關(guān)鍵詞：智能可穿戴設備；聽障兒童；新型助聽器；軟件開發(fā)；可穿戴康復醫(yī)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(chuàng)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(shù)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(fā)展，對家庭和社會構(gòu)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(zhàn)性，但對其未來的影響深遠。

1.2 本產(chǎn)品開發(fā)背景

世界衛(wèi)生組織（WHO） 指出，大多數(shù)聽力損失患者集中在發(fā)展中國家。中國的一項調(diào)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(xiàn)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(guān)聯(lián)。

2 產(chǎn)品分析與研發(fā)技術(shù)

2.1 可穿戴設備與康復輔具緊密關(guān)系

可穿戴設備在健康領(lǐng)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(shù)據(jù)，甚至可以用于治療疾病。在康復輔具領(lǐng)域，其應用日益廣泛。例如，在運動康復中，這些設備可以監(jiān)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(fā)展現(xiàn)狀從市場和政策兩方面進行的詳細分析：

1） 市場分析?？祻筒粌H利用醫(yī)學措施，還協(xié)調(diào)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]?？纱┐麽t(yī)療設備引入了當今最前沿的傳感和信息傳輸處理技術(shù)。這些設備依靠各種智能技術(shù)和軟件，利用大數(shù)據(jù)交互和云交互來收集和存儲用戶的各種醫(yī)療檢測數(shù)據(jù)，同時進行動態(tài)監(jiān)控。

2） 可穿戴產(chǎn)品存在的問題。國內(nèi)研究主要關(guān)注可穿戴設備的算法和網(wǎng)絡安全，但在倫理方面的探討不足。雖然設備支持健康大數(shù)據(jù)監(jiān)測，但在準確性、可信度及疾病識別方面仍面臨技術(shù)挑戰(zhàn)。有效分析需要與醫(yī)療信息系統(tǒng)兼容互通，這方面需要進一步研究。此外，市場上產(chǎn)品同質(zhì)化嚴重，生產(chǎn)商缺乏創(chuàng)新，科技公司未充分考慮專業(yè)化和個性化需求。

3） 醫(yī)療可穿戴產(chǎn)品發(fā)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(shù)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(yī)療行業(yè)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(fā)展?jié)摿Α＂?與科學技術(shù)進一步融合。 醫(yī)療大數(shù)據(jù)和可穿戴設備通過實時監(jiān)控、傳輸和分析健康數(shù)據(jù)，為醫(yī)療保健提供堅實的數(shù)據(jù)支持。技術(shù)的進步為醫(yī)藥研發(fā)和衛(wèi)生決策提供了科學依據(jù)，實現(xiàn)了診斷、監(jiān)測、干預的一體化服務。這為移動醫(yī)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(yī)療相結(jié)合。國家正在大力推廣“互聯(lián)網(wǎng)+”健康醫(yī)療模式，并不斷發(fā)展和融合新興技術(shù)，全面深入推進信息化，為智慧醫(yī)療的快速發(fā)展提供了良好條件。目前，智能醫(yī)療市場規(guī)模仍在迅速增長。未來，國家醫(yī)療行業(yè)將通過數(shù)字化管理服務構(gòu)建居民健康云平臺，全面建設“健康中國”。因此，醫(yī)療健康領(lǐng)域?qū)⒊蔀橹悄艽┐鳟a(chǎn)品的重要應用領(lǐng)域[5-7]。④ 可穿戴設備與康復輔具的緊密關(guān)系。 可穿戴技術(shù)在康復輔具產(chǎn)品中的應用將催生更多智能化產(chǎn)品。隨著康復領(lǐng)域的不斷擴展，逐漸向健康領(lǐng)域靠攏，未來將涌現(xiàn)出更多的健康輔助設備，包括可穿戴醫(yī)療治療設備、監(jiān)護設備和康復監(jiān)測設備。這些設備的出現(xiàn)，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(tài)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(huán)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(tài)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(yè)知識。家庭期待能夠得到社會的支持和專業(yè)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(guān)重要。通過培養(yǎng)一個堅韌且支持性的環(huán)境，可以更好地促進聽障兒童的全面發(fā)展，并體現(xiàn)出家庭與兒童之間的相互促進關(guān)系。

2.2 產(chǎn)品研發(fā)技術(shù)

1） 傳感器技術(shù)。傳感器是智能化產(chǎn)品中的核心組件，由敏感元件、轉(zhuǎn)換元件和轉(zhuǎn)換電路構(gòu)成。其主要作用是檢測物理量的變化并將其轉(zhuǎn)換為信號，核心任務是捕捉和識別物理信息變化，實現(xiàn)對環(huán)境或?qū)ο鬆顟B(tài)的監(jiān)測?，F(xiàn)代傳感器利用微加工技術(shù)實現(xiàn)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(chǎn)品功能的實現(xiàn)和準確性，是確保產(chǎn)品高效運作的關(guān)鍵[8]。

2） 無線通信技術(shù)。在智能穿戴設備的研發(fā)和設計中，近距離無線通信技術(shù)至關(guān)重要，包括ZigBee、WLAN、藍牙、Wi-Fi和NFC等。這些技術(shù)支持高效的數(shù)據(jù)通信和信息交換，通過專用協(xié)議實現(xiàn)數(shù)據(jù)同步處理。特別是NFC技術(shù)，不僅支持數(shù)據(jù)傳輸，還能夠?qū)崿F(xiàn)設備的無線充電，減少空間占用。Wi-Fi-HaLow技術(shù)具有低功耗、長續(xù)航、強抗干擾能力和多設備連接特性，為智能手環(huán)等穿戴設備與智能終端間的高速穩(wěn)定數(shù)據(jù)傳輸提供了可能。這些無線通信技術(shù)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(chǎn)品功能和實用性。

3） 個性化定制技術(shù)。制造業(yè)專家和企業(yè)正在探索以用戶需求為核心的互聯(lián)工廠模式。該模式通過整合個性化需求，實現(xiàn)用戶與企業(yè)間的全流程互動，提供智能化產(chǎn)品與服務。依托數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)建互動網(wǎng)絡空間，實現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、用戶參與和智能制造，滿足個性化定制需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而增強企業(yè)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(shù)，能夠高效地存儲、分析和處理海量數(shù)據(jù)。結(jié)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(huán)收集的數(shù)據(jù)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(shù)支持，云平臺和人工智能技術(shù)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(fā)與應用

3.1 產(chǎn)品介紹

推出的產(chǎn)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(nèi)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(jié)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(lián)互通。接著，通過用戶調(diào)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(fā)式評估準則，以指導設計實踐。結(jié)合用戶體驗模型，明確了App設計的5個關(guān)鍵層次：戰(zhàn)略、內(nèi)容、交互、參與、表現(xiàn)，并為每層制定設計策略。這些策略經(jīng)過案例分析優(yōu)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(chǎn)品定位、功能需求分析、信息架構(gòu)和低保真原型設計后，我們進行專家可用性評估。根據(jù)評估結(jié)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(fā)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(shù)結(jié)合聽障兒童的心理狀態(tài)與人工診斷，充分發(fā)揮人機互通和數(shù)據(jù)共享的優(yōu)勢。隨著計算機多媒體技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)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(lián)，利用語音交互技術(shù)控制其制定個性化的言語康復訓練內(nèi)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?nèi)谌肷鐣?。家屬可以通過App監(jiān)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(tài)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(chǎn)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(chǎn)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(guān)聯(lián)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(nèi)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(fā)音測試和音詞句文。生活界面還會定期更新相關(guān)知識簡訊。

用戶可以通過點擊發(fā)音水平定級測試，來個性化定制發(fā)音小游戲，以便及時觀察兒童的發(fā)音。在音詞句文模塊中，用戶能夠?qū)崟r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(xù)進步。

康復護理模塊為聽障兒童提供專業(yè)的日常家庭護理知識?；颊呒覍倏梢酝ㄟ^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(guān)資訊的形式呈現(xiàn)，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(fā)布有關(guān)兒童患者的問題和分享經(jīng)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(tài)。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(yè)醫(yī)生也會在此發(fā)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(jié)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?qū)崿F(xiàn)多階段的“聽說”練習。

4 結(jié)束語

對可穿戴康復醫(yī)療設備的調(diào)查研究表明，這一領(lǐng)域在未來具有廣闊的市場潛力和前景?；谛滦涂纱┐髦牸夹g(shù)的“意趣聽說”產(chǎn)品結(jié)合了傳統(tǒng)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(yè)且有趣的引導幫助他們更好地認知和融入社會。