中医正气评估系统

1 项目概述

1.1 背景

「正气存内，邪不可干」——《黄帝内经》

《黄帝内经》将"正气"视为人体抗病、自愈、适应的综合能力。现代医学中以心率变异性（HRV）、血管弹性、睡眠结构等客观生理指标，恰与中医"正气"的多维度内涵高度对应。本系统以 PPG 可穿戴设备采集的连续生理信号为基础，融合现代信号处理与中医辨证逻辑，构建了可量化、可追踪、可解释的正气评估体系。

1.2 核心能力

能力	说明
27 项生理指标提取	从原始 PPG 光电容积脉搏波信号中提取心率、血管、睡眠、活动四大类共 27 个量化指标
9 维正气评估	基于中医整体观，将 27 项指标映射到阴阳平衡、心气、肝木、肾精、心血、气血、卫阳、宗气、脑灌注充盈 9 大维度
9 种体质判定	基于国医大师王琦院士体质九分法，将 9 维正气评分映射为平和质/气虚/阳虚/阴虚/血瘀/气郁/痰湿/湿热 8 种体质（特禀质不可 PPG 评估），含年龄/性别自适应阈值与兼有体质识别
年龄+性别自适应	参考范围随年龄（青年/中年/老年）和性别（男/女）动态调整，基于 Framingham、SWAN 等权威文献
5 图可视化	生成 24h 心率趋势、正气雷达图、睡眠分析、活动分析、人体功能热点图共 5 张专业图表
个性化调养建议	根据评估结果自动生成生活、饮食、情志三大维度的中医养生方案

1.3 PPG 数据源

系统接收可穿戴设备采集的 PPG 原始数据流（十六进制），每条记录包含：

字段	字节	含义
时间戳	8 字符	Unix 时间戳（十六进制）
RR 间期	3 字符	相邻心跳间隔（ms）
脉搏波前时间	5 字符	心电 R 波 → 脉搏波峰值（ms）
脉搏波后时间	5 字符	脉搏波峰值 → 回落点（ms）
体动值	4 字符	三轴加速度合向量强度

2 系统架构

本系统采用五层数智化架构，将可穿戴设备采集的连续生理信号，经智能分析引擎（自研）逐层提炼，最终映射为中医正气理论体系下的量化评估结果。整个流程无需人工干预，实现从"数据"到"洞见"的全自动化闭环。

2.1 总体架构概览

┌──────────────────────────────────────────────────────────────┐
│                    中医正气数智评估引擎                           │
├──────────────────────────────────────────────────────────────┤
│                                                              │
│  ① 数据感知层                                                 │
│     PPG 光电容积脉搏波 · 持续无感采集                            │
│     ↓                                                        │
│  ② 智能感知计算层                                              │
│     隐马尔可夫模型 · 分层状态机 · 8 态人体状态智能识别              │
│     ↓                                                        │
│  ③ 特征工程层                                                 │
│     心率·血管·睡眠·活动 四大模块 27 项生理指标自动提取              │
│     ↓                                                        │
│  ④ 中医知识推理层                                              │
│     现代指标 → 中医正气维度映射 · 年龄/性别自适应基线校准           │
│     ↓                                                        │
│  ⑤ 智能输出层                                                 │
│     综合评分 · 5 图可视化 · 风险预警 · 个性化调养方案              │
│                                                              │
└──────────────────────────────────────────────────────────────┘

2.2 第一层：数据感知层

系统以PPG（光电容积脉搏波）传感器为核心数据源，通过可穿戴设备对用户进行全天候、无创、连续的生理信号采集。每条原始数据记录包含高精度时间戳、逐拍 RR 间期、脉搏波传导时间（前/后双相）以及三轴体动强度，为后续智能分析提供毫秒级时间分辨率的原始信号基础。

2.3 第二层：智能感知计算层

这是系统的核心智能引擎（自研）。基于隐马尔可夫模型（HMM）与分层状态机相结合的技术路线，系统对逐拍生理信号进行上下文感知的分类推理：

• 睡眠期精细识别：利用心率平稳度 + 体动缺失 + 时序连续性，将夜间睡眠自动细分为深睡（N3）、浅睡（N1/N2）、快速眼动（REM）三个亚阶段
• 觉醒期活动分级：通过心率与体动的联合阈值动态模型，将日间状态划分为静息、久坐、日常活动、有氧运动、激烈运动五个层级
• 动态基线校准：系统自动学习个体心率基线，避免"一刀切"阈值带来的误判，实现千人千面的精准状态识别

该层输出的 8 种人体状态标签，是整个评估体系的数据基础，直接决定了后续所有指标的计算精度。

2.4 第三层：特征工程层

在系统完成状态标注后，系统自动从四个模块提取27 项量化生理指标：

模块	指标数	提取逻辑
心率与节律	11 项	静息心率、全天平均心率、HRV时域RMSSD(夜间)、HRV频域LF/HF(夜间)、心律不齐指数、RR变异系数、SD1(庞加莱短轴)、SD2(庞加莱长轴)、DFA α1(去趋势波动分析)、心脉耦合度、夜间最低心率/日间比值
血管功能	7 项	外周阻力指数、血管硬化指数、脉搏波前时间均值、脉搏波下降时间均值、心输出量指数、血管弹性指数、绝对脉宽量级
睡眠与恢复	11 项	睡眠总时长、夜间睡眠总时长、深睡眠比例、REM占比、REM潜伏期、睡眠平均心率、睡眠心率下降率、睡眠碎片化指数、觉醒次数、微觉醒率、深睡连续性
活动与代谢	5 项	日间有效活动时长、活动心率负荷、最大心率恢复率、久坐占比、昼夜心率差值

2.5 第四层：中医知识推理层

这是连接现代生理学与中医传统理论的关键桥梁。系统内置了一套基于中医整体观的指标-维度映射知识库：

• 多对多映射：一项指标可贡献多个正气维度（如静息心率同时影响心气充沛度、阴阳平衡度、肾阳充盈度），体现中医"整体关联"的思维特点
• 年龄自适应：参考范围随年龄（青年/中年/老年）动态调整，模拟中医"因人制宜"的辨证原则——青年重卫阳与肝木，中年重气血与心气，老年重肾精与血管
• 性别自适应：女性人群的心率基线、HRV 参数、血管指标参考范围独立校准，基于 Framingham、SWAN 等国际权威队列研究成果
• 肾精双维拆分：将肾精维度拆分为肾阴（藏/修复）与肾阳（发/动力）两个子维度，更精准地评估先天之本的阴阳平衡状态
• 指标→维度全覆盖：27 项指标全部参与 9 维度评分
• 昼夜心率差修正：评分从对称惩罚改为非对称——仅惩罚过低（节律弱），不再误判深睡恢复充分导致的高差值

2.6 第五层：智能输出层

在完成全部计算后，系统自动生成多维度的结构化评估报告：

• 综合正气指数：0–100 分制，9 维度几何平均聚合（V7.14 起采用几何平均替代算术平均，短板敏感度提升，参考联合国 HDI 方法论）
• 5 张专业级可视化图表：24h 心率趋势图、正气雷达图、睡眠结构分析图、日常活动分析图、人体功能热点图
• 风险预警系统：自动识别偏差维度并分级（核心风险/关注/预警），含 6 条文献支撑的心脑血管专项预警规则
• 个性化调养方案：基于评估结果生成生活方式、饮食建议、情志调摄三大维度的中医养生指导

3 26 项检测指标详解

3.1 心率与节律模块（自主神经 & 心气）

① 静息心率 (Resting Heart Rate)

单位	BPM（次/分钟）
中医对应	心气虚实、阴阳平衡
计算方法	选取体动值最低的后 20% 数据段，计算该时段内瞬时心率均值
临床意义	持续偏高 → "心火旺"或"阴虚阳亢"；持续偏低 → "心气虚"或"阳虚"
性别差异	女性静息心率比男性高 3–5 BPM

② 全天平均心率 (Mean HR)

单位	BPM
中医对应	整体心血管负荷、阳气状态
计算方法	监测期内所有有效瞬时心率的算术均值
临床意义	反映全天平均心脏做功水平，持续偏高需关注交感神经过度激活

③ HRV 时域 — RMSSD（夜间）

单位	ms
中医对应	阴液滋养力、肾精储备
计算方法	提取夜间睡眠段 RR 间期序列，计算相邻 RR 差值的均方根
临床意义	直接反映副交感神经（迷走神经）张力。数值越高 → 正气储备越足、恢复力越强
性别差异	女性 RMSSD 基线更高（雌激素增强迷走神经张力）

④ HRV 频域 — LF/HF（夜间）

单位	无量纲比值
中医对应	阴阳平衡度（LF=阳/交感，HF=阴/副交感）
计算方法	Lomb-Scargle 周期图法：0.04–0.15Hz 为 LF，0.15–0.4Hz 为 HF
临床意义	1.0–2.0 为理想阴阳平衡区间；>3.0 提示"阳亢阴虚"（交感过度激活）

⑤ 心律不齐指数

单位	%
中医对应	心神不宁、心气虚衰
计算方法	pNN80 绝对阈值法（逐次RR间期差 >80ms 占比），临床 HRV 金标准。PPG 传感器固有抖动偏大，pNN80 等效于 ECG pNN50
临床意义	筛查早搏、房颤等心律失常事件。分级：pNN50 涵盖呼吸性变异，pNN150 标记器质性事件。青年<22%、中年<25%、老年<28%为正常

⑤+ SD1（庞加莱短轴 · 副交感短期调控）

单位	ms
中医对应	阴精敛藏力、副交感短期调控
计算方法	基于夜间稳态 RR 间期序列，构建庞加莱散点图（RRn vs RRn+1），SD1 = √(½ × Var(RRn+1 − RRn))，量化逐拍短期变异
临床意义	SD1 专一反映副交感神经（迷走神经）对心率的逐拍精细调节。数值越高 → 迷走神经张力越强 → 阴精敛藏有力。与 RMSSD 高度相关但更聚焦短期调控。青年参考：15–80 ms

⑤++ SD2（庞加莱长轴 · 自主神经总变异性）

单位	ms
中医对应	阳气布散力、自主神经总变异性
计算方法	SD2 = √(2×Var(RRn) − ½×Var(RRn+1 − RRn))，量化心率总变异性
临床意义	SD2 综合反映交感+副交感的联合调节能力，涵盖昼夜节律、活动响应等长程变异。SD2 偏低 → 自主神经整体调节僵化；SD1/SD2 比值反映交感-副交感平衡。青年参考：60–250 ms

⑤+++ DFA α1（去趋势波动分析 · 自主神经复杂度）

单位	无量纲标度指数
中医对应	心气调控有序度、阴阳自和
计算方法	对夜间 RR 间期序列进行去趋势波动分析（DFA），在 4–16 拍短程尺度上拟合 RMS 波动 F(n) ∝ nα，取对数-对数回归斜率作为 α1。α1 ≈ 1.0 代表 1/f 类健康分形结构
临床意义	Goldberger 等提出"复杂度丧失"假说：健康心脏的 RR 动力学呈 1/f 分形（α1 ≈ 0.85–1.15），疾病状态下复杂度丧失 → α1 偏离 1.0。α1 < 0.5 → 心率过于随机（房颤）；α1 > 1.5 → 心率过于规则（衰老/心衰）。与 SD1/SD2 互补：SD1/SD2 看变异量，DFA α1 看变异质

⑤++++ 心脉耦合度（HR-PW 解耦指数）

单位	无量纲比值
中医对应	心主血脉、气血同源
计算方法	按睡眠段分段计算脉搏波形态变异系数（CV_PW）与心率变异系数（CV_HR）之比，取各段最差值。CV_PW / CV_HR 越高 → 脉搏波波动与心率波动不匹配 → 中枢-外周解耦
临床意义	基于《素问》"心者，其充在血脉"：正常人心率与脉搏波共享中枢自主神经调控、波动同步；当心血管解耦时，心率虽稳定但外周脉搏波大幅波动 → "心虽泵而脉不应" → 气滞血瘀早期信号。≤1.5 耦合正常，1.5–3 过渡，>3 脱耦风险

⑤+++++ 夜间最低心率/日间比值

单位	无量纲比值
中医对应	阴平阳秘、昼夜节律深度
计算方法	夜间（22:00–06:00）心率最小值 ÷ 日间非睡眠心率均值。比值越低 → 夜间副交感激活越充分、昼夜节律振幅越大
临床意义	比昼夜心率差值更稳健的节律深度指标——不受日间活动强度干扰，专注量化"夜间心跳能降多低"。正常青年 0.65–0.82，<0.65 提示极强副交感驱动（训练有素者），>0.90 提示非杓型节律风险。与昼夜心率差值互补：差值看"振幅"，比值看"深度"

3.2 血管功能模块（肝木调达 & 气血通畅）

⑥ 外周阻力指数

单位	无量纲比值
中医对应	肝气郁结、气滞血瘀
计算方法	静息态下 脉搏波后时间 ÷ 脉搏波前时间 的均值
临床意义	比值越大 → 外周微血管收缩越强 → 高血压早期指征
性别差异	绝经前女性更低（雌激素扩血管效应）

⑦ 血管硬化指数

单位	无量纲
中医对应	脉痹、痰瘀阻络
计算方法	全天 脉搏波后时间 ÷ 脉搏波前时间 序列的标准差
临床意义	大动脉缓冲能力量化。持续升高 → 动脉硬化风险 → "胸痹""中风"的病理基础

⑧ 脉搏波前时间均值

单位	ms
中医对应	肝风内动、气血上冲
计算方法	静息态下脉搏波前时间的均值
临床意义	与血压呈负相关。缩短 → 血压升高 → "肝阳上亢之象"

⑧+ 脉搏波下降时间均值

单位	ms
中医对应	肝主筋、血管舒张柔韧
计算方法	低体动日间静息态下脉搏波后时间(pw_back)的均值
临床意义	反映外周血管舒张能力与弹性回缩。时间长 → 血管柔软（"肝主筋"正常）；时间短 → 舒张受限或外周阻力增高（"肝气郁结"）。与 pw_front_avg（收缩期/上升支）成对互补

⑧++ 绝对脉宽量级

单位	ms
中医对应	气血充盈度、心输出灌注
计算方法	静息态下脉搏波下降时间均值 − 脉搏波前时间均值，即脉搏波绝对宽度，反映每搏量量级
临床意义	脉宽越宽 → 心肌收缩力越强、外周灌注越充分 → "气血充盈，脉道通利"；脉宽过窄 → 每搏量不足或外周阻力过高。年龄分层参考：青年 250–450 ms、中年 200–400 ms、老年 150–350 ms。与心输出量指数互补：心输出量指数看相对效率，绝对脉宽看每搏绝对值

3.3 睡眠与恢复模块（肾精 & 心神）

⑨ 睡眠总时长

单位	小时
中医对应	心神的休养程度
计算方法	基于体动阈值识别睡眠起止时间，计算夜间实际睡眠总时长
临床意义	成人推荐 7–9 小时，<6 小时显著影响免疫与认知

⑨+ 夜间睡眠时长

单位	小时
中医对应	心神休养连续性
计算方法	夜间 22:00–06:00 时段内的实际睡眠总时长（不含日间小憩）
临床意义	与 ⑨（全天睡眠总时长）互补：夜间睡眠时长反映核心睡眠段是否充足，含午休等日间小憩的「睡眠总时长」可能虚高

⑩ 深睡眠比例

单位	%
中医对应	肾精化生、阴精滋养
计算方法	基于心率最低且平稳、体动极少的特征（HMM 模型），识别 N3 深睡时段占比
临床意义	正常 15–30%。深睡期是生长激素分泌、细胞修复、免疫记忆巩固的关键期

⑪ 睡眠心率下降率

单位	%
中医对应	心肾不交、阴虚火旺
计算方法	(入睡前1h非睡眠心率中位数 − 主睡眠段心率中位数) ÷ 入睡前基线。中位数免疫短暂高心率尖峰（翻身/咳嗽），仅主睡眠段不含午休
评分方法	黄金区间法：区间内满分；低于下限→自主神经弱，线性衰减；高于上限→疑似白天运动伪影（非真实睡眠恢复），逐减惩罚
参考区间	青年 12-30%，中年 10-25%，老年 8-20%
临床意义	下降率过低→心脏夜间未充分休息→"心火扰神""心肾不交"。过高（>上限）→往往反映白天运动负荷，并非睡眠质量卓越

⑪+ 睡眠平均心率

单位	BPM
中医对应	心火扰神、阴不制阳
计算方法	睡眠期间（深睡+浅睡+REM）所有时刻心率的算术平均值
临床意义	夜间睡眠心率应 低于 日间静息心率。若睡眠心率 > 静息心率 → "心火扰神"——人在睡但心脏未休息。与"睡眠心率下降率"互补：下降率看相对降幅，此项看绝对水平

⑫ 睡眠碎片化指数

单位	次/小时
中医对应	肝魂不安、心神不宁
计算方法	睡眠状态转换次数（入睡↔醒来的切换频次）÷ 睡眠总小时数。基于分类器状态标签的逐分钟 diff 统计，不依赖体动阈值
临床意义	碎片化高 → 睡眠浅、易醒 → 深度修复不足

⑬ 觉醒次数

单位	次
中医对应	心神安宁、睡眠连续
计算方法	夜间睡眠期间从睡眠状态清醒并再次入睡的次数（排除最终起床）
临床意义	频繁觉醒 → 心神不安、睡眠不踏实 → 心血神明受损。中医认为"夜卧则血归于肝"，失眠多醒则血不归肝

⑬+ 微觉醒率

单位	次/小时
中医对应	心神微扰、睡眠稳定性
计算方法	主睡眠段内 HR 突增超过基线+15 BPM 持续 ≥30 秒的微觉醒事件，按 2 分钟内合并后除以睡眠小时数。捕获状态标签未变但生理上已惊醒的片段（做梦惊醒、翻身气喘等）
临床意义	<2 次/小时为正常，<5 次/小时为可接受。微觉醒率反映睡眠内部稳定性——用户看图看不到但生理上可感知的细微中断

3.4 活动与代谢模块（脾胃运化 & 阳气）

⑭ 日间有效活动时长

单位	分钟
中医对应	阳气生发、气血运行
计算方法	日间体动值超过 75 百分位阈值的累计时长
临床意义	WHO 推荐每周 ≥150 分钟中等强度活动。过少 → "气滞"，过多 → "正气耗散"

⑮ 活动心率负荷

单位	BPM
中医对应	劳倦伤脾、气虚
计算方法	活动时心率超过静息心率的差值对时间积分（心率储备利用率）
临床意义	稍活动即心率飙升 → "卫阳不固"；长期高位 → 过度耗散

⑯ 最大心率恢复率

单位	%
中医对应	心气恢复力、宗气充沛度
计算方法	(日间最高心率 − 峰值后 1 分钟心率) ÷ (最高心率 − 静息心率) × 100%，取 1 分钟与 2 分钟双点恢复的最大值
临床意义	直接反映心脏储备能力与副交感神经反应敏捷度（Bruce 跑台协议类比）。24h 最高心率后 1 分钟恢复比，仅设下限（青年>20%、中年>18%、老年>12%），无上限——趋近 100% 意味 1 分钟内心率回到静息水平，是心脏回弹性极好的表现。注意：若峰值心率偏低（<100 BPM），分母偏小会导致数值虚高，此时恢复率不可靠。该值非标准化运动负荷试验，不可直接对标临床恢复率。

⑰ RR 变异系数

单位	%
中医对应	自主神经储备、心气充沛度
计算方法	全天 RR 间期标准差 ÷ 均值 × 100%
临床意义	反映心率总体变异性，RR 变异系数越高 → 自主神经调节储备越充足，仅设下限无上限风险（arrhythmia_index 独立检测心律失常）

⑱ 久坐占比

单位	%
中医对应	气血流通、阳气通达
计算方法	(久坐 + 静息 状态时长) ÷ 总监测时长 × 100%。久坐检测分两条路径：① 完全静坐（体动 <1.5 + 心率极低）；② 活跃久坐（5分钟体动均值 <12 + 体动波动 <7 + 心率 <静息+15），用于识别敲键盘等持续小幅活动
临床意义	久坐占比过高 → 气血流通受阻 → "久坐伤肉"。偏低提示活动充足，气血畅行

⑲ 深睡连续性

单位	分钟
中医对应	肾精封藏深度、阴精滋养持续性
计算方法	最长不间断深睡(N3)段的持续时长
临床意义	反映肾脏深度修复的质量。连续深睡越长 → 生长激素分泌越充分 → 肾精化生越足

⑳ REM 占比

单位	%
中医对应	肝魂安守、情志调畅
计算方法	快速眼动(REM)睡眠时长 ÷ 睡眠总时长 × 100%
临床意义	REM 是情绪记忆整合的关键阶段。PPG 无法直接检测快速眼动（EOG），仅靠 HRV+血管舒张+低体动间接估算，天然低于 PSG 金标准（20-25%），PPG 等效约 8-20%。仅设下限（<4%=严重偏低），无上限惩罚（偏高通常为数据干净/HRV高）

⑳+ REM潜伏期

单位	分钟
中医对应	神魂安定、睡眠架构健康
计算方法	从入睡时刻到首次 REM 期出现的时间间隔。基于 HMM 模型识别的 REM 分期，取首个 REM 段起始时间与入睡时间的差值
临床意义	正常 >70 分钟。REM 潜伏期 <30 分钟 → "REM 前移"——是抑郁症的重要生物学标志（睡眠剥夺反弹也可导致）。中医视角：入睡即梦 → "神魂不安，血不归肝"。与 REM 占比互补：占比看总量，潜伏期看时序结构

㉑ 昼夜心率差值

单位	BPM
中医对应	昼夜节律、阴阳消长
计算方法	日间非睡眠段平均心率 − 夜间睡眠段平均心率
临床意义	差值越大 → 昼夜节律越清晰 → 阴阳消长有序。正常 8–42 BPM（青年）/ 6–38（中年）/ 4–32（老年）。后续修正：仅惩罚过低（节律弱），大差值+低静息心率=深睡恢复充分，不扣分

㉒ 心输出量指数

单位	指数
中医对应	心气推动、血脉灌注
计算方法	全天平均心率 × 静息态脉搏波幅度（pw_back−pw_front）÷ 100
临床意义	反映心脏每次搏动的排血能力。偏低 → 心气不足，泵血无力；偏高 → 心气尚可但需结合心率判断代偿状态

㉓ 血管弹性指数

单位	指数
中医对应	肝主筋、血管舒缩
计算方法	日间脉搏波前时间（pw_front）变异系数 × 0.06 + 高/低活动段 pw_front 下降幅度 × 0.18，上限 0.15
临床意义	反映血管随活动变化的舒缩灵活性。值越高 → 血管弹性越好 → 肝木调达；偏低 → 血管僵硬，舒缩反应迟钝

3.5 睡眠质量综合评级

综合深睡比例、碎片化、连续性和觉醒次数四项核心指标，输出 5 级评定：

评级	深睡比例	碎片化	连续性	觉醒次数	含义
优秀	> 20%	< 3 次/h	> 40 min	≤ 1 次	深睡充足、睡眠连续、心神安宁
良好	> 15%	< 5 次/h	—	≤ 3 次	深度修复到位，偶有轻微波动
正常	> 12%	< 6 次/h	—	≤ 5 次	基本达标，深睡和连续性有提升空间
欠佳	> 10%	—	—	—	深睡偏少，夜间修复能力不足
需改善	≤ 10%	—	—	—	深睡严重不足，急需调养恢复

中医解读：深睡对应"肾精化生"，碎片化反映"肝魂不宁"，觉醒次数体现"心神不安"。评级越低越需要从肾、肝、心三脏综合调养。

3.6 活动质量综合评级

综合有效活动时长、活动心率负荷、心率恢复率、久坐占比，输出 4 级评定：

评级	有效活动	活动心率	心率恢复率	久坐占比	含义
优秀	≥ 30 min	80–100 BPM	≥ 0.20	< 35%	动静得宜，阳气充沛，心肺恢复快
良好	≥ 20 min	—	≥ 0.15	—	活动量尚可，心肺有一定储备
一般	≥ 10 min	—	—	—	活动略偏少，心肺锻炼有提升空间
需改善	< 10 min	—	—	—	严重活动不足，阳气不生，宗气下陷

中医解读：有效活动时长对应"动则生阳"，活动心率负荷体现"卫阳固密"，心率恢复率反映"宗气贯心"，久坐占比关联"气血通畅"。

4 9 大正气评估维度详解

每个维度的评分范围 0–100（0–1 归一化），得分越高 = 正气越充沛。

4.1 阴阳平衡度

通俗名	自主神经平衡力
一句话	评估"油门"（交感/阳）和"刹车"（副交感/阴）的配合是否顺畅
核心指标	LF/HF 比值(0.22)、昼夜心率差(0.11)、睡眠心率下降率(0.11)、全天平均心率(0.10)、RR变异系数(0.07)、RMSSD(0.13)、SD1/SD2比值(0.08)、DFA α1(0.06)、LF极化(0.06)、PNS指数(0.06)
评分逻辑	十因子加权（V10.4）。LF/HF降权(0.35→0.22)，新增SD1/SD2比值与DFA α1增强可靠性，引入PNS指数直接量化副交感张力。昼夜心率差仅惩罚过低(<8 BPM)，不惩罚深睡恢复充分导致的高差值。睡眠平均心率绝对值——夜间心率越低阴愈能制阳
解读	高分 → 白天精神、夜晚安眠、节律分明；低分 → 易焦虑/易疲劳、昼夜节律模糊

4.2 心气充沛度

通俗名	心脏泵血底气
一句话	心脏跳动是否从容有力、节律规整
核心指标	静息心率(0.22)、心律不齐(0.20)、最大心率恢复率(0.22)、RR变异系数(0.16)、CO效率(0.04)、CO量级(0.08)、DFA α1(0.08)
评分逻辑	七因子加权（V10.4）。心率恢复率+静息心率+心律不齐为三大核心，新增DFA α1评估自主神经调控复杂度(4-16拍尺度)
解读	高分 → 心脏底力扎实，不心慌；低分 → 易疲劳、活动后喘促

4.3 肝木调达度

通俗名	血管弹性与舒畅度
一句话	血管是否柔软、情绪压力是否得到良好释放
核心指标	血管弹性指数(0.25)、外周阻力指数(0.20)、血管硬化指数(0.20)、脉搏波前时间均值(0.15)、日间有效活动时长(0.10)、久坐占比(0.10)
评分逻辑	七因子加权。血管弹性+外周阻力+血管硬化为三项核心血管指标，叠加久坐+活动反映肝气舒展，脉搏波下降时间反映血管舒张能力（"肝主筋"——时间长=血管柔软）
解读	高分 → 血管弹性好，气血畅行；低分 → "肝气郁结/肝阳上亢"风险

4.4 肾精充盈度

通俗名	夜间深度修复力
一句话	通过深睡"充电"的能力
核心指标	深睡眠比例、HRV RMSSD、SD1(庞加莱短轴)、夜间最低/日间心率比、睡眠心率下降率、睡眠碎片化、觉醒次数、深睡连续性、静息心率、心率恢复率、活动负荷、LF/HF、睡眠总时长

肾精维度拆分为阴阳两个子维度：

子维度	含义	核心权重
肾阴(水)	"藏"的能力 — 滋养、修复、封藏	深睡比例(.15) + RMSSD(.27) + SD1(.07) + 心率下降(.10) + 碎片化(.05) + 连续性(.12) + 觉醒(.09) + 时长(.04) + 昼夜差(.06) + 夜间HR最低/日间比(.05)
肾阳(火)	"发"的动力 — 温煦、推动、激发	静息心率(.30) + 心率恢复(.35) + 活动负荷(.20) + LF/HF(.15)

解读：肾阴高分 → 深度修复到位，抗衰老强；肾阳高分 → 精力充沛、动力十足

4.5 心血神明度

通俗名	睡眠安稳质量
一句话	心神在夜间是否安宁
核心指标	睡眠心率下降率(0.28)、心律不齐指数(0.12)、深睡比例(0.12)、睡眠总时长(0.10)、夜间睡眠时长(0.08)、觉醒次数(0.08)、REM占比(0.04)、REM潜伏期(0.06)、浅睡比例(0.06)、睡眠碎片化指数(0.06)
评分逻辑	十因子加权（V10.4）。REM权重降低(0.10→0.04，PPG间接估算精度有限)，深睡升权(0.06→0.12)，睡眠心率下降率微调(0.26→0.28)。心率下降不足是核心扣分项→"心火扰神"。深睡不足→心血化生不充分
解读	高分 → 入睡快、少醒、心脏夜间充分休息、深睡充足

4.6 气血通畅度 ⚠️ 核心风险

通俗名	心脑血管畅通度
一句话	直接预警心脑血管风险
核心指标	外周阻力(0.18)、血管硬化(0.18)、脉搏波前时间(0.22)、脉搏波下降时间(0.16)、心律不齐(0.18)、久坐占比(0.18)、血管弹性(0.10)
评分逻辑	七因子加权（V10.4）。血管弹性降权(0.16→0.10，纯启发式公式仅有相对意义)，脉搏波前时间升权(0.18→0.22)、脉搏波下降时间升权(0.14→0.16，直接PPG测量更可靠)。脉搏波前时间异常缩短+外周阻力高→直接判定高风险
解读	低分 → 血管弹性下降/外周阻力增高 → 建议定期体检，增加有氧运动。中医属"痰瘀互结"

4.7 卫阳固密度

通俗名	日常活动效能
一句话	动则生阳但不过劳
核心指标	活动心率负荷、日间有效活动时长、全天平均心率
评分逻辑	评估"活动-心率"效率比。过度劳累与极度匮乏均扣分
解读	高分 → 体力分配均匀，不易虚耗疲惫；低分 → 稍动即累或过度耗散

4.8 宗气贯心率

通俗名	心肺应变恢复力
一句话	运动后心脏"回血"的速度
核心指标	最大心率恢复率、活动心率负荷、静息心率
评分逻辑	心率恢复率占绝对主导权重（0.45）→ 重点考察应激后的"回弹"能力
解读	高分 → 心肺储备充足，遇突发消耗能稳住；低分 → 宗气下陷，易气喘

4.9 综合正气指数

各维度加权求和（0–100 分），权重根据年龄段动态调整：

年龄	高权重维度	策略
青年 (<40)	卫阳固密度、肝木调达度	关注压力与运动
中年 (40–60)	气血通畅度、心气充沛度	关注心脑血管
老年 (≥60)	气血通畅度、肾精充盈度	关注心脑血管与衰老

4.10 心脑血管风险预警体系

为弥补单一维度评分对"多指标联合异常"不敏感的局限，系统引入了基于 PPG 多维度特征的 6 条文献支撑风险预警规则，每条规则独立触发，≥3 条同时触发则升级为"心血管多重风险"。

规则 A：静息心率偏高

阈值	静息心率 > 80 bpm
文献	Zhang et al. CMAJ 2016 — 荟萃 46 项研究 / 120 万人，RHR 每↑10 bpm 全因死亡↑16%
解读	持续高静息心率反映交感神经过度激活，是独立于传统危险因素的心血管死亡预测因子

规则 B：心率恢复率偏低

阈值	运动后 1 分钟心率恢复 < 15%（<10% 升级为 critical）
文献	Cole et al. NEJM 1999 (n=2428) — HRR≤12 bpm → 全因死亡 RR=3.0
解读	心率恢复率直接反映迷走神经再激活速度，是心肺储备和自主神经功能的核心窗口

规则 C：夜间非杓型心率

阈值	睡眠心率下降 < 6%（non-dipper）
文献	Fagard et al. J Hypertens 2008 — non-dipper → 心血管事件 HR=1.27
解读	夜间心率未能充分下降提示自主神经昼夜节律紊乱，与高血压靶器官损害密切相关

规则 D1：动脉僵硬度升高

阈值	日间脉搏波峰时间均值 > 350 ms
文献	Millasseau et al. Clin Sci 2002 — PPG 脉波峰时间与 cfPWV r=0.67
解读	脉搏波峰时间延长反映大动脉顺应性下降，是动脉硬化的早期无创标志

规则 D2：夜间血液流变学异常

阈值	睡眠 pw 中位数 > 日间 × 1.3，且 pw_ratio 正常（排除饮酒干扰）
文献	Allen Physiol Meas 2007 — crest time↑ ≈ 动脉僵硬度↑
解读	睡眠期脉搏波峰时间异常延长提示夜间血液黏稠度升高或微循环阻力增加

规则 E：夜间血管张力偏高

阈值	睡眠 pw_ratio > 2.5 且 > 日间外周阻力 × 1.2
文献	Chowienczyk et al. JACC 1999 — RI 与 AIx 高度相关，高RI→血管内皮功能障碍
解读	睡眠期血管平滑肌未能充分舒张，反映夜间交感神经持续激活

复合规则：心血管多重风险

阈值	≥3 条上述规则同时触发
文献	Vinik et al. 2013 — 心脏自主神经病变需多参数综合评估
解读	多系统受累特征，强烈建议全面体检并咨询心内科

⚠️ 预警结果出现在报告的「风险预警」板块，不影响正气评分，仅供健康参考。所有阈值均来自同行评审文献。

4.11 子午流注时辰分析

基于中医"子午流注"理论，系统自动分析关键时辰的状态覆盖情况，评估人体阳气节律是否合乎自然：

时辰	时间	当令经络	应然状态	评估方法
子时	23:00–01:00	胆经	应深度睡眠，阳入于阴	该时段睡眠占比 ≥50%
丑时	01:00–03:00	肝经	应深度睡眠，肝血归藏	该时段睡眠占比 ≥50%
寅时	03:00–05:00	肺经	应睡眠，肺朝百脉	该时段睡眠占比 ≥50%
卯时	05:00–07:00	大肠经	应醒来/浅睡，阳气出表	该时段清醒占比 ≥30%（= 1 − 睡眠占比）

覆盖口径：每个时辰合并其 2 个小时窗口的全部数据后统一统计（子时 = 23 点 + 次日 0 点，卯时 = 5 点 + 6 点），不拆分、不取单小时。

综合分级：4 个时辰全部参与考核（卯时同样计入）；有效时辰 ≥3 个时才给出等级 —— 3 个以上时辰符合 →「节律良好」；2 个符合 →「节律一般」；≤1 个符合 →「节律紊乱」；有效时辰 <3 个 →「数据不足」。

指标方向：子/丑/寅时看"睡眠占比"（越高越好），卯时看"清醒占比"（越低越差）；清醒不要求在做运动，静坐、静息、久坐均计入清醒。界面按"是否达标"着色，而非按睡眠占比绝对值着色。

子时未入睡 → 少阳之气无法升发，长期可致胆气虚；丑时未深休 → 肝血不归藏，易致肝火旺或目涩；寅时觉醒 → 肺气不降，影响宗气生成；卯时仍沉睡 → 阳气被郁，影响大肠传导及晨间阳气生发。

4.12 夜间异常状态检测

检测睡眠时段内的异常生理状态，排除干扰因素对评估的影响：

检测项	判定标准	临床意义
夜间高心率睡眠	SLEEP_CORE 段平均心率 > 70 bpm，且持续 ≥10 分钟	可能因饮酒、发烧或药物导致——人已入睡但心率异常偏高，提示需排除干扰后复测

该检测结果出现在报告 quality_assessment.anomaly_flag 字段中，不影响评分，仅供复测参考。

5 体质类型判定

基于国医大师王琦院士"中医体质九分法"，以 9 维正气评估为输入，通过规则引擎映射为 9 种中医体质分类。对应代码 src/zhengqi_evaluator.py → classify_constitution()。

5.1 设计原理

王琦院士提出的"九种体质"理论是中医体质学的核心框架。本系统将 PPG 可穿戴设备采集的客观生理指标，通过 9 维正气评估这一"桥梁"，映射到九种体质分类，实现了从"数据"到"辨证"的自动化闭环。

核心映射逻辑：34 项检测指标 → 9 维正气评分 → 9 种体质分数（规则引擎加权）→ 主体质 + 兼有体质

设计要点	说明
输入	9 维正气评分 + 34 项原始指标 + 风险预警 + 综合评分 + 年龄 + 性别
输出	主体质（类型 + 置信度 + 描述）+ 兼有体质列表 + 全部 9 种体质得分
可评估体质	7 种（平和质/气虚质/阳虚质/阴虚质/血瘀质/气郁质/痰湿质）+ 湿热质（间接推断）
不可评估体质	特禀质（过敏体质，需面诊/问诊/血清 IgE 确认，PPG 无对应信号，固定返回 −1.0）
年龄自适应	LF/HF 阈值 + 肾精基线按青年/中年/老年三档独立校准
性别自适应	女性 LF/HF 上限 +0.15、RHR 基线 +3 BPM

5.2 九种体质判定逻辑

① 平和质 — 阴阳气血调和

判定条件	权重/规则
9 维评分全部 ≥ 0.72	必要条件
无核心风险（core_risk）预警	必要条件
综合正气指数 ≥ 0.70	必要条件
不满足以上条件时	按弱维度数量扣分：0.55 − 弱维度数 × 0.15

纠偏机制（V7.21）：平和质得分与最高偏颇质得分差距 < 0.05 时，自动降级为该偏颇质。防止"勉强平和"掩盖真实偏颇倾向。各维度阈值从 0.65 收紧至 0.72，综合分从 0.62 收紧至 0.70。

② 气虚质 — 元气不足

信号来源	权重
卫阳固密度偏低（1 − defensive）	30%
宗气贯心率偏低（1 − zongqi）	25%
心气充沛度偏低（1 − heart_qi）	25%
最大心率恢复率 < 0.15	+20%

中医解读：卫阳不固 → 易感冒；宗气不足 → 气短懒言；心气不足 → 易疲乏。三重验证：卫阳（体表防御）+ 宗气（心肺动力）+ 心气（心脏储备），三者同时偏低方可判定气虚。

③ 阳虚质 — 阳气不足

信号来源	权重
肾阳评分偏低（1 − yang_score）	35%
卫阳固密度偏低（1 − defensive）	25%
LF/HF < 年龄性别阈值	+15%
静息心率 < 55（+女性偏移）	+10%
深睡眠比例 < 10%	+15%

中医解读：肾阳为全身阳气之根 → 权重最大；LF/HF 过低 → 交感驱动不足（阳无力）；RHR 低 + 深睡少 → 能量不足且修复不深。

④ 阴虚质 — 阴液亏少

信号来源	权重
肾阴评分偏低（1 − yin_score）	35%
心血神明度偏低（1 − heart_mind）	25%
LF/HF > 年龄性别阈值	+20%
睡眠心率下降率 < 8%	+10%
静息心率 > 75（+女性偏移）	+10%

中医解读：肾阴不足 → 阴液亏少（口干咽燥）；心神不安 → 眠差多梦；LF/HF 偏高 + RHR 偏高 → 交感持续兴奋（阴虚阳亢）。

⑤ 血瘀质 — 血行不畅

信号来源	权重
气血通畅度偏低（1 − blood）	40%
外周阻力指数偏高	25%
血管硬化指数偏高	20%
心脑血管风险信号 ≥ 2 条	+15%

中医解读：气血通畅度是核心指标（权重 40%），直接反映"血行不畅"程度。外周阻力 ↑ → 微循环障碍；血管硬化 ↑ → 脉道不利；心血管预警信号叠加 → 血瘀风险升级。

⑥ 气郁质 — 气机郁滞

信号来源	权重
肝木调达度偏低（1 − liver）	35%
LF/HF > 年龄性别阈值	+25%
久坐占比偏高	20%
外周阻力 > 1.8	+20%

中医解读：肝主疏泄、调畅气机 → 权重最大；LF/HF ↑ → 交感亢进（情志紧张）；久坐 → 气机不展；外周阻力 ↑ → 气滞则血行不畅。

⑦ 痰湿质 — 痰湿凝聚

信号来源	权重
外周阻力指数偏高	30%
久坐占比偏高	25%
卫阳固密度 < 0.55	+25%
血管硬化 > 0.35	+10%
BMI ≥ 28	+20%（可选加分）
BMI ≥ 24	+12%（可选加分）
BMI < 18.5	−15%（反向扣分）

中医解读：外周阻力 ↑ → 湿阻脉道（核心信号）；久坐 → 气不行湿；卫阳不固 → 脾虚生湿；血管硬化 → 痰湿困脾 → 血脂异常。BMI 为加分项而非硬依赖——无 BMI 数据时仅靠血管代谢信号独立评估。

⑧ 湿热质 — 湿热内蕴

信号来源	权重
痰湿质得分（软贡献）	30%
LF/HF > 年龄性别阈值	+25%
静息心率 > 80（+女性偏移）	+20%
外周阻力 > 2.0	+15%
久坐 > 50%	+10%

中医解读：湿热质 = 痰湿 + 热象。痰湿贡献 30%（软因子，即使痰湿分不高也能独立检出）；LF/HF 显著升高 + RHR 高 → 内热亢盛；外周阻力极高 → 湿热蕴结血脉。

注意：湿热质为间接推断（PPG 无舌象/面诊数据），置信度天然偏低，建议结合面诊确认。

⑨ 特禀质 — 先天失常

属性	说明
得分	固定 −1.0（负值标记不可评估）
原因	过敏体质需血清 IgE、皮肤点刺试验、家族过敏史等面诊/问诊确认，PPG 信号不承载过敏/免疫相关生物标志物
建议	报告中不展示特禀质分数，如用户反馈过敏史，建议线下免疫学检查

5.3 年龄与性别自适应

体质判定不是"一刀切"——不同年龄、不同性别的人群，其生理基线天然不同。系统内置了三档年龄分层和性别偏移：

参数	青年（<40 岁）	中年（40–59 岁）	老年（≥60 岁）
阴虚质 LF/HF 上限	2.8	2.5	2.2
气郁质 LF/HF 上限	2.8	2.5	2.2
阳虚质 LF/HF 下限	0.9	1.0	1.1
湿热质 LF/HF 上限	3.3	3.0	2.7
肾精年龄补偿	0	0	+0.08

性别偏移	调整项
女性	所有 LF/HF 上限 +0.15（雌激素增强交感活性）；RHR 基线 +3 BPM

设计依据：青年交感神经储备充足，LF/HF 基线天然偏高，阈值放宽；老年人交感储备下降、肾精自然衰减，阈值收紧并给予肾精补偿，避免过度诊断。女性心率基线高于男性 3–5 BPM（Framingham 研究），LF/HF 在绝经前略高（SWAN 研究）。

5.4 主体质与兼有体质

系统输出"一主多兼"的体质结构，反映中医"单一体质少见、兼夹体质常见"的临床实际：

要素	判定规则
主体质	9 种体质得分最高者。若最高分 < 0.25 → 回退为平和质；若平和质与最高偏颇质差距 < 0.05 → 降级为偏颇质
兼有体质	所有得分 ≥ max(0.20, 主体质置信度 × 0.60) 的偏颇质（不含特禀质）
置信度	0–1 之间的连续值，≥0.50 为较明确，<0.30 为倾向性提示

5.5 体质→调养建议联动

体质判定结果会联动影响报告中的个性化调养建议（_inject_constitution_advice()）：

膳食建议（按体质注入，置顶显示）：

体质	食疗方向	示例食材
气虚质	益气健脾	山药、大枣、黄芪炖鸡、小米
阳虚质	温阳散寒	羊肉、生姜、肉桂、核桃
阴虚质	滋阴润燥	百合、银耳、枸杞、鸭肉
血瘀质	活血化瘀	山楂、黑豆、茄子、红糖
气郁质	理气解郁	玫瑰花茶、佛手、柑橘、薄荷
痰湿质	健脾利湿	薏米、冬瓜、赤小豆、陈皮
湿热质	清热利湿	绿豆、苦瓜、荷叶、菊花

情志调适（按体质注入，置顶显示）：

体质	情志方向	具体建议
气郁质	理气解郁	增加户外活动、社交互动，听角调式（木）音乐，练习深呼吸和冥想
阴虚质	滋阴宁神	避免熬夜和过度兴奋，练习静坐和书法，听羽调式（水）音乐
气虚质	培补元气	避免过度劳累和大量出汗，练习八段锦和太极拳，保持规律作息

5.6 使用限制与注意事项

1. 体质判定 ≠ 临床诊断：本系统基于 PPG 客观生理信号进行体质倾向性评估，不能替代中医面诊（望闻问切）、舌诊、脉诊等传统诊断手段。
2. 特禀质不可评估：过敏体质需要血清学检测和家族史问诊，PPG 信号无法提供有效信息。
3. 湿热质置信度偏低：缺少舌象（苔黄腻）和面诊（油光）数据，仅靠自主神经+血管信号间接推断，建议结合面诊确认。
4. 兼有体质为参考：兼有体质置信度通常低于主体质，建议优先关注主体质的调养方案。
5. 动态变化：体质非一成不变，建议定期（每季度/每年）复测，观察体质随季节、生活方式调整的变化趋势。

6 5 张可视化图表解读

6.1 📊 24 小时心率趋势图

文件名	{date}_24h_heart_rate.png
内容	横轴为时间（0:00–24:00），纵轴为心率（BPM），以不同颜色标注 8 种生理状态
状态颜色	深睡=深蓝 → 浅睡=浅蓝 → REM=紫色 → 静息=绿色 → 久坐=灰色 → 日常活动=橙色 → 有氧运动=红色 → 激烈运动=深红
如何解读	① 夜间区域（蓝色段）越长越连续 → 睡眠质量好；② 白天绿色（静息）段多 → 压力低、恢复好；③ 红色段短且心率回落快 → 心肺能力强

6.2 🎯 正气评估雷达图

文件名	{date}_zhengqi_radar.png
内容	极坐标雷达图，9 个顶点对应 9 大正气维度，蓝色阴影面积代表综合正气
如何解读	① 越接近外侧圆（1.0 环）→ 该维度越健康；② 内缩的维度一目了然，是调养重点；③ 图形越接近正九边形 → 整体平衡度越高

6.3 🌙 睡眠结构分析图

文件名	{date}_sleep_analysis.png
内容	多面板综合图：入睡/醒来时间标注 + 各睡眠阶段占比饼图 + 深睡/浅睡/REM 时长条形图 + 5 项睡眠质量指标（深睡比例/碎片化/连续性/有效睡眠/觉醒次数）+ 夜间心率曲线
如何解读	① 深睡比例 ≥15% 为良好，≥20% 为优秀；② REM 占比 20–25% 为正常；③ 入睡后心率持续偏高 → "心火扰神"；④ 碎片化指数 <3 次/h 为优质睡眠；⑤ 觉醒次数 ≤1 次为优秀

6.4 🏃 日常活动分析图

文件名	{date}_activity_analysis.png
内容	日间活动分布直方图 + 活动状态占比饼图 + 活动时心率分布 + 有效活动时长标注
如何解读	① 日常活动占比 50–70% 为健康，<40% → 久坐过多；② 有氧运动 ≥30 分钟/天 → 心肺锻炼达标；③ 活动心率负荷适中 → "动则生阳但不过劳"

6.5 🔥 人体功能热点图

文件名	{date}_body_heatmap.png
内容	半透明人体剪影上叠加 9 个彩色气泡（含肾阴/肾阳拆分），虚线连接具有中医关联的维度对
气泡颜色	● 绿色(80–100) = 充沛 | ● 蓝色(70–80) = 良好 | ● 黄色(60–70) = 临界 | ● 红色(<60) = 偏差
连线含义	心气↔宗气（上焦心肺联动）、肝木↔宗气（气机升降）、肾阳↔阴阳、肾阴↔阴阳（先天之本与阴阳之根）
如何解读	① 一图纵览全身正气分布 — 红色/黄色气泡 = 薄弱环节；② 左右对比肾阴肾阳可知"藏"与"发"的平衡；③ 上焦（心/肝/宗气）与下焦（肾/卫阳/气血）的温差反映整体阴阳趋势

7 数据模型与计算流程

7.1 状态分类

PPG 时序数据
  ↓ 体动阈值 + RR 间期特征
  ├── 睡眠期 → HMM 分层: 深睡(N3) / 浅睡(N1/N2) / 快速眼动(REM)
  ├── 静息期 → 体动极低 + 心率平稳
  ├── 久坐期 → 体动低但仍有一定活动
  └── 活动期 → 心率 + 体动联合阈值: 日常活动 / 有氧运动 / 激烈运动

7.2 评估计算

34 项检测指标 (全覆盖, 无闲置)
  ↓ 按模块分组
  ├── 心率与节律(11项)→ 阴阳平衡度 / 心气充沛度 / 心血神明度 / 肾精充盈度
  ├── 血管功能(7项)   → 肝木调达度 / 气血通畅度
  ├── 睡眠与恢复(11项)→ 肾精充盈度(肾阴/肾阳) / 心血神明度
  └── 活动与代谢(5项) → 卫阳固密度 / 宗气贯心率 / 阴阳平衡度
  ↓ 年龄+性别+BMI修正
  ↓ 9 维度几何平均聚合（V7.14：替代算术平均，短板敏感度提升）
  ↓ 6 条心脑血管风险规则独立检测
9 维评分 + 综合指数 + 风险预警 + 5 图 + 个性化建议