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。
关键词： 耳聋耳鸣；探穴；白噪声；生物脉冲；治疗
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。
2.3 白噪声治疗
白噪声产生的原理是通过三极管基极-集电极齐纳击穿产生白噪声。模拟电路（如图4所示）产生白噪声方便快捷。三极管产生白噪声通过低通巴特沃斯滤波器集成电路，得到0~300 Hz的白噪声[6]。TLC14是巴特沃斯低通滤波器单块集成电路。滤波器外接时钟稳定，滤波器截止频率稳定，可以得到想要的频率带白噪声。
2.4 生物脉冲治疗
NE555振荡器会产生不同振荡，这是一种载波，加上单片机定时器产生的波形，会在载波上产生不同的变化。因为振荡电路产生的电压较低，无法让人体感受到明显的针灸感或者按摩感，为了让这种感觉更加明显，在输出端接了倍压电路，如图5所示。倍压电路使电路电压升高，达到瞬间放电，这种瞬间放电给人体的感觉类似于针灸按摩[7]。振荡产生的载波和单片机给的不同波形使刺激分为不同长度和方式，就达到了强度和模式不同。
3 软件设计
听力损失程度的划分标准是根据能听到声音的分贝值来判断，分贝等于功率比的常用对数的10倍[8]。单片机连接ADC0808芯片的START、OE、ALE管脚，每次采集都与上一次比较，取出最大值显示出来。芯片D0~D7为 8 bit二进制数字量输出端，通过单片机的控制，把P0口得到的电压数字量进行处理，得到实际的电压值，流程如图6所示。
单片机采用t0计数器方式，在1 s的定时下对外部脉冲计数，设置计数模式为16位计数模式。t1用于定时，产生20 ms的单次溢出中断时间，进项50次溢出达到1 s，之后进行外部脉冲读取，便得到频率，流程如图7所示。
4 结果分析
4.1 穴位识别率
为了检测探穴电路探查穴位的准确性，随机选取了50名对象进行一些特定穴位的探测，得到检测结果如表1所示。
本文研究的探穴电路操作简单，元器件少，大部分患者穴位检出率高达95％，穴位的准确检出是治疗能否有效的关键因数。
4.2 生物电脉冲使用感
为了检测生物脉冲对人体的刺激使用感是否强，随机抽取了50名对象（能够清楚地表达自我感受），对他们的穴位施加不同强度的生物电脉冲刺激，得到实验结果如表2所示。
一开始部分实验对象觉得刺激太强烈，没有心理准备，刺激太突然，但稍做调整，适应了这个强度之后，觉得挺舒服。
4.3 听力损失阈值偏差值
常规纯音测听检查时加测6 kHz听阈，对早期听力损害的检出具有很好的参考价值，便于及早采取有效的防治措施[9]。
本实验随机抽取了50名对象（双耳无听力障碍，表达能力正常），对他们在隔音室和普通环境中分别进行6 kHz纯音测听，记录所测得听阈值，根据实验要求进行数据分析后结果如表3所示。
根据实验数据分析，外界环境因素很大程度上影响着被测者的听阈值。干扰因素很有可能影响早期听力损害的检出，亦或是对已存在听力障碍的患者测试结果不准确，达不到实验要求的精确度，进而影响患者的治疗效果。
5 结论
一般市场上的耳聋耳鸣康复仪价位比较高，元器件数目又较多，并且治疗效果不理想，很难满足患者的需要。本文研究的探穴电路操作简单，元器件少，穴位的定位也十分准确，应用穴位神经刺激治疗耳聋耳鸣，疗效显著，尤其是病程短、听力衰退还不是很明显者，疗效更加显著，而且无副作用。
本文设计的项目更加适合大部分患者群体，实用、便携并且价格低，易操作，智能化，可广泛应用于大中小型医院以及家庭，并得到广泛推广，使患者重新过上健康生活。
参考文献
[1] 薛雅楠，郑佳丽，陈付毅.模拟环境助听器检配仪器的设计[J].中国医学物理学杂志，2014，31（3）：4920-4921.
[2] 刘庆顺，孟祥贵，杨桦.穴位神经刺激法治疗耳鸣的疗效观察[J].激光杂志，2003（4）：97.
[3] 陈正亮.人体经络电阻抗检测技术及初步实验研究[D].杭州：浙江大学，2010.
[4] 周玉娜.头部腧穴配合循经远近配穴法治疗神经性耳鸣耳聋的临床研究[D].哈尔滨：黑龙江中医药大学，2010.
[5] 郭志伟.基于NE555的自动供水控制器设计[J].微型机与应用，2011，30（11）：108-109.
[6] 李湧，唐晓泉，韩崇昭，等.限带模拟白噪声发生器设计[J].电子产品世界，2000（5）：33.
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[8] 毛肖.论分贝的定义及其计算方法[J].现代商贸工业，2008（7）：285.
[9] 章菊琴，张建，王国利.6 kHz纯音测听对发现早期听力损害的意义[J].现代实用医学，2010，22（1）：81-82.