呈现方式和性别对老年用户使用和理解健康信息的影响

陶达，袁娟，曾吉红，刁小风，曲行达

(深圳大学人因工程研究所，广东省 深圳市 518060)

1 引言

由于慢性病的高发率[1]和日益老龄化的人口[2]，医疗护理领域正面对着巨大的挑战。在中国，有3亿人患有各种慢性疾病[3]，2.2亿人年龄在60岁以上[4]。研究表明，个人健康指标(如：心率、血压和血糖)的自我监测是各种慢性病(如高血压和糖尿病)自我管理和满足上述人群医疗护理需求的有效方法[5-6]。

随着信息技术的快速发展，以消费者为导向的健康信息技术成为追踪、记录和管理消费者自我监测结果的便捷工具[7-9]。这些技术的普及使得消费者能更加容易以及频繁地接触到其自身的健康监测结果。典型的自我监测结果包括指标数值(表示当前指标水平)、测试名称、测量单位和相关参考范围等。消费者可以将监测结果与参考范围进行比较以确定结果是否在正常范围内。他们还可以将结果与健康个体的结果进行比较，以确定自身健康在人群中的状态。然而，消费者通常难以理解这些健康信息，并对其作出正确的反应。其中很重要的一个原因是信息呈现方式不佳[10-12]。这种状态会产生比较严重的后果，因为不恰当的信息呈现可能导致医疗护理过程中的混乱、挫折和中断[13]，甚至导致药物错误和不适当的医疗护理决策[14]。

事实上，有很多证据表明，消费者(尤其是那些数值能力和识字能力低的消费者)，难以理解定量的健康信息[15-17]。而老年人的情况可能更糟[15]，因为他们的记忆和认知能力已退化，受教育程度也较低，并且在解释健康信息方面缺乏相应知识和技能[16,18]。这可能意味着对年轻人可行的健康信息呈现方法对老年人不一定适用。尽管老年人迫切需要了解自身健康状况，但我们对他们的最佳健康信息呈现方式知之甚少。

健康信息呈现方式可以对信息的处理、评估和感知产生很大影响，这是一种称为“代表效应”的现象[19]。传统上，人们使用数字显示和数据表的形式呈现信息，但人们逐渐认识到，图形格式可能在提高消费者理解能力方面更具优越性[10-12,20-22]。例如，Zikmund-Fisher等人发现，与表格相比，数字线图可以帮助患者区分实验室检测结果中的紧急和非紧急偏差，并能增加检测结果的意义[12]。为了提高对医疗信息的理解和医疗决策，国际病患决策辅助标准委员会也强烈建议使用图形呈现方式[23]。

使用图形的一个优点是，它们能够整合简单的信息提示作为决策辅助工具来提高理解力。其作用机制是这些信息提示可以吸引人们的视觉注意力，这对于信息理解尤其重要[24]。众所周知，眼动追踪数据可以客观地评估特定的视觉信息提示如何吸引视觉注意力[25-26]。在健康信息学领域内外都有各种信息提示，其中，颜色[12,20-21,27]、文字[12,20]和个性化信息提示[22,28]被广泛使用。但总的来说，目前仍然缺乏足够的实证研究来证明哪类信息增强方式或信息提示能最大限度地帮助用户获得必要的信息理解水平，以及这些增强方式是如何达到这一目的的。另外，目前也缺乏研究来描述消费者如何感知不同方式呈现的健康信息(例如某种信息增强方式是否对其健康护理有帮助)。此外，已有的健康信息学研究都没有说明这些呈现方式是如何吸引和获得用户的视觉注意力资源从而影响用户的信息理解[26]。最后，尽管一些研究包括老年人[10,21]，但几乎没有人专门研究过这一群体。而老年人的认知理解机制与年轻人不同；且其是对健康护理有迫切需求的人群，值得重点研究，这对老年人的健康信息呈现设计尤为重要。

本研究的主要目的是检验四种类型的图形呈现方式(每种图形格式包含不同的信息提示)对自我健康监测情境中老年用户的理解、感知、视觉注意和偏好的影响。另外，研究还将探索这种影响是否存在性别差异。

2 方法

2.1 受测者

本研究从大学周边社区招募了36名肢体和心智均正常、具有基本读写能力的老年人，平均年龄为65.8岁(标准差3.6)。其中男14人，女22人。大部分人为初中(67%)或大学教育(31%)经历，一人为小学学历(2%)。

2.2 实验设计及变量

本实验采用组内设计方式。组内因子即健康信息呈现方式(包括四种类型)。实验测量指标包括客观绩效指标(任务完成时间、正确率)、主观认知指标(感知风险、信息呈现方式的感知易用性和感知有用性、对能正确理解健康信息的自信程度和对信息呈现方式的满意程度)以及老年用户偏好。其中，感知风险(“基于以上呈现方式中的健康信息，您认为您的健康状态风险多大？”)、感知易用性(“您认为这种呈现方式容易理解吗？”)、感知有用性(“您认为这种呈现方式对您了解自身健康状况有帮助吗？”)、自信程度(“您对在这种呈现方式下能正确理解信息有多大信心？”)和满意程度(“总的来说，您有多喜欢这种呈现方式？”)分别通过7分制量表测量。另外，我们通过Tobii X-120眼动仪记录老年用户的眼动指标(包括首次注视时间和总注视时间)。

2.3 实验材料

本研究的医疗信息以提供给老年慢性病患者的血压(高压和低压)和血糖(餐前血糖和餐后两小时血糖)数据为对象进行图形化设计。设计过程通过多轮老年用户访谈和人因专家咨询，以使设计的健康信息呈现方式能初步满足老年用户需求，符合一般人因工程设计原则。四种信息呈现方式均以条形图呈现，测量的血压血糖指标则以大号圆框标示于条形图相应位置。四种类型描述如下：类型A，以黑白线框条形图呈现测量的医疗数据(简称黑白条形图)；类型B，在类型A基础上，以彩色条形图呈现测量的医疗数据，绿色表示正常值，红色表示超出正常范围的值(简称彩色条形图)；类型C，在类型B的基础上增加表示测量值是否正常的解释说明性文字(简称文字增强条形图)；类型D，在类型C的基础上增加同性同龄人指标数据的解释说明性文字(简称个性化增强条形图，如图1所示例)。

图1 实验测试的四种信息呈现方式示例(血糖指标)

实验刺激包括2种测量指标(血压、血糖)，每种测量指标又分为正常值和非正常值状态，因此每种呈现方式下有16种刺激图片。每个刺激图片根据信息位置确定四个兴趣区域(图2)，以记录眼动指标。前三个兴趣区域为各种呈现方式中的信息提示区域(如兴趣区1未个性化信息区域，兴趣区2位颜色提示区域，兴趣区3为文字提示区域)，最后一个兴趣区(兴趣区4)为正常值范围参考信息区域。

图2 兴趣区域划分示例

2.4 实验流程

实验程序以e-prime编制，通过戴尔一体机(23寸屏，分辨率1024*768)来呈现。实验假设刺激图片上呈现的是受测者本人的测量结果。实验前，受测者被指导以舒适姿势端坐于实验屏幕前，并通过眼动仪校准测试，以便在实验时记录其眼动行为数据。受测者在完成前测实验后进入主实验。他们被要求观察屏幕上呈现的刺激图片，并尽可能准确地完成相应任务：(1)在图片上寻找自己的测量指标，并按要求回答出具体数值(记为搜索任务)；(2)判断该指标是否正常(记为判断任务)。其中，各种刺激图片以平衡对抗设计方式依次随机呈现。另外，他们还需判断每种刺激图片呈现的健康信息的感知风险。实验结束后，受测者填写问卷，收集其他主观认知、情感以及用户偏好等数据。实验约持续半小时。

2.5 数据分析

重复测量的方差分析用来分析健康信息呈现方式和性别对任务绩效、感知风险、认知理解、情感及眼动指标的影响。由于性别样本不平衡，故方差分析中采用Type II均方和处理数据。卡方检定用来分析用户对不同健康信息呈现方式偏好的差异性。数据用SPSS 22进行分析。

3 结果

3.1 客观绩效指标

表1和表2分别呈现了不同健康信息呈现方式和性别的任务完成时间和正确率。搜索任务中，健康信息呈现方式对时间(F(3,96)=0.45,P=0.717)和正确率(F(2.397,76.712)=1.34,P=0.269)均无显著影响。判断任务中，不同健康信息呈现方式的时间(F(3,96)= 0.10，P=0.970)和正确率(F(3,96)=1.94,P=0.129)也无显著差异。虽然绩效指标并无性别差异，但男性显示出更快以及更加准确地完成任务的趋势。性别与呈现方式之间无交互作用。

表1健康信息呈现方式和性别对任务完成时间的影响(s)

表2 健康信息呈现方式和性别对任务完成正确率的影响(%)

3.2 主观认知指标

方差分析表明，健康信息呈现方式对感知易用性(F(3，102)=7.21，P<0.001)、感知有用性(F(3，102)=9.55，P<0.001)、正确完成任务的自信程度(F(3，102)=3.45，P=0.019)以及满意程度(F(3，102)=14.64，P<0.001)有显著影响，而对感知风险无显著影响(F(3，96)=1.60，P=0.195)(见表3)。所有主观认知指标均无性别差异。性别与呈现方式之间亦无交互作用。

表3健康信息呈现方式和性别对各主观认知指标的影响

3.3 眼动指标

方差分析表明，健康信息呈现方式和性别对首次注视时间均无显著影响，而不同兴趣区域对首次注视时间有显著影响(F(3，15)=5.39，P=0.010)(见表4)。区域4的首次注视时间显著长于其他区域。不同健康信息呈现方式和性别对总注视时间均无显著影响(F(3，15)=1.03，P=0.408)，而不同的兴趣区域对总注视时间有显著影响(F(3，15)=5.05，P=0.013)。区域4的总注视时间显著小于其他区域。

表4健康信息呈现方式、兴趣区域和性别对首次注视时间和总注视时间的影响

3.4 用户偏好

表5展示了老年用户对各种健康信息呈现方式的偏好分布情况。老年用户更加偏好个性化增强条形图(50.0%，χ2=12.67，P=0.002)。

表5 老年用户对健康信息呈现方式的偏好分布

4 讨论

以消费者为导向的健康信息技术方兴未艾，这使得一般消费者能接触到更多有关自身健康的医疗信息，如各种健康护理所需监测的医疗指标[9]。本文以慢性病自我护理系统所需的医疗健康信息为背景，探究了不同健康信息呈现方式对老年人使用和解读自我健康监测信息的客观绩效和主观认知理解的影响，并对相关眼动指标进行了实证研究。实验结果表明不同的健康信息呈现方式对老年人的主观认知理解和偏好都有不同程度的影响，而这种影响不存在性别差异。

我们发现，不论是信息搜索任务还是认知判断任务，不同健康信息呈现方式能产生相差不大的任务绩效。这可能是因为实验并未对受测者完成任务的时间做出限制(比如并未要求用户尽快完成任务)。比起效率，用户更加注重正确率。这与实际中人们使用健康信息的情境也是相符的，即人们并不急于知道答案，而更加看重是否正确理解。这一结果说明包含较多信息的呈现方式也能让老年用户在较短时间(30s以内)，正确完成大部分任务(74%以上)。这实际上从侧面反映了本研究中的图形呈现方式能够在增加信息量的前提下，不会增加老年用户的认知负荷。因而此研究结果与前人研究中图形呈现方式具有绩效优越性的结论是一致的[10,11]。

我们的结果表明，健康信息呈现方式对老年用户的主观认知均有不同程度的影响。首先，我们发现健康信息呈现方式对老年人的感知易用性和感知有用性均有显著影响，其中以包含文字和个性化信息提示的呈现方式，其感知易用性均要显著高于黑白条形图；包含颜色、文字和个性化信息提示的呈现方式，其感知有用性均要显著高于黑白条形图。这确认了颜色、文字和个性化信息提示在健康信息显示方面的有效性[13]。其次，不同的健康信息呈现方式会影响用户对自身解读健康信息正确性的自信程度。包含文字和个性化信息提示的呈现方式，更能让用户肯定其任务的正确性。这可能是因为这些信息提示中表达了确定的信息来辅助他们的任务决策。而用户对自身决策判断的自信程度对其理解健康信息，进而进行针对性的健康护理十分重要。

本研究记录了眼动数据来辅助探究老年用户对健康信息的注意和理解。结果显示，健康信息呈现方式对首次进入时间和总注视时间均没有影响，而不同的兴趣区域之间有显著差异。图片下方文字注释区域的首次进入时间比其他区域更长，表明该区域比较不容易引起老年用户注意，因此对文字注释区域应当采取突出强调等方式使得老年用户引起重视，才能帮助其正确理解信息。数值区域的总注视时间大于其他兴趣区域，结合操作绩效数据，个性化增强条形图的任务完成时间较高，但是其正确率低于其他条形图。这可能是因为老年用户对数值区域产生了疑惑。因而未来研究可关注如何对健康数据本身或相关提示方式进行设计以提高老年用户对这些数字的理解。

我们的研究结果对于消费者健康信息图的设计具有理论和实践意义。从理论上讲，我们的研究确定了图形格式的影响随着信息提示的增加而变化。此外，研究结果强调了适当的图形设计对提高老年人使用和理解健康信息的重要性。从实践角度来看，我们的研究证明了不同图形格式在各种测量指标方面的优缺点。设计者需要意识到通过使用不同的图形格式会对消费者理解、感知、视觉注意力和偏好产生不同影响。特别是基础图在信息理解方面与其他图相比，具有较高的效率和有效性，而且界面更简洁。为了获得较好的用户感知，颜色和文本提示应一起使用，而不仅仅是颜色提示。虽然个性化信息可以增强消费者对易理解、有用性和信心的认知，并且受到消费者的青睐，但这些信息可能会导致风险感知水平的提高。因此，设计者在为消费者提供信息时要谨慎，以引起适当的风险感知。此外，设计者还应考虑在图表中如何呈现和配置各种信息(如信息提示和参考信息)，以吸引和保持适当的视觉注意力，从而最大化图表的有效性。最后，老年人对实验中的各种图表，都会在任务表现上遇到困难。因此，为老年人量身定制的呈现方式将有助于他们对健康信息的理解。

本研究亦存在一些局限，需要进一步的工作来进行完善。首先，本研究设计的几种信息呈现方式较为类似，区分度不大，未来可考虑除了颜色和信息量变化之外的多种不同形式的呈现方式。其次，本研究信息基于大屏设备显示，研究结论可能不能推广到智能手机等小屏设备上。另外，与很多前人研究一样[12]，本研究使用的是假想的健康数据，而非用户自身真实数据。而用户在真实数据情境下的反应可能不一样，因此未来可通过临床试验进一步确认这些健康信息呈现方式的效果。最后，本研究招募的老年人基本具有初高中以上学历，其知识水平要高于我国老年人的平均水平。因此实验结果是否能推广到知识水平较低的老年人群仍需进一步验证。

5 结论

随着消费者健康信息技术的发展，如何给老年人提供可用有效、容易理解的健康信息已经成为健康信息学领域的一个重要课题。我们的研究表明，不同的健康信息呈现方式对老年人的主观认知理解及偏好均有显著影响，这些影响没有性别差异。通过颜色、文字和个性化提示信息等图形化设计，包含较多信息的呈现方式也能取得和简单图形一样好的操作绩效，同时可以给老年人带来更好的主观体验。老年人偏好于个性化的健康信息呈现方式。研究结果可为面向消费者的健康信息呈现方式的设计提供参考。