金 偉，徐 進，李 寧，霍建剛，瞿發(fā)林

一種眼動脫敏治療儀的研制

金 偉，徐 進，李 寧，霍建剛，瞿發(fā)林

目的：研制一種治療創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等心理疾病的眼動脫敏治療儀。方法：根據(jù)眼動脫敏與再加工的原理，以AT89S52單片機作為控制核心，外圍輔以復位電路、紅外接收電路、振蕩電路、電源電路對背景音樂、提示引導語、發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）閃動提示音、亮度、速度、模式進行控制，達到自動調(diào)節(jié)LED燈的運轉(zhuǎn)模式、背景音樂和引導語的目的。結(jié)果：研制的樣機能準確按軟件設(shè)計的工作流程調(diào)節(jié)LED燈的運行模式、語音引導及背景音樂，具有便攜、堅固、人機交互性強、治療效果好等特點，達到了預期的設(shè)計要求與技術(shù)指標。結(jié)論：該儀器能滿足創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙等心理疾病治療的需要，減輕心理醫(yī)師的工作強度，改進患者的治療效果，可替代手工操作，作為開展心理疾病治療工作的有效儀器。

眼動脫敏治療儀；創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙；眼動脫敏與再加工

0 引言

眼動脫敏與再加工（eye movement desensitization and reprocessing，EMDR）是一種心理疾病的治療方法，近年來得到廣泛推廣和應(yīng)用[1-3]。傳統(tǒng)的EMDR心理治療主要是通過心理醫(yī)師用手指比劃來引導創(chuàng)傷后應(yīng)激障礙（post-traumatic stress disorder，PTSD）或其他心理障礙的患者進行相關(guān)的治療，手動引導不但加重了醫(yī)師的工作負擔，使其容易患有肩周炎等職業(yè)病，以致于影響心理醫(yī)師全神貫注地投入心理引導治療過程；而且醫(yī)師的手動引導也存在速率控制不準確、模式單調(diào)等缺點，影響治療效果[4-6]。

本研究針對以上問題，研制了一種可代替人力的眼動脫敏治療儀，能夠輔助心理治療醫(yī)師更便捷地進行EMDR心理治療，一方面通過儀器替代心理治療醫(yī)師的手動指示來引導患者的注意力有規(guī)律地運動，可大大減輕醫(yī)師枯燥繁重的體力勞動；另一方面，通過儀器中軟件系統(tǒng)的控制，自動調(diào)節(jié)發(fā)光二極管（light emitting diode，LED）的運轉(zhuǎn)模式與速度，并有機融入語音引導、背景音樂，以便更好地適應(yīng)患者的個人情況，達到更好的治療效果。

1 系統(tǒng)設(shè)計

1.1 總體設(shè)計

眼動脫敏治療儀的整體設(shè)計框圖如圖1所示。整個儀器的單片機處理模塊按功能結(jié)構(gòu)可分為六大部分，包括紅外信號接收模塊、語音控制模塊、聲音調(diào)節(jié)模塊、LED亮度控制模塊、閃動速度控制模塊及閃動樣式控制模塊。其中，紅外信號接收模塊實現(xiàn)對治療儀遙控的控制；語音控制模塊控制背景音樂模塊和引導語模塊的運行，背景音樂模塊和引導語模塊實現(xiàn)對背景音樂和引導語的播放；聲音調(diào)節(jié)模塊控制LED閃動提示音輸出模塊的運行，LED閃動提示音輸出模塊實現(xiàn)對LED閃動提示音的音量控制。

1.2 整機結(jié)構(gòu)

眼動脫敏治療儀主要由不銹鋼框架、高聚物聚丙烯（polypropylene，PP）塑料板、環(huán)氧板制成（如圖2所示）。本治療儀由上下2部分組成，上部為控制面板，下部為支架、音響、腳輪。

圖1 眼動脫敏治療儀整體設(shè)計框圖

圖2 眼動脫敏治療儀整機結(jié)構(gòu)圖

控制面板的正面為PP塑料板，背面為環(huán)氧板?？刂泼姘宓膴A層內(nèi)為主控制部分，包括電路板、電源。電路板由單片機處理模塊、語音控制模塊、聲音調(diào)節(jié)模塊、LED閃動提示音模塊組成。在控制面板的正面沿AB（水平）、CD（豎直）、EF（左上）、GH（右下）、YUAN（圓周）5個方向按一定間隔鉆大小適宜的孔，孔內(nèi)嵌入LED燈，組成一組內(nèi)為米字形、外周為圓形的LED燈組。

音響分別置于下框頂部的左右兩端，腳輪可以在任意方向上滾動；治療儀可以通過連接腳輪和控制面板的支架調(diào)節(jié)治療儀的高度，以適應(yīng)不同患者的需求。

1.3 硬件設(shè)計

1.3.1 硬件整體設(shè)計

本治療儀的硬件整體設(shè)計框圖如圖3所示。它以AT89S52單片機作為控制核心，外圍輔以復位電路、紅外接收電路、振蕩電路、電源電路對背景音樂、提示引導語、LED閃動提示音、亮度、速度、模式進行控制。此外，AT89S52設(shè)計和配置了振蕩頻率，可為0 Hz，并可通過軟件設(shè)置省電模式。空閑模式下，中央處理器（central processing unit，CPU）暫停工作；而RAM定時計數(shù)器、串行口、外中斷系統(tǒng)可繼續(xù)工作，掉電保護模式下，凍結(jié)振蕩器而保存RAM的數(shù)據(jù)，停止芯片其他功能直至外中斷激活或硬件復位，滿足儀器設(shè)計要求[7-8]。

圖3 眼動脫敏治療儀硬件整體設(shè)計框圖

1.3.2 主控制電路

本治療儀主控制電路如圖4所示，由復位電路、紅外接收電路、振蕩電路、電源電路及LED電路組成。

圖4 眼動脫敏治療儀主控制電路圖

單片機處理器的 I/O端口 P2.3、P2.4、P2.5、P2.6、P2.7分別與AB、CD、EF、GH、YUAN方向上的LED電路相連；P2.0、P2.1、P2.2分別與引導語模塊、背景音樂模塊、PAM8403模塊電路連接；P1.0、P1.1、P1.2分別與LED電路的串行輸入并行輸出移位寄存器的端口14（串行數(shù)據(jù)輸入XI）、11（串行輸入時鐘SCK）和12（輸入鎖存器控制RCK）相連接；P3.2與紅外線遙控接收模塊的紅外接收器的信號端口相連接；P3.7與聲音大小調(diào)節(jié)的聲音控制器模塊中三極管基極相連接。

1.4 軟件設(shè)計

本治療儀的軟件控制流程圖如圖5所示。本治療儀主要包括背景音樂與引導語的控制程序、LED燈運轉(zhuǎn)速度快慢的調(diào)節(jié)及LED燈閃動方式的控制程序。

圖5 眼動脫敏治療儀軟件控制流程圖

（1）背景音樂與引導語的控制程序是以下89S52單片機為基礎(chǔ)，利用單片機的定時器中斷，在單片機內(nèi)部生成所需要的音樂頻率，通過MP3-TF-16P模塊實現(xiàn)音樂的播放。

（2）LED燈運轉(zhuǎn)速度快慢的調(diào)節(jié)程序是整個軟件控制的核心，它主要由單一模式及全模式2種程序組成。根據(jù)速度的快慢，單一模式又分為慢速、中速、快速3種模式，其中慢速模式下，LED燈完成一周期的時間為10 min；中速模式下，LED燈完成一周期的時間為5 min；快速模式下，LED燈完成一周期的時間為3 min。全模式是依次完成慢速、中速、快速3種單一模式下LED燈的運轉(zhuǎn)，待完成所有模式閃動后，燈光從A、B、C、D、E、F、G、H點分別沿著各自半徑方向上排列的LED燈同時快速閃動，最終匯聚到圓心，5 s后熄滅。

（3）LED燈是利用單片機管腳電平的高低變化來實現(xiàn)LED燈的一亮一滅。其閃動方式為燈光沿著AB、CD、EF、GH、圓周5個方向上排列的LED燈依次閃動，每個方向來回閃動5次。

（4）本治療儀的設(shè)計流程為首先系統(tǒng)啟動之后進行初始化工作，系統(tǒng)辨識單一模式慢速、單一模式中速、單一模式快速、全模式4種模式，在系統(tǒng)完成模式按鍵識別后，即啟動相應(yīng)模式進行工作。進入全模式后，先暫停10 s，進入全模式慢速運行狀態(tài)；慢速運行結(jié)束后，暫停10 s，進入全模式中速運行狀態(tài)；中速運行結(jié)束后，暫停10 s，進入全模式快速運行狀態(tài)。

2 工作模式及操作流程

2．1 工作模式

本治療儀共有2種工作模式：單一模式運轉(zhuǎn)和全模式運轉(zhuǎn)。其中單一模式運轉(zhuǎn)又分為慢速、中速和快速3種運轉(zhuǎn)模式，在設(shè)定速度的模式下，LED燈按照水平方向、豎直方向、左上右下方向、右上左下方向、圓周方向順序依次閃爍。在全模式下，治療儀完成慢速、中速和快速3種單一模式下LED燈的閃爍。

2．2 工作流程

本治療儀治療PTSD的工作流程如下：

（1）心理治療師將治療儀設(shè)置為全模式、慢速模式，按下開始鍵，在背景音樂和治療引導語下誘導患者適度地打開他的回憶，回憶當時的經(jīng)歷；囑咐患者保持頭部不動，眼睛視線跟隨LED燈閃爍方向移動，通過主動的回憶，讓患者的痛苦感覺慢慢地增強。

（2）在慢速模式運轉(zhuǎn)結(jié)束后，引導語提示患者體會一下他的痛苦程度是否減輕，他的心情是否稍微平靜些，他的情緒是否有好轉(zhuǎn)。以開始治療時的痛苦程度為10分、希望達到的狀態(tài)為0分，讓患者進行打分。在打分完后，治療儀自動進入中速模式，引導語提示患者將注意力再次放到眼前的燈光，視線隨燈光閃爍方向移動。

（3）在中速模式運轉(zhuǎn)結(jié)束后，引導語提示患者仔細體會一下目前的狀態(tài)，并讓患者對現(xiàn)在的狀態(tài)再打一次分。10 s后，此時治療儀自動進入治療快速模式，引導語提示患者再次把注意力放到眼前的燈光，視線隨燈光閃爍方向移動。燈光閃爍結(jié)束5 s后，讓患者仔細體會下目前的狀態(tài)，呼吸是否平穩(wěn)了一些，身體肌肉是否放松了一些，精力恢復了多少，心情好轉(zhuǎn)了多少，根據(jù)目前的情況，給自己再打一次分。然后把連同前面的2次打分結(jié)果告訴醫(yī)生，結(jié)束治療[9]。

3 主要技術(shù)參數(shù)

（1）電源部分：DC 5 V，電流2 mA。

（2）整機機身主體部分：外部不銹鋼框架尺寸為2000mm（長）×1200mm（寬）×100mm（厚）；PP塑料板和環(huán)氧板各1塊，尺寸均為1 200 mm（長）×1 200 mm（寬）×50 mm（厚）；控制面板的夾層厚為100 mm；腳輪4個，尺寸直徑為50 mm。

（3）音響部分：尺寸300 mm（長）×300 mm（寬），電源220 V/50 Hz，額定功率4 W，頻率響應(yīng)45 Hz～20 kHz，信噪比85 dB。

（4）LED部分：LED燈為磨砂綠色散光二極管，數(shù)量193個，直徑15 mm，LED燈間隔40 mm，功率為0.05 W。

（5）控制模塊：采用AT89S52單片機為主控制器，MP3-TF-16P模塊為背景音樂播放器，74HC595模塊為LED燈驅(qū)動。

（6）運行模式：單一模式——慢速、中速、快速；全模式。

（7）運行時間：慢速10 min，中速5 min，快速3 min。

4 應(yīng)用效果

4.1 以人為本

（1）綠色光線的波長（555～570 nm）使人眼睛最舒適。本治療儀采用綠色的LED燈光線引領(lǐng)人眼運動,并選用磨砂的發(fā)光二極管作為指示人眼的信號源，保證患者在使用過程中，從不同角度上看，發(fā)光LED燈的亮度大致相同，而且?guī)⒐獾膯紊吡炼萀ED具有體積小、工作電壓低、工作電流小、發(fā)光均勻穩(wěn)定、壽命長等優(yōu)點，可用于各種直流、交流、脈沖等電流驅(qū)動點亮。同時方便對LED燈的亮度進行調(diào)節(jié)，以適應(yīng)不同敏感度的患者。

（2）患者頭部可輕輕依托在支架上，通過輕快的引導語、背景音樂更好地使患者進入狀態(tài)，可調(diào)式伴隨音使患者的眼部運動更有節(jié)奏感，注意力更集中。

（3）治療儀固定在可調(diào)節(jié)高度的支架上，可以根據(jù)患者的眼睛高度進行高度調(diào)節(jié)。

4.2 服務(wù)臨床

（1）使用方便：紅外線遙控裝置的加入，使醫(yī)生的操作更加靈活，有更大的活動空間度。遙控器操作簡易，功能全面：加快/減慢LED掃描速度，啟動、調(diào)節(jié)聲音大小，調(diào)節(jié)亮度大小等。

（2）移動擺放方便：治療儀設(shè)計有滑輪和伸縮支架，方便移動到不同治療場所，同時可以調(diào)節(jié)伸縮桿，滿足不同患者的眼睛高度需求。

（3）功能穩(wěn)定：通過技術(shù)保證程序運行的穩(wěn)定性。同時，鋁合金機殼既保證有效的機械強度，又可以起到屏蔽干擾的作用。

（4）可維護性好：AT89S52單片機的內(nèi)部存儲容量大，能滿足大量程序書寫的需求，同時也可以采取在系統(tǒng)編程（in-system programming，ISP）技術(shù)反復擦寫，使治療儀的功能可進一步升級。

5 結(jié)語

眼動脫敏治療PTSD是一種心理治療的新方法，它是通過用食指和中指在患者視線內(nèi)有規(guī)律的晃動來減輕患者的心理焦慮癥狀，從而引出患者的正向情緒，喚醒自覺、改變信念、改變行為[10-11]。該方法在治療過程中可以促進個體對創(chuàng)傷事件信息加工過程，促進對創(chuàng)傷相關(guān)的負性認知的重建，可操作性強。本文研制的治療儀可以替代手工操作，能滿足創(chuàng)傷后應(yīng)急障礙等心理疾病治療的需要，減輕心理醫(yī)師的工作強度，同時通過軟硬件的調(diào)節(jié)，對引導速率的準確度進行控制。經(jīng)臨床試用觀察，該治療儀可以更好地適應(yīng)患者的個人情況，提高治療效果，可作為開展心理疾病治療的輔助設(shè)備。

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（收稿：2015-03-30 修回：2015-08-04）

《醫(yī)療衛(wèi)生裝備》雜志“質(zhì)控與安全”欄目征稿

為了更加安全地使用醫(yī)療設(shè)備，保障醫(yī)院醫(yī)療診斷治療的安全，本刊“質(zhì)控與安全”欄目面向全國讀作者征稿。該欄目主要是介紹醫(yī)療設(shè)備計量和質(zhì)量控制工作的現(xiàn)狀，探討醫(yī)療設(shè)備使用中的安全問題，研究醫(yī)療設(shè)備質(zhì)量控制的檢測方法。論文格式參照本刊稿約，請保證文章版權(quán)的獨立性，嚴禁抄襲，文責自負，請勿一稿多投。歡迎向該欄目投稿，優(yōu)秀稿件的出版周期將大大縮短。

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(本刊編輯部)

Development of eye movement desensitization therapeutic apparatus

JIN Wei,XU Jin,LI Ning,HUO Jian-gang,QU Fa-lin
（The 102nd Hospital of the PLA,Changzhou 213003,Jiangsu Province,China）

Objective To develop a therapeutic apparatus of eye movement desensitization and reprocessing for stress disorder and other psychological diseases after treatment.Methods According to the principle of eye movement desensitization and reprocessing,the apparatus was controlled by AT89S52 SCM,assisted by reset circuit,infrared receiver circuit, vibrate circuit and power circuit for background music,lead-in voice,LED twinkling voice,light intensity,velocity and mode control,so that the LED run mode,background music and lead-in voice could be operated automatically.Results The prototype apparatus developed could control the LED run mode,lead-in voice and background music accurately with advantages of being portable and solid,strong in interacting with operator and good in treatment.Hence,it could meet the requirements of design and specifications.Conclusion The apparatus can meet the requirements of the treatment of stress disorder and other psychological diseases after being injured while release the work intensity for psychologist,and also can be a substitute for hand operation.In conclusion,it is an effective apparatus for treatment of psychological diseases. [Chinese Medical Equipment Journal，2015，36（12）：15-18]

eye movement desensitization therapeutic apparatus;post-traumatic stress disorder;eye movement desensitization and reprocessing

R318.6；R395

A

1003-8868（2015）12-0015-04

10.7687/J.ISSN1003-8868.2015.12.015

金 偉（1988—），男，工程師，主要從事醫(yī)療設(shè)備的管理、計量和研制方面的工作，E-mail：jinwei881019@163.com。

213003江蘇常州，解放軍102醫(yī)院（金 偉，徐 進，李 寧，霍建剛，瞿發(fā)林）

瞿發(fā)林，E-mail：qufalin@163.com