第30要，第11期 2010年11月
与光谱分析
光诺学
Spectroscopy and Spectral Analysis
Vol.30,No.11,pp3072-3075
November，2010
高光谱成像技术在中医证候客观诊断中的应用
李家星1，2，吴红杰"，李刚'，林凌1. 1.精密测试技术及仪器国家重点实验室，天津大学，天津
300072
2.天津科技大学海洋科学与工程学院，天津300457
摘要因高光谱成像技术具有灵敏度高、蕴含图谱信息丰富等特点，使其有望被作为突破口来解决中医证候诊断缺乏客观指标的困境。鉴于舌与证候之间存在复杂且模糊的映射关系，针对当前舌信息采集方式的局限性以及现有处理模式存在将混合信息体制裂提取以致重要内涵丢失的缺陷，提出了一种新思路：采用高光谱技术进行舌象采集并将舌体交叠混合的图谱信息作为一个体进行分析，结合多种线性与非线性数据挖掘算法以黑箱模式关联证候，提取特异性光谱指标群。并将所提取的光谱指标群综合临床的生理、生
化及中医症征指标，从多角度分析病因病机的机理，找到一种证候客观诊断的新模式，关键词高光谱；中医；证候；数据挖据
中图分类号：O433.4；TP391
引言
文献标识码：A
长期以来中医证诊断缺乏有效的客观量化指标，难于被规范化和标准化，严重束缚中医学的传承与发展。舌象是观察体内功能变化的一个重要窗口，是中医辩证的主要依据。应用现代技术对舌诊进行客观化是突破中医证候缺乏客观指标困境的关键点。而现有舌诊客观化研究途径[2.月多运用计算机和数码技术进行信息采集并利用相关算法进行舌色、纹理等的提取与分析。此途径对光源色温、显色指数等有严格要求且提取到的信息非常有限，难于揭示舌象的本质特征，致使临床使用和推广都很困难。
具有高灵敏度及蕴含丰富信息的光谱成像技术在生物医学领域具有广泛的应用前景。随着空间分辨率和光谱分辨率的不断提高以及波段范围的拓展，使其能够为精确、无创诊断疾病及病变机理分析提供客观参考依据。已有报道指出将高光谱成像技术以不同的方式应用于病变组织微观结构分析和肿瘤、瘤症及皮肤水肿等疾病的活体诊断，并取得了显著成果[+]，而将高谱图用于中医舌诊则是一个全新的开始，李庆利等人将高谱图应用于中医舌诊，提取舌纹和舌色、舌苔的光谱曲线辅助疾病诊断，改善信息获取方式，取得了。定成果1=11。其不足之处为：将图像与光谱制裂开的提取方式丢失了险含在丰高图谱的有用模式（如两者结合的交又
收稿日期：2010-02-16，修订日期：2010-05-22 基金项目：国家自热科学基金项目（30973964)资助
DOl;10.3964/j-issn.1000-0593(2010)11-3072-04
项)，也未能充分体现中医系统辨证的原则。鉴于舌与证镁之间存在模糊映射关系，本文提出采用高光谱进行舌象采集以获取丰富的图谱信息，针对数据特点结合多种数据挖掘算法采用黑箱模式与证候的关联，提取特异性光谱指标群，并综合临床的生理、生化指标及中医症征从多角度诠释证候，为客观诊断提供依据。
1高光谱技术应用于舌象信息采集
高光谱技术现已广泛用于遥感领域，较好地对地质、农业、植被等方面进行有效鉴别121)。高光讲成像即是空间中每个像元由成百上千相邻且互相重叠的案波段光谱构成，从而形成具有极高的光谱分辨率和空间分辨率的“图像立方体"14.15]。将这种光谱和图像相结合的方式应用于舌象的信息采集，不仅可以望现同一舌象在不同光波段下的表征，也可反应舌上某一点反应不同波长光的强度信息，如图1所示。
与传统数码技术采集到RGB舌象的方法相比，高光谱成像应用于舌象信息采集具有如下优势。
(1)降低对光源参数和采集方法的依赖性。多数传统方法对光源的色温、显色指数等参数测量条件要求十分刻，易产生颜色失真。光学原理表明物体的光谱反射率属于其自身的物理特性，不随外界照明条件的改变面改变。因而由高
作者简介：李家星，女，1979年生，天津大学精密仪器与光电子工程学院在读博士
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