基于深度学习技术的中医舌象健康咨询系统

基于深度学习技术的中医舌象健康咨询系统

方婧璇1，方向2,,3*

1. 香港科技大学，香港，中国
2. 2.清湖光旭数据科技（北京）有限公司，北京 100074
3. 3.澜江清湖（北京）科技有限公司，北京 100084

摘 要：物联网是信息化时代的重要发展阶段，随着物联网浪潮的掀起，“物联网+医疗“是新时代的发展趋势。通过深度学习技术开发的中医舌象健康咨询系统将智能设备与移动平台互联，打造了更为完善和智能的个人健康管理系统，也可以通过健康食疗、医疗咨询等方式为顾客提供更全面完美的服务。 

关键词 舌诊；特征体质；健康监测；饮食推荐

1 引言

    中医通过舌象进行诊断具有上千年的历史。[1]依托现代信息技术，特别是高端的图像处理及机器学习方法，实现利用舌象图片进行个性化的科学诊断，可以让更多普通人享受舌象咨询带来的健康服务，基于深度学习技术的中医舌象健康咨询系统的开发也应运而生。

2 中医舌象健康咨询系统

2.1 中医舌象健康咨询系统的作用

本系统的建立有几个作用：第一，舌诊是中医望诊的一个重要环节，医生可以通过观察舌象来了解病人整体健康水平，舌象诊断软件将其与信息技术手段结合，使诊断更加全面客观，而通过长期的监测也可建立能实时更新的个人档案，有效保障用户健康；第二，APP、网站与微信三方平台的综合管理和个人健康管理系统的有效建设，能够真正满足现代人随时随地使用的需要，同时综合实现了科学化、信息化和娱乐化；第三，健康监测、饮食推荐等系统的结合以及与医疗机构的有效连接，使功能更加全面化，服务更加个性化。

2.2 中医舌象健康咨询系统的产品与服务

2.2.1产品与服务的背景

随着移动互联网技术的迅速普及和智能手机的广泛使用，基于智能手机平台实现的功能越来越多，例如微信公众平台和各种APP。同时，由于人们对于健康的重视和生活方式的转变，基于智能手机平台的各种个体健康记录、检测与诊断相关的系统也应运而生。由于种种原因，这些系统或应用程序几乎都是基于西医理论和相关概念的，中医这一宝藏尚未在移动平台上发扬光大。

中华文明历史悠久，源远流长，传统中医伴随着历史的进程流传发展至今，形成了一整套坚实而独特的中医理论和临床应用体系。相对于西医，中医讲究以人为本，全面了解人体各种体貌特征，系统掌握疾病发生发展的相关信息，从而指导临床治疗及健康保健，与西医诊疗体系形成了多层次、多角度的互补。[2][3]

2.2.2与互联网的紧密关系

    “互联网+”形成的新兴行业以及与传统行业的融合升级，将是扩大消费、带动就业的重要新经济增长点。从产业结构层面来讲，“互联网+”焕发出的巨大经济活力和财富效应，新兴信息产业的快速发展、互联网技术与传统产业的融合优化带动了产业结构升级。互联网使信息的传递成本降至极低，消费者获取了大量信息后与生产者的信息不对称程度大幅下降，居民消费的选择范围大大扩展；居民使用社交移动网络进行联合，从分散孤立到相互连接，并开始参与到生产消费的各个商业环节，可以真正成为生产消费的主导力量。[4]

2.3 中医舌象健康咨询系统的产品形态

2.3.1舌象APP

2.3.1.1基本原理

    中医的诊断技术举世闻名，其独特的四诊法（望闻问切）已广泛使用数千年之久。舌诊是望诊的一个重要环节，也是医生通过观察舌象来了解病人体内病理变化的一种有效的诊察手段。传统中医理论认为，舌是身体内部生理状况的一面镜子，能全面灵活地反映出人体五脏六腑的内在变化，舌诊也因此成为了中医诊断的重要依据之一。[5]

西方的医学研究也注意到舌象可以反映身体状况，早在上世纪70 年代，英国人就用三种颜色的比色表来检查病人的舌质，他们认定凡是舌质含有蓝色，即属异常。然而有史以来舌诊都是通过医生的主观目测观察进行分析判断，并用语言文字来概括病情，缺少自动化、定量化的客观性度量，再加上诊断过程中舌诊易受到外部条件（如光线、角度等因素）的影响以及医师的人为因素（如知识水平、临床诊断经验等）的干扰，这些都制约了舌诊的进一步广泛应用和现代化进程。近年来，随着中医现代化的不断发展和技术推动，人们对舌诊的定量化、客观化有了更高的要求。舌象客观化研究从上世纪90年代就已经开始起步， 研究者们针对舌象特征提取和舌象分析做了许多有价值的探索。[6]

中医舌象健康咨询系统创新性地应用深度学习技术对舌象照片进行分析判断，如图1所示。依托现代信息技术，特别是高端的图像处理及机器学习方法，研究舌像的特征与舌诊的原理，使其更加科学化、具体化和实用化。[7]

舌象诊断软件的主要工作方式是通过智能手机拍下用户舌头的照片，通过软件对照片的分析来判断用户的健康程度。通过对舌头诊断分析和对病症的初步判断和筛选，又给予用户保健、生活方式及饮食选择上的相应建议。同时用户可以选择回答一些基于中医问诊理论与实践设计的问题，以进一步提高病症判断的准确度和相应建议的针对性。

2.3.1.2健康状态监测与评估

长期记录舌象并比较舌象随时间变化的客观化指标（颜色、纹理、形态等），对健康状态进行动态评估。通过同一个用户对舌象诊断软件的多次使用，可以将他的舌象更好地建模，减少各种随机误差的干扰，并能更为准确地发现细微但有医学意义的舌象变化，以此有效地辅助评估健康状态变化或治疗后身体的恢复情况。根据中医九种特征体质严格划分为：平和质、气虚质、阳虚质、阴虚质、痰湿质、湿热质、血瘀质、气郁质、特禀质等。[8][9]

2.3.1.3饮食推荐系统

根据客户舌象反映的健康状况，可以为其推荐可以改善健康状况的饮食菜谱。这个饮食推荐系统要考虑几个方面的问题。包括(1) 根据日常健康状态评价结果提供个性化饮食推荐方案（食疗）；(2)根据中医养生原理、地理位置、节气特点等合理搭配点菜，其中包括个人点菜或者考虑所有聚餐人员的舌象来综合配菜；(3)关于慢性疾病饮食方面，将根据美国国立卫生研究院（NIH）推荐的指南结合中医学理论，重点针对肿瘤、高血压、糖尿病及消化系统疾病进行饮食方案推荐；（4）根据亚健康主要表现， 如疲劳、失眠、紧张等进行饮食方案推荐。同时也在研发监控饮食卡路里的功能，包括根据菜谱或对菜的拍照自动估算卡路里，按照用户选择的饮食方案（如美国NIH推荐的DASH指南或正在流行的“轻断食”减肥法）指导、监督用户的饮食。[10]依据舌象在饭店点菜 。用户可以扫瞄二维码得到饭店的菜谱信息，舌象诊断软件根据舌象情况自动推荐选菜或配菜。

2.3.2中医健康微信公众平台

微信已经成为人们生活中不可分割的一部分。由于快速、零资费、跨平台、灵活智能等优点，微信已经拥有了超过12亿的使用者。建立微信平台不仅可以蓄积用户，传播文化和资讯，更可以成为产品营销的服务接口。[11]

2.3.2.1中医养生信息发布

    平台可以根据季节、地域等更替定期发布相关的季节养生，地域养生知识，介绍健康保健小常识和家庭食疗药疗保健方法；

2.3.2.2中医在线课堂

    平台可以定期发布中医养生保健相关微视频，内容包括中医食疗养生、中医运动养生、中医体质养生等；联系相关领域专家在线进行小规模的微课堂授课，具体可分为医生在线实时授课和医生与用户在线实时交流沟通两种方式；

2.3.2.3中医在线健康咨询

    用户可直接上传舌象图像信息发送至后台，平台利用舌象分析程序自动分析舌象类型，给出相应的饮食建议；还可以通过用户反馈问卷信息、向医生提问等方式，给用户进行在线医生专业的健康评估、疾病风险评估、饮食运动建议等，同时解答用户提问。

2.3.2.4健康微店

    平台可以成为各地专业人员和购买者交流沟通的平台，各地中医诊所既可以在线出售相关保健产品包括：健康保健器械、保健食品、保健养生书籍等，也可以将线上的客户带到线下，提供实时的诊断。

2.3.3中医健康养生网站

    现已开发的舌象APP和微信公众平台，与要开发的门户网站，将实现统一的后台管理，并使用同一个数据库。因此，重点放在对个人与家庭的健康状况的关注上，为用户私人订制健康账户，针对用户个体进行动态的监测和辨证。具体来说，有如下主要功能内容：

2.3.3.1个人健康管理系统

    用户可以在网站上登录自己的账户，得到相应的健康信息，如长时间的舌像图片分析，科学系统的长期健康变化趋势，定期收到的保健反馈、预测和指导，实现用户健康档案的实时更新。用户还可以通过网站，寻找与自己健康程度类似的人群，形成自己的交友圈。

2.3.3.2中医养生保健课程

    网站定期发布中医养生视频课程：内容包括中医食疗养生、中医运动养生、中医体质养生等；网站还将定期邀请专家医生在线实时授课，实现医生和用户的实时交流沟通。

2.3.3.3中医养生保健信息

    用户可以方便而快捷地获取有价值的信息，包括中医常识，中医饮食保健，中医运动保健等大众化知识。网站还将与医疗机构建立有效的连接，为用户提供相关医疗机构和专家医生的主要信息和沟通渠道。

3 小结

利用基于深度学习技术的中医舌象健康咨询系统可以通过对舌象的处理了解客户的健康状况给出相应建议。随着客户的增多和掌握数据量的增加，可以进一步完善相应的大数据系统。

3.1健康管理大数据系统

研发整合所有数据为一体的个性化医疗云平台信息系统，基于个人健康管理服务系统实施自动健康监测、健康指导、就医咨询及全方位为客户提供与健康有关的信息（饮食、运动、药物等），提供完整的健康检测、预防方案及相关健康知识。可以监控饮食卡路里、身体锻炼的功能界面，包括设定和实现健身目标，与朋友和医生交流，学习等功能。

3.2 舌象的大数据系统

可以收集大量舌象及其相关健康信息，以大数据搜索的方式寻找与用户相似度高的舌象，再根据已有的舌象及其诊断信息，对用户进行更为全面的身体状态评估。

    可以将用户的舌象在数据库里搜索，根据用户类似的舌象来对其进行身体状态评估，提供保健建议，并将信息存入电子病例中。

总之，随着中医舌象健康咨询系统的逐渐广泛应用，可以让使用者从有病被动救治的模式逐渐向着主动管理和保健预防的模式转化，以达到真正提升健康水平的目的。

参考文献：

[1] 《黄帝内经素问校释(上下册)》(第2版) (平装) 出版社: 人民卫生出版社; (第2版) 2009

[2] 周筠胺. 正确认识中医和西医. [J]. 云南中医中药杂志. 2008, 第29卷，第5期：81-83

[3] 丁宏. 浅论中西医的差异. [J]. 中医临床研究. 2010，第2卷，第8期：119-122

[4] 姚素方. 浅析互联网经济对我国经济发展的作用. [J]. 新金融时间. 2019，第3期：19-20

[5] 杨杰，牛欣，徐元景，牛淑冬. 中医诊断数字信息化发展. [J]. 《中医药学刊》 2006年24卷5期 810-812页

[6] 周沛卓，雷洋，范新雨. 数字图像处理技术在中医舌诊方面的应用. [J]. 河南中医. 2020，第9期：1323-1326

[7] Ratchadaporn et al. Automated Tongue Feature Extraction for ZHENG Classification in Traditional Chinese Medicine. Evidence-Based Complementary and Alternative Medicine, 2012:912852, 2012

[8] 张珂 丁成华 郑绍勇 方芳 宁伦 林霖 高巍巍 陈雪姣 王玉臣. 舌象与体质的关联性探讨. [C]. 全国第十三届中医诊断学术年会论文集. 2012: 86-91

[9] 王彦晖. 临床实用舌象图谱. [M]. 北京：化学工业出版社，2012

[10] 王璐. 全球最健康的饮食方案：DASH饮食法. [J]. 食品与健康. 2018, 第10期

[11] 董文欣. 路径依赖视角下的用户抉择研究-以微信小程序与App为例. [J]. 科技传播. 2021，第3期：153-155