感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)中的應(yīng)用現(xiàn)狀研究綜述

高 婧，賀孝梅

（中國(guó)礦業(yè)大學(xué)，江蘇 徐州 221116）

0引言

醫(yī)療產(chǎn)品作為功能性極強(qiáng)的產(chǎn)品，在使用的過程中主要是人適應(yīng)機(jī)器，早期醫(yī)療產(chǎn)品的設(shè)計(jì)重點(diǎn)也更傾向于產(chǎn)品的功能性，人們不得不忍受外觀設(shè)計(jì)的不完美所帶來的不適感和心理壓力。人在生病時(shí)本身會(huì)有一種緊張和不確定感，因此醫(yī)療產(chǎn)品的設(shè)計(jì)應(yīng)該具有緩解壓力和緊張感的作用。隨著我國(guó)經(jīng)濟(jì)的不斷增長(zhǎng)和醫(yī)療水平的提高，產(chǎn)品的使用感受和人的情感需求也逐漸受到重視，作為面向病人這類不管是在生理還是心理上都處于弱勢(shì)群體的醫(yī)療產(chǎn)品，情感化、人性化的設(shè)計(jì)就顯得尤為重要。

感性工學(xué)作為一種感性與理性結(jié)合較為成熟的理論，注重用戶的情感需求，將人的情感以理性的方法映射到設(shè)計(jì)對(duì)象中。對(duì)于醫(yī)療產(chǎn)品而言，感性工學(xué)是真正考慮并解決了醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)核心問題（人機(jī)之間的情感）的一種理論。感性工學(xué)以人的情感需求為基礎(chǔ)，在醫(yī)療產(chǎn)品造型、色彩、系統(tǒng)等設(shè)計(jì)中，協(xié)調(diào)人與機(jī)器之間的關(guān)系，滿足人的感性需求，將以人為本的理念貫徹于設(shè)計(jì)中。由此可見，感性工學(xué)理論運(yùn)用于醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)中有著充分的現(xiàn)實(shí)意義。本文將梳理感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品中的使用方法，總結(jié)現(xiàn)階段感性工學(xué)用于醫(yī)療產(chǎn)品中的主要研究方向，并對(duì)未來的發(fā)展趨勢(shì)進(jìn)行展望，為后續(xù)的研究提供參考。

1 感性工學(xué)用于醫(yī)療產(chǎn)品的一般方法流程

感性工學(xué)起源于日本廣島大學(xué)的長(zhǎng)町三生教授，被用于解決產(chǎn)品設(shè)計(jì)的情感化問題，他認(rèn)為感性工學(xué)研究的基本問題有四點(diǎn)：①如何從感性評(píng)估的角度把握消費(fèi)者對(duì)產(chǎn)品的感受；②如何從消費(fèi)者感受中識(shí)別設(shè)計(jì)特征；③如何將感性工學(xué)作為一種人機(jī)工程學(xué)技術(shù)來構(gòu)建；④如何根據(jù)當(dāng)前社會(huì)變化或人的偏好調(diào)整設(shè)計(jì)[1]，總結(jié)起來就是：首先，如何有效測(cè)量獲得人的感性意象。其次，如何將感性意象有效量化運(yùn)用到產(chǎn)品設(shè)計(jì)當(dāng)中。這其中的關(guān)鍵是“測(cè)量”和“量化”。感性工學(xué)應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)一般流程見圖1。

圖1 感性工學(xué)用于醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)的一般流程Fig.1 The general flow of Kansei engineering used in medical product design

1.1 感性的“測(cè)量”階段

1.1.1 感性詞匯空間

人在面對(duì)事物時(shí)會(huì)有自身的感受，這是外界信息經(jīng)過大腦處理后得到的，感性詞匯空間構(gòu)建就是收集和篩選感受，并將這種感受提煉成具體的詞匯。在此階段，廣泛收集用戶對(duì)于所設(shè)計(jì)醫(yī)療產(chǎn)品的意象詞匯并進(jìn)行篩選，需要注意的是，在研究過程中要考慮到醫(yī)療產(chǎn)品的特殊性，其用戶不僅指單一消費(fèi)者，而是包括醫(yī)護(hù)人員、病人以及家屬等不同身份的用戶，這些不同用戶的感受使醫(yī)療產(chǎn)品的感性意象變得復(fù)雜多樣。周志勇[2]在醫(yī)療護(hù)理設(shè)備研究中就綜合考慮了醫(yī)護(hù)人員、病人及專業(yè)設(shè)計(jì)人員的意見。

1.1.2 設(shè)計(jì)要素空間

設(shè)計(jì)要素空間構(gòu)建包括設(shè)計(jì)要素收集和分解兩個(gè)階段。在收集階段，廣泛收集醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)象樣本，并歸納總結(jié)提取最有代表性的設(shè)計(jì)樣本；在分解階段，將設(shè)計(jì)樣本根據(jù)相關(guān)人群的訴求分解成為設(shè)計(jì)要素，一般分解為結(jié)構(gòu)件、單個(gè)形態(tài)、材料、色彩等。

感性詞匯空間和設(shè)計(jì)要素空間構(gòu)建都屬于感性“測(cè)量”階段，此階段常用的方法包括心理測(cè)量法和生理測(cè)量法：心理測(cè)量法是在設(shè)計(jì)師引導(dǎo)下得到消費(fèi)者的主觀評(píng)價(jià)，具體方法有語義差分法、觀察法等，其中語義差分法是將一對(duì)反義詞放在有一定概念約束的量尺兩端，分別對(duì)應(yīng)最小值（0）和最大值（5/7），運(yùn)用問卷調(diào)查法對(duì)相關(guān)人員進(jìn)行測(cè)量[3]，這種方法節(jié)省成本，測(cè)量周期短，數(shù)據(jù)容易回收，在醫(yī)療產(chǎn)品的研究中運(yùn)用的非常廣泛；生理測(cè)量法是借助儀器捕捉受測(cè)者受到外界刺激時(shí)的反應(yīng)，包括視線追蹤、心電圖儀、腦波測(cè)量?jī)x等，視線追蹤法主要通過眼動(dòng)儀進(jìn)行，生理測(cè)量法多用于研究患者行為習(xí)慣，以期改善病癥或某類特殊人群在生活中的不便[4]。

1.2 感性的“量化”階段

感性詞匯與設(shè)計(jì)要素映射關(guān)系。在測(cè)量出感性數(shù)據(jù)之后，接下來要考慮如何將感性意象數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成產(chǎn)品的要素，這個(gè)階段就是“感性”與“理性”相結(jié)合的階段，是將人的感性情感數(shù)據(jù)化、理論化的過程。將前兩個(gè)階段得到的感性意象與醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素結(jié)合，得出實(shí)際的關(guān)聯(lián)模型指導(dǎo)后續(xù)設(shè)計(jì)實(shí)踐。

在感性“量化”階段常用的方法有數(shù)量化理論、正交實(shí)驗(yàn)、SPSS等。數(shù)量化理論Ⅰ是研究定性感性意象與定量設(shè)計(jì)要素之間的關(guān)系，建立數(shù)學(xué)模型，獲得感性意象與設(shè)計(jì)要素的映射關(guān)系，在感性工學(xué)的研究中應(yīng)用非常普遍[2]；正交實(shí)驗(yàn)法是研究多因素關(guān)系的實(shí)驗(yàn)方法，常用于有多個(gè)要素且每個(gè)要素有多個(gè)類別的實(shí)驗(yàn)中，根據(jù)實(shí)驗(yàn)設(shè)置的不同要素、水平選取合適的正交表進(jìn)行實(shí)驗(yàn)[5]。

1.3 設(shè)計(jì)實(shí)踐階段

得出的映射關(guān)系模型后進(jìn)入相應(yīng)醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)對(duì)象的實(shí)踐階段，由于醫(yī)療產(chǎn)品的特殊性，通常會(huì)有多個(gè)使用場(chǎng)景多個(gè)使用對(duì)象的情況，在具體實(shí)踐過程中，要明確是否確定為單一使用對(duì)象或多個(gè)使用對(duì)象，以及是否針對(duì)單一使用場(chǎng)景或針對(duì)多個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行設(shè)計(jì)，例如李嬙[6]在兒童聽診器設(shè)計(jì)實(shí)踐中，將人群和場(chǎng)景明確為醫(yī)生、學(xué)齡前兒童和醫(yī)院。設(shè)計(jì)方案完成后，同樣要用感性“測(cè)量”的方法對(duì)方案進(jìn)行評(píng)估，以驗(yàn)證研究的準(zhǔn)確性。

2 感性工學(xué)應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品研究的方向

感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品中的研究主要集中在造型設(shè)計(jì)、交互界面設(shè)計(jì)和CMF設(shè)計(jì)三個(gè)方面。

2.1 醫(yī)療產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)研究

感性工學(xué)應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)要素空間構(gòu)建階段可分為兩種形式：

第一種是將設(shè)計(jì)對(duì)象造型分解為若干單位部件，提取單位部件的形態(tài)特征與感性詞匯結(jié)合，最終組合形成最優(yōu)設(shè)計(jì)方案。這種形式多用于結(jié)構(gòu)較為清晰或多部件構(gòu)成的產(chǎn)品，按照功能或形態(tài)清晰的將整體造型分解為不同的構(gòu)件[2，7]。

第二種是對(duì)設(shè)計(jì)對(duì)象的整體造型進(jìn)行分析，提取每個(gè)產(chǎn)品樣本的整體形態(tài)特征作為一類設(shè)計(jì)要素，不同的樣本形態(tài)共同構(gòu)成了設(shè)計(jì)要素空間，與感性詞匯結(jié)合最終形成完整的造型方案。這種方法多用于產(chǎn)品樣本整體造型形態(tài)差異較大，功能分區(qū)固定性不強(qiáng)的產(chǎn)品[8-9]。

2.2 醫(yī)療產(chǎn)品交互界面設(shè)計(jì)研究

交互界面研究大致可分為移動(dòng)端APP研究和產(chǎn)品內(nèi)嵌界面交互研究，而使用感性工學(xué)進(jìn)行醫(yī)療產(chǎn)品交互界面研究多集中在內(nèi)嵌顯示屏交互界面設(shè)計(jì)研究。由于醫(yī)療產(chǎn)品的目標(biāo)功能集中，內(nèi)嵌界面可承載的功能量也較少，感性工學(xué)大多運(yùn)用于提升界面易用性和界面視覺要素的情感化改良等[10-11]。

除了內(nèi)嵌顯示屏和移動(dòng)端APP，感性工學(xué)的方法還應(yīng)用于智能醫(yī)學(xué)影像診斷中，WUlei等[12]選取西門子等八個(gè)公司的智能醫(yī)學(xué)影像診斷界面，使用感性工學(xué)的方法，分析出未來智能醫(yī)學(xué)影像診斷界面設(shè)計(jì)的主要影響因素。

2.3 醫(yī)療產(chǎn)品CMF設(shè)計(jì)研究

CMF是產(chǎn)品設(shè)計(jì)的重要組成部分，感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品中的CMF研究一般分為單純色彩研究和整體CMF研究。

2.3.1 醫(yī)療產(chǎn)品色彩研究

色彩在人的視覺信息傳遞中占據(jù)著重要的地位，因此色彩設(shè)計(jì)在醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)中也十分重要。感性工學(xué)常用于兩種顏色及以上的醫(yī)療產(chǎn)品的配色設(shè)計(jì)研究中，通過搜集設(shè)計(jì)對(duì)象的配色樣本，將配色樣本與感性意象進(jìn)行結(jié)合篩選出最為合適的配色并進(jìn)行設(shè)計(jì)[13-14]。

醫(yī)療產(chǎn)品具有特殊性，使用場(chǎng)景對(duì)產(chǎn)品傳遞的情感也有著影響，感性工學(xué)運(yùn)用于醫(yī)療場(chǎng)景配色同樣有著必要性：張金勇[15]將CIE色彩系統(tǒng)引入醫(yī)療空間感性研究，構(gòu)建了醫(yī)療空間色彩意象模型；J López-Tarruella[16]將感性工學(xué)運(yùn)用于哺乳室的環(huán)境色調(diào)研究。

2.3.2 醫(yī)療產(chǎn)品CMF研究

CMF是指色色彩、材料和表面工藝，這三種要素相輔相成互相影響，共同決定了產(chǎn)品的最終呈現(xiàn)效果。感性工學(xué)應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品CMF研究中，通常提取三種要素的樣本與感性意象結(jié)合，分別得出感性意象與色彩、材料、表面工藝的關(guān)聯(lián)性，從而進(jìn)行醫(yī)療產(chǎn)品的CMF設(shè)計(jì)[17-18]。

2.4 醫(yī)療產(chǎn)品其他方面研究

感性工學(xué)還應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品各個(gè)要素的綜合研究，對(duì)研究對(duì)象的造型、CMF、交互界面等方面進(jìn)行系統(tǒng)性全方位的情感化設(shè)計(jì)[2，6]。

功能性是醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)永遠(yuǎn)繞不開的話題，使用感性工學(xué)的方法進(jìn)行醫(yī)療產(chǎn)品功能研究有助于更好的理解患者感受，提升產(chǎn)品功能的有效性：Saiful Azman Hj Bidin等[19]將感性工學(xué)引入老年輔助機(jī)器人設(shè)計(jì)中，捕捉人與機(jī)器之間的情感交互；M Onishi等[20]使用感性工學(xué)測(cè)試電動(dòng)輪椅控制的有效性。

感性工學(xué)在醫(yī)學(xué)界的研究也進(jìn)入了實(shí)踐階段：HAL混合輔助肢體系統(tǒng)融合了感性工學(xué)、信息技術(shù)、神經(jīng)科學(xué)等理論，已經(jīng)進(jìn)入應(yīng)用階段[21]；虛擬醫(yī)療保健中心（www.improhealth.org）將感性工學(xué)用于研究用戶對(duì)網(wǎng)站的評(píng)價(jià)，提取多方用戶的有效情感并進(jìn)行改進(jìn)[22]。

3 感性工學(xué)理論應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品的發(fā)展趨勢(shì)

3.1 理論與實(shí)踐相結(jié)合的研究

感性工學(xué)應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品研究大多停留在理論階段，進(jìn)行實(shí)踐并生產(chǎn)的少之又少，歸根結(jié)底是因?yàn)獒t(yī)療器械廠家對(duì)醫(yī)療產(chǎn)品關(guān)注的重點(diǎn)仍在功能上，但隨著人們情感需求增加，廠家思維必然會(huì)發(fā)生轉(zhuǎn)變，醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)必然會(huì)重視情感化方向。目前感性工學(xué)應(yīng)用于醫(yī)療產(chǎn)品理論研究已經(jīng)有很多，但只有指導(dǎo)落地產(chǎn)品實(shí)踐才能真正扭轉(zhuǎn)醫(yī)療產(chǎn)品對(duì)患者情感的忽視，促進(jìn)醫(yī)療產(chǎn)品發(fā)展，因此理論與實(shí)踐相結(jié)合必然是感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品研究中的趨勢(shì)。現(xiàn)已有醫(yī)療器械廠家與學(xué)校進(jìn)行合作的例子，將院校理論研究與廠家實(shí)踐生產(chǎn)結(jié)合，如東南大學(xué)與三鑫醫(yī)療科技有限公司合作進(jìn)行了三鑫血液透析儀情感化設(shè)計(jì)[7]。

3.2 多領(lǐng)域方法相結(jié)合的研究

醫(yī)學(xué)學(xué)科分類多且內(nèi)容雜，本身就涉及到許多醫(yī)學(xué)界的研究方法，醫(yī)療產(chǎn)品更是如此。感性工學(xué)作為交叉學(xué)科，與心理學(xué)、人機(jī)工程學(xué)、神經(jīng)科學(xué)等有著天然的親近性，而感性工學(xué)的腦電測(cè)量、眼動(dòng)儀測(cè)量等方法與醫(yī)學(xué)又密不可分。但感性工學(xué)的研究方法不能單純套用到所有的醫(yī)療產(chǎn)品中去，要結(jié)合產(chǎn)品特點(diǎn)進(jìn)行多學(xué)科交叉融合研究，從而找到最適合的方法，例如Fuqian Shi[23]將感性工學(xué)的研究轉(zhuǎn)移到醫(yī)學(xué)成像領(lǐng)域，獲取杏仁核和眶額葉皮層的反應(yīng)，這是未來感性工學(xué)在醫(yī)學(xué)界發(fā)展的趨勢(shì)。

3.3 為特殊人群而設(shè)計(jì)

老年癡呆患者、自閉癥兒童、嬰幼兒、孕婦、殘疾人等這些特殊人群中的部分在日常生活中很大程度上離不開醫(yī)療產(chǎn)品，而這類特殊人群往往在情感上更加脆弱也更難以傳達(dá)自身需求，現(xiàn)階段的大多數(shù)醫(yī)療產(chǎn)品并沒有過多的關(guān)注特殊人群。作為情感與技術(shù)相結(jié)合的理論，感性工學(xué)有著很多方法所沒有的優(yōu)勢(shì)—捕捉感受，不論使用心理還是生理的方法都能有效的獲取用戶感受，將特殊人群的需求量化，更好的為醫(yī)學(xué)產(chǎn)品設(shè)計(jì)提供指導(dǎo)。

4 結(jié)束語

如今人們生活節(jié)奏日益加快，心理健康也越來越受到關(guān)注，醫(yī)療產(chǎn)品作為與健康息息相關(guān)的產(chǎn)品，應(yīng)該關(guān)注的絕不僅僅是功能，外觀傳遞的情感對(duì)病人來說有著非常重要的影響。感性工學(xué)作為研究人情感的理論，用于醫(yī)療產(chǎn)品情感化設(shè)計(jì)有天然的優(yōu)越性。

本文將感性工學(xué)用于醫(yī)療產(chǎn)品的研究流程歸納為感性測(cè)量、感性量化與設(shè)計(jì)實(shí)踐三個(gè)階段，分別描述了各階段的具體流程方法和醫(yī)療產(chǎn)品在設(shè)計(jì)過程中特殊性，為后續(xù)感性工學(xué)用于醫(yī)療產(chǎn)品研究提供理論參考。同時(shí)通過對(duì)國(guó)內(nèi)外文獻(xiàn)的研究發(fā)現(xiàn)，感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品中的研究方向眾多，對(duì)產(chǎn)品造型、CMF、交互界面等各個(gè)方面都有涉及；理論與實(shí)踐結(jié)合、多領(lǐng)域方法相結(jié)合和為特殊人群設(shè)計(jì)是未來感性工學(xué)在醫(yī)療產(chǎn)品領(lǐng)域的發(fā)展趨勢(shì)?，F(xiàn)階段的理論研究決定了未來必然走向理論與實(shí)踐結(jié)合發(fā)展的道路，醫(yī)學(xué)領(lǐng)域的學(xué)科復(fù)雜性決定了醫(yī)療產(chǎn)品多領(lǐng)域方法結(jié)合研究的趨勢(shì)，醫(yī)療產(chǎn)品使用人群的多樣性也決定了必須關(guān)注特殊人群，為特殊人群而設(shè)計(jì)。