特殊儿童音乐治疗辅具的开发与应用研究

特殊儿童音乐治疗辅具的开发与应用研究本文通过结合电子信息技术与音乐治疗,开发了一套用于特殊儿童聆听法音乐治疗的辅具,并利用辅具展开应用研究。聆听法音乐治疗常用于改善听觉系统声音处理失调和改善大脑生理状态。

因此,本文选择听觉过度敏感音乐治疗和脑电波诱导音乐治疗进行研究。在听觉过度敏感音乐治疗中,为让治疗对象接受适度的音乐刺激,提出引入实时滤波对音乐素材进行处理。

在脑电波诱导音乐治疗中,结合双耳差频处理对脑电影响的研究,提出将音乐进行双耳差频处理后用于多动症脑电波诱导的治疗思路。在对经扩展接口引入噪声的音频素材处理时,利用信号增强处理提高外接音频信噪比。

本研究在提出三类实时处理后,展开技术探索和应用研究。主要内容包括音乐治疗辅具的硬件设计、软件设计和应用研究三部分。

(1)音乐治疗辅具硬件设计为特殊儿童音乐治疗提供载体。硬件设计包括主控芯片选型、原理图设计、PCB设计。

在主控芯片选型中,综合辅具所需的运算能力、便携性、能耗、性价比等因素,选择DSP芯片TMS320VC5509A为辅具主控芯片。在原理图设计中,通过引入可编程逻辑器件CPLD,将电路板级电路集成为芯片级电路。

在PCB设计中,对硬件平台高频信号关键网络进行阻抗匹配分析和时序仿真分析,以提高硬件平台稳定性和可靠性。(2)音乐治疗辅具软件设计是音乐治疗方案的程序化实现。

软件设计包括软件框架和数字滤波、双耳差频、音频增强三类实时音频处理算法的实现。在数字滤波中,结合听觉过度敏感音乐治疗需求,设计并实现了FIR

和IIR两类数字滤波。

在双耳差频处理中,结合脑电波诱导音乐治疗需求,通过在SOLA-FS算法中引入平均绝对误差作为判别条件,降低运算量,实现了算法改进。在音频增强处理中,通过在箕舌线函数变步长LMS算法中引入解相关向量,提高算法的收敛速度和收敛精度,为麦克风或线性输入时提供更好信噪比音频信号。

(3)音乐治疗辅具应用研究是用于验证音乐治疗辅具的有效性。在听觉过度敏感音乐治疗中,根据频率特征将音乐划分为高频音乐和低频音乐,并结合数字滤波处理设计听觉过度敏感音乐治疗方案。

听觉过度敏感音乐治疗方案对自闭症儿童听觉过度敏感程度和情绪行为表现都产生了积极影响。经过音乐治疗,不适响度测量结果表明听觉过度敏感程度得到缓解；ATEC评估结果表明社交、感觉/认知/意识、健康/躯体/行为上的得分均显著降低,总分降低且达到极其显著水平。

在脑电波诱导音乐治疗中,根据实验选择具有高频脑电波诱导能力的音乐作为治疗素材,结合双耳差频处理设计脑电波诱导音乐治疗方案。脑电波诱导音乐治疗对多动症儿童高频脑电相对功率、行为表现均产生了积极影响。

经过脑电波诱导音乐治疗后,脑电相对功率测量结果表明,多动症儿童脑电相对功率θ%显著减少,SMR%、β%显著增加,θ/β降低且达到极其显著水平。PSQ 的评估结果表明,在品行问题、学习问题、冲动/多动、多动指数因子均显著降低。

本研究丰富了音乐治疗的原理与应用研究。