摘  要： 研究旨在設(shè)計一款實用便攜、應(yīng)用范圍廣的耳聾耳鳴康復(fù)儀，在功能上增加了單片機(jī)控制治療強(qiáng)度，幫助患者恢復(fù)聽力，重獲健康。根據(jù)穴位的電阻抗特異性，設(shè)計閾值可調(diào)的探穴電路；設(shè)計波形發(fā)生器產(chǎn)生波形驅(qū)動耳機(jī)發(fā)聲，實現(xiàn)頻率、分貝連續(xù)可調(diào)的純音刺激源，液晶實時顯示并記錄患者聽閾值；采用白噪聲治療，通過三極管基極-集電極齊納擊穿產(chǎn)生白噪聲，強(qiáng)度可調(diào)節(jié)；設(shè)計生物脈沖產(chǎn)生電路，經(jīng)過倍壓電路升壓，瞬間放電會有類似針灸的感覺，作用于人體穴位用于治療；液晶顯示治療強(qiáng)度，按鍵控制電路輸出強(qiáng)度。經(jīng)過大量實驗，結(jié)果表明，探穴準(zhǔn)確率高達(dá)95%；純音刺激源頻率和分貝滿足聽閾值檢測的要求，頻率為20 Hz~20 kHz，分貝為0~90 dB；生物脈沖刺激強(qiáng)度不超過人體安全電流、安全電壓。本項目研究的耳聾耳鳴康復(fù)儀操作簡單、實用、便攜，符合當(dāng)代耳聾耳鳴康復(fù)儀發(fā)展趨勢，為進(jìn)一步實現(xiàn)耳聾耳鳴患者有效的康復(fù)治療提供了良好的幫助。

　　關(guān)鍵詞： 耳聾耳鳴；探穴；白噪聲；生物脈沖；治療

0 引言

　　隨著生活壓力的增長，環(huán)境污染的加劇，耳聾耳鳴患者的數(shù)量呈現(xiàn)上漲的趨勢[1]。耳聾耳鳴極大程度地影響著日常生活，會進(jìn)一步導(dǎo)致患者出現(xiàn)心理問題，給社會造成很大的壓力。

　　本文依據(jù)人體穴位電阻抗特性，設(shè)計了一款以單片機(jī)、ICL8038、555芯片為主的耳聾耳鳴康復(fù)儀。本系統(tǒng)設(shè)計包括穴位探測、聽力損失程度測試、白噪聲治療、生物脈沖治療、顯示電路和單片機(jī)外圍電路。該系統(tǒng)各個模塊互不影響，保證了系統(tǒng)的可行性和有效性。

1 系統(tǒng)設(shè)計

　　穴位具有感受性、效應(yīng)性、特異性，通過穴位的不同刺激方法以及刺激量，可以達(dá)到對一些疾病的治療[2]。穴位通常是神經(jīng)末梢和血管較少的地方，具有獨特的低電阻、高電容的特性[3]。白噪聲是指功率譜密度在整個頻域內(nèi)均勻分布的噪聲。所有頻率具有相同能量密度的隨機(jī)噪聲稱為白噪聲。脈沖對人體有多種治療作用，通過刺激作用，可促進(jìn)血管擴(kuò)張，加快血液流動，使細(xì)胞得到充足的養(yǎng)分，改善耳聾耳鳴癥狀[4]。

　　系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示。本項目通過探穴電路，當(dāng)找到穴位時，蜂鳴器發(fā)出聲響并且二極管發(fā)光，對穴位進(jìn)行標(biāo)記，通過聽力損失程度測試，給予相應(yīng)刺激程度的白噪聲和生物脈沖在標(biāo)記穴位點處進(jìn)行治療。治療電路反饋給單片機(jī)，控制液晶顯示刺激程度的大小。

2 硬件設(shè)計

　　2.1 穴位識別

　　555定時器是一種模擬和數(shù)字功能相結(jié)合的集成器件，性能可靠，使用靈活方便[5]。探穴電路如圖2所示，包括左邊的探測電路以及右邊的觸發(fā)顯示電路。當(dāng)探針移動到接近或者觸及穴位時，因穴位具有低電阻的特性，三極管Q1導(dǎo)通，RS觸發(fā)器置1，3腳輸出高電平，Q2導(dǎo)通，發(fā)光二極管發(fā)光，蜂鳴器發(fā)出聲音，說明穴位找到了。在非穴位處，蜂鳴器不發(fā)出聲響。

　　2.2 聽力損失程度判別

　　圖3為波形發(fā)生電路圖，通過采用ICL8038制作了精密波形發(fā)生器，R1和R2兩者相等，使得矩形波占空比為50％，實際操作中由于接入電阻不精確，因此需要加上電位器R3，調(diào)節(jié)兩邊使其相等。10腳接了3個不同阻值的電容，開關(guān)控制其所需接入，采用不同的電容可以在低頻率和高頻率時減小失真度，波形輸出更加穩(wěn)定。輸出的波形接入放大電路進(jìn)行放大，穩(wěn)壓后驅(qū)動耳機(jī)發(fā)出不同響度的聲音。波形輸入到單片機(jī)，通過單片機(jī)、A/D轉(zhuǎn)換、定時器液晶顯示屏等實時顯示分貝和頻率，聽力損失程度得到了判別。

　　2.3 白噪聲治療

　　白噪聲產(chǎn)生的原理是通過三極管基極-集電極齊納擊穿產(chǎn)生白噪聲。模擬電路（如圖4所示）產(chǎn)生白噪聲方便快捷。三極管產(chǎn)生白噪聲通過低通巴特沃斯濾波器集成電路，得到0~300 Hz的白噪聲[6]。TLC14是巴特沃斯低通濾波器單塊集成電路。濾波器外接時鐘穩(wěn)定，濾波器截止頻率穩(wěn)定，可以得到想要的頻率帶白噪聲。

　　2.4 生物脈沖治療

　　NE555振蕩器會產(chǎn)生不同振蕩，這是一種載波，加上單片機(jī)定時器產(chǎn)生的波形，會在載波上產(chǎn)生不同的變化。因為振蕩電路產(chǎn)生的電壓較低，無法讓人體感受到明顯的針灸感或者按摩感，為了讓這種感覺更加明顯，在輸出端接了倍壓電路，如圖5所示。倍壓電路使電路電壓升高，達(dá)到瞬間放電，這種瞬間放電給人體的感覺類似于針灸按摩[7]。振蕩產(chǎn)生的載波和單片機(jī)給的不同波形使刺激分為不同長度和方式，就達(dá)到了強(qiáng)度和模式不同。

3 軟件設(shè)計

　　聽力損失程度的劃分標(biāo)準(zhǔn)是根據(jù)能聽到聲音的分貝值來判斷，分貝等于功率比的常用對數(shù)的10倍[8]。單片機(jī)連接ADC0808芯片的START、OE、ALE管腳，每次采集都與上一次比較，取出最大值顯示出來。芯片D0~D7為  8 bit二進(jìn)制數(shù)字量輸出端，通過單片機(jī)的控制，把P0口得到的電壓數(shù)字量進(jìn)行處理，得到實際的電壓值，流程如圖6所示。

　　單片機(jī)采用t0計數(shù)器方式，在1 s的定時下對外部脈沖計數(shù)，設(shè)置計數(shù)模式為16位計數(shù)模式。t1用于定時，產(chǎn)生20 ms的單次溢出中斷時間，進(jìn)項50次溢出達(dá)到1 s，之后進(jìn)行外部脈沖讀取，便得到頻率，流程如圖7所示。

4 結(jié)果分析

　　4.1 穴位識別率

　　為了檢測探穴電路探查穴位的準(zhǔn)確性，隨機(jī)選取了50名對象進(jìn)行一些特定穴位的探測，得到檢測結(jié)果如表1所示。

　　本文研究的探穴電路操作簡單，元器件少，大部分患者穴位檢出率高達(dá)95％，穴位的準(zhǔn)確檢出是治療能否有效的關(guān)鍵因數(shù)。

　　4.2 生物電脈沖使用感

　　為了檢測生物脈沖對人體的刺激使用感是否強(qiáng)，隨機(jī)抽取了50名對象（能夠清楚地表達(dá)自我感受），對他們的穴位施加不同強(qiáng)度的生物電脈沖刺激，得到實驗結(jié)果如表2所示。

　　一開始部分實驗對象覺得刺激太強(qiáng)烈，沒有心理準(zhǔn)備，刺激太突然，但稍做調(diào)整，適應(yīng)了這個強(qiáng)度之后，覺得挺舒服。

　　4.3 聽力損失閾值偏差值

　　常規(guī)純音測聽檢查時加測6 kHz聽閾，對早期聽力損害的檢出具有很好的參考價值，便于及早采取有效的防治措施[9]。

　　本實驗隨機(jī)抽取了50名對象（雙耳無聽力障礙，表達(dá)能力正常），對他們在隔音室和普通環(huán)境中分別進(jìn)行6 kHz純音測聽，記錄所測得聽閾值，根據(jù)實驗要求進(jìn)行數(shù)據(jù)分析后結(jié)果如表3所示。

　　根據(jù)實驗數(shù)據(jù)分析，外界環(huán)境因素很大程度上影響著被測者的聽閾值。干擾因素很有可能影響早期聽力損害的檢出，亦或是對已存在聽力障礙的患者測試結(jié)果不準(zhǔn)確，達(dá)不到實驗要求的精確度，進(jìn)而影響患者的治療效果。

5 結(jié)論

　　一般市場上的耳聾耳鳴康復(fù)儀價位比較高，元器件數(shù)目又較多，并且治療效果不理想，很難滿足患者的需要。本文研究的探穴電路操作簡單，元器件少，穴位的定位也十分準(zhǔn)確，應(yīng)用穴位神經(jīng)刺激治療耳聾耳鳴，療效顯著，尤其是病程短、聽力衰退還不是很明顯者，療效更加顯著，而且無副作用。

　　本文設(shè)計的項目更加適合大部分患者群體，實用、便攜并且價格低，易操作，智能化，可廣泛應(yīng)用于大中小型醫(yī)院以及家庭，并得到廣泛推廣，使患者重新過上健康生活。

參考文獻(xiàn)

　　[1] 薛雅楠，鄭佳麗，陳付毅.模擬環(huán)境助聽器檢配儀器的設(shè)計[J].中國醫(yī)學(xué)物理學(xué)雜志，2014，31（3）：4920-4921.

　　[2] 劉慶順，孟祥貴，楊樺.穴位神經(jīng)刺激法治療耳鳴的療效觀察[J].激光雜志，2003（4）：97.

　　[3] 陳正亮.人體經(jīng)絡(luò)電阻抗檢測技術(shù)及初步實驗研究[D].杭州：浙江大學(xué)，2010.

　　[4] 周玉娜.頭部腧穴配合循經(jīng)遠(yuǎn)近配穴法治療神經(jīng)性耳鳴耳聾的臨床研究[D].哈爾濱：黑龍江中醫(yī)藥大學(xué)，2010.

　　[5] 郭志偉.基于NE555的自動供水控制器設(shè)計[J].微型機(jī)與應(yīng)用，2011，30（11）：108-109.

　　[6] 李湧，唐曉泉，韓崇昭，等.限帶模擬白噪聲發(fā)生器設(shè)計[J].電子產(chǎn)品世界，2000（5）：33.

　　[7] 許德成.生物電脈沖治療儀的設(shè)計與實現(xiàn)[J].吉林師范大學(xué)學(xué)報（自然科學(xué)版），2014（4）：71-73.

　　[8] 毛肖.論分貝的定義及其計算方法[J].現(xiàn)代商貿(mào)工業(yè)，2008（7）：285.

　　[9] 章菊琴，張建，王國利.6 kHz純音測聽對發(fā)現(xiàn)早期聽力損害的意義[J].現(xiàn)代實用醫(yī)學(xué)，2010，22（1）：81-82.