使用胰島素（對于3~4級高血糖需暫時停用類固醇和門冬酰胺酶）基于Kano-QFD模型的踝關節(jié)自主康復訓練交互設計研究

【摘要】踝關節(jié)損傷在日常生活中較常見，部分患者因缺少專業(yè)的康復指導延誤治療，或由于不正確的康復指導而加重病情，對踝關節(jié)造成二次傷害。此外，踝關節(jié)的康復訓練目前集中在醫(yī)院場景，其廣域性和實時性很難得到保證。本研究聚焦以上問題及用戶的自主康復訓練需求，嘗試通過Kano-QFD模型細化用戶感受度評價，設計一款針對踝關節(jié)患者自主康復訓練的App數字醫(yī)療平臺，為自主康復領域的數字化技術應用和平臺搭建提供研究路徑和參考。

【關鍵詞】Kano-QFD模型；踝關節(jié)康復訓練；交互設計研究

【中圖分類號】R05 【文獻標識碼】A 【文章編號】2096-2665.2024.21.0125.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.21.038

踝關節(jié)損傷是常見的外傷，除需手術治療的患者外，大部分患者需通過長時間康復訓練逐步治愈[1]。數字醫(yī)療是利用現代化的計算機技術和數據信息處理技術，實現醫(yī)療過程數字化和信息化的技術處理方式。近年來，醫(yī)療領域的數字化進程逐漸加快，越來越多醫(yī)療內容開始嘗試由傳統(tǒng)的醫(yī)療模式向數字化的醫(yī)療模式轉變[2]。本研究提出在線踝關節(jié)康復訓練App這一醫(yī)療模式，用以整合和優(yōu)化踝關節(jié)康復治療進程中的醫(yī)療資源，協(xié)助踝關節(jié)患者更準確、便捷地完成相關訓練內容。

1 基于Kano-QFD模型的用戶調研分析

Kano模型是由狩野紀昭教授提出的能依據產品功能與用戶感受的關系，準確分析客戶需求的問卷分析模型[3]。該模型可分為必備型需求、魅力型需求、期望型需求、

無差異型需求和反向型需求5種類型，通過Better-Worse系數測算和平均滿意度指標（ASC）得到用戶需求的優(yōu)先級排序[4]。QFD指標體系于1967年由赤尾洋二等學者提出，該理論是通過市場調研收集客戶需求并繪制矩陣或圖表，調查客戶對產品需求，以便開發(fā)更符合客戶需求的功能服務[5]。本研究結合以上兩種理論，運用Kano-QFD模型開展用戶需求分析，并基于此構建App設計框架和界面設計要素的分析流程，最后對界面元素進行規(guī)范設計，形成完整的界面視覺設計方案。

從用戶的主觀使用感受角度出發(fā)，提出個性化、層次化的設計方案，可增加App和大眾用戶的適配度[6]。本研究以踝關節(jié)患者的用戶需求為導向，分析中國市場現有的康復類醫(yī)療App，并歸納總結這類App的主要功能，包括線上門診預約、電子報告、體檢服務、健康知識傳播等。對比踝關節(jié)患者的用戶群，收集目標用戶對踝關節(jié)自主康復訓練App的用戶需求，歸納整理出10個一級用戶需求，見

表1。據此提出20個需求問題，分不同年齡段回答，問卷中的每個問題均以正、反兩個角度提問，答案分別為“我很喜歡”“理所應當”“無所謂”“勉強接受”“我不喜歡”，相對應的分值分別是4、2、0、-2、-4分。使用微信問卷星平臺進行調查問卷的內容設計和發(fā)放，共發(fā)放112份

Kano模型調查問卷。在排除2份無效試卷（回答率低于80%）后，最終收集110份有效問卷。依據收集的有效用戶需求數據進行了權重計算和排序，其中是用戶的某一項需求被滿足時的平均分；表示用戶某一項需求未被滿足時的平均分；表示該一級需求的權重，定量參數計算公式如下：

排在前3位的用戶需求分別是：A9訓練情況及時反饋、A4訓練時有訓練指導、A10設備簡單沒有場地要求，見表1。由此可知，這3個用戶需求關注度較高，設計要素應重點參考。獲取初步用戶需求分析數據后，需將用戶需求轉換成設計需求要素，并基于QFD理論對設計要素進一步分析和細化，見表2。

根據110個問卷對每個問題的投票比例確認Kano類型，并通過Better-Worse方法分析用戶對各項功能點的需求度，計算均值（ASC）為滿意度系數。Better代表用戶對提供這項功能滿意，滿意系數的數值在0～1，數值越接近1表明用戶對這項功能的滿意度越高。Worse代表不提供某項功能，用戶滿意度會降低，不滿意系數的數值在-1～0，數值越接近-1說明用戶滿意度越低。

為更直觀地展現App各功能需求度，以Better為橫坐標、Worse為縱坐標，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App；第二象限是

I-無差異型需求，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模型需求重要級排序設定中：M>A>O>I。

由圖1的數據分布可知，A型需求位于第一象限，優(yōu)先級排序為：訓練個數和時間>身體數據>頁面跳轉>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，無差別需求對用戶滿意度的影響較小，所以這個需求點不放在重點功能內進行設計；M型需求位于第三象限，優(yōu)先級排序為：訓練數據>分級提示信息>模塊化>線上病情評估>專屬治療>界面規(guī)劃設計>訓練日程表>攝像頭動作捕捉，這些也是本App必備的獨特功能需求點；O型需求在第四象限內，優(yōu)先級排序為：視頻動作示例>與主題相關的icon>iPad普通前置攝像頭居家訓練>病情交流社區(qū)>訓練動作種類多，見圖1。

2 踝關節(jié)自主康復訓練App設計方案

本研究將已有的用戶需求按照權重定量轉化成設計要求，根據Kano-QFD模型為App的設計構造提供指導方向[7]。踝關節(jié)自主康復訓練App的界面信息設計架構，見圖2。用戶進入App的登錄頁后，首先進行用戶身份選擇；然后使用遠程醫(yī)療選擇主治醫(yī)生并完成線上預約/問診，得到有針對性的康復訓練治療方案，再進入下一步是患者的自我管理頁面，其內容包括：“醫(yī)患交流”“日程表”“訓練計劃”“社區(qū)交流”“我的”5大模塊，分別對應上述Kano模型調查問卷的用戶需求；最后，用戶可根據具體需求點擊模塊以實現最底層功能的激活和使用。這種信息架構層級的設計簡單、直觀，能最大化減少用戶信息的層級遞進，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、快速呈現的心理預期和需求。用戶使用 App 登錄頁面并完成賬號注冊后，可選擇醫(yī)生或患者兩個不同的身份進入系統(tǒng)。低保真交互原型的各頁面關系圖。

用戶使用App登錄頁面并完成賬號注冊后，可選擇醫(yī)生或患者兩個不同的身份進入系統(tǒng)。低保真交互原型的各頁面關系圖，見圖2。

以患者為例：登錄后界面顯示M型必備需求屬性的“線上踝關節(jié)病情自評估”功能，為患者與醫(yī)生進行信息互通做準備?；颊呖蔀g覽醫(yī)生介紹，選擇自己的主治醫(yī)生，并上傳踝關節(jié)病情信息，醫(yī)生在后臺可對患者進行預估，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)生通過平臺進行病情交流，還可穿插線下問診內容。所有診療內容都會形成數字文檔，方便醫(yī)生和患者在接下來的治療中進行參考和借鑒。最后醫(yī)生通過綜合判斷為患者制訂針對性的踝關節(jié)康復訓練計劃。

3 踝關節(jié)自主康復訓練App原型設計實踐

結合上述Kano模型用戶需求分析結果，用戶對于App功能界面的設計需求，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)一設計”“細分界面功能的模塊化設計”“界面信息的分級提示問題”；O型期望型需求-“App在icon設計中融合了與主題相關的設計元素”。以上分類用以確定界面信息的層級關系，便于對有特定功能的模塊化設計風格、字體、色彩等視覺傳達設計元素，可幫助患者快速找到需要的信息，提高界面的易用性[8]。

經過不斷地優(yōu)化和完善，該App的高保真模型界面原型設計相對應的各功能板塊界面設計如下：“訓練演示視頻參考”功能模塊參照專業(yè)的踝關節(jié)康復訓練手冊內容，提供多種可選擇的訓練動作視頻示例資源，方便醫(yī)生匹配不同的訓練內容需求。其主要板塊包括熱身訓daaCOzMJ6yQt0lP+Dlr9PA==練、力量訓練、平衡訓練、增強訓練、靈活性訓練，見圖3。

從“個人首頁”也可跳轉入社區(qū)交流功能板塊，見

圖4?！安∏榻涣魃鐓^(qū)”屬于App提供的個性化服務，滿足患者的社交屬性需求，界面功能包括腳踝小常識、發(fā)表評論、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，通過社區(qū)中的互動獲得歸屬感，也可通過社區(qū)平臺展示自己的訓練打卡記錄，鼓勵自己/他人堅持完成訓練。病情交流社區(qū)還可作為醫(yī)生的線上資料庫，隨著病例的增多和治愈案例歸檔的增加，該資料庫有助于醫(yī)生擴充治療踝關節(jié)的臨床經驗，并從非典型病例獲得治療參考依據。

登錄入口界面，見圖5。用戶注冊App賬號后，可選擇以不同身份進入App。以患者為例，進入App后使用App的線上病情評估功能，上傳踝關節(jié)患處的照片，進行初步的病情評估，也可自行瀏覽醫(yī)生信息，選擇合適的醫(yī)生預約在線問診。之后可以進入“個人首頁”?！皞€人首頁”板塊由今日訓練、醫(yī)患交流窗、社區(qū)交流、日程表、個人中心組成，每個板塊都有其特定的功能。如“日程表”包括固定訓練日程的羅列及線上預約醫(yī)生的安排，輔助用戶有計劃地安排訓練時間，提醒用戶網上預約醫(yī)生就診的時間。在“個人首頁”中可直接選擇 5 個所需要的功能，跳轉進入對應的功能板塊。

從圖6中的A“個人首頁”點擊跳轉到B“我的”自我管理頁面。該頁面包括訓練完成情況、身體數據、訓練記錄等。其中訓練完成情況和保存的訓練數據，可方便醫(yī)生和患者查看訓練進程和訓練動作標準度，醫(yī)生用戶還可根據用戶數據走向制訂下一步的治療計劃或優(yōu)化現有的訓練方案，見圖6。

從A頁面“個人首頁”點擊病患交流的icon可進入病患交流窗口C頁面，前期預約醫(yī)生，可在此窗口和醫(yī)生進行實時的文字病情交流，或者視頻通話和醫(yī)生面對面高效率解決病況問題并針對治療展開討論，見圖6。

自主康復訓練使用流程圖，見圖7。該流程從“個人首頁”的“開始今日訓練”跳轉入康復訓練板塊，在“訓練項目”中選擇今日需訓練的動作，先觀看規(guī)范的動作視頻，之后開始訓練任務。

點擊“開始訓練”ipad終端會開啟前置攝像頭進行呈現用戶畫面，并進行用戶動作捕捉，檢測到用戶在iPad攝像頭捕捉范圍內后，進行倒計時提示，隨后開啟訓練任務。用戶的動作規(guī)范度將在界面上進行實時的視覺反饋，界面實時的視覺反饋信息包括訓練時長、訓練動作的完成度和動作準確度。

為實現普通攝像頭也能夠在三維空間中進行較為精準的人體動作識別，本研究使用OpenPose的部分代碼以實現該功能。該圖像識別的原理是基于計算機的卷積神經網絡和踝關節(jié)訓練動作樣本資源庫進行的特征分析訓練。訓練后的模型可以捕獲用戶肢體的關鍵點信息，并通過簡單的計算實現獲取肢體動作狀態(tài)的評估。區(qū)別于矢量攝像頭或多視角攝像進行動作捕捉的技術，這種輕量化的動作捕捉技術只需要一個移動終端的前置普通攝像頭就能實現基本的姿態(tài)捕捉。用戶訓練動作不規(guī)范，App會出現標紅的關節(jié)監(jiān)測點，并用紅色箭頭提示需如何改正，用戶通過視覺反饋進行動作的實時修正和調整。一個動作訓練的時長或頻次也會有語音提示，用戶在規(guī)定的時間里完成標準的動作，才能達到既定的康復訓練目標，讓患者在踝關節(jié)的黃金康復期內得到有效的、正確的康復訓練以縮短患者的康復周期，減輕患者的康復痛苦，節(jié)省日益緊張的醫(yī)療資源，激活有限的醫(yī)生資源。輕量化的攝像頭動作捕捉算法為這一數字化康復訓練平臺的實現創(chuàng)造了可能性。

4 結語

本研究針對患者對于康復訓練App的需求進行了以“用戶”為中心的需求調研和功能梳理。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果建立App功能設計質量優(yōu)化模型。重點功能的排序為后續(xù)的App設計提供了重要依據和參考，驗證該模型進行數字化App平臺設計的有效性。本研究還針對踝關節(jié)自主康復內容進行高保真App界面的設計實踐，為本研究的設計框架提供可視化的綜合參考和驗證。App中的自主訓練功能依據Openpose的代碼實現，更豐富的功能拓展和更細化的動作分解有待進一步開發(fā)和完善。

綜上所述，本研究對數字化信息平臺設計中如何提高用戶滿意度和測試各項功能的重要度形成了新的設計參考，也為踝關節(jié)自主康復訓練App界面交互設計提供理論依據和實踐方向。

參考文獻

劉璐.交互式腳踝復健平衡訓練系統(tǒng)設計[D].上海：上海交通大學， 2020.

孟勛.“互聯網+”：數字醫(yī)療走向新的階段[J].中國科技信息， 2016（13）： 16， 24-25

胡曉李，賴建都.元宇宙產品概念之開發(fā)與設計研究：基于KANO模型探討用戶之需求屬性[J].教育傳媒研究， 2023（6）： 88-96.

楊勤，李尚澤，王衛(wèi)星，等.基于優(yōu)化Kano分析的產品定位設計決策[J].機械設計， 2020， 37（6）： 129-133.

殷佳寧.基于Kano-QFD理論的智能廚電界面設計研究[D].杭州：杭州電子科技大學， 2023.

梁佳，宋緒丁，華堯.基于Kano 模型的高校智能會議室功能需求與設計研究[J].家具與室內裝飾， 2022， 29（4）： 86-91

郝炅旗.基于Kano-QFD集成的重慶高校休讀空間營建研究[D].重慶：西南大學， 2021.

岳君，連亮.基于Kano模型的老年在線教育APP用戶體驗優(yōu)化設計[J].廣州城市職業(yè)學院學報， 2023， 17（2）： 50-54.

1基金項目：市級大學生創(chuàng)新訓練項目（編號：cs2311001）

作者簡介：宋蕾，在讀大學本科，研究方向：數字媒體藝術。

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