CN105769211A - 一种耳鸣治疗系统及治疗仪 - Google Patents

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Abstract

本发明涉及一种耳鸣治疗系统，包括耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和音频播放模块，耳鸣匹配模块调整播放音频信号的频率直到与用户的耳鸣频率一致，并将所述耳鸣频率发送到音乐治疗模块，音乐治序模块滤除音乐音频信号中所述耳鸣频率对应的一段频带再通过音频播放模块播放出来。相对于现有技术，本发明的耳鸣治疗系统可以针对用户自身的听力情况和耳鸣情况，个性化地治序耳鸣，效果明显，而且可以在日常音乐欣赏中进行治疗，简单方便。另外，本发明还提供了一种耳鸣治疗仪。

Description

一种耳鸣治疗系统及治疗仪
技术领域
本发明属于听力治疗领域，尤其是涉及一种通过音乐滤波的耳鸣治疗系统及治疗仪。
背景技术
主观性耳鸣是指在没有外源声音或电刺激情况下的一种声音感觉。耳鸣是一种常见症状，许多全身和耳部的疾病均可引起耳鸣。它严重影响国民身体健康和引发多种社会问题，根据流行病学资料统计显示，约35％的成人有过耳鸣的经历，大约有3-7％的人曾经因为耳鸣耳就医，其中0.5-2.5％的人诉耳鸣对其生活造成严重影响，导致难以集中注意、正常交流、工作和睡眠，甚至严重至有自杀倾向。同时，不同年龄层次的人群都会出现耳鸣，随年龄增大耳鸣发生率逐渐增加，最新研究显示耳鸣逐渐呈低龄化趋势，有报道发病率与成人相似。由于耳鸣病因复杂，机制不清，目前临床上没有统一有效的方法治疗耳鸣。根据最新的2014年美国耳鸣临床应用指南指出，根据循证医学证据统计，不推荐将抗抑郁药、抗惊厥药、抗焦虑药、鼓室内给药以及营养神经的银杏提取物或其他膳食补充药物作为治疗耳鸣的常规方法，同时也不推荐经颅磁刺激用于治疗耳鸣。指南专家组唯一建议患者在进行听力检测了解耳鸣侧别、持续时间和听力、耳鸣情况后接受耳鸣声治疗。
目前为止，声治疗耳鸣的方法很多，包括声掩蔽治疗、耳鸣再训练治疗，但以上方法均仅仅为症状处理手段，并不直接通过疾病发病机制治疗耳鸣，获得持久的效果。例如，掩蔽治疗产生的后抑制效应仅能维持数秒至数十分钟，重复多次治疗仍难以获得持久的抑制效应，而且已有多项研究表明长期掩蔽治疗对耳鸣患者的症状及心理状况改善并无明显优势。
发明内容
本发明的目的在于提供一种耳鸣治疗系统，根据用户自身的耳鸣频率来对要播放的音乐进行切迹滤波，以达到在日常音乐欣赏的过程中治疗耳鸣的效果。
本发明是通过以下技术方案实现的：
一种耳鸣治疗系统，包括耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和音频播放模块；所述耳鸣匹配模块调整播放音频信号的频率直到与用户的耳鸣频率一致，并将所述耳鸣频率发送到音乐治疗模块，所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的一段频带再通过音频播放模块播放出来。
相对于现有技术，本发明的耳鸣治疗系统通过纯音测试得到用户自身的听力水平，再通过耳鸣匹配获得用户自身耳鸣的频率和响度，在播放音乐时，根据用户自身的听力水平和耳鸣响度，调整音乐的音量，再根据耳鸣的频率，对要播放的音乐进行滤波处理，滤掉音乐中以耳鸣频率为中心频率的一段频率范围，可以针对用户自身的听力情况和耳鸣情况，个性化地治序耳鸣，效果明显，而且可以在日常音乐欣赏中进行治疗，简单方便。
进一步地，所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的倍频程或1/3倍频程。
进一步地，所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的一段频带的上限频率介于耳鸣频率所在1/3倍频程频带的上限频率和耳鸣频率所在倍频程频带的上限频率之间；所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的一段频带的下限频率介于耳鸣频率所在倍频程频带的下限频率和耳鸣频率所在1/3倍频程频带的下限频率之间；
进一步地，包括一纯音测试模块，用于测试用户能听到多个不同频率的纯音音频信号的最小音量，并将测试结果发送至音乐治疗模块。
进一步地，所述耳鸣匹配模块调整播放音频信号的响度直到与用户的耳鸣响度一致，并将所述耳鸣响度发送到音乐治疗模块。
进一步地，包括一交互模块，用于接收用户的输入以完成对所述耳鸣匹配模块和所述纯音测试模块的控制。
进一步地，所述纯音测试模块通过从0分贝逐渐升高纯音音频信号的音量直到用户反馈听到声音为止来获得用户在这个纯音信号的最小听力音量。
进一步地，所述纯音测试模块对500Hz，1000Hz，2000Hz和4000Hz对应的用户能听到的最小音量求和再取平均作为平均听力值，发送到音乐治疗模块。
进一步地，所述音乐治疗模块根据所述平均听力值和所述耳鸣响度来调整音乐播放音响。
进一步地，所述音乐治疗模块对音响的计算方法为：若平均听力值加上40分贝小于80分贝，则以平均听力值加上40分贝为音乐播放音量；若平均听力值加上40分贝大于80分贝，而且耳鸣响度小于80分贝，则以耳鸣响度为音乐播放音量；若平均听力值加上40分贝大于80分贝，而且耳鸣响度大于80分贝，则以80分贝为音乐播放音量。
进一步地，包括一存储介质，用于存放着多种音频信号文件。
进一步地，所述纯音测试模块、耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和存储介质作为应用程序安装于计算机或智能终端上。
进一步地，所述纯音测试模块、耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和存储介质作为应用程序安装在远端服务器，所述交互模块和音频播放模块作为应用程序安装在本地计算机或智能终端上，在服务器上处理好音频信号再通过网络将处理好的音频信号发送到本地计算机或智能终端上播放。
一种耳鸣治疗仪，包括所述的耳鸣治疗系统及耳机。
为了能更清晰的理解本发明，以下将结合附图说明阐述本发明的具体实施方式。
附图说明
图1是本发明耳鸣治疗系统的结构示意图。
图2是本发明耳鸣治疗系统的音乐治疗模块和耳鸣匹配模块的结构示意图。
图3是本发明耳鸣治疗系统的服务器/客户端结构示意图。
具体实施方式
本发明的耳鸣治疗系统通过纯音测试检测用户的听力情况，再确定用户耳鸣频率与响度，最后对音乐进行切迹滤波，滤掉耳鸣频率对应的频段，达到治疗效果。请参阅图1，其是本发明的耳鸣治疗系统的结构示意图。该耳鸣治疗系统10包括纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12、音乐治疗模块13、存储介质14、音频播放模块15和交互模块16。其中，存储介质14中保存着各种纯音音频文件或音乐音频文件，纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12和音乐治疗模块13都和存储介质14连接，可以选择或调整存储介质14中的音频文件并发送到音频播放模块15播放出来，交互模块16与纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12连接，接收用户的输入以对纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12进行控制；纯音测试模块11选择不同频率的纯音以不同响度播放给用户听，以测试用户在安静环境下所能听到的各个频率的最小声音的听力级，并计算出用户的平均听力值，发送到音乐治疗模块13；耳鸣匹配模块通过让用户调整音频信号的频率和响度播放给用户听，选择最为接近自身的耳鸣频率与响度，并将所获取的耳鸣频率与响度发送到音乐治疗模块13；音乐治疗模块13根据纯音测试模块发送来的平均听力值和耳鸣匹配模块发送来的耳鸣频率与耳鸣响度，调整播放音乐信号的响度并同时对音乐音频信号进行滤波切迹处理再播放给用户听。
本发明的耳鸣治疗系统，首先通过纯音测试模块11确定用户的平均听力值，再通过耳鸣匹配模块12确定与用户自身匹配的个性化耳鸣频率和响度，在播放音乐时再由音乐治疗模块13滤除用户本身耳鸣频率对应的频带，并且将音乐音量设置为适合用户的音量，可以在用户正常听音乐的过程中治疗耳鸣。
具体地，纯音测试模块11选择不同频率的纯音，对于某一个频率的纯音音量从0分贝不断增大，直到用户通过交互模块16确定可以听到为止，记录下听到这个频率的大小及对应的最小音量，优选地，本技术方案选择测试500Hz，1000Hz，2000Hz和4000Hz的最小音量，对这四个最小音量求和再取平均作为平均听力值Va，发送到音乐治疗模块13。
耳鸣匹配模块12通过播放音频信号给用户听，再由用户调整音频信号的频率和响度，直到与自身的耳鸣频率和响度一致，如图2所示，耳鸣匹配模块12具体包括耳鸣频率匹配模块121和耳鸣响度匹配模块122，其中，耳鸣频率匹配模块121接收用户通过交互模块16频率调整输入，改变播放的音频信号的频率，耳鸣响度匹配模块122接收用户通过交互模块16的音量调整输入，改变播放的音频信号的响度，当用户确定最接近的耳鸣频率和响度之后，记录所选择的耳鸣频率f0和耳鸣响度V0。
音乐治疗模块13，是一个音频信号处理模块，对存储介质中的音乐音频信号进行信号处理，其接收耳鸣匹配模块发来的个性化耳鸣频率f0及耳鸣响度V0，并且接收纯音测试模块传来的平均听力值Va，通过计算确定音乐播放音量及对音乐音频中一段频率进行滤波切迹，使播放的音乐具有治疗使用者耳鸣的效果。如图2所示，具体地，音乐治疗模块13包括音量调节模块131和频率切迹模块132。
音量调节模块131接收耳鸣匹配模块12发来的个性化耳鸣响度V0和纯音测试模块11传来的平均听力值Va，计算出播放的音乐音量，以保证音乐音量不会过大又能适合测试者的听力水平，具体的计算方法为：
若Va+40<80db，则以Va+40db为音乐播放音量；
若Va+40>80db，而且V0<80db，则以V0为音乐播放音量；
若Va+40>80db，而且V0>80db，则以80db为音乐播放音量。
另外，用户也可以对通过交互模块16微调音量调节模块131所计算的音量，以得到最佳的音响效果。
音频切迹模块132，接收耳鸣匹配模块12发来的个性化耳鸣频率f0，以耳鸣频率f0为中心频率来确定分段频率倍频程，滤除音频中以耳鸣频率f0为中心频率的那段频带，使患者在正常听音乐的同时就能治疗耳鸣疾病。
人耳听音的频率范围为20Hz到20KHz，在声音信号频谱分析一般不需要对每个频率成分进行具体分析。为了方便起见，人们把20Hz到20KHz的声频范围分为几个段落，每个频带成为一个频程。频程的划分采用恒定带宽比，即保持频带的上、下限之比为一常数。若使每一频带的上限频率比下限频率高一倍，即频率之比为2，这样划分的每一个频程称1倍频程，简称倍频程。如果在一个倍频程的上、下限频率之间再插入两个频率,使4个频率之间的比值相同(相邻两频率比值为)，这样将一个倍频程划分为3个频程,称这种频程为1/3倍频程。
在一优选实施例中，音频切迹模块132接收耳鸣匹配模块发来的个性化耳鸣频率f0，通过计算得出耳鸣频率f0所在倍频程频带的上下限频率，具体的计算方法为：假设每一个频带的上限频率为fu，下限频率为fl，那么这一段的中心频率为本技术方案中，令耳鸣频率f0为中心频率，则可以计算出耳鸣频率f0所在的倍频程频带，假设耳鸣频率f0的上限频率为f0u，下限频率为f0l，由f0u＝2*f0l，可以计算出：近似取f0u＝1.41f0，f0l＝0.707f0，因此以耳鸣频率f0为中心频率的倍频程频带为[0.707f0，1.41f0]；接着对播放的音乐音频进行带通滤波处理，滤掉频带为频带计算模块计算所得的下限频率f0l至上限频率f0u，播放出来的音乐在频谱上对应[f0l，f0u]这个频段是没有能量的，可以对耳鸣达到治疗效果。
在另一优选实施例中，音频切迹模块132对要播放的音乐音频信号滤除耳鸣频率f0对应的1/3倍频程，通过计算得出耳鸣频率f0所在倍频程频带的上下限频率，具体的计算方法为：假设每一个频带的上限频率为fu，下限频率为fl，那么这一段的中心频率为本技术方案中，令耳鸣频率f0为中心频率，则可以计算出耳鸣频率f0所在的倍频程频带，假设耳鸣频率f0的上限频率为f0u，下限频率为f0l，由可以计算出： 近似取f0u＝1.12f0，f0l＝0.89f0，因此以耳鸣频率f0为中心频率的倍频程频带为[0.89f0，1.12f0]；接着对播放的音乐音频进行带通滤波处理，滤掉频带为频带计算模块计算所得的下限频率f0l至上限频率f0u，播放出来的音乐在频谱上对应[f0l，f0u]这个频段是没有能量的，可以对耳鸣达到治疗效果。
在第三种优选实施例中，音频切迹模块132对要播放的音乐音频信号滤除以耳鸣频率f0为中心频率的一段频带，这段频带的上限频率为fu，下限频率为fl，其中，上限频率fu介于f0所在1/3倍频程频带的上限频率和f0所在倍频程频带的上限频率之间，也即fu介于和之间，近似计算为fl取值介于1.12f0和1.41f0之间；下限频率fl介于f0所在倍频程频带的下限频率和f0所在1/3倍频程频带的下限频率这间，也即f1介于和之间，近似计算为fl取值介于0.707f0和0.89f0之间。接着对播放的音乐音频进行带通滤波处理，滤掉频带为[fl,fu],播放出来的音乐在频谱上对应[fl,fu]这个频段是没有能量的，可以对耳鸣达到治疗效果。
这样用户如果要听音乐，音频播放模块15播放存储介质14中的音乐，会先通过音乐治疗模块13进行个性化的切迹滤波，在频谱上滤除用户耳鸣频率所在的倍频程这个频段，因此可以在欣赏音乐的同时对耳鸣进行治疗。
交互模块16，主要是用于该耳鸣治疗系统与用户的交互，通过软件界面显示，可以选择纯音测试，耳鸣匹配或者欣赏音乐，如果选择纯音测试，则音频播放模块15会通过纯音测试模块11选择播放存储介质14中的纯音音频文件，并且用户可以通过交互模块16选择是否听到播放的纯音音频信号，反馈给纯音测试模块11，以完成纯音测试，；如果选择耳鸣匹配，则音频播放模块15会通过耳鸣匹配模块12播放不同音频信号，并且用户可以通过交互模块16调整耳鸣匹配模块12所播放的音频信号的频率与响度，直到与自身的耳鸣频率和响度一致，以完成耳鸣频率和响度的匹配；完成了纯音测试和耳鸣匹配，用户可以选择听音乐，这样音频播放模块15会通过音乐治疗模块13对所播放的音乐音频信号进行个性化的切迹滤波，滤除用户耳鸣频率所在的倍频程，让用户在欣赏音乐的同时对耳鸣进行治疗。
本发明的耳鸣治疗系统可以作为应用程序安装于计算机或智能终端上，另外也可以如图3所示，通过网络以服务器/客户端形式进行治疗，纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12、音乐治疗模块13和存储介质14作为应用程序安装在远端服务器A上，音频播放模块15和交互模块16作为应用程序安装在本地计算机或智能终端B上，用户通过交互模块16，选择纯音测试、耳鸣匹配或听音乐，服务器A上的纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12、音乐治疗模对存储介质14中的音频信号进行处理，再发送到本地计算机或智能终端B，由本地计算机或智能终端安装的音频播放模块15播放出来。
另外，本发明的耳鸣治疗系统也可以作为一种耳鸣治疗仪，包括上述耳鸣治疗系统的纯音测试模块11、耳鸣匹配模块12、音乐治疗模块13、存储介质14、音频播放模块15、交互模块16和耳机，由耳机连接音频播放模块15播放测试音频或治疗音频。
以下对本发明的耳鸣治疗系统的运行过程和具体应用进行描述。
第一步，进行纯音测试。
用户通过交互模块16选择纯音测试，纯音测试模块11会在存储介质14中选择500Hz的纯音音频，进行播放，并逐渐升大音量，直到用户通过交互模块16选择听到声音，记录此时的音量，再播放1000Hz的纯音音频，同样逐渐升大音量，直到用户通过交互模块16选择听到声音，记录对应的音量，接着同样测试得到2000Hz和4000Hz对应的能听到的最低音量，最后求出500Hz，1000Hz，2000Hz和4000Hz对应的最低音量平均值，作为平均听力值Va。
第二步，进行耳鸣频率和响度匹配。
进行耳鸣频率和响度匹配，耳鸣匹配模块12会播放音频信号给用户听，用户通过交互模块16调整音频信号的频率和响度，直到与自身的耳鸣频率和响度一致，并记录下这个耳鸣频率f0和耳鸣响度V0。
第三步，听音乐。
完成了前两步，已经确定了用户的平均听力值Va、耳鸣频率f0和耳鸣响度V0，由音乐治疗模块13根据平均听力值Va和耳鸣响度V0确定播放音乐的音量，再由耳鸣频率f0计算出以该频率为中心频率的倍频程，接着对要播放的音乐进行带通滤波，滤波的频带为以耳鸣频率f0为中心频率的倍频程，也即0.707f0至1.41f0，这样音频播放模块15经过音乐治疗模块13播放出来的音乐具有治疗用户自身耳鸣的效果。
相对于现有技术，本发明的耳鸣治疗系统通过纯音测试得到用户自身的听力水平，再通过耳鸣匹配获得用户自身耳鸣的频率和响度，在播放音乐时，根据用户自身的听力水平和耳鸣响度，调整音乐的音量，再根据耳鸣的频率，对要播放的音乐进行滤波处理，滤掉音乐中以耳鸣频率为中心频率的一段频率范围，可以针对用户自身的听力情况和耳鸣情况，个性化地治序耳鸣，效果明显，而且可以在日常音乐欣赏中进行治疗，当倾听愉悦的、个人喜好的歌曲时能使患者集中注意，达到调节大脑功能的效果，同时激活大脑的奖励系统诱导多巴胺的释放，对皮层重组起着重要作用，治疗过程简单方便。
本发明并不局限于上述实施方式，如果对本发明的各种改动或变形不脱离本发明的精神和范围，倘若这些改动和变形属于本发明的权利要求和等同技术范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变形。

Claims (14)

1.一种耳鸣治疗系统，其特征在于：包括耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和音频播放模块；所述耳鸣匹配模块调整播放音频信号的频率直到与用户的耳鸣频率一致，并将所述耳鸣频率发送到音乐治疗模块，所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的一段频带再通过音频播放模块播放出来。
2.根据权利要求1所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的倍频程或1/3倍频程。
3.根据权利要求1所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的一段频带的上限频率介于耳鸣频率所在1/3倍频程频带的上限频率和耳鸣频率所在倍频程频带的上限频率之间；所述音乐治序模块滤除音乐音频信号中以所述耳鸣频率为中心频率的一段频带的下限频率介于耳鸣频率所在倍频程频带的下限频率和耳鸣频率所在1/3倍频程频带的下限频率之间。
4.根据权利要求1至3任一权利要求所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：包括一纯音测试模块，用于测试用户能听到多个不同频率的纯音音频信号的最小音量，并将测试结果发送至音乐治疗模块。
5.根据权利要求4所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述耳鸣匹配模块调整播放音频信号的响度直到与用户的耳鸣响度一致，并将所述耳鸣响度发送到音乐治疗模块。
6.根据权利要求5所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：包括一交互模块，用于接收用户的输入以完成对所述耳鸣匹配模块和所述纯音测试模块的控制。
7.根据权利要求6所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述纯音测试模块通过从0分贝逐渐升高纯音音频信号的音量直到用户反馈听到声音为止来获得用户在这个纯音信号的最小听力音量。
8.根据权利要求7所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述纯音测试模块对500Hz，1000Hz，2000Hz和4000Hz对应的用户能听到的最小音量求和再取平均作为平均听力值，发送到音乐治疗模块。
9.根据权利要求8所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述音乐治疗模块根据所述平均听力值和所述耳鸣响度来调整音乐播放音响。
10.根据权利要求9所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述音乐治疗模块对音响的计算方法为：若平均听力值加上40分贝小于80分贝，则以平均听力值加上40分贝为音乐播放音量；若平均听力值加上40分贝大于80分贝，而且耳鸣响度小于80分贝，则以耳鸣响度为音乐播放音量；若平均听力值加上40分贝大于80分贝，而且耳鸣响度大于80分贝，则以80分贝为音乐播放音量。
11.根据权利要求10所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：包括一存储介质，用于存放着多种音频信号文件。
12.根据权利要求11所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述纯音测试模块、耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和存储介质作为应用程序安装于计算机或智能终端上。
13.根据权利要求12所述的耳鸣治疗系统，其特征在于：所述纯音测试模块、耳鸣匹配模块、音乐治疗模块和存储介质作为应用程序安装在远端服务器，所述交互模块和音频播放模块作为应用程序安装在本地计算机或智能终端上，在服务器上处理好音频信号再通过网络将处理好的音频信号发送到本地计算机或智能终端上播放。
14.一种耳鸣治疗仪，其特征在于：包括如权利要求1-11任意一项权利要求所述的耳鸣治疗系统及耳机。
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