医疗物联网下病患群体可穿戴辅具的设计研究

Vol.7No.12017DESIGNRESEARCH设计艺术研究17黄群HUANGQun庄原ZHUANGYuan武汉理工大学，武汉430070（WuhanUniversityofTechnology，430070Wuhan）03摘要：随着科技的迅猛发展，人们对健康日益关注，诸多可穿戴医疗辅具逐步走进人们的生活。但目前可穿戴医疗辅具专业度不高，无法满足病患群体的切身需求。从实际产品出发，总结病患群体可穿戴式医疗辅具的设计原则，再与设计实践相结合，希望能为面向病患群体的可穿戴辅具设计提供支持。关键词：医疗物联网；可穿戴医疗辅具；病患群体；设计应用；wearablemedicalaids；patients；中图分类号：J05文献标识码：Adoi：10.3963/j.issn.2095-0705.2017.01.003（0017-05）收稿日期：2017-01-12作者简介：黄群，武汉理工大学艺术与设计学院教授，硕士生导师；庄原，武汉理工大学艺术与设计学院硕士生。医疗物联网下病患群体可穿戴辅具的设计研究ApplicationofWearableAidsDesignforPatientsinInternetofMedicalThings一、引言医疗物联网是指用物联网和通讯技术，来支持医疗数据的自动识别、定位、采集、跟踪、管理、共享，从而实现对居民、病人、医护人员的智能化医疗服务和对药物、医疗辅具、设施和体系的智能化管理[1]。电影《碟中谍4：幽灵协议》中有一个片段，特工在火车站执行任务时，借助配戴在眼睛上的智能隐形眼镜来找寻、识别目标，并将所得数据上传总部。有人曾经预言，这项技术在近20年内不会实现。但事实上，谷歌公司（GoogleInc.）和诺华（Novartis）制药公司已经在共同开发可以感应血糖的隐形眼镜了。该隐形眼镜运用微电池、微芯片等电子技术，将血糖传感器内嵌其中，实现了ChaoXing设计艺术研究DESIGNRESEARCHVol.7No.1201718对糖尿病患者血糖的实时监测，进而代替了现在市面上需要抽血来检测血糖的笨拙产品。同时，这款隐形眼镜也可以自动调节人眼焦距，帮助盲人或视弱患者重见光明。由于科技的迅猛发展，我们得以不断地将科幻小说、电影中的未来科技变为可能，借助这些可穿戴设备来放大我们的身体，提升我们的能力，甚至恢复残障者的身体机能，让一度无法自主行动的人能走能跑，让曾经失明或失聪的人能够清楚地看到或听到[2]。未来医疗时代的开创者、世界著名的心脏病学专家埃里克·托普（EricTopol）在他的新书《未来医疗》中指出，医学可借助新兴的数字化基础设施实现广泛的民主化，而这些基础设备也已经到位，并在不断地发展，我们将看到医疗领域全新的图景[3]。二、可穿戴医疗辅具的现状随着微型处理器、传感器、移动互联网、社交网络，以及新材料等技术的飞速发展，可穿戴设备正从实验室走向市场[4]。例如，2014年，美国初创科技公司Empatica研究开发了一款专为癫痫患者设计的智能预警腕带——拥抱者智能手环（EmbraceWatch）（见图1）。图1拥抱者智能手环（EmbraceWatch）①图2Valedo②这款智能手环，采用时尚的圆弧造型设计，并提供多种颜色的选择，看上去就像一个精致的装饰手镯。同时，在智能手环内部设有多个小型电极，一方面可将微弱的电流通过和皮肤的接触来传导，从而监测患者的心理状态、睡眠情况、身体活动，另一方面也可在身体不适时发出震动提醒，以此方式来预警，提醒患者采取积极有效的紧急措施，防止癫痫症的发作。一款由瑞士Hocoma医疗科技公司设计的背部可穿戴式互动医疗辅具Valedo（见图2），设计对象主要是长期受背部疼痛和相关背部疾病困扰的患者。这款可穿戴式医疗辅具由3个模块组成，分别是游戏平台、衔接模组和智能云平台。其特色是通过游戏互动的形式来帮助患者完成特定锻炼。同时，在智能云平台上，医生可以获取使用者相关信息，并将之进行实时分析，得出反馈数据。现在，这款智能化可穿戴辅具已获得美国食品药品监督局（FoodandDrugAdministration）的认证，进而使其更加安全可靠。生命使者（LifeKeeper）（见图3）就像它的名字一样，是一款预防突发心脏病和中风的“生命守护者”，由可穿戴式人体监测辅具和智能平板软件两部分组成。通过监测用户在佩戴使用时的心率，分析出心脏病发的几率，希望用户在突然发病之前可以收到预警提醒，并及时就医。在造型上，这款可穿戴式预警辅具的大小和我们日常所用的USB盘相似，轻巧可人、方便携带，在佩戴使用时不会给使用者造成任何的不适以及负担。ChaoXingVol.7No.12017DESIGNRESEARCH设计艺术研究19图3生命使者（LifeKeeper）③对比国外市场，国内以小米为代表的智能手环的热卖，使可穿戴辅具在近几年如雨后春笋般层出不穷，但是在病患群体中的应用却不尽人意。因此，笔者结合市场上现有的可穿戴式医疗产品，归纳总结了为病患群体设计可穿戴式医疗辅具的几点设计原则。三、可穿戴辅具在病患群体中的设计原则1．过滤与共享信息原则诺贝尔奖得主赫伯特·亚历山大·西蒙（HerbertAlexanderSimon）在1971年曾说过：“信息的丰富促成了注意力的缺乏。”[5]显然，随着可穿戴辅具的不断发展，人们被越来越多的数据信息所包裹着。而信息可以有效地被用户所浏览，则成为一个优秀的可穿戴医疗辅具必须具备的关键因素。其目的不是面面俱到地传达细节信息，而是将信息以最快、最有效、最直观的方式传达给使用者，尤其是在设计针对病患群体的可穿戴辅具时，更应该将他们所关注的信息放在首位，并预设有报警界面，方便家长、子女以及医务人员的及时救助。除了过滤信息外，对信息的共享同样重要，对于用户自己而言，将他们每天身体健康数据分享在社交媒体上，不仅在某种程度上可以督促他们坚持锻炼，而且能让他们在社交活动中重拾自信，找到自身价值。对于整个医疗体系而言，倘若用户可以将自己的病情以及医疗记录数据进行匿名分享，那么这将有助于传统医疗向“去中心化（Decentralization）”④医疗体系的转变。2．简易自然操作原则这个原则，让用户可以本能地、自然地、无负担地操作。在为病患群体设计时，需要考虑到他们的心理状态。那些复杂的操作体验，在一定程度上会给他们带来不必要的麻烦以及心理负担。从一开始，智能手机就不能很好地被老年人所接受，直到现在这种情况依然存在。因此，易被理解的操作体验，及时的反馈提示，就变得尤为重要。在目前的大多数可穿戴辅具中，主要借助人类五感（形、声、色、味、触）中的视觉感官，来刺激用户去操作，而其余的感觉通道是被闲置的。在麻省理工学院（MassachusettsInstituteofTechnology，简称MIT）设计有专门的可触摸媒体研究小组，教授们不断地鼓励学生在他们的设计中融入触感技术。那么，在为病患群体设计时，是否能考虑充分利用人类的多种感官？比如，设计带有舒缓的声音提醒，抑或为了避免在公共场所的尴尬，借助触觉和嗅觉上的刺激，来为他们提供更贴心的体验。例如，文中所提及带有震动提醒的拥抱者智能手环（EmbraceWatch）。我们知道，不同领域的跨界合作，能激发意想不到的创造力。同样的，充分利用人类闲置的感官通道，使之相互交流合作，可以为用户，尤其是病患群体提供更好的操作体验。3．外形可人原则亲切的造型、温暖的材质，使产品能在情感上与人沟通。诺贝尔奖得主康拉德·劳伦兹（KonradLorenz）是现代动物行为学的开创者。他指出，人对于具有婴儿特征的动物很有好感，这使幼态延续（Neoteny）再次受到热捧[6]。因此，带有幼态的设计能抚慰用户的心理，为其健康带来益处，而缺少如大自然或柔软元素的产品，是设计中的巨大缺陷。在为病患群体设计可穿戴医疗辅具时，倘若能加入轻柔的触感、自然的颜色等温柔的考量，ChaoXing设计艺术研究DESIGNRESEARCHVol.7No.1201720图4可穿戴式红光监测辅具⑥那么用户应该会更愿意去长久地佩戴使用。4．携带方便且耐用原则如今微型化技术的飞速发展，为可穿戴辅具在医疗领域中的表现形态提供了更多种可能。比如，佩戴在胸前的叙述者相机（Narrative）相机⑤，小巧精致，如同一个装饰胸针，你可以选择别在身上的任何一处。不过，对于一些手部操作困难的使用者来说，则不能一味地追求方便携带而缩小尺寸。因此，如叙述者相机（Narrative）一样选择无任何操作按键，或单按键、少按键的形式，可以满足方便携带的同时，也便于操作。大部分可穿戴辅具的设计，除了需要考虑如何将产品轻巧袖珍化，还需要同时考虑其耐用性。在难以控制的环境之下，故障有可能会引发危险，这种情况是在为病患群体设计时不被允许的。不容易出现故障的可穿戴辅具，才能提供用户安心使用的保障[7]。四、可穿戴辅具在病患群体中的应用根据以上4项设计原则，结合笔者的设计案例——以为帕金森症患者设计的红光监测仪为例，进一步具体予以解释和说明。1．用户分析随着现代人物质文化生活的不断丰富，全球呈现高龄化社会趋势。而帕金森症的患病率，也随之显现上升态势。如今，帕金森症已成为中老年人的“第三杀手”[8]。冻结步态是帕金森症患者最为常见的症状，主要的表现形式为患者步行前和步行时运动的短暂性停滞。情况严重时，患者行动途中会出现脚步无法抬起的状况，如同双脚被牢牢粘连在地面一样，此时则需要他人或助行器的帮助。因此，患者家中地板上常会贴有长条状可视胶带，利用视觉刺激，来改善帕金森症患者冻结步态的症状。2．设计说明这款可穿戴红光监测辅具（见图4），运用了智能激光模组装置，能照射在地上形成高亮度红光直线，刺激患者的视觉神经，引导患者克服起步恐惧感，踏着脚下直线红光前进，由此改善患者起步难，不敢跨步的问题。同时，此款可穿戴红光监测辅具，能够监测患者每日步态频率，冻结次数及时长，并将数据实时传输给主治医生和患者家属。除了监测信息外，此款可穿戴式红光监测辅具也专门设计有一键报警界面，可以根据红光监测仪内置的追踪器定位患者所在的位置，方便及时救助和通知家属。在造型设计上，此款可穿戴式红光监测辅具精致小巧，便于固定在鞋履上。同时，在每个转角都采用圆角设计，借助幼态形状以及具有生命力的绿色，给使用者带来更好的视觉感受。材质上拟选择具有柔性的硅胶，在触感上刺激使用者的感觉神经，消除用户使用时的畏惧感。五、结语随着人口结构、自然和生活环境等方面的发ChaoXingVol.7No.12017DESIGNRESEARCH设计艺术研究21展变化，人们对自己和下一代的健康也日益关注，面向病患群体的移动医疗辅具需求将会不断增加，可穿戴辅具设计在医疗健康领域的市场前景显而易见。但是，目前市面上的可穿戴式医疗辅具产品专业程度低、种类少且可互动性差。其功能主要还停留在计步、监测心率和睡眠等非医疗级别的数据上，对于特定病理人群的生理和心理需求尚不能较好地满足。现在，医疗辅具设计正朝着更加专业且人性化的方向在发展。人们迫切地希望可穿戴医疗辅具能真正实现医疗级别上的精确监测，了解到更复杂的健康状况，如血糖指数、哮喘预防、中风隐患，等等。同时，“以患者为中心”的关怀设计，也能引导用户在使用之后，自愿去作进一步的推广。因此，将设计与医疗相结合，让可穿戴医疗辅具融入病患群体的生活，改善他们现有的生活状态，并积极发挥保障用户健康的作用，是设计师应该迫切考虑的事情。展望未来，可穿戴医疗辅具设计会朝着更加智能化、科技化、平民化的方向发展，如果其所传送的数据能够被合理地予以运用开发，那么人类无疑将会因此而受益无穷。以十几亿人口的中国为例，假如有一亿的人口都在使用可穿戴式医疗辅具，中国相关专业研究机构将他们身体所传达的医疗健康数据收集上来，对整体情况进行分析，利用大数据来预测某种疾病的发展情况，或者中国一代人抑或下一代人的健康状况，并及时予以预警和健康防治，那么中国人的健康状况必将因此而得到极大的改善。注释①图1来源：