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1、 浙江大学硕士学位论文 致谢 致谢 2014年 8月 20日，我踏入了浙江大学的校园，以为只是稀疏平常的一天，却不曾想 即将迎来我人生中最难忘的一段时光。在这里，我明确了为之奋斗的人生方向，也收获了 老师和同学们给予我的关怀和帮助。 感谢浙江大学医学信息学实验室的栽培，感谢段会龙教授为我们提供的卓越的研究平 台。段会龙教授高屋建瓴吾辈望尘莫及 ，但时时不敢忘记对我们的教诲：做一个对社会有 贡献的人。 感谢我的导师吕旭东教授对我的谆谆教诲。学术研究上，吕老师总是对我提出更高的 要求、寄予更高的期望，激励我不断突破自我；工作中，吕老师认真严谨的工作态度时刻 影响着，让我丝毫不敢懈怠对待每一件小事；
2、生活中，吕老师常常与我分享他的亲身经历， 教导我以饱满的热情迎接每一项挑战。 感谢邓宁老师对我的悉心指导。我有幸能够加入邓老师所带领的慢病项目开展研究工 作，邓老师兢兢业业的工作态度和开阔的思维方式都让我钦佩不已。邓老师对我的毕设研 究也倾入了大量的心血，每当我遇到困难时，邓老师都会尽其所能地为我提供解决问题的 思路，耐心解答我的所有疑问。 感谢宁夏医科大总医院李振叶主任、刘芳医生、官颖萍管理师在慢病项目中为我们提 供的便利和帮助。在她们身上，我感受到了作为医务工作者一丝不苟的工作作风和无私奉 献的敬业精神，让我更加坚定了为医疗健康领域贡献一份力量的决心。 感谢澳大利亚卧龙岗大学余萍教授对我的
3、无私帮助。余教授在论文写作方面对我的指 导让我受益匪浅；每每与余教授相处，都能让我感受到她对生活和科研的热爱。余教授不 仅仅是我研究道路上的良师， 也是我生活中的榜样。 感谢刘济全、黄正行、李昊旻等诸位老师为我们创造的优越的学习环境，感谢各位老 师对我的研究工作提出的宝贵建议，感谢各位老师对我提出疑问的耐心解答。 感谢王利、南山、尹梓名、燕辉、闵灵通、黄珏等师兄师姐为我排忧解惑；感谢袁斌 君、窦凯丽、杜宁凯等慢病项目組所有成员为我的研究课题提供的支持和帮助；感谢同年 级小伙伴们的陪伴，有汝等并肩奋斗，吾之幸也。 感谢父母将我养育成人，支持我做出的每一个决定，有你们做我的坚实后盾，我才能 无畏将
4、来，勇往直前；感谢我的朋友们，在我困顿的日子里向我伸出援手， 在我成功的时 刻与我分享喜悦。 浙江大学硕士学位论文 致谢 感谢幸运的自己，与各位相遇。 嵇雨萌 二零一 -1年一月于浙大玉臬 n 浙江大学硕士学位论文 摘要 摘要 如何提高患者依从度是慢病管理面临的主要问题。应用移动医疗技术能提高患者依从 度，在慢病管理中越来越受到重视。但在实际应用中，移动医疗软件往往由于其功能设计 未能满足用户需求，使得患者依从度的增强迗不到预期目标。目标导向设计方法是一种以 有效识别用户需求为核心的软件设计方法，在移动医疗软件设计中引入该方法有望提高功 能设计的有效性，从而提高患者依从度。 因此，本论文对目标
5、导向设计方法在移动医疔领域的应用进行探索，提出一种面向患 者依从度增强的移动医疗软件设计方法，以高血压慢病管理软件的设计为例，论述该方法 的实践过程，通过试用评估证明该方法的有效性。本论文具体内容包括： (1) 移动医疗软件设计方法研究。通过对现有设计方法的比较和剖析，发现目标导 向设计方法具有潜在优势，用户模型的建立能够有效识别不同用户需求，从而提高患者依 从度。然而已有的用户模型过于抽象化，不足以支持移动医疔软件的设计，因此本论文提 出了面向患者依从度增强的目标导向设计方法，重点对用户建模内容进行完善，加入了影 响患者依从度的特征因素，并明确了建立用户模型的具体流程。 (2) 高血压慢病管
6、理软件用户模型建立及需求分析。根据定量和定性研究结果将高 血压患者分为三组，形成能够准确描述患者特征及使用目标的用户模型。该模型明确了高 血压患者在疾病认知程度、自我管理经验、智能手机使用经验等方面存在的差异，总结了 不同患者对慢病管理软件的功能性期望和可用性期望。进一步总结提炼，分析出三组用户 的核心需求分别为提高自我管理能力，增强自我管理动力，获取自我管理支持。将用户需 求与具体功能对应，形成了高血压慢病管理软件的五个功能模块。 (3) 高血压慢病管理软件框架定义及原型设计。根据用户建模结杲确定使用不同功 能模块的主要用户，结合患者特征进行针对性设计 “. 针对缺乏智能手机使用经验的第一类
7、 用户，通过可用性测试提高管理计划功能模块的可用性；针对高血压重视程度较低的第二 类用户，应用计算机劝导技术加强健康分析报告内容的劝说效果；针对希望得到及时干预 的第三类用户，从高血压临床指南中提取相关知识 完成血压异常预警服务的设计。 (4) 高血压慢病管理软件使用效果评估。根据用户建模结杲对 143名患者进行分组， 对不同版本的高血压慢病管理软件进行试用。试用结果表明患者依从度随软件功能的增加 逐渐提高，最终维持在较高水平 （ 0.73);访谈结果证明软件的功能设计能够满足不同分 组用户的使用需求，是患者依从度提高的主要原因。 浙江大学硕士学位论文 摘要 本论文提出了面向患者依从度增强的目
8、标导向设计方法，通过对高血压慢病管理软件 的设计实践，证明该方法能够有效指导移动医疗软件的设计，提高患者依从度。本论文研 究结果及实践过程能够为其他移动医疗软件的设计提供参考和借鉴。 关键词 ： 高血压，慢病管理，移动医疗，依从度，目标导向设计 浙江大学硕士学位论文 Abstract Abstract How to improve patient compliance is the main problem of chronic disease management. The application of mHealth technology can improve patient compl
9、iance, which draws more and more attention. However, in practice, functional design of mHealth software often failed to meet users9 needs, making the goal of improving patient compliance cannot be achieved. Goal-directed Design method is one kind of software design method, which can effectively iden
10、tify users, requirements. Therefore, it is expected to improve the effectiveness of functional design of mHealth software, so as to improve patient compliance. This paper explores the application of Goal-directed Design method in mHealth field, and proposes a design method of mHealth software to enh
11、ance patient compliance. Taking the design of a mobile software for hypertension management as an example, this paper demonstrates the practice of this method, through the evaluation tests to prove the effectiveness of it. This paper includes: (1) Research the design methods of mHealth software. The
12、 comparison and analysis of existing design meAods show that Goal-directed Design has potential advantages in the design of mHealth software, for it can effectively identify different user needs by building user models, so as to improve patient compliance. However, the existing user model is too abs
13、tract to support the design of mHealth software. Therefore, this paper proposes a goal-oriented design method to enhance patient compliance. It enhances the content of the user model by adding factors that determine patient compliance, and identifies the specific process of building user models. (2)
14、 Build user model and implement requirements analysis of a mobile software for hypertension management. According to the results of quantitative and qualitative research, hypertensive patients were divided into three groups, and user model which could accurately depict patients characteristics and g
15、oals was established. The model identified the differences between hypertensive patients in disease cognition level, self-management ability and experience of using smart phones, and summarized functional expectations and usability expectations of the software. Further, patients? needs for chronic d
16、isease management were also identified: to improve self-management ability, to enhance self-management motivation and to receive self- management support. To map users, needs with specific ftinctions, five functional modules of the software were developed. (3) Franwork design and prototype design of
17、 the mobile software. Different functional modules were designed based on the results of the user model: For users who lack smart phone experience, usability testing was conducted to improve the usability of Management Plan Module. v 浙江大学硕士学位论文 Abstract For users with low emphasis on hypertension di
18、sease, persuasive technologies were applied to the design of Health Report Module. For users who wish to receive timely intervention, clinical knowledge was extracted from hypertension guidelines to develop inference service of warnings for high blood pressure. (4) Evaluate patient usage of the mobi
19、le application. 143 patients received 4 different versions of the app and used them at home. The resiilts showed that patient compliance improved as functional modules of the app were added, and finally maintained at a high level (the rate of 0.73). Interview results showed that the design of the ap
20、p met different needs of patients so that patients were more complied with it. This paper proposes an extended methodology of Goal-directed Design method to enhance patient compliance. Through the practice on a mobile software for hypertension management， the design method was proved to be effective
21、 to improve patient compliance. The research process and results were useful to provide a reference for other related research. Keyword: hypertension, chronic disease management, mHealth, compliance, Goal-directed Design VI 浙江大学硕士学位论文 目录 目录 M . I . m Abstract . V 目录 . VII 1 . 1 1.1研究背景与意义 . 1 1.2智能手
22、机在慢病管理中的应用 . . . 2 1.3移动医疗软件设计研究现状 . 3 1.4研究目标与内容 . 5 2 移动医疗软件设计方法研究 . 6 2.1移动医疗软件设计方法概述 . 6 2.2目标导向设计方法概述 . 8 2.2.1目标导向设计的概念 . 8 2.2.2目标导向设计的一般过程 . 9 2.2.3目标导向设计的应用现状 . 10 2.3面向患者依从度增强的目标导向设计方法 . 10 2.3.1用户模型的完善与补充 . 11 2.3.2提出建立用户模型的具体流程 . 13 2.3.3总结不同设计阶段的用户研究方法 . 14 2.3.4目标导向设计方法的改进结果 . 16 2.4本章
23、小结 . 17 3高血压慢病管理软件用户模型建立及需求分析 . 19 3.1用户模型建立 . 19 3.1.1通过问卷调查研究用户特征 . 19 3.1.2通过定性访谈发现用户目标 . 21 3.1.3用户模型构建结果 . 24 3.2需求分析 . 25 3.2.1从高血压临床指南提取治疗需求 . 25 vn 浙江大学硕士学位论文 目录 3.2.2调研慢病管理软件主要功能 . 26 3.2.3需求分析结果 . 28 3.3本章小结 . 30 4 高血压慢病菅理软件框架定义及原型设计 . 32 4.1移动医疗软件交互设计原则概述 . 32 4.2框架定义 . 33 4.3原型设计 . 34 4.
24、3.1管理计划模块 . 34 4.3.2分析报告模块 . 37 4.3.3危险预警模块 . 39 4.4界面实现效果 . 43 4.4.1管理计划界面 . 43 4.4.2健康资讯界面 . 43 4.4.3分析报告界面 . . . 45 4.4.4排行榜界面 . 46 4.5本章小结 . 47 5 高血压慢病管理软件试用评估 . 48 5.1研究方法 . 48 5.1.1研究地点 . 48 5.1.2评估内容 . 48 5.1.3评估方法 . 49 5.1.4数据采集与分析 . 49 5.2研究结果 . 50 5.2.1用户分组情况 . 50 5.2.2依从度分析 . 51 5.2.3功能使用
25、情况分析 . 53 5.2.4依从度变化原因分析 . 53 5.3讨论与分析 . 56 5.3.1总结慢病患者依从度提高策略 . 56 VIII 浙江大学硕士学位论文 目录 5.3.2与国内外依从度评估方法对比 . 56 5.4本章小结 . 57 6 总结与展望 . 58 6.1 雜 . 58 6.2 腦 . 59 附录一高血压患者对移动医疗软件的接受度评估量表 . 60 . 61 IX 浙江大学硕士学位论文 绪论 1绪论 1.1研究背景与意义 世界卫生组织 （ WHO)将慢病定义为一种长期的、几乎不能被治愈的非传染性疾病。 近年来，慢病发病率及死亡率呈逐年上升趋势，因慢病导致的医疗费用支出为
26、全球带来了 极大的经济负担。根据我国卫生部慢性病调查报告资料显示，慢病是我国居民主要死因之 一， 2012年全国居民慢病死亡率占总死亡率的 86.6%1。慢病管理成为医疔健康领域关注 的重点。 慢病管理是一个长期、持续的过程，主要依赖于患者在家中对医嘱的执行及生活方式 的改变，如何提高患者依从度是慢病管理面临的主要问题。传统医疗服务模式受时间和空 间因素的限制，难以为慢病管理提供有力支持。移动互联网及相关信息技术发展迅猛，将 移动医疗技术应用到慢病管理中，能够实现患者院外数据的采集，通过加强对患者的干预 提高患者依从度。 - 基于以上研究背景，应用移动医疔技术进行慢病管理的系统概念如图 1.1
27、所示。系统 由三部分组成 ： 以智能手机为载体的患者端、医生慢病管理工作平台以及慢病管理云。患 者通过个人移动终端向医生发送健康数据，医生和慢病菅理系统共同作用对患者进行干预， 加强患者自我管理；慢病管理云将患者院内院外数据整合，形成个人健康档案，通过临床 决策支持系 统为医生和患者提供相应支持。 现阶段中，提高患者依从度是应用该系统进行慢病闭环管理的前提：医生只有获取连 续、高质量的院外数据，了解患者完整信息，才能为患者提供相应的医疗服务；医生的有 效干预能够进一步增强患者粘性，促进慢病管理的良性循环；在积累大量数据的基础上， 研究者能够开展队列研究、数据挖掘等相关工作，椎动慢病管理相关研究
28、的进展。 高血压疾病与糖尿病、慢性阻塞肺部疾病并列为三大死亡率最高、影响范围最大、经 济负担最重的慢性疾病卫生部慢性病调查报告资料显示 ， 2012年成人高血压发病率 25.2%,相比与 2003年患病人数增长一倍。然而，高血压患者中仅有 30%能够按照医嘱进 行自我管理 3，如何提高患者依从度是高血压治疗面临的主要问题 W。 目前，针对高血压 慢病管理软件设计的研究数目较少 5,患者需求未详尽调研能否将其他慢病研究成果 应用到高血压疾病中仍然未知，亟需开展高血压慢病管理软件的设计研究。 浙江大学硕士学位论文 绪论 患者依从度的提高建立在满足用户需求的基础上 5，因此加强移动医疗软件设计是解
29、决患者依从度问题的关键。本研究希望对软件设计方法在 移动医疗领域的应用进行探索， 提出一种面向患者依从度增强的移动医疗软件设计方法，以高血压慢病管理软件的设计为 例，论述该方法的实践过程，通过试用评估验证该方法的有效性，为其他相关研究提供参 考和借鉴。 图 1.1慢病管理系统概念图 1.2智能手机在慢病管理中的应用 国际医疗卫生组织对移动医疗 （ mHealth)的定义为：应用通信技术，如计算机、移动 电话和卫星通信等提供医疗服务和信息。智能手机作为移动医疗软件的重要载体，在慢病 管理中具有不可替代的作用 7。 智能手机能够服务更广泛的用户群体。据专家预测，截止 2018年我国超过三分之二 的
30、用户将使用智能手机，智能手机将成为最主要的通讯设备。学生及中年人群体作为移动 医疗软件的主要使用者，经常活跃于移动医疗应用市场中；另外，一项研究结果表明，经 过严格的可用性研究，移动医疗软件同样能够被老年人所使用 8。 智能手机能够增加医患沟通渠道。短信服务 （ SMS)是应用最广泛的医患沟通工具， 通过定时提醒和宣教，能够改善患者的戒烟效杲，增加肥胖患者的运动频率提高糖 浙江大学硕士学位论文 绪论 尿病患者复诊率 11。另外，通过视频通话功能，医生能够对患者的药物服用剂量进行远程 指导，实现了医生与患者的实时互动 12。 智能手机提供丰富的自我监测方式。应用图像处理技术分析照片中饮食内容的热
31、量， 为患者提供饮食指导建议 13;通过摄像头拍摄用户指尖视頻，结合相应算法提取心率、血 氧饱和度、血压等生命体征信息 14;使用 GPS定位功能及重力传感技术，对老年患者的 运动情况进行追踪，并及时分享给医生和护士通过蓝牙将心电图仪 16、血压计 17、血 糖仪 18等医疗设备连接到智能手机上，实现健康数据的自动上传。 智能手机为自我管理提供支持，增加管理乐趣。根据 COPD患者的实际情况发送不同 节奏的音乐，通过音乐节拍调整患者的走路步速 1%应用游戏化手段 2通过团队比赛的 游戏形式激励糖尿病患者对 饮食、运动情况的监测。 智能手机提供患者更加便捷的医疗资源获取手段。将院外健康数据与电子
32、病历档案集 成起来，提供给患者完整的个人健康档案 21;除此之外，智能手机为患者提供网上挂号、 在线咨询等医疔服务，满足患者在院前、院中、院后的治疔需求。 智能手机在移动医疗软件的应用中有着巨大潜力，加强移动医疗软件的设计能够充分 发挥智能手机的优势，使得患者依从度的增强达到预期目标。 1.3移动医疗软件设计研究现状 移动医疗软件设计需要考虑多重因素。除了要考虑应用于移动设备的环境复杂程度、 能否满足临床治疗需求，还需要充分考虑能否迎合用户需求。满足患者需求是提高依从度 的前提 6。对于慢病管理来说，只有让患者依从于软件的长期使用，才能实现最初的设计 目标，采用恰当的设计方法是解决上述问题的关
33、键。 在研究初期，部分移动医疗软件的设计仍采用传统软件开发方法，如瀑布法、敏捷法 等。 Smvahq等人应用瀑布法设计了一款健康数据监测软件。研究者基于 Android开发系 统提出了一套饮食建议推理算法，根据不同硬件收集到的 BMI、 热量摄入数据，为患者提 供饮食参考建议。尺 &1123等人应用敏捷开 发方法设计了 一款心脑血管疾病风险评估工具。 该研究团队通过多次迭代，逐步收集 3名医生和 11名护士的功能使用反馈，并对设计结 果加以改进，提高了研究效率和软件功能的可靠性。应用传统软件开发方法时，研究者更 关注的是编程技术和开发效率，并没有对患者需求进行详尽调研，软件功能设计的有效性 难
34、以得到保证。 3 浙江大学硕士学位论文 绪论 随着移动医疗软件的广泛应用，研究者将研究重点转移到用户需求的调研上，希望通 过准确理解用户的使用需求，提高功能设计的有效性。因此，以用户为中心的设计思想越 来越多的应用于移动医疗软件的设计中。 Weegen15等人通过定性访谈、焦点小组挖掘用户 需求，对运动监测软件的反馈内容进行设计，发现用户更加关注指导建议、运动方案等内 容。 CafazZ24l等人通过对糖尿病患者及医护人员进行访谈，发现患者在快速传输数据、战 胜延迟决策惰性、社交媒体分享健康数据等方面的需求，基于此进行功能设计并通过可用 性测试进行优化，提高了青少年 I型糖尿病患者的血糖测量次
35、数。 Grindrod25等人从应用 市场中选择 5款具有代表性的慢病管理软件，遨请 35名老年患者进行试用并填写调查问 卷，为针对老年人的慢病管理软件提供设计依据。在以用户为中心的设计方法中，用户是 被研究的对象，研究者通过倾听用户的观点、观察用户的操作行为分析患者的使用需求。 起源于工业设计领域的参与式设计 26 (ParticipatoryDesign,PD)也应用到了移动医疗 软件的设计中。在参与式设计中，用户的参与程度进一步加深，成为软件的设计者和改进 者。 Davidson【 27l等人 20名老年人分成 5组，分别邀请他们提出健 康管理软件的设计方案。 设计结果表明，其中 4组用
36、户提出的设计方案没有在已有的软件功能中实现，证明了用户 参与设计决策能够有效突破已有功能设计的局限性。 另一部分研究者认为，用户需求的准确描述建立在用户特征详尽调研的基础上，因此 采用目标导向设计方法对移动医疗软件进行设计。 Forets等人应该方法设计了一套健康管 理学习系统。通过对用户特征及用户目标的调研，确定了使用该系统的三类角色，分别为 期望进行健康管理的患者、医生及护士。通过总结三类目标用户的需求，设计了医患沟通 模块，评估结果表明该功能模块的设计能够 有效提高三类用户之间的沟通频率。 综上所述，传统软件开发方法已经不能满足移动医疗软件的设计需要，研究者更倾向 于采用能够让用户参与到
37、设计过程中的设计方法，如以用户为中心的设计方法，参与式设 计方法，目标导向设计方法。这些方法都从不同程度上强调了用户需求对功能设计的指导 作用，因此在选择设计方法时，需要从需求分析准确性、研究效率等角度对以上方法进一 步比较和剖析。 采用科学的设计方法能够有效识别患者需求，加强对软件功能的设计，从而提高患者 依从度。因此本论文希望对软件设计方法在移动医疗领域的应用进行探索，提出 一种面向 患者依从度增强的移动医疗软件设计方法，以高血压慢病管理软件的设计为例，论述该方 法的实践过程，通过试用评估证明该方法的有效性。 4 浙江大学硕士学位论文 绪论 1.4研究目标与内容 本论文的研究目标是通过对现
38、有软件设计方法的总结和剖析，提出一种面向患者依从 度增强的移动医疗软件设计方法，以高血压慢病管理软件的 .设计为例，论迷该方法的实践 过程，通过试用评估证明该方法的有效性。章节安排如下： 第二章介绍移动医疗软件设计方法的研究结果。首先对常用的移动医疗软件设计方濟 进行总结，剖析目标导向设计方法应用于移动医疗软件设计的潜在优势；随后介绍目标导 向设计方法的具体应用过程，总结该方法在移动医疗领域的应用现状。最后针对已有用户 模型不足以支持移动医疗软件设计的问题，提出面向患者依从度增强的目标导向设计方法 : 重点对用户建模内容进行完善，加入影响患者依从度的特征因素；提出建立用户模型的具 体流程；总结
39、应用于不同设计阶段的用户研究方法。 第三章以高血压慢病管理软件的设计为例，介绍用户摸型建立过程及需求分 析过程。 根据问卷调查和定性访谈结果将高血压患者进行分组，建立能够准确描述患者特征及使用 目标的用户模型，总结提炼不同分组用户的慢病管理需求；结合临床指南及慢病管理软件 功能调研结果，提出满足用户需求的解决方案，完成软件功能模块的设计。 第四章介绍高血压慢病管理软件的框架定义及原型设计结果。首先从本能层、行为层、 反思层三个目标层面对移动医疗软件交互设计原则进行概述，满足不同层面的用户需求能 够有效提高患者依从度。本论文提出的目标导向设计方法中强调用户模型对功能设计的指 导作用，因此在完成框架定义的基础上， 以三个功能糢块的原型设计为例，介绍如何根据 用户模型对不同功能模块进行针对性设计，最后介绍界面实现效果。 第五章介绍高血压慢病管理软件试用评估结果。选取 4个时间点，招募高血压患者对 不同版本软件进行试用。统计并分析患者依从度变化情况及功能使用情况；开展定性访谈， 收集用户观点，分析依从度变化原因，进一步验证功能设计对患者依从度的促进作用。 第六章对论文的研究意义及局限性进行总结，提出下一阶段研究方向。 5 浙江大学硕士学位论文 移动医疗软件设计方法研宄 2移动医疗 软件设计方法研究 患者依