任工昌 何秋艷 高瑞芳

摘 要：將功能分解法融入醫(yī)療產(chǎn)品交互界面創(chuàng)新設(shè)計(jì)中，提出一種醫(yī)療產(chǎn)品界面設(shè)計(jì)的新方法，將醫(yī)療產(chǎn)品交互界面設(shè)計(jì)過程中功能分解成多個(gè)環(huán)節(jié)，構(gòu)建功能分解法和醫(yī)療產(chǎn)品交互界面模型，為提升醫(yī)療產(chǎn)品交互界面設(shè)計(jì)提供新思路。將心電監(jiān)護(hù)儀交互界面設(shè)計(jì)作為實(shí)例，驗(yàn)證新思路的可行性和有效性。

關(guān)鍵詞：功能分解法;醫(yī)療產(chǎn)品;交互界面

0 引言

隨著醫(yī)療事業(yè)的發(fā)展，人們對(duì)醫(yī)療設(shè)備的使用提出了更高的要求，但當(dāng)前的醫(yī)療設(shè)備界面存在不足，急需完善。由于界面復(fù)雜，設(shè)計(jì)難以掌握關(guān)鍵環(huán)節(jié)。情景分解法可以將一個(gè)完整的情景分解成一系列相互連接最簡(jiǎn)化的環(huán)節(jié)，通過分析每個(gè)環(huán)節(jié)，最后得出需要改進(jìn)的環(huán)節(jié)。情景分解法的最大好處就是可以理性地、完整地分析目標(biāo)，不會(huì)導(dǎo)致重要環(huán)節(jié)的遺漏。當(dāng)前醫(yī)療界面設(shè)計(jì)存在各種各樣的問題，導(dǎo)致設(shè)計(jì)者很難快速定位設(shè)計(jì)的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，本文通過將情景分解法與人機(jī)交互理論結(jié)合，實(shí)現(xiàn)了醫(yī)療設(shè)備的界面創(chuàng)新設(shè)計(jì)。

1 功能分解法

功能分解法：顧名思義，功能分解法是將一個(gè)場(chǎng)景進(jìn)行分解，將一個(gè)完整的功能分解成，一系列相互連接的最簡(jiǎn)化的步驟，然后分析每個(gè)步驟，得出需要改進(jìn)的步驟。功能分解法的最大好處就是可以理性地、完整地分析這個(gè)場(chǎng)景，不會(huì)導(dǎo)致重要功能的遺漏[1]。

功能分解模型如圖1所示，具體步驟如下[2]：

第一步：確定分解對(duì)象，分析產(chǎn)品全生命周期流程，將全生命周期劃分為多個(gè)功能片段，建立相應(yīng)功能節(jié)點(diǎn)，如材料準(zhǔn)備S1，設(shè)計(jì)制造S2 ……，回收再制造Sn等;

第二步：對(duì)第一步的功能節(jié)點(diǎn)進(jìn)行分析，去除不相關(guān)的功能節(jié)點(diǎn)，選擇目標(biāo)功能節(jié)點(diǎn)Sx進(jìn)行進(jìn)一步分解得到下一層功能節(jié)點(diǎn)：Sx.1，Sx.2……Sx，y;

第三步：重復(fù)步驟二，直到找到問題的關(guān)鍵功能環(huán)節(jié)所在。

2 交互設(shè)計(jì)理論概念

人機(jī)交互是一門研究系統(tǒng)與用戶之間的交互關(guān)系的理論。“系統(tǒng)”不僅僅代表著產(chǎn)品本身，也包括計(jì)算機(jī)所具有的程序。人機(jī)界面是用戶和機(jī)器本身之間用來傳遞信息的一個(gè)平臺(tái)，人機(jī)界面這一系統(tǒng)中包括人、機(jī)器、軟件界面和硬件界面。人機(jī)交互界面的設(shè)計(jì)能夠影響用戶使用的效率性、舒適性以及系統(tǒng)本身的可用性、易用性[3]。

人機(jī)交互設(shè)計(jì)一般可分為功能性、情感性和環(huán)境型人機(jī)界面，三者之間相輔相成，形成了完整的系統(tǒng)。交互設(shè)計(jì)在設(shè)計(jì)過程中一般包括四方面：首先要了解用戶的需求，整合設(shè)計(jì)過程中需要的步驟以及達(dá)到的目標(biāo)要求;根據(jù)用戶需求構(gòu)思設(shè)計(jì)方案，對(duì)于界面來說包括圖標(biāo)設(shè)計(jì)、文字設(shè)計(jì)、色彩設(shè)計(jì)等;好的交互設(shè)計(jì)會(huì)有一個(gè)良好的體驗(yàn)環(huán)境，用戶可以通過與設(shè)計(jì)原型的交互，從中找出關(guān)鍵問題或者設(shè)計(jì)要點(diǎn);最后需要通過用戶調(diào)查或者軟件對(duì)設(shè)計(jì)的原型進(jìn)行評(píng)估，得到反饋信息，進(jìn)行方案修改和完善。

人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)遵循[4]合理性原則，在系統(tǒng)的設(shè)計(jì)過程中進(jìn)行定性和定量的分析，二者相結(jié)合;遵循動(dòng)態(tài)性原則，產(chǎn)品的設(shè)計(jì)過程中要變換思維，從不同維度思考產(chǎn)品的設(shè)計(jì)因素;遵循多樣化原則，產(chǎn)品再設(shè)計(jì)要點(diǎn)要進(jìn)行總結(jié)歸納，多個(gè)角度分析設(shè)計(jì);遵循交互性原則，產(chǎn)品界面在設(shè)計(jì)過程中需要考慮信息的顯示和用戶的反饋;遵循共用型原則，產(chǎn)品的功能、情感和環(huán)境三方面缺一不可、相互協(xié)調(diào)。

3 功能分解法和醫(yī)療產(chǎn)品交互界面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)模型

在用戶行為模型和用戶思維模型的基礎(chǔ)上，通過分析用戶（醫(yī)護(hù)人員、患者、家屬）特征，結(jié)合功能分解法建立醫(yī)療設(shè)備界面交互模型，為醫(yī)療產(chǎn)品界面創(chuàng)新設(shè)計(jì)創(chuàng)建框架，模型如圖2所示。

4 醫(yī)療設(shè)備界面設(shè)計(jì)實(shí)例

隨著我國醫(yī)療行業(yè)的發(fā)展，醫(yī)療監(jiān)測(cè)產(chǎn)品普及度越來越高，技術(shù)方面也愈加完善。但監(jiān)護(hù)儀整體發(fā)展過程中，將研究核心大多集中在技術(shù)和結(jié)構(gòu)方面，造成產(chǎn)品在使用的過程中工作效率無法提高。因此需要對(duì)監(jiān)護(hù)儀的界面進(jìn)行創(chuàng)新設(shè)計(jì)，以提高用戶的滿意度，使產(chǎn)品使用過程中操作靈敏、容錯(cuò)性高、信息明確。本文以心電監(jiān)護(hù)儀為例，證明功能能分解法和交互設(shè)計(jì)理論在醫(yī)療產(chǎn)品界面設(shè)計(jì)中的可行性。

4.1 問題定義

調(diào)查顯示，國外醫(yī)療監(jiān)護(hù)產(chǎn)品無論是技術(shù)、功能、外觀、交互等方面發(fā)展的都較為成熟，而我國的監(jiān)護(hù)產(chǎn)品仍然停留在保持功能同步的同時(shí)，僅僅是在造型上進(jìn)行模仿，沒有考慮到交互界面的設(shè)計(jì)是否符合用戶的需求。監(jiān)護(hù)儀的人機(jī)界面操作復(fù)雜，缺乏情感化，界面形式落后、分布雜亂無章，整體感官枯燥乏味，用戶長(zhǎng)期使用容易造成視覺疲勞，引起誤操作。

4.2 心電監(jiān)護(hù)儀界面設(shè)計(jì)的問題分析

心電監(jiān)護(hù)儀交互界面作為研究對(duì)象，首先要對(duì)其相關(guān)聯(lián)的問題進(jìn)行整體的分析，確定心電監(jiān)護(hù)儀界面設(shè)計(jì)的需求目標(biāo)，滿足需要的理想狀態(tài)以及理想狀態(tài)與現(xiàn)有產(chǎn)品存在問題之間差距，如圖3所示。

從醫(yī)療產(chǎn)品界面設(shè)計(jì)功能分解需求點(diǎn)出發(fā)，對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀交互界面的色彩效果、視覺運(yùn)動(dòng)規(guī)律、信息分布和模塊布局以及視覺審美統(tǒng)籌進(jìn)行搜集整合，為其界面的創(chuàng)新設(shè)計(jì)提供新思路，如圖4所示。

通過對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀交互界面設(shè)計(jì)資源的歸納總結(jié)，可以確定界面設(shè)計(jì)過程中問題的解決思路。在心電監(jiān)護(hù)儀交互界面功能分解過程中，對(duì)具體功能細(xì)化分解，得出存在問題。就心電監(jiān)護(hù)儀交互界面的易用性和容錯(cuò)性來講，功能分解分析圖如5所示，具體步驟如下：

第一步：首先根據(jù)心電監(jiān)護(hù)儀交互界面的設(shè)計(jì)流程：材料準(zhǔn)備S1，設(shè)計(jì)制造S2，…，再制造Sn，設(shè)立功能節(jié)點(diǎn)，建立第1層功能分解圖。根據(jù)設(shè)計(jì)需求，找到交互界面設(shè)計(jì)的功能模擬片段.該片段中包括界面的很多性能參數(shù)，比如安全性能、直觀性能、人機(jī)舒適性能等[3]。

第二步：根據(jù)功能分解模型，將功能片段—設(shè)計(jì)制造S2，作出進(jìn)一步分解[4]，分解出界面功能片段S2.1，建立第2層功能分解圖，其中安全性能又包括任務(wù)性需求安全S2.1.1，繼承性安全S2.1.2，……，使用安全S2.1.m等方面。

第三步：接著列出使用安全S2.1.1的功能片段，進(jìn)行具體使用功能分析：心電監(jiān)護(hù)儀交互界面使用過程中需要考慮界面布局的合理性，減少誤操作的產(chǎn)生，因此電監(jiān)護(hù)儀界面在設(shè)計(jì)過程中要考慮到以下場(chǎng)景：初始界面-登錄-檢測(cè)數(shù)據(jù)的讀取-反饋信息-顯示身體當(dāng)前心電狀態(tài)-關(guān)機(jī)。建立的功能分解圖要考慮字體設(shè)計(jì)需要正規(guī)大方易于閱讀;色彩搭配要清晰簡(jiǎn)潔;功能分區(qū)要直觀明了。界面顯示設(shè)計(jì)包括：指示燈、圖像、數(shù)據(jù)、文字、符號(hào)、聲音等。

4.3 心電監(jiān)護(hù)儀交互界面設(shè)計(jì)

通過功能分解法在心電監(jiān)護(hù)儀交互界面設(shè)計(jì)模型的應(yīng)用，對(duì)心電監(jiān)護(hù)儀界面建立原型基礎(chǔ)布局模型如圖6所示，建立各部分功能分區(qū)之間的邏輯關(guān)系。

心電監(jiān)護(hù)儀交互界面是聯(lián)系醫(yī)患關(guān)系的重要紐帶，將其資源總結(jié)和功能分解模型進(jìn)行整合。在視覺元素中界面設(shè)計(jì)中默認(rèn)層采取黑色，規(guī)避對(duì)用戶視覺造成干擾，心電波形圖和數(shù)值采用高飽和度和分辨率的綠色、黃色及藍(lán)色，使用戶易于采集目標(biāo)信息，界面設(shè)計(jì)如圖7所示。

5 總結(jié)

將功能分解法引入醫(yī)療產(chǎn)品交互設(shè)計(jì)中，通過研究醫(yī)療產(chǎn)品界面交互過程中所需求的功能分解點(diǎn)，對(duì)醫(yī)療產(chǎn)品的界面提出一種新的思路，把復(fù)雜的交互界面設(shè)計(jì)化整為零，并通過實(shí)踐創(chuàng)建設(shè)計(jì)模型，能夠有效的彌補(bǔ)我國當(dāng)前醫(yī)療產(chǎn)品界面依舊止步不前或者模仿國外的現(xiàn)象。將功能分解法和交互設(shè)計(jì)理論相結(jié)合運(yùn)用到醫(yī)療產(chǎn)品界面設(shè)計(jì)中，再設(shè)計(jì)中賦予界面更多的功能性、人文性、安全性的內(nèi)涵，為今后醫(yī)療產(chǎn)品界面設(shè)計(jì)做出一定的貢獻(xiàn)，使用戶體驗(yàn)更加高效、易用、安全。

參考文獻(xiàn)：

[1]張魏，任工昌，張強(qiáng)，山旭.TRIZ與情景分解法在換刀機(jī)械手設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2018（11）：53-57.

[2]任工昌，山旭.標(biāo)準(zhǔn)解法的優(yōu)化及在輥鉚機(jī)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用[J].制造技術(shù)與機(jī)床，2017（11）：83-87.

[3]吳一卉.醫(yī)療監(jiān)測(cè)設(shè)備人機(jī)交互界面設(shè)計(jì)研究[D].浙江理工大學(xué)，2015.

[4]張俊磊，曹國忠，邢錫金.物質(zhì)-場(chǎng)情景分解法在工業(yè)設(shè)計(jì)中的應(yīng)用研究[J].工程設(shè)計(jì)學(xué)報(bào)，2016，23（04）：316-321.