以人为本的设计方法增强互联医疗系统的可用性、人为因素和用户体验:一个三相方法

简介

背景

连接卫生是一个术语，用于涵盖医疗保健概念，如电子医疗、远程医疗、远程医疗和移动医疗，指的是使用卫生技术为患者远程提供医疗保健[1］．互联健康产品包括血压和心率监测器;糖尿病管理设备;温度计;重量表;还有越来越多的健身、饮食和活动追踪器。所有这些都是量化自我运动，一种现代趋势，个人试图追踪自己的身体、行为或环境信息[2］．当这些设备、系统和服务与适当的基于临床的信息和通信技术基础设施相结合时，用户可以在家中控制自己的健康，同时与卫生保健专业人员保持联系。该模型可以做到以下几点:支持对个人和整个群体的持续健康监测;鼓励健康行为，预防或减少健康问题;支持慢性疾病自我管理;减少保健就诊次数;并提供个性化、本地化和按需的干预措施[3.］．

人们越来越重视为所有年龄段的患者降低医疗保健成本，这刺激了互联医疗保健市场的增长。盖森格健康计划的一项研究发现，心脏病患者在出院后使用联网健康监测可使再入院率降低44% [4]，而Agboola等人的一项类似研究报告了出院后30天内与心力衰竭相关的再入院率下降了48% [5］．

许多联网的医疗设备具有共同的特征;它们通常是紧凑的电子模块，至少具有一种特定的保健功能。这些设备通常有按钮、开关、触摸屏或非触摸屏、扬声器和可穿戴式夹子或腰带;此外，它们通常是用来衡量一个人健康状况的某些方面[6］．可穿戴式心率或血压监测仪等联网健康设备可以同步到手机，手机作为数据存储、数据传输和交互平台。

连接的健康设备具有各种特性，使其与可能在医院、临床或外科环境中使用的其他健康或医疗设备相比具有独特之处[7］．互联医疗设备的设计目的是让不是医疗保健专家的用户在家中以无监督的方式使用。互联医疗设备的用户界面(ui)需要某种程度的人机交互，它们包括软件和硬件元素。由于残疾人、老年人或体弱多病的用户可能会使用这些设备，连接的健康设备需要具有良好可用性特征的ui。就复杂性和规律性而言，不同设备之间可能需要不同程度的交互。

联网医疗设备的UI功能可能会对用户提出与其能力不相符的要求[6］．据观察，许多原本优秀的产品由于糟糕的界面设计而在市场上失败，而平庸的产品由于有吸引力和用户友好的界面设计而蓬勃发展[8］．因此，在互联医疗设备的设计中，一个重要的考虑因素是设备接口的可用性和人为因素特征，因此，它们为用户提供的用户体验。

可用性被国际标准化组织(ISO)定义为“在特定的环境下，用户能够有效、高效和满意地使用产品实现特定目标的程度”[9］．这个词人为因素被美国国家标准协会和医疗仪器先进协会描述为“关于人类能力(物理、感官、情感和智力)的知识的应用，以及工具、设备、系统、环境和组织的设计和开发的局限性”[10］．用户体验被定义为用户在使用产品或服务时产生的感知和反应[11］．食品和药物管理局(FDA)和医疗保健研究和质量机构都呼吁在设计过程中对医疗设备和系统进行可用性和人为因素评估[12，13]， FDA在审查市场预提交时要求在设计过程中提供最终用户参与的证据[14］．

以用户和人为中心的设计

以用户为中心的设计(UCD)是一种设计理念，旨在将最终用户置于设计过程的中心。这个词是由唐纳德·诺曼在20世纪80年代创造的。15他们提出了设计师可以遵循的指导方针，以使他们的界面获得良好的可用性结果。从那时起，许多设计师、研究人员和政策制定者提出了各种方法和技术，试图让最终用户参与设计过程，最终用户被定义为“最终将使用产品的人”。在2010年的ISO 9241-210标准中，ISO扩展了UCD的定义，以“解决对许多利益相关者的影响，而不仅仅是那些通常被认为是用户的人”，将设计方法称为以人为本的设计(HCD) [11］．因此，在本文中，我们将UCD称为HCD。ISO 9241-210标准将以人为本的设计定义为“一种系统设计和开发的方法，旨在通过关注系统的使用，并应用人为因素/人体工程学和可用性知识和技术，使交互系统更具可用性。”该标准还描述了采用提高可用性和人为因素的设计方法的潜在好处:“可用的系统可以提供许多好处，包括提高生产力、增强用户幸福感、避免压力、增加可访问性和降低伤害风险。”将用户置于设计过程的核心也是与HCD相关的哲学的指导原则，即通用设计．通用设计的目标是为所有用户创造可访问的产品、环境和服务，而不管他们的身体或认知能力如何[16］．必须指出的是，这个目标并不总是HCD的主要目标，HCD可能试图使产品对特定的最终用户目标组访问，而不是所有用户组[17］．HCD有四个明确的活动阶段:(1)识别用户并指定使用上下文;(2)明确用户要求;(3)提出设计方案;(4)根据要求评估设计方案。HCD扎根于领域需求工程它试图记录用户需求，以及设计在开发的每个阶段是如何满足这些需求的[18，19］．HCD的主要目标是提高产品的可用性，以创造最大的用户满意度，并提高设备的安全性能。ISO 9241-210中定义的HCD过程模型说明在图1．

除了上面列出的步骤外，ISO 9241-210中还描述了一个过程必须满足的六个要求，如果它被认为是一个HCD过程。我们的方法在满足任何其他要求之前必须满足这六个要求。我们将这些需求称为需求1-6，具体如下:(1)设计基于对用户、任务和环境的明确理解;(2)用户参与整个设计和开发过程;(3)以用户为中心的评价驱动和完善设计;(4)过程是迭代的;(5)设计面向整体用户体验;(6)设计团队包括多学科技能和视角。

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以人为本的互联医疗设备设计

到目前为止，我们已经讨论了联网医疗设备在全球医疗保健中日益重要的作用[20.］．我们已经确定，各种连接的健康设备具有可能给老年成人用户或残疾用户带来问题的接口特征[6］．我们还确定，作为医疗设备，联网健康设备和系统在使用环境和UI需求方面是独一无二的[7］．最后，我们概述了HCD的技术方面和要求。这就引出了一个问题，“为什么所有这些对于互联医疗系统设计如此重要?”在刚才讨论的背景下，我们认为需要一种定制的HCD方法来设计连接的医疗设备;现在，我们将通过强调三个具体需求来进一步探讨为什么我们认为这是必要的。

医学文献中以人为本的设计方法需要描述细节和标准化结构

我们必须明确，各种HCD方法的卫生保健技术的设计已经在文献中描述。例如，Vermeulen等人描述了一种用于老年人活动监测器设计的多阶段HCD方法，其阶段包括以下内容:分析用户及其上下文，识别用户需求，开发界面，以及在实验室中评估界面[21］．Schaeffer等人采用了HCD方法，他们使用调查和焦点小组来收集用户需求，并为胰岛素泵创建接口原型[22］．Castilla等人描述了一个远程心理学应用程序的HCD过程，他们在设计过程的第一步向最终用户展示图标和界面概念，然后进入认知演练方法来评估界面的导航。这些和许多其他类似的例子[23-25]显示了HCD在卫生设备和系统应用方面的广泛差异。它还展示了广泛的可用性和人为因素测试活动，工程师和设计师可以收集反馈。其中许多活动并不新鲜;许多最著名的测试和评估技术都是在20世纪80年代末开发出来的[26-29］．然而，我们认为，在许多相关的健康文献中，缺乏对设计过程中开展的活动的描述细节，特别是关于ISO 9241-210，并且缺乏对这些活动的成功或不成功的报告。

需要一种允许快速开发周期的方法

此外，互联医疗行业被视为一个快速发展、竞争激烈的行业[30.]，强调了不仅需要达到足够可用性水平的设备，而且需要具有与之相关的快速开发周期的设备。这种需求被连接医疗技术与移动设备(如移动电话)的联系所打断。手机本身通常充当健康数据的收集、传输和存储平台，而手机应用程序则为用户提供数据或外部设备的接口。2015年，谷歌Play Store和苹果应用商店之间可供下载的移动健康应用超过10万款[31］．到2016年，预计将有超过5亿人在某种程度上使用移动健康应用程序[32］．移动医疗设备和应用程序的激增意味着这些设备及其应用程序可能会在短时间内相对过时。33]，因此就需要越来越短的产品生命周期，就像以前在软件行业经历的那样。这可能意味着公司可能无法将完整的HCD方法纳入其产品开发周期。鉴于这一观察结果，作者认为有必要对HCD方法进行详细、全面的描述，该方法符合ISO 9241-210，并通过精简HCD过程中的不同步骤优化了用于连接的医疗设备。

需要一种强调计划和文档的指导方法

此前观察到，互联医疗解决方案的开发人员在许多情况下更关注这些系统的技术创新，而不是它们的可用性[7，34］．最近，人们发现有必要制定指南，指导如何在可用性方面进行联网医疗设备的设计和开发过程[35］．最后，在医疗设备的开发中，设计过程的适当文件是至关重要的，特别是如果设备要遵守诸如国际电工委员会(IEC) IEC 62366-1的标准。FDA在审查市场预提交时要求最终用户参与设计过程的证据[14］．

因此，在确保我们的方法遵循ISO 9241-210中概述的六项HCD指导原则的同时，我们将增加三个我们的方法必须满足的要求。我们将这三个新要求称为要求7-9，它们列在下面:

1.要求7:我们的方法将尽可能遵循ISO 9241-210概述的步骤，并详细描述在每个阶段开展的活动和取得的成果。

2.需求8:我们的方法将利用允许快速原型、测试和开发的活动。

3.需求9:我们的方法将强调提前计划活动并生成适当的文档。

在本文中，我们将描述一种遵循ISO 9241-210中所概述的相同过程的三相方法图1)，它符合所概述的六项规定，以及我们刚刚提出的三项额外规定。在下一节中，我们将详细描述我们的活动及其理由。我们还将提供一个将该方法应用于互联卫生系统的示例。本文将不提供此应用程序的结果，因为这些结果将出现在相关出版物中。

方法

概述

本节将描述的方法现在有九个必须满足的需求。现将这些因素详列如下，并作适当阐述:

1.需求1:设计基于对用户、任务和环境的明确理解。在我们方法的第一阶段，我们将建立使用上下文、用户需求和用户概要。

2.需求2:用户参与整个设计和开发过程。我们将在每个阶段尽可能多地让最终用户和专家用户参与。

3.需求3:设计由以用户为中心的评估驱动和改进。我们将在每个阶段使用评估技术来实现可衡量的结果。

4.需求4:过程是迭代的。我们将有多个阶段，在每个阶段之后可以进行设计更改;如果需要，流程可以恢复到前一个阶段。

5.需求5:设计解决了整个用户体验。在第一阶段开发的用例将处理使用的所有方面，并将在每个阶段之前和之后用作参考点。

6.要求6:设计团队包括多学科技能和视角。我们将从设计团队的各个学科、利益相关者和专家的角度综合考虑。这里，我们将涉众定义为任何参与项目的人，他们受到与相关产品相关的活动或结果的影响。专家的定义是任何对产品、最终用户或可用性和人为因素具有专业知识的人。

7.要求7:遵循ISO 9241-210中概述的步骤，并在每个阶段提供建议的活动及其预期结果的详细信息。我们的阶段结构将符合ISO 9241-210中概述的阶段，并将概述每个阶段应开展的活动。

8.需求8:在保持清晰结构的同时进行快速开发和测试。我们方法的早期阶段将指定允许快速原型化和评估的活动。

9.要求9:我们的方法将被很好地规划，所有的活动、结果和设计变更都被适当地记录下来。我们的方法将寻求嵌入所有活动、设计和开发的文档。

基于这些需求，我们现在将描述一个满足这些需求的三阶段方法。这三个阶段的标记如下:

1.阶段1:建立使用上下文和用户需求

2.阶段2:专家检查和演练

3.阶段3:与最终用户进行可用性测试

完整的方法说明在图2然后在文本中有更详细的描述。

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阶段1:建立使用上下文和用户需求

概述

这个阶段建立了设备的使用环境以及目标终端用户的要求和需求。通常在测试的早期阶段，了解用户的需求，进行访谈等活动[36]，进行调查和人种学观察[37，38］．这可能需要大量的资源，并且很难正确地记录。在我们的方法中，我们试图通过直接构建用例文档来获得对用户、任务和环境(需求1)的明确理解。构造用例是分析用户需求和用户偏好的常用方法[39，40，23］．从作为参考点的系统概念开始，用例文档应该由流程图、故事板、屏幕截图、界面模型、纸上原型和描述性最终用户概要组成。该文件的设计是互动性和描述性的;它旨在为项目涉众提供一个公共平台，以交流他们对系统中每个组件和用户角色的愿景，以及他们彼此之间的交互，从而尝试解决整个用户体验(需求5)。用户概要应在潜在用户的用例文档中起草，描述功能、需求和偏好。

建议的活动

这些用例可以暴露给一组具有系统和/或可用性知识的专家(需求6)和一组最终用户代表(需求2)[41］．在文档的不同位置，可以向读者提出问题，或者他们可以分享自己的见解;以这种方式，用例分析就像一次访谈、调查和人种学练习，允许与用户需求相关的信息更快速地转换(需求8)。在设计过程的早期阶段，设计师可以追求许多不同的可能的解决方案和概念。在用例中，或者作为用例的附属品，纸上原型、线框图(本质上是一个界面的骨架框架，通常是一个网站)和实物模型都应该向用户公开。42-45］．李克特量表可用于查询读者对原型各方面的一致性(要求3)。

结果

可用性报告和用户需求列表，由定量和定性数据支持(需求3和9)。现在应该构建半功能原型或实体模型，以满足尽可能多的未揭示的需求，并在阶段2中进行测试。如果需要，第一批用户手册也应准备好，以便在第二阶段进行检查。本阶段满足要求1-3和要求5-9。

阶段2:专家检查和演练

概述

可测试的原型现在应该暴露在受控的形成性测试中，该测试考虑了可用性、人为因素和整体用户体验特征，以及测试原型的整体功能(需求3,5，这可以使用所谓的折扣可用性技术来完成，以减轻时间资源的负担，并放弃昂贵的最终用户招募(需求8)。测试是参考用例和阶段1产生的需求来进行的。测试发现的问题需要按优先级排序，并由开发团队依次处理，必要时重复测试(需求4)。

建议的活动

可以采用评价和检查方法。可用性检查包括一个多学科专家组(要求6)检查界面，并试图识别可用性和人为因素问题[23］．这可以采用启发式评估的形式，将界面与一组预定义的设计准则进行比较[45，46]或认知演练[47，48］．在认知演练中，专家组可以通过界面任务分析的方式来执行任务，同时关注任务所需的认知过程，记录他们在哪里遇到问题。可用性检查通常被用作正式最终用户测试的前兆[49-51]因为它们被认为是低成本且易于实施的技术，无法获得快速而简明的反馈[52］．他们的灵活性和快速反馈使他们能够很好地评估几乎任何类型的系统或设备。此外，可用性检查已用于评估电子健康档案系统的可用性[53]、基于网页的远程医疗应用程序界面[54]、在线教育网站[55]、输液泵[56]，起搏器程序员[57]、固定鞋垫[51]，以及流动电话应用程序[58］．

结果

一个更新后的可用性报告(需求9)。现在一个先进的原型，几乎具有完整的功能，附带用户手册，现在应该准备好与最终用户进行测试。此阶段满足需求1和3-9。

阶段3:与最终用户进行可用性测试

概述

现在先进的原型在汇总用户测试中暴露给最终用户(要求2)。测试可以在受控环境中进行，如实验室，但更有用的是与最终用户一起进行现场测试，如在他们家中。测试中发现的问题需要优先排序，并由开发团队依次解决，必要时重复测试(需求4)。测试周期应该尽量缩短，每个周期的参与者数量应尽量少。

建议的活动

应进行用户测试;在文献中有大量的描述[59-61]并涉及在用户与系统界面交互时监控用户。这种监测可以在不同的环境中进行，实验室会话允许对实验进行更多的控制和更可靠的数据，尽管失去了真实世界的保真度。在更自然的使用环境中观察用户可以获得更丰富的数据，但数据很难有效量化。在早期的用户测试中，管理员通常会要求测试对象大声思考，让观察者在遇到并试图克服可用性和人为因素问题时，能够洞察到用户所采用的思路。62，63(要求1和5)。使用摄像机、录音机和笔记记录用户行为。量表包括魁北克用户对辅助技术的满意度评估、系统可用性量表(SUS)、场景后问卷(ASQ)、NASA任务负荷指数(TLX)和视觉模拟量表，以及李克特5点量表问卷[64]，用于记录和量化用户满意度(要求3)。李克特问卷的一个例子可能是“我可以毫无困难地阅读屏幕上的文本”;然后用户将在1-5的范围内评估他们对该项目的同意或不同意程度。效率和效果的衡量方法是记录完成任务所需的时间、出错率和完成率[65］．

结果

如果需要，可以进行进一步用户测试或专家检查的非常先进的原型。本阶段满足要求1-5和7-9。

在每个阶段中，如果有必要，活动可以并且应该重复(要求4)。在每个阶段之后，所有的问题都被记录并记录在结构化的可用性和人为因素报告中，或其他形式的演示中，以便所有涉众都意识到问题，并记录所有的问题和更改(要求9)[66］．

方法学在互联医疗系统中的应用

概述

该方法被应用于评估和增强互联健康系统的可用性、人为因素和用户体验，该系统被称为独立和安全的老年人生活无线鞋垫(WIISEL)系统，该系统旨在通过测量与跌倒风险相关的步态和平衡参数来持续评估跌倒风险[67］．该系统还被设计用来检测跌落。系统的架构说明在图3下面将进一步详细描述。

该系统可由用户在家中使用一段时间，以识别可能影响用户跌倒风险的特定步态和平衡模式。该系统的目标人群是老年人，他们是跌倒高危人群。该系统由用户穿的一对仪表鞋垫和用户携带的移动电话组成。鞋垫内嵌传感器收集的数据被发送到手机，然后上传到诊所的服务器上进行处理和分析。移动电话代表了系统中的主要接口，因为这是家庭用户与WIISEL系统的主要交互方式，WIISEL应用程序允许用户检查系统状态，与鞋垫同步，将数据发送到当地诊所，并监控他们的日常活动。

第一阶段活动

阶段1的过程在图4．

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用例创建

用例文档是用来自所有项目涉众的输入构建的，这些涉众能够就系统如何工作以及它将用于什么方面分享他们的意见。文档中描述了场景，确定了用户必须在系统中执行的任务、执行任务的顺序以及执行任务的上下文。此外，还识别了用户在与系统交互时可能遇到的潜在风险(使用ISO 62366作为参考指南)。WIISEL用例中包含的信息示例说明在图5．

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用例分析

用例由一系列利益相关者审查，其中包括目标最终用户(老年人和卫生专业人员)以及具有相关专业知识的人，这些人不一定是最终用户，但在类似系统的设计方面有经验。读者一个接一个地检查了这些情景。在用例的每个场景之后，读者都被询问他们对所看到的内容的想法，这些想法使用嵌入在文档中的复选框李克特量表。例如，在描述WIISEL移动电话使用的用例中，用户填写了Likert量表，该量表查询了他们对配色方案、文本大小、按钮大小和屏幕导航流程的意见，这些都是从高清彩色屏幕截图中观察到的。中显示了终端用户询问用例和填写适当量表的示例图6．

除了读者填写的量表之外，读者还使用了think-aloud协议，以便他们可以详细说明任何潜在的问题，并在必要时偏离用例中没有明确提出的相关问题。

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问题分类

可用性问题有许多分类方法[68-70］．其中许多方法，如聚类、启发式评估和Nielsen分类，在确定已识别的问题影响用户与系统交互的可能性方面被证明是有效的。因为用例不能代表完全交互的系统，所以不可能通过观察和评估来进行传统的分类;相反，我们使用抄本和李克特量表的评分来预测潜在的问题。采用了三步流程:

1.已识别的问题:使用自言自语协议编译的文本，我们在一个场景一个场景的基础上对问题进行了分组。可以根据一组启发式方法对问题进行分组，使问题在整个设计周期中更容易分类和跟踪。在WIISEL手机用例中，使用了以下一组启发式(a-e) [70]:

(一)任务结构的一致性/清晰度:任务流程或界面可能会造成混乱，或对典型用户来说可能难以理解。

(b)任务意义的完备性和充分性:用户执行操作或被要求执行操作时获得的反馈不清楚或可能引起混乱。

(c)Noticeability:界面上对完成任务很重要的元素很难被注意到。

(d)差别:物理界面特征，如文本大小、按钮大小和配色方案(每个都是一个子类)，可能会使用户难以完成任务。

(e)认知直率:用户被要求执行一项没有产生预期结果的操作。

2.将问题与李克特项目联系起来:识别出的问题与每个用例场景结束时交给参与者的一个Likert项目有关。Likert项与上面的每个类别相关。

3.计算严重等级:计算Likert项目的中位数得分(调整范围为0-4,0为满分，4为最严重)。这为问题提供了一个问题评级。

方法，说明在图7，有时被称为自底向上聚类，因为它根据第一原理将相似的问题描述分组在一起。

这一系列问题可以直接处理，因为其中大多数是美学和表面的问题，而更复杂的问题，如与概念和流程相关的问题，可以在功能原型中进一步探索。

第二阶段活动

阶段2的活动流程说明在图8．

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检查更新的用例

根据第一阶段的反馈，还开发了半功能WIISEL手机应用程序原型，并附带了用户手册-工作原型版本1 -并提供了专家演练。还创建了一个更新的用例来伴随检查—纸质原型版本2。来自阶段1的原始专家进行了两部分的可用性检查。首先，专家们检查了他们在阶段1中确定的问题的解决方案，使用新版本的用例-纸质原型版本2作为指南。这个用例只展示了专家在他们最初的分析中确定的问题，并显示了如何解决这些问题。其次，他们使用演练方法检查了物理应用程序-工作原型版本1。

用例检查由四个步骤组成:

1.专家看到了最初的用例场景——纸质原型版本1——在这个场景中，他们最初确定了问题。这提供了问题的上下文。

2.向专家展示了他们在场景中确定的问题的描述，如果可能的话，还提供了一个带注释的界面截图，概述了确定问题的确切位置。

3.更新后的接口-纸质原型版本2被提交给专家，专家试图解决这个问题。

4.专家被要求标记相关的李克特项目，以便计算新的问题评级。

在继续之前，专家被告知，他们仍然可以拒绝对界面的任何更改，因为这些更改不充分或不符合他们的建议。然后将从步骤4中填写的Likert项计算出的新问题评级与原始评级进行比较。

使用手册的认知演练

为了让专家有机会全面分析物理应用程序，并将高保真的纸质原型转换为可运行的物理原型，应用程序按照认知演练方法呈现给专家。认知演练方法被用作识别交互式系统中的可用性问题的一种手段，主要关注于确定新用户能够多快和准确地使用系统完成任务。一个轻量级的头顶摄像头(microsoftlife HD+Mic)通过一个电线支架连接到手机手柄上，它可以捕捉到与手机屏幕界面的所有交互(参见图9）.

研究人员向专家们介绍了用户手册和应用程序，就像他们是第一次使用该应用程序一样，然后要求他们执行一些场景。他们可以随时查阅用户手册，但不会得到管理员的提示。他们被鼓励在执行每项任务时大声思考。许多可用性指标，如完成任务所花费的时间、所犯的错误和完成率，都在演练期间被记录下来，并使用头顶的摄像机进行捕捉。在每个场景之后都使用ASQ。ASQ是一个7分制的量表，7分表示非常不同意，1分表示非常同意;分数越低，表示用户对界面的满意度越高。它寻求用户在三个与关键可用性指标相关的陈述上达成一致:“总体而言，我对完成这项任务的便利性感到满意”，“总体而言，我对完成这项任务所花费的时间感到满意”，以及“总体而言，我对完成这项任务时的支持信息(在线帮助、消息、文档)感到满意”。所有观察到的问题都被再次记录并汇编在可用性和人为因素报告中。

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阶段3活动:用户测试

阶段3的过程在图10．在这一阶段，在受控的汇总用户测试中，向最终用户公开了一个现在先进的功能原型，其中包括必要的用户手册。在专家检查中发现的系统的任何重大问题，特别是可能对最终用户的健康产生不利影响的任何问题，此时都应得到解决。新的手册和更新的接口工作原型版本2被暴露给了10个以前分析过用例的老年人。测试是在参与者家中进行的。程序如下:

1.参与者被要求完成原始用例中定义的所有任务。

2.每个任务执行三次。

3.在测试开始之前，研究人员使用用户手册指导参与者完成任务。允许参与者熟悉界面对于区分真正的可用性问题和由于不熟悉界面或设备而导致的错误非常重要。

4.安装头顶摄像头，记录屏幕交互。参与者没有得到任何提示，他们只需要使用用户手册作为指导就可以完成任务图11）.

与第二阶段相同的可用性指标被捕获，用户也在测试后接受了采访，以获得他们对设备和界面的总体感受。来自用户测试的反馈被用来生成第一个工作系统和完整的用户手册。另一个可用性报告是为所有涉众编写的。

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方法概述

完整的方法，包括每个阶段的分解，说明在图12．

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讨论

主要研究结果

我们已经详细介绍了HCD方法，我们认为这是设计交互式连接健康设备的一种明智而可靠的方法。现在，我们将通过将结果与最初得到的9个需求进行比较，来回顾我们提出的方法及其在WIISEL系统中的示例应用。

我们的方法满足我们的要求了吗?

就前六个要求而言，我们实施了遵循ISO 9241-210流程的三阶段方法。这三个阶段允许设计迭代，必要时可以重复。迭代最有可能发生的阶段是阶段2和阶段3 [51]，因为这些是具有可衡量结果的主要测试阶段，在原型更新后重复测试时，可以比较结果指标。该方法开始于一个阶段，该阶段寻求获得对用户、任务和环境的明确理解，并试图通过构造一个用例来解决整个用户体验。这个用例允许最终用户和多学科专家参与并评估系统概念、原型屏幕和用户任务流。我们为WIISEL开发的用例包含有关用户的典型功能、用户可能遇到的风险(例如，使用ISO 62366或ISO 14971作为参考)、如果出现错误可能会发生什么，以及期望他们与系统交互的频率。然后在阶段2和3中使用原始用例作为参考点，更详细地探讨了系统使用的这些方面。目标最终用户参与了阶段1和阶段3。阶段1中的最终用户能够提供关于他们的用户配置文件和他们将使用系统的使用环境的准确反馈，以及提供关于界面概念和任务流的早期反馈。在阶段3中，我们能够仔细观察他们执行在前两个阶段中精心设计的系统任务。总共有22个最终用户参与了我们的过程。我们成功地将多学科输入整合到我们的设计中，利用了来自不同背景的专家，如计算机科学、医学、护理学、老年学、心理学和设计。 The experts should be chosen based on the type of system being designed and who the target end user is. In our case, the input of gerontologists and nurses with experience in technology for older adults was invaluable. If the necessary experts are not available, then generic inspectors should inspect the prototype using pre-established heuristics.

在最初的六个要求之外，又增加了三个要求，ISO 9241-210被用作指导来源，遵循其中概述的原则和步骤，以满足要求7。为了满足需求9，在过程开始之前，我们准确地设定了我们将要执行的测试和设计活动。虽然可用性工程师可以使用许多活动来测试产品，但从来没有必要在同一个项目中使用所有这些活动。我们觉得最好是选择最适合我们特定设备和项目的活动。在设计文件中计划和记录活动是很重要的，特别是如果设备要遵守IEC 62366-1等标准。涉众和开发人员定期召开会议，讨论即将进行的活动和设计更改。在每次活动结束后，所有的结果和发现都被放置成像样的格式，比如PowerPoint幻灯片，这样它们就可以在团队成员和利益相关者之间传播。活动的方法也得到传播，以便在活动开始之前作出改变。为了实现需求8，在阶段1中，我们执行了一个精心计划和编排的用例分析活动，该活动被设计为允许快速的想法和概念交换。用例分析就像一次访谈、调查和人种学练习，因为它处理了整个用户体验，并允许最终用户、专家和涉众参与概念和想法的形成和分析，以及提供对用户配置文件和使用上下文的验证。 We utilized paper prototypes extensively in Phase 1 and usability inspections with small expert teams in Phase 2. This use of so-called discount usability engineering methods again allows for rapid turnaround times on prototypes and quick feedback to be sent to the design team. The use cases can be constructed in a matter of days, while a full use case analysis can be carried out with an end user or expert in an hour. The data are easy to process because all the data—the Likert data and think-aloud transcripts—are at hand from the one analysis and are relatable directly to the context of use.

最终意见和限制

我们可以说，在初步的基础上，我们最初为这种方法概述的所有目标都已成功实现。我们认为我们提出的方法，以及本文中实现的例子，将为未来的设计师提供一个方法蓝图，以遵循遵循标准化结构的HCD过程，但也允许快速的开发周期。

我们也认识到我们的方法中可能存在的一些局限性，需要加以解决。在第二阶段，我们只与来自不同学科的专家一起测试原型。这有很多原因。首先，就人体工程学质量控制和安全而言，我们认为重要的是不要将原型暴露给潜在的弱势用户群体，比如在这种情况下的老年人，直到它被专家完全检查和走过。手机应用程序的例子似乎没有必要保证这种程度的谨慎;然而，我们希望这种方法适用于所有类型的联网医疗设备，其中一些设备可能比其他设备具有更高的风险水平。第二，阶段2中的专家输入允许对系统进行全新的第三方视角，并在可用性、人为因素和界面设计领域带来了一定程度的专业知识，而目标最终用户自己可能没有经验。最后，最终用户招募可能是昂贵的，因此阶段2是在原型到达最终用户之前消除许多可用性问题的一种方式，无论这些问题是简单还是复杂。雇佣或招募专家可能也很昂贵;然而，在一个研究小组或企业中，可用性检查小组可以由涉众、设计人员和开发人员组成，他们可能已经参与了一个项目或相关项目。 Those not experienced in usability can be trained in how to analyze prototypes using heuristics.

该方法的要求之一是强调快速原型和评估，这在该方法中通过在阶段1中引入纸质原型活动和在阶段2中引入所谓的折扣可用性工程技术而成为可能。这种对速度的强调可能会导致质量的下降。然而，我们的方法强调了在每个阶段之后进行文档编制和审查的必要性。这将确保在下一阶段开始之前，所建议的变化得到传播、确定优先级并得到实施。71］．最终，测试和评估的质量和设计将决定用户反馈的质量和效率，以及需要做出哪些更改;这就是为什么在设计团队中有一个专门的可用性工程师是很重要的。72］．

在可测量性方面，我们如何知道我们的方法已经提供了任何改进或可测量地优于其他方法?这很难衡量，只有当我们在同一产品的设计中应用不同的方法时，这才会是现实的。在本文中，我们确定了许多不同的方法，这些方法已应用于连接健康和其他类似医疗设备的设计和开发。然而，我们发现缺乏标准化和指导性的方法。因此，我们希望推导出一种以ISO 9241-210中描述的原则和步骤为指导的方法，并且明确描述了其他设计师和工程师可以遵循的步骤和活动。如果这种方法在未来被使用，并被其他人采用，那么我们就可以开始衡量它的真实效果，并衡量它的缺点可能是什么，从而在未来改进HCD方法。该方法在WIISEL系统中的应用以及该应用的后续结果将在另一篇论文中更详细地探讨。

结论

我们得出的结论是，我们的方法为HCD和开发带来了一个简单而健壮的结构，同时保持了一种快速的方法，将适合快节奏和竞争激烈的行业中的现代设计和可用性工程团队。我们已经详细描述了在每个阶段可以进行的活动。我们还介绍了这种方法的理由，以及为什么我们认为它是一种灵活和有用的方法，特别是在提高用于医疗目的的设备和系统的可用性、人为因素和用户体验方面。