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國士無雙 2013-10-27 06:21

中醫脈診的科學化

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陳明豐 醫學博士 秀傳紀念醫院副院長

        傳統中醫把脈乃醫師將任何一手之三根指頭(食指、中指及無名指)放在患者手腕處橈動脈上施以不同程度的壓力,並用手指頭去感覺血管的反應狀態。醫師先將指頭重力壓下使血流幾乎不通時稱為「按」(又稱沉取),再將手指頭逐漸放鬆至對血管幾乎沒有壓迫,就好像放在皮膚上時稱為「舉」(又稱浮取),最後醫師將手指頭在舉、按之間去感覺最明顯脈動的特性則稱為「尋」(又稱中取)。中醫把脈最困難的地方在於醫師所施的壓力大小無法定量,而手指頭下的感覺也難以客觀紀錄。

        事實上,中醫對脈診的定義與西醫對血壓的定義有雷同之處。西醫量測血壓乃以脈壓帶綁在患者手臂上,經由氣囊打入氣體使脈壓帶的壓力上升至肱動脈血流完全閉塞為止,而後逐漸放氣使脈壓帶內壓力慢慢下降。當脈壓帶壓力降至低於心臟打出來的血流壓力時,血流再通會打擊在血管壁上產生聲音,此時的血管壓力稱為「收縮壓」;而當外在的脈壓帶繼續放鬆至其壓力低於心臟舒張時的血流壓力時,血流打在血管的聲音會產生一個突然減弱的改變,此時的血管壓力稱為「舒張壓」。由以上可知,西醫的收縮壓及舒張壓與中醫的脈診之沉取與浮取有異曲同工之處。兩者皆是先從血管外面施以強大的壓力,而後逐漸降低壓力,再觀察血管的反應狀態。差別的是西醫利用脈壓帶來施以壓力,並以壓力(mmHg)來表現血管的反應狀態,而中醫則以醫師的手指頭來施壓,並以手指頭的感覺來描述血管的反應狀態。

        電腦心脈儀乃由心博健股份有限公司邱緒新博士所研發出的儀器。它使用一般量血壓的壓脈帶(cuff),但在測量血壓的過程把每一個脈波的信息以儀器放大、數字化,然後傳送至個人電腦去處理。它的優點是不僅可以量測血壓(包括:收縮壓、舒張壓及平均壓),而且可以連續性紀錄不同壓力下脈波的圖形,經由電腦對脈波圖形的分析則可以進一步了解受測者的心臟功能(包括左心室收縮力、心臟輸出量)及全身與周邊的動脈之彈性與阻力。本院自90年11月起與心博健公司合作進行中醫脈波診斷自動化的研發工作。

        我們將收縮壓的脈波圖定義為「沉取的脈」,舒張壓的脈波圖定義為「浮取的脈」,而將平均壓的脈波圖定義為「中取的脈」。我們發現正常人的脈波以中取(平均壓)的脈波為最高,沉取(收縮壓)與浮取(舒張壓)的脈波較中取的脈波低(約為一半左右),但兩者高度非常接近。當有外感時則出現浮取的脈波高度明顯高於沉取的脈波,此與中醫對浮脈的定義:「舉之(即浮取)有餘,按之(即沉取)稍減」不謀而合。
        我們利用電腦自動化計算出浮取、中取、沉取各脈波圖的U角(上升支角度)、P角(上升支與下降支的夾角角度)、UPT(脈波開始上升至頂點的時間)、PPT(上升支轉折點與下降支轉折點之間的時間)、波高(H),並由圖形判斷重搏波(D波)的有無,可以客觀地判斷脈波的遲/數、浮/沉、滑/澀及虛/實。我們認為電腦心脈儀將有助於中醫脈波診斷的科學化發展。
壹、前言:

        脈診(把脈)是中醫獨特的診病方法,它雖然位居四診(望、聞、問、切)之末,但卻是中醫辨症論治中最重要的一環。根據文獻的查考,中醫脈學始於公元前7世紀扁鵲,而於秦漢時期的黃帝內經之【靈樞】及【素問】則奠立了脈學的基礎。從【靈樞】的記載中可知:秦及其前代的醫師常用人迎(頸部動脈)、寸口(腕部橈動脈)之對比的診脈方法來診察疾病的病位、進退及順逆。而【素問】則明確記錄了古人脈診使用了三部(顏面部、手腕部及足踝部)之九條血管(九候)之脈動的比較來診察疾病的變化。同時也初步記載了應用寸口部(腕部橈動脈)之寸關尺來觀察臟腑狀態的脈診方法。漢代的【難經】則進一步確立了寸口部之寸關尺三部之浮、中、沉診法為三部九候的診脈方法。東漢末年的張仲景開創了病、脈、證合參治病的先河。而漢末三國時期的王叔和(約公元201-280年)則撰寫了【脈經】一書成為我國第一部脈學專著。【脈經】最突出的貢獻是:它確立了二十四種脈象的名稱及其指感形象的標準,同時也首開了脈象鑑別的先河。

        自從【脈經】問世後使醫師們體會到脈學在臨床應用的重要性,但苦於【脈經】文理深奧不易學習於是許多專家致力於脈學的通俗化,其中以六朝時期之高陽生所撰【脈訣】一書文字通俗並以歌訣協助記憶深受初學者的歡迎。【脈訣】一書歷經宋、元、明三朝共約六百年間,廣為多數醫師朗讀、應用,然而對該書中的某些講法,歷代醫家也多有所意見,其中以元朝戴啟宗的【歌訣刊誤】之批駁最為詳細,對後也影響最大。

        明代李時珍有感於【脈訣】雖然多受批評但其謬誤仍流傳不已,究其原因乃缺乏簡易的學習方法。他以【脈經】為宗兼採各家的研究成果及自己的心得,於1564年寫成【瀕湖派學】,描述了浮沉遲數滑澀等27脈的型態、主病及相類脈的鑑別。雖然【瀕湖派學】已較以往的古書更具體的描述了各種脈證的差異,但由於把脈乃靠著醫師指頭下的主觀感覺而缺乏客觀的參考指標,因此,脈診對臨床醫師而言仍有如王叔和所言:「在心易了,指下難明」的感覺。它可以說是中醫四診中最難學習的部分。

        事實上,自宋朝起就有臨床醫師嘗試著脈診客觀化的研究。宋朝許叔微(1079-1154年)曾繪有仲景脈法36圖。而明朝沈際飛則編著【人元脈影歸指圖說】記載有七表、八裡、十六怪脈脈圖。他們都試圖以圖形來描繪脈波使脈診更具體化,但由於個人的主觀性強,仍缺乏客觀的基礎。自1950年代起中國大陸學者開始以西方傳來的脈搏描記技術進行脈波圖形化的嘗試。根據統計,中國大陸學者們從1958年至1977年期間運用近十種不同類型的脈搏描記儀器,共描記了約三千五百餘例脈圖,包括了三十一種中醫脈象。但由於施壓客觀化的困難及電腦自動化的不足,使脈波儀即使在中國大陸也未廣被應用。台灣地區則自1970年代起許多學者結合電子技術、電腦科學及近代物理學進行脈診儀的開發研究。中國醫藥學院汪叔游教授自1976年開始開發脈波儀。他以脈搏感應器、壓力轉換器、多頻道記錄器,將脈波儀與電腦相結合,使脈波圖與心電圖同步顯現。交通大學魏凌雲教授則於1980年起利用頻譜能量比配合經脈寸、關、尺與臟腑間的關係作為健康參考指標。中央研究院王唯工教授則於1987年利用傅利葉轉換分析由壓力轉換器取得的脈波,以不同頻率共振波強度作為不同臟腑之健康狀態的指標。以上方法雖各有其優點,但無法跟現代醫學之心臟血管動力學做相關聯的分析,因此,也無法證實其所提出理論之正確與否。

        電腦心脈儀(Dynapulse)乃由心博健股份有限公司邱緒新博士所研發出的儀器。它使用一般量血壓的脈壓帶(Cuff),把脈波信息經過放大、數字化,然後傳送至個人電腦去分析處理,並顯示脈波及血壓數值。

        電腦心脈儀的優點是它不但可以知道患者的收縮壓、舒張壓、平均壓、脈搏速度與規律外,透過電腦對脈波圖形的分析可以了解患者的心臟功能(包括左心室收縮功能及心臟輸出量)、全身或週邊動脈之彈性與阻力。更進一步地,它可以應用於中醫脈波的診斷。

        傳統中醫把脈乃利用醫師任何一手之三根手指頭(食指、中指、無名指)放在病患手腕部橈股動脈上(稱寸關尺部位)施以不同的壓力,並用手指感覺去感受血管的彈性及壓力狀態。一般而言,中醫的把脈首先必須定出脈位,醫師先將三根指頭用力壓迫病患腕部橈動脈血管至血流不通,而後再慢慢放鬆至血流再通,同時去感受手指頭下脈搏的搏動感覺此過程稱「按」(又稱沉取)。另一方面,當醫師將手指頭逐漸放鬆至對血管幾乎沒有壓迫,而好像就放在皮膚上時稱為「舉」,又稱為「浮取」。而醫師將三根手指在舉按之間游動並感知最明顯之脈搏感覺稱為「尋」,又稱「中取」。中醫把脈最困難的地方在於醫師所施的壓力大小無法定量,而手指下的感覺也難以客觀化紀錄。

        事實上,中醫對脈診的定義與西醫對收縮壓、舒張壓與平均壓的定義極為類似。西醫測量血壓乃以脈壓帶綁在患者的左手或右手臂上,而後由氣囊打入氣體使壓力升至將肱動脈血管完全閉塞為止。然後逐漸將脈壓帶內氣體放出使壓力逐漸降低,當脈壓帶壓力降至心臟收縮時之血流壓力時,血流會再通並打擊在血管壁上產生聲音,此時的血壓稱為「收縮壓」。而當外在的脈壓帶逐漸放鬆至低於心臟舒張時的血流壓力時,血流施在血管壁的壓力會突然降低而聲音也會突然消失,此時的壓力稱為「舒張壓」。而在收縮壓與舒張壓之間脈波積分的平均,也剛好是脈波最明顯處之壓力就稱為「平均壓」。由以上可知西醫的舒張壓、收縮壓,平均壓與中醫把脈之舉(浮取)、按(沉取)、尋(中取)有異曲同工之妙。兩者皆是由外界對血管施以一定壓力,而後逐漸地放鬆,再觀察血管反應的變化。只是西醫以聽診器或儀器聽取聲音的變化並以壓力(mmHg)表示,而中醫則以指頭施壓,並以指頭的主觀感覺來表現。電腦心脈儀則將此兩者結合,它不僅可以了解外來壓力改變下聲音的改變,並可將脈搏的變動以波形記錄下來以取代手指頭的感覺。   

        根據以上的理由,我們以電腦心脈儀進行中醫脈診的研究。我們將收縮壓的脈波圖定義為「沉取的脈」,舒張壓的脈波圖定義為「浮取的脈」,而平均壓的脈波圖則定義為「中取的脈」。我們發現正常人的脈波動態圖以中取的脈波最高,而沉取與浮取的脈波則較中取的脈低(約為中取脈高的一半左右),但兩者非常接近。外感、貧血或虛勞的病患則出現浮取的脈波之高度明顯高於沉取的脈,此與中醫對浮脈的定義:「舉之(即浮取)有餘,按之(即沉取)稍減」不謀而合。本研究中我們進一步利用電腦心脈儀對血壓正常的健康人進行脈波的分析,以建立中醫脈波自動化診斷的標準值。

貳、研究方法

        本院自90年11月起與心博健股份有限公司合作,進行中醫脈診自動化診斷之研究。我們利用心博健股份有限公司所出的電腦心脈儀(Dynapulse 200M)對1200名健康人進行血壓測量,並篩選其中897名(男性473名,女性424名)血壓正常者(收縮壓介於140mmHg及90mmHg之間,且舒張壓£90mmHg)之脈波進行中醫脈診之分析。我們將收縮壓的脈波圖定義為「沉取的脈」,舒張壓的脈波圖定義為「浮取的脈」,並將平均壓的脈波定義為「中取的脈」。我們進一步以電腦自動化計算出浮取、中取及沉取各脈波圖的上升支角度(U角)、上升支與下降支之夾角角度(P角)、波高(H)。開始上升至上升支轉折點的時間(UUT)、開始上升至頂點的時間(UPT)及上升支轉折點與下降支轉折點之間的時間(PPT)。我們由電腦計算各參數(parameter)平均值(mean)與標準差(S.D.),並以Student's t-test統計分析男、女之間的差異。

        我們將每個參考指標之下附記s(systolic)、m(medium)、d(diastolic)以代表沉取脈、中取脈或浮取脈。如:Hs表示沉取脈波高度,Hm表示中取脈波高度,而Hd則表示浮取脈波之高度。

參、結果:

(一) 脈率不整指數
        男性之脈率不整指數(3.0±1.8)明顯低於女性之脈率不整指數(3.8±2.3)(p<0.001)
(二) 脈高
        如表一所示,不論Hs,Hm或Hd,男性之脈波高度皆顯著高於女性。另一方面,不管男性或女性,Hm皆高於Hd,且約為兩倍高;Hd則稍高於Hs。
(三) 上升支角度(U角)
        如表二所示,不管男性或女性皆Um>Ud>Us;另一方面,不論Us,Um或Ud,男性之U角皆大於女性。
(四) 上升支與下降支夾角(P角)
        如表三所示,不論是Ps,Pm,Pd,男性之P角皆小於女性。另一方面,不論男性或女性,Pm皆小於Ps與Pd,而Ps則與Pd則接近。
(五) 上升起始點至上升轉折點時間(UUT)
        如表四所示,不論是UUTs,UUTm,UUTd,男性與女性之間皆無顯著差異。另一方面,不論男性或女性,UUTd皆顯著小於UUTs與UUTm,而後兩者則非常接近。
(六)上升起始點至波高頂點之時間(UPT)
        如表五所示,不論是UPTs,UPTm或UPTd,男性與女性之間皆無差異。另一方面,不論男性或女性,UPTd顯著小於UPTs及UPTm而後兩者則相當接近。
(七)上升支轉折點至下降支轉折點之間的時間(PPT)
        如表六所示,不論男性或女性,PPTd>PPTm>PPTs。另一方面,男性的PPTm或PPTd皆小於女性,但PPTs則無性別的差異。

肆、討論與結論

        脈波之圖形與心臟的收縮功能、每次輸出血液量(stroke volume)、動脈彈性及周邊血流阻力有密切關係。當心臟收縮功能降低、動脈彈性變差或周邊阻力增大時則可能出現U角變小、UUT及UPT延長、波高變小、P角變大或PPT延長的現象。相反地,若心臟收縮力上升,血管彈性佳或周邊阻力變小時,則可能出現U角變大,UUT及UPT縮短、波高變大、P角變小或PPT縮短的現象。因此,我們可以由脈波的各個參數配合心跳速度、收縮壓、舒張壓、平均壓及脈壓差的大小了解受測者的心血管健康狀況。

        本研究結果顯示,男性與女性在脈波上有明顯的差異。一般而言,男性的U角及脈高皆大於女性,但其P角及PPT則小於女性。U角代表血液流入周邊動脈的速度,P角代表血液流入與流出周邊動脈之速度的總和,波高代表血液流入周邊動脈的最大量,而PPT則表示血液對血管壁產生高壓所維持的時間的長短。因此,以上的結果指出男性的血液進入周邊動脈的速度較快,且量較大,但並未持續而較快速流出周邊動脈。由於男性與女性在UUT及UPT皆無統計學差異,顯示其由上升起始點至頂點所花的時間並無差異。不論男性、女性,其UUTd皆明顯小於UUTs及UUTm,且UPTd也皆顯著小於UPTs或UPTm,此可能由於外界壓力於舒張壓期減少,使血液流入周邊動脈所需耗費的時間縮短的緣故。Us小於Um及Ud,此可能由於外界壓力於收縮壓期較大,使血液難以流入動脈血管之故。Pm小於Pd及Ps,且Hm高於Hd及Hs,顯示適當的外界壓力下可使血液施於周邊血管的壓力達到最大,且加速其由周邊血管流出。以上可知,當外界壓力甚大(高於收縮壓)時,首先影響到U角使其變小;而當壓力逐漸降至平均壓時,使脈高達頂點,且P角變小;而當壓力繼續降至舒張壓以下時,則UUT及UPT縮短;PPT則隨著外界壓力的減輕逐漸增加。以上的變化會出現在沉取的脈、中取的脈及浮取的脈之脈波上,因為它們各代表不同外界壓力下之脈波。

        使用電腦心脈儀進行中醫脈診分析的優點是:它可以進一步分析了解患者的心臟收縮功能、心臟搏出量(stroke volume)及全身與周邊動脈之彈性與阻力,如此則能對各種脈波產生的機轉有進一步的了解。日後我們將藉著心臟血管動態指數與脈波之相關性研究去進行各種中醫脈波的科學化定義。我們深信:電腦心脈儀的出現將使中醫脈診邁向科學化及自動化新的紀元!
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