聚焦住院患兒心理的智能交互產(chǎn)品設(shè)計研究

關(guān)鍵詞：住院患兒；智能交互；產(chǎn)品設(shè)計；情感化設(shè)計；心理療愈

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）24-0134-04

引言

研究表明，約25% 的青少年群體報告感到抑郁，中國約有3千萬名17 歲以下兒童與青少年正面臨心理健康問題的挑戰(zhàn)。這些問題常常源自疾病的折磨，可能成為長期心理隱患，影響個人終生發(fā)展。我國的兒童友好型醫(yī)療服務中心設(shè)計仍處于發(fā)展階段，患兒心理需求特別是住院患兒的心理健康問題[1] 常常被忽略。焦慮情緒會影響治療效果，而患兒對陌生環(huán)境的恐懼與不安往往使其更加嚴重[2]。通過上述對住院患兒的情感化分析，團隊提出設(shè)計方案來解決患兒可能存在的心理問題，學習先進設(shè)計理念，并結(jié)合自身專業(yè)所學，用產(chǎn)品設(shè)計的方式為患兒營造溫馨舒適的治療環(huán)境，幫助患兒順利康復。

一、住院患兒情感化產(chǎn)品需求

（一）住院患兒心理健康問題研究

雖然住院患兒的存活率仍在提高，但住院治療的過程仍然可能會增加其面臨精神健康問題的風險。這種醫(yī)源性風險源于住院期間兒童所經(jīng)歷的身體痛苦、環(huán)境變化以及對疾病和治療的恐懼。住院環(huán)境中的各種應激因素，如頻繁的醫(yī)療檢查、陌生的醫(yī)療設(shè)備和隔離感等，可能會對兒童的心理造成不良影響。長期住院還可能打斷兒童的正常生活節(jié)奏，影響其社會交往和情感發(fā)展。在醫(yī)療干預的同時，重視住院患兒的心理健康問題，并采取適當?shù)男睦碇С执胧@得尤為重要。

住院過程可能導致患兒出現(xiàn)精神健康問題的風險上升。住院經(jīng)歷可能會增加兒童急性應激、創(chuàng)傷后應激障礙（PTSD）、焦慮或抑郁等精神健康疾病的醫(yī)源性風險，基于漢娜·道特里（HannahDaughtrey）等研究人員的一項研究評估了住院后12 個月內(nèi)新發(fā)精神健康診斷的發(fā)生率[3]，結(jié)果表明，住院和特別是重癥監(jiān)護病房（ICU）住院與更高的精神健康診斷風險密切相關(guān)。

具體而言，該研究采用了回顧性病例對照方法，納入了3至21歲、住院前后均有超過12個月保險登記的兒童，排除了在指數(shù)住院前2年內(nèi)住院和既往有精神健康診斷的兒童。結(jié)果如表1 所示，住院兒童中有7% 出現(xiàn)了新的精神健康診斷，而ICU住院兒童這一比例高達8%。與未住院的健康對照組相比，住院兒童新發(fā)精神健康診斷的概率增加了12.3%，而ICU 住院兒童這一概率更是增加了63%。

漢娜·道特里（Hannah Daughtrey）等的研究發(fā)現(xiàn)，焦慮、抑郁和壓力/ 創(chuàng)傷障礙是出現(xiàn)在住院患兒之間的最常見精神健康診斷，其占比如表2 所示，分別為2.5%、1.9% 和2.2%。此外，與急性疾病兒童相比，患有慢性病的兒童在住院后新發(fā)精神健康診斷的風險更高，尤其是患有復雜性慢性病的兒童。

這些結(jié)果強調(diào)了住院經(jīng)歷對兒童長期心理健康的影響，特別是ICU 住院的影響更為顯著。針對住院患兒的情感化產(chǎn)品設(shè)計顯得尤為重要，對此可以通過產(chǎn)品設(shè)計的手段減輕醫(yī)源性精神健康風險并促進兒童的全面康復和發(fā)展。

此外，深入研究表明，面對住院情境，不同年齡段患兒所展現(xiàn)的心理反應呈現(xiàn)出顯著的差異性。董榮芹和陳梅編著的《兒科護理學》中詳細分析了各年齡段的患兒住院心理如表3所示[4]。結(jié)合上述研究內(nèi)容，在針對住院患兒的產(chǎn)品設(shè)計中應當綜合考慮不同年齡階段患兒的心理特征。

（二）住院患兒調(diào)研數(shù)據(jù)分析

本次調(diào)研主要涵蓋14個問卷問題，包括心理狀態(tài)、孤獨感、焦慮感、心理健康活動態(tài)度、交流意愿、家人或朋友交流、醫(yī)護關(guān)心支持、無助感、心理健康問題、陪護機器人需求、醫(yī)院活動參與意愿及心理健康評估參與意愿。本研究以65名住院患兒及其相對應的65名家屬為研究對象，總計涵蓋了130位參與者。調(diào)研結(jié)果如表4 所示，多數(shù)住院患兒心理狀態(tài)受影響，表現(xiàn)出孤獨感和焦慮感。盡管有家人和醫(yī)護支持，仍有部分患兒感到無助和關(guān)心不足。對于情感化陪護機器人和故事化治療方式調(diào)查對象總體上持支持和接受的態(tài)度。

（三）情感化需求

由于疾病治療的因素，住院患兒絕大多數(shù)缺少正常的陪伴，孤立感和寂寞感常?；\罩著患兒[5]。在陌生的醫(yī)院環(huán)境中，患兒感到不安全，且缺乏熟悉的情感支持和依靠。醫(yī)院環(huán)境對于患兒來說是陌生且充滿威脅的，其不得不面對陌生的醫(yī)護人員、冷冰冰的醫(yī)療設(shè)備和繁雜的治療過程，這些都加劇了患兒的孤獨感和無助感。

通過實地調(diào)研山東省齊魯醫(yī)院住院病房，發(fā)現(xiàn)治療環(huán)境更多注重實用功能性，而對于治療者的心理療愈上的考量設(shè)計存在不足。這對于身心發(fā)育尚不健全的兒童將會帶來不良心理影響，嚴重時甚至可能出現(xiàn)抑郁情緒[6]（如圖1）。

通過對住院患兒情感需求的分析，總結(jié)出他們面臨的主要痛點需求問題。住院患兒面臨陌生的醫(yī)院環(huán)境，這種環(huán)境與其熟悉的家庭和學校有著極大差異。陌生的醫(yī)療設(shè)備、陌生的醫(yī)護人員以及其他病人的存在，使其情感上產(chǎn)生了強烈的孤獨感和疏離感。由于疾病的緣故，患兒被迫與同齡人隔離，無法像正常兒童一樣參與各種活動。這種隔離不僅剝奪了其與朋友和家人互動的機會，也限制了患兒在成長過程中應有的社會交往和情感體驗。這種心理上的孤立感使得其情感發(fā)展受到嚴重影響，進一步加重了心理負擔。

住院治療將導致患兒缺乏親友的陪伴，患兒與外界的聯(lián)系變得稀少，使其難以獲得必要的情感支持。盡管有部分家屬的陪伴，但受限于治療等的限制，患兒情感需求還是不能得到完全滿足，這將進一步加劇了患兒的焦慮情緒。

傳統(tǒng)的醫(yī)療監(jiān)測設(shè)備注重關(guān)注患兒的生理指標卻忽視其情緒和心理狀態(tài)的監(jiān)測。疾病和治療過程中產(chǎn)生的痛苦使患兒產(chǎn)生負面情緒，如果患兒的這些情緒波動和心理壓力不能被及時發(fā)現(xiàn)和處理，則可能發(fā)展為心理障礙。同理，患兒健康狀況的變化也需要及時檢測，否則也會增加治療的復雜性和治療風險。

病房空間的局限性使患兒長期處于封閉壓抑的環(huán)境中，這種空間壓抑感將對患兒的心理健康產(chǎn)生負面影響，導致患兒出現(xiàn)抑郁和焦慮等情緒。在此環(huán)境下，患兒無法像其他孩子一樣參加正常的學習和娛樂活動，不僅影響了學業(yè)進度，還降低了患兒的幸福感。

由于疾病或治療導致行動不便的患兒需要更多幫助和照顧，但醫(yī)院環(huán)境和資源的限制使患兒的這些需求難以得到及時滿足。行動不便的患兒在病房內(nèi)活動受限，無法獨自進行一些簡單的日常活動，這不僅影響患兒的自尊心和自信心，還增加了其心理上的依賴和無助感。

研究表明，多數(shù)住院患兒的家屬在陪護過程中會出現(xiàn)焦慮不安等不良情緒，這在一定程度上會對患兒的心理間接產(chǎn)生消極影響。醫(yī)護人員面臨繁重的護理任務和高壓的工作環(huán)境，導致其難以提供足夠的時間和精力來滿足患兒的情感需求。即更注重生理治療，而忽視了對心理健康的關(guān)注和陪護。

住院患兒存在諸多情感化需求，但目前仍缺乏解決此問題的情感化產(chǎn)品的研究。研究聚焦住院患兒的產(chǎn)品，不僅可以改善患兒的治療體驗和心理健康，還能為醫(yī)療護理領(lǐng)域帶來創(chuàng)新和進步。通過融合心理學、設(shè)計學等的理論和方法，可以開發(fā)出一系列聚焦住院患兒心理的情感化產(chǎn)品和服務，為其在治療期間提供全方位的支持和關(guān)愛，促進其身心健康發(fā)展。

二、產(chǎn)品設(shè)計前期準備

（一）基于CMF 理論研究與產(chǎn)品設(shè)計：CMF理論的指導可以使得產(chǎn)品設(shè)計過程高效有序地進行。色彩選擇尤為關(guān)鍵，柔和色調(diào)如粉色、淡藍色可緩解焦慮，增強安全感。材料的選擇同樣重要，材質(zhì)注重柔軟舒適，選擇親膚棉布、環(huán)保軟膠可以給患兒舒適的使用體驗。產(chǎn)品的表面處理影響其外觀吸引力，可通過圓潤平滑的造型等手段提升產(chǎn)品的外觀親和力，改善患兒的治療體驗。綜合運用CMF 理論應用可設(shè)計出符合患兒心理需求的產(chǎn)品，提升患兒的治療體驗，改善患兒的心理狀況（如圖2）。

（二）住院患兒心理療愈方法：認知行為療法（CBT）、心理支持、情緒調(diào)節(jié)、家庭治療、兒童游戲療法及藥物治療等是對住院患兒心理問題的綜合干預方法[7]。通過這些措施，患兒可以更好地應對治療過程中的不確定性和恐懼，獲得情感支持和心理幫助，緩解焦慮和孤獨感，提升康復效果和生活質(zhì)量。

貼合心理需求的設(shè)計可以創(chuàng)造溫馨環(huán)境，個性化服務可以增強參與度。將設(shè)計心理學應用在設(shè)計過程中，體現(xiàn)在產(chǎn)品中，往往使得產(chǎn)品更具人情味。學習和應用設(shè)計心理學，進行情感化設(shè)計，可以為患兒提供更全面的支持。

（三）人機工學原理：依據(jù)中國的兒童身高統(tǒng)計數(shù)據(jù)，1 至5 歲年齡段的兒童，其平均身高范圍為80 厘米至110 厘米；而6 至12歲年齡段的兒童，平均身高則處于110 厘米至150 厘米之間。座椅高度和互動界面位置應符合不同年齡段兒童的身高特點，確保舒適和便利。

（四）競品和權(quán)重分析

1. 對已有的競品進行分析，發(fā)現(xiàn)當前市場上存在像Pepper 這樣的智能機器人，但其主要針對廣泛的用戶群體，缺乏對特定兒童醫(yī)療需求的深度定制，尤其是缺乏針對患兒陪護功能的智能機器人。綜合上述，對設(shè)計的兒童醫(yī)院陪護機器人進行競品案例分析，有助于明確市場定位和產(chǎn)品差異化，滿足患兒的特殊需求。

2. 通過前期的調(diào)研，結(jié)合住院患兒的實際需求，總結(jié)歸納出交互性、情感化、美觀性3 個設(shè)計權(quán)重關(guān)鍵詞。結(jié)合調(diào)研數(shù)據(jù)計算出相應的權(quán)重值，并繪制表5 所示的權(quán)重分析表，以便更好地分配設(shè)計的權(quán)重比例。

三、聚焦住院患兒心理的智能交互產(chǎn)品設(shè)計

（一）基于KANO 模型優(yōu)化方案：針對情感化陪護機器人，結(jié)合KANO模型對設(shè)計方案進行優(yōu)化。為實現(xiàn)產(chǎn)品落地，計劃采用生態(tài)友好、無害環(huán)境的材料。同時確保材料不會對患兒健康造成損害。產(chǎn)品外殼提供多種配色方案，雖不影響實質(zhì)功能，但提供了一定的選擇性，增強了產(chǎn)品的可定制性。結(jié)合患兒的反饋意見，對于產(chǎn)品外觀也進行了完善優(yōu)化，例如陪護機器人的手部設(shè)計由最初尺寸偏大，偏方棱的感覺改為弧度處理，使得外觀更容易被患兒接受和喜愛。同時在原有的基礎(chǔ)上增加了更多由患兒繪制的個性化表情，使得表情生動的同時也增加了患兒的參與感，激發(fā)患兒無限的想象力，提升互動體驗。

（二）產(chǎn)品方案設(shè)計：產(chǎn)品的目標用戶設(shè)定為0-14 歲因病住院的患兒。設(shè)計的“西西”（寓意希望）是一款專為住院患兒設(shè)計的情感化陪護機器人，旨在為患兒提供全方位的心理和身體支持。

結(jié)合CMF 理論陪護機器人計劃采用流線型外觀，旨在為患兒帶來舒適體驗。機器人整體采用幾何圖形元素進行造型設(shè)計，使其更加符合患兒的視覺偏好[8]。出于對兒童安全的深切考慮，機器人表面均經(jīng)過圓角處理，以確保盡可能消除尖銳邊緣，防止意外傷害的發(fā)生。主色調(diào)為藍白色，藍色代表冷靜和安撫，白色則給人清新感，使整體外觀溫和舒適。充分結(jié)合人機工程學原理，設(shè)計符合目標用戶群體尺寸數(shù)據(jù)的陪護機器人。座椅的造型設(shè)計嚴格按照患兒身體平均尺寸定制，保障患兒使用時的舒適感。且產(chǎn)品的踏板和座椅均可微調(diào)，使其適應不同年齡階段的患兒（如圖3）。

（三）產(chǎn)品功能和設(shè)計實踐：解決住院患兒痛點需求應當做到心理健康的維護與疾病的治療同步進行，通過提供給患兒情感支持和心理輔導，可以有效緩解其心理壓力，進而提升其患兒治療配合度和康復效果。結(jié)合自身專業(yè)所學，通過人性化的設(shè)計手段，給住院患兒情感支持和心理安慰，減輕其在住院期間的孤獨感和焦慮情緒。

為了緩解患兒在陌生醫(yī)院環(huán)境中的孤立感和不安全感，設(shè)計實踐通過增加機器人與患兒之間的互動行為，提供患兒有效的關(guān)懷和支持。機器人通過情感互動功能，利用交互技術(shù)顯著增強了患兒的參與感和心理安慰。機器人的頭部交互顯示屏提供多種互動體驗，利用先進的AI 技術(shù)，其可根據(jù)患兒的畫作生成相應的表情，并展示不同的情緒。這一設(shè)計使患兒能夠直觀地看到機器人的情感反應，感受到互動中的情感溫暖，同時幫助他們認知和表達不同的情緒，有利于患兒表達和排解內(nèi)心的孤獨感。此外，通過顯示屏，患兒還可以與親人和朋友進行遠程交流，仿佛親友在身邊陪伴，有效增強了其心理穩(wěn)定性。通過豐富交互行為，力求解決患兒在陌生醫(yī)院環(huán)境中孤立感和不安全感的問題，改善其住院體驗。

在住院期間，患兒往往面臨嚴重的情感溝通不足，長期缺乏心理傾訴導致其情緒波動和心理壓力增加。且住院期間缺乏正常的人際交往，容易使患兒產(chǎn)生自閉等不良心理，影響其身心健康發(fā)展。為了解決此問題，設(shè)計陪護機器人具備語音交流功能。機器人通過自然的語音對話與患兒進行日常交流，回答問題，講述故事，甚至進行簡單的互動游戲。這樣的設(shè)計不僅增強了患兒的情感體驗，還幫助他們在陌生的醫(yī)院環(huán)境中找到心理寄托，顯著緩解了情感溝通不足的問題。通過創(chuàng)新設(shè)計的方法解決患兒在住院期間的情感溝通問題，促進了其身心健康發(fā)展（如圖4）。

在住院治療過程中，患兒的情緒和健康狀況難以實時監(jiān)測是一個重要問題。對此，陪護機器人設(shè)計自動識別和定位功能，能夠隨時跟隨患兒并提供陪伴。通過身體接觸和緊密陪伴，機器人顯著增加了與患兒的親密度[9]，有助于患兒與機器人建立良好的關(guān)系。在跟隨陪伴的過程中，陪護機器人利用AI 技術(shù)自動識別并響應患兒的情緒變化。通過面部表情識別和語音分析技術(shù)，機器人能夠準確捕捉患兒的情感波動，并及時調(diào)整互動方式，提供相應的支持和幫助。且機器人可實時檢測患兒的基本健康數(shù)據(jù)，并在提供相應治療建議及對策的同時，將這些數(shù)據(jù)及時反饋給醫(yī)生。通過情感識別和健康監(jiān)測，機器人能夠為患兒提供更個性化的貼心關(guān)懷，提升其心理健康水平和住院治療效果（如圖5）。

空間局限的病房常使患兒感到壓抑和不安，且因長期住院而缺乏正常的學習和娛樂活動，導致他們主要通過手機娛樂，心理放松方式較單一。針對此痛點需求，設(shè)計陪護機器人通過多種功能有效減少患兒的隔絕感并豐富其住院生活。陪護機器人結(jié)合了VR（虛擬現(xiàn)實）和AR（增強現(xiàn)實）技術(shù)，為患兒提供有趣的互動學習輔導和娛樂體驗。通過VR/AR 技術(shù)，患兒可以身臨其境般參與虛擬探險、科學實驗和藝術(shù)創(chuàng)作等活動。這不僅激發(fā)了患兒的興趣和好奇心，還幫助他們在治療過程中保持著積極向上的心態(tài)，營造一個輕松愉悅的治療環(huán)境。此外，機器人還通過播放治愈音樂，幫助患兒有效放松心情，改善醫(yī)院環(huán)境的氛圍，顯著提升患兒的整體治療體驗。通過上述功能設(shè)計，不僅緩解患兒因住院而缺少身心放松途徑的問題，還滿足患兒對于學習的基本需求。

考慮到部分患兒因疾病或治療原因?qū)е滦袆硬槐?，在對機器人的設(shè)計中加入了針對此需求的設(shè)計。機器人除了此前提到的互動交互等功能還可作為移動坐具輔助患兒行動。其移動輪的位置設(shè)計構(gòu)成三角形的穩(wěn)定結(jié)構(gòu)框架，保證機器人在承載患兒行動時具備極高的平穩(wěn)性。且輪胎表面的獨特防滑紋理保障患兒行動安全。此外，機器人配備了機械臂，可為行動不便的患兒提供支持和幫助。不同于工業(yè)生產(chǎn)中的傳統(tǒng)機械臂，其更注重視覺感受和實用功能上的人情味。這些機械臂不僅能模擬人類的動作，為患兒提供物理上的輔助，還能通過模擬溫暖的擁抱動作，給予患兒心理上的安慰和安全感。此設(shè)計旨在解決患兒在行動不便時缺乏幫助的問題，同時通過溫暖的擁抱等動作，給予患兒情感上的支持，提升患兒的安全感。

對于醫(yī)護人員日常陪護患兒的需求也做了相應設(shè)計。醫(yī)護人員需要隨時隨地為患兒提供藥物治療，因此陪護機器人的背部設(shè)計了一個可拆卸的多功能背包。其通過簡單的操作即可完成藥箱和輸液架的轉(zhuǎn)化。為藥物儲存藥箱時，醫(yī)護人員可以根據(jù)需要隨時更換藥物，保障患兒的治療需求。其配備了可伸縮輸液架，醫(yī)護人員可以根據(jù)患兒的需要調(diào)整輸液架的高度，確保輸液過程的舒適和安全。此外，結(jié)合使用需求針對性進行機器人的細節(jié)設(shè)計。機器人特別配備一款可折疊且便于收納的桌板，其不僅實用性突出，同時亦兼具良好的美觀性。且機器人的手掌設(shè)置了應急操縱按鈕，手指則作為臨時操縱桿（如圖6）。

對產(chǎn)品做進一步的設(shè)計實踐，設(shè)計配套的充電設(shè)施采用無線充電的技術(shù)，避免漏電、跑電等安全隱患，為患兒提供安全保障。配備簡約設(shè)計風格的顯示屏，實時清晰顯示充電進度（如圖7）。

陪護機器人不僅在技術(shù)上提供了有效的輔助支持，更在情感上給予了患兒極大的安慰和關(guān)懷。通過這些綜合性的設(shè)計實踐，可以有效解決患兒在住院期間的孤獨和焦慮問題，為患兒提供全方位的情感關(guān)懷和心理支持，顯著提升其的整體治療效果和質(zhì)量。這不僅有助于改善患兒的住院體驗，還探索了新技術(shù)結(jié)合設(shè)計方式以及情感化設(shè)計在醫(yī)療產(chǎn)品中應用的可行性。

（四）App配合產(chǎn)品完成心理治療任務

1. 故事化結(jié)合心理治療過程：通過陪護機器人與App結(jié)合，實現(xiàn)對住院患兒的全面呵護。App創(chuàng)建專屬社區(qū)平臺，提供互動和情感支持。機器人指導治療任務，鼓勵互贈禮物、交流病情，增強社交互動。故事化心理治療潛移默化實現(xiàn)療愈。App 實時更新健康數(shù)據(jù)，家長及時了解狀況。冒險故事及茶文化、絲綢、瓷器修復和書法繪畫等活動促進患兒心理健康與社交發(fā)展。通過趣味性的故事，以App 為藝術(shù)媒介給予住院患兒情感療愈[10]。互動游戲融入中國地域特色的傳統(tǒng)文化元素，通過娛樂互動，緩解患兒焦慮，增強社交能力，提升心理健康，提供溫馨安全的治療環(huán)境。

2. App與交互產(chǎn)品：治療任務與游戲結(jié)合，可以吸引患兒的注意力，使得患兒更好地配合治療活動[11]。智能玩具通過NFC/RFID提升互動性，通過投影或VR 設(shè)備互動。茶文化游戲釋放茶香，機器人引導并監(jiān)測心率和呼吸，引導患兒呼吸冥想訓練。絲綢畫卷游戲可促進患兒社交，瓷器修復游戲培養(yǎng)其堅韌精神，而書法繪畫游戲則為患兒提供個性化指導。通過創(chuàng)意性的藝術(shù)治療手段緩解住院患兒的焦慮恐慌等不良情緒[12]。繪畫的教程由機器人通過顯示屏展示，患兒也可直接在屏幕上練習。

3. 實現(xiàn)設(shè)計的技術(shù)支持：情感化陪護機器人和App設(shè)計需多種技術(shù)支持。視覺AI和圖像處理技術(shù)用于識別患兒表情和肢體語言，精準感知情緒變化。視頻通訊技術(shù)實現(xiàn)遠程心理支持和家庭聯(lián)系，緩解孤獨和焦慮。VR 技術(shù)提供沉浸式娛樂和放松體驗，幫助患兒轉(zhuǎn)移注意力，減輕疼痛。

結(jié)論

設(shè)計的聚焦住院患兒的情感化陪護機器人及其配套的敘事化App是針對患兒心理健康需求的綜合解決方案。配套App融合了最新的交互技術(shù)，旨在為患兒營造一個舒適且溫馨的互動體驗環(huán)境。視頻通訊技術(shù)促進患兒與家人的交流?？偨Y(jié)上述的研究和設(shè)計實踐，通過情感化產(chǎn)品設(shè)計的方法解決住院患兒的心理健康問題，希望通過的設(shè)計可以提升患兒的治療體驗，促進患兒健康成長。