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基于单片机的耳聋耳鸣康复仪的研究

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来源: 作者: 2018-10-28 12:04:24

基于单片机的耳聋耳鸣康复仪的研究

导读:

研究旨在设计一款实用便携、应用范围广的耳聋耳鸣康复仪,在功能上增加了单片机控制治疗强度,帮助患者恢复听力,重获健康。

摘 要: 研究旨在设计一款实用便携、应用范围广的耳聋耳鸣康复仪,在功能上增加了单片机控制治疗强度,帮助患者恢复听力,重获健康。根据穴位的电阻抗特异性,设计阈值可调的探穴电路;设计波形发生器产生波形驱动耳机发声,实现频率、分贝连续可调的纯音刺激源,液晶实时显示并记录患者听阈值;采用白噪声治疗,通过三极管基极-集电极齐纳击穿产生白噪声,强度可调节;设计生物脉冲产生电路,经过倍压电路升压,瞬间放电会有类似针灸的感觉,作用于人体穴位用于治疗;液晶显示治疗强度,按键控制电路输出强度。经过大量实验,结果表明,探穴准确率高达95%;纯音刺激源频率和分贝满足听阈值检测的要求,频率为20 Hz~20 kHz,分贝为0~90 dB;生物脉冲刺激强度不超过人体安全电流、安全电压。本项目研究的耳聋耳鸣康复仪操作简单、实用、便携,符合当代耳聋耳鸣康复仪发展趋势,为进一步实现耳聋耳鸣患者有效的康复治疗提供了良好的帮助。  0 引言  随着生活压力的增长,环境污染的加剧,耳聋耳鸣患者的数量呈现上涨的趋势[1]。耳聋耳鸣极大程度地影响着日常生活,会进一步导致患者出现心理问题,给社会造成很大的压力。  本文依据人体穴位电阻抗特性,设计了一款以单片机、ICL8038、555芯片为主的耳聋耳鸣康复仪。本系统设计包括穴位探测、听力损失程度测试、白噪声治疗、生物脉冲治疗、显示电路和单片机外围电路。该系统各个模块互不影响,保证了系统的可行性和有效性。  1 系统设计  穴位具有感受性、效应性、特异性,通过穴位的不同刺激方法以及刺激量,可以达到对一些疾病的治疗[2]。穴位通常是神经末梢和血管较少的地方,具有独特的低电阻、高电容的特性[3]。白噪声是指功率谱密度在整个频域内均匀分布的噪声。所有频率具有相同能量密度的随机噪声称为白噪声。脉冲对人体有多种治疗作用,通过刺激作用,可促进血管扩张,加快血液流动,使细胞得到充足的养分,改善耳聋耳鸣症状[4]。  系统整体结构如图1所示。本项目通过探穴电路,当找到穴位时,蜂鸣器发出声响并且二极管发光,对穴位进行标记,通过听力损失程度测试,给予相应刺激程度的白噪声和生物脉冲在标记穴位点处进行治疗。治疗电路反馈给单片机,控制液晶显示刺激程度的大小。  2 硬件设计  2.1 穴位识别  555定时器是一种模拟和数字功能相结合的集成器件,性能可靠,使用灵活方便[5]。探穴电路如图2所示,包括左边的探测电路以及右边的触发显示电路。当探针移动到接近或者触及穴位时,因穴位具有低电阻的特性,三极管Q1导通,RS触发器置1,3脚输出高电平,Q2导通,发光二极管发光,蜂鸣器发出声音,说明穴位找到了。在非穴位处,蜂鸣器不发出声响。  2.2 听力损失程度判别  图3为波形发生电路图,通过采用ICL8038制作了精密波形发生器,R1和R2两者相等,使得矩形波占空比为50%,实际操作中由于接入电阻不精确,因此需要加上电位器R3,调节两边使其相等。10脚接了3个不同阻值的电容,开关控制其所需接入,采用不同的电容可以在低频率和高频率时减小失真度,波形输出更加稳定。输出的波形接入放大电路进行放大,稳压后驱动耳机发出不同响度的声音。波形输入到单片机,通过单片机、A/D转换、定时器液晶显示屏等实时显示分贝和频率,听力损失程度得到了判别。

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