[发明专利]一种基于数字信号处理系统的听觉统合训练器

说明书

技术领域

本发明属于医疗器械领域，涉及一种基于数字信号处理系统(DSP)的听觉统合训练器，用于广发性发育障碍、注意力缺陷多动症儿童、言语及语言发育障碍、情绪障碍和情感障碍和学习障碍的治疗。

背景技术

当儿童的听力存在先天的缺陷或受到损害(不管是传导性的还是感觉神经性的，都不能正确的察觉声音传导)，对周围环境事物产生歪曲的知觉，往往会导致语言发育迟缓和行为、情绪障碍。

听觉统合训练(Auditory Integration Training)，简称AIT，是一种特殊的音乐治疗方法，通过聆听一组经过过滤和调制的音乐来达到校正听觉系统对声音的失调现象，并刺激大脑皮层，从而达到改善行为紊乱和情绪失调的目的。作为一种整体的听力训练程序，充分利用现代电子技术，在帮助个体对周围环境的反应性、改善个体在对声音信息相关的认知障碍和“不均衡听力”以及听力过敏等方面，具有其他矫治方法所难以媲美之处。听觉统合训练主要用于治疗儿童孤独症、多动症及儿童学习困难所存在的听知觉障碍。

听觉统合训练的治疗原理在于以下几点：1)通过过滤过度敏感的频率，使大脑听觉皮层重新组织，促进它对所有频率的知觉，减少对听觉信号的歪曲；2)改善中枢的听觉加工处理过程；3)使受训者更清楚地接受声音，从而使其能够更好地学习声音与行为、环境、行动及事件的关系；4)当声音信号通过听觉器官的神经纤维传导至丘脑和大脑皮质系统，音乐中的音高、音强、音色这些基本元素能够直接通过丘脑等皮下结构，使大脑机体产生自主反应，各种音响以时间为载体，在时间的过程中展示着自身有序的声频律动，而这种声频律动与大自然中一切具有生命的物体产生着异体同构的共鸣，形成起、开、张、合的有序交替与增长的生命律动，音乐中的节奏模式和曲调体系在很大程度上与人体的特征节律有着奇妙的共通。

目前，已有一些听觉统合训练系统上市，通过临床治疗结果已证明对儿童发育行为障碍疾病进行早期干预有明显的疗效，但其部分功能不够完善、交互界面设计不够人性化等还存在一定的缺陷，训练体系比较单一，为了给患者提供更方便更全面的治疗，还需要一个更为完善的系统。

对于一些听损伤患儿来说，高频听觉细胞已经完全丧失功能，只对低频段的信号信息比较敏感，其残余的听力大部分集中，会造成听者的理解度降低。由于生理学上的听觉掩蔽效应，对信号的单纯放大无法提高听者的分别能力，因此需要将声音的高频部分能量搬移到低频区域，即采用移频压缩技术对声音信号进行处理，从而提高这部分患儿听觉理解能力。

ADHD(注意力缺陷多动症Attention Deficit Hyperactivity Disorder)儿童存在神经生物学的发育障碍，他们的大脑中的θ脑电波成分显著高于正常儿童，而他们的感觉运动节律SMR波和β波的成分却显著低于正常儿童。ADHD儿童θ脑电波过多、β波较少会导致其大脑唤醒程度低，造成注意力低下和情绪障碍。而SMR波过低会使其在控制自己的行动时面临困难。

目前，利用音乐来诱发脑电波已经成为一种常见的手段，人们利用音乐诱导α波的训练来改善人的记忆和情绪，诱发大脑θ波来帮助人获得更好的睡眠。音乐具有很强的脑电波诱发能力，利用音乐抑制θ波、提升SMR波和β波为注意力缺陷伴多动障碍儿童提供了新的康复方法。

在脑电波诱导中，首先将单音轨音频转换成左右声道完全一样的双音轨音频，利用左右耳差频算法改变其中一个音轨的频率，通过双耳聆听近似的不同频率音乐就可以诱发脑电波进入目标状态。

随着技术的进步，数字化技术已经深入人们的生活，数字化技术具有诸多模拟技术无可比拟的优势。传统的模拟音频处理技术精度低、功耗高、灵活性差，因此传统的音频技术已经不能满足人们的要求。数字技术的快速发展，在很多场合使得数字音频技术逐步取代模拟音频技术，数字化的音频处理具有比模拟音频处理技术更大的优势，因此数字化的音频处理方式成为了音频技术的发展趋势。

本发明利用数字信号处理技术结合听觉统合治疗方法和音乐诱发脑电波的方法针对广发性发育障碍(PDD)儿童；言语及语言发育障碍(SLD)儿童；情绪障碍和情感障碍(ED)儿童和学习障碍(LD)儿童，特别是注意力缺陷多动症(ADHD)儿童提出了一种基于数字信号处理系统(DSP)的听觉统合训练器。

发明内容