝内经·灵枢》这部针灸医疗的经典著作 中，临床诊断治疗所有疾病，特别强调虚实和“不平”(即S中 医脉学体系中的“郁”脉)三种状态，以作为正确治疗一切疾 病的纲领。虚实(盛衰)郁(不平)都是指的机体能量状态，而机 体的能量状态只有通过脉诊才能作出准确的定性和定量诊断。 历代中医名家都继承这一传统，将虚实作为辨别一切疾病的总 纲，将“虚虚实实”，即误诊虚实当成临床医家之大忌。《(灵 枢·刺节真邪论》明确指出“用针之要在于调气”(气即能量 流)。而“用针者必先察经络之虚实”，而后才能进入治疗过 程：“泻其有余，补其不足，使阴阳平复”。由于思维方式的 变革，唐宋以后的传统中医已经遗弃了这一珍贵遗产，被现代 中医视为圭皋的王叔和的《脉经》和李时珍的《脉学》，已经 成为“四诊合参”的附属物，丧失了独立诊断的功能。S中医 在深化传统中医，重新建构中医系统理论的同时，也重新建构 了脉学体系，并与病理基本因素耦合起来，通过脉诊辩证即可 直接作出病理诊断。详见图4S中医随机诊疗病——脉——证— 治耦合体系

在系统生理和病理宏观基本因素分析的基础上，依照随机 变化的微观全息脉诊透视宏观整体状态(证)。以此指导随机治 疗过程，使医学临床的指导原理，从偶然性和或然性的唯象理 论，进一步上升为对疾病一般规律的认识。

2、为医学临床对整体状态的辨证和诊断提供一种可以量 化、可以规范化和标准化的客观依据，从而为杜绝或减少主观 随意性对医学临床的干扰创造了可能的条件。主观随意性是传 统中医学术领域最让人头疼的问题，也是中医实现现代化的最 大障碍。

临床病例：

如，测得一名结肠癌患者术疗后八个月、化疗一个疗程后， 食欲全无、乏力、两腿拖不动、下午浮肿、肛门下坠、胸及胃 脘痛、烦燥欲死。测得两手寸关尺浮中沉共十八个空间区位的 脉象主波峰值(以毫米计)如下：  左  寸  左  关  翡劁尺  右  寸  右  关  右  尺 浮 中 沉 13 44 7 浮 中 沉 21 44 10 浮 中 沉 8  35 23 浮 中 沉 2  10 28 浮 中 沉 3  12  9 浮 中 沉 3  5  8

整统均值16mm，左侧均值23mm，右侧均值9mm

根据以上参量诊断为：整体状态偏实、左侧郁(右侧虚)、 沉层郁(右寸)。

以直方图显示，见图8。

经S中医随机诊疗两个月以后，食欲甚佳。余症—下午浮 肿、肛门坠胀、乏力、烦燥诸症完全消失，胸、胃脘痛明显减 轻。复测两手六部十八个空间区位主波峰量值为：  左  寸   左  关  左  尺   右  寸  右  关  右  尺 浮 中 沉 12 35 4 浮  中  沉 15  26  11 浮 中 沉 6  19 25 浮  中  沉 4   19  11 浮 中 沉 12 28 12 浮 中 沉 5  27 18 两侧统计均值已趋匀平，以直方全息图9。