面向老年糖尿病患者的智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)計

鄭 依

（澳門科技大學,中國 澳門 999078）

糖尿病是21世紀發(fā)展最快的健康問題之一。根據(jù)國際糖尿病聯(lián)盟(International Diabetes Federation)的最新數(shù)據(jù)，目前20歲到79歲區(qū)間的成人有4.63億人患有糖尿病。2019年65歲以上的糖尿病患者估計約為1.36億[1]，此年齡組中每五名成人就有一人患有糖尿病。中國作為全球糖尿病患病率增長最快的國家之一，糖尿病患者超過9700萬，糖尿病前期人群約1.5億，老年糖尿病患者的數(shù)量也位居全球前列。盡管糖尿病是一種慢性疾病，但是死于糖尿病的人數(shù)占全球死亡總數(shù)的11.3%，2019年就約有420萬成人死于糖尿病及其并發(fā)癥。因此，除藥物治療以外，如何通過產(chǎn)品設(shè)計來達到預防糖尿病、輔助干預治療、延緩糖尿病發(fā)展等目標，正成為面向老年人的醫(yī)療護理產(chǎn)品設(shè)計的熱點。

1 面向老年糖尿病患者的護理產(chǎn)品現(xiàn)狀

目前糖尿病依然是需要進行持續(xù)地自我管理的終生疾病。在護理方面，患者除了根據(jù)自身患病程度服用口服藥物和注射胰島素來控制血糖水平以外，還需要保持健康的飲食與體重以及經(jīng)常運動。然而，市場上針對糖尿病的護理產(chǎn)品多是針對患者血糖水平的監(jiān)測產(chǎn)品，如各式各樣的血糖儀。但是對于糖尿病的日常護理來說，僅僅是對血糖的監(jiān)測是不夠的，因為患者的飲食結(jié)構(gòu)和運動直接影響著患者血糖水平的升降。在運動方面，智能手環(huán)、智能手表等可穿戴產(chǎn)品都可以對患者進行運動方面的監(jiān)測與護理?？墒窃陲嬍撤矫妫袌錾硝r有相應的產(chǎn)品來監(jiān)控糖尿病患者的飲食健康。雖然有關(guān)于自我飲食健康管理的APP[2]，如薄荷營養(yǎng)師等，但是面向老年患者使用的飲食護理產(chǎn)品幾乎是空白。所以，針對老年糖尿病患者的飲食護理方面進行產(chǎn)品設(shè)計就顯得尤為重要了。

2 老年糖尿病患者的智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)計思路

2.1 產(chǎn)品使用環(huán)境—居家護理

糖尿病作為一種非傳染性疾?、?，目前許多低收入和中等收入國家對其保健的主要場所是以醫(yī)院為中心。因為這些國家的衛(wèi)生系統(tǒng)在歷史上都是圍繞著急性護理而形成的，在處理需要長期護理的非傳染性疾病時是不充分的，并且只有不到50%的國家有家庭護理服務[3]。對于老年糖尿病患者來說，他們多數(shù)的時間是在家中度過，日常飲食大多都是在家中進行的，并且大部分的患者做不到定期去醫(yī)院進行糖尿病的飲食護理與保健。因此，智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品的使用環(huán)境設(shè)計在患者家中使用，并且產(chǎn)品主要是對食物進行檢測，進而產(chǎn)品的使用環(huán)境是在患者家里準備食材的廚房中使用。產(chǎn)品將飲食方面的護理由醫(yī)院護理前置到患者家中進行居家護理，這不僅讓老年患者減少經(jīng)常去醫(yī)院的心理壓力，而且可以讓患者的身心處于更加舒適的環(huán)境中進行糖尿病飲食監(jiān)測。

2.2 用戶糖尿病種類與階段—2型糖尿病前期與早期

根據(jù)糖尿病的發(fā)病歷程大致可分為三個階段，糖尿病前期、糖尿病早期與糖尿病后期。其中糖尿病前期是一個可逆的過程，對糖尿病前期人群進行早期干預，可使2型糖尿病發(fā)病危險降低58%。此外，2型糖尿病是最常見的糖尿病類型。由此，智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)計是面向患有2型糖尿病的老年患者。然而，剛確診的2型糖尿病老年患者多是處于糖尿病前期與早期，對于糖尿病的相關(guān)知識與日常護理一頭霧水，如血糖測量的時間、飲食需要注意的事項與膳食如何均衡等。所以，智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品是針對2型糖尿病前期與早期的老年患者進行設(shè)計的，通過患者的飲食監(jiān)測，給予剛確診的老年患者個人化的飲食指導，讓患者快速適應糖尿病的日常護理。

2.3 飲食監(jiān)測方式—動態(tài)監(jiān)測

對于剛確診的老年患者來說，糖尿病的飲食護理并不容易適應，因為患者需要自我控制每日的食物攝入量，并對食物中的蛋白質(zhì)、脂肪、碳水化合物這三大產(chǎn)能營養(yǎng)素②的含量有大致了解，及時調(diào)整自己的飲食習慣，從而進行糖尿病飲食的動態(tài)護理。然而，老年患者的身體機能在衰退，記憶力在下降，讓患者每天對吃了多少食物的能量進行大致記憶并稱重計算，顯然是有較大的困難。因此，飲食監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)計通過引入人工智能技術(shù)，對患者一天中入口的食物進行動態(tài)監(jiān)測。產(chǎn)品不僅實時地對用戶食用的食物進行監(jiān)測，而且一天結(jié)束后會對一天中每一餐的食物進行縱向監(jiān)測，給用戶以反饋并調(diào)整第二天的食物種類與數(shù)量來供用戶參考。此外，產(chǎn)品在用戶使用一段時間后對每一整天的飲食進行橫向監(jiān)測。產(chǎn)品縱向與橫向的動態(tài)飲食監(jiān)測方式可以讓老年患者對自身飲食狀況具有宏觀的認識。

3 老年糖尿病患者的智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)計實踐

3.1 產(chǎn)品功能區(qū)域設(shè)計

智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品主要分為三個功能區(qū)域，包括圖像采集區(qū)域、食物檢測區(qū)域與信息顯示區(qū)域，見圖1。圖像采集區(qū)域是產(chǎn)品對食物進行智能識別，食物檢測區(qū)域是對放置在此區(qū)域的食物與餐具進行檢測。信息顯示區(qū)域則是產(chǎn)品的屏幕區(qū)域，用來顯示患者食用的何種食物超量等食物信息，便于老年患者及時調(diào)整個人飲食。

圖1 智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品之功能區(qū)域

3.2 智能飲食檢測原理設(shè)計

智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品對如何檢測用戶飲食進行了設(shè)計。產(chǎn)品通過攝像頭結(jié)合AI圖像識別與物體識別算法對放置在食物檢測區(qū)域的餐具和食物進行識別，并與檢測區(qū)域的壓力傳感器相配合來感知被檢測的食物種類以及重量，進而根據(jù)云端的食物營養(yǎng)成分數(shù)據(jù)庫與醫(yī)學標準營養(yǎng)模型對患者入口的食物進行計算與比對。隨后，產(chǎn)品通過血糖儀、智能手環(huán)等獲得患者血糖值、運動以及體重方面的數(shù)據(jù)來綜合評估患者每一餐的營養(yǎng)結(jié)構(gòu)是否符合患者的身體狀況，以此給患者反饋來調(diào)整下一餐的營養(yǎng)構(gòu)成，從而形成了一個完整的飲食檢測循環(huán)。智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品通過飲食檢測循環(huán)的設(shè)計對老年患者的日常飲食進行長期持續(xù)的監(jiān)測并給出相應的糖尿病飲食護理建議，從而讓患者可以及時地掌握與調(diào)整自身飲食。

3.3 產(chǎn)品使用流程設(shè)計

雖然智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品應用了人工智能技術(shù)，但在使用流程的設(shè)計上盡可能簡單與便于操作。因為老年患者隨著年齡的增長，對于新技術(shù)產(chǎn)品的認知能力在逐漸下降。因此，智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品對使用流程進行了設(shè)計，即“食物監(jiān)測四步法”，“食物監(jiān)測四步法”包括空盤檢測、備菜檢測、飯前檢測與飯后檢測，飯前檢測見圖2。產(chǎn)品的檢測范圍是產(chǎn)品中的白色圓形區(qū)域，可以檢測不超過8寸的餐具。首先，食物監(jiān)測第一步為空盤檢測，是用戶將吃飯時使用的空餐具放到產(chǎn)品檢測區(qū)域進行檢測，之后用戶將需要烹飪的食材裝盤進行備菜檢測。在用戶完成對食物的烹飪后，用戶將裝盤的菜品進行飯前檢測。最后，用戶飲食完畢后將餐盤放在產(chǎn)品上進行飯后檢測。食物監(jiān)測四步法僅需要用戶將未盛食物或者盛有食物的同一餐盤放到產(chǎn)品檢測區(qū)域，用戶并不需要進行其他操作，即可完成一頓飯的飲食監(jiān)測，讓老年患者可以省時、省力、省心地進行糖尿病飲食監(jiān)測。

3.4 產(chǎn)品交互方式設(shè)計

圖2 食物監(jiān)測四步法——飯前檢測

圖3 智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品之觸摸燈環(huán)

智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品是根據(jù)老年人的認知習慣對產(chǎn)品交互方式進行了設(shè)計。產(chǎn)品交互方式設(shè)計從四個方面入手，包括產(chǎn)品激活、檢測反饋、警示信息顯示與飲食報告顯示。產(chǎn)品在未使用的時候是處于待機狀態(tài)，用戶通過按鈕形式的主開關(guān)進行產(chǎn)品激活，因為老年人對于按鈕的操作與使用較為熟悉。與此同時，產(chǎn)品中的觸摸燈環(huán)會以白色燈光閃爍的方式表示產(chǎn)品的激活狀態(tài)，見圖3。

在檢測反饋方面，由于產(chǎn)品運用人工智能技術(shù)去識別與檢測食物，在檢測的過程中是需要一定的時間。因此，產(chǎn)品對觸摸燈環(huán)進行了設(shè)計，以燈光圍繞其形狀來顯示檢測進度，直觀地告知用戶產(chǎn)品的檢測進程，見圖4-1。在食物檢測完畢后，產(chǎn)品通過觸摸燈環(huán)顯示的顏色給患者關(guān)于食物是否達標的提示—綠色區(qū)域為食物達標、紅色區(qū)域為食物不達標，見圖4-2。在警示信息顯示方面，患者通過用手指觸摸紅色區(qū)域的燈環(huán)，產(chǎn)品顯示屏幕上顯示何種食物超標多少重量來警示患者，便于患者實時調(diào)整飲食結(jié)構(gòu)，見圖4-3。在飲食報告顯示方面，由于大部分的老年患者對于智能手機的軟件程序的使用并不熟悉。在患者完成一天的飲食后，產(chǎn)品通過短信的形式以簡明扼要的內(nèi)容發(fā)送到用戶的手機上，告知用戶一天的飲食狀況并給予飲食指導與建議，從而降低患者對于智能產(chǎn)品的學習成本，讓老年患者通過簡單、易學、易用的產(chǎn)品交互方式進行個性化的糖尿病飲食居家護理。

4 結(jié)語

圖4 智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品的交互過程

本文是針對剛確診2型糖尿病前期與早期的老年患者設(shè)計的智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品，解決了老年患者對糖尿病飲食護理知識不熟悉、自己進行飲食監(jiān)測不方便等問題。產(chǎn)品根據(jù)老年人居家飲食的生活習慣與糖尿病飲食的動態(tài)護理要求，提出了動態(tài)飲食監(jiān)測的智能家居護理產(chǎn)品設(shè)計。產(chǎn)品對功能區(qū)域、飲食監(jiān)測、使用流程與交互方式進行了研究與設(shè)計，并運用人工智能技術(shù)，減少護理與監(jiān)測對患者生活的影響。智能飲食監(jiān)測產(chǎn)品設(shè)計不僅為老年糖尿病患者安享健康晚年提供了新的設(shè)計思路，而且為今后智能家居護理產(chǎn)品設(shè)計提供了有益的借鑒。

注解：

①非傳染性疾病 (NCD) 屬于非傳染病，不會從一個人傳染給另一個人。NCD主要包括心血管疾病、糖尿病、癌癥和慢性呼吸系統(tǒng)疾病等。

②人體的能量主要來源于食物中的三大產(chǎn)能營養(yǎng)素，包括糖類（主要是碳水化合物）、脂類（包括脂肪、磷脂和固醇等）和蛋白質(zhì)。