无创伸舌测慢病：北航高光谱仪器解锁中医舌诊数字化

前言：提起高光谱，最先想到的是卫星飞越太空，拍摄地表山川、农作物、水资源的卫星遥感技术；而说起舌诊，是传承数千年，一伸舌头就能辨脏腑、察体质的传统望诊绝学。一个是丈量天地的航天精密光学仪器，一个是体察人体内在的中医诊断手段，这两者看似相隔万里，如今在北京航空航天大学实验室完成融合。

不用抽血、无辐射、仅需伸舌1秒，就能把模糊的“舌淡胖、舌苔厚腻、舌色红”变成上百项精准量化的数据，辅助识别慢性胃炎、糖尿病等多种慢病。这台源自航天技术的舌诊设备，一边为一线中医医师补齐量化诊断工具，解决千百年来舌诊全凭经验、标准不统一的行业难题；一边走进社区，让普通老百姓在家门口就能完成慢病早筛，实现“治未病”健康预警。

一、传统舌诊的行业痛点：肉眼判断、难标准化

舌为心之苗，又为脾之外候。中医认为舌头连通五脏六腑，舌质、舌苔、舌形的细微变化，对应气血、寒热、虚实、痰湿的内在失衡，是望诊里最核心、最便捷的诊断窗口。但传统人工舌诊有无法绕开的短板，长期制约中医标准化、基层慢病普及。

首先，中医诊室的环境光偏差大，舌诊全靠主观经验。诊室灯光变化、患者伸舌力度，都会让同样的舌头出现完全不同的视觉效果。同样一条舌头，不同的医师可能得出完全不同的结果，没有统一数值标尺，诊断结果无法复现。

同时，中医舌诊的传承和病历记录一直依靠模糊的文字描述，无法转化为客观的数据。中医典籍里“淡白舌、苔微腻、舌边瘀点”这类描述没有量化标准，难以录入电子病历、无法做前后疗效对比，也不能支撑多中心临床对照试验，中医很难拿出标准化、可统计的循证医学数据。

最后，基层社区诊所、体检中心往往缺少资深的中医医师，很难快速完成大规模群众的健康诉求，很多慢病早期信号被忽略，等到出现明显症状再就医，调理周期更长、医疗成本更高。

北京航空航天大学杨照华教授带领其学生陈伊靖、董泽园等博士生十余人医工融合团队，依托与协和医院吴群励主任和北医三院王春勇主任合作项目的协同攻关，将航天遥感高光谱精密测量技术民用转化，研发“谱康感知”智慧中医慢性病监测系统，把航天级光学检测仪器创新性型改造为中医仪器，1秒完成面舌部多维光谱采集，让传统望诊变成可量化的精密检测。

（a）舌诊采集设备

（b）智能中医舌诊与慢病监测软件

图1 “谱康感知”智慧中医慢性病检测系统

二、高光谱成像：给舌头做无创“光学CT”

我们日常的手机、数码相机，只捕捉红、绿、蓝3个宽波段光线，只能记录舌头表面肉眼可见的颜色，就像只看一张平面照片，皮下血管、舌苔代谢物、组织血氧的深层信息全部被隐藏。而高光谱成像一次性采集可见光到近红外数十个连续窄波段图像，每一个像素点都对应一条独一无二的光谱反射曲线，最终生成包含空间坐标、光谱波长的三维“数据立方体”，就好比对舌头进行无创的“光学CT扫描”。

世间所有物质，都会对光线产生独特的吸收、反射、散射效果，这种专属光学特征，就是“光谱指纹”（图2），人体舌黏膜组织也不例外。舌头黏膜布满密集微血管，气血充足、阳虚水湿、血瘀人群，血液中氧合血红蛋白浓度不同，对近红外光的反射率会出现相应的差异。此外，舌苔是上皮细胞、代谢物、津液混合形成，湿热重的黄厚苔、寒湿重的白腻苔、津液亏虚的少苔，其代谢物、水分含量不同，可以通过光谱进行区分。

在很多慢病早期，人体没有明显不适感，舌体从肉眼上来看也没有明显的变化，但皮下血氧、舌苔代谢物已经出现细微改变，人眼完全无法分辨。这些发生在舌头组织的细微变化均能够被高光谱成像技术无创且灵敏地捕捉，并将其转化成一系列关乎健康的指标。将人眼无法分辨的细微组织变化，转化为一系列可视化、可量化的健康指标，包括血红蛋白、脱氧血红蛋白、血糖等信息。通过高光谱测量看到中医人眼无法分辨的信息，也是给中医插上了可量化的翅膀。弥补了传统经验诊断主观性强、精准度不足的短板，还搭建起了中西医互通的全新桥梁。传统中医从整体、辨证的角度认知人体健康与疾病，西医依托微观指标、生物数据解析病变机制，而高光谱成像技术打通了二者的壁垒。

图2舌象组织的“光谱指纹”

三、AI + 高光谱：让仪器看懂舌象、发现早期慢病

慢性病的发生，从来不是一夜之间出现明显病痛：从脏腑代谢紊乱、气血失衡，到真正确诊胃炎、糖尿病，中间会有长达数年的“亚健康窗口期”。在这个阶段，人体皮下微血管血氧、体内血糖等已经悄悄发生改变，但这些变化藏在皮下组织、微观分子层面，既看不到、摸不着，单纯依靠中医师肉眼观察，很容易被忽略。《Nature》《Cell》《柳叶刀》等多篇高水平论文也已证实：舌头黏膜的光谱信息，和心血管、消化、内分泌慢病高度关联。用户只需将下巴轻放在设备托台，张口伸舌，1秒内即可采集舌象三维光谱数据立方体。采集完成后，内置的AI算法模型会自动提取颜色、形状、纹理、血红蛋白、代谢物等上百项光谱特征，输出7个维度的舌象量化评分（图3）。

图3 舌象量化评分

单纯看懂舌象只是基础，AI真正的核心能力，是建立光谱特征与中医证型、慢病风险的关联模型（图4）。AI 会将用户实时光谱数据，和数据库内健康人群、慢病患者光谱曲线自动比对，计算偏离程度，输出低风险、亚健康预警、高危倾向的分层风险提示。团队前期联合了北京协和医院、北医三院、北中医东方医院等8家三甲医院，针对多种慢病开展了临床实验研究，将慢性胃炎、糖尿病实现慢病辅助诊断关口前移。

图4 光谱特征与中医证型、慢病风险的关联模型

四、落地临床与养生场景：帮中医增效、帮百姓科学调理

对一线中医师而言，这是一套能弥补传统舌诊主观化缺陷、提升中医诊疗与科研价值的数字化辅助手段。长久以来，中医辨证全凭肉眼观感和个人经验差异，易造成诊断分歧，而仪器输出能为辨证提供客观依据。患者复诊时系统可调取历次舌象光谱数据做纵向对比，舌色、齿痕、舌苔、水湿等各项评分的升降变化直观可视，医师能精准判断中药、针灸干预后的体质改善程度，及时调整方药配伍，解决了传统诊疗无法量化评估疗效的痛点。

普通民众完成检测后，系统内置大模型会结合每个人的舌象量化评分、体质偏颇与慢病风险指数，生成一套通俗易懂的全维度生活调理方案，实现一人一方的个性化治未病管理。模型会依据光谱反映出的体内水湿、燥热、气血亏虚、血瘀等不同状态划分调理核心方向，从日常饮食结构、食材取舍给出清晰指引；同时匹配适配自身体质的运动方案，区分温和导引与高强度有氧的适用人群；还会结合舌象对应的脏腑失衡，标注居家可自行操作的穴位按摩、简易艾灸点位，操作门槛低，适合日常居家长期养护。

目前系统已在除了三甲医院的科研以外，我们团队服务北航社区、山西吕梁、北京妇联职工等多个场景落地应用（图5）。伸舌1秒即可完成无创筛查，快速识别畏寒乏力、水肿等甲减高危舌象信号，实现“治未病”前置预警，大幅降低慢病长期就医、医保负担。

图5 实际场景落地

结语

传承千年的中医，藏着古人体察人体健康的智慧；翱翔太空的航天高光谱精密测量，代表现代光学仪器的顶尖精度。以航天精密测量赋能传统中医药，用数据打通经验医学与循证医学的壁垒，这是北航团队持续深耕医工交叉的初心。

作者：杨照华 北京航空航天大学

联合版权、推荐单位：中国仪器仪表学会科普工作委员会