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目的:
本课题对在相对稳定的条件下获取的舌象图像信息加以识别和分析,针对腻苔的图像识别方法研究与应用,改进腻苔的客观识别方法,为舌诊客观化、信息化的实现以及扩大中医望诊现代化方法的临床运用奠定基础。
方法:
(1)运用NIKOND90数码单反机、TDAS舌诊系统进行舌象图像采集,选取适中苔舌象图像111例,偏腻苔119例,腻苔104例,共344例。用L*a*b*色度空间进行颜色分析,灰度差分原理进行舌苔纹理分析。用朴素贝叶斯、支持向量机、决策树及神经网络四种模式识别方法对舌苔进行分析,以舌苔纹理、纹理与颜色、1×1、2×2、3×3模块纹理及3×3模块纹理与颜色指标为特征值进行分类。选用的纹理指标包括:对比度(CON)、熵(ENT)、均值(MEAN)、角度方向二阶矩(ASM),颜色指标包括:R、G、B、H、I、S、L、a、b、Y、Cr、Cb。
(2)运用NIKOND90数码单反机、TDAS舌诊系统在手动模式下拍摄健康者(116例)、亚健康者(104例)及疾病患者(579例)舌象图像共799例,疾病包括慢性胃炎(283例)、妇科疾病(166例)及肺癌(130例)三个病种,对慢性胃炎进行中医辨证,分为脾胃气虚、脾胃湿热、肝胃不和、脾胃虚寒、气滞血瘀及胃阴亏虚六个证型,应用已建立的腻苔客观化识别方法对健康者、亚健康者及疾病患者进行临床研究。
结果:
(1)以舌苔纹理指标为特征值时,朴素贝叶斯、支持向量机、决策树及神经网络四种方法进行适中苔、偏腻苔、腻苔三分类,总的正确率最高为41.8%,适中苔、腻苔两分类总的正确率最高为61.3%。同样用这四种方法,以纹理与颜色指标为特征值进行三分类,支持向量机总的正确率最高为75.6%,两分类时,支持向量机总的正确率最高为95.6%。支持向量机分类总的正确率最高,以纹理与颜色指标为特征值分类结果优于以舌苔纹理指标为特征值分类,两分类总的正确率高于三分类。
(2)用支持向量机,以1×1、2×2、3×3模块纹理指标为特征值的三分类总正确率依次为39.5%、52.9%、59.6%;两分类的总正确率依次为59.1%、77.2%、84.9%,可见3×3模块纹理指标为特征值分类总的正确率最高。
(3)总体比较,健康组、亚健康组及疾病组三组比较各类舌苔分布在统计学上有显著性差异(P<0.01),两两比较,疾病组与健康组、疾病组与亚健康组比较各类舌苔分布在统计学上有显著性差异(P<0.01),说明疾病组腻苔发生率较健康组、亚健康组高。舌苔定量指标比较,亚健康组与健康组比较,L*与a*值在统计学上有显著性差异(P<0.01),亚健康组的L*值较健康组增大,a*值较健康组减小,说明亚健康组舌象明亮度增加,舌色偏淡。疾病组与健康组比较,ASM、a*、ENT、L*值在统计学上有显著性差异(P<0.05),疾病组ASM、a*值减小,ENT、L*值增大,说明疾病组的舌苔偏腻,舌色偏淡。疾病组与亚健康组比较,ASM、ENT、a*值在统计学上有显著差异(P<0.05),疾病组ASM、a*值减小,ENT值增大,说明疾病组的舌苔偏厚腻。
(4)总体比较,慢性胃炎组、妇科疾病组、肺癌组比较各类舌苔分布在统计学上有显著性差异(P<0.01),两两比较,妇科疾病组与慢性胃炎组、妇科疾病组与肺癌组比较各类舌苔分布在统计学上有显著性差异(P<0.01),说明慢性胃炎组、肺癌组腻苔发生率较妇科疾病组高。舌苔定量指标比较,慢性胃炎组与妇科疾病组、肺癌组与妇科疾病组比较,ASM、ENT、L*、a*、b*值在统计学上有显著差异(P<0.05),慢性胃炎组、肺癌组的ASM、a*、b*值减小,ENT、L*值增大,说明慢性胃炎组、肺癌组较妇科疾病组舌苔偏厚腻。
(5)总体比较,慢性胃炎各证型比较各类舌苔分布在统计学上有显著性差异(P<0.01),两两比较,脾胃虚寒组与脾胃湿热组、胃阴亏虚组与脾胃湿热组比较各类舌苔分布在统计学上有显著性差异(P<0.05),说明慢性胃炎各证型腻苔发生率总的来讲有区别。其中,脾胃虚寒组、胃阴亏虚组比脾胃湿热组腻苔发生率明显偏低。舌苔定量指标比较,脾胃气虚组与脾胃湿热组比较,舌苔的L*、a*值在统计学上有显著差异(P<0.05),脾胃气虚组的L*值减小,a*值增大,说明脾胃气虚组的舌苔亮度较脾胃湿热组偏低,脾胃气虚组舌苔薄白。肝胃不和组与脾胃湿热组比较,舌苔的CON值在统计学上有显著差异(P<0.05),肝胃不和组的CON值增大,脾胃湿热组的CON值较小,说明脾胃湿热组舌苔偏腻。脾胃虚寒组与脾胃湿热组比较,舌苔的L*、a*值在统计学上有显著差异(P<0.05),脾胃虚寒组的L*值减小,a*值增大,说明脾胃虚寒组的舌苔亮度较脾胃湿热组偏低,脾胃虚寒组舌苔薄白。气滞血瘀组与脾胃湿热组比较,b*值在统计学上有显著差异(P<0.05),气滞血瘀组的b*值减小,脾胃湿热组的b*值较大,说明脾胃湿热组的舌苔偏黄。胃阴亏虚组与脾胃湿热组比较,舌苔的CON、ASM、ENT、L*、a*值在统计学上有显著差异(P<0.05),胃阴亏虚组的CON、ASM及a*值增大,ENT、L*值减小。脾胃湿热组比胃阴亏虚组的CON、ASM小,ENT值大,说明脾胃湿热组的舌苔偏腻。A*值增大,说明胃阴亏虚组的舌色偏红。L*值减小,说明胃阴亏虚组舌面亮度较脾胃湿热组为低。
结论:
(1)纹理与颜色指标相结合可以作为腻苔的图像客观识别指标。
(2)在图像归一化的前提下,3×3模块纹理与颜色指标相结合是最佳腻苔客观评价指标。
(3)疾病状态比健康状态、亚健康状态腻苔发生率高,健康状态与亚健康状态腻苔表现没有明显区别。
(4)慢性胃炎各证型腻苔发生率有区别,脾胃虚寒组、胃阴亏虚组比脾胃湿热组腻苔发生率低。
(5)用支持向量机对舌苔纹理、颜色指标进行腻苔分类是可行的。