【摘要】踝關(guān)節(jié)損傷在日常生活中較常見，部分患者因缺少專業(yè)的康復(fù)指導(dǎo)延誤治療，或由于不正確的康復(fù)指導(dǎo)而加重病情，對(duì)踝關(guān)節(jié)造成二次傷害。此外，踝關(guān)節(jié)的康復(fù)訓(xùn)練目前集中在醫(yī)院場(chǎng)景，其廣域性和實(shí)時(shí)性很難得到保證。本研究聚焦以上問(wèn)題及用戶的自主康復(fù)訓(xùn)練需求，嘗試通過(guò)Kano-QFD模型細(xì)化用戶感受度評(píng)價(jià)，設(shè)計(jì)一款針對(duì)踝關(guān)節(jié)患者自主康復(fù)訓(xùn)練的App數(shù)字醫(yī)療平臺(tái)，為自主康復(fù)領(lǐng)域的數(shù)字化技術(shù)應(yīng)用和平臺(tái)搭建提供研究路徑和參考。

【關(guān)鍵詞】Kano-QFD模型；踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練；交互設(shè)計(jì)研究

【中圖分類號(hào)】R05 【文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼】A 【文章編號(hào)】2096-2665.2024.21.0125.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.21.038

踝關(guān)節(jié)損傷是常見的外傷，除需手術(shù)治療的患者外，大部分患者需通過(guò)長(zhǎng)時(shí)間康復(fù)訓(xùn)練逐步治愈[1]。數(shù)字醫(yī)療是利用現(xiàn)代化的計(jì)算機(jī)技術(shù)和數(shù)據(jù)信息處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)醫(yī)療過(guò)程數(shù)字化和信息化的技術(shù)處理方式。近年來(lái)，醫(yī)療領(lǐng)域的數(shù)字化進(jìn)程逐漸加快，越來(lái)越多醫(yī)療內(nèi)容開始嘗試由傳統(tǒng)的醫(yī)療模式向數(shù)字化的醫(yī)療模式轉(zhuǎn)變[2]。本研究提出在線踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練App這一醫(yī)療模式，用以整合和優(yōu)化踝關(guān)節(jié)康復(fù)治療進(jìn)程中的醫(yī)療資源，協(xié)助踝關(guān)節(jié)患者更準(zhǔn)確、便捷地完成相關(guān)訓(xùn)練內(nèi)容。

1 基于Kano-QFD模型的用戶調(diào)研分析

Kano模型是由狩野紀(jì)昭教授提出的能依據(jù)產(chǎn)品功能與用戶感受的關(guān)系，準(zhǔn)確分析客戶需求的問(wèn)卷分析模型[3]。該模型可分為必備型需求、魅力型需求、期望型需求、

無(wú)差異型需求和反向型需求5種類型，通過(guò)Better-Worse系數(shù)測(cè)算和平均滿意度指標(biāo)（ASC）得到用戶需求的優(yōu)先級(jí)排序[4]。QFD指標(biāo)體系于1967年由赤尾洋二等學(xué)者提出，該理論是通過(guò)市場(chǎng)調(diào)研收集客戶需求并繪制矩陣或圖表，調(diào)查客戶對(duì)產(chǎn)品需求，以便開發(fā)更符合客戶需求的功能服務(wù)[5]。本研究結(jié)合以上兩種理論，運(yùn)用Kano-QFD模型開展用戶需求分析，并基于此構(gòu)建App設(shè)計(jì)框架和界面設(shè)計(jì)要素的分析流程，最后對(duì)界面元素進(jìn)行規(guī)范設(shè)計(jì)，形成完整的界面視覺(jué)設(shè)計(jì)方案。

從用戶的主觀使用感受角度出發(fā)，提出個(gè)性化、層次化的設(shè)計(jì)方案，可增加App和大眾用戶的適配度[6]。本研究以踝關(guān)節(jié)患者的用戶需求為導(dǎo)向，分析中國(guó)市場(chǎng)現(xiàn)有的康復(fù)類醫(yī)療App，并歸納總結(jié)這類App的主要功能，包括線上門診預(yù)約、電子報(bào)告、體檢服務(wù)、健康知識(shí)傳播等。對(duì)比踝關(guān)節(jié)患者的用戶群，收集目標(biāo)用戶對(duì)踝關(guān)節(jié)自主康復(fù)訓(xùn)練App的用戶需求，歸納整理出10個(gè)一級(jí)用戶需求，見

表1。據(jù)此提出20個(gè)需求問(wèn)題，分不同年齡段回答，問(wèn)卷中的每個(gè)問(wèn)題均以正、反兩個(gè)角度提問(wèn)，答案分別為“我很喜歡”“理所應(yīng)當(dāng)”“無(wú)所謂”“勉強(qiáng)接受”“我不喜歡”，相對(duì)應(yīng)的分值分別是4、2、0、-2、-4分。使用微信問(wèn)卷星平臺(tái)進(jìn)行調(diào)查問(wèn)卷的內(nèi)容設(shè)計(jì)和發(fā)放，共發(fā)放112份

Kano模型調(diào)查問(wèn)卷。在排除2份無(wú)效試卷（回答率低于80%）后，最終收集110份有效問(wèn)卷。依據(jù)收集的有效用戶需求數(shù)據(jù)進(jìn)行了權(quán)重計(jì)算和排序，其中是用戶的某一項(xiàng)需求被滿足時(shí)的平均分；表示用戶某一項(xiàng)需求未被滿足時(shí)的平均分；表示該一級(jí)需求的權(quán)重，定量參數(shù)計(jì)算公式如下：

排在前3位的用戶需求分別是：A9訓(xùn)練情況及時(shí)反饋、A4訓(xùn)練時(shí)有訓(xùn)練指導(dǎo)、A10設(shè)備簡(jiǎn)單沒(méi)有場(chǎng)地要求，見表1。由此可知，這3個(gè)用戶需求關(guān)注度較高，設(shè)計(jì)要素應(yīng)重點(diǎn)參考。獲取初步用戶需求分析數(shù)據(jù)后，需將用戶需求轉(zhuǎn)換成設(shè)計(jì)需求要素，并基于QFD理論對(duì)設(shè)計(jì)要素進(jìn)一步分析和細(xì)化，見表2。

根據(jù)110個(gè)問(wèn)卷對(duì)每個(gè)問(wèn)題的投票比例確認(rèn)Kano類型，并通過(guò)Better-Worse方法分析用戶對(duì)各項(xiàng)功能點(diǎn)的需求度，計(jì)算均值（ASC）為滿意度系數(shù)。Better代表用戶對(duì)提供這項(xiàng)功能滿意，滿意系數(shù)的數(shù)值在0～1，數(shù)值越接近1表明用戶對(duì)這項(xiàng)功能的滿意度越高。Worse代表不提供某項(xiàng)功能，用戶滿意度會(huì)降低，不滿意系數(shù)的數(shù)值在-1～0，數(shù)值越接近-1說(shuō)明用戶滿意度越低。

為更直觀地展現(xiàn)App各功能需求度，以Better為橫坐標(biāo)、Worse為縱坐標(biāo)，得到四象限圖。第一象限是A-魅力型需求，可以吸引更多用戶使用這款A(yù)pp；第二象限是

I-無(wú)差異型需求，此功能與其他醫(yī)療App相比，用戶不需要太大差異；第三象限是M-必備型需求，是用戶主觀選擇必需的App功能，是最重要的需求功能；第四象限是

O-期待型需求，是用戶希望在本App中可以被滿足的需求。Kano模型需求重要級(jí)排序設(shè)定中：M>A>O>I。

由圖1的數(shù)據(jù)分布可知，A型需求位于第一象限，優(yōu)先級(jí)排序?yàn)椋河?xùn)練個(gè)數(shù)和時(shí)間>身體數(shù)據(jù)>頁(yè)面跳轉(zhuǎn)>自主選擇醫(yī)生治療>上傳傷口照片；I型需求位于第二象限，無(wú)差別需求對(duì)用戶滿意度的影響較小，所以這個(gè)需求點(diǎn)不放在重點(diǎn)功能內(nèi)進(jìn)行設(shè)計(jì)；M型需求位于第三象限，優(yōu)先級(jí)排序?yàn)椋河?xùn)練數(shù)據(jù)>分級(jí)提示信息>模塊化>線上病情評(píng)估>專屬治療>界面規(guī)劃設(shè)計(jì)>訓(xùn)練日程表>攝像頭動(dòng)作捕捉，這些也是本App必備的獨(dú)特功能需求點(diǎn)；O型需求在第四象限內(nèi)，優(yōu)先級(jí)排序?yàn)椋阂曨l動(dòng)作示例>與主題相關(guān)的icon>iPad普通前置攝像頭居家訓(xùn)練>病情交流社區(qū)>訓(xùn)練動(dòng)作種類多，見圖1。

2 踝關(guān)節(jié)自主康復(fù)訓(xùn)練App設(shè)計(jì)方案

本研究將已有的用戶需求按照權(quán)重定量轉(zhuǎn)化成設(shè)計(jì)要求，根據(jù)Kano-QFD模型為App的設(shè)計(jì)構(gòu)造提供指導(dǎo)方向[7]。踝關(guān)節(jié)自主康復(fù)訓(xùn)練App的界面信息設(shè)計(jì)架構(gòu)，見圖2。用戶進(jìn)入App的登錄頁(yè)后，首先進(jìn)行用戶身份選擇；然后使用遠(yuǎn)程醫(yī)療選擇主治醫(yī)生并完成線上預(yù)約/問(wèn)診，得到有針對(duì)性的康復(fù)訓(xùn)練治療方案，再進(jìn)入下一步是患者的自我管理頁(yè)面，其內(nèi)容包括：“醫(yī)患交流”“日程表”“訓(xùn)練計(jì)劃”“社區(qū)交流”“我的”5大模塊，分別對(duì)應(yīng)上述Kano模型調(diào)查問(wèn)卷的用戶需求；最后，用戶可根據(jù)具體需求點(diǎn)擊模塊以實(shí)現(xiàn)最底層功能的激活和使用。這種信息架構(gòu)層級(jí)的設(shè)計(jì)簡(jiǎn)單、直觀，能最大化減少用戶信息的層級(jí)遞進(jìn)，提高便利性，其核心是醫(yī)療信息化背景下的用戶快速響應(yīng)、快速呈現(xiàn)的心理預(yù)期和需求。用戶使用 App 登錄頁(yè)面并完成賬號(hào)注冊(cè)后，可選擇醫(yī)生或患者兩個(gè)不同的身份進(jìn)入系統(tǒng)。低保真交互原型的各頁(yè)面關(guān)系圖。

用戶使用App登錄頁(yè)面并完成賬號(hào)注冊(cè)后，可選擇醫(yī)生或患者兩個(gè)不同的身份進(jìn)入系統(tǒng)。低保真交互原型的各頁(yè)面關(guān)系圖，見圖2。

以患者為例：登錄后界面顯示M型必備需求屬性的“線上踝關(guān)節(jié)病情自評(píng)估”功能，為患者與醫(yī)生進(jìn)行信息互通做準(zhǔn)備。患者可瀏覽醫(yī)生介紹，選擇自己的主治醫(yī)生，并上傳踝關(guān)節(jié)病情信息，醫(yī)生在后臺(tái)可對(duì)患者進(jìn)行預(yù)估，選擇接受該患者的診療需求，建立醫(yī)患通道。之后患者和醫(yī)生通過(guò)平臺(tái)進(jìn)行病情交流，還可穿插線下問(wèn)診內(nèi)容。所有診療內(nèi)容都會(huì)形成數(shù)字文檔，方便醫(yī)生和患者在接下來(lái)的治療中進(jìn)行參考和借鑒。最后醫(yī)生通過(guò)綜合判斷為患者制訂針對(duì)性的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練計(jì)劃。

3 踝關(guān)節(jié)自主康復(fù)訓(xùn)練App原型設(shè)計(jì)實(shí)踐

結(jié)合上述Kano模型用戶需求分析結(jié)果，用戶對(duì)于App功能界面的設(shè)計(jì)需求，大致可分解為：M型必備型需求-“界面整體性的規(guī)劃和統(tǒng)一設(shè)計(jì)”“細(xì)分界面功能的模塊化設(shè)計(jì)”“界面信息的分級(jí)提示問(wèn)題”；O型期望型需求-“App在icon設(shè)計(jì)中融合了與主題相關(guān)的設(shè)計(jì)元素”。以上分類用以確定界面信息的層級(jí)關(guān)系，便于對(duì)有特定功能的模塊化設(shè)計(jì)風(fēng)格、字體、色彩等視覺(jué)傳達(dá)設(shè)計(jì)元素，可幫助患者快速找到需要的信息，提高界面的易用性[8]。

經(jīng)過(guò)不斷地優(yōu)化和完善，該App的高保真模型界面原型設(shè)計(jì)相對(duì)應(yīng)的各功能板塊界面設(shè)計(jì)如下：“訓(xùn)練演示視頻參考”功能模塊參照專業(yè)的踝關(guān)節(jié)康復(fù)訓(xùn)練手冊(cè)內(nèi)容，提供多種可選擇的訓(xùn)練動(dòng)作視頻示例資源，方便醫(yī)生匹配不同的訓(xùn)練內(nèi)容需求。其主要板塊包括熱身訓(xùn)daaCOzMJ6yQt0lP+Dlr9PA==練、力量訓(xùn)練、平衡訓(xùn)練、增強(qiáng)訓(xùn)練、靈活性訓(xùn)練，見圖3。

從“個(gè)人首頁(yè)”也可跳轉(zhuǎn)入社區(qū)交流功能板塊，見

圖4?！安∏榻涣魃鐓^(qū)”屬于App提供的個(gè)性化服務(wù)，滿足患者的社交屬性需求，界面功能包括腳踝小常識(shí)、發(fā)表評(píng)論、搜索感興趣話題。在這一功能模塊中患者可跨越地域互相交流病情，通過(guò)社區(qū)中的互動(dòng)獲得歸屬感，也可通過(guò)社區(qū)平臺(tái)展示自己的訓(xùn)練打卡記錄，鼓勵(lì)自己/他人堅(jiān)持完成訓(xùn)練。病情交流社區(qū)還可作為醫(yī)生的線上資料庫(kù)，隨著病例的增多和治愈案例歸檔的增加，該資料庫(kù)有助于醫(yī)生擴(kuò)充治療踝關(guān)節(jié)的臨床經(jīng)驗(yàn)，并從非典型病例獲得治療參考依據(jù)。

登錄入口界面，見圖5。用戶注冊(cè)App賬號(hào)后，可選擇以不同身份進(jìn)入App。以患者為例，進(jìn)入App后使用App的線上病情評(píng)估功能，上傳踝關(guān)節(jié)患處的照片，進(jìn)行初步的病情評(píng)估，也可自行瀏覽醫(yī)生信息，選擇合適的醫(yī)生預(yù)約在線問(wèn)診。之后可以進(jìn)入“個(gè)人首頁(yè)”?！皞€(gè)人首頁(yè)”板塊由今日訓(xùn)練、醫(yī)患交流窗、社區(qū)交流、日程表、個(gè)人中心組成，每個(gè)板塊都有其特定的功能。如“日程表”包括固定訓(xùn)練日程的羅列及線上預(yù)約醫(yī)生的安排，輔助用戶有計(jì)劃地安排訓(xùn)練時(shí)間，提醒用戶網(wǎng)上預(yù)約醫(yī)生就診的時(shí)間。在“個(gè)人首頁(yè)”中可直接選擇 5 個(gè)所需要的功能，跳轉(zhuǎn)進(jìn)入對(duì)應(yīng)的功能板塊。

從圖6中的A“個(gè)人首頁(yè)”點(diǎn)擊跳轉(zhuǎn)到B“我的”自我管理頁(yè)面。該頁(yè)面包括訓(xùn)練完成情況、身體數(shù)據(jù)、訓(xùn)練記錄等。其中訓(xùn)練完成情況和保存的訓(xùn)練數(shù)據(jù)，可方便醫(yī)生和患者查看訓(xùn)練進(jìn)程和訓(xùn)練動(dòng)作標(biāo)準(zhǔn)度，醫(yī)生用戶還可根據(jù)用戶數(shù)據(jù)走向制訂下一步的治療計(jì)劃或優(yōu)化現(xiàn)有的訓(xùn)練方案，見圖6。

從A頁(yè)面“個(gè)人首頁(yè)”點(diǎn)擊病患交流的icon可進(jìn)入病患交流窗口C頁(yè)面，前期預(yù)約醫(yī)生，可在此窗口和醫(yī)生進(jìn)行實(shí)時(shí)的文字病情交流，或者視頻通話和醫(yī)生面對(duì)面高效率解決病況問(wèn)題并針對(duì)治療展開討論，見圖6。

自主康復(fù)訓(xùn)練使用流程圖，見圖7。該流程從“個(gè)人首頁(yè)”的“開始今日訓(xùn)練”跳轉(zhuǎn)入康復(fù)訓(xùn)練板塊，在“訓(xùn)練項(xiàng)目”中選擇今日需訓(xùn)練的動(dòng)作，先觀看規(guī)范的動(dòng)作視頻，之后開始訓(xùn)練任務(wù)。

點(diǎn)擊“開始訓(xùn)練”ipad終端會(huì)開啟前置攝像頭進(jìn)行呈現(xiàn)用戶畫面，并進(jìn)行用戶動(dòng)作捕捉，檢測(cè)到用戶在iPad攝像頭捕捉范圍內(nèi)后，進(jìn)行倒計(jì)時(shí)提示，隨后開啟訓(xùn)練任務(wù)。用戶的動(dòng)作規(guī)范度將在界面上進(jìn)行實(shí)時(shí)的視覺(jué)反饋，界面實(shí)時(shí)的視覺(jué)反饋信息包括訓(xùn)練時(shí)長(zhǎng)、訓(xùn)練動(dòng)作的完成度和動(dòng)作準(zhǔn)確度。

為實(shí)現(xiàn)普通攝像頭也能夠在三維空間中進(jìn)行較為精準(zhǔn)的人體動(dòng)作識(shí)別，本研究使用OpenPose的部分代碼以實(shí)現(xiàn)該功能。該圖像識(shí)別的原理是基于計(jì)算機(jī)的卷積神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)和踝關(guān)節(jié)訓(xùn)練動(dòng)作樣本資源庫(kù)進(jìn)行的特征分析訓(xùn)練。訓(xùn)練后的模型可以捕獲用戶肢體的關(guān)鍵點(diǎn)信息，并通過(guò)簡(jiǎn)單的計(jì)算實(shí)現(xiàn)獲取肢體動(dòng)作狀態(tài)的評(píng)估。區(qū)別于矢量攝像頭或多視角攝像進(jìn)行動(dòng)作捕捉的技術(shù)，這種輕量化的動(dòng)作捕捉技術(shù)只需要一個(gè)移動(dòng)終端的前置普通攝像頭就能實(shí)現(xiàn)基本的姿態(tài)捕捉。用戶訓(xùn)練動(dòng)作不規(guī)范，App會(huì)出現(xiàn)標(biāo)紅的關(guān)節(jié)監(jiān)測(cè)點(diǎn)，并用紅色箭頭提示需如何改正，用戶通過(guò)視覺(jué)反饋進(jìn)行動(dòng)作的實(shí)時(shí)修正和調(diào)整。一個(gè)動(dòng)作訓(xùn)練的時(shí)長(zhǎng)或頻次也會(huì)有語(yǔ)音提示，用戶在規(guī)定的時(shí)間里完成標(biāo)準(zhǔn)的動(dòng)作，才能達(dá)到既定的康復(fù)訓(xùn)練目標(biāo)，讓患者在踝關(guān)節(jié)的黃金康復(fù)期內(nèi)得到有效的、正確的康復(fù)訓(xùn)練以縮短患者的康復(fù)周期，減輕患者的康復(fù)痛苦，節(jié)省日益緊張的醫(yī)療資源，激活有限的醫(yī)生資源。輕量化的攝像頭動(dòng)作捕捉算法為這一數(shù)字化康復(fù)訓(xùn)練平臺(tái)的實(shí)現(xiàn)創(chuàng)造了可能性。

4 結(jié)語(yǔ)

本研究針對(duì)患者對(duì)于康復(fù)訓(xùn)練App的需求進(jìn)行了以“用戶”為中心的需求調(diào)研和功能梳理。該方法的核心是使用Kano-QFD模型的用戶需求定義與分類，并基于初步的分類結(jié)果建立App功能設(shè)計(jì)質(zhì)量?jī)?yōu)化模型。重點(diǎn)功能的排序?yàn)楹罄m(xù)的App設(shè)計(jì)提供了重要依據(jù)和參考，驗(yàn)證該模型進(jìn)行數(shù)字化App平臺(tái)設(shè)計(jì)的有效性。本研究還針對(duì)踝關(guān)節(jié)自主康復(fù)內(nèi)容進(jìn)行高保真App界面的設(shè)計(jì)實(shí)踐，為本研究的設(shè)計(jì)框架提供可視化的綜合參考和驗(yàn)證。App中的自主訓(xùn)練功能依據(jù)Openpose的代碼實(shí)現(xiàn)，更豐富的功能拓展和更細(xì)化的動(dòng)作分解有待進(jìn)一步開發(fā)和完善。

綜上所述，本研究對(duì)數(shù)字化信息平臺(tái)設(shè)計(jì)中如何提高用戶滿意度和測(cè)試各項(xiàng)功能的重要度形成了新的設(shè)計(jì)參考，也為踝關(guān)節(jié)自主康復(fù)訓(xùn)練App界面交互設(shè)計(jì)提供理論依據(jù)和實(shí)踐方向。

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1基金項(xiàng)目：市級(jí)大學(xué)生創(chuàng)新訓(xùn)練項(xiàng)目（編號(hào)：cs2311001）

作者簡(jiǎn)介：宋蕾，在讀大學(xué)本科，研究方向：數(shù)字媒體藝術(shù)。

通信作者：黃晶石，博士研究生，人因工學(xué)科學(xué)中心主任，研究方向：人因工學(xué)、醫(yī)工學(xué)、生理人類學(xué)。E-mail：huangjingshi@sues.edu.cn