使用胰岛素（对于3~4级高血糖需暂时停用类固醇和门冬酰胺酶）基于Kano-QFD模型的踝关节自主康复训练交互设计研究

【摘要】踝关节损伤在日常生活中较常见，部分患者因缺少专业的康复指导延误治疗，或由于不正确的康复指导而加重病情，对踝关节造成二次伤害。此外，踝关节的康复训练目前集中在医院场景，其广域性和实时性很难得到保证。本研究聚焦以上问题及用户的自主康复训练需求，尝试通过Kano-QFD模型细化用户感受度评价，设计一款针对踝关节患者自主康复训练的App数字医疗平台，为自主康复领域的数字化技术应用和平台搭建提供研究路径和参考。

【关键词】Kano-QFD模型；踝关节康复训练；交互设计研究

【中图分类号】R05 【文献标识码】A 【文章编号】2096-2665.2024.21.0125.04

DOI：10.3969/j.issn.2096-2665.2024.21.038

踝关节损伤是常见的外伤，除需手术治疗的患者外，大部分患者需通过长时间康复训练逐步治愈[1]。数字医疗是利用现代化的计算机技术和数据信息处理技术，实现医疗过程数字化和信息化的技术处理方式。近年来，医疗领域的数字化进程逐渐加快，越来越多医疗内容开始尝试由传统的医疗模式向数字化的医疗模式转变[2]。本研究提出在线踝关节康复训练App这一医疗模式，用以整合和优化踝关节康复治疗进程中的医疗资源，协助踝关节患者更准确、便捷地完成相关训练内容。

1 基于Kano-QFD模型的用户调研分析

Kano模型是由狩野纪昭教授提出的能依据产品功能与用户感受的关系，准确分析客户需求的问卷分析模型[3]。该模型可分为必备型需求、魅力型需求、期望型需求、

无差异型需求和反向型需求5种类型，通过Better-Worse系数测算和平均满意度指标（ASC）得到用户需求的优先级排序[4]。QFD指标体系于1967年由赤尾洋二等学者提出，该理论是通过市场调研收集客户需求并绘制矩阵或图表，调查客户对产品需求，以便开发更符合客户需求的功能服务[5]。本研究结合以上两种理论，运用Kano-QFD模型开展用户需求分析，并基于此构建App设计框架和界面设计要素的分析流程，最后对界面元素进行规范设计，形成完整的界面视觉设计方案。

从用户的主观使用感受角度出发，提出个性化、层次化的设计方案，可增加App和大众用户的适配度[6]。本研究以踝关节患者的用户需求为导向，分析中国市场现有的康复类医疗App，并归纳总结这类App的主要功能，包括线上门诊预约、电子报告、体检服务、健康知识传播等。对比踝关节患者的用户群，收集目标用户对踝关节自主康复训练App的用户需求，归纳整理出10个一级用户需求，见

表1。据此提出20个需求问题，分不同年龄段回答，问卷中的每个问题均以正、反两个角度提问，答案分别为“我很喜欢”“理所应当”“无所谓”“勉强接受”“我不喜欢”，相对应的分值分别是4、2、0、-2、-4分。使用微信问卷星平台进行调查问卷的内容设计和发放，共发放112份

Kano模型调查问卷。在排除2份无效试卷（回答率低于80%）后，最终收集110份有效问卷。依据收集的有效用户需求数据进行了权重计算和排序，其中是用户的某一项需求被满足时的平均分；表示用户某一项需求未被满足时的平均分；表示该一级需求的权重，定量参数计算公式如下：

排在前3位的用户需求分别是：A9训练情况及时反馈、A4训练时有训练指导、A10设备简单没有场地要求，见表1。由此可知，这3个用户需求关注度较高，设计要素应重点参考。获取初步用户需求分析数据后，需将用户需求转换成设计需求要素，并基于QFD理论对设计要素进一步分析和细化，见表2。

根据110个问卷对每个问题的投票比例确认Kano类型，并通过Better-Worse方法分析用户对各项功能点的需求度，计算均值（ASC）为满意度系数。Better代表用户对提供这项功能满意，满意系数的数值在0～1，数值越接近1表明用户对这项功能的满意度越高。Worse代表不提供某项功能，用户满意度会降低，不满意系数的数值在-1～0，数值越接近-1说明用户满意度越低。

为更直观地展现App各功能需求度，以Better为横坐标、Worse为纵坐标，得到四象限图。第一象限是A-魅力型需求，可以吸引更多用户使用这款App；第二象限是

I-无差异型需求，此功能与其他医疗App相比，用户不需要太大差异；第三象限是M-必备型需求，是用户主观选择必需的App功能，是最重要的需求功能；第四象限是

O-期待型需求，是用户希望在本App中可以被满足的需求。Kano模型需求重要级排序设定中：M>A>O>I。

由图1的数据分布可知，A型需求位于第一象限，优先级排序为：训练个数和时间>身体数据>页面跳转>自主选择医生治疗>上传伤口照片；I型需求位于第二象限，无差别需求对用户满意度的影响较小，所以这个需求点不放在重点功能内进行设计；M型需求位于第三象限，优先级排序为：训练数据>分级提示信息>模块化>线上病情评估>专属治疗>界面规划设计>训练日程表>摄像头动作捕捉，这些也是本App必备的独特功能需求点；O型需求在第四象限内，优先级排序为：视频动作示例>与主题相关的icon>iPad普通前置摄像头居家训练>病情交流社区>训练动作种类多，见图1。

2 踝关节自主康复训练App设计方案

本研究将已有的用户需求按照权重定量转化成设计要求，根据Kano-QFD模型为App的设计构造提供指导方向[7]。踝关节自主康复训练App的界面信息设计架构，见图2。用户进入App的登录页后，首先进行用户身份选择；然后使用远程医疗选择主治医生并完成线上预约/问诊，得到有针对性的康复训练治疗方案，再进入下一步是患者的自我管理页面，其内容包括：“医患交流”“日程表”“训练计划”“社区交流”“我的”5大模块，分别对应上述Kano模型调查问卷的用户需求；最后，用户可根据具体需求点击模块以实现最底层功能的激活和使用。这种信息架构层级的设计简单、直观，能最大化减少用户信息的层级递进，提高便利性，其核心是医疗信息化背景下的用户快速响应、快速呈现的心理预期和需求。用户使用 App 登录页面并完成账号注册后，可选择医生或患者两个不同的身份进入系统。低保真交互原型的各页面关系图。

用户使用App登录页面并完成账号注册后，可选择医生或患者两个不同的身份进入系统。低保真交互原型的各页面关系图，见图2。

以患者为例：登录后界面显示M型必备需求属性的“线上踝关节病情自评估”功能，为患者与医生进行信息互通做准备。患者可浏览医生介绍，选择自己的主治医生，并上传踝关节病情信息，医生在后台可对患者进行预估，选择接受该患者的诊疗需求，建立医患通道。之后患者和医生通过平台进行病情交流，还可穿插线下问诊内容。所有诊疗内容都会形成数字文档，方便医生和患者在接下来的治疗中进行参考和借鉴。最后医生通过综合判断为患者制订针对性的踝关节康复训练计划。

3 踝关节自主康复训练App原型设计实践

结合上述Kano模型用户需求分析结果，用户对于App功能界面的设计需求，大致可分解为：M型必备型需求-“界面整体性的规划和统一设计”“细分界面功能的模块化设计”“界面信息的分级提示问题”；O型期望型需求-“App在icon设计中融合了与主题相关的设计元素”。以上分类用以确定界面信息的层级关系，便于对有特定功能的模块化设计风格、字体、色彩等视觉传达设计元素，可帮助患者快速找到需要的信息，提高界面的易用性[8]。

经过不断地优化和完善，该App的高保真模型界面原型设计相对应的各功能板块界面设计如下：“训练演示视频参考”功能模块参照专业的踝关节康复训练手册内容，提供多种可选择的训练动作视频示例资源，方便医生匹配不同的训练内容需求。其主要板块包括热身训daaCOzMJ6yQt0lP+Dlr9PA==练、力量训练、平衡训练、增强训练、灵活性训练，见图3。

从“个人首页”也可跳转入社区交流功能板块，见

图4。“病情交流社区”属于App提供的个性化服务，满足患者的社交属性需求，界面功能包括脚踝小常识、发表评论、搜索感兴趣话题。在这一功能模块中患者可跨越地域互相交流病情，通过社区中的互动获得归属感，也可通过社区平台展示自己的训练打卡记录，鼓励自己/他人坚持完成训练。病情交流社区还可作为医生的线上资料库，随着病例的增多和治愈案例归档的增加，该资料库有助于医生扩充治疗踝关节的临床经验，并从非典型病例获得治疗参考依据。

登录入口界面，见图5。用户注册App账号后，可选择以不同身份进入App。以患者为例，进入App后使用App的线上病情评估功能，上传踝关节患处的照片，进行初步的病情评估，也可自行浏览医生信息，选择合适的医生预约在线问诊。之后可以进入“个人首页”。“个人首页”板块由今日训练、医患交流窗、社区交流、日程表、个人中心组成，每个板块都有其特定的功能。如“日程表”包括固定训练日程的罗列及线上预约医生的安排，辅助用户有计划地安排训练时间，提醒用户网上预约医生就诊的时间。在“个人首页”中可直接选择 5 个所需要的功能，跳转进入对应的功能板块。

从图6中的A“个人首页”点击跳转到B“我的”自我管理页面。该页面包括训练完成情况、身体数据、训练记录等。其中训练完成情况和保存的训练数据，可方便医生和患者查看训练进程和训练动作标准度，医生用户还可根据用户数据走向制订下一步的治疗计划或优化现有的训练方案，见图6。

从A页面“个人首页”点击病患交流的icon可进入病患交流窗口C页面，前期预约医生，可在此窗口和医生进行实时的文字病情交流，或者视频通话和医生面对面高效率解决病况问题并针对治疗展开讨论，见图6。

自主康复训练使用流程图，见图7。该流程从“个人首页”的“开始今日训练”跳转入康复训练板块，在“训练项目”中选择今日需训练的动作，先观看规范的动作视频，之后开始训练任务。

点击“开始训练”ipad终端会开启前置摄像头进行呈现用户画面，并进行用户动作捕捉，检测到用户在iPad摄像头捕捉范围内后，进行倒计时提示，随后开启训练任务。用户的动作规范度将在界面上进行实时的视觉反馈，界面实时的视觉反馈信息包括训练时长、训练动作的完成度和动作准确度。

为实现普通摄像头也能够在三维空间中进行较为精准的人体动作识别，本研究使用OpenPose的部分代码以实现该功能。该图像识别的原理是基于计算机的卷积神经网络和踝关节训练动作样本资源库进行的特征分析训练。训练后的模型可以捕获用户肢体的关键点信息，并通过简单的计算实现获取肢体动作状态的评估。区别于矢量摄像头或多视角摄像进行动作捕捉的技术，这种轻量化的动作捕捉技术只需要一个移动终端的前置普通摄像头就能实现基本的姿态捕捉。用户训练动作不规范，App会出现标红的关节监测点，并用红色箭头提示需如何改正，用户通过视觉反馈进行动作的实时修正和调整。一个动作训练的时长或频次也会有语音提示，用户在规定的时间里完成标准的动作，才能达到既定的康复训练目标，让患者在踝关节的黄金康复期内得到有效的、正确的康复训练以缩短患者的康复周期，减轻患者的康复痛苦，节省日益紧张的医疗资源，激活有限的医生资源。轻量化的摄像头动作捕捉算法为这一数字化康复训练平台的实现创造了可能性。

4 结语

本研究针对患者对于康复训练App的需求进行了以“用户”为中心的需求调研和功能梳理。该方法的核心是使用Kano-QFD模型的用户需求定义与分类，并基于初步的分类结果建立App功能设计质量优化模型。重点功能的排序为后续的App设计提供了重要依据和参考，验证该模型进行数字化App平台设计的有效性。本研究还针对踝关节自主康复内容进行高保真App界面的设计实践，为本研究的设计框架提供可视化的综合参考和验证。App中的自主训练功能依据Openpose的代码实现，更丰富的功能拓展和更细化的动作分解有待进一步开发和完善。

综上所述，本研究对数字化信息平台设计中如何提高用户满意度和测试各项功能的重要度形成了新的设计参考，也为踝关节自主康复训练App界面交互设计提供理论依据和实践方向。

参考文献

刘璐.交互式脚踝复健平衡训练系统设计[D].上海：上海交通大学， 2020.

孟勋.“互联网+”：数字医疗走向新的阶段[J].中国科技信息， 2016（13）： 16， 24-25

胡晓李，赖建都.元宇宙产品概念之开发与设计研究：基于KANO模型探讨用户之需求属性[J].教育传媒研究， 2023（6）： 88-96.

杨勤，李尚泽，王卫星，等.基于优化Kano分析的产品定位设计决策[J].机械设计， 2020， 37（6）： 129-133.

殷佳宁.基于Kano-QFD理论的智能厨电界面设计研究[D].杭州：杭州电子科技大学， 2023.

梁佳，宋绪丁，华尧.基于Kano 模型的高校智能会议室功能需求与设计研究[J].家具与室内装饰， 2022， 29（4）： 86-91

郝炅旗.基于Kano-QFD集成的重庆高校休读空间营建研究[D].重庆：西南大学， 2021.

岳君，连亮.基于Kano模型的老年在线教育APP用户体验优化设计[J].广州城市职业学院学报， 2023， 17（2）： 50-54.

1基金项目：市级大学生创新训练项目（编号：cs2311001）

作者简介：宋蕾，在读大学本科，研究方向：数字媒体艺术。

通信作者：黄晶石，博士研究生，人因工学科学中心主任，研究方向：人因工学、医工学、生理人类学。E-mail：huangjingshi@sues.edu.cn