回顾计算机在我国医药领域信息处理的往事,虽然总体起步较晚,但是在中医领域相对较早。早在20世纪70年代初,为了探索中医针刺麻醉的机理,科技工作者就应用电子计算机及时地处理针刺麻醉实验中所遇到的数以万计的生物电信号。80年代初,随着关幼波老中医诊疗肝病的软件出现,全国兴起了一股中医专家系统热,相继应用电子计算机技术研制了一个又一个的中医专家咨询软件,中国医药信息学会的前身“计算机诊疗系统研究会”,就是在这一基础上成立的;随着对中医临床信息的深入研究,人们发现中医临床上用来分析病症的四诊信息都是由临床医生主观决断的,缺乏量化依据,不便于教学及科研,为了攻克这一难点,工程技术人员开始投入到对中医四诊客观化的研究领域,从事脉象仪、舌象仪、经络测定仪等项目的研究;随着计算机性能的提高,大容量硬盘及光盘的出现,中医药文献检索系统进入了实用阶段,在这过程中发现国标GB2312汉字库已不能满足中医文献研究的需要,于是开始对中医药汉字操作系统进行了探索;随着计算机价格下降及网络化程度的提高,促使中医医院信息管理逐渐走向成熟;随着信息高速公路的出现,www 浏览、电子邮件、MSN 等Internet 应用的普及,促使中医药远程医疗、中医药网上教育及中医药信息的网上交流变成了现实……
学习完本章的内容,你应该知道下面这些问题的答案:
近代信息处理技术与中医学之间的关系。
中医信息处理的特点有哪些?
计算机中的原数据“二进制”与中医理论中的“阴阳学说”之间的关系。
中医信息标准化及规范化的必要性。
中医专家系统、中医电子病历、中医脉诊、舌诊、针灸等临床信息处理的特点。
中医药文献的信息化处理。
信息技术在中药领域的应用。
中医与虚拟人体。
19.1中医信息与中医理论
电子计算机是现代医学信息处理的有力工具,它是现代科学的结晶,是一门只有几十年历史的新崛起的年轻学科,而中医药学是一门具有几千年历史的古老学科。一门古老的学科与一门当代最年轻的学科相结合,这样的远缘杂交必将会结出丰硕的果实。
仔细推敲一下,电子计算机原理与中医理论之间的确还存在着一些意想不到的内在联系。
我们将中医的诊疗实践过程作为一个大系统来进行考察,在这一系统中,只有两个重要的对象需要我们认真地探索,即中医和患者。在这里,中医的主要工作是收集疾病数据,整理有用数据,然后运用中医理论及经验对所获得的临床数据进行鉴别、分析、综合评判,制定治疗对策,最后运用中药、针灸、推拿等治疗措施对患者进行治疗。患者一方面向医生提供疾病数据,另一方面也是医生运用医疗手段进行诊疗的对象。
实际上,中医的临床实践过程是一个数据处理过程,它的核心内容是如何获取有价值的临床数据,以及如何处理这些数据,从中获取对诊疗患者疾病有用的信息。从当代科学的角度来看,可以运用传感器技术来模拟中医获取临床数据的“四诊”;可以运用专家决策支持系统来模拟中医的辨证论治。这两个方面都离不开现代的电子计算机技术及信息处理技术。
在对象为中医与患者的研究体系中,患者的机体是经过几百万年优胜劣汰的进化慢慢地择优而成。如果将患者的机体作为诊疗系统中的一个子系统来分析,那么机体本身就是一个具有思维能力、新陈代谢能力、自组织能力、自适应能力、自学习能力的超大型复杂系统。该系统通过视、听、味、嗅、触等多种感受器与外界交换信息;其内部存在着大脑皮层、神经、体液以及中医的经络等多种调控机制,机体内部具有防御、适应、免疫、代偿等一整套的自动调节、自动控制的机制。因此,患者的机体可以看作类似于由多台具有并行处理能力的超大型的高级计算机控制的极精密的自动控制系统。人们在实践中了解到这种自动控制系统内部不正常的状态往往可以通过各种途径反映出来。医生可以收集这些病理信息。这反映在中医诊断学上,即通过望、闻、问、切的手段来收集患者的病理信息。实际上,这些信息不仅体现了机体细胞和组织的局部状态,而且也体现了在自控机制作用下的机体对抗疾病的整体状态。在这种状态中蕴含着人类机体从进化中获得的防御疾病的能力。中医可以在一定规则的指导下,对这些数据进行分类、归纳,通过综合评判这些望、闻、问、切所获得的数据,获取对患者治疗有用的“信息”。若用中医的语言来讲,即“辨证”。中医通过“辨证”,来揭示患者机体在抗病过程中的各种特征及疾病的发展趋势。医生针对这种特征及趋势运用中药或针灸等措施进行调控,即中医的“论治”。中医(信宿)在不破坏信源(患者)的完整性的前提下,通过望闻问切(载体)等手段,获取(信源)患者的数据,再通过分析处理这些信源数据来推测信源内部运动特征,然后,进行合理的调控,使系统向有利于生存的方向发展。这种方法,在近代“控制论”中称为“黑箱”处理法。几千年来我们的祖先一直在自发地运用这种“黑箱”原理来诊治疾病。
从控制论的角度来看,医生起着一台高级的电子计算机的作用,病人相当于一个有多台超高级的电子计算机并行处理、互相协调的极灵敏、极复杂的自控系统,体内的各种类型的信息传递系统,如神经、体液以及经络等就像Internet 网络中的各种不同的传输介质、不同的机型、不同的协议一样,它们协同工作,互相传递信息,共同维护机体的正常运动。因此,我们可以通过编制软件来模拟中医专家临床上“辨证论治”的思维方法,也可以借鉴电子计算机的工作原理来推测中医的分析临床病症的方法,进而探索中医理论的科学依据。另一方面,我们也可以从自控原理出发,通过分析患者所提供的病理数据,推测机体内在的发病机制,进而通过正确地使用中药、针灸、气功、推拿等治疗措施来调节机体的动态趋势,从而达到预防及治疗疾病的目的。
19.1.1中医信息处理的特点
在临床信息处理方面,与现代医药学相比较,中医药学不同于现代医学的内容较多,其中最突出的是以下三个方面的内容:采集临床数据的方法、处理临床数据的方法以及独特的治疗措施。
在采集临床数据方面,中医利用自身的感官,通过望、闻、问、切来收集患者的病理数据,其数据特点是以定性的模糊数据为主,例如人体的神色、舌体形态的胖瘦、舌质的颜色、舌苔的厚薄、语音呼吸的强弱、气味,以及饮食、二便、脉像等。
在处理临床病理数据方面,中医药学应用阴阳学说将疾病的性质归纳为阴阳、表里、寒热、虚实八大类;应用五行学说将人体的病理信息划分为心、肝、脾、肺、肾五大系统,将中药性味划分为苦、酸、甘、辛、咸五类……这些归类方法与现代医学有很大的差别,致使许多学习现代医学的同行对中医学存有一定的偏见。为了解释这一点,以下通过临床上常见的头痛症为例,对照西医的归类方法,来说明中医归类方法的特点。西医对头痛这个具体症状是以致病部位、致病因来归类的,大致上可分为以下五个方面:
①颅内疾病。像脑瘤、脑震荡、脑血栓等。②颅腔邻近的疾病。像青光眼、中耳炎、急性鼻炎、扁桃腺炎等。③心血管系统的疾病。像高血压、贫血等。④机能性疾病。像偏头痛、神经衰弱等。⑤急慢性传染病。像流感、伤寒、疟疾等。
总结西医对头痛的认识,可以发现它对病变部位及病因分析得比较细致,分析过程偏重于形态变化及器质性的病变,这是西医的优点。仔细分析一下就会发现头痛是人体对疾病的一种正常的反应,然而从以上的分析中是无法了解机体积极运动进行防御的一面,以及在防病过程中所出现的消极的一面。因此西医对疾病的认识有其优点,但也有缺陷,即把疾病从人体系统中孤立出来了,抛弃了人体系统本身积极的抗病因素,忽视了机体内环境的消极因素,而人体的抗病因素是人类通过上百万年的进化,机体内部经过漫长、残酷的斗争而获得的,若我们不利用体内的这部分战胜疾病的力量,对医学来说是一个极大的损失。
对头痛这个症状的认识,中医的分类并不局限于局部的定位,而是主要通过机体对疾病的反应性趋势这个整体效应来加以归类的。一般将头痛分为外感热病及内伤杂病两大类,像西医所认为的颅内杂病、青光眼、心血管系统疾病、机能性疾病等大致属于内伤杂病的范围。内伤杂病一般采用阴阳五行、脏象、经络等辨证措施来分析脏腑系统的功能特征及脏腑系统间的代偿趋势。另外,像感冒、急性扁桃腺炎等大致上属于外感热病的范畴。
外感热病一般采用六经、卫气营血、八纲等辨证措施来分析病程中的机体抗病能力的强弱及致病因的特点。外感与内伤有时是交错在一起的,但无论是外感还是内伤都有一系列相关的症状,中医通过对症状组合的归纳、分析、对比,来解析机体当时的状态,以寒、热、虚、实等符号说明当时机体邪正斗争的趋势;以脏腑、三焦、表里等符号来确定机体当时的病变位置;并以太阳、少阳、厥阴、母病及子、子盗母气等符号来表示疾病的进程,然后根据辨证的结果进行调控。中医对疾病的这种分析方法时时把机体的动态趋势及归转作为分析的主要项目,这个特征把疾病与患者的机体紧密地结合起来了,把机体的一些自动控制的特征引入了医学领域,把内外环境的统一观、整体观引入了中医学之中。中医对疾病的归类方法虽然目前还停留在粗糙的、笼统的状态之下,但从其发展前途来看是很有科学价值的,这种归类方法有利于发挥机体内在的积极的抗病因素。
从当代科学的观点来看,人类的机体是通过上百万年的进化,是在同自然环境、致病因素等不断斗争的过程中逐渐形成的一个极其复杂的系统,该系统是一个超大型的极复杂的自我调控系统。对于这样一个系统,医学界从各个不同的角度对其进行探索。德国的魏尔啸以细胞为主体建立了细胞学说;俄国的巴甫洛夫围绕着神经的作用创建了神经学说;加拿大的塞里以脑下垂体——肾上腺皮质在机体内发挥的作用为中心环节导出了应激学说;我国的中医运用“望、闻、问、切”,获取患者的四诊信息,通过处理四诊信息获得改善人体运动状态的调控特征,然后使用中药、针灸等调控措施医治疾病,由此建立了独特的“辨证论治”学说。中医学的这种以机体动态数据为基础的医学理论,也可以称为“动态学说”。中医学的这种运用人体症状空间中的动态数据进行分析、定位,进而调节机体动态趋势的方法及治疗措施,内中携带着许多雏形的控制论原理。也正是这种以整体观与动态观为基础的多维动态空间的概念,使中医对机体所反映的信息的认识不同于西医。
以脉象信息为例,如用脉象浮沉、迟数、强弱等信息来判定机体当时的状态,即阴阳、表里、寒热、虚实、气血的盛衰、脏腑的动态变化等,这是中医的动态信息空间决定了脉象属于中医学范畴的定性分析的内容;若用脉象信息来诊断各种心血管系统的疾病、心脏瓣膜疾病、高血压病、动脉硬化病、甲状腺功能异常、贫血、无脉症等,这是西医的病症空间决定脉象属于现代医学病症范畴的定性分析内容。两个不同的症状空间概念、不同的出发点,导致中西医对待同一疾病有各自不同的认识及不同的治疗方法。
19.1.2“二进制”与中医理论
计算机的基本原理是“存储程序和程序控制”,它是由美国科学家冯·诺依曼在第二次世界大战期间提出的。在计算机内部所有的数据、程序或程序控制信息都是由二进制代码构成的,也就是说在计算机内部所有的数据,无论是英文符号、中文字符、图画、声音、还是影像资料,它们都是由一串串的二进制代码“0”与“1”构成的。“0”与“1”构成了现代数码信息的基石。
提到二进制,人们就会想起德国数学家莱布尼茨(Laibniz),他是二进制的发明人,当他获悉他的研究成果与中国的“阴阳学说”的原理很相似时,他还特地给中国清朝的康熙皇帝写了一封信,称赞中国人的智慧。中国人在二千多年前就发明了与近代计算机文化中的二进制相仿的“阴阳学说”。难怪大数学家莱布尼茨对我们中国人如此敬佩。