基于可穿戴设备的听障儿童康复训练App开发与应用

关键词：智能可穿戴设备；听障儿童；新型助听器；软件开发；可穿戴康复医疗设备

中图分类号：TP311 文献标识码：A

文章编号：1009-3044（2024）26-0050-04 开放科学（资源服务）标识码（OSID） ：

0 引言

智能可穿戴设备正在改变听障儿童的康复前景。面对沟通和社交障碍，新型助听器和康复设备通过软件创新，提供了更精准的听力支持并改善了用户体验。本文将探讨这些设备如何借助智能算法和交互设计，增强听障儿童的语言和社交技能。研究的目的是评估这些技术在康复训练中的有效性，并寻求更科学、高效的个性化康复方案，以促进听障儿童的社会融入。

1 研究背景

1.1 听障儿童

听力残疾是中国第二大残疾类型，影响患者的生活和社会参与。儿童若未及时干预，会阻碍语言和认知发展，对家庭和社会构成负担。我国有2004万单纯听力残疾人，加上多重残疾中听障人群共2780万。儿童听障多为一级或二级，通常由遗传和孕期感染引起。听障儿童的康复虽然具有挑战性，但对其未来的影响深远。

1.2 本产品开发背景

世界卫生组织（WHO） 指出，大多数听力损失患者集中在发展中国家。中国的一项调查显示，在0至14 岁儿童中，约有0.17%（818人）有听力障碍；15至24岁青少年的患病率为0.21%（1 719人）。研究表明，听力障碍在中国儿童和青少年中呈现出人口和地域差异，家庭因素如父母教育水平、母亲健康状况和家庭收入与0至14岁儿童的听力障碍有显著关联。

2 产品分析与研发技术

2.1 可穿戴设备与康复辅具紧密关系

可穿戴设备在健康领域指的是可直接穿戴的便携式电子设备，这些设备支持软件感知、记录、分析、管理健康数据，甚至可以用于治疗疾病。在康复辅具领域，其应用日益广泛。例如，在运动康复中，这些设备可以监测姿势和肌肉活动，提供实时反馈，促进正确训练，加速康复进程。在语言康复方面，可穿戴设备能够记录和评估语音表达，帮助定制个性化的康复计划。

以下是对可穿戴设备与康复辅具的发展现状从市场和政策两方面进行的详细分析：

1） 市场分析。康复不仅利用医学措施，还协调各种社会及教育措施，以便对康复患者进行功能障碍方面的训练，使其功能达到尽可能高的水平，从而减轻病患程度[1-4]。可穿戴医疗设备引入了当今最前沿的传感和信息传输处理技术。这些设备依靠各种智能技术和软件，利用大数据交互和云交互来收集和存储用户的各种医疗检测数据，同时进行动态监控。

2） 可穿戴产品存在的问题。国内研究主要关注可穿戴设备的算法和网络安全，但在伦理方面的探讨不足。虽然设备支持健康大数据监测，但在准确性、可信度及疾病识别方面仍面临技术挑战。有效分析需要与医疗信息系统兼容互通，这方面需要进一步研究。此外，市场上产品同质化严重，生产商缺乏创新，科技公司未充分考虑专业化和个性化需求。

3） 医疗可穿戴产品发展趋势。① 全面化的适用范围。 可穿戴设备通过将各种可穿戴技术和功能的电子设备嵌入日常穿戴中，使人们的日常生活更加便捷。在不远的未来，智能可穿戴设备的种类将迅速增加，甚至不仅限于基础医疗行业的治疗与康复，还将成为日常配饰与生活的必需品，展示出巨大的发展潜力。② 与科学技术进一步融合。 医疗大数据和可穿戴设备通过实时监控、传输和分析健康数据，为医疗保健提供坚实的数据支持。技术的进步为医药研发和卫生决策提供了科学依据，实现了诊断、监测、干预的一体化服务。这为移动医疗解决方案提供了便捷高效的方式，显著提升了康复效果。③ 与健康医疗相结合。国家正在大力推广“互联网+”健康医疗模式，并不断发展和融合新兴技术，全面深入推进信息化，为智慧医疗的快速发展提供了良好条件。目前，智能医疗市场规模仍在迅速增长。未来，国家医疗行业将通过数字化管理服务构建居民健康云平台，全面建设“健康中国”。因此，医疗健康领域将成为智能穿戴产品的重要应用领域[5-7]。④ 可穿戴设备与康复辅具的紧密关系。 可穿戴技术在康复辅具产品中的应用将催生更多智能化产品。随着康复领域的不断扩展，逐渐向健康领域靠拢，未来将涌现出更多的健康辅助设备，包括可穿戴医疗治疗设备、监护设备和康复监测设备。这些设备的出现，将进一步提升康复辅具的智能化水平和应用范围。

4） 家庭恢复力。残疾儿童家长的态度多种多样。一部分家长能够理解并积极应对孩子的特殊需求，这通常受益于良好的家庭环境和社会的包容性影响；而另一部分家长可能对孩子的能力存在误解或持悲观态度。听障儿童的康复需要家庭提供情感支持、资源投入以及专业知识。家庭期待能够得到社会的支持和专业的指导，以增强其复原能力，更有效地支持孩子的成长。提升家庭的复原能力对特殊教育至关重要。通过培养一个坚韧且支持性的环境，可以更好地促进听障儿童的全面发展，并体现出家庭与儿童之间的相互促进关系。

2.2 产品研发技术

1） 传感器技术。传感器是智能化产品中的核心组件，由敏感元件、转换元件和转换电路构成。其主要作用是检测物理量的变化并将其转换为信号，核心任务是捕捉和识别物理信息变化，实现对环境或对象状态的监测。现代传感器利用微加工技术实现小型化和多功能集成，敏感元件紧凑组装，提供全面的感知能力。传感器的性能直接影响产品功能的实现和准确性，是确保产品高效运作的关键[8]。

2） 无线通信技术。在智能穿戴设备的研发和设计中，近距离无线通信技术至关重要，包括ZigBee、WLAN、蓝牙、Wi-Fi和NFC等。这些技术支持高效的数据通信和信息交换，通过专用协议实现数据同步处理。特别是NFC技术，不仅支持数据传输，还能够实现设备的无线充电，减少空间占用。Wi-Fi-HaLow技术具有低功耗、长续航、强抗干扰能力和多设备连接特性，为智能手环等穿戴设备与智能终端间的高速稳定数据传输提供了可能。这些无线通信技术提升了智能穿戴设备的移动性和用户友好性，连接更加紧密、操作更为便捷，丰富了产品功能和实用性。

3） 个性化定制技术。制造业专家和企业正在探索以用户需求为核心的互联工厂模式。该模式通过整合个性化需求，实现用户与企业间的全流程互动，提供智能化产品与服务。依托数字化技术，构建互动网络空间，实现数据整合、用户参与和智能制造，满足个性化定制需求，提高生产效率和产品质量，从而增强企业竞争力和客户满意度[9]。

4） 云平台与人工智能。云平台作为一种新兴的应用支持技术，能够高效地存储、分析和处理海量数据。结合人工智能的自主运算和判断能力，云平台可以在云端对智能手环收集的数据进行精确且迅速地分析，并智能预测用户的需求和偏好。作为智能穿戴设备后端的核心技术支持，云平台和人工智能技术不仅具有广泛的应用前景，而且在未来有望为人类提供更加个性化和智能化的服务[10]。

3“ 意趣听说”App开发与应用

3.1 产品介绍

推出的产品“意趣听说”由新型助听器和App两部分组成。本研究专注于听障儿童听觉言语康复训练的App，并将新型可穿戴助听器，分别为耳背式（BTE） 和耳内式（ITE） ，作为辅助研究对象，从多角度分析其在感知和促进听障儿童言语功能康复方面的作用。

首先，研究了计算机辅助听力言语康复设置和用户体验设计，基于听障人群的生理和认知特征，结合语言康复理论、明确目标用户特征和听觉言语康复原理，进行理论研究和各设备的互联互通。接着，通过用户调研，如问卷、用户父母访谈、专家访谈等方式，进一步明确用户痛点并提炼典型用户画像。

通过八个研究阶段，制定了针对听障儿童康复训练App的启发式评估准则，以指导设计实践。结合用户体验模型，明确了App设计的5个关键层次：战略、内容、交互、参与、表现，并为每层制定设计策略。这些策略经过案例分析优化，以确保设计的准确性。应用于实际设计，以保证听障儿童康复训练App的有效性和实用性。

在完成产品定位、功能需求分析、信息架构和低保真原型设计后，我们进行专家可用性评估。根据评估结果进行方案迭代，并展开视觉效果设计。最后，通过用户设计评估进一步验证设计方案的可行性。耳朵听力是否正常的评估可通过听功能检查来进行，包括纯音听阈测定、声导抗检查、耳声发射和听性脑干反应等。

听觉康复中，智能可穿戴的新型助听器通过人工智能技术结合听障儿童的心理状态与人工诊断，充分发挥人机互通和数据共享的优势。随着计算机多媒体技术的发展，现代研究越来越多地将计算机软件程序整合到言语感知训练中，使得听觉言语的评估和康复过程更加便捷实用。

计算机辅助听力言语康复训练程序和可穿戴新型助听器与App互联，利用语音交互技术控制其制定个性化的言语康复训练内容。本研究以“意趣听说”App为例，分析了听障儿童康复训练App设计，为计算机辅助听障儿童康复提供了理论基础。该App使听障儿童可以自主进行训练，提升听力和口语能力，以帮助他们融入社会。家属可以通过App监测训练，并通过趣味页面设计减少儿童的烦躁和逆反情绪，从而减轻家庭负担。此外，它还增进了家长对病症的了解，促进患者之间的互助，丰富家庭生活。

听障儿童康复训练App应提高儿童及其家长对康复重要性的认识，展示使用App的可行性和便捷性，深化对康复的理解。这有助于改变潜在的消极态度，重建对于康复成功的信心，促使家长更积极地参与孩子的训练。

3.2 功能介绍与界面展示

该项目产品主要由可穿戴新型传感助听器和手机App两部分组成，主要为听障儿童及其家属提供服务。该产品的功能如下：1） 登录模块。

用户在购买新型传感助听器后，可以通过扫描设备上的二维码，在手机上下载“意趣听说”App。完成注册信息后，即可登录并使用。

首次使用时，用户可以通过手机号注册新账户并设置登录密码，也可以通过与手机号关联的支付宝、微信或QQ等方式便捷登录。

2） 首页模块。

用户登录后将进入App首页。首页顶部有一个搜索栏，便于进行个性化定制和查找内容。搜索栏旁边有一个“扫一扫”图标，用于绑定新型传感助听器。主要功能包括练习本、发音测试和音词句文。生活界面还会定期更新相关知识简讯。

用户可以通过点击发音水平定级测试，来个性化定制发音小游戏，以便及时观察儿童的发音。在音词句文模块中，用户能够实时观察到儿童的进步，并通过积分兑换儿童玩具，以提高他们的学习积极性，使听障儿童在玩乐中持续进步。

康复护理模块为听障儿童提供专业的日常家庭护理知识。患者家属可以通过学习这些方法和知识，提高对患者的照顾和护理水平，在一定程度上缓解家属对疾病的无助感，并有助于改善患者的生活及身心健康。

知识简讯模块主要以听障儿童相关资讯的形式呈现，帮助公众增加对听障儿童的了解。

3） 生活模块。

生活模块允许家长用户发布有关儿童患者的问题和分享经验，并通过添加好友的方式加深交流，以减轻焦虑和保持积极心态。家长还可以上传儿童言语障碍的视频，平台会个性化推送给有相似情况的用户，以便获取支持和建议。此外，专业医生也会在此发布健康信息并解答疑问，从而提升平台的实用性。

4） 练习模块。

语音界面允许用户选择图书的章节进行朗读练习，并提供个性化定制练习。该模块会通知用户每天的打卡消息，以便用户及时查看未完成的任务。

5） 个人中心模块。

个人中心包含账号信息，并支持登出和修改密码。用户可以在任务、口语、听赏、打卡等栏目中定制康复计划。在“今日小片段”和“记录成长”中，用户可以查看、浏览和收藏康复知识。通过绑定设备，用户能够实现多阶段的“听说”练习。

4 结束语

对可穿戴康复医疗设备的调查研究表明，这一领域在未来具有广阔的市场潜力和前景。基于新型可穿戴助听技术的“意趣听说”产品结合了传统助听器和传感器，使听障儿童在玩乐中获得最大益处。这不仅有助于他们更好地融入主流社会，减轻患者及其家人的生理和心理压力，还能通过专业且有趣的引导帮助他们更好地认知和融入社会。