信息可視化交互技術(shù)在康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備中的應(yīng)用探究

江加貝　唐蘭林　王可

摘要：老年人多是帶病生存甚至并存多種疾病，因而常伴有日常生活活動障礙。由于疾病及身體機能退化導(dǎo)致的肢體行為不便是影響老年生活的主要因素之一。人口老齡化進程及人們對于生活質(zhì)量的追求加快推動了市場對于康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備的需求。信息可視化交互技術(shù)在康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備中的應(yīng)用可提高活動障礙老年患者的用戶體驗，對老年患者物理康復(fù)過程中產(chǎn)生積極影響。文章以肢體功能康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備為例就信息可視化交互技術(shù)的概念、作用機制及其在實際應(yīng)用中的進展進行綜述。

關(guān)鍵詞：信息可視化 康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備 活動障礙老年人

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2017）04-0118-02

引言

日常生活中我們往往要面對各種各樣紛繁復(fù)雜的數(shù)據(jù)，這些數(shù)據(jù)具有簡潔性嚴謹性，但對于用戶來說抽象的數(shù)據(jù)不易于直觀理解。信息可視化技術(shù)將分別獨立的數(shù)字通過圖形圖像的視覺傳達給用戶是解決數(shù)字表達抽象性的有效方式。信息可視化技術(shù)通過計算機的圖形圖像技術(shù)和挖掘數(shù)據(jù)的方法，把隱藏在數(shù)據(jù)中的信息通過交互手段進行展示，輔助分析數(shù)據(jù)，幫助用戶發(fā)現(xiàn)規(guī)律。

一、研究背景

（一）課題背景

我國老年人口基數(shù)相對較大，隨著身體機能的退化老年人多是帶病生存甚至并存多種疾病，因而常伴有日常生活活動障礙。因疾病及身體機能退化引起的肢體行動不便是影響老年人生活的主要因素之一，同時老年群體相對于其他年齡層群體出現(xiàn)肢體活動障礙率相對較高，一旦出現(xiàn)活動障礙，老年人不但面臨生活困境，生活質(zhì)量下降，還會給家庭、社會帶來照料負擔，而這些又會使他們遭受心理壓力，所以老年康復(fù)逐漸成為我國關(guān)注的熱點。

中國老年人長壽而不健康的現(xiàn)象比較嚴重，康復(fù)治療雖然不能完全治愈受損機能，卻可以盡可能地幫助他們恢復(fù)自理能力及健康狀態(tài)下的生活質(zhì)量減輕家庭與社會的負擔。但是我國的老年康復(fù)發(fā)展緩慢，很多肢體康復(fù)設(shè)備仍然停留在以滿足基本機械功能為主的初級階段，無論是人力資源還是設(shè)備資源都開始無法跟上快速老齡化社會的節(jié)奏，因此解決老年人的康復(fù)醫(yī)療問題成為了當今社會面臨的重要挑戰(zhàn)-。

（二）信息可視化技術(shù)的概念與現(xiàn)狀

信息可視化是將數(shù)據(jù)信息以圖形圖像化的形式表現(xiàn)出來，用視覺化的方式設(shè)計表現(xiàn)抽象化的數(shù)據(jù)，幫助用戶快速準確地理解隱含在數(shù)據(jù)中的各種信息。人類對于可視化形式有快速識別的天然能力，因此將人腦和計算機這兩種系統(tǒng)聯(lián)系在一起，便于人類瀏覽、研究大規(guī)模抽象化數(shù)據(jù)，兩者產(chǎn)生交互行為，從而發(fā)現(xiàn)在紛繁雜亂數(shù)據(jù)中的隱藏的信息規(guī)律和特征。

信息的傳達是由各種視覺元素組合搭配而成的。例如尺寸大小的改變、平面立體的切換、色彩的強烈與深淺等，這些都可以準確直觀地呈現(xiàn)數(shù)據(jù)中的信息，幫助用戶快速地理解并分析數(shù)據(jù)，形成一個高效的信息交互傳遞過程。信息可視化設(shè)計的準則是全面完整并準確合理的表達信息，突出重要數(shù)據(jù)和數(shù)據(jù)之間的關(guān)聯(lián)性，整體與部分的對比和結(jié)合，展現(xiàn)交互式功能性數(shù)據(jù)。近年來信息可視化技術(shù)已廣泛得到應(yīng)用，它涉及到了人類生活的方方面面，在無形中對人類的生活方式造成了潛移默化的影響和改變。通過可視化的表達形式與交互技術(shù)用戶能夠立即理解大量的信息，因此將信息可視化交互技術(shù)應(yīng)用于康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備中對康復(fù)治療、心理干預(yù)以及醫(yī)學教育培訓(xùn)等具有很大潛力及積極的影響。

二、肢體功能康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備調(diào)研分析

（一）現(xiàn)有設(shè)備使用人群需求分析

康復(fù)醫(yī)學是利用多種物理輔助手段幫助患者最大程度地恢復(fù)受損機能，使其最大可能地恢復(fù)生活自理、工作勞動等?？祻?fù)訓(xùn)練過程中通過對應(yīng)機能有針對性的訓(xùn)練動作和知覺知能反饋，不斷重復(fù)刺激受損機能，從而最大可能地達到康復(fù)目的。目前最常見的康復(fù)訓(xùn)練治療方法大多過于集中在分解動作訓(xùn)練，這些分解動作不具備現(xiàn)實實踐意義，對于現(xiàn)實生活所需的整合動作沒有切實有效的幫助，無法滿足適應(yīng)日常生活的需求；在治療過程中由于訓(xùn)練動作的單調(diào)、重復(fù)、乏味，很容易讓患者產(chǎn)生消極厭煩情緒，不利于患者尤其是老年患者康復(fù)治療的持續(xù)和深入。

為了更好地分析目前肢體功能康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備存在的問題，以提高用戶體驗為目的，運用服務(wù)設(shè)計方法歸納得出其5個主要利益相關(guān)者的主要問題和需求（見表1）：首先對于患者來說，現(xiàn)有的肢體功能障礙已經(jīng)給他們造成了生理上和心理上的強烈不適。在使用康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備時，通常接收到的都是數(shù)字化的訓(xùn)練要求，訓(xùn)練過程也沒有及時的治療進程反饋，這對患者無疑是多增添了一份負擔。尤其針對老年患者群體，他們的記憶及認知能力退化，往往不能為外界發(fā)生的事物做出及時的反應(yīng)，因此單一的機械化訓(xùn)練容易讓他們產(chǎn)生抗拒感；其次醫(yī)生在傳統(tǒng)的治療信息反饋中無法精確實時獲得患者治療進程，使得治療方案修正滯后影響患者康復(fù)；在康復(fù)醫(yī)學中治療師是治療方案里的實施者，由于現(xiàn)有治療模式的局限性及大多數(shù)人對于康復(fù)治療及康復(fù)器械的零基礎(chǔ)使得治療師只能一對一幫助患者進行康復(fù)訓(xùn)練與指導(dǎo)，導(dǎo)致現(xiàn)有模式成本高且效率低；同患者面臨的問題一樣，陪伴患者一旁的家屬們因為治療進程的未知性使得他們?nèi)菀桩a(chǎn)生不安感，這樣的負面情緒也會隨著時間的推移影響到患者的情緒；康復(fù)設(shè)備隨著時代的發(fā)展面臨著轉(zhuǎn)型，而大多數(shù)設(shè)備商無法脫離傳統(tǒng)的設(shè)計模式對于產(chǎn)品開發(fā)停滯不前。

因此在這樣的現(xiàn)實矛盾下，通過信息可視化交互技術(shù)可實現(xiàn)訓(xùn)練數(shù)據(jù)生動形象的呈現(xiàn)給患者和家屬；數(shù)據(jù)的及時傳輸和對比可幫助醫(yī)生和治療師提高工作效率；同時也為設(shè)備商帶來了新的思路與商機。信息可視化交互技術(shù)的介入使得設(shè)備的利益相關(guān)者們得到了共贏的狀態(tài)，為康復(fù)設(shè)備轉(zhuǎn)型發(fā)展找到新的機遇與發(fā)展。

（二）信息可視化交互技術(shù)在肢體功能康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備實際應(yīng)用中的進展

信息可視化交互技術(shù)的優(yōu)勢在于其直觀和生動化的表達形式，使得任何用戶群體可以快速地理解大量信息。因此在信息可視化交互技術(shù)的應(yīng)用下，患者可快速理解醫(yī)生和治療師提供的治療計劃根據(jù)可視化的引導(dǎo)完成康復(fù)作業(yè)；康復(fù)過程中設(shè)備通過可視化的形式給患者及時反饋康復(fù)進度，為康復(fù)過程中患者的復(fù)雜心理給予積極的引導(dǎo)和暗示，以鼓勵患者維持重復(fù)動作訓(xùn)練的主動性，彌補單一機械化康復(fù)訓(xùn)練實現(xiàn)不了的康復(fù)效果，激發(fā)患者的殘存功能和潛在能力，有利于康復(fù)計劃和康復(fù)目標的進一步制定，從而保證康復(fù)訓(xùn)練的及時性和有效性。endprint

（如圖1）所示，是基于視覺交互的手部運動功能康復(fù)系統(tǒng)。它的硬件部分包括個人計算機、普通攝像頭、可調(diào)高度的簡易平板和簡易輔助訓(xùn)練器件（如積木、細棒等）。其中個人計算機用來進行仿真場景生成以及視覺運算；攝像頭用來獲取人手的位置信息；簡易平板和簡易輔助訓(xùn)練器件主要用來輔助患者產(chǎn)生較為真實的力觸覺感知。

（三）小結(jié)

從目前醫(yī)療市場發(fā)展現(xiàn)狀來看，許多醫(yī)療設(shè)備開始重視用戶體驗，并且也進入了智能化方向發(fā)展。然而大多數(shù)肢體功能康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備商盲目跟從大趨勢對康復(fù)器械進行簡單的交互設(shè)施結(jié)合，卻并沒有真正地從患者、醫(yī)生及治療師的使用角度出發(fā)，使得很多設(shè)備帶著智能化高科技的高帽子而沒有任何實際意義上的改善。

斯坦福大學設(shè)計學院提出的產(chǎn)品設(shè)計開發(fā)中第一個步驟叫作移情（Empathize），即要有同情心、同理心去體會用戶的心理與需求。所以設(shè)計師需要進行角色扮演，站在患者和醫(yī)生的角度去思考如何能在治療中提高用戶體驗以及最大程度地去滿足他們的需求。尤其對于老年患者，由于他們身體功能隨著年齡增長而下降，使得其他方面也受到相對的影響，設(shè)備商與設(shè)計師需要就老年患者的行為習慣、生理結(jié)構(gòu)、心理情況、思維方式及認知情況等進行充分的前期調(diào)研。在產(chǎn)品開發(fā)過程中，根據(jù)原有產(chǎn)品的基本功能和性能的基礎(chǔ)上，整合抽象的訓(xùn)練數(shù)據(jù)參數(shù)，有針對性地設(shè)計信息界面與信息可視化的呈現(xiàn)。信息可視化交互設(shè)計的應(yīng)用目的是將器械操作變得通俗易理解，交互方式簡單化，當老年患者在使用產(chǎn)品時可以一目了然，不產(chǎn)生附加的操作負擔，同時幫助老年患者激發(fā)康復(fù)潛能同時也為醫(yī)務(wù)人員提供及時的數(shù)據(jù)比較，幫助他們進一步為患者進行診療。

結(jié)語

通過肢體功能性訓(xùn)練設(shè)備為例的信息可視化交互技術(shù)在康復(fù)設(shè)備中的可行性已得到初步證實，但由于調(diào)研受眾數(shù)量少，有些數(shù)據(jù)還比較局限，并且不同的康復(fù)訓(xùn)練設(shè)備中訓(xùn)練參數(shù)和訓(xùn)練障礙也各有不同，因此我們還需建立豐富的用戶使用場景模型，調(diào)整設(shè)備對應(yīng)的視覺元素，針對年齡、受損機能、心理狀態(tài)、認知、視覺經(jīng)驗累積等有差異的患者進行修改完善，以滿足不同相關(guān)利益者們的需求，結(jié)合信息可視化技術(shù)進一步研究與開發(fā)產(chǎn)品以提高活動障礙老年人的用戶體驗，為他們提供更好的康復(fù)訓(xùn)練環(huán)境與設(shè)施。

隨著養(yǎng)老模式的健全，接受康復(fù)訓(xùn)練的老年患者并不一定局限在醫(yī)院進行康復(fù)訓(xùn)練，有的會在家里或選擇就近社區(qū)進行治療；另外社會的進步使得人們健康意識的提高，將會出現(xiàn)用戶需要購買康復(fù)保健類醫(yī)療器械回家，這就要求康復(fù)醫(yī)療設(shè)備趨向家庭化發(fā)展，使其需要像家用電器或家用健身器材一樣，有較好的用戶體驗性，設(shè)備較為智能化、操作簡單化、形態(tài)輕便化和美觀化。因此，不難得出隨著政府越來越重視圍繞老齡化社會設(shè)施的建設(shè)，結(jié)合信息可視化交互技術(shù)的康復(fù)醫(yī)療設(shè)備將會擁有一個很大的市場前景。endprint