基于可穿戴設(shè)備的聽障兒童康復(fù)訓(xùn)練App開發(fā)與應(yīng)用

關(guān)鍵詞：智能可穿戴設(shè)備；聽障兒童；新型助聽器；軟件開發(fā)；可穿戴康復(fù)醫(yī)療設(shè)備

中圖分類號(hào)：TP311 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：A

文章編號(hào)：1009-3044（2024）26-0050-04開放科學(xué)（資源服務(wù)）標(biāo)識(shí)碼（OSID） ：

0 引言

智能可穿戴設(shè)備正在改變聽障兒童的康復(fù)前景。面對(duì)溝通和社交障礙，新型助聽器和康復(fù)設(shè)備通過軟件創(chuàng)新，提供了更精準(zhǔn)的聽力支持并改善了用戶體驗(yàn)。本文將探討這些設(shè)備如何借助智能算法和交互設(shè)計(jì)，增強(qiáng)聽障兒童的語言和社交技能。研究的目的是評(píng)估這些技術(shù)在康復(fù)訓(xùn)練中的有效性，并尋求更科學(xué)、高效的個(gè)性化康復(fù)方案，以促進(jìn)聽障兒童的社會(huì)融入。

1 研究背景

1.1 聽障兒童

聽力殘疾是中國(guó)第二大殘疾類型，影響患者的生活和社會(huì)參與。兒童若未及時(shí)干預(yù)，會(huì)阻礙語言和認(rèn)知發(fā)展，對(duì)家庭和社會(huì)構(gòu)成負(fù)擔(dān)。我國(guó)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(jí)或二級(jí)，通常由遺傳和孕期感染引起。聽障兒童的康復(fù)雖然具有挑戰(zhàn)性，但對(duì)其未來的影響深遠(yuǎn)。

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(guó)家。中國(guó)的一項(xiàng)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(guó)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(shè)備與康復(fù)輔具緊密關(guān)系

可穿戴設(shè)備在健康領(lǐng)域指的是可直接穿戴的便攜式電子設(shè)備，這些設(shè)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(fù)輔具領(lǐng)域，其應(yīng)用日益廣泛。例如，在運(yùn)動(dòng)康復(fù)中，這些設(shè)備可以監(jiān)測(cè)姿勢(shì)和肌肉活動(dòng)，提供實(shí)時(shí)反饋，促進(jìn)正確訓(xùn)練，加速康復(fù)進(jìn)程。在語言康復(fù)方面，可穿戴設(shè)備能夠記錄和評(píng)估語音表達(dá)，幫助定制個(gè)性化的康復(fù)計(jì)劃。

以下是對(duì)可穿戴設(shè)備與康復(fù)輔具的發(fā)展現(xiàn)狀從市場(chǎng)和政策兩方面進(jìn)行的詳細(xì)分析：

1） 市場(chǎng)分析?？祻?fù)不僅利用醫(yī)學(xué)措施，還協(xié)調(diào)各種社會(huì)及教育措施，以便對(duì)康復(fù)患者進(jìn)行功能障礙方面的訓(xùn)練，使其功能達(dá)到盡可能高的水平，從而減輕病患程度[1-4]?？纱┐麽t(yī)療設(shè)備引入了當(dāng)今最前沿的傳感和信息傳輸處理技術(shù)。這些設(shè)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(chǔ)用戶的各種醫(yī)療檢測(cè)數(shù)據(jù)，同時(shí)進(jìn)行動(dòng)態(tài)監(jiān)控。

2） 可穿戴產(chǎn)品存在的問題。國(guó)內(nèi)研究主要關(guān)注可穿戴設(shè)備的算法和網(wǎng)絡(luò)安全，但在倫理方面的探討不足。雖然設(shè)備支持健康大數(shù)據(jù)監(jiān)測(cè)，但在準(zhǔn)確性、可信度及疾病識(shí)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(jìn)一步研究。此外，市場(chǎng)上產(chǎn)品同質(zhì)化嚴(yán)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(gè)性化需求。

3） 醫(yī)療可穿戴產(chǎn)品發(fā)展趨勢(shì)。① 全面化的適用范圍。 可穿戴設(shè)備通過將各種可穿戴技術(shù)和功能的電子設(shè)備嵌入日常穿戴中，使人們的日常生活更加便捷。在不遠(yuǎn)的未來，智能可穿戴設(shè)備的種類將迅速增加，甚至不僅限于基礎(chǔ)醫(yī)療行業(yè)的治療與康復(fù)，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(xué)技術(shù)進(jìn)一步融合。 醫(yī)療大數(shù)據(jù)和可穿戴設(shè)備通過實(shí)時(shí)監(jiān)控、傳輸和分析健康數(shù)據(jù)，為醫(yī)療保健提供堅(jiān)實(shí)的數(shù)據(jù)支持。技術(shù)的進(jìn)步為醫(yī)藥研發(fā)和衛(wèi)生決策提供了科學(xué)依據(jù)，實(shí)現(xiàn)了診斷、監(jiān)測(cè)、干預(yù)的一體化服務(wù)。這為移動(dòng)醫(yī)療解決方案提供了便捷高效的方式，顯著提升了康復(fù)效果。③ 與健康醫(yī)療相結(jié)合。國(guó)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(jìn)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(chǎng)規(guī)模仍在迅速增長(zhǎng)。未來，國(guó)家醫(yī)療行業(yè)將通過數(shù)字化管理服務(wù)構(gòu)建居民健康云平臺(tái)，全面建設(shè)“健康中國(guó)”。因此，醫(yī)療健康領(lǐng)域?qū)⒊蔀橹悄艽┐鳟a(chǎn)品的重要應(yīng)用領(lǐng)域[5-7]。④ 可穿戴設(shè)備與康復(fù)輔具的緊密關(guān)系。 可穿戴技術(shù)在康復(fù)輔具產(chǎn)品中的應(yīng)用將催生更多智能化產(chǎn)品。隨著康復(fù)領(lǐng)域的不斷擴(kuò)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(shè)備，包括可穿戴醫(yī)療治療設(shè)備、監(jiān)護(hù)設(shè)備和康復(fù)監(jiān)測(cè)設(shè)備。這些設(shè)備的出現(xiàn)，將進(jìn)一步提升康復(fù)輔具的智能化水平和應(yīng)用范圍。

4） 家庭恢復(fù)力。殘疾兒童家長(zhǎng)的態(tài)度多種多樣。一部分家長(zhǎng)能夠理解并積極應(yīng)對(duì)孩子的特殊需求，這通常受益于良好的家庭環(huán)境和社會(huì)的包容性影響；而另一部分家長(zhǎng)可能對(duì)孩子的能力存在誤解或持悲觀態(tài)度。聽障兒童的康復(fù)需要家庭提供情感支持、資源投入以及專業(yè)知識(shí)。家庭期待能夠得到社會(huì)的支持和專業(yè)的指導(dǎo)，以增強(qiáng)其復(fù)原能力，更有效地支持孩子的成長(zhǎng)。提升家庭的復(fù)原能力對(duì)特殊教育至關(guān)重要。通過培養(yǎng)一個(gè)堅(jiān)韌且支持性的環(huán)境，可以更好地促進(jìn)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(jìn)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(cè)物理量的變化并將其轉(zhuǎn)換為信號(hào)，核心任務(wù)是捕捉和識(shí)別物理信息變化，實(shí)現(xiàn)對(duì)環(huán)境或?qū)ο鬆顟B(tài)的監(jiān)測(cè)?，F(xiàn)代傳感器利用微加工技術(shù)實(shí)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(shí)現(xiàn)和準(zhǔn)確性，是確保產(chǎn)品高效運(yùn)作的關(guān)鍵[8]。

2） 無線通信技術(shù)。在智能穿戴設(shè)備的研發(fā)和設(shè)計(jì)中，近距離無線通信技術(shù)至關(guān)重要，包括ZigBee、WLAN、藍(lán)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(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)同步處理。特別是NFC技術(shù)，不僅支持?jǐn)?shù)據(jù)傳輸，還能夠?qū)崿F(xiàn)設(shè)備的無線充電，減少空間占用。Wi-Fi-HaLow技術(shù)具有低功耗、長(zhǎng)續(xù)航、強(qiáng)抗干擾能力和多設(shè)備連接特性，為智能手環(huán)等穿戴設(shè)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(shè)備的移動(dòng)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(shí)用性。

3） 個(gè)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(gè)性化需求，實(shí)現(xiàn)用戶與企業(yè)間的全流程互動(dòng)，提供智能化產(chǎn)品與服務(wù)。依托數(shù)字化技術(shù)，構(gòu)建互動(dòng)網(wǎng)絡(luò)空間，實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)整合、用戶參與和智能制造，滿足個(gè)性化定制需求，提高生產(chǎn)效率和產(chǎn)品質(zhì)量，從而增強(qiáng)企業(yè)競(jìng)爭(zhēng)力和客戶滿意度[9]。

4） 云平臺(tái)與人工智能。云平臺(tái)作為一種新興的應(yīng)用支持技術(shù)，能夠高效地存儲(chǔ)、分析和處理海量數(shù)據(jù)。結(jié)合人工智能的自主運(yùn)算和判斷能力，云平臺(tái)可以在云端對(duì)智能手環(huán)收集的數(shù)據(jù)進(jìn)行精確且迅速地分析，并智能預(yù)測(cè)用戶的需求和偏好。作為智能穿戴設(shè)備后端的核心技術(shù)支持，云平臺(tái)和人工智能技術(shù)不僅具有廣泛的應(yīng)用前景，而且在未來有望為人類提供更加個(gè)性化和智能化的服務(wù)[10]。

3“ 意趣聽說”App開發(fā)與應(yīng)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(fù)訓(xùn)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(duì)象，從多角度分析其在感知和促進(jìn)聽障兒童言語功能康復(fù)方面的作用。

首先，研究了計(jì)算機(jī)輔助聽力言語康復(fù)設(shè)置和用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)，基于聽障人群的生理和認(rèn)知特征，結(jié)合語言康復(fù)理論、明確目標(biāo)用戶特征和聽覺言語康復(fù)原理，進(jìn)行理論研究和各設(shè)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(jìn)一步明確用戶痛點(diǎn)并提煉典型用戶畫像。

通過八個(gè)研究階段，制定了針對(duì)聽障兒童康復(fù)訓(xùn)練App的啟發(fā)式評(píng)估準(zhǔn)則，以指導(dǎo)設(shè)計(jì)實(shí)踐。結(jié)合用戶體驗(yàn)?zāi)Ｐ停鞔_了App設(shè)計(jì)的5個(gè)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(shè)計(jì)策略。這些策略經(jīng)過案例分析優(yōu)化，以確保設(shè)計(jì)的準(zhǔn)確性。應(yīng)用于實(shí)際設(shè)計(jì)，以保證聽障兒童康復(fù)訓(xùn)練App的有效性和實(shí)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(shè)計(jì)后，我們進(jìn)行專家可用性評(píng)估。根據(jù)評(píng)估結(jié)果進(jìn)行方案迭代，并展開視覺效果設(shè)計(jì)。最后，通過用戶設(shè)計(jì)評(píng)估進(jìn)一步驗(yàn)證設(shè)計(jì)方案的可行性。耳朵聽力是否正常的評(píng)估可通過聽功能檢查來進(jìn)行，包括純音聽閾測(cè)定、聲導(dǎo)抗檢查、耳聲發(fā)射和聽性腦干反應(yīng)等。

聽覺康復(fù)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(jī)互通和數(shù)據(jù)共享的優(yōu)勢(shì)。隨著計(jì)算機(jī)多媒體技術(shù)的發(fā)展，現(xiàn)代研究越來越多地將計(jì)算機(jī)軟件程序整合到言語感知訓(xùn)練中，使得聽覺言語的評(píng)估和康復(fù)過程更加便捷實(shí)用。

計(jì)算機(jī)輔助聽力言語康復(fù)訓(xùn)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(gè)性化的言語康復(fù)訓(xùn)練內(nèi)容。本研究以“意趣聽說”App為例，分析了聽障兒童康復(fù)訓(xùn)練App設(shè)計(jì)，為計(jì)算機(jī)輔助聽障兒童康復(fù)提供了理論基礎(chǔ)。該App使聽障兒童可以自主進(jìn)行訓(xùn)練，提升聽力和口語能力，以幫助他們?nèi)谌肷鐣?huì)。家屬可以通過App監(jiān)測(cè)訓(xùn)練，并通過趣味頁面設(shè)計(jì)減少兒童的煩躁和逆反情緒，從而減輕家庭負(fù)擔(dān)。此外，它還增進(jìn)了家長(zhǎng)對(duì)病癥的了解，促進(jìn)患者之間的互助，豐富家庭生活。

聽障兒童康復(fù)訓(xùn)練App應(yīng)提高兒童及其家長(zhǎng)對(duì)康復(fù)重要性的認(rèn)識(shí)，展示使用App的可行性和便捷性，深化對(duì)康復(fù)的理解。這有助于改變潛在的消極態(tài)度，重建對(duì)于康復(fù)成功的信心，促使家長(zhǎng)更積極地參與孩子的訓(xùn)練。

3.2 功能介紹與界面展示

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

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

首次使用時(shí)，用戶可以通過手機(jī)號(hào)注冊(cè)新賬戶并設(shè)置登錄密碼，也可以通過與手機(jī)號(hào)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(jìn)入App首頁。首頁頂部有一個(gè)搜索欄，便于進(jìn)行個(gè)性化定制和查找內(nèi)容。搜索欄旁邊有一個(gè)“掃一掃”圖標(biāo)，用于綁定新型傳感助聽器。主要功能包括練習(xí)本、發(fā)音測(cè)試和音詞句文。生活界面還會(huì)定期更新相關(guān)知識(shí)簡(jiǎn)訊。

用戶可以通過點(diǎn)擊發(fā)音水平定級(jí)測(cè)試，來個(gè)性化定制發(fā)音小游戲，以便及時(shí)觀察兒童的發(fā)音。在音詞句文模塊中，用戶能夠?qū)崟r(shí)觀察到兒童的進(jìn)步，并通過積分兌換兒童玩具，以提高他們的學(xué)習(xí)積極性，使聽障兒童在玩樂中持續(xù)進(jìn)步。

康復(fù)護(hù)理模塊為聽障兒童提供專業(yè)的日常家庭護(hù)理知識(shí)?；颊呒覍倏梢酝ㄟ^學(xué)習(xí)這些方法和知識(shí)，提高對(duì)患者的照顧和護(hù)理水平，在一定程度上緩解家屬對(duì)疾病的無助感，并有助于改善患者的生活及身心健康。

知識(shí)簡(jiǎn)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(duì)聽障兒童的了解。

3） 生活模塊。

生活模塊允許家長(zhǎng)用戶發(fā)布有關(guān)兒童患者的問題和分享經(jīng)驗(yàn)，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(zhǎng)還可以上傳兒童言語障礙的視頻，平臺(tái)會(huì)個(gè)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(huì)在此發(fā)布健康信息并解答疑問，從而提升平臺(tái)的實(shí)用性。

4） 練習(xí)模塊。

語音界面允許用戶選擇圖書的章節(jié)進(jìn)行朗讀練習(xí)，并提供個(gè)性化定制練習(xí)。該模塊會(huì)通知用戶每天的打卡消息，以便用戶及時(shí)查看未完成的任務(wù)。

5） 個(gè)人中心模塊。

個(gè)人中心包含賬號(hào)信息，并支持登出和修改密碼。用戶可以在任務(wù)、口語、聽賞、打卡等欄目中定制康復(fù)計(jì)劃。在“今日小片段”和“記錄成長(zhǎng)”中，用戶可以查看、瀏覽和收藏康復(fù)知識(shí)。通過綁定設(shè)備，用戶能夠?qū)崿F(xiàn)多階段的“聽說”練習(xí)。

4 結(jié)束語

對(duì)可穿戴康復(fù)醫(yī)療設(shè)備的調(diào)查研究表明，這一領(lǐng)域在未來具有廣闊的市場(chǎng)潛力和前景。基于新型可穿戴助聽技術(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(huì)，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(dǎo)幫助他們更好地認(rèn)知和融入社會(huì)。