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生物医学工程概论,主要内容,一、中医的基本知识二、中医工程学的定义三、中医工程学的研究方向四、中医数字化诊断技术,一、中医的基本知识,中医诊断疾病的基本原理包括了司外揣内、见微知著、以常衡变三大部分，强调了整体审察、诊法合参和病证结合的基本原则。中医临床诊断是通过传统的四诊八纲进行的。中医临床诊断是一个相当复杂、按经验综合分析处理的观察。四诊就是望、闻、问、切。八纲就是阴、阳、表、里、寒、热、虚、实。,二、中医工程学的定义,中医工程学是指把祖国医药学的独特概念（如阴阳、五行、肺腑、经络、气血、津液等）、理沦和方法与现代科学工程技术的理论和方法有机的结合起来，进行人体系统状态变化规律的研究，并通过各种可能的和适宜的装置控制这类变化，形成以祖国医药学理论体系和实践方法为固有特点的生物医学工程学分支。,三、中医工程学的研究方向,中医人工智能系统工程系统论、信息论及控制论在中医学上的应用中医诊疗仪器和技术设备工程中医生物力学工程中医基础理论生物工程针灸气功工程中医生命信息工程中医保健康复工程,中医知识工程中医专家系统中医四诊客观化工程中医舌象和脉象工程,中医工程学研究领域很广泛，内容相当丰富，因此其技能开发的范围和手段是多种多样的，如计算机技术、机电一体化技术、各种物理和化学手段、生物技术。,三、中医工程学的研究方向,中医工程学的研究方向，可归纳为以下四个方面：1揭示中医学的科学内涵2建立中医学综合体系3中医学的定量表征4中医诊断的客观化,1揭示中医学的科学内涵,传统的中医理论体系中蕴藏着极为丰富的内涵，但这种内涵的实质，以及人体各部分各因素间相互关系的耦合机制之物质基础，几千年来仍属不得而知。必须运用现代的自然科学理论和工程技术的方法来探讨其奥秘，进而揭示其客观实质。例如，中医学中的肝开窍于目、肾开窍于耳、肾主骨生髓通于脑等古代医学家从医疗实践中所发现的种种联系，长期以来其内在的原理机制却使人茫然。中医工程学的研究正在将这些内在的耦合机制的奥秘逐一展现。,1揭示中医学的科学内涵,肝开窍于目学者们运用西方医学、生物化学的理论和科学实验，发现了维生素A与视觉密切相关。当维生素A缺乏时，眼内的杆状细胞（感光细胞）就不能合成足够的感光物质，这会导致夜盲症的出现。维生素A的代谢是与肝功能相联系的，它属脂溶性维生素，进入体内主要贮存于肝脏内；维生素A具有维持上皮组织结构完整和健全的功能，当缺乏时，泪腺上皮细胞受到影响，可导致角膜感染化脓，角膜软化，可造成穿孔，以至失明。这项研究从一个侧面揭示了祖国医学中肝开窍于目的内在机制。维生素A在其中是耦合作用的关键。,续,肝开窍于目,1揭示中医学的科学内涵,肾开窍于耳上海中医药大学根据现代医学中有关肾脏与内耳的某些细胞在功能、形态以及药理与疾病反应等方面的共性，提出肾上腺皮质所分泌的醛固酮一种控制肾小管功能的盐皮质激素，可能对耳功能具有促进作用的设想，发现醛固酮是构成中医肾耳联系的耦合关键。,续,肾开窍于耳,1揭示中医学的科学内涵,肾主骨生髓通于脑经研究证明，不同疾病中的肾阳虚病人尿中的17烃类固醇可反映其肾上腺皮质功能，而肾上腺皮质受脑垂体的反馈制约，垂体又受下丘脑的调节，进而发现肾阳虚患者的下丘脑垂体肾上腺轴和下丘脑垂体甲状腺轴，以及下丘脑垂体性腺轴均有小同程度的功能紊乱和低下。从而证明了脑肾的生理联系，其中垂体是两者耦合的必由之路。,续,肾主骨生髓通于脑,1揭示中医学的科学内涵,古典经络学认为，经络系统是人体气血运行的径路，其根本作用是行血气而营阴阳，是一个循环无端的网络体系。人体的脏腑以至皮肤、肌肉、筋骨等一切组织器官，无不纵横交错地穿行着经络。经络具有反映症候的作用。在针刺和气功治疗过程中，经络有传导感应和调整虚实的功能。总之，经络系统是主宰人体一切正常生理和异常病理诊断及治疗的体系。自20世纪50年代以来，我国科学家不断地应用生理学、生物物理学以及现代科学技术来证实经络的客观存在和古典经络学理论的真实性，并对经络的实质进行了一系列的探讨。在此基础上，发展为现代经络学。,经络学,1揭示中医学的科学内涵,现代经络学对经络现象的研究做出了杰出的贡献，集中表现为10项重大突破:（1）20世纪70年代，所进行的经络敏感现象的研究，重新发现人体的显性循经感传现象；（2）隐性循经感传现象的发现;（3）20世纪80年代，经脉线低阻抗特性的发现证明了经脉线的客观存在;（4）利用现代声发射检测技术，发现经脉线具有特意的声学特性;（5）利用远红外遥感技术和超微弱光的探测技术，分别发现经脉循行线具有和感传相应的热学变化，以及体表发出的较强冷光现象;,现代经络学,1揭示中医学的科学内涵,现代经络学对经络现象的研究做出了杰出的贡献，集中表现为10项重大突破：（6）利用照相技术及特殊探测技术，再次证明了同位素循经移动现象的存在，从而以分子水平证明了经脉循行线的客观性和物质性;（7）通过经脉线的声、光、热、电和同位素技术研究，表明经络系统是神经系统之外的独立系统，它与神经系统有着密切的联系;（8）发现循经感传现象不是一种单纯的循经的感觉传导现象，而是对各有关脏腑的功能发生着密切影明的信息传导现象;（9）运用针灸经络学说在临床诊断和治疗学中取得了疗效显著提高的重大成果;（10）20世纪80年代后期，提出的关于经络系统不是一种简单的线性组织，而是一种多层次、多功能、多形态的立体调控系统的理沦。,续,现代经络学,1揭示中医学的科学内涵,随着研究的深入，人们对经络实质的认识已逐渐脱离了原来的形态学观点，而转移到场、电磁波等方面，其中最有代表性的是经络波导学说和经络量子活跃渠学说。,经络波导学说,1揭示中医学的科学内涵,经络波导学说把传统的内气看成是人体内的电磁波，把经络看成是人体内传输以红外线微波为主体的电磁波波导系统，以解释经络的作用和特性。,经络波导学说,1揭示中医学的科学内涵,经络量子活跃渠学说是从量子生物学角度提出的有关经络实质的最新见解，认为经络的实质就是机体内的经络量子活跃渠，它呈小规则的狭长立体状。在渠内有多种组织，如皮肤、皮下组织、肌肉、神经、血管，等等。经络量子活跃渠的形成是机体自身代谢及其与宇宙的各种场相互作用的结果，这里所说的场是指量子场、渠内的量子活跃程度跟渠内的组织代谢及相关整体部位的组织代谢状况密切相关，并且决定了多种信号的释放、接收以及传导。经络量子活跃渠学说几乎能解释经络的各种物理特性及其现象，譬如经络高发光特性、经络高电位及低电阻特性、经络声学特性、经络温度特性、经络电磁特性等。它们有可能与机体代谢过程中量子活跃渠内的量子运动有关。,经络量子活跃渠学说,1揭示中医学的科学内涵,循经感传现象的产生可能是渠内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发，并刺激沿途的感觉神经末梢的结果；循经感传的阻滞现象可能是阻滞因素直接影明了渠内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发，或通过影响局部的量子运动、改变原子和分子周围的短程力场，而间接抑制了该区内某种代谢活动或某种物质运动的顺序触发。,经络量子活跃渠学说,2建立中医学综合体系,传统的中医学中，证候在不同的疾病范围内交叉棋布，并分别以脏腑、六经和三焦辨证等几个体系为框架引入，因此总体上不存有统一且符合结构化原则的格局。体系与体系间诊疗范围的交叉和格局划分的差异，已成为中医自身理论体系中的暗礁，如不能站在这些现有的体系之上去综合考虑，不突破这些传统的框架，是不可能形成一个结构化的中医科学统一体系的。而对于一个非结构化的体系来说，即使每一个证候对立的症状集合是明确的，但由于某些证候间的矛盾、重叠和交叉，也会影响整个体系的严谨的科学性。,2建立中医学综合体系,当机体出现多种病变且交互错杂时，需同时采用几个不同的体系来分析，显然这会使问题复杂化，更不利于疾病的综合分析和全面控制。这表明中医理论中建立一个能全面把握机体状态的辨证综合系统是多么必要和重要，同时在方法上应力求做到多指标同步检测、多变量相关分析。而这需要具备如下条件:（1）要建立一套统一的辨证标准;（2）尽可能减少医生掌握标准和采集信息过程的主观差异;（3）要有大规模处理临床和实验数据的设备和工具。,2建立中医学综合体系,目前，中医工程学领域内所进行的中医客观化研究，包括症状系统的规范化，传统辨证体系的结构化，证候的定性规范化以及证候的定量化等等，无疑对这一综合体系的建立是十分重要的。,3中医学的定量表征,可以说，任何一门现代自然科学的发展，都将经过由定性描述向定量表征转变的过程，这一过程标志着精密化程度的提高。目前在中医学领域内，这种发展趋势正方兴未艾。一大批中医、中两医结合专家和自然科学家、工程技术人员，正逐步将先进的科学方法和技术应用到中医学领域，促进了许多方面的研究。,3中医学的定量表征,如对中医虚症的广泛研究，就是一个很典刑的例子。有人从细胞水平乃至分子水平寻求阴和阳的物质基础；有人从植物神经和内分泌系统的功能失调进行研究；有人从人体免疫功能的改变入手进行探讨，且已取得一定成绩。初步发现环核苷酸的变化与人体阴阳消长有关，找到阴虚的特点是cAMP含量升高，cAMP/cGMP的值小降低或升；而阳虚的特点则是cAMP/cGMP的值下降。从脏象实质方面的研究表明，肾阳虚患者多有尿17烃值低下，脾虚患者多有唾液淀粉酶活性和水糖排泄率差；心阴虚患者多有血胆碱酚酶活性降低。此外，还有不少报道指出，中医虚证患者均有免疫功能低下的特点，并认为细胞免疫功能低下有可能是虚证的共性表现。这些研究，不仅为阐明虚证的机理，而目也为中医学逐步过渡到定量科学做出了贡献。,3中医学的定量表征,又如，对中医学中血瘀本质的探讨，也取得了一定成绩。初步认为血瘀属微循环障碍。从血液动力学来看，是心肌收缩功能下降，心搏出量减少，受累肢体局部血液明显减少，临床上表现为同位素示踪血流减少减慢；从血液流变学看，血液呈浓、粘、凝、聚状态，而这些指标均能从定性到定量进行测定。,4中医诊断的客观化,中医理论体系是建立在古代朴素的辩证法之上的，长期以来一直未能从经验医学中解脱出来。例如，某些指导理论一直不能超越和跳出内经和伤寒沦等经典著作的雷池；中医诊断学的某些内容长期停留在直观的臆测上；在中医临床上提倡苛求经方和传统的诊疗手段。,这一切都束缚了中医事业的发展，也限制了中医疗效的提高。,4中医诊断的客观化,中医诊断学中传统的望、闻、问、切四诊方法皆凭医生的感写和主观臆测来进行。,4中医诊断的客观化,脉诊是切诊的主要内容，自古以来只是靠不同指法下的指面感觉来分辨脉象。尽管力求用生动的自然现象来取类比象，但由于缺乏明确的物理含义，加之切脉者的主观差异，脉象的鉴别始终没有统一的客观标准，在心易了，指下难明反映了学习和掌握脉诊的困难。长期以来，人们一直希望脉学能有专门的测量和记录仪器，将中医脉象客观定量化、规范化，并进而建立一定的指标，直接应用于临床诊断。近年来，中医工程学在脉学现代研究方面做了许多工作，如脉象客观检测方法，分析方法和识别方法的研究；脉象图谱分析方法的研究等，特别是医学工程专家们所进行的脉象仪的研制过错，显著地推动了脉学的现代化研究。,4中医诊断的客观化,又如，中医望诊中的色诊，是通过对颜色的观察、分辨来诊察疾病的一种方法，其中以舌色和面色为最常用。长期以来，这种察色识病的方法仅停留在肉眼观察水平上，加之个人色觉辨别能力的差异以及外界条件（光源、气候、时界、环境底色等）的影响，其诊断结论难免不出现偏差和失误。近年来，中医工程学根据色度学的原理研制出分光测色仪，并把它用于色诊，制成不同类型的色诊仪，为望诊提供了客观指标和定量数据。这对于提供中医的望诊水平，具有着十分重要的意义。,4中医诊断的客观化,此外，单就舌诊客观化而言，除上述仪器可进行定量诊断之外，还可以用活体舌显微镜观测法、染料印色法、标准色卡法、血液流变学方法、微血管造影和放射性核素标记法，等等。还可采用病理切片和刮舌涂片等离体舌研究方法来进行客观化研究。,4中医诊断的客观化,中医的闻诊包括听和嗅两个方面。闻诊客观化主要是通过仪器分析声音的音调、声强、声压、音色等特性和以频率、振幅、时间为三个空间坐标所构成的声音图形来实现的。通常用的仪器是频谱分析仪。它分为扫频型和非扫频型两种类型。,4中医诊断的客观化,扫频型的频谱分析仪机内有可调频的本机振荡电路，通过调频对观测信号频率范围进行扫描，当本机振荡频率与待测信号频率相同时，接收机发生谐振，在示波器的荧光屏上显示该单一频率的振幅；非扫频型的频谱分析仪是能在某一瞬时同时观测某频率范围（如0 kHz）内待测信号幅值的装置，亦称实时频谱分析器。这类仪器中有一种叫做多道频谱分析器，能完成频率高分辨率的测量，特别是在音频及更低的频率测量上，能满足闻诊（声音）和脉诊上做频谱分析的需要；可提高扫频速度到每秒钟20次，故可在普通荧光屏上显示，克服图象的闪烁现象。,4中医诊断的客观化,日本学者森和氏用频谱分析器、音调指示器和示波器组合成一套装置，用于闻诊客观化，称为声频图仪。根据工程材料学理论，接近断裂的材料其声频辐射小同于结构完好的材料，据此原理中医工程学专家研制成骨折声频诊断仪。,4中医诊断的客观化,问诊是医生通过询问病人或陪诊者，以了解疾病的发生、发展、治疗经过、现在症状和其他与疾病有关情况的过程，是中医诊断方法之一，在四诊中占有重要的地位。由于电子计算机的普及，为问诊客观化技术的提高提供了条件。,4中医诊断的客观化,综上所述，在中医理论训究和临床诊断技术上，中医工程学不仅为中医学提供了先进的检测手段和高精度、高灵敏度的仪器设备，而目还以现代自然科学知识用于中医学的理沦研究，对于揭示、开发祖国医学做出了巨大贡献。中医工程化是中医现代化的必由之路。,四、中医数字化诊断技术,中医数字化诊断技术是以中医理论为依据，将传统的望、闻、切、问四诊，运用现代科技手段加以延伸、提高，并以数据形式表达，强调客观的评价人体健康状态和病变本质，并对所患病、证给出概括性判断的一种技术方法。,（一）望诊,中医传统的望诊是医生运用视觉察看病人的神、色、形、态、舌象、头面、五官、四肢、二阴、皮肤以及排泄物等，以发现异常表现，了解病情的诊察方法。望诊的数字化诊断就是将医生观察病情的主观判断转变成客观定量的视觉数字，然后在依此作出诊断。中医望诊类别1面色2目诊3指纹4舌诊,（一）望诊,1中医望诊望面色主要包括了望面部颜色、光泽、形态等方面的内容，主要依据医者眼睛对患者面部的模糊视觉功能。（1）基本原理面像识别技术通过对面部特征和它们之间的关系来进行识别。用于捕捉面部图像的两项技术为标准视频和热成像技术。标准视频技术通过一个标准的摄像头，摄取面部的图像或者一系列图像，捕捉后，记录一些核心点（例如眼睛、鼻子和嘴等）以及它们之间的相对位置，然后形成模板；热成像技术通过分析由面部的毛细血管的血液产生的热线来产生面部图像，与视频摄像头不同，热成像技术并不需要在较好的光源条件下，因此即使在黑暗情况下也可以使用。面部识别技术的优点是非接触的，用户不需要和设备直接的接触。,（一）望诊,1中医望诊望面色（2）检测装置面像检测的步骤是：首先建立面像档案，可以从摄像头采集面像文件或取照片文件，生成面纹编码即特征向量；然后获取当前面像，可以从摄像头捕捉面像或取照片输入，生成其面纹。（3）影响因素使用者面部的位置与周围的光环境都可能影响系统的精确性；面部检测技术的改进依赖于提取特征与比对技术的提高，并且采集图像的设备会比其技术昂贵得多；机器学习功能必须不断地将以前得到的图像和现在得到的进行比对，以改进核心数据和弥补微小的差别；很难进一步降低它的成本，我们必需以昂贵的费用去买高质量的设备。,（一）望诊,2中医望诊目诊中医望目是观察双眼白睛和血络出现的部位、形态、颜色、长度、宽度、浮沉、相互关系及变化，以中医脏象“五轮八廓”理论与脏腑分区理论为根本，辨析脏腑疾病证候的诊断方法。当机体出现病变时，白睛常见形态有斑、条、点、丘、岗等，常见血络有或沉或浮、增粗、变细、粗细不一、粗细相间、弯曲、纤曲、螺旋、分岔、多岔、交叉、平行、结花、成网、顶珠、垂露、串珠、缀囊、有根、无根、怒张等。白睛常见颜色有淡、白、黄、褐、红、蓝、青、黑等，常见血络颜色有淡、粉、红、绛、紫、蓝、青、黑等各数十种。中医目诊与虹膜识别技术的结合，将有助于中医数字化诊断技术的发展。,（一）望诊,2中医望诊目诊（1）基本原理虹膜是一种在眼睛中瞳孔内的相互交织的各色环状物，其细部结构在出生之前就以随机组合的方式确定下来了。每一个虹膜都包含一个独一无二的基于像冠、水晶体、细丝、斑点、结构、凹点、射线、皱纹和条纹等特征的结构。虹膜是眼球中包围瞳孔的部分，上面布满极其复杂的锯齿网络状花纹，应用计算机对虹膜花纹特征进行量化数据分析，用以鉴别不同患者的虹膜变化，诊断目疾和全身的病理变化在瞳仁和黑睛上的反应。,（一）望诊,2中医望诊目诊（2）检测的装置虹膜检测技术将虹膜的可视特征转换成一个512个字节的虹膜代码，这个代码模板被存储下来以便后期识别所用。对生物识别模板来说512个字节是一个十分紧凑的模板，但它对从虹膜获得的信息量来说是十分巨大的。虹膜扫描识别系统包括一个全自动照像机来寻找眼睛并在发现虹膜时就开始聚焦。单色相机利用可见光和红外线，红外线定位在700900m的范围内。在检测过程中，先通过红外摄像头摄取患者面部，接着对虹膜进行定位并取出特征进行计算，然后与数据库库存数据进行对比，最后做出判断并采取措施。虹膜识别技术操作简便，检验的精确度也更高。,（一）望诊,3中医望诊望指纹人的手指罗纹可谓是“终身不变”的遗传密码。许多疾病如高血压、心脏病、肿瘤等，都与遗传基因有一定的相关性。（1）基本原理指纹检侧技术首先成功地应用于刑事侦查等领域。指纹检测技术通过分析指纹的全局特征和指纹的局部特征，特征点如嵴、谷和终点、分叉点或分歧点，每个特征点有大约7个特征，每个人的10个手指可产生最少4900个独立可测量的特征点。,（一）望诊,3中医望诊望指纹（2）检测方法采集指纹图像的技术主要为光学技术和电容技术。光学取像设备依据的原理是光的全反射。光线照到压有指纹的玻璃表面，反射光线由CCD去获得，反射光的量依赖于压在玻璃表面指纹的嵴和谷的深度和皮肤与玻璃间的抽脂和水分。光线经玻璃射到谷的地方后在玻璃与空气的界面发生全反射，光线被反射到CCD，而射向嵴的光线不发生全反射，而是被嵴与玻璃的接触面吸收或者漫反射到别的地方，这样就在CCD上形成了指纹的图像。采用电容技术，在半导体金属阵列上结合大约100000个电容传感器，其外面是绝缘的表面，当患者的手指放在上面时，皮肤组成了电容阵列的另一面。按压到采集头上的手指的嵴和谷在手指表皮和芯片之间产生不同的电容，芯片通过测量空间中的不同的电容场得到完整的指纹。,（一）望诊,3中医望诊望指纹（3）影响因素为了提高信息的准确性，手指与采集指纹的传感器通常应保持一定的清洁度，在验证指纹时，手指摆放的位置应尽量在相同的范围内，使每次采集到的图像尽可能一致。指纹识别产品对应用的环境要求比较高，如气温太低导致指纹收缩、指纹皮肤褪皮、干燥、油污、磨损等，都会导致系统识别错误。,（一）望诊,4中医望诊舌诊望诊的舌诊，就是应用图像分析技术使之数字化表达。目前舌象数字化图像采集方法并不存在困难，而采集条件的齐同性与图像分析方法仍有许多需要解决的问题。,（二）闻诊,长期以来，闻诊这一诊察方法实施，以依靠医者的听觉和嗅觉等主观感觉来完成。1电子听诊器技术2电子鼻（Electronic nose）,（二）闻诊,用于中医闻诊的电子听诊器技术电子听诊器技术实际上是一套生理声音分析系统。通过它，医生可以利用电子听诊器很方便地在微机的显示器上，观察人体生理声音或病理声音的波形，通过耳机听到上述声音，从而发现和鉴别人体的生理声音或病理声音的变化，并将其与通过听诊器得到声音加以比较，以提高自身的听诊水平和疾病诊断能力。,（二）闻诊,用于中医闻诊的电子听诊器技术（1）基本原理利用话筒和声音传感器将人体生理声音转换成电信号，通过计算机的声效卡将其转换成声音文件形式，存入系统的数据库中。同时将此电信号通过A/D转换卡转换成数字信号，送入微计算机并经处理后将其波形显示在显示器上，同时以数据集的形式存入系统的数据库中。系统数据库中存有大量的包括不同的年龄、性别、体貌特征、病理现象、体检资料、疾病诊断、包括生理声音或病理声音与它们的声音波形的人群资料，使医生可以通过这些资料与被检查人的情况进行对比，为疾病诊断提供重要的参考依据。电子听诊器的硬件由人体声音采集仪和微计算机控制部分组成。,（二）闻诊,用于中医闻诊的电子听诊器技术（2）检测装置声音传感器由于人体生理声音或病理声音属于低频（8250Hz）、声波压强低、信号变化和差异小、鉴别难度大等因素，应选择低频响应好、灵敏度高、压电转换效率高的薄膜压电材料构成的拾音器和输入阻抗高、低频通频带响应好的高增益放大器。放大器采用新型低噪声的单片运算放大器，改善了整机的噪声指标和共模抑制比，其性能参数为：输入阻抗100k，3dB通频带为0.11500Hz，输入端等效噪声电压1V，增益0200倍可调。话筒 A/D卡系统的软件,（二）闻诊,用于中医闻诊的电子听诊器技术（2）检测装置声音传感器放大器话筒其作用是将人体声音送到计算机的声效卡中，转换成后缀名为WAV的声音文件。A/D卡由于人体生理声音或病理声音的频率低（250Hz），信号变化小、鉴别难度大等因素，选转换频率低而转换精度高（应有10位）的转换卡。系统的软件整个声图检测系统须具有数据库建立和数据库的检索调用两大功能。主要由以下几个部分组成：主控程序、数据采集和处理、波形的描述和显示、数据库系统。,（二）闻诊,2中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合随着仿生学的迅速发展，现在己经出现了多种仿照生物特性而研制出的仪器设备。电子鼻是仿照生物的嗅觉系统而研制开发出的一个检测气体的系统，其主要的目的是把几种气体传感器集成，做成一个多传感器系统，这样在一个传感系统可以同时感应多种气体成分。（1）基本原理电子鼻是一类非常典型的智能型生化传感器系统，它是将不同气敏传感元集成起来，利用各种敏感元对不同气体的交叉敏感效应，采用神经网络模式识别等先进数据处理技术，对混合气体的各种组分同时监测，得到混合气体的组成信息的。,（二）闻诊,2中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合（2）电子鼻的结构电子鼻系统是仿照生物的嗅觉系统所设计出的，因而它在结构上和人体的嗅觉系统十分相似。主要由三部分组成：感应部分，信号传输部分和数据处理单元。感应部分：其作用是用来感应气体中的化学成分，产生可以用来测量的物理量的变化。信号的传输部分：这一部分就如同人的神经一样主要是用来把传感器的信号传输到后续的数据处理单元。数据处理单元：这一部分就像是人的大脑，用来对输入的数据进行处理。它主要是进行两方面的处理：一方面它要从输入的信息中提取一些特征参数；另一方面它再把这些参数进行模式识别。由于电子鼻所使用的数据处理方法比较复杂，所以一般都使用计算机对数据进行处理。,（二）闻诊,2中医嗅诊与人工电子鼻技术的结合（3）在中医闻诊的应用电子鼻主要是用于测量气体化学成分的仪器，主要应用于需要测量气体成分的环境中。中医闻诊时，需要对患者散发出的气味（包括口气、汗气、痰涕之气、二便之气、经带恶露之气、呕吐物之气、病室之气等等）进行检验，传统的方法就是依靠人的嗅觉或者是通过化学分析的方法。由于人的嗅觉在很大程度上带有主观的成分，所以并不是很精确；而化学检验需要很长的时间无法达到实时的监侧，就会导致误诊。电子鼻则可实现闻诊的在线控制。,（三）问诊,中医问诊与人工神经网络技术的结合中医问诊是询问病人有关疾病的情况，病人的自觉症状，既往病史、生活习惯等，从而了解患者的各种病态感觉以及疾病发生发展、诊疗等情况的诊察方法。通过问诊所获得与疾病有关的资料，是临床医生分析病情，进行辨证的可靠依据。怎样从复杂的临床资料中获取信息，使之系统量化，是中医证候研究的重点内容之一。人工神经网络具有大规模的并行处理和分布式的信息存储，以及自适应的学习功能和联想、纠错功能。有人采用贝叶斯后向传播算法的复杂映射的非线性通近功能，对中医证候的特征值进行数据挖掘，提高了证候诊断的准确率。神经网络算法是在现代神经生物学和认知科学对人类信息处理研究成果的基础上提出的，它具有良好的容错性、层次性、可塑性、自适应性、联想记忆和并行处理能力。近年来，神经网络已经被应用于中医辅助诊疗软件的开发中。,（四）切诊,脉诊数字化诊断技术中医脉象仪,中医诊断的数字化综合集成,中医诊断学的主要方法有望、闻、问、切四诊之说，临床医生在工作中，常常是四诊同时进行、综合运用，并非偏重于某方面。中医数字化诊断将建立于一个技术平台上，方能综合应用于临床工作。利用计算机外接各种生理传感器，运用相关的支持软件，形成一种多信息融合的技术平台，这将是未来中医数字化诊断的发展方向。,