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今年10月中旬，在全國高校物聯網應用創新大賽總決賽上，由國防科學技術大學校指揮軍官基礎教育學院孫茂康、史煒、李一帆3名本科學員研發的“基于光纖微震動傳感器的脈象分析診療系統”獲特等獎。有關專家認為，該系統有效促進傳統中醫與現代信息技術的結合，為中醫遠程醫療開辟新途徑，讓“足不出戶看中醫”成為可能。

光纖帶來靈感 系統雛形初現

2013年6月，國防科技大學邀請優秀畢業校友徐東坡回母校講述戍邊故事，其中講到邊防官兵因條件艱苦、環境惡劣患上疑難病癥，而由于崗哨所在地距醫療點較遠，醫療條件有限，往往得不到及時有效治療。這讓該校指揮軍官基礎教育學院的大二學員孫茂康十分感慨。

傳統中醫把脈問診，往往無需大型設備，即可手到擒來，藥到病除。“能不能設計一種可以借力中醫開展遠程治療的系統呢？”從小癡迷中醫的孫茂康涌現出這個念頭。

《應用光學》基礎課程中關于“光纖”這種材料的描述引起了孫茂康的關注，設計“基于光纖微震動傳感器的遠程中醫脈象分析診療系統”的念頭由此萌生。他的想法也得到了導師馬麗娜副教授的支持。

同一課題小組的同學李一帆和史煒也對此感興趣，加入了研究團隊。半年內，他們學設計、查算法、編程序、做仿真，終于完成了一個簡易的脈象診療系統。

實現中醫遠程問診，獲取脈象信號是關鍵，信號采集的豐富與否將直接影響到后續的數據處理效果和最終脈搏圖的準確性。然而目前完成的系統只能在較為簡單的環境中，測出人體的單一脈搏信號，信息量太少且極易受溫度條件、肌肉抖動等因素的干擾。

為了克服諸如溫度、肌肉抖動等因素影響，他們還重新設計傳感器結構。終于，經過數百遍精制打磨特制而成的光纖光柵微震動傳感器，不僅能最大程度克服干擾，又可使提高的放大倍數符合脈搏測量的需要。脈象分析診療系統的雛形初現。

基于數據分析 讓診脈更精確

2014年9月，脈象分析診療系統從離線處理轉向實時處理。他們邀請身邊同學對自己的成果進行測試，脈搏信號物理化終于實現了。

然而，導師馬麗娜卻告訴他們，人體脈象包含“尺、關、寸”等位置的脈象信號，且中醫脈象多為兩種甚至多種脈象信號的疊加重合，只有確定所測脈搏波形圖與脈象的精確對應關系自動問診，系統才算研制成功。而中醫專家切脈，也只能根據自己的經驗分析和醫術典籍的記載進行主觀判斷，缺乏標準，不夠精確。

為了盡快實現診療系統的準確化、精細化，研發團隊在學校的幫助下，與湖南湘雅醫學院展開合作，通過中醫專家義診采集樣本脈象信號，運用數學建模展開比對分析，建立病癥數據庫，成功從提取出的脈象信號圖的起伏、峰值、梯度等信息中分離出對應肺、脾、腎等的28種脈象，確立脈象信號與機體信息的精確對應。

“在當前的樣本范圍實驗中，脈象分析診療系統可以準確提取出6種脈象自動問診，準確率達到90%以上，其中最具代表性的為脾脈。”孫茂康介紹說，2014年10月，脈象分析診療系統首次“試水”第八屆全國大學生物聯網創新創業大賽，一舉奪得全國特等獎和最具網絡人氣獎。

模擬切診動作 自動生成報告

在實驗室，記者看到，科研人員將光纖傳感器放在試驗者的手腕處，再通過一根細如發絲的光纖連接到電腦上，在脈象分析診療系統處理終端的“破譯”下，試驗者的脈搏信息被分解成肝、脾、心、腎等多種脈象圖。

系統運用光纖傳感器手環采集人體脈搏波信息，再通過光纖傳送至脈象分析診療處理終端，然后將脈搏波信號進行物理化，與中醫醫理進行比對分析，掌握患者身體狀況，從而實現遠程診脈。

自行設計優化的傳感器體積小巧、成本低廉，采用曲面應變片和腕帶式的獨特設計，能最大程度模擬中醫切診動作，具有靈敏度高、抗干擾好、性能穩定等特點，現已申報國家發明專利。

為了實現對脈搏波的采集、分析、存儲和回放功能，團隊還人性化設計遠程操控終端，可自動生成診斷結果、開出處方建議，使中醫診斷從“體感”邁向“讀圖”，初步解決了傳統脈診醫學“在心易了，指下難明”的診斷標準模糊化的問題，實現中醫問診看病的物理化、定量化和客觀化。

“該系統不僅能成功實現脈象信息的物理化、定量化，解決脈象信息傳輸難題，而且能借助光纖傳感特有的遠程傳輸特點，使中醫遠程醫療成為現實。”馬麗娜說，實際使用中，光纖傳感器可置于家庭傳感終端，而解調系統置于健康管理中心、醫院等專業機構，二者之間采用光纖連接，患者僅需將傳感終端置于脈搏位置，千里之外的醫務人員即可對患者脈搏信息進行采集。