中西匯通:脈象變異性研究

李 凌 王志中 費兆馥 李斌芳

  作者：李 凌 王志中 費兆馥 李斌芳

 單位：李 凌 王志中 上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系，上海200030；費兆馥 李斌芳 上海中醫(yī)藥大學(xué)中診教研室，上海 200032

 關(guān)鍵詞：脈象變異；心率變異；傅立葉變換

 中國中醫(yī)基礎(chǔ)醫(yī)學(xué)雜志991222 摘 要：通過測量長時間脈象，從中得到脈搏脈動周期t序列、主波高度h₁序列、主波與重搏前波交界處幅度h₂序列、h₁/h₂序列，并對這些信號作傅立葉變換，結(jié)果脈搏脈動周期t序列存在與心率極為相識的變異性，其余各參數(shù)也存在不同程度的變異性。

 中圖分類號：R241.19 文獻(xiàn)標(biāo)識碼：B

 文章標(biāo)號：1006-3250(1999)12-

 1 引言

 脈診是中醫(yī)診斷中最主要的一個診斷方法，已有近千年的歷史，它是一種無創(chuàng)傷的檢測方法，簡便易行。從50年代開始許多中外學(xué)者與專家進(jìn)行了客觀化方面的研究，運用脈圖進(jìn)行基礎(chǔ)理論和臨床方法研究，對于脈學(xué)的理論、診脈方法、臨床診斷和實驗研究等方面均開展了大量的工作，取得較快的進(jìn)展^[1、2]。但是目前的研究多從傳統(tǒng)中醫(yī)和血液動力學(xué)的角度出發(fā)，致力于對各種脈象做出客觀的解釋和分類，很少有新的研究方向。近年來，心率變異已成為研究熱點，其重要性正逐步為臨床所接受。脈搏作為心血管系統(tǒng)的一個方面，也應(yīng)該能反映這種變異性。當(dāng)然，古人也曾注意到了脈象的一些長期變異性，如《素問^.脈要精微論》指出：“天地之變，營養(yǎng)之應(yīng)，彼春之暖，為夏之暑，彼秋之忿，為冬之怒，四變之動，脈與之上下。”也有部分學(xué)者曾經(jīng)做過這方面的研究，如費兆馥^[2]、段文治^[3]等曾做過早晚、四季對脈象影響的研究。但是這些研究都是針對脈象在很長一段時間跨度下的變異情況，而對于短時間內(nèi)脈圖各參數(shù)變化的研究則幾乎沒有。這大概是因為短時間內(nèi)脈象的脈形幾乎沒有變化，各參數(shù)的變化也很小，如主波間隔時間的差異最大一般也只有0.1s，以前大多數(shù)的脈象研究都需要手工從脈象圖紙上量取各個參數(shù)，精度不高，因此很難反映這種變異性。我們的研究則完全計算機(jī)化，即脈象的測量、脈象圖的繪制、脈象各參數(shù)的計算等全部由計算機(jī)完成，大大提高了各參數(shù)的精度(時間精確到0.002s，脈象幅度精確到12位)，所以能反映這種變異性。

 2 數(shù)據(jù)采集

 實驗裝置主要包括1臺脈象儀(上海中醫(yī)藥大學(xué)研制的ZM-1型脈象儀)、一塊A/D數(shù)據(jù)采集卡(CONTEC公司的AD12-16LG低成本單端模數(shù)轉(zhuǎn)換板)和1臺Pentium586計算機(jī)，脈象信號以450Hz的頻率采集，采樣精度為12位。實驗對象包括10余名大學(xué)生，年齡18歲～28歲。實驗在上午10：00～11：00，室溫在14℃左右進(jìn)行。對所有的實驗對象都采集右手橈動脈寸部的脈搏波，取最佳取脈壓力，使脈形最佳以利于脈象各參數(shù)的測取。實驗時要求每位被測者戴上脈象傳感器后靜坐5min，這一方面是使被測者處于一種輕松的穩(wěn)定狀態(tài)，另一方面是由于脈象儀本身的不足。一般傳感器戴上后的一段時間內(nèi)取脈壓力和傳感器探頭位置會發(fā)生微小的變化，只有過一段時間后才能基本消除這種誤差。每次要求被測者以大約每分鐘15次的頻率平穩(wěn)地呼吸，在此情況下連續(xù)測大約5至7min的脈象數(shù)據(jù)。

 3 數(shù)據(jù)分析

 得到的脈象數(shù)據(jù)，首先用一五級移動平滑濾波器去除毛刺，然后從脈象圖中檢測出主波位置、主波高度h₁、主波與重搏前波交界處幅度h₂，并根據(jù)主波位置算出脈動周期時值t、h₁與h₂之比h₁/h₂。圖1a所示即為1名受試者在以每分鐘大約呼吸15次的條件下，連續(xù)測取400個脈象波形的參數(shù)所得各信號的波形。從圖中可以很清楚地看出，以上各參數(shù)都存在著不同程度的變異性。進(jìn)一步對各信號做傅立葉變換并做出頻譜圖，可以看出各信號的變異頻段主要位于呼吸頻段(0.25Hz)和低頻譜段(<0.01Hz)，這和心率變異的頻譜分布^[4]相吻合。

 4 結(jié)論

 由以上的數(shù)據(jù)和分析可以看出，短時間內(nèi)脈搏波確實也存在著和心率變異極為相似的變性異。這種變異性和長時間脈象的變化不同，長時間脈象的變化主要是由于自然環(huán)境的變化，如外界溫度、濕度以及晝夜的變化，使人體發(fā)生相應(yīng)的生理功能改變，即“天人相應(yīng)”。而脈象在短時間內(nèi)的變化，應(yīng)該和心率變異一樣，主要由神經(jīng)系統(tǒng)活動導(dǎo)致^[4]。而且從各信號及頻譜圖可以看出，這些信號并不十分相似。也就是說，脈象信號包含了比心電信號更多的變異性(心電信號除R-R間期外其他各參數(shù)的變異性很小)。因此，本研究只是對脈象變異性的初步探索，對于脈象變異性的很多方面，都還未作深入的研究。以下是我們對下一步的工作的初步設(shè)想：700)this.width=700;" >

 圖1 各參數(shù)連續(xù)400點幅值及其頻譜圖，自上至下依次為(1)脈膊脈動周期t

 “(2)主波高度h₁ (3)主波與重搏前波交界處幅度h₂ (4)h₁/h₂

 4.1 擴(kuò)大實驗對象的年齡范圍，研究不同年齡段脈象的變異性；

 4.2 研究在不同興奮狀態(tài)下脈象的變異性；

 4.3 同步采集肢體導(dǎo)聯(lián)心電圖，研究脈象變異和心率變異的關(guān)系；

 4.4 結(jié)合血液動力學(xué)的基本原理，研究脈象各參數(shù)間變異性差異的原因。

 作者簡介：李凌，男，27歲，上海交通大學(xué)生物醫(yī)學(xué)工程系博士生，醫(yī)學(xué)信號處理及計算機(jī)應(yīng)用。

 參考文獻(xiàn)

 [1] 黃世林，等.中醫(yī)脈象研究.北京：人民衛(wèi)生出版社，1991.

 [2] 費兆馥.中國脈診研究.第1版.上海：上海中醫(yī)學(xué)院出版社，1991.

 [3] 段文治，等.從脈象的晝夜變化探討“天人相應(yīng)”學(xué)說.中西醫(yī)結(jié)合雜志，1984.4.

 [4] 鄭達(dá)安，等.心理應(yīng)激時青年人R-R間期變異性的譜分析.生物醫(yī)學(xué)工程學(xué)雜志，1997，14(1)：38.

 [5] 劉冠軍編著.脈診.上海：上�？茖W(xué)技術(shù)出版社，1979.