朱天陽(yáng)，孫韻涵（通訊作者），張亞軍

（北京化工大學(xué) 機(jī)電工程學(xué)院，北京 100029）

一、常見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)素與受眾人群現(xiàn)狀分析

（一）人體所需的維生素與微量元素

2015年6月衛(wèi)計(jì)委發(fā)布《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與慢性病狀況報(bào)告》中指出維生素A、鈣、鐵等營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入不足的問(wèn)題在我國(guó)城鄉(xiāng)居民中普遍存在。維生素與微量元素雖然在人體中需求量較低，但卻是維持身體健康所必需的營(yíng)養(yǎng)素。維生素有很多種，常用維生素有A、B1、B2、B6、B9、B12、C、D、E九種，常用的微量元素有Ca、Zn、Fe、Cu、Mg五種，這幾種元素不足都會(huì)不同程度地影響人體的健康。營(yíng)養(yǎng)素充分地參與人體的生化反應(yīng)，對(duì)于機(jī)體的生長(zhǎng)、發(fā)育、新陳代謝等起到重要的作用，包括機(jī)體的生命活動(dòng)、調(diào)節(jié)人體的代謝保持人體健康等方面，多余或缺乏均會(huì)引起相應(yīng)的身體疾病。營(yíng)養(yǎng)素缺乏或異常導(dǎo)致的疾病在臨床上較為常見(jiàn)。

（二）常見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)健康現(xiàn)狀與人群分析

在人體的生命活動(dòng)中如果長(zhǎng)期缺乏充足的維生素和微量元素，就會(huì)導(dǎo)致機(jī)體的功能出現(xiàn)嚴(yán)重障礙并誘發(fā)某些疾病。根據(jù)《中國(guó)居民營(yíng)養(yǎng)與健康現(xiàn)狀》調(diào)查報(bào)告顯示成長(zhǎng)期的兒童缺少微量元素Zn的比例為39%，缺乏維生素A的比例為9.3%。通過(guò)對(duì)國(guó)內(nèi)近20年發(fā)布的維生素狀況分析，調(diào)查數(shù)據(jù)顯示80%的婦女在懷孕后期維生素D水平較低，由于胎兒生長(zhǎng)較快，孕期婦女對(duì)維生素D需求增加，維生素D水平的高低會(huì)對(duì)母親和新生兒的健康產(chǎn)生嚴(yán)重影響。數(shù)據(jù)顯示老年人缺微量元素Ca、Fe、Zn的比例很高，分別為56%、35%、13%。根據(jù)2013—2014年度山東大學(xué)齊魯醫(yī)院臨床常規(guī)送檢樣本，并結(jié)合身體缺乏維生素或微量元素的原因分析得出普遍缺乏營(yíng)養(yǎng)素的患者包括新生兒和嬰幼兒、孕婦、老年患者，術(shù)后、創(chuàng)傷等消耗性疾病及不能進(jìn)食的疾病患者。以上的數(shù)據(jù)具有典型性并與調(diào)查相匹配，根據(jù)調(diào)研得出較大比例的人群缺少維生素以及微量元素，從而導(dǎo)致人體在某些機(jī)能上發(fā)生障礙，甚至引起各種疾病。在沒(méi)有被提醒的情況下容易被忽視，所以需要相應(yīng)的設(shè)計(jì)改善這一境況。

二、營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)原則

基于對(duì)常見(jiàn)營(yíng)養(yǎng)素以及對(duì)缺乏營(yíng)養(yǎng)素患者特點(diǎn)的分析，營(yíng)養(yǎng)素的監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)需要以用戶(hù)體驗(yàn)為指導(dǎo)，根據(jù)患者的需求進(jìn)行設(shè)計(jì)?？紤]在特定的環(huán)境下患者的內(nèi)心狀態(tài)與身體狀態(tài)，依照用戶(hù)在使用狀態(tài)下的需求，并在確保監(jiān)測(cè)的及時(shí)性與便捷性的前提下去制定設(shè)計(jì)原則。交互設(shè)計(jì)中更多地關(guān)注目標(biāo)信息，將以用戶(hù)為中心的原則貫穿于設(shè)計(jì)與實(shí)現(xiàn)的整個(gè)過(guò)程中去。

（一）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的一致性原則

營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)面向的主要人群為成長(zhǎng)期兒童，孕婦、老人、術(shù)后、創(chuàng)傷等消耗性疾病及不能進(jìn)食的疾病患者。結(jié)合人群進(jìn)行分析，我們盡量將系統(tǒng)設(shè)計(jì)的得簡(jiǎn)潔、易操作以符合患者家屬預(yù)期。界面應(yīng)保持一致性的原則，不僅在色調(diào)、文字、布局上具有統(tǒng)一性，在結(jié)構(gòu)、操作、反饋上也需具有一致性，這樣使用戶(hù)對(duì)系統(tǒng)快速產(chǎn)生認(rèn)知與親切感，方便用戶(hù)的記憶與操作。Don Norman在《情感化設(shè)計(jì)》一書(shū)中提出產(chǎn)品設(shè)計(jì)要將情感效果深入融進(jìn)行為、反思、本能這三個(gè)維度中去。而行為模式是產(chǎn)品交互方式的基礎(chǔ)依據(jù)，行為與交互設(shè)計(jì)密不可分，相互依存。不同的交互方式揭示著信息反饋模式的不同，不同的行為模式?jīng)Q定著不同的交互方式的設(shè)計(jì)。通過(guò)保持一致性的交互方式，并結(jié)合患者平時(shí)的心理狀態(tài)及使用習(xí)慣，再根據(jù)現(xiàn)實(shí)情況進(jìn)行設(shè)計(jì)，通過(guò)一致性的反饋方式以及操作共同形成監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的易用性，能讓產(chǎn)品在更新?lián)Q代時(shí)仍然讓用戶(hù)保持對(duì)原產(chǎn)品的熟悉感，減小用戶(hù)的學(xué)習(xí)成本。

（二）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的環(huán)境貼切原則

營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)應(yīng)該使用用戶(hù)熟悉的語(yǔ)言、文字、概念，使系統(tǒng)更符合現(xiàn)實(shí)的環(huán)境，讓患者更容易理解。營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)應(yīng)當(dāng)以更加專(zhuān)業(yè)直觀的方式來(lái)表達(dá)，使患者仿佛置身于醫(yī)院。軟件的界面設(shè)計(jì)要與患者經(jīng)常使用的用于測(cè)量各項(xiàng)指標(biāo)的血壓計(jì)、體溫計(jì)、心率儀等儀器采取相同模式，患者在進(jìn)行指標(biāo)的監(jiān)測(cè)時(shí)，操作更為便利，使信息能更加自然地被患者所接受。Nathan Shedroff提出將特定的時(shí)間地點(diǎn)狀態(tài)設(shè)定一個(gè)美好的情景，根據(jù)消費(fèi)者的興趣、態(tài)度、愛(ài)好、情感、知識(shí)和教育背景，以產(chǎn)品為“道具”，服務(wù)為“舞臺(tái)”，環(huán)境為“布景”，使用戶(hù)在使用過(guò)程中擁有美好而獨(dú)特的體驗(yàn)，即使過(guò)程結(jié)束，其體驗(yàn)的價(jià)值在很長(zhǎng)一段時(shí)間內(nèi)也仍然存在。營(yíng)養(yǎng)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)中，隨著時(shí)間的流逝，患者的身體狀態(tài)與心理狀態(tài)都會(huì)發(fā)生改變，需要交互系統(tǒng)隨著用戶(hù)的心理變化周期進(jìn)行設(shè)計(jì)，產(chǎn)品需要滿(mǎn)足變化的需要。這就需要在設(shè)計(jì)開(kāi)始階段對(duì)產(chǎn)品的交互系統(tǒng)與患者身心的相適應(yīng)性進(jìn)行綜合考慮。孕婦、老年患者，術(shù)后創(chuàng)傷等消耗性疾病及不能進(jìn)食的疾病患者在每個(gè)階段的身體狀態(tài)與內(nèi)心情緒是不同的，考慮到患者不同的心理狀態(tài)，界面的風(fēng)格、語(yǔ)言、結(jié)構(gòu)布局包括交互方式也不一樣，可以根據(jù)所需在設(shè)置中調(diào)整，設(shè)計(jì)風(fēng)格完全遵守用戶(hù)的需求的設(shè)計(jì)規(guī)范，符合環(huán)境貼切原則，使用戶(hù)獲得良好的體驗(yàn)，這樣不僅可以滿(mǎn)足用戶(hù)的需求，也可為其帶來(lái)更加便捷的使用方式。在接受該產(chǎn)品和生活方式之后，產(chǎn)品會(huì)針對(duì)不同情況進(jìn)行自動(dòng)響應(yīng)以適應(yīng)用戶(hù)需求。

（三）監(jiān)測(cè)系統(tǒng)狀態(tài)可見(jiàn)原則

營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)為患者服務(wù)，需使用戶(hù)時(shí)刻了解當(dāng)前的狀態(tài)，并且對(duì)過(guò)去的狀態(tài)、未來(lái)的目標(biāo)都有所了解，在交互過(guò)程中系統(tǒng)需要在合適的時(shí)間段對(duì)用戶(hù)進(jìn)行合理的反饋。針對(duì)營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的交互設(shè)計(jì)，平臺(tái)需不斷豐富數(shù)據(jù)庫(kù)，由于醫(yī)療的專(zhuān)業(yè)性需要數(shù)據(jù)庫(kù)具有可以適應(yīng)多種類(lèi)別的訪問(wèn)需求的性質(zhì)。數(shù)據(jù)的便捷性的采集，在海量醫(yī)療數(shù)據(jù)中挖掘生理指標(biāo)，安全可靠高效地對(duì)營(yíng)養(yǎng)素的缺乏或過(guò)剩進(jìn)行早期預(yù)測(cè)和預(yù)防。建立有效的數(shù)據(jù)模型，實(shí)現(xiàn)監(jiān)測(cè)及提醒系統(tǒng)的快速查詢(xún)和響應(yīng)，通過(guò)獲取用戶(hù)的生理指標(biāo)數(shù)據(jù)并通過(guò)大量醫(yī)療信息確保監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的及時(shí)反饋。目標(biāo)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)可以反映營(yíng)養(yǎng)素的趨勢(shì)和營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的軌跡模式，對(duì)患者及家屬在關(guān)鍵點(diǎn)進(jìn)行提醒，根據(jù)患者的身體狀態(tài)所監(jiān)測(cè)的數(shù)據(jù)分為不同的階段，對(duì)用戶(hù)進(jìn)行合理的建議，使用戶(hù)隨時(shí)隨地知道自己的狀態(tài)，患者及家屬通過(guò)監(jiān)測(cè)系統(tǒng)及時(shí)監(jiān)控病情以進(jìn)行相應(yīng)的治療。

三、營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)移動(dòng)端交互設(shè)計(jì)

（一）設(shè)計(jì)構(gòu)思

圖1 營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)交互設(shè)計(jì)構(gòu)思

營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)系統(tǒng)設(shè)計(jì)面向的人群及家屬的主要問(wèn)題集中在：成長(zhǎng)期兒童、孕婦、老人、術(shù)后、創(chuàng)傷等消耗性疾病及不能進(jìn)食的疾病患者沒(méi)有合理的獲取信息的方式，不能時(shí)刻了解自己當(dāng)前的身體狀況；家屬以及患者缺乏專(zhuān)業(yè)的知識(shí)且在認(rèn)知上存在不足；沒(méi)有專(zhuān)業(yè)的解決問(wèn)題的渠道及計(jì)劃；家屬護(hù)理壓力大；患者沒(méi)有合理的溝通咨詢(xún)渠道。

根據(jù)調(diào)研，針對(duì)以上痛點(diǎn)提出以下設(shè)計(jì)目標(biāo)：完善患者營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)的渠道；完善監(jiān)測(cè)功能使其能夠及時(shí)進(jìn)行警示與建議；完善患者信息與交流渠道平臺(tái)的建設(shè)。（圖1）

1.監(jiān)測(cè)方式的設(shè)計(jì)

常見(jiàn)的監(jiān)測(cè)方式即體液監(jiān)測(cè)，危急值監(jiān)測(cè)，癥狀監(jiān)測(cè)。最常見(jiàn)的體液監(jiān)測(cè)如檢測(cè)尿液、血液等，通過(guò)連接外部裝備就可得出營(yíng)養(yǎng)素所含比例從而進(jìn)行提醒與建議。通過(guò)危急值監(jiān)測(cè)可以精準(zhǔn)地掌握用戶(hù)的體征，監(jiān)測(cè)心率、血氧、體溫、血壓等人類(lèi)生命體征的重要數(shù)據(jù)，當(dāng)達(dá)到可以影響到生命的過(guò)高或過(guò)低的數(shù)值時(shí)，增加患者被救助的機(jī)會(huì)，設(shè)定自動(dòng)呼叫醫(yī)院、子女或周?chē)罕娨苑乐巩a(chǎn)生嚴(yán)重后果。癥狀監(jiān)測(cè)其他兩種方式相比較為簡(jiǎn)潔快速，但是因?yàn)槊糠N營(yíng)養(yǎng)素造成癥狀的差異性的原因，具有一定的局限性，需要與體液監(jiān)測(cè)、危急值監(jiān)測(cè)的方式進(jìn)行結(jié)合才可以取得更佳的效果。在癥狀監(jiān)測(cè)的實(shí)際應(yīng)用中，依靠單一的癥狀進(jìn)行分析準(zhǔn)確度不高，效果較差。多癥狀監(jiān)測(cè)和單一癥狀監(jiān)測(cè)相比較，多癥狀監(jiān)測(cè)收集所有與營(yíng)養(yǎng)素缺乏或過(guò)多所造成病癥的相關(guān)數(shù)據(jù)，進(jìn)行排查組合，從而尋找與癥狀最相匹配的組合，進(jìn)一步對(duì)這一組合過(guò)程的數(shù)據(jù)進(jìn)行監(jiān)測(cè)，最終確定疾病的程度與狀況。

2.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)功能的設(shè)計(jì)

不同種類(lèi)的維生素與微量元素所造成的癥狀差別較大，系統(tǒng)根據(jù)不同的癥狀分門(mén)別類(lèi)地進(jìn)行針對(duì)性設(shè)計(jì)，根據(jù)患者的具體情況制定計(jì)劃，有些維生素或者微量元素的缺乏可以采用制定運(yùn)動(dòng)計(jì)劃與制定食譜的方式，而有些只能采取藥物治療方式，針對(duì)不同種類(lèi)的營(yíng)養(yǎng)素進(jìn)行系統(tǒng)的分析，有助于維持營(yíng)養(yǎng)素的正常范圍，避免無(wú)效或過(guò)度治療，以實(shí)現(xiàn)營(yíng)養(yǎng)素的個(gè)性化治療；有助于診斷由原發(fā)性或繼發(fā)性營(yíng)養(yǎng)素缺乏所引起的營(yíng)養(yǎng)缺乏性疾病，或由維生素異常升高引起的某些維生素相關(guān)疾?。辉u(píng)估合理使用維生素以避免缺乏或?yàn)E用；它可以幫助放療和化療或術(shù)后或臨界狀態(tài)的患者監(jiān)測(cè)由其他藥物引起的異常營(yíng)養(yǎng)素的變化，提高治療的安全性和有效性，并提高患者治療的依從性。

3.監(jiān)測(cè)系統(tǒng)信息平臺(tái)的設(shè)計(jì)

圖2 低保真原型圖（部分功能）

圖3 高保真原型圖（部分功能）

信息平臺(tái)的建設(shè)首先針對(duì)缺乏營(yíng)養(yǎng)素的患者提供相關(guān)健康建議、信息和交流。通過(guò)日常營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)，對(duì)患者健康作出評(píng)估，針對(duì)健康狀況合理地推送可改善患者生活作息、飲食健康與運(yùn)動(dòng)頻率等的相關(guān)建議，幫助用戶(hù)更好地管理自身營(yíng)養(yǎng)素水平、養(yǎng)成良好的生活作息，這些都有助于緩解和改善由于營(yíng)養(yǎng)素缺乏所造成的癥狀。其次，提供相關(guān)的營(yíng)養(yǎng)補(bǔ)充信息和最新的治療方案，確保信息源的準(zhǔn)確性和合理性，并進(jìn)行內(nèi)容平臺(tái)的個(gè)性化定制。如患者的日常飲食，可根據(jù)患者的飲食習(xí)慣和飲食禁忌向患者推薦更加個(gè)性化的日常飲食建議。最后，建立患者之間的社會(huì)平臺(tái)，連接具有相同病癥或相同條件的患者，增進(jìn)患者間的信息溝通與交流，以便相互間提供良好的經(jīng)驗(yàn)與借鑒，從而有助于打消顧慮并解決自身的問(wèn)題。同時(shí)，通過(guò)社會(huì)平臺(tái)，可以吸引有關(guān)部門(mén)和個(gè)人開(kāi)展?fàn)I養(yǎng)治療，使患者和親友可以了解營(yíng)養(yǎng)素缺乏所引起的疾病，更好地推動(dòng)治療。

（二）移動(dòng)應(yīng)用端

針對(duì)提出的設(shè)計(jì)構(gòu)思進(jìn)行界面的設(shè)計(jì)，成長(zhǎng)期兒童、孕婦、老人、術(shù)后、創(chuàng)傷等消耗性疾病及不能進(jìn)食的疾病患者為監(jiān)測(cè)系統(tǒng)的主要用戶(hù)，孕婦、老人、疾病患者具有獨(dú)立使用應(yīng)用端的能力，成長(zhǎng)期兒童需要家屬輔助使用。從生理角度上來(lái)看大多數(shù)患者操作能力減弱，反應(yīng)能力下降，理解能力下降，從心理角度來(lái)看患者的學(xué)習(xí)能力減弱，情緒不穩(wěn)定，對(duì)于新事物容易產(chǎn)生抵觸情緒。綜上所述，患者容易對(duì)操作界面產(chǎn)生排斥心理，針對(duì)用戶(hù)的需求需要有針對(duì)性地設(shè)計(jì)移動(dòng)端，以提升用戶(hù)的舒適感，界面交互應(yīng)簡(jiǎn)潔清晰，功能排列有序，使用戶(hù)減少使用時(shí)所需要記憶的部分，每一步驟應(yīng)有相應(yīng)的提示。低保真原型圖見(jiàn)圖2。

圖2設(shè)計(jì)的低保真原型圖中將圖片與文字進(jìn)行了較為合理的布局，使患者對(duì)關(guān)鍵信息一目了然，在界面中會(huì)有相應(yīng)的提示，提示用戶(hù)下一步如何操作，在低保真原型的基礎(chǔ)上，對(duì)色彩、布局、反饋進(jìn)行了更為詳細(xì)的設(shè)計(jì)，具體的設(shè)計(jì)見(jiàn)圖3。界面設(shè)計(jì)滿(mǎn)足了一致性的特征，顏色上采用藍(lán)色調(diào)為主，藍(lán)色給人帶來(lái)寧?kù)o的感覺(jué)，也是醫(yī)療場(chǎng)所常用的顏色，有著專(zhuān)業(yè)性的特點(diǎn)?；颊邔?duì)此顏色接受度較好，并感到舒適與內(nèi)心平靜，色彩輔助搭配了綠色與白色，使視覺(jué)效果更加統(tǒng)一。界面的文字、布局具有統(tǒng)一性，采用了圖標(biāo)與文字結(jié)合的方式，使用戶(hù)更容易理解與接收醫(yī)囑，結(jié)構(gòu)使用規(guī)律的條目布局，操作反饋方式統(tǒng)一，減輕用戶(hù)思考的負(fù)擔(dān)。監(jiān)測(cè)界面采用了與醫(yī)療儀器較為相似的界面，遵循環(huán)境貼切的原則，使患者減少陌生感，能夠熟練地使用新功能。咨詢(xún)頁(yè)面實(shí)時(shí)地反映了用戶(hù)的當(dāng)前狀態(tài)，交互過(guò)程中在合適的時(shí)間段對(duì)用戶(hù)進(jìn)行合理的反饋。主要功能包括：（1）即時(shí)收集患者的心率、血壓、體溫、營(yíng)養(yǎng)數(shù)據(jù)，并進(jìn)行及時(shí)監(jiān)測(cè)與預(yù)警記錄分析；（2）數(shù)據(jù)管理，設(shè)定數(shù)據(jù)上傳時(shí)間與間隔，智能數(shù)據(jù)分析，實(shí)時(shí)接收，實(shí)時(shí)報(bào)警監(jiān)測(cè)，定時(shí)語(yǔ)音播報(bào)專(zhuān)業(yè)醫(yī)生的反饋指導(dǎo)意見(jiàn)，上傳數(shù)據(jù)，從而得到專(zhuān)業(yè)醫(yī)生的遠(yuǎn)程指導(dǎo)與鼓勵(lì)；（3）解決方案，在特定的時(shí)間段智能提醒患者進(jìn)行營(yíng)養(yǎng)素的監(jiān)測(cè)并提醒患者服用藥物以及進(jìn)行食補(bǔ)，并分階段分析歷史數(shù)據(jù)中的潛在風(fēng)險(xiǎn)，提前進(jìn)行干預(yù)，同時(shí)告知用戶(hù)周?chē)挠H朋好友。（4）患者頁(yè)面，與家屬進(jìn)行連接使家屬及時(shí)了解患者狀況，連接裝備，歷史數(shù)據(jù)會(huì)自動(dòng)上傳到個(gè)人云系統(tǒng)并按時(shí)歸檔，方便用戶(hù)和家庭成員了解一周、一個(gè)月、一年以來(lái)的營(yíng)養(yǎng)素含量水平，通過(guò)信息合理地控制營(yíng)養(yǎng)素的含量有助于養(yǎng)成良好的生活習(xí)慣，從而逐漸形成健康的生活方式。

四、結(jié)語(yǔ)

營(yíng)養(yǎng)素的監(jiān)測(cè)與提醒交互系統(tǒng)幫助營(yíng)養(yǎng)素缺乏或異常的患者解決營(yíng)養(yǎng)素?cái)z入不足或異常的問(wèn)題，通過(guò)對(duì)患者的生理行為分析決定了交互原則。根據(jù)一致性、環(huán)境貼切、狀態(tài)可見(jiàn)的設(shè)計(jì)原則，從獲取信息的監(jiān)測(cè)方式、獲取信息之后制定方案、根據(jù)信息進(jìn)行警示及建議三個(gè)方面對(duì)交互系統(tǒng)進(jìn)行設(shè)計(jì)，提升了用戶(hù)的交互體驗(yàn)，完善了監(jiān)測(cè)及提醒的交互流程。對(duì)于患者來(lái)說(shuō)，解決了營(yíng)養(yǎng)素監(jiān)測(cè)渠道的不完善、患者信息與交流渠道平臺(tái)的建設(shè)等系列問(wèn)題，通過(guò)調(diào)查患者的實(shí)際情況以深入研究用戶(hù)的情況和需求，并通過(guò)設(shè)計(jì)優(yōu)化和改造來(lái)提升用戶(hù)體驗(yàn)，滿(mǎn)足目標(biāo)需求。