中医脉诊技能训练与考核系统的研制与教学应用

燕海霞，李福凤，肖香群，吴巧教，汤伟昌，钱鹏，许朝霞，郭睿，徐琎，许文杰，王忆勤

摘要：中医脉诊是临床极具特色的诊察方法之一。传统的中医脉诊教学难度大，学习者没有机会体会临床各种脉象，无法获得对脉象指感、特征的直观认识。本研究根据中医理论中关于脉象形成原理的描述设计研制了中医脉诊技能训练与考核系统。该系统训练模块能输出临床脉象的指感特征，学生可以体会脉象，系统能输出多种相兼脉，使学习者在课堂内就能对中医常见脉得到强化训练，解决中医诊脉教学过程中的学习难度大、时间长的问题。考核模块中学生根据系统输出的脉象指感判断脉象类别，能考核学生诊脉技能，满足教学需要。该系统能实现脉象技能训练及考核，在本校本科生中得到应用，收到较好的教学效果。

关键词：中医；脉诊；训练；考核

中图分类号：G642.0 文献标志码：A 文章编号：1674-9324（2014）09-0125-02

脉诊是中医重要的诊法之一，在中医理论体系及诊疗实践中占有非常重要的地位。长期以来，古人对脉象进行了深入探讨。《濒湖脉学》论述“气如橐龠，血如波澜，血脉气息，上下循环”道出了脉象形成的基本原理。中医学认为，气、血是形成脉象的物质基础，心、脉是组成脉象的基本脏腑，亦是产生脉搏的动力来源，脉象直接反映了心脏和脉道的功能状况，肺、脾、肝、肾等脏腑亦是机体生命活动不可缺少的部分，与心、脉、气、血的功能有着密切的联系，脏腑之间的相互促进、互相制约、协调平衡对脉象有着重要的影响，因此亦是形成脉象的基本因素。

传统的中医脉诊教学难度大，学习者仅凭教师讲授及个人对语言文字的理解，往往没有机会体会临床各种各样的脉象，特别是临床常见的相兼脉等，无法获得对脉象指感、特征的直观认识，给教学带来了很多不便之处。在国外，中医传播范围也愈加广泛，很多国外同仁对中医脉诊十分感兴趣，但是中医古籍、教材中对脉象的描述语言十分抽象，且过于专业，给国外中医学习者带来很大的困扰。“九五”期间上海中医药大学研制了第一代脉象模拟系统。该脉象模拟系统前期在国内部分中医药院校试用，取得较好的效果。但是该系统模拟的脉象类别有限，不能模拟目前临床十分常见的相兼脉，且装置中所用的模拟血管、仿生手臂等的材料容易老化，单台仪器只能模拟相关的几个脉象，不能满足中医诊断研究和教学的要求，未能得到广泛应用。因此，研制新的中医脉诊技能训练与考核系统，在一定程度上反映了脉象的基本特征，已成为脉诊客观化的重要内容。

一、研制原理

1.心脏搏动与脉象。心脏搏动是心脏的生理功能，正常的脉搏节律和心脏搏动相一致，如果心脏搏动得快，脉搏也会加快；心脏搏动得慢，则脉搏搏动也会迟缓；心脏搏动有力，脉搏会强盛；若心脏搏动太弱，脉搏就不易传到离心脏较远的桡动脉处，可能产生微弱的脉象，也可能发生与心律不一致的脉搏。同样心脏搏动有力，而心血管受阻或有其他病变（如动脉硬化），脉传至桡动脉处时也会发生异常[1]。

2.血管组织成分与脉象。人在健康状态下，血管舒缩度保持一种动态平衡，血管壁的弹性很好。随着年纪的增加，血管壁的钙质成分增多，胶质相对减少，因而血管壁的舒张也就随着减小，形成僵硬状态，僵硬度的增加与动脉壁的组成有关，僵硬度的变化主要是由于平滑肌状况的急剧变化。在血管舒张期间直径增加，同时压力降低[2]，引起动脉僵硬度和动脉脉搏传导速度的降低；血管收缩期间僵硬度增加，产生相反的效应。所以一般高血压病人由于血管的硬化，常常出现弦紧或弦细的脉象。

3.血液动力学与脉象。现代研究脉搏的产生与血液流动学有着密切的关系。心脏周期性的射血活动使其主动脉根部产生的初始波，包括心脏收缩期射血形成的主波，以及与心脏舒张期相对应的脉波降支后段。当初始波沿着动脉系统向外周传播途程中，受反射和阻力等多种因素的影响，波形发生了很大的变化，如升支变陡，主波增高变尖，切迹消失。另外，上段动脉在主波的降支上还新增了一个潮波（重搏前波）[3]。因此，寸口桡动脉的脉波就形成了具有主波、潮波和降中波三个向上的波。故任何影响初始波产生或传播的因素，都可能改变寸口脉波的形状，通过对单一点脉搏波的形态描计，发现脉搏波的形态，因描记部位的不同而发生变化，但一般都包括下述几个组成部分：升支、降支、主波、降中峡、重搏波、外周血管表面波及重搏前波[4]。

二、脉象指感输出模块

实现一个脉象的模拟需要通过硬件和软件两部分相互配合才能模拟出来。模拟一个脉象则需要调整以下几个关键参数：①脉位；②模拟血液流速；③电磁铁开关的频率；④模拟血液的粘稠度[5，6]。

1.硬件电路控制部分。硬件电路控制部分包括以下模块：①电源模块；②单片机控制模块；③脉象生成模块；④通讯模块；⑤触摸屏控制板；⑥ARM控制模块。

2.结构部分。结构部分根据功能的不同分为：外壳、触摸屏模块、模拟手、油泵、电磁阀、步进电机控制器、脉冲稳压器、开关电源、模拟血管等。

3.脉位调整。控制板根据当前脉象的沉浮状态发命令给2号步进电机控制器，然后2号步进电机控制器开始控制2号步进电机来调整模拟血管的沉或者浮的物理状态。2号步进电机向上转动把模拟血管托起即为浮脉，向下转动把模拟血管下降即为沉脉，沉、浮的中间位置即为中取脉象。

4.模拟人体血液循环。控制板发命令给1号步进电机控制器，然后1号步进电机控制器开始控制1号步进电机，让其开始转动，转动的速度根据不同的脉象可以进行调整。随后1号步进电机开始带动油泵，这时候油泵通过模拟血管从储油罐中抽出模拟血液，模拟血液经过调压阀流入电磁阀。

5.模拟人体脉象。控制板通过控制电磁阀的开闭产生脉冲来模拟脉象，模拟血液带着电磁阀产生的脉冲经过2号脉冲稳压器和1号脉冲稳压器后最后进入模拟手中。

6.脉象输出。此时模拟手中的模拟血管处就得到了需要模拟的脉象。最后模拟血液又再次回流到储油罐内，整个模拟流程结束并不断地重复产生不断的脉象。软件部分则采用C语言编写，编写并编译后将编译后的二进制代码使用烧录器烧写进控制电路板上的ARM控制芯片中。endprint

三、考核模块

系统可将多台设备进行网络互联，通过教师机进行统一控制多台设备脉象输出，实现统一教学功能；与教师机联网后，教师机上可进行考卷和试题的编辑、下发，在学生机上进行答题，最终在教师机自动统计分数，实现统一考试功能。

四、教学应用

该系统经教学实践试用，教师和学生一致认为该仪器能强化对常见脉象指感的训练，提高脉诊的教学效果。

五、问题与展望

中医脉象技能训练与考核系统能输出临床脉象的指感特征，学生可以体会脉象，同时显示出脉象对应的脉图特征，且脉象准确、手感真实，并能输出多种相兼脉，使学习者在课堂内就能对中医常见脉得到强化训练，并进行诊脉技能考核，解决中医诊脉教学过程中的学习难度大、时间长的问题。但仍存在一些问题有待进一步研究：①由于脉象形成的原理极为复杂，表达的信息非常丰富，它与血管结构特性（血管硬度、血管弹性等）、管外肌肉和皮肤组织、血液特性（血流量、血液黏稠度等）、血液循环系统特性等多种因素有关，真实反映脉象的复杂信息有待进一步深入研究；②由于模拟系统中存在着流动的液体，其粘度、流速的稳定性直接影响到脉象的变化；另外乳胶血管的老化及硅胶手也会影响脉象的指感；③根据软组织流变力学原理，使仿生手的生理结构、软硬程度更接近于人体实际状态，使脉搏指感特征尽可能地与实际状态吻合，将是我们今后努力的方向。

参考文献：

[1]祁晓民.浅议疾病、血流动力学改变与中医脉象的关系[J].现代中西医结合杂，2006，15（19）：2600-2603.

[2]路永平，陈腾，邢国胜.弦、滑、涩、礼等脉形成机理及其血液动力学分析[J].河南中医药学刊，1998，13（5）：59-60.

[3]王东生，陈方平.从脉搏波看脉象形成的机理[J].中国中医急症，2004，13（1）：41-42.

[4]岳沛平，宋起，陶新民.弦脉的分类及血流动力学分析[J].江苏中医，1996，17（12）：48-49.

[5]汤伟昌，孙汉钧，徐建国，等.中医脉象模拟系统的研究[J].中国中医基础医学杂志，2000，6（1）：62-65.

[6]李园，陆小左.脉象模拟仪研制思路[J].天津中医药，2006，23（2）：138-139.

基金项目：上海市中医药事业发展三年行动计划重大研究（ZYSNXD-CC-ZDYJ012）；国家中医药管理局、上海市第三期重点学科建设项目（S30302）。

作者简介：燕海霞（1979-），女，医学博士，副教授，主要从事中医诊断学教学及中医脉诊客观化研究。

通讯作者：王忆勤。endprint