40、家用医疗设备的设计考量：从用户能力到环境适配

家用医疗设备的设计考量：从用户能力到环境适配

1. 用户感官能力挑战

家用医疗设备的使用者在感官能力上与专业医护人员存在显著差异。患者可能面临视觉、听觉和触觉等多方面的感官挑战。

1.1 视觉挑战

• 正常衰老影响 ：随着年龄增长，眼睛晶状体变僵硬，睫状肌变弱，聚焦困难。45 - 50岁以上人群若不戴矫正眼镜，难以聚焦精细视觉细节。
• 疾病或年龄导致的变化 ：晶状体变黄、变不透明，进入眼睛的光线减少，难以辨别精细的蓝色文本，对短波长颜色的敏感度降低；瞳孔缩小，对暗光反应减弱，在低光条件下视力差，需要更高对比度来区分文本和图像；眼睛晶状体的微小瑕疵会增加光散射和眩光。
• 眼部疾病影响 ：
  • 白内障 ：常见于老年人，80岁时超过50%的美国人患有白内障或接受过治疗。白内障会使视力模糊，颜色感知方面难以区分蓝色、紫色和黑色等深色。
  • 年龄相关性黄斑变性（AMD） ：通常在50岁左右出现，导致视野中心出现模糊斑点，随着时间推移斑点扩大，出现“盲点”。

1.2 听觉挑战

• 听力损失普遍 ：60 - 69岁成年人中约44%有听力损失，且随年龄增长患病率增加。背景噪音或快速交流时，听力受损更明显。
• 常见听力问题 ：
  • 老年性耳聋（Presbycusis） ：老年人常见的退行性听力问题，能成功感知低音调声音，但难以听到高音调声音，影响交流和与技术的交互，如难以听到某些高音调警报声。
  • 噪音性听力损失（NIHL） ：由环境中的大声、频繁和持续噪音引起，常见于在嘈杂环境工作的人，也可能由单次强烈噪音事件导致。大多数老年听力损失患者是老年性耳聋和噪音性听力损失的综合情况。
  • 糖尿病相关听力损失 ：糖尿病患者听力功能障碍患病率较高，且患病时间越长、A1C水平越高、出现其他糖尿病相关并发症时，听力损失越严重，影响所有音高范围的感知。
• 声音定位困难 ：老年人在环境中定位声音的准确性较低，特别是声音来自前后、上下方向时，嘈杂环境会加剧这些问题，多人交谈时难以确定说话者。

1.3 触觉挑战

• 疾病或药物影响 ：糖尿病患者或服用HIV药物的患者可能出现周围神经病变，导致手部和手指无力、麻木和疼痛，对触觉信息不敏感。
• 自然衰老影响 ：随着年龄增长，负责轻触和振动检测的神经末梢密度降低，神经传导速度减慢，约一半65岁以上成年人有手部关节炎症状，操作需要精细动作的医疗设备有困难。

2. 用户认知能力挑战

家用医疗设备的有效使用需要考虑用户广泛的认知能力，患者可能在注意力、记忆、问题解决、判断和决策等方面存在认知问题。

2.1 注意力问题

• 注意力分散能力下降 ：随着年龄增长，以及疾病或受伤，需要处理两个或多个信息源的注意力分散能力显著下降，患者同时做两件事或切换任务时，注意力问题尤其明显。

2.2 工作记忆问题

• 信息存储和操作困难 ：许多患者在工作记忆中存储和操作信息存在困难，工作记忆受损会影响决策、学习和目标导向行为，难以连续遵循多个步骤。

2.3 长期记忆问题

• 语义记忆和情景记忆差异 ：长期记忆分为语义记忆（对意义的记忆，包括事实、知识和技能）和情景记忆（对事件的记忆）。患者通常检索先前存储的语义记忆没有困难，但创建新的语义记忆（即学习）有困难，有脑损伤或痴呆的患者难以记住新事件。

2.4 抽象问题解决能力下降

• 流体能力减弱 ：抽象问题解决能力（流体能力）随年龄急剧下降，影响对新故障医疗设备的故障排除能力。

2.5 学习速度变慢

• 学习时间增加 ：老年人学习使用软件可能需要比年轻人多一倍的时间，设备设计师需要考虑学习时间，避免用户因沮丧而放弃使用设备。

3. 用户读写和语言技能挑战

• 语言能力差异 ：老年人通常有较强的语言能力，但中风、脑损伤和手术可能会降低这些能力。不同用户来自不同国家，有不同的教育背景和健康素养，对医疗设备的熟悉程度不同。
• 阅读能力受限 ：美国约1100万居民的读写能力低于基本水平，限制了他们执行相对简单任务的能力。

4. 用户情绪和动机问题

• 压力和抑郁影响 ：需要和提供医疗护理都是有压力的情况，照顾者比非照顾者有更多健康问题，照顾导致的抑郁令人担忧，会影响工作表现和亲密关系，减少有效护理所需的社会支持。
• 压力对认知能力的影响 ：压力会影响认知能力，医疗状况、医疗状态变化和学习新设备都会导致患者和照顾者焦虑，增加使用错误的可能性。慢性压力会降低执行功能，特别是注意力控制和前瞻性记忆，减慢工作记忆处理速度，尤其是注意力分散时。

5. 用户使用环境挑战

家用医疗设备的使用环境与专业医疗环境不同，存在诸多挑战。

环境类型	特点
专业医疗环境	设计用于应用技术进行患者护理，光线充足，温度和湿度可控，气流良好，有充足电源插座和备用发电机，地板光滑便于运输设备，设备多挂在天花板上，无儿童和宠物干扰，空间用于减少感染和清洁设备
家庭环境	缺乏针对技术或患者护理的设计，光线不足且不一致，温度、湿度和气流不可预测，空间有限，地毯使设备移动困难，电线易缠绕和造成绊倒危险，环境可能杂乱、不卫生

• 使用地点多样 ：设备可能在工作场所、学校、汽车、公共交通、酒店等地方使用，若环境没有合适的电源或通信条件，会有问题。
• 旅行相关问题 ：设备需适应各种旅行方式，如飞机上设备需接受安检，要考虑设备是否会受X射线或毫米波技术影响；不同国家可能需要不同电压的电源，设备应提供获取适配器的信息和电池备份；患者外出时设备故障需有获取帮助的标识。
• 存储要求 ：患者和照顾者应知道如何安全存储设备和附件，如设备可能需要存放在凉爽干燥的环境中，相关信息应清晰可见。

以下是用户面临的各种能力挑战的mermaid流程图：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A(用户能力挑战):::process --> B(感官能力挑战):::process
    A --> C(认知能力挑战):::process
    A --> D(读写和语言技能挑战):::process
    A --> E(情绪和动机问题):::process
    A --> F(使用环境挑战):::process

    B --> B1(视觉挑战):::process
    B --> B2(听觉挑战):::process
    B --> B3(触觉挑战):::process

    C --> C1(注意力问题):::process
    C --> C2(工作记忆问题):::process
    C --> C3(长期记忆问题):::process
    C --> C4(抽象问题解决能力下降):::process
    C --> C5(学习速度变慢):::process

综上所述，家用医疗设备在设计时需要充分考虑用户在感官、认知、读写和语言技能、情绪和动机以及使用环境等方面的挑战，以确保设备的安全性和易用性。接下来，我们将探讨针对这些挑战的设计考虑因素。

家用医疗设备的设计考量：从用户能力到环境适配

6. 家用医疗设备的设计考量

为了让家用医疗设备能适配各种环境，且方便不同身体条件的患者及护理人员安全使用，在设计时需要考虑多方面因素。

6.1 简化设备功能

• 去除非必要功能 ：消除所有非必要的功能，减少设备的功能数量。这样可以减少界面的杂乱感，降低用户的选择难度，简化信息架构，让设备更易于学习和重新学习。例如，在设计心脏设备时，用户能验证心率，但不能更改心率。
• 锁定部分参数 ：明确哪些参数用户可以访问，哪些应该锁定。比如心脏设备，保证用户能查看关键信息，但避免因误操作修改重要参数。

6.2 提供直观信息

• 知识呈现 ：以操作提示、标签和图标等形式在设备上提供使用信息，而不是让用户记住设备的操作方式。这样可以减轻用户的记忆负担，让用户在使用时能随时获取所需信息。
• 设置提醒 ：提醒用户何时进行特定任务，这对患有痴呆症的患者特别有帮助。
• 提供反馈 ：在设备上提供大量可见和可听的反馈，告知设备的状态和操作情况，让用户清楚了解设备的工作状态。

6.3 优化视听体验

• 视觉设计 ：确保设备上的所有刺激信息易于看到。考虑到老年人视力下降，要保证文本大小合适，前景和背景之间有高对比度，避免使用光谱上相近的颜色，以提高对比度。同时，要考虑到不同的环境光线条件，确保用户在各种光线环境下都能清晰看到设备信息。
• 听觉设计 ：许多设备可能需要同时提供视觉和听觉警告，以提醒老年用户潜在的危险。家庭环境中的噪音和干扰可能使警报难以被察觉，因此高优先级或中优先级的警报信号应设计为能在家庭常见环境中被感知。对于有听力困难的用户，设计警报和提示音时应使用较低频率和较高音量，且与环境声音有明显区别。还可以考虑使用结合视觉和听觉刺激的多模式警报，以吸引用户的注意力。

6.4 方便操作设计

• 大目标设计 ：老年人操作设备时需要更大的目标，例如大按键且按键之间有足够的空间。要确保按钮和控件大小合理，避免使用需要精细运动技能的用户界面。
• 反馈设计 ：提供听觉和触觉反馈，帮助触觉敏感度下降的用户更好地操作设备。对于使用自然手势输入的触摸屏，由于精细动作对有运动障碍的人来说可能很困难，设计时要谨慎考虑。

6.5 完善使用说明

• 简洁易懂 ：使用说明（IFU）应尽可能简单、简洁和易懂。明确描述禁忌症，说明为什么某些人不应该使用该设备，同时列出警告和危险信息。
• 面向普通用户 ：尽量为普通用户而不是医疗专业人员编写使用说明，文字水平应相当于八年级或更低。
• 多模式呈现 ：以较慢的速度呈现信息，并考虑以多种模式提供，如纸质版和录音版。如果可能，让用户能够实际操作练习使用设备。
• 减少行话 ：限制使用专业术语，尽可能提供设计良好的图表，帮助用户更好地理解设备的使用方法。

6.6 提供用户支持

• 随时响应 ：在家使用设备的用户不像在医疗机构那样容易获得专家支持，因此要提供全天候的用户支持。可以通过免费电话号码、电子邮件地址或网站，解答用户关于设备使用和维护的问题和疑虑。
• 紧急支持 ：如果设备是维持生命的，要确保每天24小时有专人与用户沟通。

6.7 确保设备耐用

• 抗摔设计 ：家用设备经常会被移动，可能会掉落，因此设备需要坚固耐用。例如，曾有患者在做饭时将设备从厨房柜台掉落，若设备因此损坏，会对患者产生严重影响。所以设备要能够承受一定程度的掉落冲击。
• 减少易损部件 ：在设计上尽量减少可能在意外情况下损坏的部件数量。

6.8 简化维护校准

• 免校准设计 ：尽可能设计不需要校准的设备。如果无法避免校准，要使校准过程尽可能简单，并提供详细的步骤说明。
• 校准信息提示 ：确保用户能够随时确定设备当前是否已校准、上次校准时间以及下次校准时间。

以下是家用医疗设备设计考量的列表总结：
|设计考量方面|具体措施|
| ---- | ---- |
|简化功能|去除非必要功能，锁定部分参数|
|提供信息|知识呈现、设置提醒、提供反馈|
|优化视听|视觉高对比度、听觉低频率高音量且多模式|
|方便操作|大目标设计、提供反馈|
|完善说明|简洁易懂、面向普通用户、多模式呈现、减少行话|
|用户支持|全天候响应、紧急专人沟通|
|设备耐用|抗摔设计、减少易损部件|
|维护校准|免校准或简化校准、提供校准信息|

以下是家用医疗设备设计考量的mermaid流程图：

graph LR
    classDef process fill:#E5F6FF,stroke:#73A6FF,stroke-width:2px

    A(家用医疗设备设计考量):::process --> B(简化设备功能):::process
    A --> C(提供直观信息):::process
    A --> D(优化视听体验):::process
    A --> E(方便操作设计):::process
    A --> F(完善使用说明):::process
    A --> G(提供用户支持):::process
    A --> H(确保设备耐用):::process
    A --> I(简化维护校准):::process

综合来看，设计家用医疗设备时，要全面考虑用户的各种能力和使用环境，通过上述设计考量，提高设备的适用性、安全性和易用性，让患者和护理人员能够更方便、更安全地使用设备。