光子学技术在中医诊断中的应用
【文献标识码】 A 【文章编号】 1606-8106(2004)01-0041-03
光子学是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子的产生、传输、控制、探测及其与物质的相互作用，是继电子学、光电子学之后发展起来的一个近代尖端高新技术科学领域。光子学和光子技术已在信息、能源、材料、生命科学、医学和环境科学领域中得到广泛应用。光子中医学是指在中医理论指导下，应用光子学的理论和技术对中医学诊断、治疗、预防、康复、保健等方面的方法和效应进行定性、定量或半定量研究，以揭示光子运动规律中医属性的学科。为建立符合现代科学发展水平的中医学理论体系发挥重要作用，由刘颂豪院士与邓铁涛教授共同提出并筹建 [1，2] 。本文就光子中医学在中医诊断中的应用方面进行简单的探讨。
1 在中医四诊的应用
中医是通过望、闻、问、切四种检查疾病的基本方法，对人体进行全面评价，借以判断机体的健康与疾病状态。四诊，具有直观性和朴素性的特点，不借助任何仪器，只是凭在我们感官所能触及的范围内，直接地获取信息，通过医生进行分析综合，做出判断，非常简捷直观、灵活方便，在祖国医学的发展中起了重要的作用。然而，在临床实践中，人体的感官所能涉及到的范围极其有限，需要利用现代科学技术使其进一步延伸;同时，四诊偏于感性认识，属于一种模糊概念，也需要对其进行定性、定量分析。
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望诊是运用视觉，对机体的全身和局部的一切可见征象以及排出物等进行有目的的观察，以了解健康或疾病状态。也就是说，中医望诊就是通过光子在机体整体或局部的反射光作用于医生的眼睛及由此产生的思维判断而获得的信息，因此，中医的望诊与光学技术及光子学技术之间有着必然的联系。就客观来说，人的眼睛还有很大的局限性，充分利用光子学的科研成果对望诊的扩展将大为有利，从而促进其现代化的进程。在望诊现代化与科学化研究中，一方面用先进的光学仪器、光谱仪器、激光光谱仪器和光机电算一体化仪器等，在总结千百年丰富的中医望诊经验基础上，对望诊进行客观化、仪器化、智能化及定量与半定量化，使“只可意会不可言传”的经验和“灵感”能用适当的物理、化学或生化参数表达;另一方面从中西医结合去推动中医望诊的深化，使望诊的视野由表及里，从体表及排泄物的望诊进一步延伸，扩展至“望”体内器官及其功能状态。吸纳西医从近代科学技术发展而来的影像技术，特别是数字影像技术和内窥镜技术结合X射线技术、核磁共振技术、超声技术和激光技术等，使中医的四诊，特别是望诊进一步现代化与科学化。
, 百拇医药 在中医望诊之中，五色诊法占有极其重要的意义。五色诊法是运用阴阳五行学说，按五脏配五行五色而成。其基本理论包括五色入五脏，加青入肝、黄入脾、赤入心、白入肺、黑入肾，五色主病以及五色相应等，而推断机体内各种复杂的生理和病理变化。由于临床中所见的五色总是以某种色调为主的混合色，很少见到纯粹的青、赤、黄、白、黑，需要多年临床经验的总结归纳及结合临床实际才能分析其主色调，而正确分析内在脏腑的生理功能状况和病理状态。舌诊在古代也是五色诊法之一，与脉诊共同构成中医诊病的传统经验与特色，至今也是中医诊断的重要客观指标之一，也面临同样的问题。而光谱系统能发现病理性的特征颜色和特征谱，可以提供更为丰富的定量的信息。例如它可获取典型病例皮肤颜色合成的光谱成分或特征谱，使病情的判断更加准确，还能扩展波段到可见光波段之外的光谱区，从而扩大中医诊断的能力。
科学仪器是人类感官的延伸和发展，对它的使用将赋予中医学一个崭新的形象。随着颜色光学理论的发展和测色仪器的更新换代，面、鼻、舌、皮肤色诊由望进入到一个客观化、标准化的时代。如最近脸部识别技术取得了新进展，有可能识别一个人在不同时间、不同健康状况、不同神态或不同脸部表情下的微小变化，中医专用的诊断仪器和设备的研制已成为中医学发展的必然需求。
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2 在八纲辨证中的应用
八纲，即阴阳表里寒热虚实，是辨证论治的理论基础之一，是各种辨证的总纲。其中阴阳又可以概括其它六纲，即表、热、实为阳，里、寒、虚属阴，又是八纲中的总纲。阴与阳，属于一对相对属性，在物理学中，认为阴阳的本质就是能量状态的分界，低能量状态为阴，高能量状态为阳，按能量状态的分界能够初步解释阴与阳的问题。例如，剧烈运动的、上升的、温热的、明亮的、外向的属阳;而相对静止的、内守的、下降的、晦暗的属阴，其中阳与阴相比具有更多的、更高的能量状态 [3] 。
中医光子学成像系统可提供符合中医要求的图像判读 和特征提取的方法进行阴、阳的辨证，提取的信息能建立起特殊部位图像变化与病变部位的联系，并赋予中医的阐释。如超弱辐射(PE)又称生理超弱发光，是生物体所特有的普遍现象。生物分子的PE反映生命物质新陈代谢的状况，即携带和传播生命活动的信息，影响相关分子的代谢过程。PE是光子和生物分子相互作用的产物，并对生命过程有重要影响。研究超弱发光成像、人体PE分布以及研究病变时，或受光照，或受其他刺激时PE的变化，已经成为备受关注的问题。中医光子学PE系统能提供人体超弱发光成像的分布特征，与脏腑、经络、穴位的对应关系或相应比值的变化，并与中医学中关于阴阳各种表征相对照，会深化对阴阳的理解，将为中医学诊断提供科学的依据。
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红外线热像成像系统能从机体代谢过程所产生的热量大小反映生命活动中的能量态信息，区分疾病中的寒、热属性。如慢支肺气肿患者，当肺部炎症感染时，因肺部炎症因子的存在产生高能量代谢，导致肺部位置高热像图表现，可确认为肺热而使用清热化痰的治疗方法;缓解期时，因肺部的功能状态低下，表现为肺部低热像图表现，可确认为肺寒而使用温肺化痰的治疗方法，指导中医的辨证与临床治疗。特别是目前的断层红外成像系统的开发，能够从整体上研究机体的寒、热表现，对上热下寒、表寒里热等错杂之证，可以从机体不同脏腑位置的热像图进行综合分析而得出答案。PE技术与红外成像系统用于中医的诊断，可以成为一种非侵入性、无创伤性的新型诊断技术，从整体上综合分析机体疾病时阴、阳、寒、热病理特点，并可适用于临床疗效评价。
3 在脏腑辨证中的应用
脏腑辨证，是根据脏腑的生理功能、病理表现，对疾病证候进行分析归纳，借以推究病机，判断病变的部位、性质、正邪盛衰情况的一种辨证方法，是临床各科的诊断基础，是辨证体系中的重要组成部分。目前在证候方面的研究发展已成了中医药事业现代化发展的重要支柱，同时也存在若干困难，对建立中医证候的诊断标准和评价标准中，存在如何使中医理论及方法与现代信息处理技术相容及匹配、设计数据库及检索系统、建立中医证候诊断模型的数学模型、建立证候智能化集成系统及调试等 [4，5] 。
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如心脏的生理功能之一主血脉，是指心主一身之血和一身之脉，全身的血依赖于心脏的搏动而在脉中运行于周身，所以脉中血液的运行状况是反映心气是否充沛的主要依据之一。然而，血液的正常运行除需心气的推动作用外，还与血液的充盈状况、脉管的通利与否密切相关，当血液欠充盈和脉道不利时，单凭血液的运行状况就难以表现心气的功能，在中医的四诊中所获得的信息资料中难以做出区别。然而，使用激光多谱勒血流仪就能对血液的运行状况中判断出血液欠充盈和脉道不利等影响因素的干扰。另外，如肾脏，藏精，主生长、发育和生殖，肾所藏的精气充足才能促使正常的生长、发育和生殖，当肾中所藏精气不足时，也就会影响机体的生长、发育和生殖，所以这些临床表现也就成了肾精不足的主要诊断依据。然而当肾精不足的临床表现，如小儿的发育迟缓、男子精少不孕、未老先衰等症状出现后，往往肾精已严重亏虚影响了机体的健康，在治疗上亏损已极的肾精也难于补充，也给中医上未病先防的基本措施的实施带来了障碍。如何给肾精不足证候寻找新的指标，如何早期地诊断肾精不足证，这就成了我们对肾精不足证研究的新点。其实，肾在体为骨、主骨生髓，肾中之精气具有促进骨骼生长发育和资生骨髓、脑髓的作用，也就是说，骨骼的生长发育状况可以反映肾中精气的充盈与否。正是从这点出发，有学者应用单光子骨密度分析仪，以窄束γ射线测量桡骨中下1/3处等部位的骨矿含量和骨质密度等指标，与老年前期、老年期糖尿病患者、妊娠期肾精不足患者进行相关性研究和评价，并且应用补益肾精治疗反证其相关性[6，7] ，这些为我们对肾精不足的早期诊断及定量化、数据化研究提供了新的发展方向。在中医诊断学上，应用逐渐发展先进的光子学诊断仪器系统的同时，建立人体各种表征测量量化的基础，以四诊资料为主，辅以辨证，建立中医诊疗的检测、监测和分析的专家系统，也就是光子中医学的一个数据工程，以促进中医诊断学的标准化、现代化进程。
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参考文献
1 Liu SH，Liu TCY，Li Y，et al.Introduction to photon traditional Chinese medicine.P SOC PHOTO-OPT INS，2000，4224:179-185.
2 刘颂豪，邓铁涛.光子中医学.中国中医基础医学杂志，2001，7(4):241-243.
3 杨武功，杨滨.中医阴阳的物理本质.中国中医基础医学杂志，1995，3:53-54.
4 中医现代化科技发展研究课题组.中医证候学诊断标准和基础资料库的重点任务与关键技术.世界科学技术中药现代化，2002，4(1):21-22.
5 郭蕾，王永炎，张志斌.关于证候概念的诠释.北京中医药大学学报，2003，26(2):5-8.
6 张洪，魏之玉，霍青，等.老年前期和老年期糖尿病Ⅱ型患者骨密度的变化及其与中医辨证分型间的关系.中医正骨，1998，10(2):74-75.
7 吴文设，王兰玉，杨大男.妊娠期肝肾亏虚证与骨矿物含量的相关性研究.新中医，1998，30(3):13-14.
作者单位:510631华南师范大学信息光电子科技学院光子中医学实验室
(编辑小 川), 百拇医药(曾常春)
光子学是研究以光子作为信息载体和能量载体的科学，主要研究光子的产生、传输、控制、探测及其与物质的相互作用，是继电子学、光电子学之后发展起来的一个近代尖端高新技术科学领域。光子学和光子技术已在信息、能源、材料、生命科学、医学和环境科学领域中得到广泛应用。光子中医学是指在中医理论指导下，应用光子学的理论和技术对中医学诊断、治疗、预防、康复、保健等方面的方法和效应进行定性、定量或半定量研究，以揭示光子运动规律中医属性的学科。为建立符合现代科学发展水平的中医学理论体系发挥重要作用，由刘颂豪院士与邓铁涛教授共同提出并筹建 [1，2] 。本文就光子中医学在中医诊断中的应用方面进行简单的探讨。
1 在中医四诊的应用
中医是通过望、闻、问、切四种检查疾病的基本方法，对人体进行全面评价，借以判断机体的健康与疾病状态。四诊，具有直观性和朴素性的特点，不借助任何仪器，只是凭在我们感官所能触及的范围内，直接地获取信息，通过医生进行分析综合，做出判断，非常简捷直观、灵活方便，在祖国医学的发展中起了重要的作用。然而，在临床实践中，人体的感官所能涉及到的范围极其有限，需要利用现代科学技术使其进一步延伸;同时，四诊偏于感性认识，属于一种模糊概念，也需要对其进行定性、定量分析。
, http://www.100md.com
望诊是运用视觉，对机体的全身和局部的一切可见征象以及排出物等进行有目的的观察，以了解健康或疾病状态。也就是说，中医望诊就是通过光子在机体整体或局部的反射光作用于医生的眼睛及由此产生的思维判断而获得的信息，因此，中医的望诊与光学技术及光子学技术之间有着必然的联系。就客观来说，人的眼睛还有很大的局限性，充分利用光子学的科研成果对望诊的扩展将大为有利，从而促进其现代化的进程。在望诊现代化与科学化研究中，一方面用先进的光学仪器、光谱仪器、激光光谱仪器和光机电算一体化仪器等，在总结千百年丰富的中医望诊经验基础上，对望诊进行客观化、仪器化、智能化及定量与半定量化，使“只可意会不可言传”的经验和“灵感”能用适当的物理、化学或生化参数表达;另一方面从中西医结合去推动中医望诊的深化，使望诊的视野由表及里，从体表及排泄物的望诊进一步延伸，扩展至“望”体内器官及其功能状态。吸纳西医从近代科学技术发展而来的影像技术，特别是数字影像技术和内窥镜技术结合X射线技术、核磁共振技术、超声技术和激光技术等，使中医的四诊，特别是望诊进一步现代化与科学化。
, 百拇医药 在中医望诊之中，五色诊法占有极其重要的意义。五色诊法是运用阴阳五行学说，按五脏配五行五色而成。其基本理论包括五色入五脏，加青入肝、黄入脾、赤入心、白入肺、黑入肾，五色主病以及五色相应等，而推断机体内各种复杂的生理和病理变化。由于临床中所见的五色总是以某种色调为主的混合色，很少见到纯粹的青、赤、黄、白、黑，需要多年临床经验的总结归纳及结合临床实际才能分析其主色调，而正确分析内在脏腑的生理功能状况和病理状态。舌诊在古代也是五色诊法之一，与脉诊共同构成中医诊病的传统经验与特色，至今也是中医诊断的重要客观指标之一，也面临同样的问题。而光谱系统能发现病理性的特征颜色和特征谱，可以提供更为丰富的定量的信息。例如它可获取典型病例皮肤颜色合成的光谱成分或特征谱，使病情的判断更加准确，还能扩展波段到可见光波段之外的光谱区，从而扩大中医诊断的能力。
科学仪器是人类感官的延伸和发展，对它的使用将赋予中医学一个崭新的形象。随着颜色光学理论的发展和测色仪器的更新换代，面、鼻、舌、皮肤色诊由望进入到一个客观化、标准化的时代。如最近脸部识别技术取得了新进展，有可能识别一个人在不同时间、不同健康状况、不同神态或不同脸部表情下的微小变化，中医专用的诊断仪器和设备的研制已成为中医学发展的必然需求。
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2 在八纲辨证中的应用
八纲，即阴阳表里寒热虚实，是辨证论治的理论基础之一，是各种辨证的总纲。其中阴阳又可以概括其它六纲，即表、热、实为阳，里、寒、虚属阴，又是八纲中的总纲。阴与阳，属于一对相对属性，在物理学中，认为阴阳的本质就是能量状态的分界，低能量状态为阴，高能量状态为阳，按能量状态的分界能够初步解释阴与阳的问题。例如，剧烈运动的、上升的、温热的、明亮的、外向的属阳;而相对静止的、内守的、下降的、晦暗的属阴，其中阳与阴相比具有更多的、更高的能量状态 [3] 。
中医光子学成像系统可提供符合中医要求的图像判读 和特征提取的方法进行阴、阳的辨证，提取的信息能建立起特殊部位图像变化与病变部位的联系，并赋予中医的阐释。如超弱辐射(PE)又称生理超弱发光，是生物体所特有的普遍现象。生物分子的PE反映生命物质新陈代谢的状况，即携带和传播生命活动的信息，影响相关分子的代谢过程。PE是光子和生物分子相互作用的产物，并对生命过程有重要影响。研究超弱发光成像、人体PE分布以及研究病变时，或受光照，或受其他刺激时PE的变化，已经成为备受关注的问题。中医光子学PE系统能提供人体超弱发光成像的分布特征，与脏腑、经络、穴位的对应关系或相应比值的变化，并与中医学中关于阴阳各种表征相对照，会深化对阴阳的理解，将为中医学诊断提供科学的依据。
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红外线热像成像系统能从机体代谢过程所产生的热量大小反映生命活动中的能量态信息，区分疾病中的寒、热属性。如慢支肺气肿患者，当肺部炎症感染时，因肺部炎症因子的存在产生高能量代谢，导致肺部位置高热像图表现，可确认为肺热而使用清热化痰的治疗方法;缓解期时，因肺部的功能状态低下，表现为肺部低热像图表现，可确认为肺寒而使用温肺化痰的治疗方法，指导中医的辨证与临床治疗。特别是目前的断层红外成像系统的开发，能够从整体上研究机体的寒、热表现，对上热下寒、表寒里热等错杂之证，可以从机体不同脏腑位置的热像图进行综合分析而得出答案。PE技术与红外成像系统用于中医的诊断，可以成为一种非侵入性、无创伤性的新型诊断技术，从整体上综合分析机体疾病时阴、阳、寒、热病理特点，并可适用于临床疗效评价。
3 在脏腑辨证中的应用
脏腑辨证，是根据脏腑的生理功能、病理表现，对疾病证候进行分析归纳，借以推究病机，判断病变的部位、性质、正邪盛衰情况的一种辨证方法，是临床各科的诊断基础，是辨证体系中的重要组成部分。目前在证候方面的研究发展已成了中医药事业现代化发展的重要支柱，同时也存在若干困难，对建立中医证候的诊断标准和评价标准中，存在如何使中医理论及方法与现代信息处理技术相容及匹配、设计数据库及检索系统、建立中医证候诊断模型的数学模型、建立证候智能化集成系统及调试等 [4，5] 。
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如心脏的生理功能之一主血脉，是指心主一身之血和一身之脉，全身的血依赖于心脏的搏动而在脉中运行于周身，所以脉中血液的运行状况是反映心气是否充沛的主要依据之一。然而，血液的正常运行除需心气的推动作用外，还与血液的充盈状况、脉管的通利与否密切相关，当血液欠充盈和脉道不利时，单凭血液的运行状况就难以表现心气的功能，在中医的四诊中所获得的信息资料中难以做出区别。然而，使用激光多谱勒血流仪就能对血液的运行状况中判断出血液欠充盈和脉道不利等影响因素的干扰。另外，如肾脏，藏精，主生长、发育和生殖，肾所藏的精气充足才能促使正常的生长、发育和生殖，当肾中所藏精气不足时，也就会影响机体的生长、发育和生殖，所以这些临床表现也就成了肾精不足的主要诊断依据。然而当肾精不足的临床表现，如小儿的发育迟缓、男子精少不孕、未老先衰等症状出现后，往往肾精已严重亏虚影响了机体的健康，在治疗上亏损已极的肾精也难于补充，也给中医上未病先防的基本措施的实施带来了障碍。如何给肾精不足证候寻找新的指标，如何早期地诊断肾精不足证，这就成了我们对肾精不足证研究的新点。其实，肾在体为骨、主骨生髓，肾中之精气具有促进骨骼生长发育和资生骨髓、脑髓的作用，也就是说，骨骼的生长发育状况可以反映肾中精气的充盈与否。正是从这点出发，有学者应用单光子骨密度分析仪，以窄束γ射线测量桡骨中下1/3处等部位的骨矿含量和骨质密度等指标，与老年前期、老年期糖尿病患者、妊娠期肾精不足患者进行相关性研究和评价，并且应用补益肾精治疗反证其相关性[6，7] ，这些为我们对肾精不足的早期诊断及定量化、数据化研究提供了新的发展方向。在中医诊断学上，应用逐渐发展先进的光子学诊断仪器系统的同时，建立人体各种表征测量量化的基础，以四诊资料为主，辅以辨证，建立中医诊疗的检测、监测和分析的专家系统，也就是光子中医学的一个数据工程，以促进中医诊断学的标准化、现代化进程。
, 百拇医药
参考文献
1 Liu SH，Liu TCY，Li Y，et al.Introduction to photon traditional Chinese medicine.P SOC PHOTO-OPT INS，2000，4224:179-185.
2 刘颂豪，邓铁涛.光子中医学.中国中医基础医学杂志，2001，7(4):241-243.
3 杨武功，杨滨.中医阴阳的物理本质.中国中医基础医学杂志，1995，3:53-54.
4 中医现代化科技发展研究课题组.中医证候学诊断标准和基础资料库的重点任务与关键技术.世界科学技术中药现代化，2002，4(1):21-22.
5 郭蕾，王永炎，张志斌.关于证候概念的诠释.北京中医药大学学报，2003，26(2):5-8.
6 张洪，魏之玉，霍青，等.老年前期和老年期糖尿病Ⅱ型患者骨密度的变化及其与中医辨证分型间的关系.中医正骨，1998，10(2):74-75.
7 吴文设，王兰玉，杨大男.妊娠期肝肾亏虚证与骨矿物含量的相关性研究.新中医，1998，30(3):13-14.
作者单位:510631华南师范大学信息光电子科技学院光子中医学实验室
(编辑小 川), 百拇医药(曾常春)