基于用户体验的智能听诊器设计研究

李明浩　张阿维

摘要：针对听诊器存在的问题，基于用户体验理论研究方法，探讨听诊器的智能化创新设计，满足用户体验的需求。在用户体验基础上，分析总结智能听诊器与用户体验的关系，建立智能听诊器的设计方法流程，探讨不同层次对听诊器的智能化层次设计思路，并在此结论上提出智能听诊器的设计策略及家庭智能听诊器的设计方案。该智能听诊器具备造型亲和美观、操作便捷、克服用户恐惧心理等特点。用户体验层次分析法可以对听诊器智能化创新设计提供指导。

关键词：听诊器 用户体验 创新设计 智能 情感化

中图分类号：TB47 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2021）02-0109-03

引言

随着中国互联网的飞速发展，5G时代已进入我们的生活，智能家居聽诊器作为医护中常备医疗器械，相较于现代科技的成熟发展，目前大多数听诊器还处于传统听诊器模式，传统的听诊器在使用中，单一功能愈发显得力不从心。在新冠病毒疫情中，传统听诊器暴露出穿戴不便，使用体验欠佳等缺点。对于一些突发性病情诊治必须到医院就诊，然而就诊情况却是不需要送到医院的情况，不仅是对人的不便，也是对医疗资源浪费的不足。因此需要对用户的使用需求进行分析，设计解决这类问题的智能听诊器。针对功能单一，使用体验差等问题，利用用户体验的三层次分析方法，对听诊器进行智能创新设计。

一、听诊器智能化设计与用户体验

由于科技的更新，智能技术应运广泛，在医疗器械上起到促进作用，智能技术在医疗行业中开发的各种各样，听诊器智能化设计也开始发展，尽管有萝卜医生智能听诊器与“蚱蝉”智能听诊器的设计，得到专业奖项，但相较于整个听诊，智能听诊器的开发与应用还处于萌芽阶段。开展听诊器的智能设计研究，是具有前瞻性和目的性的设计趋势。

目前听诊器的智能设计研究主要集中在功能设计上。姚慧卿提出的听诊器数据云端传送，专家远程会诊。廉宇琦等利用电子听诊器传感特点，设计出精准测量心音的传输系统，便于医护人员听诊【2】。关于听诊器智能表现的其他方面，市场上较为空缺。

最早提出用户体验是设计心理学的作者唐纳德诺曼（DonaldNorman）。对用户体验定义为用户在使用一个产品或系统的全部感受，包括使用前，使用中，以及使用后【3】。针对用户体验在听诊器中的使用满意度进行用户调查，调查对象来着于华西医院专业人士、不同年龄阶段用户、医疗器械设计师，应用SPSS进行数据分析，首先进行信度分析，如表1，关于听诊器各因素调查达到20项，克隆巴赫值为0.946，可靠性指数高，表明调查数据来源可信度高，通过调查表明，如表2，皮尔逊相关性值为0.655，可看出听诊器因各因素影响，用户体验满意度较弱。因而，在听诊器设计中，要以用户体验为基点，多因素考虑用户需求，采用用户体验三层次规律，建立用户体验与听诊器的之间的关系，构建高效可行的智能听诊器设计方法与流程。

二、基于用户体验的智能听诊器设计框架

（一）听诊器智能化设计与用户体验关系框架

用户体验包含三层次，分别是本能层（外在层次）、行为层（中间层次）、反思层（内在层次），智能听诊器要素包含有CMF、造型设计、科技感设计、多功能要求设计、易用性、便捷性、操作性、情感性等要素，以三层次为出发点，与智能听诊器要素相结合，构建用户体验与智能听诊器的映射关系，通过映射关系产生的论点作为研究突破口，由此确定不同体验层次对应的设计内容构建出智能听诊器不同层次的设计属性范畴，如图1。

1.本能层次的智能化设计。在听诊器智能化中主要体现在外观造型，CMF的塑造，这两种形式是听诊器智能化重要表达。基于感知的表达形式，有利于增加用户满意度，获得较强的设计认知，增加听诊器对用户的亲和力，激发出用户购买欲【4】。

2.行为层次的智能化设计。行为层次是感知到感受的一个强化过程，是经过大脑对人进行有意识的控制，通过人们对产品语义的认知，模拟对产品使用逻辑推敲，筛选或者过滤行为、动作从而引起的用户体验。在听诊器智能化通过行为引起的用户对听诊器智能性、操作性、便携性、安全性等特征的沉浸式用户体验。

3.反思层次的智能化设计。在听诊器智能化的反思层面，源自于用户对使用智能听诊器产生感受后的自我反思与回忆，通过智能化设计的元素，勾勒出用户情感与听诊器的交互，满足情感诉求，引导用户积极向上的乐观态度进行检测，达到稳定用户使用前，使用中和使用后的情绪体验。

本能层次的感知体验会影响内在层次的反思认知，而内在层次的情感体验会有抵触外在层次的情绪，本能层到行为层，再到反思层都是相互联系，相互影响的层级关系，只有综合发挥出作用，进而达到多感官体验、行为体验及情感体验的和谐共进的效果。

（二）智能听诊器设计流程框架

以构建的用户体验与智能听诊器的映射关系，应采取系统分析方式建立听诊器智能化设计框架，如图2。设计师应以用户体验出发：首先确定研究目标，其次探究方案构思，使用体验三层次确定智能听诊器的关键因素，分析用户体验与智能听诊器的映射联系，然后分层次进行严肃分析，开展设计过程，进行可行性判断，最后对智能听诊器进行优化设计，以达到优质的用户体验的表达效果。

三、基于用户体验的智能听诊器设计策略

听诊器智能化设计需与用户体验理念相结合，从科学视角出发，有效应运CMF，设计出具有亲和感的听诊器，避免用户在感官上产生抗拒心理，针对用户本能感知出发，在感官上达到听诊器外观造型智能化。紧跟社会发展潮流，顺应当前设计风格趋势，简约时尚风格更受用户喜爱。

（一）本能层次的智能听诊器CMF与外观造型设计

为了满足用户的感知体验，设计师应从用户的感知出发，寻找用户第一印象感受，将智能化与五感相关的元素进项有机结合，考虑不同消费群体使用方式，使不同消费人群体验到智能化听诊器的与众不同，满足消费者认可度需求及医疗安全可用性的塑造。

1.智能听诊器CMF设计：充分发挥材质特性，材质是触觉第一感受因素，科学取材为用户带来舒适、愉悦的体验，金属代表科技感，合成材料代表时尚感，玻璃代表纯净感等，材质的选择会影响用户对产品智能化的判断【5】。运用色彩快速打动消费者，色彩是视觉先导因素，合理应用色彩为用户传达设计理念与心理暗示，简约明了的色彩搭配，给用户一种精致感，暖色与冷色色彩需相互搭配，冷色代表理智、沉稳，符合听诊器作为医疗器材的严谨性与智能性，但也要暖色点缀，给用户温暖体验【6】。工艺精制，细节处理得当，目前同质化现象严重，智能化产品的精美程度是打动用户的重要因素，所以听诊器则需以品质与细节打动用户，这也是用户自我标榜的体现。

2.智能听诊器外观造型设计：唐纳德.诺曼在《设计心理学》表明：外观是可以跨越种族与文化，给用户带去直观感受。在智能化表达中，用户偏爱比较规则又富有变化的美学产品，考虑听诊器为医疗产品，设计时避免尖锐、冰冷感，所以听诊器外观形态应圆柔、中庸。数字技术的发展，大数据的成熟应用，5G技术的普及，EKOAI技术的临床试验，所以在智能化表达中可采取无线听诊器模式，分析听诊内容可视化设计。充分考虑不同群体对听诊器的需求，儿童智能听诊器可采取趣味可爱仿生设计，成年人可采取简约时尚设计，老年人可采取沉稳典雅设计。

（二）行为层次的智能听诊器多功能与易用性设计

为了满足用户行为体验，设计师应了解用户如何使用产品为第一步，以智能产品功能性为基点，易理解，易用为支撑，突出只用智能听诊器的人性化，不仅要解决使用听诊器的本质问题，还要完成第一本能印象后的延续体验，加深智能化听诊器与用户之间的互动交流，增加智能化与用户的亲密性。合理配置各项数字技术，促进听诊器多功能结构智能化，深入挖掘高层次情感，丰富听诊器情感智能化。通过多个维度对听诊器在智能化框架设计，优化用户对听诊器使用体验、使用环境和谐统一。

1.智能听诊器多功能设计：听诊器的应用应突破传统听诊器单-听诊功能，根据科技技术发展，更新换代落后产品，解决常规听诊必须去医院的麻烦，可根据听诊器智能操作流程，进行自我听诊，根据大数据分析，配合互联网技术，APP专业显示，可进行自我判读听诊情况，可远程传控家人移动端APP便于了解详情，对于疑难听诊情况，可传输与专业医护人员的PC端软件，专家远程听诊【7】。对于医护人员听诊需求，可进行心音、肺音采集进行储存数据再分析。目前技术可通过心肺音等不同情况产生的赫兹进行判断听诊的部位，例如心音产生的频率在70HZ至120HZ，肺音200HZ至600HZ，根据此原理筛选用户听诊部位是否正确，可极大地避免医护主观意识对收集的数据进行的误判。

2.智能听诊器易用性设计：用户对医疗器械的使用具有陌生感易用、易理解的设计是智能产品行为层次的关键因素。在使用中，不同层次的用户都应无障碍使用听诊器，根据语音提示或指示信息，简单快捷的完成自我听诊过程，避免跳跃、曲折的操作体验8，目前可视化技术成熟显现，可在显示屏上可明了清晰看到听诊数据、心音图，用户能直觀感受到听诊情况。解决用户操作不同部位的听诊迷惑，使用可视化的提醒功能，图片形式展现听诊应在哪些部位，指导用户正确移动听诊拾音部分进行数据采集，极大化辨别听诊准确性。在操作中，采用表面声波触屏方式，触屏形式更便捷智能，为用户提供新颖、直观简便的使用体验。

（三）反思层次的智能听诊器情感与后续服务设计

为了满足情感体验，设计师应注重情感化传递，由于听诊器是特殊产品设计，应用趣味化的元素稳定用户使用体验情绪，有温度有情怀的关怀设计，帮助用户建立自我价值、自我形象及唤起安全感的回忆，使用户给予听诊器信任度与认可度，能在轻松的情景下使用听诊器。

1.智能听诊器情感设计：智能设计的发展是为人服务的，情感设计在医疗产品中是一大趋势，听诊器智能设计需要摆脱传统冰冷形态，赋予更加亲和的情感因素，更舒适的人机体验【9】。由于拾音器接触皮肤时，具有冰冷刺激感，因此可在拾音器底部增加加热芯片，可控恒温设置，减缓听诊时的刺激反应，稳定用户的情绪。由于听诊器的用户群体广，属于大众产品，所以采取紫外线灭菌，解决听诊器健康安全问题。在面对听诊的恐惧心理时，心跳加速等因素会影响到听诊结果，可通过智能语言的暗示，趣味的提醒，或者音乐的疏导，帮助用户在使用时不再处于过度紧张中，增加听诊准确性。

2.智能听诊器后续服务设计：听诊器不仅在听诊时需要良好的听诊体验，也需要相关的后续的优质服务。在智能化系统中，随着听诊器的不断改良优化，所以听诊器操作的软件系统也需要及时更新，不断优化用户使用体验。在面对突发操作情况，听诊主机应有应急操作按键，便于用户简易操作，听诊器厂家提供技术指导及维修后续服务。

四、家庭智能听诊器设计案例

为验证用户体验三层次对智能听诊器构建具有效性，随着互联网+健康医疗的发展趋势，本案例的设计市场定位于家庭智能听诊器，根据市场调查问卷数据，运用语义差分法最终选取了9组感性词汇建立7级量表，分析9对感性词汇，“圆滑的一棱角的、明亮的一灰暗的、精致的一粗俗的、温暖的一凉爽的”是指智能听诊器的外观造型及颜色、工艺、触感问题，这是用户体验本能层次因素，也是最基本因素。“多功能的一单一的、互动的一单向的、流畅的一停滞的”是指智能听诊器使用功能、在使用过程的操作问题，这是用户体验行为层次因素。“轻松的一严肃的”是指使用智能听诊器的感受问题，这是用户体验的反思层次因素。9组词汇分别涵盖了用户体验的不同层次的需求，感性词设置为-3、-2、-1、0、1、2、3，表中3表示感性认知更符合左边的形容词、-3表示更符合右边形容词，如表3。

选取了61名调查者接受问卷调查，包括医护人员10人，55岁以上用户15人，20岁至55岁用户15人，20岁以下15人，设计师6人，将感性词汇均值在SPSS软件进行降维分析，根据影响因子重要程度排序，最终确定影响智能听诊器的主要感性词汇为圆滑的、易用的、多功能的、温暖的且轻松的。并以此作为家庭智能听诊器设计优先级的理论依据，在本能层的外观设计，行为层的易用及多动能设计，反思层的克服恐惧心理设计进行重点设计。

“米”形外观造型。大米的形状圆润通透，是常见的食物，拉近用户与听诊器的距离。圆弧设计避免医疗器械中硬冷风格，手握部分采取凹弧设计，更符合手部人机工学，便于用户手握。显示屏显示方向是贴合身体部位方向，更便于用户在使用过程中正常观看屏幕信息内容。白色主体设计，简约且具有智能产品表现，蓝色色彩搭配，增加用户对产品的信任度，如图3。

多功能易用性设计。根据前文分析得出，易用性在行为层具是重要影响因素，在交互设置有蓝牙传输（便于传输数据）、WIFI连接、声音调节、电量显示、时间计时（便于观看听诊计时时长）的基础功能，且有听诊部位显示图，用红色点进行标记，便于用户在操作中根据部位图寻找听诊的位置，使听诊数据更准确。有数据显示功能（直观了解听诊数据）、心电图显示（通过波长及波峰疏密程度了解听诊部位有无异常），实时进行数据分析。底部有不同功能区域，包括数据上传，传至子女或医护人员PC端，便于他们进行更详尽的数据了解及分析。测量分析分为呼吸系统测量、心脏测量、肺部测量、肠鸣音测量、胎心测量功能，能满足在家就能测量出基础情况，避免去医院听诊的烦恼，如图4。在操作上一键开关，避免操作失误，显示交互采用触屏方式，操作交互连续性更强。背部采用USB接口，采用充电储蓄功能，避免电池更换造成的环境破坏，也可以更加便捷用户充电使用。

克服恐惧心理的情感设计。在背部设置音孔，可进行语言操作流程以及数据汇报，避免用户在使用操作上的恐慌，如图5。底部设计有加热消毒孔，避免听诊器直接对皮肤的冰冷刺激以及避免卫生问题，同时避免了因触感造成的心理排斥感。底部设置有玻璃盖，使用完成后关盖放置，更利于保护拾音器部分，防止灰尘杂质进入，从而影响听诊效果，如图6。

结语

用户体验在健康医療中是必然发展的流行，为此基于用户理念的基础，通过用户体验三层次与听诊器智能设计之间的联系，构建设计流程，在不同层次中寻求设计策略，从本源寻找听诊器的智能设计问题，再解决问题，促进用户使用智能听诊器具有良好的用户体验。文中以家庭智能听诊器为例，通过语义差分法量化了感性词汇，进行SPSS分析，总结得出圆滑的、易用及多功能的、温暖的、轻松的智能听诊器。随着科技与人工智能发展，怎样将用户体验与智能听诊器融合，探寻智能设计是听诊器未来研究发展方向。

参考文献

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【2】廉宇琦，张国军，王卫东等.MEMS电子听诊器信号采集传输系统【J】.电子器件，2019，42（06）：1590-1593

【3】（美）唐纳德A.诺曼小柯译设计心理学.设计未来【M】.北京：中信出版社，2015：8-10

【4】孙梦阳，谢亨渊.智能产品设计中亲和力的表达【J】.湖南包装，2018，33（02），47-49+71

【5】曾栋，周砖，程海峰，李坤刚等产品设计中的触觉体验研究【J】.包装工程，2020，41（2）：134-141

【6】张莉，李禹莹，梁爽.CMF在医疗产品上的应用及展望【J】.设计，2020，33（01）：140-142

【7】盛煜，彭恒，冯毅.基于5G移动网络的智慧医疗应用【J】.邮电设计技术，2019，（7）：1-5

【8】邓威.基于人性化理念的老年人医疗器械设计研究【J】.设计，2019，32（20）：138-139

【9】赵琴.基于情感层次理论的医疗产品设计策略研究【J】.设计，2016，（15）：57-59