脉搏波：沟通中医和西医的桥梁

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1、脉搏波：沟通中医和西医的桥梁【摘要】脉搏波蕴含着丰富的人体生理和病理信息，历来都受到中外医学界的重视，现已成为中西医共同的研究热点。本文从脉搏波理论的发展和应用研究出发，分析了其中存在的问题，比较了中西医对脉搏波信息提取和利用的现状，提出应对脉搏波进行更深入的研究，使之成为一个沟通中医和西医的桥梁。【关键词】脉搏波模型理论脉诊客观化中西医结合Abstract:PulseedicineandoensAI和Korteersley理论）ersleyJR(1957年)［6］提出双弹性腔模型Gold,FFT），主要是把时域的脉搏波信号用FFT转换成频谱图，再通过比较频

2、谱图上不同频率的特征峰来分析脉搏波。此法在脉搏波信号分析中使用较早［19，20］，在当前的许多研究中也经常使用［21］。倒谱分析是对频谱取对数后，进行傅立叶变换。它将频域内的周期成分转化为倒谱上单根线谱及其倒谱波，测得脉搏周期较为准确。如宋建勤等［22］运用倒谱理论讨论了正常心律和非正常心律受检者的脉搏信号在倒谱域中的特征表现，并通过对286例脉搏信号的倒谱分析，发现病理与正常心律脉搏信号的倒谱特征差异有统计学意义。2.3时频联合分析法时频联合分析法是把一维信号或系统表示成一个时间和频率的二维函数，时频平面能描述出各个时刻的谱成分。常用的时频表示方法有短时傅

3、立叶变换和小波变换等。短时傅立叶变换法是将信号划分成许多小的时间间隔，用傅立叶变换分析每一个时间间隔，以便确定在此时间间隔存在的频率，这些频谱的总体表示频谱在时间上如何变化［23］。它依赖于被分析信号的线性特性，即信号的频谱与在数据中提供正弦成分的幅度成线性比例。其最主要的优点是容易实现，计算简洁有效。利用小波变换可在信号的不同部位得到最佳时域分辨率和频域分辨率，具有可变的时间和频率分辨率，把傅立叶变换中的正弦基函数修改成整个时频平面的基函数，最终达到高频处时间细分和平低频处频率细分，自动适应时频信号分析的要求，从而可聚焦到信号的任意细节。小波变换这种独特的

4、能力使它成为分析脉搏波这种非平稳信号的有利工具，可以实现对脉搏波信号同时进行时域、频域特征值的提取和分析［24］。2.4数学建模分析法数学建模分析法是指利用模拟电路、流体力学和生物力学等方法，结合脉搏波传播的理论特征和脉搏波与心血管系统的联系，建立相应的脉搏波分析数学模型，从而在计算机上仿真脉搏波，系统地分析其特征参数和生理病理信息。具体方法包括力学建模法、电路模拟建模法和系统仿真建模法等。力学建模法是指根据生物力学和血液动力学原理建立脉搏波在动脉管中传播的线性和非线性模型，可以在一定意义上反映脉搏波的传播规律。力学建模主要针对理论研究，而且大部分都是心血管

5、系统的局部建模，因此在脉搏波理论的发展过程中具有重要的意义（见表1），而很难应用于临床研究。电路模拟建模法是为了便于计算和分析力学方程，利用力电之间的等效关系将力学模型在一定的条件下化为“电路模型”来求解和分析动脉系统。具体把血流比拟为电流，血压比拟为电压，血容量比拟为电量，血流黏滞阻力比拟为电阻，血管顺应性比拟为电容，血液流动惯性比拟为电感等，可建立心脏模拟电路模型等心血管系统模型［25］。具体根据研究目的不同，建立的不同形式的模型，其结构也可以差别很大。系统仿真建模法是利用系统分析和数字信号处理研究生理系统的一种新方法,主要是通过系统各部分的分析整合，

6、建立系统整体的仿真模型。清华大学白净教授［26］在美国德勒克塞尔大学Jaron教授建立的仿真模型基础上，增加了左心房和肺循环等部分，并扩充和建立了人体上肢模型，其仿真实验结果与临床试验结果基本吻合。除上述建模方法外，国内还有学者用高斯函数来仿真脉搏波。一个高斯函数可以构建一个钟形波，因此，一个周期的桡动脉脉搏波可以用3个高斯函数来合成，分别对应主波、重搏波和重搏前波［27］。通过这种方法建立的仿真模型可以提取若干脉搏波特征参数，用于区别正常和病理状况下的脉搏波。2.5脉搏波传播速度分析法脉搏波传播速度（pulse,HHT）法［36］、盲解卷法［37］和人工神

7、经网络法［38］等。随着大量现代工程和信号分析方法的引入，脉诊客观化研究正向着多元化的方向发展。但目前大部分的研究都集中在典型脉图的解析上，仅有关此方面的研究专著就不下十几部。传感器是脉诊信息采集装置研制的最关键部分，主要可分为压力式和光电式等接触性传感器，以及传声器和超声多普勒技术等非接触式传感器。由于非接触性传感器不符合中医指压切脉的特点，目前主要还是以接触式传感器开发为主。脉诊信息采集传感器的研制经过了从单探头到双探头，再到三探头的发展历程，逐渐模仿中医同步取三部脉象的特征。为了把脉象图和指压指感趋势图结合起来，车新生等［39］开发了三维脉象图采集模

8、块，并用VB应用程序构建了三维坐标系作为显示平台，从