鼻炎综合治疗仪的设计

赵晓磊，齐秋菊，郭春超，霍旭阳.吉林医药学院，吉林吉林　303 .吉林医药学院附属医院，吉林吉林　303

鼻炎综合治疗仪的设计

赵晓磊1，齐秋菊1，郭春超2，霍旭阳1
1.吉林医药学院，吉林吉林132013 2.吉林医药学院附属医院，吉林吉林132013

鼻炎是一种常见的疾病，复发性强，难以彻底治愈，严重影响人们生活质量。本文从物理因子治疗疾病的机理出发，利用传统中医治疗与多种物理因子相结合治疗鼻炎的方法，设计了一款基于单片机的鼻炎综合治疗仪。该治疗仪集电脉冲刺激治疗和药熏与一体，能够实现多种治疗方式共同治疗，并具有加热保护功能。

单片机；温度传感器；鼻炎治疗仪

变应性鼻炎是一种常见的慢性疾病，是严重影响人们生活质量的顽症之一，在我国鼻炎的发病率高达37%。近年来，随着变应性原物质的明显增多，在全球范围内变应性鼻炎发病率有逐渐上升的趋势［1］。目前治疗变应性鼻炎的有药物治疗、针灸治疗和物理治疗，物理治疗有微波、射频、激光、生物共振等方式，这些治疗方式要么缺乏可靠的对照实验客观评定其疗效，要么对正常组织存在伤害，要么对环境有辐射，有污染。

资料表明，辛夷15克、双华15克、公英10克，防风10克、虫退5克、黄苓8克、白藓皮10克、白附子8克、桂枝8克，将以上药物水煎取500毫升药液，趁热用药液蒸气熏鼻。这种方法对治疗过敏性鼻炎有显著疗效［2］。此外当出现鼻炎症状时，用双食指揉动鼻孔两侧的“迎香”穴位，以及对“合谷”穴位的按摩，症状会缓解［3］。长期的按摩，不仅可以防止鼻炎的复发，而且可以预防伤风感冒。

本文设计的鼻炎综合治疗仪，结合传统药熏和按摩的综合疗效，利用MSP430单片机的控制实现物理中频电子按摩的效果，通过对药液的加热及温控达到药熏的目的，具有无创、无副作用、安全的特点。

1　系统硬件结构

本文设计的鼻炎综合治疗仪由单片机电路、按键控制电路、液晶显示电路、温控电路、电源电路、功率输出电路这6个电路模块组成。通过按键对功率输出的频率的初始值、加热与否以及工作时间进行设定。加热装置和温度传感器组成温控电路，实现对药物的恒温加热。在LCD1602液晶显示屏上将显示载波频率值、调制频率值、加热状态、工作时间。系统整体结构如图1所示：

1）按键控制电路。按键控制电路采用独立式按键，每个按键的接零面均接地，每个按键的“测试端”经过电阻上拉到3.3V，并分别连接到单片机的I/O口，单片机通过检测I/O口的电平状态就可以判断哪个键被按下，这种方法操作速度快而且软件结构简单。按键控制电路如图2所示。

其中各个按键的功能是：B1为设置键，当按键被按下时，改变当前正在编辑的是哪个参数。B2为增加，当按键被按下时，对应设置的初始参数开始增加。B3为减少，当按键被按下时，对应设置的初始参数开始减少。B4为开始，当按键被按下时，按所设定的初始参数开始工作。

2）温控电路。温控电路部分主要包括加热电路和温度测量控制电路这两部分。通过温控电路部分实现对药物的恒温加热，继而产生稳定温度的药蒸汽达到安全有效的药熏疗效。温控电路如图3所示。

其中继电器CON3端口的3口为常开端，2口为公共端，连接外部加热电路。加热电路主要采用XHRJ101012 微型高温陶瓷R=5、最大电流为16A的加热片。当继电器信号端P3.4口有低电平的信号时，继电器吸合，公共端与常开端接通，加热片有电工作。反之，加热片不工作。

2　系统软件设计

1）程序结构的设计。系统程序整体结构由主程序分别驱动按键单元模块执行初始值设定驱动液晶显示模块载波频率、调制频率、加热与否和工作时间的参数显示出来，驱动温控模块实现对药物的恒温加热，驱动功率输出模块输出设定的中频信号。

2）主程序的设计。主程序完成对系统时钟的设定，以及对单片机各端口的的方式方向和LCD1602的工作模式的初始化，按照程序所给的默认值开始工作［4］。程序默认值载波频率为5000Hz、调制频率为50Hz、工作时间为15分钟。如果没有按键程序执行，系统将按默认初始参数执行；如果执行按键程序，根据所设定的参数值执行程序。主程序的设计如图4所示。

3）按键程序的设计。当有按键按下时，开启按键中断，若B1按键被按下，进入设置模式，开始对载波频率值、调制频率值、加热与否以及工作时间进行设置。按键B2和B3分别设置参数值的增加和减少。若B4按键被按下，系统将按照所设定的参数值开始工作。

4）温控程序的设计。通过设置键开启加热功能，高温陶瓷开始对药物进行加热，在设定时间温度传感器开始采集温度，判断当前药物液体的温度是否达到设定值。如果超过，中断加热，等待温度降低至设定值后继续加热使药物恒温；如果没有超过设定值，则继续进行加热。

5）功率输出的设计。初始化程序，开启功率输出，从模式1开始工作，并启动计时器计时，之后每30s依次切换为模式2和模式3。在模式切换过程中，采用除3取余的方法，使设定的三种模式依次运行，显现三种模式的混合治疗。

3　结论

本文介绍了一种以MSP430F135单片机为核心，利用物理因子实现电子按摩效果，并通过温控模块设备达到药液熏鼻预防和治疗鼻炎的效果的鼻炎综合治疗仪。本设计具有如下特点。

1）节能高效：设计了高效的开关电源，使电源效率达到82%以上。

2）波形多样：编程实现了3种中频脉冲值的调制。

3）配置灵活：脉冲载波频率，脉冲调制频率，加热控制，治疗时间可灵活配置。

4）参数保存功能：能够保存用户对各模式的配置参数，便于重复使用。

［1］林欣然，张龙城，李永玲，等.聚焦超声治疗变应性鼻炎的疗效观察［J］.中国耳鼻咽喉颅底外科杂志，2011，17 （3）：208-211.

［2］阮岩，王建慧，刘铮.加味小青龙汤配合穴位埋线对变应性鼻炎患者生活质量的影响［J］.中医耳鼻喉科学研究，2010 （1）：50-51.

［3］林源泉.过敏性鼻炎中医常见证型的定量诊断研究［D］.广州：广州中医药大学，2010.

［4］田立，田清，代方震.51单片机C语言程序设计快速入门［M］.北京：人民邮电出版社，2007（1版）.

TH6

A

1674-6708（2015）152-0162-02

赵晓磊，助教，硕士研究生，研究方向：模式识别、中医工程学

霍旭阳，博士，副教授，研究方向：生物电阻抗测量，生物医学工程