2型糖尿病四诊客观参数与理化指标、慢性并发症的关联研究.pdf

2023 第二十五卷 第四期 Vol.25 No.4 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2型糖尿病四诊客观参数与理化指标、慢性并发症的关联研究陆俊红，徐艺峰，王忆勤，郝一鸣（上海中医药大学上海市健康辨识与评估重点实验室/中医四诊信息化实验室 上海 201203）摘要：目的采用典型相关分析法（Canonical correlation analysis，CCA）分析 2 型糖尿病（Diabetes mellitus type 2，T2DM）四诊客观参数与理化指标、慢性并发症的相关性。探寻可反映2型糖尿病患者理化指标、慢性并发症的四诊客观参数。方法应用中医生命信息分析系统及问诊信息量表采集、提取2型糖尿病患者四诊客观信息。应用CCA探讨四诊客观参数与2型糖尿病的理化指标以及慢性并发症的相关性。结果T2DM患者整体舌色参数RGB、整体面色参数RGB、脉图时域参数h1、h3、As与空腹血糖变化、血压升高及冠心病并发的相关性较为密切。结论在2型糖尿病动态发展过程中，患者的整体舌色参数RGB、整体面色参数RGB、脉图时域参数h1、h3、As对于空腹血糖变化及高血压、冠心病发生具有一定的提示作用。关键词：2型糖尿病 四诊客观参数 理化指标 慢性并发症 典型相关分析法doi:10.11842/wst.20220218005 中图分类号:R587.1 文献标识码:A根据世界卫生组织（World Health Organization，WHO）统计显示，全球糖尿病成年人患者近40年内增加了3倍，并预测糖尿病将在2030年成为全球的第七大致死病因1。糖尿病的主要危害是长期高血糖导致多种慢性并发症，包括心脏病、中风、失明、肾功能衰竭、下肢截肢等，涉及身体多个系统和器官，具有很高的致残率和致死率，同时也会给家庭和社会带来沉重的负担2。中国糖尿病患者以2型糖尿病（T2DM）居多，中医诊断的核心是“辨证论治”，其中辨证是以望、闻、问、切四诊的结果作为依据，通过四诊合参来得到病证诊断的结论。传统中医诊断往往取决于医生的主观意识和临床经验，易受到外界的光线、湿度、温度等因素的影响，缺乏统一的客观标准，导致辨证的精确度较差3。另外由于中医证的概念在各医家的认识上存在差异，诊断规范和辨证标准目前尚未统一，也会使得辨证的结果不一4。因此提取并分析2型糖尿病的中医四诊客观信息对其进一步研究至关重要。目前中医四诊客观化研究已取得了较好的进展，本课题组在中医舌诊、面诊、声诊、问诊、脉诊客观信息采集及参数提取分析方面具有较丰富的经验，为2型糖尿病的四诊信息客观化研究提供了必要条件5-6。2型糖尿病病程复杂，研究过程中常见理化指标有血压（Blood pressure，BP）、空腹血糖（Fasting blood glucose，FPG）、低密度脂蛋白（Low density lipoprotein，LDL）、血尿酸（Uric acid，UA）等，观察以上理化指标的变化在研究2型糖尿病不同并发症中具有重要价值7。且目前关于2型糖尿病的研究多见为：2型糖尿病不同中医辨证分型间理化指标异同性研究、不同阶段中医四诊信息与理化指标客观化的规律研究8-9等。尚无将2型糖尿病四诊客观参数与理化指标、慢性并发症进行关联研究的相关文章。因此，本课题组收集并分析T2DM患 收稿日期：2022-02-18 修回日期：2022-04-15 上海市卫计委科研项目（20164Y0279）：基于四诊客观化信息及理化指标的2型糖尿病危险因素研究，负责人：郝一鸣；上海市科委科技计划项目（21DZ2271000）：上海市健康辨识与评估重点实验室，负责人：王忆勤；上海市教委专项（2021科技02-37）：上海中医药慢性病防治与健康服务省部共建协同创新中心，负责人：张磊。通讯作者：郝一鸣，博士，高级实验师，主要研究方向：中医诊断客观化研究。1468 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医诊疗研究者的一般资料、四诊客观参数，运用典型相关分析法（Canonical correlation analysis，CCA）开展四诊客观参数与2型糖尿病理化指标、慢性并发症的关联研究，以期为2型糖尿病及慢性并发症的风险预警奠定研究基础，同时也为中医四诊检测仪器在科研和临床中的推广应用提供依据。1 对象与方法 1.1一般资料选取 2014年 1月-2016 年 12 月于上海中医药大学附属岳阳中西医结合医院中医内科特需门诊、曙光医院东院内分泌科住院部、上海市强生职工医院中医内科门诊及市中医医院内科住院部就诊的2型糖尿病患者156例。正常对照组为本校健康教职工、研究生及参加2010年上海市“张江杯”健身球比赛的健康成年人。1.2诊断标准关于糖尿病的西医诊断参考 美国糖尿病协会糖尿病诊疗指南（2014年）。中医上糖尿病的证候诊断参考 中医内科学 及 中药新药临床研究指导原则（试行）。每份病例交予2位具有副高职称（或以上）的中医专家，遵循中医证候诊断标准，对其进行诊断。1.3纳入标准符合西医的糖尿病诊断标准。符合中医证候中糖尿病的诊断标准。年龄30-80周岁。已知情并签署同意书。1.4排除标准处在妊娠或哺乳期妇女。患有重大精神疾病的患者。合并有心、肝、肺等重大脏器疾病。拒绝签署知情同意书。1.5中医四诊信息采集方法本研究中的采样人员均经过标准化培训，实行标准化采集过程，控制样本质量，以确保所获数据客观、真实、准确，从而达到进行科学分析的要求。1.5.1望诊（舌象、面象）信息采集方法运用中医生命信息分析系统采集舌象和面象信息。患者取正坐位，下颌置于舌面固定架上，面部充分贴近固定框，面部肌肉放松，进行拍摄；然后嘴张开至最大，舌面平展，舌体向外，舌尖向下，保持3-4 s，进行拍摄，排除面部化妆以及因食物、药物等造成染苔者。利用自动结合手动校正舌面象分割路径的方法提取保存面、舌象参数。面象参数包括：前额、眼眶、脸颊、鼻子、下颏、口唇、面整体在 HSV 和 RGB 色彩空间的颜色参数等42个。舌象参数是指舌尖部、舌中部、舌根部、舌左部、舌右部、舌整体的舌体及舌苔在色调饱和值（Hue saturation value，HSV）和红绿兰彩色值（Red、Green、Blue）RGB色彩空间的颜色参数，舌裂纹参数（Crack）、点刺参数（Spotsthorn）、胖瘦参数（Enlargedthin），苔腐腻参数（Curdygreasy）、厚薄参数（Thickthin）、剥落参数（Peeledcoating）等78个。面象参数包括：前额、眼眶、脸颊、鼻子、下颏、口唇、面整体在 HSV 和 RGB 色彩空间的颜色参数等42个。1.5.2声诊信息采集方法运用中医生命信息分析系统采集声诊信息。采集对象在外界噪音低于30 dB、相对安静的环境下，采取自然坐姿，带上耳麦式话筒，口唇距离话筒约10 cm，嘱其自然放松，使用平常说话声音，跟读软件，录制元音/a:/。最后通过该系统自带软件，提取声音参数，以Excel格式保存。声音参数是指共振峰参数，包括：F1、F2、F3、F4共4个。1.5.3脉象信息采集方法运用中医生命信息分析系统采集脉象信息。采集对象取正坐位或仰卧位，前臂自然向前平展，与心脏处于同一水平，手腕伸直，手掌向上，手指微微弯曲，在腕关节下面垫上松软的脉枕，以保持局部气血畅通，便于检测脉象，被采集者在采集前需静坐或静卧 3 min 以上。脉象采集时取双手关部最佳脉压力段，采样时间为1 min，采样频率为720 Hz。最后通过表1典型相关系数典型变量编号1*2*3*45678典型相关系数0.7180.6870.6470.5590.5160.4710.3920.313Wilk s0.0450.0920.1740.2990.4350.5940.7630.902Chi-SQ395.148303.088222.091153.218105.59766.21734.29613.100DF264.000224.000186.000150.000116.00084.00054.00026.000P0.0000.0000.0360.4120.7460.9240.9830.983注：*表示P0.5；表示在第二典型变量中标准化系数0.5；表示在第三典型变量中标准化系数0.5。表3四诊客观参数及一般资料标准化系数Set2TC_RTC_GTC_BCC_HCC_SCC_VCRACKSPOTSTHORNENLARGEDTHINCURDYGREASYTHICKTHINPEELEDCOATINGFC_R*FC_G*FC_BF1F2F3F4h1*h3*h4h5t1t4t5tWAsAdAGEBMI病程10.391-0.7850.095-0.035-0.4850.4150.3950.0330.120-0.123-0.2370.048-1.0451.779-0.8000.238-0.2460.1280.5151.425-1.1930.179-0.021-0.140-0.0900.4510.1640.3160.015-0.4790.395-0.166-0.3392-0.002-2.4392.474-0.3220.0670.145-0.171-0.1730.110-0.184-0.3810.372-0.4390.890-1.0020.237-0.0450.1990.1960.2060.966-0.119-0.1300.5300.598-0.160-0.397-0.393-1.4950.467-0.0170.1890.4503-1.2850.6970.773-0.2300.4830.022-0.163-0.501-0.0910.189-0.0050.1121.954-1.9290.423-0.0340.083-0.009-0.150-0.5550.493-0.4100.083-0.188-0.2800.0960.169-0.1000.6290.0850.4170.3970.22240.126-0.238-0.0560.394-0.441-0.0630.4290.307-0.1670.5320.042-0.5171.362-0.765-1.102-0.045-0.187-0.1060.2750.760-0.465-0.096-0.126-0.201-0.0450.0450.2700.301-0.009-0.4140.0650.0670.2035-1.0080.2381.453-0.4140.908-0.0470.0870.1320.1770.292-0.0420.017-0.588-0.7981.247-0.003-0.1460.1380.176-0.987-1.600-0.407-0.038-0.184-1.3460.298-0.0060.1813.1500.210-0.298-0.0230.17560.239-1.0360.5630.121-0.416-0.200-0.0020.175-0.013-0.3310.0440.624-0.3641.745-1.3280.125-0.382-0.191-0.1440.647-1.2300.1380.2770.165-0.1890.119-0.1680.3630.497-0.5190.1920.416-0.26970.5931.920-2.7510.008-0.654-0.641-0.3920.2090.357-0.1720.2000.0470.475-0.9330.5870.287-0.1650.087-0.198-0.328-0.573-0.062-0.2490.354-0.275-0.0890.406-0.0431.227-0.052-0.097-0.0450.2558-2.3391.2290.813-0.2470.5060.3130.0800.2830.030-0.3850.177-0.1332.131-1.180-0.305-0.322-0.2150.5570.216-1.217-0.0320.0020.3010.228-0.1570.021-0.008-0.3751.2080.0140.006-0.0080.272注：*表示在第一典型变量中标准化系数1.0；表示在第二典型变量中标准化系数1.0；表示在第三典型变量中标准化系数1.0。1470 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医诊疗研究该系统自带软件，提取脉象参数，以Excel格式保存。脉象参数是指双手脉图时域参数，包括：主波幅值（h1）、重搏前波幅值（h3）、降中峡幅值（h4）、重搏波幅值（h5）、急性射血期时值（t1）、收缩期时值（t4）、舒张期时值（t5）、脉动周期时值（t）、主波上1/3宽度（W）、收缩期面积（As）、舒张期面积（Ad）、h3/h1、h4/h1、h5/h1、W/t等30个。1.5.4一般资料信息采集方法一般资料主要包括：姓名、性别、年龄、身高、体重、病程、并发症、当日常规理化指标（血压、血糖、血脂、尿酸）等。1.6统计学方法及理化指标典型相关分析法（CCA）是利用2组变量间的线性关系反映2组变量间整体相关性的统计学方法。本实验以糖尿病常规理化指标及慢性并发症数据集Set1=血压（BP），空腹血糖（FPG），低密度脂蛋白（LDL），血尿酸（UA），冠心病，肾病，视网膜病变，神经病变为第一组变量；以四诊客观参数及一般资料数据集 Set2=整体舌色 R（TC_R），整体舌色 G（TC_G），整体舌色 B（TC_B），整体苔色 H（CC_H），整体苔色 S（CC_S），整体苔色（CC_V），裂纹参数（CRACK），点刺参数（SPOTSTHORN），胖瘦参数（ENLARGEDTHIN），腐 腻 参 数（CURDYGREASY），厚 薄 参 数（THICKTHIN），剥落参数（PEELEDCOATING），整体面 色 R（FC_R），整 体 面 色 G（FC_G），整 体 面 色 B（FC_B），声诊共振峰参数（F1、F2、F3、F4），右手脉图时域参数（h1、h3、h4、h5、t1、t4、t5、t、W、As、Ad），年龄（AGE），体质指数（Body mass index，BMI），病程为第二组变量。使用 IBM SPSS Statistics 19.0统计软件进行 CCA。检验水准=0.05，P0.05 认为有统计学意义。2 结果 2型糖尿病常规理化指标及慢性并发症与四诊客观参数及一般资料两组变量的典型相关系数由表1可见，两组变量分析共提取出的 8个典型变量，其中前3个典型变量相关系数分别为0.000、0.000、0.036有统计学意义（P0.05），且典型相关系数较大，说明在这3个典型变量下，两组变量之间有相关性。T2DM常规理化指标及慢性并发症与四诊客观参数及一般资料两组变量的标准化系数及前三个典型变量的典型结构示意图由表2-3、图1-3可见，第一队第一典型变量中标准化系数相对较大的参数有：FPG、FC_R、FC_G、h1、h3，说明 FPG 的变化与 FC_R、FC_G、h1、h3的关系较密切。其中FPG与FC_R、h3呈正相关，与FC_G、h1呈负相关。第二典型变量中标准化系数相对较大的参数有：冠心病、TC_G、TC_B、FC_B、As，说明冠心病的发生与TC_G、TC_B、FC_B、As的关系较密切。其中冠心病与TC_B呈正相关，与TC_G、FC_B、As呈负相关。第三典型变量中标准化系数相对较大的参数有：BP、TC_R、FC_R、FC_G，说 明 BP 的 发 生 与 TC_R、FC_R、FC_G的关系较密切。其中BP与FC_R呈正相关，与TC_R、FC_G呈负相关。图2第二典型变量的典型结构示意图图1第一典型变量的典型结构示意图图3第三典型变量的典型结构示意图1471 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第四期 Vol.25 No.4 因此，T2DM 患者四诊客观参数 TC_R、TC_G、TC_B、FC_R、FC_G、FC_B、h1、h3、As与FPG变化、BP升高及冠心病并发的相关性较为密切。3 讨论 糖尿病在中医上属于消渴病，临床表现多为多饮、多食、多尿及消瘦等。糖尿病早期的临床症状并不明显，在病情加重时会出现微血管、神经、内脏、关节等并发症。消渴病的病因主要为热病火燥、五志过极、过食肥甘等，病位主要于胃、肺、肾3大脏器。阴虚为其主要病机，随后可产生燥热的外在表现。当2型糖尿病患者血糖控制不佳时，人体全身各个器官都可能出现慢性并发症，从而增加过早死亡的总体风险。蒋蔚等10调查2015年宜昌市城区T2DM患者，发现6.18%患者发生慢性并发症，其中合并5种和1种并发症者最集中，占83.82%，以合并周围血管病、眼并发症和肾病为主。石敏等11观察2013-2014年长沙湘雅医院T2DM患者，慢性并发症发生率由高到低依次为神经病变、心血管病变、视网膜病变、肾病、糖尿病足、脑血管病变，几乎都同时合并多种并发症。杨莉丽等12筛查2014年上海市奉贤区农村老年T2DM患者的慢性并发症，其中有1种或多种并发症的检出率为92.7%，并发症发生率由高到低依次为神经病变、血管病变、肾病、眼部疾病。近年来，越来越多的研究显示，T2DM患者多伴有高血压和脂质代谢异常；高血压和脂质代谢异常也是T2DM 发生的危险因素，两者之间相互关联，相互影响。Cambra等13调查西班牙32 638例2型糖尿病患者的基本情况，发现伴有高血压者达60%，伴有低密度脂蛋白偏高者达59%。本研究也发现T2DM患者中，伴有高血压者比例最大，其次是伴有高血脂。另有研究者分别调查杭州市、南充市、贵阳市的2型糖尿病患者，均认为高血压、高血脂可以作为T2DM发生的主要危险因素14-16。薛哲哲等17对1569例2型糖尿病患者进行研究分析，发现其心脑血管疾病、BMI、血肌酐、高血压等指标都与中医证候相关。由此可见T2DM慢性并发症种类繁多，目前较为多见的是肾病、视网膜病变、神经病变、冠心病，高血压、高血脂等。因此观察T2DM患者的BP、FPG、LDL、UA等理化指标有助于研究T2DM患者慢性并发症的进程。本研究综合分析T2DM患者四诊客观参数及一般资料与理化指标、慢性并发症之间的相关性，发现T2DM患者整体舌色参数RGB、整体面色参数RGB、脉图时域参数h1、h3、As与空腹血糖变化、血压升高及冠心病并发的相关性较为密切。其中，空腹血糖变化、高血压发生与面色R呈正相关，与面色G呈负相关，说明糖尿病空腹血糖升高或兼有血压升高时，面色偏青，多与患者血行不畅、瘀血内阻有关。空腹血糖变化还与脉图时域参数h3呈正相关，与h1呈负相关。其中，h1主要反映了左心室的射血功能和大动脉的弹性，当左心室收缩力强、大动脉弹性良好的状态下，h1偏高，反之则偏小。所以糖尿病空腹血糖升高时，h3则增大，说明动脉血管弹性变差、外周阻力增高；h1减小，说明左心室收缩力减弱，大动脉顺应性变差。这一病理性改变多与T2DM患者易发生动脉粥样硬化症有关，中医则认为T2DM多伴有痰湿、血瘀所致。高血压发生还与舌色R呈负相关，说明T2DM兼有血压升高时，舌色偏红绛，多因肝火上炎于舌络所致。冠心病发生与舌色B呈正相关，与舌色G、面色B呈负相关，说明T2DM并发冠心病时，舌色偏紫，面色偏黑，多由血瘀所致；还与As呈负相关，As为心脏收缩期时的脉图面积，与心排出量有关，冠心病时心脏收缩功能欠佳，心排出量下降，故见As减小。由此可见，在T2DM动态发展过程中，患者的整体舌色参数RGB、整体面色参数RGB、脉图时域参数h1、h3、As对于空腹血糖变化及高血压、冠心病发生具有一定的提示作用。4 问题与展望 本研究在课题组中医四诊客观化研究成果的基础上，运用多种统计学方法及模式识别技术，分析 2型糖尿病各证候的四诊客观特征，建立证候识别模型，并开展四诊客观参数与 2型糖尿病理化指标、慢性并发症的关联研究，为基于四诊客观化的2型糖尿病证候诊断标准、风险预警以及疗效评价研究提供了一定的科学依据。但是由于本研究中的病例数量有限，前瞻性研究尚缺乏，且未将患者的家族史、生活习惯等一般资料以及治疗情况纳入相关性分析，故在今后的研究中，将主要从以下两个方面进行：继续扩大样本量，将2型糖尿病理化指标与四诊客观参数相结合，运用支持向量机（Support vector machine，SVM）、随机森林等多种模式识别方法，优化证候识别模型，为证候诊断标准研究提供数据支持。将 2型糖尿1472 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 世界科学技术-中医药现代化中医诊疗研究病易感人群纳入前瞻性研究，基于四诊客观参数，结合家族史、血型、生活习惯、治疗等信息，运用多种统计学方法全面筛选2型糖尿病的病证敏感指标，从多方位、多层次探讨 2型糖尿病及慢性并发症发生、发展的危险因素，为本病的风险评估及预警提供科学依据。参考文献 21巴木.WHO报告称全球糖尿病每年导致320万人死亡.国外医学情报,2004,7:40.2宋美娟.血糖控制达标是预防糖尿病并发症的基础.工会博览(理论研究),2009,(11):86.3王忆勤.基于中医四诊信息的冠心病病证诊断研究.2014第六届国际心脏病大会主题：为幸福的家庭寻找最佳答案 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parameters of four diagnoses and physical and chemical indexes and chronic complications of T2DM were explored by CCA.Results Overall tongue color parameters RGB,overall complexion parameters RGB,pulse time domain parameters H1,H3,As were closely correlated with fasting blood glucose,elevated blood pressure and coronary heart disease in T2DM patients.ConclusionIn the dynamic development of T2DM,the overall tongue color parameters RGB,overall complexion parameters RGB,pulse time domain parameters 1473 Modernization of Traditional Chinese Medicine and Materia Medica-World Science and Technology 2023 第二十五卷 第四期 Vol.25 No.4 h1,h3 and as of patients have certain suggestive effects on the changes of fasting blood glucose,hypertension and coronary heart disease.Keywords:Diabetes mellitus type 2,Four objective parameters,Physical and chemical indicators,Chronic complications,Typical correlation analysis（责任编辑：刘玥辰）1474