穿戴式设备和大数据技术在医疗健康中的应用绪论

　　第 1 章 绪论

　　1.1 课题的背景

　　近年来，由于老龄化人口发展的加剧，我国的慢性病发病率有所增加，其死亡人数已经占到总死亡人数的 85%.这说明我国已经进入具有如下特点的慢性病高负担期：慢性病人人数多、患病时间长、较高的医疗成本以及较大的服务需求量（如图 1.1）[1].其实，很多疾病在初期都并不严重，但由于病人的疏忽，没有及时调整生活状态、及时治疗，导致病情加重，到后期花费巨大的医疗资源、人力财力都未能治愈。当今社会，医患关系紧张，其中不乏国家政策的原因，但从另一个角度来看，医院和患者都有不可推卸的责任。从市场经济的观点来看，医院出售的是医疗技术和医疗服务，那么应该本着对病人负责的态度，并不该将走出医院作为结束点，后期对病人康复情况的监测评估也尤为重要，直到病人病情稳定甚至完全康复，整个医疗过程才真正结束。而对于病人来说，严肃认真对待自己的疾病，努力改变糟糕的生活方式，按时服药，积极与医生沟通身体状况，配合医生的指导和治疗，疾病就不至于恶化，使自己付出更多代价。

　　如今穿戴式产品迅猛发展，由于其穿戴性和智能性，它可以持续地监测人体数据、记录和处理大量信息、并将数据上传至云端便于调取，还能搭载多种功能与用户互动。穿戴式设备为医患互相了解、协作和沟通提供了完美的解决途径，也为患者提供了一种自我健康管理的方式，对减少慢性病患病人数、降低病患死亡率有着积极的作用。

　　1.2 国内外穿戴式医疗设备市场现状
　　
　　在穿戴式市场方面，虽然健身类产品目前的市场占有率较高，但伴随着价钱昂贵、功能单一、同质化程度较高等问题，未来发展已不被看好，反观医疗类穿戴式产品却颇有市场前景。市场调研公司 ahadome 曾经预测，未来穿戴式医疗产品至少占整个穿戴式设备市场总份额的 50%.

　　1.2.1 国外穿戴式医疗设备现状

　　据业内相关人士估计，未来 3-5 年，全球穿戴式医疗市场价值将从现在的 30 亿-50亿美元向 500 亿美元发展，相当于 10 倍的增长空间[2].国外穿戴式医疗市场发展较好，已形成较为完整的商业盈利模式，这套盈利模式的重点往往是系统的医疗服务，而不是穿戴式医疗设备本身。如美国的 CardioNet 公司，主要与医疗机构和保险公司合作，为医保病患提供专业的心电图数据记录和分析服务，CardioNet 系统包含一个穿戴式医疗设备即心脏检测器，以及一个便携式监控器和后台的分析系统与监控中心。

　　1.2.2 国内穿戴式医疗设备现状

　　2012 年中国可穿戴便携移动医疗设备市场规模达到 4.2 亿元，预计到 2017 年，中国可穿戴便携移动医疗设备市场规模将接近 50 亿元（如图 1.2）[3].相较于国外穿戴式医疗设备市场，国内市场正处于从卖硬件到卖服务的转型阶段。

　　国内医疗器械企业如中卫莱康、优加利、九安医疗等已涉足穿戴式医疗市场，中卫莱康和优加利主要与各大医院合作，为患者提供监护等医疗服务。而九安医疗的 ihealth系列产品主要面向大众消费者市场，售卖产品的同时免费为用户提供数据分析等医疗服务。当然，国内也有不少知名医疗企业对穿戴式设备持观望态度。深圳迈瑞、三诺生物、鱼跃医疗等企业的相关人士均表示，公司暂未涉足可穿戴医疗设备的研发生产。

　　1.3 课题的学术价值和社会意义

　　1.3.1 课题的学术价值

　　国内的研究机构和科技企业都对穿戴式设备饶有兴趣，已投入不少人力物力进入这一新兴领域。截止至 2014 年，全国性可穿戴计算学术会议已经举办了四届，该会议集合业界精英，旨在探讨目前穿戴式市场的热点和发展趋势，共同创造美好未来。除此之外，国家自然科学基金委和国家“863 计划”也支持了多项可穿戴式设备相关技术产品研发项目[4].

　　通过高精度的传感器采集身体的各项数据，并将数据上传，为临床诊断提供依据，这是目前诸多学术论文研究的热门课题之一。然而，此类的学术论文多从医学和软件工程的角度研究穿戴式医疗设备，而本文的切入点是设计学，利用现有资源和技术，使产品的功能和使用方式更加人性化，更加符合用户需求，进而使用户体验更加舒适和自然。

　　目前国内以此为关注点的研究较少，而这点恰是穿戴式医疗设备未来规避同质化最有效的途径，所以本文的研究颇具学术价值。

　　1.3.2 对社会进步的意义

　　如今，医生与患者之间关系紧张，不但影响着医疗服务市场，也为社会的安定埋下隐患。其实，医患关系的实质应该是“利益共同体”.医生和患者有着共同的信念“战胜疾病，恢复健康”,在这个过程中，既要依靠医生纯熟的诊疗技术，又需要病患积极地配合协作。一旦疾病治愈，医生帮助患者恢复了健康身体，患者也帮助医生深化了对医学知识的认识，使其医术更加精湛，双方各有获益。所以，正常且积极的医患关系对治愈疾病，提高国家医疗水平，保障居民幸福度，促进社会和谐，都有着至关重要的作用。

　　造成医患关系紧张的原因有很多，其中不乏政府投入不足、法规欠缺和医疗卫生体系不完善等，这些方面需要政府和政策的支持，单凭我们的一己之力无法改变，但也有一些方面，我们是可以利用设计去改进和完善的。排除一些外在因素，医生与患者之间了解不足，沟通不够，不能互相理解信赖，是两者关系紧张的一个重要原因。如何增强医患之间了解度，促成有效沟通，提高看病效率，又不影响双方正常工作，穿戴式计算机技术为此提供了一个近乎完美的解决方案。穿戴式产品可以承载大量信息，并将信息传送至云端，供他人了解监控，并与相关软件配合，快速接受指导信息，形成沟通的闭环。面向病患的穿戴式医疗服务产品能动态监测身体数据，由于样本量的增大，得出的结论将更加精确，有利于医生提升诊断效率，建立医患之间的信任感，对促近医患关系和谐、减少医疗纠纷有着积极的作用。

　　1.4 研究的内容和方法

　　1.4.1 研究的内容

　　本文将穿戴式设备和大数据技术应用于医疗健康邻域，结合设计学相关原理，整合出促成医患无缝沟通的服务流程和概念设计；并通过探究病患的心理需求和行为模式，发现用户实际需求，设计探索出监测生理数据、管理健康、促进医患沟通、提升诊疗效率、具有良好用户体验的穿戴式健康医疗产品，以及配套的应用程序。

　　本文具体研究的内容如下（主要论文结构见图 1.3）：

　　（1）对当前穿戴式市场现状进行文献调研，发现其存在的问题及未来发展趋势；研究现有穿戴式医疗产品，发现其商业模式的共性，为后文概念的提出打下基础。

　　（2）了解医患对移动医疗的期望，研究现有医疗大数据服务的盈利模式，提出未来中国医院可使用的医疗大数据服务概念，验证概念的可行性及提出概念构架。

　　（3）为了更好地进行医疗大数据服务采集终端--穿戴式设备的设计，首先进行用户需求研究，通过对目标用户心理和行为的研究，建立合理的人物角色模型，并使用人物角色和场景剧本定义用户需求。

　　（4）根据目标用户的需求，进行后续的产品设计和交互设计。在设计过程中，考虑产品造型、材料与技术、人机尺寸、配色和交互界面等因素，并利用产品的纸面原型进行用户测试，证明其可用性。

　　（5）为使穿戴式设备的功能更加完整，参照当前医疗健康类 APP 的界面，融合笔者的设计理念，设计配套的 APP 界面，并规划使用 APP 进行医患沟通的主要流程。

　　1.4.2 研究的方法

　　本文主要采用“以用户为中心”的设计方法进行产品与交互设计，即以用户为核心，让用户参与到整个项目研发过程中来，设计师通过用户访谈和观察等手段研究用户，建立人物角色和情景场景，从而发掘用户需求，并针对目标用户进行方案设计，最终通过用户测试确定方案的过程。

　　“以用户为中心的设计”即用户体验设计，其研究的方法有很多，一般来说可以分为两大类：定性研究和定量研究。

　　定性研究是一种探索性的研究方法，相对比较主观，它基于比较小的、特定的样本量，关心的是“如何（how）”和“为什么（why）”;定量研究是指在研究过程中通过大量的样本数据来测试和证明某些事物的规律，通常是针对大的、随机的、有统计意义的样本量，一般要回答“是什么（what）”的问题[5].

　　因为人类行为受过多因素影响，比较复杂，如单依靠定量数据来理解会有偏差。设计学隶属于社会科学，使用定性研究的方法，可以帮助我们有效地理解产品的问题范围、使用情景和约束条件，还能让我们更为迅速识别产品用户的行为模式，所以，本文的研究方法以定性研究为主，定量研究为辅，主要方法如下：

　　（1）文献调研：收集和研究与产品或产品所在领域相关的任何文献。

　　（2）用户访谈：与用户交谈，引导被试者讲述一些与调研内容相关的情景故事，并整理记录。

　　（3）现场观察：在产品使用现场，观察用户行为，并记录他们遇到的问题和如何解决。

　　（4）情景式调研：在正常的工作、家庭或者其他与产品有关的场景中，观察用户并和他们沟通，从而发现行为中的所有重要细节。

　　（5）可用性测试：在设计过程中，不时地选取用户，给予他们一系列明确的任务，并和用户探讨完成任务时的难易程度，然后对现有产品进行评估，尽早发现问题，改进设计。