促进社会福祉：基于公共卫生信息的可视化设计研究

薛雨 王瑾

摘要：为了探索信息可视化手段在健康传播领域的设计策略，有效增强公共卫生信息的存在感、传播力及影响力。本文试图通过回溯公共卫生信息可视化经典案例，厘清公共卫生事件中显隐性信息关联数据网、搭建基于公众认知习惯和可视化方法的公共卫生防控全面视图与健康演化模拟系统、讨论互联网媒介下融合界面的可视化应用。并以国内心源性猝死的实际情况为蓝本，创新探索关键帧线性叙事对公众阅读方式的有效引导，讨论公共卫生信息可视化设计的方法、策略，为相关领域的可视化设计研究提供思路。

关键词：公共卫生；可视化设计；信息图表；健康传播；心源性猝死

中图分类号：G122 文献标识码：A

文章编号：1003-0069（2024）01-0141-03

Abstract：In order to explore the design strategy of information visualization in the field of health communication，effectively enhance the sense of existence，communication and influence of public health information. This paper attempts to clarify the data network associated with explicit and implicit information in public health events，build a comprehensive view of public health prevention and control and health evolution simulation system based on public cognitive habits and visualization methods，and discuss the visualization application of the fusion interface under the Internet media by tracing back to the classic cases of public health information visualization. Based on the actual situation of sudden cardiac death in China，we innovatively explored the effective guidance of key frame linear narrative on public reading，discussed the methods and strategies of visual design of public health information，and provided ideas for visual design research in related fields.

Keywords：Public health；Visualization design；Info-graphics；Health communication；Sudden cardiac death

人类历史是与各种疾病抗争的血泪史。近现代以来，科学探索疾病根源的意识觉醒；公共卫生事件的警示教育；医疗健康常识、卫生应急知识的普及等都离不开可视化设计。目前，世界卫生组织WHO依据数据库和疾病信息系统建立有多个数据仪表盘（Dashboard），并行成全球疾病可视化年度报告；美国疾病控制与预防中心（CDC）网站设立信息图表模块向公众发布故事化的疾病常识，共享复杂信息和数据。依赖于互联网技术，可视化设计已成为政府和卫生组织向公众宣教的新利器。而在几百年前，健康传播近乎等同于治愈疾病的良药，为了避免更严重的公共卫生后果，疾病专家和设计工作者们竭力拉近卫生知识与公众的距离。

（一）早期基于地图的数据量化

19世纪，霍乱像噩梦一般席卷全球，单是英国就有13万人死于此病。1855年，约翰·斯诺在《霍乱传播模式研究》（On the Mode of Communication of Cholera）第二版中绘制了一张标明宽街死亡病例数量和确切住址的地图：越靠近水泵的区域，死亡人数越多。这张后来闻名于世的“死亡地图”，在数据量化上透露出约翰的巧思：他将代表死亡病例的黑色线段平行填充在建筑物轮廓和街道之间，比起“点”状分布让画面更加清晰简明，快速有效地突出了死亡数量与地理信息之间的关联。

当时，伦敦并非只有约翰·斯诺通过地图研究展现霍乱的致病因素。1849年，流行病学家和统计学家威廉·法尔（William Farr）在地图中将海拔有明显变化的地区划分开，利用有色墨水的深浅表现死亡数量的多少，添加展示了海拔坡面与死亡率之间的映射关系，综合证明海拔高度与霍乱死亡率呈反比（图1）。墨水的量化和与纸张之间的渗透无法做到数学上的准确，但足够向公众传达死亡数据上的落差，这与现代计算机算法呈现的热力图从视觉形式到量化方法上都有着类似性，是人类早期公共卫生数据可视化宝贵的先驱经验。

（二）针对公众医疗教育的信息图解

20世纪30年代，伴随着传播学的发展，人们开始意识到信息传播中公众角色的重要性。纽约“全国肺结核预防与研究协会”注意到一支致力于“视觉教学方法”的团队——ISOTYPE（International System of Typographic Picture Education）。ISOTYPE起初是一套基于图像语言的视觉表现系统，主张向普通人提供一种便于理解的信息呈现方式。1936年，团队接受研究协会的邀请，与医学专家们携手制作20张“抗击结核病”（Fighting Tuberculosis）信息图表。与复杂的病理图解不同，图表用标准化的图形省略了非必要的元素。在图表最初，团队设置了代表人体的“Symbol”——一个具有广泛人类特征的简化图形，颜色和虚实线的区分則界定了人不同的健康状况。除了对疾病知识转化过程中逻辑上的缜密设计，团队还尤其关心信息图表与公众的交互性，他们设置了两个引起公众关注度的小实验：第一，建立肺结核病与普通家庭的情境关系以唤起公众对图表的快速共情。第二，向公众提问。“你能分辨出谁得了肺结核病吗？”9张不同职业、不同性别的民众指向抽象化的病症，正当人们猜测时，那些一一对应的患病症状自然而然地进入了公众脑海（图2）。

（三）公共卫生数据新闻与可视化应用

信息时代，公共健康仍然是全人类高度关注的话题，信息设计建立在多学科的基础上不断寻求新技术下的融合发展。英国《卫报》（The Guardian）作为数据新闻的先行者，不仅通过数据博客呈现可视化新闻作品，而且向用户开放数据庫连接和搜索。近年来，国内媒体如新华网、腾讯、新京报等已掀起数字化报道、图解新闻的浪潮，“一图看懂”使得公共卫生事件在社会层面的传播效力明显增强。在媒体效力空前强大的今天，融合媒体实现的关联信息的叠加使得可视化应用深度嵌入公众的日常生活，国内多地“互联网+急救”AED分布地图上线，建有AED信息管理平台，实现了AED设备运行状态实时监测、设备使用数据实时上传、120急救系统实时报警对接，形成了系统性的公共卫生可视化环节。

（一）公共卫生的概念

公共卫生，被定义为“预防疾病，延长寿命并促进健康的科学和技术”。1920年，耶鲁大学公共卫生系主任，“美国公共卫生之父”查尔斯·温斯洛（Charles-Edward Amory Winslow）首次提出了“公共卫生”（Public Health）的概念，在他的原文中，用“艺术”一词涵盖公共卫生发展的些许方面，包括对个人进行卫生原则的教育、社会机制对疾病早期诊断和预防性治疗的宣传服务。[1]可见，温斯洛早就界定了信息可视化在公共卫生领域应用的最终目标：促进公共健康和社会福祉，使每个公民都能实现他与生俱来的健康和长寿的权利。

（二）全民开展卫生应急知识宣教

近年来，我国对公共卫生事业的重视日渐增强，习近平总书记在《求是》中发表文章指出“只有构建起强大的公共卫生体系，健全预警响应机制，全面提升防控和救治能力，织密防护网、筑牢筑实隔离墙，才能切实为维护人民健康提供有力保障”。并指出“深入开展卫生应急知识宣教”，指明了当下加强国民卫生知识教育的重要性和迫切性。在社会话题和公众关注方面，至2022年3月，新华社联合百度发布《大数据看2022年全国两会关注与期待》，公共卫生位列热搜话题第七位。[2]当前在新冠疫情肆虐，构建全民参与严密防控体系的紧急关头，我国公共卫生知识的科普宣传已成为战胜疫情的重要方法。

针对专业性强、内容复杂、难以形象表述的医疗卫生数据信息，如何进行充分理解、系统梳理，再使其视觉化，通过简单图形清晰地向读者呈现出来。以增强用户对公共卫生更深层次的认知是公共卫生信息可视化设计的目的。因此，文章从公众的认知习惯出发，根据可视化流程和叙事模型，结合上述案例中的优势，总结出来从数据收集、逻辑架构、信息重组与转译再到媒介呈现完成公共卫生信息的可视化设计策略。

（一）厘清公共卫生信息之间的“关系”

1.公共卫生信息的分类：公共卫生信息中，按照疾病的一般情况可分为显性信息（病理视觉现象、影响范围）、隐性信息（诱病及发病原因、发病率等疾病重要事实）、关联信息（共性的生活方式和预防急救办法）3类。在公众的认知过程中，显性信息通常是直观的，即在公共卫生事件发生时肉眼可观察到的一般性现象，例如，冠心病患者发病时因为剧烈胸痛而捂紧心脏部位、肥胖的亚健康人群超标的体重身材等；而隐性信息和关联信息无法被直接观测，是针对疾病预防和医疗教育等可视化叙述的重要方面，例如，公共急救设备的使用办法、诱发疾病的饮食作息习惯等。

2.公共卫生信息的分级：针对不同的公共卫生事件，3类信息存在重要性的差异。通过数据收集、文本处理、实体抽取等环节，研究3类信息间的关联性，由已知关联未知、由隐形转化显性，形成公共卫生信息可视化关联数据网。再根据可视化的目的，比较各类信息的重要性，在可视化表达中分级处理。例如，《南华早报》（South China Morning Post）发布的世界儿童血液铅中毒信息图表中，大篇幅展示了全球病例分布图和居家接触铅来源的实际场景等关联信息，将可视意图和重点放在加强公众对铅中毒事件的预防上。而针对具有传染性的重大疾病如新冠肺炎，最具实用性的则是病例行程轨迹和实时动态等显性信息的可视化，以帮助公众快速排查疫情传播风险。

（二）架构公共卫生信息可视化叙事框架

1.叙事框架的表达层次：有效的信息可视化设计要依据合理的叙事逻辑为公众建立明确的阅读顺序。根据信息数据、故事内容的复杂性、目标受众和媒介，筛选需要的信息、决定公共卫生事件的客体描述、影响范围、疾病预防等信息模块的先后顺序、构建表达层次，以事件发生的时间序列或空间范围为引导，设定叙事类型单元之后进行视觉创作。斯坦福大学学者Edward Segel 和 Jeffrey Heer提出叙事可视化的7种类型单元，基于图像静动态、帧数量以及视觉顺序可分为：杂志样式、注释图表、分区海报、流程图、连环画、 幻灯片以及电影/视频/动画。[3]两人提出，多种类型之间并不排斥，互相搭建可以形成更为全面的视图。总体来说，健康传播的数据新闻以线性时间序列为叙事主导，在表达层次上更注重时效性；卫生知识科普类信息图表以几种步骤性强的叙事类型的搭建来完善可视化的丰富性。

2.叙事框架的逻辑评估：叙事逻辑是否流畅决定了叙事场景的还原度。对公众而言，传统的文字信息转化为场景式的图形语言能够缩短与卫生知识的距离。[4] 对叙事场景的还原度越高，公众接受卫生知识的速度也就越快。因此，需要通过受众反馈对设计中的叙事逻辑不断评估和迭代。上文所述的“抗击结核病”信息图表尤其重视叙事框架对知识输出效能的影响力，创作者玛丽·纽拉特（Marrie Neurath）认为：在整张图表或系列图表中，不能光考虑独立单元的叙事，还需不断分析和比较单元与整体间结构和叙事层次关系；单元信息和输出过程的安排基于整体的叙事框架。[5]

（三）公共卫生信息的重组与转译

1.公共卫生信息的重组：叙事性可视化设计离不开人的参与，是叙述者与接受者间的双向交流。[6]在二者之间，合理的信息重组与转译是保证交流畅通的有效方式。公共卫生信息的重组即是将收集到原始数据、医疗报告等信息打散，分类找出影响公众健康的内、外因素，用图形、图表的形式厘清个人生活方式因素与公共生活环境因素对病体的作用关系，建立基于可视化的公共卫生防控过程与健康演化模拟系统。例如，《华盛顿邮报》图形记者Harry Stevens另辟蹊径，不再重复报道亲密社交對疫情带来的严重危害，反而通过后端的数学模型对信息重组演算，发布动态可视推演“趋平曲线”，模拟了公众保持社交距离为疫情带来的有效改善。

2.公共卫生信息的转译：在信息重组的基础上，通过故事性的转译方式找寻合理的图形诠释。视觉转译不同于简单的视觉再现，是建立在整体叙事框架的逻辑之上的，根据特定的目的，依靠图形、色彩等设计语言的辅助完成转译。例如，“抗击肺结核”信息图表中，设计者与疾病专家们讨论后达成共识：橙色代表健康，黑色代表疾病和传播，红色代表医疗措施，浅蓝色表示肺部的空气，整套信息图表中有且仅使用了4种颜色，无形中为公众建立了一个清晰明确的规则。选择符合公众认知习惯的视觉隐喻、使用标准化图形创作，能够有效缓解公众对于未知疾病的恐惧，完成把生硬、复杂的病理信息转译为生动、简明的卫生知识的过程。

（四）广泛运用新媒体技术

公共卫生信息的可视化媒介呈现，应该主动适应信息时代融合媒体的传播方式，利用可视化算法、多媒体网络、虚拟现实、人机交互等新技术，拓展公共卫生信息的可视性与知识创新的潜能。实现公共卫生信息的储存、共享、语义检索、自动问答与可视化呈现等智能应用，力求整合为一种集成化、有序化、多样化的公共卫生科普知识信息。互联网媒介的特殊性，实现公共卫生信息的无限叠加与衍生，产生一图多用的融合界面，为公众提供便利。[7]2019年以来，世界范围内的COVID-19疫情地图借由GPS技术逐渐发展出病例溯源和实时动态等基于地理媒介的新功能，公众由此直观确诊病例的行程轨迹，为健康出行保驾护航。

综合上述，如图3所示，公共卫生信息可视化设计策略像一颗糖果，糖衣结构建立在对逻辑和转译的不断评估之上，确保能够表达公共卫生的客观事实，呈现公共卫生的重要特征，揭示蕴含在健康数据中的现象和规律。

（一）设计背景

1.我国心源性猝死概况：国家心血管病中心发布《中国心血管健康与疾病报告2019》中显示：我国心血管病患病率处于持续上升的阶段，推算全国现患人数已达3.3亿。其中，心源性猝死的发生率为41.8/10万，每年约有54.4万例病患，居世界首位，承载着严重的疾病负担。[8]心源性猝死，又称心脏性猝死（sudden cardiac death，以下简称SCD），是指急性症状发作后1小时内发生的以意识骤然丧失为特征、由心脏原因引起的自然死亡，是心血管疾病最常见，却又最为凶险的死亡原因。目前资料表明，SCD医院内外的抢救成功率还不到1%，而对患者进行全程急救的临床效果确切，在病发后4分钟内进行抢救的成功率最高。

2.基于解决问题的可视化目的：有学者提出，SCD的抢救率低，一定程度上是由于社区医疗的有限条件和公众急救意识的薄弱。日常生活中，公众遇到晕厥后的SCD患者，一方面由于缺少疾病常识不敢救，一方面因为不懂公共急救设备的操作而不会救，常常错失了黄金抢救时间。基于帮助公众解决“不敢”与“不会”的问题，SCD的可视化重点是对疾病常识、预防知识的科普和疾病突发后急救措施的医疗教育。设计通过建立医患多维度的叙事层级，创新搭建连环画与动画关键帧的可视化类型，强调视图色彩与形态的差异化，尝试优化病例溯源信息图的方法来完成SCD的信息可视化设计。

（二）设计实践

1.原始数据收集：数据本身的可信度和“有趣度”是视觉化作品的根基，在设计之前寻找到坚实的数据是非常关键的。[9]以“心源性猝死病例”“SCD临床病例”为主题词，在CNKI数据库进行高级检索，筛选国内自1959-2016年有明确医院病例记载的SCD研究型文章，删重与筛选后共统计到5788例SCD患者信息，其中可追溯确切病因患者1890例。对其整理、抽取后获得的数据有病患数量、性别、年龄、治疗时间、所在医疗机构、致病因素、诱病因素等。在中国心血管健康与疾病报告、美国心肺血研究所心脏猝死的预告及预防工作组会议报告等报告中获取国内外SCD患者致死率、治疗手段等数据。

2.建立多维度的叙事层级：SCD信息可视化的内容，应当具有全面性，不应当只是简单的疾病介绍，需要串联起病理、病症、预防、急救等多方面的知识；在疾病预防和救治的环节中，也应包含“个人-家庭-社会-医院”多个维度的视角转换。人的原始大脑是由视觉主导的，视觉是连接公众注意力并形成有效刺激的快速通道。因此设计对焦SCD病理器官，以视觉张力强的心脏图形吸引公众视线，再向四周发散开“病症”“发病诱因”“预防”“急救”等关联信息的环节，形成先紧后松，先整体后局部的多视图叙事层级。打开公众视野，了解到系统性而非单一性的卫生知识。

3.实现连环画与动画关键帧可视化类型的搭建：研究表明，院前急救是公众最容易忽视的环节，也是SCD公共卫生亟待加强的知识教育，因此，设计尤其重视对其可视化类型的推敲。上述文章提到的叙事可视化类型中，连环画倾向于严格的线性叙事、动画关键帧能够牵引受众视觉，两者互相搭建可以完成对院前急救的各种方法步骤性、环节性的认知的建立，能真正体现公共卫生医疗体系建立的价值，让公众有目标地学习急救知识。设计的动态效果中，救护车的移动轨迹暗示了场景间的联系，牵引公众逐步了解AED设备急救的详细操作流程图解，同时引入“家庭自助-社区干预-救护车-医院”急救4个环环相扣的连环画单元。

4.强调可视化视图的色彩与形态的差异化：公共卫生信息可视化视图的色彩选择应该在基于公众普遍认知的同时与事件产生特定的关联。基于平面视知觉理论，强烈的对比能刺激视觉神经，从而产生更多的视觉联想。心血管病的纷繁联想中——安全与危险、静脉与动脉、男与女、紧急与舒缓……这些对应关系恰好能被红蓝对比色所涵盖。因此，设计中贯穿红蓝对比色的使用，意图强化色彩背后的视觉隐喻，保证大脑认知和反馈记忆的效率。[10]同时，简单的颜色关系能快速划分单元，危险的致病原因大多使用红色，而疾病预防和社区医疗的安全知识则使用蓝色。

图形大小和视觉效果的差异化能够使公众有意识地区分事物，首先注意到被独特刻画的物体，形成对病理的客观认知。在描述SCD重要病因的图解中，设计有意放大了血管壁的剖面元素，强调了静、动脉的前后虚实关系，突出了冠状动脉粥样硬化的内部结构细节和立体阴影效果的刻画，区别于其他占比较小的致病因素扁平化的视觉形态，从而使公众认识到SCD众多致病因素中最广泛且最危险的一种。

5.病例溯源可视化的迭代设计：病理溯源的可视化是使公众产生对SCD病患群体印象、病因宏观认知的有效手段。桑基图本质上是一种能量分流图，数据流向展现的流动和连接性与病例溯源的需求相适应。在病例溯源的数据处理中，设计依据斯图尔特·卡德（Stuart K. Card）提出的一般可视化流程，[11]将数据转化为数据表后输入可视化结构，最终通过D3（Data Driven Documents）渲染生成视图。设计首先采用了单向桑基图，即从病例数量到致病原因的单一溯源。数据图公布后收到两个关键问题的反馈：一是桑基图展现的信息单一，所占面积大，造成排版空间的浪费；二是桑基图两端的宽度大，图形臃肿混乱，不利于良好的阅读体验。设计随后反复迭代，将桑基图更改为双向分流，增加性别属性，并以病例所属南、北方为筛选条件进行分割。两张双向桑基图在视觉上呈现对称，向公众描述了对SCD患者男女比例、南北地区两组信息的比较。迭代之后的桑基图更加平缓，数据之间的关系也立竿见影。

无论何时，公共卫生事件面对的传播对象是社会大众。在对医疗科学事实的转化过程中，应首要考虑到公众认知水平的参差，使用标准化、通用性的视觉语言。当下新一轮疫情来势汹汹，公众亟需科学、准确的健康传播以破除恐慌焦虑的情绪，比起奋力说服，可视化语言的魅力在于润物无声的教育。医学研究成果是否能转化为大众的健康知识，在于知识原型和大众接收到的信息匹配度，更需要在社会语境下不断评估可视化输出的效能。我们，期待建立可视化办法的疾病信息系统和卫生报告，不断为促进社会福祉发起意义非凡的尝试。

基金项目：教育部人文社科项目“2022北京冬奥会视觉导向系统研究” 项目编号16YJA760037；北京市人文社科基金重点项目《我国城市导向理论研究与创新》项目编号15WYA004

参考文献

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[2]资料来源于百家号.百度发布2022年全国两会大数据：社会保障、乡村振兴、教育改革等10大话题最受关注[EB/OI]，2022-03-03，https：//baijiahao.baidu.com/s？id=1726246857010076399&wfr=spider&for=pc.

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[11]Card SK，Mackinlay JD，Shneiderman B. Readings in Information Visualization：Using Vision To Think. San Francisco：Morgan Kaufmann Publishers，1999：1-712.