编者按：整体观念和辨证论治是中医学的基本特点，也是中医思维的核心内涵。整体观念贯穿于中医辨证的全过程，体现为四诊信息采集的全面、规范、准确，以及辨证的整体、动态、个性化。而谈到辨证论治，李灿东教授长期从事中医诊断的教学、科研和临床工作，先后提出了“中医误诊学”和“中医状态学”的理论体系，同时，运用系统工程原理，将中医诊断与现代科技相结合，实现了从对疾病状态的判断延伸到对生命全过程健康状态的把握，在该领域形成了自己独特的学术思想，为中医诊断学的理论创新和科学研究，奠定了良好的基础。
近年来，《天津中医药》杂志陆续发表了一系列中医诊断研究相关成果，促进了中医诊断的传承创新发展。为了进一步推广中医诊断研究成果，更好实现中医诊断现代化，《天津中医药》杂志增设了“中医诊断研究”专栏，进一步梳理中医诊断理论研究相关的新标准、新方法、新理论和新进展，以期为后续中医诊断理论、临床和技术装备研究提供依据和参考。
李灿东教授，福建中医药大学校长，医学博士、博士生导师，兼任中华中医药学会中医诊断学分会主任委员，世界中医药学会联合会中医健康管理专业委员会会长，国家中医药领军人才支持计划岐黄学者，《中医诊断学》国家级教学团队负责人，《中医诊断学》国家级精品共享课负责人，《中医诊断学》国家级规划教材主编，第六批全国名老中医药专家学术传承指导老师，全国“百名杰出青年中医”，中华中医药学会中医健康科普首席专家，享受国务院政府特殊津贴专家，国家级百千万人才工程人选，国家有突出贡献中青年专家，教育部有突出贡献中青年专家，教育部中医学类教指委副主任委员，WHO-ICD11传统医学项目专家组成员。
四诊现代化研究原理与应用
夏淑洁1,2,周智慧1,2,李佐飞3,靖媛1,王洋3,李灿东1,2,3
（1.福建中医药大学证研究基地,福州;2.福建省中医健康状态辨识重点实验室,福州;3.福建中医药大学李灿东岐黄学者工作室,福州）作为基础理论与临床实践的重要桥梁，中医诊断现代化是未来中医发展的关键所在。中医诊断立足于整体观念，望、闻、问、切分别从4个不同方面、不同途径提供患者疾病相关信息，进而综合分析以判断疾病的机制，其特点是辨证论治。然而，实际临床中四诊信息主要通过目测观察、语言描述、主观感受等获得进而判断病证，其诊断结果常伴有主观性与模糊性，这成为限制中医进一步发展的主要瓶颈。目前，基于计算机学、系统工程、数学物理等多学科交叉的研究思路为中医四诊现代化发展提供了强大的理论与技术支撑，以使中医诊断尽可能摆脱主观因素干扰，从而提高辨证准确率。文章以中医理论为基础，从四诊现代化研究原理、技术及应用等方面，系统剖析四诊现代化研究现状，以期为中医诊断现代化发展提供理论与方法依据。
1“望而知之谓之神”
中医学四诊中，望诊居于“神圣工巧”之首，《医门法律》曰：“凡诊病不知察色之要，如舟子不识风汛，动罹复溺，鲁莽粗疏，医之过也。”强调行医过程中应重视望诊。中医认为，人体是一个有机整体，人体的外部，尤其是面部、舌体等与脏腑的关系密切，局部的病变可影响到全身，而体内气血、脏腑、经络等的病理变化，必然会在其体表相应的部位反映出来，正如《灵枢·本脏》言：“视其外应，以知其内脏，则知所病矣。”因中医望诊易受医生经验及环境影响，可能会出现较大差异，这给临床、科研等带来诸多不便。目前，随着信息技术的发展，望诊现代化研究在望诊信息的客观采集方面已取得相应进展，主要集中于面诊和舌诊研究。
1.1面诊现代研究与应用
皮肤的光泽是脏腑精气盛衰的表现，《四诊抉微》云：“夫气由脏发，色随气华。”正常人的面色应该是红黄隐隐，明润含蓄；当有疾病时，面部皮肤光泽发生变化，呈现某种病色，如“青黑为痛，黄赤为热……”此外，《素问·刺热》认为各个脏腑在面部具有相对应的部分，“肝热病者，左颊先赤色；心热病者，颜先赤……”通过望面色不仅可以了解机体的健康状况，还可更深入地了解疾病脏腑病位等信息。
面诊现代化研究主要技术有光学技术、光电容积技术以及数码相机拍摄结合图像处理与智能模式识别等技术，涉及内容包括：采集环境设置、面部区域定位与分割、面部特征提取与识别等方面。郑冬梅等将图像采集系统制作为箱体式上下结构，并用色温K的氙灯模拟日光光源，可有效避免光线反射不均现象。除采用光学技术外，也有学者通过光电原理转化探索人体生理病理状态的差异。胡志希等用无创性GD-3型光电血流容积仪，测量面部不同部位血流容积值及3类偏色的血流容积，发现光电血流容积值能较为准确地反映循环系统的功能状态。在特征处理方面，陈梦竹等采用椭圆肤色模型和主动外观模型算法对面部皮肤进行感兴趣区域分割，并基于红绿蓝色彩模式（RGB）空间、六角锥体模型（HSV）空间及局部二值模式（LBP）特征等对各区域进行颜色与纹理特征提取，该方法面色识别率可达89.08%。
1.2舌诊现代研究与应用
在疾病的发展过程中，舌象的变化往往比较明显，故舌诊在望诊中具有举足轻重的地位。《笔花医镜·望舌色》云：“舌者心之窍，凡病具现于舌，能辨其色，证自显然。”《医门棒喝》记载：“观舌本，可验其阴阳虚实；审苔垢，即知其邪之寒热浅深也。”强调通过全面观察舌质、舌苔，便可推测其发病的性质。
舌诊现代化研究主要包括舌象图片采集、舌象特征处理（如色彩校正、舌体分割、苔质分离）以及舌象特征识别（舌色苔色颜色识别、舌质苔质特征识别、舌形舌态特征识别）等。张冬等利用高光谱图像技术采集舌象，与以往数码相机相比，前者可同时采集几百个不同光谱波段（包括可见光和不可见光）下的成像信息，极大程度地丰富了舌象信息。唐俊安等利用snake模型对于小区域分割的高准确度优势分割舌象，并基于RGB颜色空间下通过对“湿寒证”和“湿热证”2种舌象的检测与对比，结果表明此模型对病证的检测效果良好。此外，亦有将舌诊仪检测结果与病证关联进行研究。付晶晶等采用TP-1型中医舌脉象分析仪研究发现了不同证型的慢性胃炎患者与其相对应的舌象参数，可为慢性胃炎中医证候临床诊断提供客观依据。
可见，望诊系统主要由图像采集系统和特征处理系统构成，通过计算机数字图像处理和模式识别等方法，从而对面色、面部光泽、舌色、舌苔等特征进行分析。目前，舌、面采集设备光源的种类、参数等具有多样性，并没有公认的最佳标准。此外，针对面部五脏反射区域分割、舌象的动态形态等研究尚处于较基础阶段，未能很好从根本上解决中医内在辨证论治原理的描述，故仍有待进一步探究。
2“闻而知之谓之圣”
闻诊为四诊之一，亦受历代医家的重视，《周礼·天官》记载：“以五气、五声、五色视其生死。”《黄帝内经》中更明确了闻诊的主要内容：“视喘息，听音声，而知所苦。”《说文解字》云：“知闻也。从耳门声。”“闻”原指听声音之意，而现代汉语中“闻”有几种含义，《辞海》云：“其一指听而得其声；其二指知识也；其三指传知也，其四指鼻嗅……”故闻诊现主要包括“听声音”和“嗅气味”两方面内容，即医者通过闻声、嗅味，以了解人体脏腑的生理和病理变化，从而为疾病辨证论治提供依据。然而，在现今的中医临床诊疗中，由于听觉认知因人而异或年纪大的医生听力减退等种种原因，闻诊往往未被重视，使其之“圣”不得发挥，故需要在现代化研究中进一步加强与完善。
2.1声诊现代研究与应用
《素问·阴阳应象大论》提出以五音“宫、商、角、徵、羽”，五声“呼、笑、歌、哭、呻”，与五脏“肝、心、脾、肺、肾”相对应的理论。《四诊抉微·闻诊》中亦记载：“脾应宫，其声慢以缓；肺应商，其声促以清……”说明五脏所主之音存在差异，音色表现上各有特征。《医宗金鉴·伤寒心法要诀》：“言语心主之也，心气实热而神有余，则发谵语。谵语为实，故声长而壮……郑声为虚，故音短而细。”以上均为通过患者发音，辨五脏之病，辨阴阳虚实提供依据。
语音的实质是振动，振动中含有信息、能量等特征，可反映语音特性。当今中医声诊客观化研究，主要借助于计算机学、物理学、空气动力学等现代科学技术，实现对患者语音的高低、强弱、清浊等特征分析以判断病证。郭佳等通过加频率固定、声强固定的参考音，利用声强校准原理，将人的语音归一化到同一位置的声音幅度值，从而消除传统听诊因距离和发音角度变化带来的信号不确定性。胡赣使用隐马尔可夫模型、深度学习分类法等分析线谱对参数、线性预测倒谱系数等声音信号，通过特征互补提高声音参数识别不同证型的能力。董伟等分析不同频段的能量和熵值特征数据，发现慢性咽炎各证型组间的能量和熵值特征在较多频段存在差异，这对本病中医证型的辨别提供客观参考依据。此外，声诊研究对象除语音外，尚有咳嗽、呼吸等语言内容，如鲁法庭等提出通过将咳嗽声时间、频率与强度制成三维声谱图，然后根据声音属性的物理量探索疾病不同证型咳嗽声音的特征。
2.2嗅诊现代研究与应用
嗅诊主要是通过嗅觉器官感受病体发出的异常气味、排出物及病室等的气味特点。《瘟疫明辨·辨气》记载：“瘟疫气从中蒸达于外，病即有臭气触人，轻则盈于床帐，重则蒸然一室……”《形色外诊简摩·嗅法》记载：“口气重者，胃热盛也……汗出黏稠，有腥膻气或色黄者，风湿久蕴于皮肤……小儿粪有酸气者，停滞也。”可见，不同病证，人体及其排泄物往往会产生不同的气味。
气味的本质是气体所含分子作用于受体产生物理振动或化学刺激的过程。气味的特征可以借助于直接顶空分析、红外光谱法、气相-液相色谱等分析方法进行研究。目前，嗅诊现代化研究主要集中在电子鼻的研发。电子鼻是一种对气体具有高度交叉敏感性的智能设备，主要由气体采集器、气体传感器阵列和信号处理系统3部分组成。西医领域的应用主要涉及肺部疾病、糖尿病、细菌感染等疾病的检测。中医领域中，李灿东教授团队研制的第3代薄膜型阵列式气体传感器的医用电子鼻（EN-A），通过气体传感器阵列收集气味信号，提取气味图谱响应曲线的振幅和斜率等作为客观的特征参数。林雪娟等将电子鼻应用在慢性胃炎不同病位的研究中，通过对比慢性胃炎患者和健康者的气味图谱特征，初步判断慢性胃炎常见病位间的气味差异。
可见，声诊仪与电子鼻的研制，在促进闻诊的客观化发展在临床的研究应用显得极其重要。但目前嗅诊较声诊相比更难量化，尚无较多临床运用研究报道，但随着科技进步，利用传感器与机器学习等技术，丰富气味识别特征，建立完整气味图谱，在此基础上组建不同疾病、不同证型气味特征的数据库，可为全面、客观、辨证提供参考，其应用前景良好。
3“问而知之谓之工”
问诊在四诊中占有重要地位，被视为“诊病之要领，临证之首务”。《素问·征四失论》说：“诊病不问其始，忧患饮食之失节，起居之过度，或伤于毒，不先言此，卒持寸口，何病能中。”后世医家在长期的医疗实践中不断补充、完善，《景岳全书》中立专篇“十问篇”加以论述，受到了广泛认可。实际临床中，问诊的范围较广，可涉及患者的一般情况、主诉、现病史、既往史、个人生活史、家族史等。因此，问诊是了解患者病情，诊察疾病的重要方法，而问诊采集信息的多少因人而异。《难经》谓：“问而知之谓之工。”虽曰工，更是一门技术，面对繁多的问诊内容，问诊的效率、针对性、真实性等都是亟需在问诊客观化上努力实现的。
3.1问诊量表研制与应用
为进一步满足临床、科研的需要，不少学者以传统中医症状量化为基础，借鉴现代医学和心理学中针对主观症状的量化分级方法，在中医症状的量化表达方面进行了许多尝试，用于收集症状、规范辨证及疗效评价等。中医证候量表研制方法主要结合统计学与数据挖掘等方法，其中流行病学调查法、德尔菲专家咨询法、文献法等主要用于条目设计方面；因子分析、隐变量分析、结构方程模型等被应用于中医量表研制中证候的量化方面。
目前，中医问诊专科量表的研制，主要体现在心系和脾系，分别从饮食、睡眠、寒热、汗、头身胸腹、二便、情绪等多个方面进行问诊信息系统采集。近年来，患者报告结局（PRO）量表分别从心理、功能、躯体感受等不同维度，通过标准化的问卷收集患者填写的信息，尤其在中医疗效评价方面发挥重要作用。陈洁等在中医“心主血脉”理论指导下，建立了含有63个条目的预调查量表，通过数据挖掘结合专家意见，制定出了中医心系疾病PRO量表。黄松珉等研制膝骨关节炎PRO量表，发现该量表具有良好的适应性和较高的信度、效度与反应度，适用于所有膝骨关节炎不同证候的评价。韩芳等采用PRO评价量表，对偏头痛从4个不同维度进行综合评价，从而反应中药干预效果。
3.2问诊模型构建与应用
而在量表制作完善的基础上，结合现代计算机技术，可进一步研制问诊信息采集系统，以实现问诊信息的完整、规范及数字化。早在20世纪70年代，开始有学者探索将人工智能技术应用于中医问诊领域，当今随着机器学习、深度学习等的快速发展，越来越的研究者开始
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