基于舌象分析的中医体质辨识系统的研究思路

洪乐 叶双林 刘婷婷 张璐瑶 董昌武

（1安徽中医药大学研究生部，合肥230038；2安徽中医药大学医药信息工程学院，合肥230038；3安徽中医药大学中医临床学院，合肥230038）

基于舌象分析的中医体质辨识系统的研究思路

洪乐1叶双林1刘婷婷1张璐瑶2董昌武3*

（1安徽中医药大学研究生部，合肥230038；2安徽中医药大学医药信息工程学院，合肥230038；3安徽中医药大学中医临床学院，合肥230038）

舌象和体质都是人体新陈代谢的体现，都可以在一定程度上反映机体阴阳气血津液的盛衰与脏腑功能的强弱，两者之间有着十分密切的关系。文章对中医体质辨识研究现状进行了分析，并通过梳理挖掘舌象与体质判断的相互关系，提出在舌象分析的基础上，结合少量关键问题，综合运用计算机图像识别技术进行智能化中医体质辨识。这将尽可能实现中医体质判断的客观化、准确化、简便化，为中医体质辨识提供新的研究思路和手段。

舌诊；图像识别；中医体质辨识系统

中医体质学，是以中医理论为指导，研究正常人体体质的概念、形成、特征、类型、差异规律，及其对疾病发生、发展、演变过程的影响，从而指导疾病的诊断、预防、治疗以及养生康复的一门学科。因此，中医体质辨识分类及其判断标准的准确程度直接影响着临床预防和治疗的效果。与体质一样，舌象也是机体新陈代谢的一种体现。舌通过经络与脏腑相联系，赖气血的濡养和津液的滋润，可以灵敏而直观地反映脏腑、气血、津液的变化。因此，以舌象为切入点，通过对客观舌象进行准确分析，进而探察身体内环境的阴阳盛衰、寒热虚实，对判断体质特点也有很大的参考价值。

试图将计算机图像处理技术引入中医体质辨识系统中，通过提取不同体质人群舌体的舌象特征，在舌象分析的基础上，实现中医体质辨识的客观化，将为中医体质辨识提供新的研究思路和手段。

1 研究背景

1.1 中医体质辨识研究的现状中医体质类型是对个体在未病状态下所表现的脏腑阴阳气血津液偏颇状态以及对疾病的易感受性的描述。古代医家从不同角度对体质作了不同的分类，《内经》曾提出过五行归属划分法、形态与机能特征分类法、心理特征分类法等，张介宾等采用藏象阴阳分类法，叶天士等以阴阳属性分类，章虚谷则以阴阳虚实分类；现代医家多从临床角度根据发病群体中的体质变化、表现特征进行分类，主要有匡氏的六分法［1］、王氏的九分法［2］、田氏的十二分法［3］、黄氏的药人学说［4］等。

其中，王琦［2］等从表述的内容、文献依据、流行病学调查依据等三个方面对体质进行分类，最终将体质分为9种类型，分别为平和质、气虚质、阳虚质、阴虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质、气郁质和特禀质。王氏的分类方法是总结了前人的诸多经验后而得出的，是比较全面、科学的分类方法。2009年，中华中医药学会发布了《中医体质分类与判定》标准［5］，王氏的分类方法成为国家标准。目前，大多数学者都以此为标准进行中医体质辨识的研究，在临床以及健康管理体系中得以应用，取得了良好的成效。

1.2 中医体质辨识存在的问题随着现行的《中医体质分类与判定》标准在中医体质辨识领域的不断应用，其不足之处也逐渐显现［6-7］：①受主观因素影响较大。目前对体质辨识的方法主要是通过体质量表的测定，可以说基本是基于中医四诊中的问诊进行辨识，存在很大部分的主观因素，采集数据的准确性受调查者的经验及被调查的理解程度影响。②量表的问题数量太多，所花费的时间较长，使得很多被调查者在填写体质量表的过程中失去耐心，对体质判断产生影响。③得分计算公式较为复杂，很多人不能准确计算出体质类型。

因此，如何针对以上存在的问题，设计一套既客观准确又简便易行的中医体质辨识系统具有重要的应用价值。

2 舌诊对体质辨识具有重要意义

中医舌诊是望诊的重要内容，是中医诊法的特色之一。中医认为作为一个内在的器官，舌通过经络与脏腑相联系，赖气血的濡养和津液的滋润。舌体的形质和舌色，与气血的盛衰和运行状态有关；舌苔和舌体的润燥又与津液的盈亏有关。因此，舌象是反映脏腑、气血、津液变化的灵敏窗口。

舌诊具有反映体内病理变化灵敏度高、客观性强、易于操作、所含信息量大的特点。临床实践亦证明，凡脏腑的虚实、气血的盛衰、津液的盈亏、病情的浅深等，都能较为客观地从舌象上反映出来，而成为诊病的重要依据，正如杨六乘所说“证有真假凭诸脉，脉有真假凭诸舌”，舌诊具有重要的临床意义。而体质类型基于代谢特征，舌象是构成舌的一切物质的新陈代谢的体现［8］。因此，以舌象为切入点，通过舌体反映身体内环境的阴阳盛衰、寒热虚实，对判断体质特点也有很大的参考价值。

在《中医体质分类与判定》标准中，其实已经提到某些体质对应的舌象特点，例如，平和质“舌色淡红，苔薄白”，气虚质“舌淡红，舌边有齿痕”等，然而有关舌象的描述并不完全。在测试量表中也有出现“您舌苔厚腻或有舌苔厚厚的感觉吗?”这样的提问，但是由于这是基于问诊的方式，被调查者很难做出客观的判定。如果能够拍摄测试者的舌象图片并以数字图像形式存储，通过计算机实现自动分析，结果就可以更加客观准确。

3 基于舌象分析的中医体质辨识系统的构建方法

3.1 体质舌象特征库的建立传统的中医舌诊是临床医生通过肉眼来观察患者舌质、舌苔的各种信息，汇集到大脑进行综合分析。而只有将医生综合分析舌象的这一思维过程程序化，才能实现计算机的自动分析。为此，我们设计建立了体质舌象特征库。

将舌象特征划分为5个基本要素组成，分别为舌色、舌形、苔色、苔质和津液，并以英文字母A-E进行标记。每种要素又可分为若干的亚型，以阿拉伯数字进行标记，如舌色可分为淡红舌、淡白舌、红绛舌、全舌青紫、局部青紫等5个亚型，以A1-A5进行标记；津液可根据舌面上的水分多少分为润、滑、燥3个亚型，分别标记为E1、E2、E3。依上述舌形、苔色、苔质等皆可分为若干亚型。然后将每种要素的每个亚型组合，就可以得出一种体质，并可根据字母与数字的组合形成一个公式，以便于计算机处理。例如舌色淡红，舌苔薄白为平和质，可用公式A1+C1+D1+E1来表示；而舌色红绛，舌体胖大，舌苔黄腻而厚则为湿热质，用公式表达就是A3+B1+C2+D2。其他七种体质也都可以用这样的方式来描述与表达。

将复杂的舌象特征分割成一个个独立的基本要素，再按照体质类型特征组合起来，这样在将人工的思维过程转变为计算机可以识别的公式化程序语言的同时，也建立了体质舌象特征库，为智能化中医体质辨识系统的建立提供了理论基础和资料数据库。

3.2 单纯利用舌象辨识体质的缺陷及对策舌象与体质都可以在一定程度上反映机体阴阳气血津液的盛衰与脏腑功能的强弱，但与体质特征具有相对的长期性、稳定性相比，舌象的表现则更为复杂多变而敏感，很多因素都会对舌象的表现产生短期影响，出现舌象与体质不符的情况。除此之外，在建立体质舌象特征库的过程中，我们结合文献研究以及临床实践，发现气郁质、特禀质这两种体质的舌象大多没有明显的特异性表现，气虚质和阳虚质两种体质类型的舌象表现有时区分度也不是很大，时常会出现误差。

由于单纯利用舌象来辨识体质依然有其局限性，考虑在舌象之外，补充设置少量的问题，例如“您经常情绪低落或容易紧张焦虑吗？”“您容易过敏或起风疹吗？”“您经常感到疲劳或容易感冒吗？”“您平素怕冷、手脚发凉吗？”等。当舌象特征不明显，不能很好地判定体质时，这些问题就可以起到辅助作用。

这种将望诊与问诊结合起来判定体质的方法，更加符合中医学四诊合参的诊断原则，可在一定程度上提高计算机智能辨识中医体质的准确度。

3.3 计算机图像识别及分析近年来，通过使用计算机图像处理技术，对舌诊进行的客观化研究取得了令人欣慰的成就。如张氏等［9］提出了一种融合HIS色彩模型、阈值分割、舌体修正和改进GAC算法的舌体提取算法，郭氏等［10］提出可采用光学被动式三维测量技术来建立舌象的三维模型。这都对我们这一体质辨识系统的建立及实现提供了技术支撑。

此次设计的体质辨识系统通过单反相机以及智能手机进行舌象的摄取。根据采集到的舌象图像，其处理步骤可用图1表示：

图1 基于舌象分析的中医体质辨识处理步骤

在图像识别与匹配时，主要采用了感知哈希算法(PercePtua1 hash a1gorithm)，它的作用是对每张图片生成一个“指纹”(fingerPrint)字符串，然后比较不同图片的指纹。结果越接近，就说明图片越相似。具体步骤如下：

1）缩小尺寸：将图片缩小到8×8的尺寸，总共64个像素。这一步的作用是去除图片的细节，只保留结构、明暗等基本信息，摒弃不同尺寸、比例带来的图片差异。2）简化色彩：将缩小后的图片，转为64级灰度。也就是说，所有像素点总共只有64种颜色。3）计算平均值：计算所有64个像素的灰度平均值。4）比较像素的灰度：将每个像素的灰度，与平均值进行比较。大于或等于平均值，记为1；小于平均值，记为0。5）计算哈希值：将上一步的比较结果，组合在一起，就构成了一个64位的整数，这就是这张图片的指纹。组合的次序并不重要，只要保证所有图片都采用同样次序就行了。6）进行图像比对：得到指纹以后，就可以对比不同的图片，看看64位中有多少位是不一样的。在理论上，这等同于计算“汉明距离”(Hamming distance)。如果不相同的数据位不超过5，就说明两张图片很相似；如果大于10，就说明这是两张不同的图片。

4 展望

中医舌诊是中医学的特色诊法，是中医诊断过程中的重要内容。通过梳理挖掘舌象与体质判断的相互关系，引入计算机图像识别技术，在舌象分析的基础上，结合少量关键问题问卷回答，综合运用计算机图像识别技术进行智能化中医体质辨识，目的是建立一个基于舌象分析的中医体质辨识系统，尽可能实现中医体质判断的客观化、准确化、简便化，可以在缩短调查时间的同时取得更加客观有效的判断信息。在当今互联网时代和大健康背景下，本系统在中医治未病和全民健康保健中会有着良好的应用前景。

[1]匡调元．中医体质病理学[M]．上海:科学普及出版社，1996:88．

[2]王琦．9种基本中医体质类型的分类及其诊断表述依据[J]．北京中医药大学学报，2005，28(40):1-8．

[3]田代华．论体质与证候[J]．山东中医学院学报，1983，7(1):6．

[4]刘西强．浅谈黄煌经方体质学说[J]．辽宁中医杂志，2008，35(8):1166-1167．

[5]中华中医药学会．ZYYXH/T157-2009中医体质分类与判定[S]．北京:中国中医药出版社，2009．

[6]俞若熙，王琦，王济，等．体质辨识应用研究现状分析[J]．中国中医药信息杂志，2013，20(2):107-109．

[7]柳璇，王琦．《中医体质分类与判定》标准修改建议及分析[J]．北京中医药大学学报，2013，36(5):300-304．

[8]匡调元．舌象与体质[J]．中西医结合学报，2004，2(4):286．

[9]张志顺，奚建清，刘勇．一种有效的舌体提取算法研究[J]．微电子学与计算机，2015，32(4):116-119，124．

[10]郭世珍，田飞，赵静，等．基于光学被动式三维测量技术在立体舌象中的探究[J]．电脑知识与技术，2014，10(24):5750-5751．

HONG Le1， YE Shuang1in1， LIU Tingting1， ZHANG Luyao2， DONG Changwu3*
(1. Graduate Schoo1， Anhui University of Chinese Medicine， Hefei 230038， China；2. Co11ege of Medica1 Information Engineering， Anhui University of Chinese Medicine， Hefei 230038， China；3. C1inica1 Co11ege of Traditiona1 Chinese M edicine， Anhui University of Chinese Medicine， Hefei 230038， China)

Tongue and constitution are the embodimentof humanmetabo1ism,and can be in a certain extent,ref1ect the rise and fa11 of the body of yin-yang,qi-b1ood,body f1uid and the strength of the function of zang-fu viscera,between the two has a very c1ose re-1ationshiP.The artic1e ana1yzed the research statusof constitution of TCM identification,and through combingmining the re1ationshiP of the tongue and constitutiona1 judgment,Put forward on the basis of tonguemanifestation ana1ysis,combined with a few key Prob-1ems,the integrated use of comPuter image recognition techno1ogy for inte11igent TCM Constitution identification.This wi11 try to achieve the objective,accurate,simP1e and convenient,and Provide new research ideas and methods for constitution of TCM identification.

tongue insPection；image recognition；constitution of TCM identification system

10.3969/j.issn.1672-2779.2016.02.017

1672-2779（2016）-02-0034-03

苏玲 本文校对：宋婷婷

2015-10-13）

*通讯作者：dcw1018@aliyun．com