基于可穿戴設備的聽障兒童康復訓練App開發與應用

關鍵詞：智能可穿戴設備；聽障兒童；新型助聽器；軟件開發；可穿戴康復醫療設備

中圖分類號：TP311 文獻標識碼：A

文章編號：1009-3044（2024）26-0050-04開放科學（資源服務）標識碼（OSID） ：

0 引言

智能可穿戴設備正在改變聽障兒童的康復前景。面對溝通和社交障礙，新型助聽器和康復設備通過軟件創新，提供了更精準的聽力支持并改善了用戶體驗。本文將探討這些設備如何借助智能算法和交互設計，增強聽障兒童的語言和社交技能。研究的目的是評估這些技術在康復訓練中的有效性，并尋求更科學、高效的個性化康復方案，以促進聽障兒童的社會融入。

1 研究背景

1.1 聽障兒童

聽力殘疾是中國第二大殘疾類型，影響患者的生活和社會參與。兒童若未及時干預，會阻礙語言和認知發展，對家庭和社會構成負擔。我國有2004萬單純聽力殘疾人，加上多重殘疾中聽障人群共2780萬。兒童聽障多為一級或二級，通常由遺傳和孕期感染引起。聽障兒童的康復雖然具有挑戰性，但對其未來的影響深遠。

1.2 本產品開發背景

世界衛生組織（WHO） 指出，大多數聽力損失患者集中在發展中國家。中國的一項調查顯示，在0至14 歲兒童中，約有0.17%（818人）有聽力障礙；15至24歲青少年的患病率為0.21%（1 719人）。研究表明，聽力障礙在中國兒童和青少年中呈現出人口和地域差異，家庭因素如父母教育水平、母親健康狀況和家庭收入與0至14歲兒童的聽力障礙有顯著關聯。

2 產品分析與研發技術

2.1 可穿戴設備與康復輔具緊密關系

可穿戴設備在健康領域指的是可直接穿戴的便攜式電子設備，這些設備支持軟件感知、記錄、分析、管理健康數據，甚至可以用于治療疾病。在康復輔具領域，其應用日益廣泛。例如，在運動康復中，這些設備可以監測姿勢和肌肉活動，提供實時反饋，促進正確訓練，加速康復進程。在語言康復方面，可穿戴設備能夠記錄和評估語音表達，幫助定制個性化的康復計劃。

以下是對可穿戴設備與康復輔具的發展現狀從市場和政策兩方面進行的詳細分析：

1） 市場分析。康復不僅利用醫學措施，還協調各種社會及教育措施，以便對康復患者進行功能障礙方面的訓練，使其功能達到盡可能高的水平，從而減輕病患程度[1-4]。可穿戴醫療設備引入了當今最前沿的傳感和信息傳輸處理技術。這些設備依靠各種智能技術和軟件，利用大數據交互和云交互來收集和存儲用戶的各種醫療檢測數據，同時進行動態監控。

2） 可穿戴產品存在的問題。國內研究主要關注可穿戴設備的算法和網絡安全，但在倫理方面的探討不足。雖然設備支持健康大數據監測，但在準確性、可信度及疾病識別方面仍面臨技術挑戰。有效分析需要與醫療信息系統兼容互通，這方面需要進一步研究。此外，市場上產品同質化嚴重，生產商缺乏創新，科技公司未充分考慮專業化和個性化需求。

3） 醫療可穿戴產品發展趨勢。① 全面化的適用范圍。 可穿戴設備通過將各種可穿戴技術和功能的電子設備嵌入日常穿戴中，使人們的日常生活更加便捷。在不遠的未來，智能可穿戴設備的種類將迅速增加，甚至不僅限于基礎醫療行業的治療與康復，還將成為日常配飾與生活的必需品，展示出巨大的發展潛力。② 與科學技術進一步融合。 醫療大數據和可穿戴設備通過實時監控、傳輸和分析健康數據，為醫療保健提供堅實的數據支持。技術的進步為醫藥研發和衛生決策提供了科學依據，實現了診斷、監測、干預的一體化服務。這為移動醫療解決方案提供了便捷高效的方式，顯著提升了康復效果。③ 與健康醫療相結合。國家正在大力推廣“互聯網+”健康醫療模式，并不斷發展和融合新興技術，全面深入推進信息化，為智慧醫療的快速發展提供了良好條件。目前，智能醫療市場規模仍在迅速增長。未來，國家醫療行業將通過數字化管理服務構建居民健康云平臺，全面建設“健康中國”。因此，醫療健康領域將成為智能穿戴產品的重要應用領域[5-7]。④ 可穿戴設備與康復輔具的緊密關系。 可穿戴技術在康復輔具產品中的應用將催生更多智能化產品。隨著康復領域的不斷擴展，逐漸向健康領域靠攏，未來將涌現出更多的健康輔助設備，包括可穿戴醫療治療設備、監護設備和康復監測設備。這些設備的出現，將進一步提升康復輔具的智能化水平和應用范圍。

4） 家庭恢復力。殘疾兒童家長的態度多種多樣。一部分家長能夠理解并積極應對孩子的特殊需求，這通常受益于良好的家庭環境和社會的包容性影響；而另一部分家長可能對孩子的能力存在誤解或持悲觀態度。聽障兒童的康復需要家庭提供情感支持、資源投入以及專業知識。家庭期待能夠得到社會的支持和專業的指導，以增強其復原能力，更有效地支持孩子的成長。提升家庭的復原能力對特殊教育至關重要。通過培養一個堅韌且支持性的環境，可以更好地促進聽障兒童的全面發展，并體現出家庭與兒童之間的相互促進關系。

2.2 產品研發技術

1） 傳感器技術。傳感器是智能化產品中的核心組件，由敏感元件、轉換元件和轉換電路構成。其主要作用是檢測物理量的變化并將其轉換為信號，核心任務是捕捉和識別物理信息變化，實現對環境或對象狀態的監測。現代傳感器利用微加工技術實現小型化和多功能集成，敏感元件緊湊組裝，提供全面的感知能力。傳感器的性能直接影響產品功能的實現和準確性，是確保產品高效運作的關鍵[8]。

2） 無線通信技術。在智能穿戴設備的研發和設計中，近距離無線通信技術至關重要，包括ZigBee、WLAN、藍牙、Wi-Fi和NFC等。這些技術支持高效的數據通信和信息交換，通過專用協議實現數據同步處理。特別是NFC技術，不僅支持數據傳輸，還能夠實現設備的無線充電，減少空間占用。Wi-Fi-HaLow技術具有低功耗、長續航、強抗干擾能力和多設備連接特性，為智能手環等穿戴設備與智能終端間的高速穩定數據傳輸提供了可能。這些無線通信技術提升了智能穿戴設備的移動性和用戶友好性，連接更加緊密、操作更為便捷，豐富了產品功能和實用性。

3） 個性化定制技術。制造業專家和企業正在探索以用戶需求為核心的互聯工廠模式。該模式通過整合個性化需求，實現用戶與企業間的全流程互動，提供智能化產品與服務。依托數字化技術，構建互動網絡空間，實現數據整合、用戶參與和智能制造，滿足個性化定制需求，提高生產效率和產品質量，從而增強企業競爭力和客戶滿意度[9]。

4） 云平臺與人工智能。云平臺作為一種新興的應用支持技術，能夠高效地存儲、分析和處理海量數據。結合人工智能的自主運算和判斷能力，云平臺可以在云端對智能手環收集的數據進行精確且迅速地分析，并智能預測用戶的需求和偏好。作為智能穿戴設備后端的核心技術支持，云平臺和人工智能技術不僅具有廣泛的應用前景，而且在未來有望為人類提供更加個性化和智能化的服務[10]。

3“ 意趣聽說”App開發與應用

3.1 產品介紹

推出的產品“意趣聽說”由新型助聽器和App兩部分組成。本研究專注于聽障兒童聽覺言語康復訓練的App，并將新型可穿戴助聽器，分別為耳背式（BTE） 和耳內式（ITE） ，作為輔助研究對象，從多角度分析其在感知和促進聽障兒童言語功能康復方面的作用。

首先，研究了計算機輔助聽力言語康復設置和用戶體驗設計，基于聽障人群的生理和認知特征，結合語言康復理論、明確目標用戶特征和聽覺言語康復原理，進行理論研究和各設備的互聯互通。接著，通過用戶調研，如問卷、用戶父母訪談、專家訪談等方式，進一步明確用戶痛點并提煉典型用戶畫像。

通過八個研究階段，制定了針對聽障兒童康復訓練App的啟發式評估準則，以指導設計實踐。結合用戶體驗模型，明確了App設計的5個關鍵層次：戰略、內容、交互、參與、表現，并為每層制定設計策略。這些策略經過案例分析優化，以確保設計的準確性。應用于實際設計，以保證聽障兒童康復訓練App的有效性和實用性。

在完成產品定位、功能需求分析、信息架構和低保真原型設計后，我們進行專家可用性評估。根據評估結果進行方案迭代，并展開視覺效果設計。最后，通過用戶設計評估進一步驗證設計方案的可行性。耳朵聽力是否正常的評估可通過聽功能檢查來進行，包括純音聽閾測定、聲導抗檢查、耳聲發射和聽性腦干反應等。

聽覺康復中，智能可穿戴的新型助聽器通過人工智能技術結合聽障兒童的心理狀態與人工診斷，充分發揮人機互通和數據共享的優勢。隨著計算機多媒體技術的發展，現代研究越來越多地將計算機軟件程序整合到言語感知訓練中，使得聽覺言語的評估和康復過程更加便捷實用。

計算機輔助聽力言語康復訓練程序和可穿戴新型助聽器與App互聯，利用語音交互技術控制其制定個性化的言語康復訓練內容。本研究以“意趣聽說”App為例，分析了聽障兒童康復訓練App設計，為計算機輔助聽障兒童康復提供了理論基礎。該App使聽障兒童可以自主進行訓練，提升聽力和口語能力，以幫助他們融入社會。家屬可以通過App監測訓練，并通過趣味頁面設計減少兒童的煩躁和逆反情緒，從而減輕家庭負擔。此外，它還增進了家長對病癥的了解，促進患者之間的互助，豐富家庭生活。

聽障兒童康復訓練App應提高兒童及其家長對康復重要性的認識，展示使用App的可行性和便捷性，深化對康復的理解。這有助于改變潛在的消極態度，重建對于康復成功的信心，促使家長更積極地參與孩子的訓練。

3.2 功能介紹與界面展示

該項目產品主要由可穿戴新型傳感助聽器和手機App兩部分組成，主要為聽障兒童及其家屬提供服務。該產品的功能如下：1） 登錄模塊。

用戶在購買新型傳感助聽器后，可以通過掃描設備上的二維Fh7QtkIOjqocd2dVVI6sMLdt7vRzpDqYH0Y5C0AcR+0=碼，在手機上下載“意趣聽說”App。完成注冊信息后，即可登錄并使用。

首次使用時，用戶可以通過手機號注冊新賬戶并設置登錄密碼，也可以通過與手機號關聯的支付寶、微信或QQ等方式便捷登錄。

2） 首頁模塊。

用戶登錄后將進入App首頁。首頁頂部有一個搜索欄，便于進行個性化定制和查找內容。搜索欄旁邊有一個“掃一掃”圖標，用于綁定新型傳感助聽器。主要功能包括練習本、發音測試和音詞句文。生活界面還會定期更新相關知識簡訊。

用戶可以通過點擊發音水平定級測試，來個性化定制發音小游戲，以便及時觀察兒童的發音。在音詞句文模塊中，用戶能夠實時觀察到兒童的進步，并通過積分兌換兒童玩具，以提高他們的學習積極性，使聽障兒童在玩樂中持續進步。

康復護理模塊為聽障兒童提供專業的日常家庭護理知識。患者家屬可以通過學習這些方法和知識，提高對患者的照顧和護理水平，在一定程度上緩解家屬對疾病的無助感，并有助于改善患者的生活及身心健康。

知識簡訊模塊主要以聽障兒童相關資訊的形式呈現，幫助公眾增加對聽障兒童的了解。

3） 生活模塊。

生活模塊允許家長用戶發布有關兒童患者的問題和分享經驗，并通過添加好友的方式加深交流，以減輕焦慮和保持積極心態。家長還可以上傳兒童言語障礙的視頻，平臺會個性化推送給有相似情況的用戶，以便獲取支持和建議。此外，專業醫生也會在此發布健康信息并解答疑問，從而提升平臺的實用性。

4） 練習模塊。

語音界面允許用戶選擇圖書的章節進行朗讀練習，并提供個性化定制練習。該模塊會通知用戶每天的打卡消息，以便用戶及時查看未完成的任務。

5） 個人中心模塊。

個人中心包含賬號信息，并支持登出和修改密碼。用戶可以在任務、口語、聽賞、打卡等欄目中定制康復計劃。在“今日小片段”和“記錄成長”中，用戶可以查看、瀏覽和收藏康復知識。通過綁定設備，用戶能夠實現多階段的“聽說”練習。

4 結束語

對可穿戴康復醫療設備的調查研究表明，這一領域在未來具有廣闊的市場潛力和前景。基于新型可穿戴助聽技術的“意趣聽說”產品結合了傳統助聽器和傳感器，使聽障兒童在玩樂中獲得最大益處。這不僅有助于他們更好地融入主流社會，減輕患者及其家人的生理和心理壓力，還能通過專業且有趣的引導幫助他們更好地認知和融入社會。