聚焦住院患儿心理的智能交互产品设计研究

关键词：住院患儿；智能交互；产品设计；情感化设计；心理疗愈

中图分类号：TB472 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）24-0134-04

引言

研究表明，约25% 的青少年群体报告感到抑郁，中国约有3千万名17 岁以下儿童与青少年正面临心理健康问题的挑战。这些问题常常源自疾病的折磨，可能成为长期心理隐患，影响个人终生发展。我国的儿童友好型医疗服务中心设计仍处于发展阶段，患儿心理需求特别是住院患儿的心理健康问题[1] 常常被忽略。焦虑情绪会影响治疗效果，而患儿对陌生环境的恐惧与不安往往使其更加严重[2]。通过上述对住院患儿的情感化分析，团队提出设计方案来解决患儿可能存在的心理问题，学习先进设计理念，并结合自身专业所学，用产品设计的方式为患儿营造温馨舒适的治疗环境，帮助患儿顺利康复。

一、住院患儿情感化产品需求

（一）住院患儿心理健康问题研究

虽然住院患儿的存活率仍在提高，但住院治疗的过程仍然可能会增加其面临精神健康问题的风险。这种医源性风险源于住院期间儿童所经历的身体痛苦、环境变化以及对疾病和治疗的恐惧。住院环境中的各种应激因素，如频繁的医疗检查、陌生的医疗设备和隔离感等，可能会对儿童的心理造成不良影响。长期住院还可能打断儿童的正常生活节奏，影响其社会交往和情感发展。在医疗干预的同时，重视住院患儿的心理健康问题，并采取适当的心理支持措施，显得尤为重要。

住院过程可能导致患儿出现精神健康问题的风险上升。住院经历可能会增加儿童急性应激、创伤后应激障碍（PTSD）、焦虑或抑郁等精神健康疾病的医源性风险，基于汉娜·道特里（HannahDaughtrey）等研究人员的一项研究评估了住院后12 个月内新发精神健康诊断的发生率[3]，结果表明，住院和特别是重症监护病房（ICU）住院与更高的精神健康诊断风险密切相关。

具体而言，该研究采用了回顾性病例对照方法，纳入了3至21岁、住院前后均有超过12个月保险登记的儿童，排除了在指数住院前2年内住院和既往有精神健康诊断的儿童。结果如表1 所示，住院儿童中有7% 出现了新的精神健康诊断，而ICU住院儿童这一比例高达8%。与未住院的健康对照组相比，住院儿童新发精神健康诊断的概率增加了12.3%，而ICU 住院儿童这一概率更是增加了63%。

汉娜·道特里（Hannah Daughtrey）等的研究发现，焦虑、抑郁和压力/ 创伤障碍是出现在住院患儿之间的最常见精神健康诊断，其占比如表2 所示，分别为2.5%、1.9% 和2.2%。此外，与急性疾病儿童相比，患有慢性病的儿童在住院后新发精神健康诊断的风险更高，尤其是患有复杂性慢性病的儿童。

这些结果强调了住院经历对儿童长期心理健康的影响，特别是ICU 住院的影响更为显著。针对住院患儿的情感化产品设计显得尤为重要，对此可以通过产品设计的手段减轻医源性精神健康风险并促进儿童的全面康复和发展。

此外，深入研究表明，面对住院情境，不同年龄段患儿所展现的心理反应呈现出显著的差异性。董荣芹和陈梅编著的《儿科护理学》中详细分析了各年龄段的患儿住院心理如表3所示[4]。结合上述研究内容，在针对住院患儿的产品设计中应当综合考虑不同年龄阶段患儿的心理特征。

（二）住院患儿调研数据分析

本次调研主要涵盖14个问卷问题，包括心理状态、孤独感、焦虑感、心理健康活动态度、交流意愿、家人或朋友交流、医护关心支持、无助感、心理健康问题、陪护机器人需求、医院活动参与意愿及心理健康评估参与意愿。本研究以65名住院患儿及其相对应的65名家属为研究对象，总计涵盖了130位参与者。调研结果如表4 所示，多数住院患儿心理状态受影响，表现出孤独感和焦虑感。尽管有家人和医护支持，仍有部分患儿感到无助和关心不足。对于情感化陪护机器人和故事化治疗方式调查对象总体上持支持和接受的态度。

（三）情感化需求

由于疾病治疗的因素，住院患儿绝大多数缺少正常的陪伴，孤立感和寂寞感常常笼罩着患儿[5]。在陌生的医院环境中，患儿感到不安全，且缺乏熟悉的情感支持和依靠。医院环境对于患儿来说是陌生且充满威胁的，其不得不面对陌生的医护人员、冷冰冰的医疗设备和繁杂的治疗过程，这些都加剧了患儿的孤独感和无助感。

通过实地调研山东省齐鲁医院住院病房，发现治疗环境更多注重实用功能性，而对于治疗者的心理疗愈上的考量设计存在不足。这对于身心发育尚不健全的儿童将会带来不良心理影响，严重时甚至可能出现抑郁情绪[6]（如图1）。

通过对住院患儿情感需求的分析，总结出他们面临的主要痛点需求问题。住院患儿面临陌生的医院环境，这种环境与其熟悉的家庭和学校有着极大差异。陌生的医疗设备、陌生的医护人员以及其他病人的存在，使其情感上产生了强烈的孤独感和疏离感。由于疾病的缘故，患儿被迫与同龄人隔离，无法像正常儿童一样参与各种活动。这种隔离不仅剥夺了其与朋友和家人互动的机会，也限制了患儿在成长过程中应有的社会交往和情感体验。这种心理上的孤立感使得其情感发展受到严重影响，进一步加重了心理负担。

住院治疗将导致患儿缺乏亲友的陪伴，患儿与外界的联系变得稀少，使其难以获得必要的情感支持。尽管有部分家属的陪伴，但受限于治疗等的限制，患儿情感需求还是不能得到完全满足，这将进一步加剧了患儿的焦虑情绪。

传统的医疗监测设备注重关注患儿的生理指标却忽视其情绪和心理状态的监测。疾病和治疗过程中产生的痛苦使患儿产生负面情绪，如果患儿的这些情绪波动和心理压力不能被及时发现和处理，则可能发展为心理障碍。同理，患儿健康状况的变化也需要及时检测，否则也会增加治疗的复杂性和治疗风险。

病房空间的局限性使患儿长期处于封闭压抑的环境中，这种空间压抑感将对患儿的心理健康产生负面影响，导致患儿出现抑郁和焦虑等情绪。在此环境下，患儿无法像其他孩子一样参加正常的学习和娱乐活动，不仅影响了学业进度，还降低了患儿的幸福感。

由于疾病或治疗导致行动不便的患儿需要更多帮助和照顾，但医院环境和资源的限制使患儿的这些需求难以得到及时满足。行动不便的患儿在病房内活动受限，无法独自进行一些简单的日常活动，这不仅影响患儿的自尊心和自信心，还增加了其心理上的依赖和无助感。

研究表明，多数住院患儿的家属在陪护过程中会出现焦虑不安等不良情绪，这在一定程度上会对患儿的心理间接产生消极影响。医护人员面临繁重的护理任务和高压的工作环境，导致其难以提供足够的时间和精力来满足患儿的情感需求。即更注重生理治疗，而忽视了对心理健康的关注和陪护。

住院患儿存在诸多情感化需求，但目前仍缺乏解决此问题的情感化产品的研究。研究聚焦住院患儿的产品，不仅可以改善患儿的治疗体验和心理健康，还能为医疗护理领域带来创新和进步。通过融合心理学、设计学等的理论和方法，可以开发出一系列聚焦住院患儿心理的情感化产品和服务，为其在治疗期间提供全方位的支持和关爱，促进其身心健康发展。

二、产品设计前期准备

（一）基于CMF 理论研究与产品设计：CMF理论的指导可以使得产品设计过程高效有序地进行。色彩选择尤为关键，柔和色调如粉色、淡蓝色可缓解焦虑，增强安全感。材料的选择同样重要，材质注重柔软舒适，选择亲肤棉布、环保软胶可以给患儿舒适的使用体验。产品的表面处理影响其外观吸引力，可通过圆润平滑的造型等手段提升产品的外观亲和力，改善患儿的治疗体验。综合运用CMF 理论应用可设计出符合患儿心理需求的产品，提升患儿的治疗体验，改善患儿的心理状况（如图2）。

（二）住院患儿心理疗愈方法：认知行为疗法（CBT）、心理支持、情绪调节、家庭治疗、儿童游戏疗法及药物治疗等是对住院患儿心理问题的综合干预方法[7]。通过这些措施，患儿可以更好地应对治疗过程中的不确定性和恐惧，获得情感支持和心理帮助，缓解焦虑和孤独感，提升康复效果和生活质量。

贴合心理需求的设计可以创造温馨环境，个性化服务可以增强参与度。将设计心理学应用在设计过程中，体现在产品中，往往使得产品更具人情味。学习和应用设计心理学，进行情感化设计，可以为患儿提供更全面的支持。

（三）人机工学原理：依据中国的儿童身高统计数据，1 至5 岁年龄段的儿童，其平均身高范围为80 厘米至110 厘米；而6 至12岁年龄段的儿童，平均身高则处于110 厘米至150 厘米之间。座椅高度和互动界面位置应符合不同年龄段儿童的身高特点，确保舒适和便利。

（四）竞品和权重分析

1. 对已有的竞品进行分析，发现当前市场上存在像Pepper 这样的智能机器人，但其主要针对广泛的用户群体，缺乏对特定儿童医疗需求的深度定制，尤其是缺乏针对患儿陪护功能的智能机器人。综合上述，对设计的儿童医院陪护机器人进行竞品案例分析，有助于明确市场定位和产品差异化，满足患儿的特殊需求。

2. 通过前期的调研，结合住院患儿的实际需求，总结归纳出交互性、情感化、美观性3 个设计权重关键词。结合调研数据计算出相应的权重值，并绘制表5 所示的权重分析表，以便更好地分配设计的权重比例。

三、聚焦住院患儿心理的智能交互产品设计

（一）基于KANO 模型优化方案：针对情感化陪护机器人，结合KANO模型对设计方案进行优化。为实现产品落地，计划采用生态友好、无害环境的材料。同时确保材料不会对患儿健康造成损害。产品外壳提供多种配色方案，虽不影响实质功能，但提供了一定的选择性，增强了产品的可定制性。结合患儿的反馈意见，对于产品外观也进行了完善优化，例如陪护机器人的手部设计由最初尺寸偏大，偏方棱的感觉改为弧度处理，使得外观更容易被患儿接受和喜爱。同时在原有的基础上增加了更多由患儿绘制的个性化表情，使得表情生动的同时也增加了患儿的参与感，激发患儿无限的想象力，提升互动体验。

（二）产品方案设计：产品的目标用户设定为0-14 岁因病住院的患儿。设计的“西西”（寓意希望）是一款专为住院患儿设计的情感化陪护机器人，旨在为患儿提供全方位的心理和身体支持。

结合CMF 理论陪护机器人计划采用流线型外观，旨在为患儿带来舒适体验。机器人整体采用几何图形元素进行造型设计，使其更加符合患儿的视觉偏好[8]。出于对儿童安全的深切考虑，机器人表面均经过圆角处理，以确保尽可能消除尖锐边缘，防止意外伤害的发生。主色调为蓝白色，蓝色代表冷静和安抚，白色则给人清新感，使整体外观温和舒适。充分结合人机工程学原理，设计符合目标用户群体尺寸数据的陪护机器人。座椅的造型设计严格按照患儿身体平均尺寸定制，保障患儿使用时的舒适感。且产品的踏板和座椅均可微调，使其适应不同年龄阶段的患儿（如图3）。

（三）产品功能和设计实践：解决住院患儿痛点需求应当做到心理健康的维护与疾病的治疗同步进行，通过提供给患儿情感支持和心理辅导，可以有效缓解其心理压力，进而提升其患儿治疗配合度和康复效果。结合自身专业所学，通过人性化的设计手段，给住院患儿情感支持和心理安慰，减轻其在住院期间的孤独感和焦虑情绪。

为了缓解患儿在陌生医院环境中的孤立感和不安全感，设计实践通过增加机器人与患儿之间的互动行为，提供患儿有效的关怀和支持。机器人通过情感互动功能，利用交互技术显著增强了患儿的参与感和心理安慰。机器人的头部交互显示屏提供多种互动体验，利用先进的AI 技术，其可根据患儿的画作生成相应的表情，并展示不同的情绪。这一设计使患儿能够直观地看到机器人的情感反应，感受到互动中的情感温暖，同时帮助他们认知和表达不同的情绪，有利于患儿表达和排解内心的孤独感。此外，通过显示屏，患儿还可以与亲人和朋友进行远程交流，仿佛亲友在身边陪伴，有效增强了其心理稳定性。通过丰富交互行为，力求解决患儿在陌生医院环境中孤立感和不安全感的问题，改善其住院体验。

在住院期间，患儿往往面临严重的情感沟通不足，长期缺乏心理倾诉导致其情绪波动和心理压力增加。且住院期间缺乏正常的人际交往，容易使患儿产生自闭等不良心理，影响其身心健康发展。为了解决此问题，设计陪护机器人具备语音交流功能。机器人通过自然的语音对话与患儿进行日常交流，回答问题，讲述故事，甚至进行简单的互动游戏。这样的设计不仅增强了患儿的情感体验，还帮助他们在陌生的医院环境中找到心理寄托，显著缓解了情感沟通不足的问题。通过创新设计的方法解决患儿在住院期间的情感沟通问题，促进了其身心健康发展（如图4）。

在住院治疗过程中，患儿的情绪和健康状况难以实时监测是一个重要问题。对此，陪护机器人设计自动识别和定位功能，能够随时跟随患儿并提供陪伴。通过身体接触和紧密陪伴，机器人显著增加了与患儿的亲密度[9]，有助于患儿与机器人建立良好的关系。在跟随陪伴的过程中，陪护机器人利用AI 技术自动识别并响应患儿的情绪变化。通过面部表情识别和语音分析技术，机器人能够准确捕捉患儿的情感波动，并及时调整互动方式，提供相应的支持和帮助。且机器人可实时检测患儿的基本健康数据，并在提供相应治疗建议及对策的同时，将这些数据及时反馈给医生。通过情感识别和健康监测，机器人能够为患儿提供更个性化的贴心关怀，提升其心理健康水平和住院治疗效果（如图5）。

空间局限的病房常使患儿感到压抑和不安，且因长期住院而缺乏正常的学习和娱乐活动，导致他们主要通过手机娱乐，心理放松方式较单一。针对此痛点需求，设计陪护机器人通过多种功能有效减少患儿的隔绝感并丰富其住院生活。陪护机器人结合了VR（虚拟现实）和AR（增强现实）技术，为患儿提供有趣的互动学习辅导和娱乐体验。通过VR/AR 技术，患儿可以身临其境般参与虚拟探险、科学实验和艺术创作等活动。这不仅激发了患儿的兴趣和好奇心，还帮助他们在治疗过程中保持着积极向上的心态，营造一个轻松愉悦的治疗环境。此外，机器人还通过播放治愈音乐，帮助患儿有效放松心情，改善医院环境的氛围，显著提升患儿的整体治疗体验。通过上述功能设计，不仅缓解患儿因住院而缺少身心放松途径的问题，还满足患儿对于学习的基本需求。

考虑到部分患儿因疾病或治疗原因导致行动不便，在对机器人的设计中加入了针对此需求的设计。机器人除了此前提到的互动交互等功能还可作为移动坐具辅助患儿行动。其移动轮的位置设计构成三角形的稳定结构框架，保证机器人在承载患儿行动时具备极高的平稳性。且轮胎表面的独特防滑纹理保障患儿行动安全。此外，机器人配备了机械臂，可为行动不便的患儿提供支持和帮助。不同于工业生产中的传统机械臂，其更注重视觉感受和实用功能上的人情味。这些机械臂不仅能模拟人类的动作，为患儿提供物理上的辅助，还能通过模拟温暖的拥抱动作，给予患儿心理上的安慰和安全感。此设计旨在解决患儿在行动不便时缺乏帮助的问题，同时通过温暖的拥抱等动作，给予患儿情感上的支持，提升患儿的安全感。

对于医护人员日常陪护患儿的需求也做了相应设计。医护人员需要随时随地为患儿提供药物治疗，因此陪护机器人的背部设计了一个可拆卸的多功能背包。其通过简单的操作即可完成药箱和输液架的转化。为药物储存药箱时，医护人员可以根据需要随时更换药物，保障患儿的治疗需求。其配备了可伸缩输液架，医护人员可以根据患儿的需要调整输液架的高度，确保输液过程的舒适和安全。此外，结合使用需求针对性进行机器人的细节设计。机器人特别配备一款可折叠且便于收纳的桌板，其不仅实用性突出，同时亦兼具良好的美观性。且机器人的手掌设置了应急操纵按钮，手指则作为临时操纵杆（如图6）。

对产品做进一步的设计实践，设计配套的充电设施采用无线充电的技术，避免漏电、跑电等安全隐患，为患儿提供安全保障。配备简约设计风格的显示屏，实时清晰显示充电进度（如图7）。

陪护机器人不仅在技术上提供了有效的辅助支持，更在情感上给予了患儿极大的安慰和关怀。通过这些综合性的设计实践，可以有效解决患儿在住院期间的孤独和焦虑问题，为患儿提供全方位的情感关怀和心理支持，显著提升其的整体治疗效果和质量。这不仅有助于改善患儿的住院体验，还探索了新技术结合设计方式以及情感化设计在医疗产品中应用的可行性。

（四）App配合产品完成心理治疗任务

1. 故事化结合心理治疗过程：通过陪护机器人与App结合，实现对住院患儿的全面呵护。App创建专属社区平台，提供互动和情感支持。机器人指导治疗任务，鼓励互赠礼物、交流病情，增强社交互动。故事化心理治疗潜移默化实现疗愈。App 实时更新健康数据，家长及时了解状况。冒险故事及茶文化、丝绸、瓷器修复和书法绘画等活动促进患儿心理健康与社交发展。通过趣味性的故事，以App 为艺术媒介给予住院患儿情感疗愈[10]。互动游戏融入中国地域特色的传统文化元素，通过娱乐互动，缓解患儿焦虑，增强社交能力，提升心理健康，提供温馨安全的治疗环境。

2. App与交互产品：治疗任务与游戏结合，可以吸引患儿的注意力，使得患儿更好地配合治疗活动[11]。智能玩具通过NFC/RFID提升互动性，通过投影或VR 设备互动。茶文化游戏释放茶香，机器人引导并监测心率和呼吸，引导患儿呼吸冥想训练。丝绸画卷游戏可促进患儿社交，瓷器修复游戏培养其坚韧精神，而书法绘画游戏则为患儿提供个性化指导。通过创意性的艺术治疗手段缓解住院患儿的焦虑恐慌等不良情绪[12]。绘画的教程由机器人通过显示屏展示，患儿也可直接在屏幕上练习。

3. 实现设计的技术支持：情感化陪护机器人和App设计需多种技术支持。视觉AI和图像处理技术用于识别患儿表情和肢体语言，精准感知情绪变化。视频通讯技术实现远程心理支持和家庭联系，缓解孤独和焦虑。VR 技术提供沉浸式娱乐和放松体验，帮助患儿转移注意力，减轻疼痛。

结论

设计的聚焦住院患儿的情感化陪护机器人及其配套的叙事化App是针对患儿心理健康需求的综合解决方案。配套App融合了最新的交互技术，旨在为患儿营造一个舒适且温馨的互动体验环境。视频通讯技术促进患儿与家人的交流。总结上述的研究和设计实践，通过情感化产品设计的方法解决住院患儿的心理健康问题，希望通过的设计可以提升患儿的治疗体验，促进患儿健康成长。