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综述文章

基于毫米波雷达的失眠中医证候辨识与分析

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2026年9月11日

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本文内容

摘要

本研究提出一种非接触式毫米波雷达框架,通过从两层框架中提取15个多维睡眠特征,以客观表征五种传统中医(TCM)失眠证型。该两层框架包括原始信号(呼吸、心率、体动)和通过算法模型估算的衍生参数(睡眠结构、微觉醒),这些模型需通过多导睡眠图(PSG)进行验证。

摘要

为解决中医失眠证候辨证中缺乏连续、客观的夜间体征数据的问题,本研究基于毫米波雷达技术,探索失眠证候的客观表征方法及其数字化、智能化识别路径。本综述系统检索了中国知网(CNKI)、万方、PubMed 和 Web of Science 数据库,时间范围为 2008 年 1 月至 2026 年 8 月,涵盖中医失眠证候辨识与治疗、心率变异性与自主神经功能、以及基于毫米波雷达的非接触式睡眠/呼吸监测相关文献。以中医五大失眠证型的病机为出发点,结合现代睡眠生理学,推导出内在的“证候—自主神经/体征”关联机制。通过雷达采集的非接触式运动信号,转化为呼吸、心率和体动等基础生命体征序列。基于这些基础信号,构建了一套涵盖睡眠结构、自主神经功能、呼吸模式和体动行为四个维度的 15 项定量指标体系。其中,基础指标通过直接提取或简单统计获得,而睡眠结构、微觉醒及呼吸暂停低通气指数(AHI)等指标则通过算法模型估算,需与多导睡眠图(PSG)进行验证比对。本研究建立了五大失眠证型与雷达信号特征之间的病机—生理映射模型,形成包含 15 项标准化参数的中医睡眠数字化表征体系,为从非接触信号中解耦不同证候间的微观差异提供了理论计算基础。毫米波雷达可作为传统四诊的有效延伸,为失眠证候辨识提供无创、连续的夜间数据补充。本研究构建的指标体系与理论框架,为后续临床数据验证及家庭化、数字化、智能化的中医睡眠评估设备研发奠定了方法学基础。​

引言

睡眠障碍已成为全球性的公共卫生问题。在中医理论中,失眠属于“不寐”的范畴,其辨证论治体系以阴阳失衡为核心,强调因人制宜的个体化诊疗。传统的中医辨证主要依赖医师通过望、闻、问、切四种诊法积累的经验进行判断。随着中医药现代化的发展,利用现代传感技术实现辨证信息的客观采集与定量分析,已成为“数字化、智能化”中医临床研究的重要方向1。

传统的多导睡眠图(PSG)和可穿戴设备(如智能手环、智能手表和心电贴片)均需要佩戴传感器;这些方法可能引起明显的睡眠干扰和显著的“首夜效应”,因此不适用于长期连续的家庭监测。毫米波雷达能够以非接触方式直接检测呼吸和心率这两项关键生命体征,并通过测距和测速识别人体运动信号。近年来的研究进展已证明,基于雷达的睡眠分期与PSG具有中等至高度的一致性2,3。类似地,多项研究已将雷达提取的心率变异性(HRV)与心电图(ECG)进行验证,结果显示在时域和频域参数上具有可接受的一致性4,5。基于雷达的呼吸事件检测及呼吸暂停低通气指数(AHI)估算也已有探索,与PSG相比,报告的相关性超过0.86,

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综述与观点

毫米波雷达与中医辨证理论映射关系

中医睡眠模式分类的理论基础

传统中医(TCM)将失眠归类为Bu Mei主要分为五种证型:肝火扰心证、痰热扰心证、心脾两虚证、心肾不交证和心胆气虚证9。该 林树 · Kouwen 《灵枢》曰:“阳气尽则阴气盛,目瞑而寐;阴气尽则阳气盛,神清而寤。” 正常睡眠依赖于阳气入阴的动态平衡。当此平衡失调,或因阳气亢盛而不得入阴,或因阴气不足而不能敛阳,即可导致睡眠障碍。从营卫之气理论来看,卫气具有昼夜节律性:“昼日行于阳二十五周,夜行于阴二十五周”10卫气昼夜循行的有序交替构成了睡眠-觉醒节律的生理基础。营卫之气运行失常可导致睡眠障碍。因此,阴阳失调是失眠的核心病机。

雷达信号的理论框架与中医证候辨识

情绪、身体运动频率与心率变异性(HRV)

情绪与自主神经系统之间的密切关系是生理心理学中的基本共识。“情志躁动”在病理生理学上表现为交感神经兴奋,导致不自主肢体运动增加....

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结论

毫米波雷达能够以非接触、最小侵入性的方式,将中医诊断的三个经典概念——望形体、察呼吸、辨动静——转化为连续的定量生理参数。基于这一能力,本文提出了一条有待进一步临床验证的理论诊断路径:从雷达提取的特征,到病理生理映射,最终实现证型分类。本文提出了一个理论框架,阐述雷达捕捉的生命体征如何多维度反映五种主要失眠证型的核心病机特征。然而,所提出的特征与证型之间的关联并非经过验证的诊断阈值,而是基于中医病机理论与现代睡眠生理学的推论,需在特定的中医人群队列中进行前瞻性验证后方可应用于临床。尽管如此,雷达监测的实际应用仍存在局限性,包括对环境运动、体位变化和信号丢失的敏感性。这些因素可能降低其在真实场景中的可靠性,凸显了精细的信号处理与质量控制的必要性。

基于毫米波雷达的睡眠监测在与中医证候辨识关联时所体现的客观性,表现在以下三个关键方面。第一,无创、非接触式的数据采集方式可消除主观偏差,并避免监测过程对受试者造成干扰。第二,对于原始信号(呼吸、心率和体动),其特征计算基于雷达测距与相位分辨的物理原理,确保了标准化与可重复性;对于衍生参数(睡眠分期、微觉醒指数、呼吸暂停低通气指数AHI及相关.......

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披露

作者无任何利益冲突需披露。

致谢

本工作得到国家自然科学基金(面上项目,项目编号:82374576)、上海市科学技术委员会地方高校能力建设计划(项目编号:23010504900)以及与上海荣泰健康科技有限公司合作项目“基于毫米波雷达的生命体征采集设备设计及睡眠质量评估模型构建”(项目编号:E4‑H2411399)的资助。

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参考文献

  1. Chen B, et al. Thoughts on traditional Chinese medicine syndrome differentiation and treatment of sleep disorders based on the “one principle, four aspects” theory. Space Med Med Eng. 2025;36:337–42.
  2. Mohammadjany A, Miar-Naimi H. High-gain Vivaldi-enhanced FMCW radar for robust through-wall human and object detection. Sens Imaging. 2025;26:148.
  3. Qu K, Wei L, Zhang R. Noncontact cardiac activity detection based on single-channel ISM band FMCW radar. Biosensors (Basel). 2023;13(11):982.
  4. Cui R, Cui W, Cai Y, Yan Y. Non-contact reconstruction of ECG signals using FMCW radar and SS-S2SA network. IEICE Trans Commun. 2025;E108-B:208–19.....

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