健康是人类追求的永恒主题。世界卫生组织在《迎接21世纪的挑战》报告中指出:"21世纪的医学, 不应继续以疾病为主要研究对象, 而应以人类健康作为医学研究的主要方向。"健康医学已成为21世纪的主流医学^[1]。近年来, 以复杂系统科学研究人体生命现象已成为共识, 以系统科学的"状态"概念来表征健康已成为一大趋向^[2]。健康状态辨识的相关研究成果日益增加, 研究日渐深入, 同时在研究的多学科交叉及客观化、微观化和系统化方面尚有较大的研究空间^[3]。文章论述健康状态的辨识模式, 以期促进全民健康事业, 为"健康中国"战略提供实施手段。

1 健康与健康状态

1946年世界卫生组织正式提出健康的概念, 即健康不仅仅是没有疾病和虚弱, 而是身体上、心理上、社会上的完好状态。1989年世界卫生组织对健康作了新的定义, 即健康不仅是没有疾病, 而且包括躯体健康、心理健康、社会适应良好和道德健康。这个健康定义虽然在上述健康概念基础上增加了道德健康, 但依然忽视了自然环境对人健康的影响。王琦教授在973计划项目"中医原创思维与健康状态辨识方法体系研究"中将健康定义为"人的不同个体在生命过程中与其所处环境的身心和谐状态, 及其表现的对自然及社会环境良好的自适应调节能力", 较完整地概括了健康的内涵。

状态"是系统科学常用的概念之一, 指系统的那些可观察和识别的状况、态势、特征等, 是刻画系统定性性质的概念。王琦教授基于中医原创思维, 借鉴现代系统科学状态理论, 提出"健康状态"的概念:健康状态是指人体在一定时间内形态结构、生理功能、心理状态、适应外界环境能力的综合状态。健康状态能够体现健康的状况和态势。就中医健康状态的内涵而言, 包括体质的健康状态、神的健康状态、脏腑调和的健康状态、经络和畅的健康状态、气血调和的健康状态等^[2]。在诸多健康状态的辨识方法中, 体质辨识是对人体相对稳定的健康状态的反应, 而脏腑经络辨识、形神辨识、气血津液辨识等则是对人体即时健康状态的反应。因此, 联合多种辨识方法, 构建健康状态辨识体系, 形成常态与动态结合、主观与客观结合、人机互参的中医健康状态个体化辨识方法, 形成宏观与微观、定性与定量相结合的技术规范, 对于把握全民健康状态具有重要的应用价值^[4]。

2 健康状态辨识模式的研究现状 2.1 以人工辨识为中心的专家辨识模式

由于医学的特殊性, 业界资深专家凭借个人水平与经验进行人工辨识, 准确度往往高于其他辨识方法。同时, 即使应用非人工的健康状态辨识方法, 在信息采集时往往仍需由专业人员进行, 方能保证较高的准确性。但人工辨识对专家的依赖性过高, 无法形成通用的规范, 难以推广。如以中医体质辨识为例, 中医专家对体质类型的判定与其自身的临床经验和对中医体质学的理解程度有关, 对同一个人, 甚至可能出现不同专家会判定出不同体质类型的情况^[5]。

因此, 目前已较少见专家辨识模式的有关研究, 但其在健康状态辨识应用中仍广泛存在, 主要体现在两处:首先对于辨识难度较大的复杂健康状态, 专家辨识模式仍有不可替代的作用; 其次在其他辨识方法中, 辨识人员一般应具备一定的从业资质或相关培训经历。

2.2 以量表问卷为中心的标准辨识模式

相对于人工辨识的专一性, 量表辨识则具有较大的普适性。虽然量表的使用必然要牺牲一些精准性, 但通过编制规范化、客观化、标准化的量表, 可以消除专家主观因素造成的偏倚, 同时方便在大面积人群中开展健康状态辨识^[5]。如:王琦教授带领团队编制的中医体质量表^[6], 经评测具有较好的信度和效度^[7], 已得到广泛应用, 并于2009年由中华中医药学会发布《中医体质分类与判定》标准^[8]。其后, 王琦教授团队还相继开发了老年版中医体质量表^[9]、儿童版中医体质量表^[10]、中医健康状态自评问卷^[11]、亚健康状态筛选表等^[12]。

学界尚有吴大嵘等^[13-14]编制的中医健康量表, 朱红红等^[15]编制的健康状态简单评估问卷(H20. V2009), 衷敬柏等^[16-17]编制的中医五脏系统健康自评问卷(TSCL-36), 韩标等^[18]编制的亚健康状态躯体症状自评量表, 信效度指标均较佳。

量表辨识的难点在于开发信效度达标的好量表, 需要经过基于临床流行病学方法的大样本调查验证, 研制成本较高, 工作量大, 但也为健康状态的标准化辨识奠定了基础。量表辨识的不足主要在于辨识精准性受到受试者对条目的理解水平影响, 且目前大多数中医健康评价量表尚未建立常模^[19]。

2.3 以机器辨识为中心的数字辨识模式

随着技术的进步, 以机器辨识为中心的数字辨识模式方兴未艾。这种模式主要借助某种新的技术手段, 力图实现健康状态辨识的客观化。

2.3.1 基于图像采集与红外成像的健康状态辨识技术

根据"取象运数"的中医原创思维模式, 人体的内在健康状态会呈现出一系列的外象, 可以在面部、舌部、手部等不同部位反映。目前已有中医体质的面部皮肤相关性研究以及红外热成像的特征研究, 探索并验证了相应的辨识技术^[20-24]。此外尚有舌象的辨识技术以及掌色采集的辨识技术等^[25-26]。

2.3.2 基于声音采集的健康状态辨识技术

声学参数是一种多维函数, 如基音周期是声音的最基本特征, 它是声带每开启和闭合一次的时间, 基音抖动是基音周期的细微改变, 它主要反映声带振动的稳定性, 能衡量一个人在发音阶段身体机能状态和心理状态; 语音时间长度指人在一次发音过程中所持续的时间, 是客观肺活量的体现^[27]。通过在相同的环境下采用录音软件cooledit对样本进行声音数据采集, 使用matlab编程分析不同体质人群声音数据, 将揭示不同体质状态的声音差异所在^[28]。目前运用计算机辅助进行声音辨识的研究已有不少, 但多体现为疾病状态或某些病理性症状(如咳嗽、肠鸣声)的辨识分析, 此外亦有运用五行音乐理论进行人群分类的研究。但基于声音采集的健康状态辨识技术研究尚少。李海峰等^[29]运用语音信号分析的研究亦验证了基于声音的人体健康状态评估的可行性。

2.3.3 基于脉搏波分析的健康状态辨识技术

现代医学理论认为, 脉搏信号蕴涵着人体全身性、综合性的生理病理状态信息, 是传递和窥视人体健康状态的窗口, 在临床健康观察和疾病诊断中发挥着十分重要的作用^[30]。采用信息技术构建了基于脉搏功率谱峰值和脉搏波传输时间的特征向量, 可以对亚健康状态进行分类判别^[31]。其研究难点在于容易引入干扰噪声、特征的提取准确率低和识别效果差等问题, 可以采用小波变换及神经网络等方法进行优化, 提升识别率^[32]。此外, 张毅等^[33]通过传感器采集脉搏波信号, 利用数据挖掘8种分类算法建立气虚体质判定模型, 为构建中医体质自动辨识系统提供前期基础。

2.3.4 基于良导络理论的健康状态辨识技术

经络能量检测方法来源于良导络(Ryodoraku, Meridian)理论, 即基于经络低电阻(良导)性^[34]。"良导络诊"藉由检测皮肤穴位的导电性来作身体健康状态的评估, 通过测量可以得到十二经脉分左右的经络电传导值, 以及5大整合指标(身体能量、精神状态比值、左右肌骨系统、新陈代谢功能、自律神经平衡度)的状况, 由此来了解、评估脏腑功能活动的盛衰^[35]。目前学界已有冼益民^[36]、包海燕等^[37-38]、陈峭等^[39]进行了相关研究, 验证了体质与良导络诊的相关性。经络能量检测的不足则在于受多种因素影响而波动较大, 较多反映即时的健康状态。

2.4 以模型算法为中心的智能辨识模式

李灿东教授等^[40]基于证素辨证原理, 建立人体健康状态辨识的方法体系, 认为中医健康状态辨识是根据中医学理论, 对采集的宏观、中观、微观等表征参数进行综合分析, 辨别程度、位置、性质等状态要素, 而对相应的状态作出判断的思维认识过程。借助现代计算机技术及信息处理技术能够为中医状态理论研究和辨识工具的研发提供方法学支持, 模型和算法的合理应用是中医健康状态辨识研究的核心, 也是中医辨证思维的集中体现。模型算法在求解表征参数对状态要素贡献度的基础上, 还必须遵循中医理论体系和思维规律, 充分考虑表征参数的表达和分类的差异、隐性参数与证候真假、状态要素的兼杂与缓急等问题^[41]。

通过数学建模的方法构建相应的模型算法, 引入机器学习的方法, 不断优化, 形成以模型算法为中心的健康状态智能辨识模式, 是健康状态辨识的一个重要方向。

2.5 以检验指标为中心的微观辨识模式

人体从正常生理到病理生理的变化过程中, 某些生理特征参数必然发生变异。综合应用多个生理参数的动态、长期变化规律, 特别是对其变化模式进行识别, 据此建立起与健康状态的关联关系, 将有助于解决健康状态辨识的根本问题^[42]。如廖凌虹^[43]探讨了循环细胞信号分子系统作为中医健康状态辨识微观指标重要来源的新思路。

基于体质辨识的基因组学研究是获取健康状态微观信息的途径之一, 利用全基因组表达谱分析体质对应的分子生物学特征, 可以初步把握健康状态的微观生物信息特征。俞若熙^[44]基于阴虚、阳虚体质基因表达进行了健康状态微观辨识研究。武彦伶^[45]进行了阳虚、阴虚体质唾液miRNA表达谱分析, 探寻更简便可行的体质辨识方法。

3 健康状态辨识模式的研究展望

目前学界已有各有特色的多种健康状态辨识手段, 如何进行有机组合, 形成适宜的健康状态辨识技术体系, 则是当前研究的瓶颈所在。需要指出的是, 适宜的健康状态辨识技术体系并非多种方法的简单联合, 而应根据辨识目标、应用对象的不同, 分别以适宜的辨识方法组合构建复合辨识模式, 形成相得益彰的"配伍"效果, 方能实现健康状态的有效辨识并进行干预指导。就健康状态辨识模式的研究现状而言, 未来的复合辨识模式有几大研究趋向。

3.1 健康状态的多元辨识模式

随着人们健康需求的不断提升, 未来的健康状态辨识将不局限于某一种或某几种方法, 将呈现为多维度、多层次、综合性强的多元辨识方法, 趋向于常态与动态相结合、主观与客观相结合的多元辨识模式。

常态与动态相结合的多元辨识模式主要体现为将反映人体相对稳定健康状态和即时健康状态的辨识方法结合起来。前者如体质辨识, 后者如脏腑经络辨识、形神辨识、气血津液辨识等。如体质常态为气虚质、阳虚质、阴虚质的不同人群, 同因外感而患动态性的风寒袭肺证时, 表现和预后均不同, 干预思维也不同。通过为受试者勾勒常态与动态的多维健康图景, 既可以从全局把握整体, 又可以从当下把握局部, 从而根据两者之间的复合关系拟定最佳的干预措施。

主观与客观相结合的多元辨识模式主要体现为将偏于主观感受的量表、问卷和人脸识别、红外热成像、舌象分析、脉搏波分析、经络能量检测、微观指标等客观辨识方法结合起来。多种方法的有机结合将有可能实现健康状态的高精辨识, 达到顶尖业界专家的人工辨识水平, 在方法学上突破当前健康状态辨识的精准度瓶颈, 摆脱复杂情形下对专家辨识模式的依赖。并且, 不同的辨识方法将从不同的角度为受试者提供丰富多元的健康指导。

3.2 健康状态的远程辨识模式

随着网络技术与即时通讯工具的不断发展, 远程辨识将成为健康状态辨识领域的一大发展阵地。未来的健康状态辨识将通过多种网络平台, 如APP、微信小程序、网站辨识等多种在线辨识的形式广泛出现。

较简易的远程辨识模式可以直接使用如在线量表辨识等方法, 但精度偏低, 较易出现偏倚。未来的远程辨识模式将有可能通过联合远程人脸识别技术、声音识别技术等方法, 通过多元辨识模式实现精度的提升, 从而使健康状态辨识技术走入千家万户, 改善全民健康状态。

3.3 健康状态的终身辨识模式

人的生殖发育, 生、长、壮、老过程以周期性的时相展开。生命周期的时相健康观以生命变化规律为研究对象, 通过认识不同时期的健康状态判定相应时期的健康状况。未来的健康状态的辨识模式, 将不满足于一时一地的辨识, 而随生命全周期的变化呈现健康状态的终身辨识模式。

健康状态的终身辨识模式包含生命不同周期、不同阶段的健康状态信息。如以体质辨识为例, 可以从出生时的基因芯片辨识, 延伸至儿童期、青年期乃至老年期的量表辨识, 贯穿整个生命周期。不同时期的健康状态连接起来构成健康状态链, 将深化对健康状态的认识, 并在每一当前节点, 可以从全生命周期的角度对健康状态进行全局把握。

3.4 健康状态的自动辨识模式

随着信息技术的发展, 起源于电子领域的大数据概念已渗透入多门学科、多项领域, 带来了前所未有的技术创新与思维变革。现有的健康状态辨识方法中已经在应用数据挖掘等相关内容, 未来的健康状态辨识更是必然以大数据为依托, 形成基于大数据的自动辨识模式。

新的辨识模式将以人工智能为落脚点, 覆盖以上的多元辨识模式、远程辨识模式、终身辨识模式, 在健康状态辨识的每一个环节发挥作用, 形成快速、精准的自动辨识模式, 将带来健康状态辨识水平与普及程度的质的飞跃。

4 结语

健康医学是现代医学的发展方向^[46]。健康医学模式的实现途径可概括为健康状态的检测、辨识和调控所形成的技术环^[47]。其中, 处于中间环节的健康状态辨识既决定了健康状态检测的数据采集方式, 又指导着健康状态调控的方案制定, 是健康医学模式的核心环节。在多学科交叉的视野下, 健康状态辨识的理论与方法日益丰富, 渐成体系。在这一过程中, 中医学参与其中发挥优势, 创新发展理论方法, 形成健康状态辨识的系列技术, 体现了主导地位和重大价值。在中医学的整体观与治未病理念指导下, 现有的健康状态辨识方法已不局限于面向疾病的指标监控和风险筛查, 而是转向整体性的状态辨识, 从生理、心理、环境适应力等多个维度进行测量, 借助"热声光电"等物理学方法、量表问卷等心理学方法、模型算法等数学方法、基因蛋白芯片等分子生物学方法, 形成了专家辨识、标准辨识、数字辨识、智能辨识、微观辨识等不同模式。

随着信息技术的发展, 新时代的健康状态辨识模式将有望进一步突破瓶颈, 实现辨识精度与普及推广度的两全其美。一方面, 健康医学的未来趋向是在大数据视野下实现横跨多平台的健康监测信息集成, 从不同层面全方位关注生命全过程的健康, 构建一体化的健康网络^[48]。另一方面, 新的健康状态辨识模式将借力人工智能, 有机融合多种方法, 实现多元辨识、远程辨识、终身辨识以及自动辨识等多种新模式。在这样的基础上, 健康状态辨识可以根据应用平台和面向对象的不同, 形成多套适宜的辨识技术, 推动相应健康产业的形成发展, 合理配置和高效利用多元化的健康资源, 实现更加优质、便捷、人性化的健康服务, 从而为"健康中国"的大战略作出贡献。