聽覺代償型聽力輔助智能眼鏡設計與推廣

摘 要：隨著全球老齡化趨勢的不斷加劇，聽力障礙問題日益凸顯，需要更多聽力康復的干預手段。然而，目前人工耳蝸和助聽器的使用率相對較低。因此，迫切需要為聽障人群開發更為智能便捷的聽力輔助器具，創造無障礙的溝通環境。該文介紹一款創新的智能眼鏡類型聽力輔助器具，旨在協助聽障人群實現自由溝通，并提供聲音方位信息，以改善其社交和安全需求。該產品的廣泛推廣將有助于科技在聽障人群中的普及，為他們提供多元、可負擔的選擇。通過該研究，期望不僅為聽障人士提供先進的聽力輔助技術，還能夠引起社會對聽力障礙問題的更深層次關注。這不僅是技術創新，更是為實現更加包容、和諧的無障礙社會而努力。

關鍵詞：聽力障礙；智能助聽眼鏡；聽力代償；社交和安全需求；無障礙溝通

中圖分類號：TS959.6 文獻標志碼：A 文章編號：2095-2945（2024）27-0033-04

Abstract： With the increasing trend of global aging， the problem of hearing impairment has become increasingly prominent， and more interventions for hearing rehabilitation are needed. However， at present， the utilization rate of cochlear implants and hearing aids is relatively low. Therefore， there is an urgent need to develop more intelligent and convenient hearing aids for people with hearing impairment and create a barrier-free communication environment. This paper introduces an innovative intelligent glasses type hearing aid， which is designed to help people with hearing impairment communicate freely and provide sound location information to improve their social and security needs. The wide promotion of this product will contribute to the popularization of science and technology among people with hearing impairment and provide them with multiple and affordable choices. Through this study， it is hoped to not only provide advanced hearing-assisted technology for people with hearing impairment， but also arouse deeper social attention to the problem of hearing impairment. This is not only a technological innovation， but also an effort to achieve a more inclusive and harmonious barrier-free society.

Keywords： hearing impairment; smart hearing aid glasses; hearing compensation; social and security needs; barrier-free communication

據流行病學數據顯示，老年性聽力障礙已成為全球性的普遍問題，嚴重影響了老年人的生活質量。然而，現有的聽力輔助器具使用率相對較低，這意味著許多老年人無法充分獲得適當的聽力支持，進而難以融入社會。為解決這一長期存在的問題，設計了一種創新性產品——智能助聽眼鏡。該產品巧妙地結合了先進的傳感器技術、信號處理算法和人機交互設計，旨在提供個性化的聽力支持，以幫助老年人更加積極地參與社交活動和日常生活，重新獲得溝通的自信。研究旨在探討智能助聽眼鏡在解決老年人聽力障礙問題方面的潛力，并推動其開發與推廣。

1 聽覺代償型智能助聽眼鏡的開發背景與概況

2021年《世界聽力報告》數據顯示，目前全球有超過15億人口（五分之一）存在一定程度的聽力下降[1]，至少4.3億人（5.5%）需要聽力康復的干預。我國致殘性聽力障礙的患病率為5%以上，聽力殘疾人口約7 000萬以上，但有效干預工具如人工耳蝸和助聽器使用率仍較低[2]。全球老齡化趨勢加劇導致聽力障礙患者數量不斷增加，每年因聽力問題而產生的經濟負擔高達9 800億美元[1]。聽力障礙與人們的健康密切相關，會對人們的日常生活、認知能力和社會心理健康等產生負面影響[3-7]。目前，聽力障礙問題在全球形勢嚴峻，聽力健康在全生命周期的重要性逐漸體現[8]。

我國的聽力輔助器具市場正在蓬勃發展，隨著人口老齡化和聽力殘疾人口的增加，市場需求不斷擴大，展現出廣闊的前景[9]。李炬等[10]研究表明，佩戴智能眼鏡后可以有效改善聽力損失患者的言語識別能力。然而，目前有關智能助聽眼鏡的研究報道和產品較少，因此，設計了一款智能眼鏡型的聽力輔助產品，該產品依托信息化和大數據，將聲音轉換成文字并提供聲源信息，創造無障礙溝通環境，旨在幫助聽障人群實現自由“聽說”，享受便捷舒適生活。

2 聽覺代償型智能助聽眼鏡的總體設計

該智能助聽眼鏡的首要目標是滿足聽障人群的社交和安全需求，致力于提供全面的聽力代償解決方案。此眼鏡的外觀經過人體工程學設計，旨在實現可穿戴性和舒適度的最佳平衡（圖1）。其設計的主要功能和實現方法主要由以下3個模塊構成。

圖1 智能助聽眼鏡總體設計示意圖

2.1 人機交互模塊

結合信息化和大數據平臺組成人機交互模塊，使得智能助聽眼鏡具備數字化、智能化的特征。其不僅可以實現用戶與數字化環境互動，更可以為聽障人群創造更為智能、便捷的生活體驗。

2.2 信息采集及處理模塊

信息采集及處理模塊在滿足社交和安全需求的整體設計中扮演著關鍵角色。信息采集及處理模塊以聲音識別技術為核心，通過位于眼鏡兩側的雙麥克風陣列，能夠實現立體聲的采集，并獲取聲音的強度和方向（圖2），為后續的信息顯示及反饋提供了可靠的數據基礎。聲音的處理依托高性能處理器，如樹莓派。該處理器配備以太網接口（RJ45）或無線網絡接口（Wi-Fi），使其能夠通過有線或無線方式與網絡路由器或其他設備連接。即可以利用云服務或應用程序編程接口（Application Programming Interface，API）實現實時的語音轉文字功能。即便在無網絡連接的情況下，樹莓派也能依賴離線的語音識別算法完成任務，確保了系統的可靠性[11]。

2.3 信息顯示及反饋模塊

采用了微型投影儀和固定連接的棱鏡組成信息顯示模塊，將文字信息以虛擬的形式疊加在人眼的真實視野上，創造出一種虛實融合的視覺體驗，實現了信息的直觀呈現和用戶與環境的互動反饋。聲音信息被處理器轉譯為文字后，眼鏡前端的投影系統可將文字信息投射到人眼的視網膜上（圖2）。

聲音的反饋模塊通過眼鏡上的震動馬達實現了巧妙的反饋機制，使用戶更直觀地利用觸覺感知周圍聲音的方位和強度。即左側有聲音左側振動，右側有聲音右側振動，后方有聲音則雙側振動，前方則不產生振動。

2.4 總體設計路線

通過以上3個模塊的設計，智能助聽眼鏡可以實現設備與用戶之間的無縫互動、文字信息的清晰顯示以及環境聲音的全面感知。總體而言，這些創新性設計的實現路徑在圖3中得以清晰概括。

圖3 總體設計路線示意圖

3 聽覺代償型智能助聽眼鏡的優越性

在深入了解智能助聽眼鏡的核心設計后，接下來將關注智能助聽眼鏡與現有主流的聽力輔助產品相對比的優越性，并探討其在實際應用場景中的表現及帶來的技術創新。

3.1 便利性

助聽智能眼鏡依托聲音轉譯、聲音提示和智能互聯，賦予聽障人群更多的信息交互能力，其主要優勢在于無需進行復雜的操作設置即可使用，顯著降低了聽力輔助設備的使用門檻。相較于助聽器等主流設備，智能眼鏡避免了助聽器驗配繁瑣的問題。對于老年性耳聾患者，驗配的效果受驗配意愿、助聽前言語識別率的影響[12]，并且有部分患者驗配存在并不理想的情況。有研究報道近70%的老人對配戴助聽器仍然心存顧慮[13]。此外，老年性群體使用助聽器可能受操作復雜性、家屬健康教育、佩戴不適的影響[14-17]。而智能眼鏡的便捷性可能會在這些方面表現更為出色。人工耳蝸則是一種侵入性的聽力重建方法，適用于雙耳重度或極重度感音神經性聾患者，對于普通聽損失者而言，這種方法可能顯得過于激進。因此，輕度到中度的聽力損失患者的聽力問題可能更適合通過傳統的助聽器等非侵入性手段解決。

3.2 經濟性

在國內，老年性耳聾患者中使用助聽器的比例很低，僅有10%～20%，甚至有學者認為不到10%[18]。其中經濟原因可能是一大影響要素，在當前主流助聽設備普遍高昂的售價背景下，助聽智能眼鏡可能成為一種更為經濟實惠的選擇。傳統助聽設備的價格常常高達幾萬元，這在一定程度上限制了許多潛在用戶的獲取渠道。相比之下，市場上類似的助聽智能眼鏡產品定價主要集中在幾千元左右，為用戶提供了更為平易近人的價格選項。

3.3 安全性

助聽智能眼鏡在安全方面也發揮著重要作用。通過聲音方位和距離提示技術，用戶得以快速識別周圍環境中的聲源，有效提升了對周邊安全狀況的感知水平。這項技術創新不僅使聽障人群在日常生活中更為自信，同時顯著提高了他們在復雜嘈雜環境下的安全性。

具體而言，助聽智能眼鏡通過精準的聲音提示，讓用戶能夠準確感知聲源的方向和距離，進而及時作出反應。這種能力在行人穿越繁忙街道、參與社交活動或面對緊急情況時尤為重要。聽障人群通過這一技術創新，能夠更好地適應多變的環境，提高他們在日常生活中的安全性和獨立性。因此，助聽智能眼鏡的安全性創新為聽力障礙者提供了更多的自主性和安全感，為其生活質量帶來了積極而明顯的改善。

3.4 為極重度聽損者提供新思路

助聽器對于輕度至重度老年性聽力損失患者具有較好的聽力補償效果[19]，但對于極重度聽力損失患者效果微乎其微。雖然重度-極重度耳聾且助聽器康復效果不佳時可以考慮人工耳蝸植入，但人工耳蝸的植入需綜合考慮諸多因素，如詳細的耳聾病史、全身檢查、耳部專科檢查，并需要結合聽力學、前庭功能、影像學及遺傳學等多學科綜合評估營養發育、心理行為、智力及學習能力、家庭條件和康復條件等[20]。在這一背景下，助聽智能眼鏡利用視覺和觸覺信息代替聽覺信息，提供了一種文字提示聲音信息且振動告知聲音方位的全新的交流思路，為患者創造更好的交流環境。

總之，智能助聽眼鏡在便利性、經濟性、安全性等方面具有顯著優勢，并且為極重度聽損者打開了更廣泛的生活可能性，而且為未來聽力輔助技術的發展奠定了堅實基礎。

4 宣傳和推廣相關類型的聽力輔助器具

目前，盡管智能輔助設備供應相對不足，但我國擁有龐大的聽障人口，市場需求巨大。為促進科技在聽障人群中的普及，提供更多元的選擇，宣傳智能眼鏡型聽力輔助產品顯得尤為重要。

為了實現這一目標，可以采取以下策略。

4.1 廣泛宣傳

利用電視、廣播、報紙和社交媒體等多種媒體渠道，全方位介紹產品的特點、功能和優勢，從而吸引聽障人群和關注者的注意。這將有助于打破信息壁壘，提高產品知名度。

4.2 建立合作關系

與聽障人群、醫療機構、康復中心和養老院等建立密切合作，展開有針對性的教育和培訓活動。這不僅有助于用戶更好地理解聽力輔助產品的優勢和使用方法，還能夠形成一個支持系統。

4.3 鼓勵用戶分享經驗

鼓勵已經使用聽力輔助產品的用戶分享他們的使用經驗和成功故事。這些真實的用戶反饋和案例分享將對其他聽障人群產生積極影響，提升產品的可信度和認可度。

4.4 呼吁高科技公司投入

呼吁高科技公司加大對聽障人群需求的關注，積極投入研發和設計。這樣不僅有助于滿足聽障人群的需求，也為高科技公司開辟了一個新的市場機會。

通過這些策略的有機組合，可以更全面地推廣智能眼鏡型聽力輔助產品，從而更好地服務聽障人群，促進科技與社會的融合。

5 結束語

隨著科技的不斷進步和創新，聽力輔助技術領域展現出廣闊的發展空間和潛力。為了實現這一愿景，我們呼吁社會各界共同關注和支持這些創新的聽力輔助產品。通過廣泛的宣傳、教育和推廣，相信能讓更多人了解并受益于這些前沿技術的發展。我們深信，隨著持續的研發和改進，聽力輔助技術將能夠不斷突破現有的限制，為聽障人群提供更全面、個性化的解決方案。

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