健康数据采集分析系统的交互设计研究

侯荣旭

摘要：通过健康数据终端采集设备获取个人生命体征数据，将患者、医生两端实时连接，实现个人健康实时高质量的监控和跟踪，再对生命体征数据进行分析，为患者提供治疗参考方案。健康数据终端采集设备的交互体验设计，在系统应用中起着重要作用。

关键词：物联网；交互设计；用户体验；健康护理系统

中图分类号：TP311 文献标识码：A 文章编号：1009-3044（2014）18-4193-04

Design Interactive Health Data Acquisition and Analysis System

HOU Rong-xu

（Shenyang Institute of Engineering Department of Computer Teaching， Shenyang 110136，China）

Abstract： Access to personal vital signs data through health data acquisition terminal equipment，the patients， doctors are real-time connection， the realization of personal health high quality real time monitoring and tracking， then the vital signs data analysis， providingtherapeutic regimens for patients. Interactive health data acquisition terminalequipment design experience， plays an important role in the system application.

Key words： The Internet of things； interaction design； user experience； the health care system

随着社会经济的快速发展、人民生活水平的迅速提高及生活方式的巨大转变，我国人群的疾病模式及死因已由原来以传染性疾病和营养缺乏病为主，转变为以慢性非传染性疾病（以下简称慢性病）为主。实时准确的掌握患者的血压、血糖、心电、血氧、血常规、尿常规、身高体重、胎心、胆固醇等生理参数传输，利用现在先进的无线网络技术，将病人的实时结果传递给医疗专家，实现对个人健康实时的高质量的监控和跟踪。实时将各种生理检测指标数据上传到健康数据采集分析系统数据存储平台，自动将个性化的健康干预和指导建议传递到健康数据终端采集设备，患者及时得到健康管理专家的指导与帮助。

1 相关理论

1.1 物联网

物联网是指使用射频识别（RFID）、全球定位系统、红外感应器、激光扫描器等传感设备，通过相互间约定的协议，将任何物品通过有线与无线方式与互联网连接，实现数据通信与信息交换，以实现智能化、定位、识别、跟踪、监控和管理，这样的网络技术称为物联网。物联网简称物物相连的网络，通过上述定义可以得出物联网包含两层含义：

1）物联网以计算机系统为基础，以计算机网络为核心。

2）物联网的终端用户可以延伸和扩展到任何物品，通过数据交换和通讯实现物物相连。

在物联网中，人与人，人与物之间可以相互联系，对象与对象之间彼此交换信息，协同运作，自动化程度更高，功能更强大，是运用物连技术建立的一种新型的应用网络技术，适应各种环境。

1.2 UI设计

界面（interface）是人机交互过程中的窗口。用户界面又简称UI，是指对产品的人机交互、操作方式、操作逻辑、界面样式、界面美观等整体外观与使用设计，按照心理学可以将界面可分为感觉和情感两个层次界面。界面是屏幕交互产品的重要组成部分，良好的界面可以提升用户的心情。但是界而设计不仅仅是艺术美学，也是人机工程的重要组成部分，UI设计是一个复杂的有不同学科参与的工程，包括心理学、美学、设计学、符号学、人机工程、人机交互等等多个不同的学科知识。

按照UI设计与使用，将UI设计分为功能性界面、情感性界面、环境性界面三类。功能性界面反映着目标系统的详细功能，在设计时强调人与物的协调作用与关系；情感性界面通过用户的操作，产生一定的情感，即物要反馈给用户一定的感受，产生感情共鸣；环境性界面，任何一件或一个产品都不能脱离环境而独立存在。产品UI设计时必须考虑产品所处的环境，以及产品周围的物理条件与精神氛围。具体设计时功能性界面、情感性界面、环境性界面三者间又是紧密相连，一般以功能性界面为基础，以情感性界面为重心，以环境性界面为前提，最终构成现实的系统界面。

1.3 交互设计

交互设计是人、物、环境和系统的行为交互的集合，交互设计不仅仅是形式设计，在交互设计过程中，必须关注交互的内容和内涵，合理规划和描述交互行为采取的方式。

交互设计作为新兴的设计思想，借鉴了传统设计、可用性及工程学科等先进理论和技术。交互设计以用户为中心，自始至终从用户角度思考问题，本着易用、有效的方式，致力解决用户操作过程中的全部期望，时刻了解掌握操作过程中“人”本身的心理变化及用户操作行为变化。人机交互设计包括接收需求、调研分析、交互设计、视觉设计、可用性测试等设计流程。主要关注以下几点内容：

1）定义产品的使用形式。定义与产品的行为和使用密切相关的产品形式。

2）约束产品与用户的关系。预测产品的使用方式，定义用户对产品的正确理解。

3）规范人机对话。探索产品、用户、物质、习惯、文化、历史之间的对话。endprint

4）尊重用户习惯及其系统设计目标。

5）产品特征与属性要与产品自身相适应，要有一个完全的形态。

2 健康数据采集终端设备设计

2.1 图标设计

健康数据终端采集设备交互设计以图标设计为基础，图标设计的基本原则包括以下几点：

1） 可识别性原则；2） 差异性原则；3） 合适的精细度；4） 风格统一性原则；5） 与环境的协调性；6） 强调视觉效果；7） 原创性；8） 尺寸大小与格式；9） 图标的常用格式有以下几种：PNG，GIF，ICO，BMP。

健康数据终端采集设备图标如图1所示：

2.2 界面设计

界面设计是人与机器之间传递和交换信息的媒介，是计算机科学与心理学、设计艺术学、认知科学和人机工程学的交叉研究领域。以血压测量准备页面为例，该界面主要是教会用户正确测量血压，提示测量血压过程中的一些重要事项。测量准备界面如图2所示。

3 健康数据采集分析系统设计

3.1 系统架构设计

健康数据采集分析系统以健康数据终端采集设备为依托，为患者、医生均提供的相应的入口，同时系统具有知识发现功能，提供了配置管理、设备管理、数据管理、闹钟服务等功能。健康数据终端采集设备的系统架构图如图3所示。

3.2 血压测量模块设计

UI设计则是指对软件的人机交互、操作逻辑、界面美观的整体设计。软件界面的设计，既要从外观上进行创意以到达吸引眼球的目的，还要结合图形和版面设计的相关原理，从而使得软件设计变成了一门独特的艺术。通常的讲，企业软件用户界面的设计应遵循以下几个基本原则：

1） 用户导向原则；2） KISS（简洁和易于操作）原则；3） 布局控制；4） 视觉平衡；5） 色彩搭配颜；6） 和谐性；7） 个性化。

以血压测量交互设计为例，以功能实现为基础，通过界面设计让用户明白功能操作，并将作品本身的信息更加顺畅的传递给使用者。

测量完成UI设计的重点是体现测量的血压结果。在该页面中需要辅助显示用户的上一次测量的结果，以及两次的对比分析。如图4所示：

该页面根据测量的次数不同，会有3种测量完成界面：显示单次测量值、显示本次测量及两次测量的平均值、显示本次测量及三次测量的平均值。如果用户连续测量3次以上系统将不会接收新的数据，保持3次的平均值，三次测量结果。

评估界面的设计，该页面通过鲜艳的色彩提醒，现实当前测量人的测量结果，参照绿、黄、红色的渐变，描述出正常、警告、高、极高的血压变化，评估结果界面的设计如图5所示。

查看血压记录，趋势图界面的设计主要包括了收缩压，舒张压，脉率等的曲线图；近一周、近一月、近六月、近一年的几个单选框；曲线、列表两个单选框便于用户选择，以列表方式还是以曲线方式查看血压的记录值或血压的趋势。如图6所示。

4 结束语

本项目将运用移动互联网、物联网和云计算等先进技术，并结合居民个人健康的现状与健康管理服务的具体业务需求，探索面向个人健康管理的智能检测终端设备与相关服务系统研发，围绕健康数据终端采集设备及健康数据采集分析系统的UI设计，详细论述了UI设计过程及设计思路，借鉴了传统设计、可用性及工程学科等先进理论和技术，以用户为中心，本着易用、有效的方式进行设计。大大提高家庭日常监测便捷性和实用性，以一种十分便携的方式收集个人生命体征参数，建立起家庭自测血压与医疗诊断机构之间的信息桥梁。

参考文献：

[1] Yi-Ying ZHANG， Myong-Soon PARK， Han-Chieh Chao， et al.Outlier Detection and Countermeasure for Hierarchical Wireless Sensor Networks[C]. IET Information Security， 2010：361-373.

[2] 董洪杉，窦延平.利用Hibernate的J2EE数据持久层的解决方案[J]. 计算机工程，2004，30（12）： 22-30.

[3] 张世宏. 基于JBPM工作流的电力智能手机导航系统的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学，2007： 27-38.endprint

4）尊重用户习惯及其系统设计目标。

5）产品特征与属性要与产品自身相适应，要有一个完全的形态。

2 健康数据采集终端设备设计

2.1 图标设计

健康数据终端采集设备交互设计以图标设计为基础，图标设计的基本原则包括以下几点：

1） 可识别性原则；2） 差异性原则；3） 合适的精细度；4） 风格统一性原则；5） 与环境的协调性；6） 强调视觉效果；7） 原创性；8） 尺寸大小与格式；9） 图标的常用格式有以下几种：PNG，GIF，ICO，BMP。

健康数据终端采集设备图标如图1所示：

2.2 界面设计

界面设计是人与机器之间传递和交换信息的媒介，是计算机科学与心理学、设计艺术学、认知科学和人机工程学的交叉研究领域。以血压测量准备页面为例，该界面主要是教会用户正确测量血压，提示测量血压过程中的一些重要事项。测量准备界面如图2所示。

3 健康数据采集分析系统设计

3.1 系统架构设计

健康数据采集分析系统以健康数据终端采集设备为依托，为患者、医生均提供的相应的入口，同时系统具有知识发现功能，提供了配置管理、设备管理、数据管理、闹钟服务等功能。健康数据终端采集设备的系统架构图如图3所示。

3.2 血压测量模块设计

UI设计则是指对软件的人机交互、操作逻辑、界面美观的整体设计。软件界面的设计，既要从外观上进行创意以到达吸引眼球的目的，还要结合图形和版面设计的相关原理，从而使得软件设计变成了一门独特的艺术。通常的讲，企业软件用户界面的设计应遵循以下几个基本原则：

1） 用户导向原则；2） KISS（简洁和易于操作）原则；3） 布局控制；4） 视觉平衡；5） 色彩搭配颜；6） 和谐性；7） 个性化。

以血压测量交互设计为例，以功能实现为基础，通过界面设计让用户明白功能操作，并将作品本身的信息更加顺畅的传递给使用者。

测量完成UI设计的重点是体现测量的血压结果。在该页面中需要辅助显示用户的上一次测量的结果，以及两次的对比分析。如图4所示：

该页面根据测量的次数不同，会有3种测量完成界面：显示单次测量值、显示本次测量及两次测量的平均值、显示本次测量及三次测量的平均值。如果用户连续测量3次以上系统将不会接收新的数据，保持3次的平均值，三次测量结果。

评估界面的设计，该页面通过鲜艳的色彩提醒，现实当前测量人的测量结果，参照绿、黄、红色的渐变，描述出正常、警告、高、极高的血压变化，评估结果界面的设计如图5所示。

查看血压记录，趋势图界面的设计主要包括了收缩压，舒张压，脉率等的曲线图；近一周、近一月、近六月、近一年的几个单选框；曲线、列表两个单选框便于用户选择，以列表方式还是以曲线方式查看血压的记录值或血压的趋势。如图6所示。

4 结束语

本项目将运用移动互联网、物联网和云计算等先进技术，并结合居民个人健康的现状与健康管理服务的具体业务需求，探索面向个人健康管理的智能检测终端设备与相关服务系统研发，围绕健康数据终端采集设备及健康数据采集分析系统的UI设计，详细论述了UI设计过程及设计思路，借鉴了传统设计、可用性及工程学科等先进理论和技术，以用户为中心，本着易用、有效的方式进行设计。大大提高家庭日常监测便捷性和实用性，以一种十分便携的方式收集个人生命体征参数，建立起家庭自测血压与医疗诊断机构之间的信息桥梁。

参考文献：

[1] Yi-Ying ZHANG， Myong-Soon PARK， Han-Chieh Chao， et al.Outlier Detection and Countermeasure for Hierarchical Wireless Sensor Networks[C]. IET Information Security， 2010：361-373.

[2] 董洪杉，窦延平.利用Hibernate的J2EE数据持久层的解决方案[J]. 计算机工程，2004，30（12）： 22-30.

[3] 张世宏. 基于JBPM工作流的电力智能手机导航系统的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学，2007： 27-38.endprint

4）尊重用户习惯及其系统设计目标。

5）产品特征与属性要与产品自身相适应，要有一个完全的形态。

2 健康数据采集终端设备设计

2.1 图标设计

健康数据终端采集设备交互设计以图标设计为基础，图标设计的基本原则包括以下几点：

1） 可识别性原则；2） 差异性原则；3） 合适的精细度；4） 风格统一性原则；5） 与环境的协调性；6） 强调视觉效果；7） 原创性；8） 尺寸大小与格式；9） 图标的常用格式有以下几种：PNG，GIF，ICO，BMP。

健康数据终端采集设备图标如图1所示：

2.2 界面设计

界面设计是人与机器之间传递和交换信息的媒介，是计算机科学与心理学、设计艺术学、认知科学和人机工程学的交叉研究领域。以血压测量准备页面为例，该界面主要是教会用户正确测量血压，提示测量血压过程中的一些重要事项。测量准备界面如图2所示。

3 健康数据采集分析系统设计

3.1 系统架构设计

健康数据采集分析系统以健康数据终端采集设备为依托，为患者、医生均提供的相应的入口，同时系统具有知识发现功能，提供了配置管理、设备管理、数据管理、闹钟服务等功能。健康数据终端采集设备的系统架构图如图3所示。

3.2 血压测量模块设计

UI设计则是指对软件的人机交互、操作逻辑、界面美观的整体设计。软件界面的设计，既要从外观上进行创意以到达吸引眼球的目的，还要结合图形和版面设计的相关原理，从而使得软件设计变成了一门独特的艺术。通常的讲，企业软件用户界面的设计应遵循以下几个基本原则：

1） 用户导向原则；2） KISS（简洁和易于操作）原则；3） 布局控制；4） 视觉平衡；5） 色彩搭配颜；6） 和谐性；7） 个性化。

以血压测量交互设计为例，以功能实现为基础，通过界面设计让用户明白功能操作，并将作品本身的信息更加顺畅的传递给使用者。

测量完成UI设计的重点是体现测量的血压结果。在该页面中需要辅助显示用户的上一次测量的结果，以及两次的对比分析。如图4所示：

该页面根据测量的次数不同，会有3种测量完成界面：显示单次测量值、显示本次测量及两次测量的平均值、显示本次测量及三次测量的平均值。如果用户连续测量3次以上系统将不会接收新的数据，保持3次的平均值，三次测量结果。

评估界面的设计，该页面通过鲜艳的色彩提醒，现实当前测量人的测量结果，参照绿、黄、红色的渐变，描述出正常、警告、高、极高的血压变化，评估结果界面的设计如图5所示。

查看血压记录，趋势图界面的设计主要包括了收缩压，舒张压，脉率等的曲线图；近一周、近一月、近六月、近一年的几个单选框；曲线、列表两个单选框便于用户选择，以列表方式还是以曲线方式查看血压的记录值或血压的趋势。如图6所示。

4 结束语

本项目将运用移动互联网、物联网和云计算等先进技术，并结合居民个人健康的现状与健康管理服务的具体业务需求，探索面向个人健康管理的智能检测终端设备与相关服务系统研发，围绕健康数据终端采集设备及健康数据采集分析系统的UI设计，详细论述了UI设计过程及设计思路，借鉴了传统设计、可用性及工程学科等先进理论和技术，以用户为中心，本着易用、有效的方式进行设计。大大提高家庭日常监测便捷性和实用性，以一种十分便携的方式收集个人生命体征参数，建立起家庭自测血压与医疗诊断机构之间的信息桥梁。

参考文献：

[1] Yi-Ying ZHANG， Myong-Soon PARK， Han-Chieh Chao， et al.Outlier Detection and Countermeasure for Hierarchical Wireless Sensor Networks[C]. IET Information Security， 2010：361-373.

[2] 董洪杉，窦延平.利用Hibernate的J2EE数据持久层的解决方案[J]. 计算机工程，2004，30（12）： 22-30.

[3] 张世宏. 基于JBPM工作流的电力智能手机导航系统的设计与实现[D]. 成都：电子科技大学，2007： 27-38.endprint