鼻炎綜合治療儀的設(shè)計

趙曉磊，齊秋菊，郭春超，霍旭陽.吉林醫(yī)藥學院，吉林吉林　303 .吉林醫(yī)藥學院附屬醫(yī)院，吉林吉林　303

鼻炎綜合治療儀的設(shè)計

趙曉磊1，齊秋菊1，郭春超2，霍旭陽1
1.吉林醫(yī)藥學院，吉林吉林132013 2.吉林醫(yī)藥學院附屬醫(yī)院，吉林吉林132013

鼻炎是一種常見的疾病，復(fù)發(fā)性強，難以徹底治愈，嚴重影響人們生活質(zhì)量。本文從物理因子治療疾病的機理出發(fā)，利用傳統(tǒng)中醫(yī)治療與多種物理因子相結(jié)合治療鼻炎的方法，設(shè)計了一款基于單片機的鼻炎綜合治療儀。該治療儀集電脈沖刺激治療和藥熏與一體，能夠?qū)崿F(xiàn)多種治療方式共同治療，并具有加熱保護功能。

單片機；溫度傳感器；鼻炎治療儀

變應(yīng)性鼻炎是一種常見的慢性疾病，是嚴重影響人們生活質(zhì)量的頑癥之一，在我國鼻炎的發(fā)病率高達37%。近年來，隨著變應(yīng)性原物質(zhì)的明顯增多，在全球范圍內(nèi)變應(yīng)性鼻炎發(fā)病率有逐漸上升的趨勢［1］。目前治療變應(yīng)性鼻炎的有藥物治療、針灸治療和物理治療，物理治療有微波、射頻、激光、生物共振等方式，這些治療方式要么缺乏可靠的對照實驗客觀評定其療效，要么對正常組織存在傷害，要么對環(huán)境有輻射，有污染。

資料表明，辛夷15克、雙華15克、公英10克，防風10克、蟲退5克、黃苓8克、白蘚皮10克、白附子8克、桂枝8克，將以上藥物水煎取500毫升藥液，趁熱用藥液蒸氣熏鼻。這種方法對治療過敏性鼻炎有顯著療效［2］。此外當出現(xiàn)鼻炎癥狀時，用雙食指揉動鼻孔兩側(cè)的“迎香”穴位，以及對“合谷”穴位的按摩，癥狀會緩解［3］。長期的按摩，不僅可以防止鼻炎的復(fù)發(fā)，而且可以預(yù)防傷風感冒。

本文設(shè)計的鼻炎綜合治療儀，結(jié)合傳統(tǒng)藥熏和按摩的綜合療效，利用MSP430單片機的控制實現(xiàn)物理中頻電子按摩的效果，通過對藥液的加熱及溫控達到藥熏的目的，具有無創(chuàng)、無副作用、安全的特點。

1　系統(tǒng)硬件結(jié)構(gòu)

本文設(shè)計的鼻炎綜合治療儀由單片機電路、按鍵控制電路、液晶顯示電路、溫控電路、電源電路、功率輸出電路這6個電路模塊組成。通過按鍵對功率輸出的頻率的初始值、加熱與否以及工作時間進行設(shè)定。加熱裝置和溫度傳感器組成溫控電路，實現(xiàn)對藥物的恒溫加熱。在LCD1602液晶顯示屏上將顯示載波頻率值、調(diào)制頻率值、加熱狀態(tài)、工作時間。系統(tǒng)整體結(jié)構(gòu)如圖1所示：

1）按鍵控制電路。按鍵控制電路采用獨立式按鍵，每個按鍵的接零面均接地，每個按鍵的“測試端”經(jīng)過電阻上拉到3.3V，并分別連接到單片機的I/O口，單片機通過檢測I/O口的電平狀態(tài)就可以判斷哪個鍵被按下，這種方法操作速度快而且軟件結(jié)構(gòu)簡單。按鍵控制電路如圖2所示。

其中各個按鍵的功能是：B1為設(shè)置鍵，當按鍵被按下時，改變當前正在編輯的是哪個參數(shù)。B2為增加，當按鍵被按下時，對應(yīng)設(shè)置的初始參數(shù)開始增加。B3為減少，當按鍵被按下時，對應(yīng)設(shè)置的初始參數(shù)開始減少。B4為開始，當按鍵被按下時，按所設(shè)定的初始參數(shù)開始工作。

2）溫控電路。溫控電路部分主要包括加熱電路和溫度測量控制電路這兩部分。通過溫控電路部分實現(xiàn)對藥物的恒溫加熱，繼而產(chǎn)生穩(wěn)定溫度的藥蒸汽達到安全有效的藥熏療效。溫控電路如圖3所示。

其中繼電器CON3端口的3口為常開端，2口為公共端，連接外部加熱電路。加熱電路主要采用XHRJ101012 微型高溫陶瓷R=5、最大電流為16A的加熱片。當繼電器信號端P3.4口有低電平的信號時，繼電器吸合，公共端與常開端接通，加熱片有電工作。反之，加熱片不工作。

2　系統(tǒng)軟件設(shè)計

1）程序結(jié)構(gòu)的設(shè)計。系統(tǒng)程序整體結(jié)構(gòu)由主程序分別驅(qū)動按鍵單元模塊執(zhí)行初始值設(shè)定驅(qū)動液晶顯示模塊載波頻率、調(diào)制頻率、加熱與否和工作時間的參數(shù)顯示出來，驅(qū)動溫控模塊實現(xiàn)對藥物的恒溫加熱，驅(qū)動功率輸出模塊輸出設(shè)定的中頻信號。

2）主程序的設(shè)計。主程序完成對系統(tǒng)時鐘的設(shè)定，以及對單片機各端口的的方式方向和LCD1602的工作模式的初始化，按照程序所給的默認值開始工作［4］。程序默認值載波頻率為5000Hz、調(diào)制頻率為50Hz、工作時間為15分鐘。如果沒有按鍵程序執(zhí)行，系統(tǒng)將按默認初始參數(shù)執(zhí)行；如果執(zhí)行按鍵程序，根據(jù)所設(shè)定的參數(shù)值執(zhí)行程序。主程序的設(shè)計如圖4所示。

3）按鍵程序的設(shè)計。當有按鍵按下時，開啟按鍵中斷，若B1按鍵被按下，進入設(shè)置模式，開始對載波頻率值、調(diào)制頻率值、加熱與否以及工作時間進行設(shè)置。按鍵B2和B3分別設(shè)置參數(shù)值的增加和減少。若B4按鍵被按下，系統(tǒng)將按照所設(shè)定的參數(shù)值開始工作。

4）溫控程序的設(shè)計。通過設(shè)置鍵開啟加熱功能，高溫陶瓷開始對藥物進行加熱，在設(shè)定時間溫度傳感器開始采集溫度，判斷當前藥物液體的溫度是否達到設(shè)定值。如果超過，中斷加熱，等待溫度降低至設(shè)定值后繼續(xù)加熱使藥物恒溫；如果沒有超過設(shè)定值，則繼續(xù)進行加熱。

5）功率輸出的設(shè)計。初始化程序，開啟功率輸出，從模式1開始工作，并啟動計時器計時，之后每30s依次切換為模式2和模式3。在模式切換過程中，采用除3取余的方法，使設(shè)定的三種模式依次運行，顯現(xiàn)三種模式的混合治療。

3　結(jié)論

本文介紹了一種以MSP430F135單片機為核心，利用物理因子實現(xiàn)電子按摩效果，并通過溫控模塊設(shè)備達到藥液熏鼻預(yù)防和治療鼻炎的效果的鼻炎綜合治療儀。本設(shè)計具有如下特點。

1）節(jié)能高效：設(shè)計了高效的開關(guān)電源，使電源效率達到82%以上。

2）波形多樣：編程實現(xiàn)了3種中頻脈沖值的調(diào)制。

3）配置靈活：脈沖載波頻率，脈沖調(diào)制頻率，加熱控制，治療時間可靈活配置。

4）參數(shù)保存功能：能夠保存用戶對各模式的配置參數(shù)，便于重復(fù)使用。

［1］林欣然，張龍城，李永玲，等.聚焦超聲治療變應(yīng)性鼻炎的療效觀察［J］.中國耳鼻咽喉顱底外科雜志，2011，17 （3）：208-211.

［2］阮巖，王建慧，劉錚.加味小青龍湯配合穴位埋線對變應(yīng)性鼻炎患者生活質(zhì)量的影響［J］.中醫(yī)耳鼻喉科學研究，2010 （1）：50-51.

［3］林源泉.過敏性鼻炎中醫(yī)常見證型的定量診斷研究［D］.廣州：廣州中醫(yī)藥大學，2010.

［4］田立，田清，代方震.51單片機C語言程序設(shè)計快速入門［M］.北京：人民郵電出版社，2007（1版）.

TH6

A

1674-6708（2015）152-0162-02

趙曉磊，助教，碩士研究生，研究方向：模式識別、中醫(yī)工程學

霍旭陽，博士，副教授，研究方向：生物電阻抗測量，生物醫(yī)學工程