构建基于患者体验的健康产品- 环境- 服务设计创新

健康医疗产业关系到民众健康和福祉，是21 世纪引导全球经济发展和社会进步的重要产业。有学者指出，人类社会在经历了土地革命、工业革命、商业革命、网络革命的发展历程之后，将进入健康医疗产业革命的全新阶段，并形成第五次产业浪潮。世界卫生组织将“健康”定义为生理，心理和社会福祉的状态，而不仅仅是没有疾病。健康医疗保健是通过医疗机构提供的产品和服务，对疾病进行预防、治疗和管理，并保障人们的健康和福祉。[1]

无论在发达国家还是在发展中国家，健康医疗产业都是发展最大和最快的产业之一，在国民生产总值中占有重要比重。在世界发达国家，健康医疗产业成为政府重要的战略性投资，占GDP 超过15%，超过汽车和房地产等领域的产业规模。目前中国健康医疗服务业的总产值在2万亿元左右，预计到2020 年，总规模将超过8 万亿元。一方面，中国正面临人口老龄化、环境污染、食品安全等诸多社会问题所带来的大规模疾病和健康隐患；另一方面，我国社会医疗保障体系建设还有待完善，医疗产品和服务的创新设计还处于起步阶段，市场需求巨大，这给健康医疗产业的创新设计带来巨大的挑战和发展机遇。尽管中国在卫生医疗保障领域的投入逐步增大，然而国内的设计界才刚刚开始关注这个领域，相关的理论方法和产业转化还鲜有成果。

过去很长一段时间，社会及产业界认为医疗行业创新的关键是医学及临床技术的发展和进步。然而，现实世界中，健康医疗机构需要应对系统内诸多利益相关方之间存在的复杂关系，其中包括：患者及其家属；医院和其他医疗机构，高校科研院所和企业及其供应商，政府和公共机构，法律法规制定和监理机构，第三方医疗保险机构，专业机构和社区，医疗慈善机构，患者协会，媒体和广大公众等等。伴随着产业规模和社会需求的迅速增长，在健康医疗领域，追求优化复杂技术系统、降低治疗就医成本、提高患者安全等产业文化和相关需求迅速兴起，产业界开始重视将设计引入其中，通过有机整合艺术与科学，在健康医疗系统中导入人机工程学研究，优化临床医疗产品和服务的人性化体验。设计作为解决复杂系统问题的有效手段和构建良性交互行为的方法论，将会对健康医疗产业的颠覆性创新起到至关重要的作用。

 

传统意义上，在进行健康医疗领域产品/ 服务/ 环境的设计创新时，产业界更加关注其技术的可行性和性能的有效性。然而，如果将这些医疗产品/ 服务/ 环境置于医疗服务系统的整体语境中，全面考虑该产品系统内所有相关要素间的关系（如病人、医生、护士、医院、家庭、药店、医疗设备生产商、制药厂、政府部门、医保机构等），设计团队将更能充分理解其产品和服务的价值，界定产品和环境设计的需求，进而发现崭新的创新机会。图1 显示的是设计师需要研究和观察健康医疗系统内各要素之间的互动：病人向保险公司支付哪些款项，或者病人与医生、护士之间的信息交流方式和内容等等。

在健康医疗服务质量的评估过程中，专家认为，针对优化和提高患者体验而进行的设计创新研究、理论模型的构建、量化评测框架的应用等对于该产业的颠覆性创新起到至关重要的作用。据英国国家医疗服务体系（NHS）进行的一项调研，医疗服务提供方在对10 个领域的患者体验进行自我评估时，患者体验一项变量的总分为50 分，评估后仅取得28 分的低成绩；91% 的医生认为其所在的医疗机构缺乏管理病人的经验和提高患者满意度的明确战略；学术和产业界也缺乏对积极和消极健康医疗体验影响因素的系统研究。[2] 同时，据美国食品与药品管理局（FDA）报道，医疗产业每年发生十万余起关乎临床设备的医疗事故，其中超过1/3 是源于操作使用错误。对于使用界面的误读、混乱的控制、过于复杂的操作、错误校准的报警、安装维护的困难等问题都是导致医疗事故频发的影响因素，而设计师的专业知识恰恰可以对相关领域提出有效的解决方案。

针对上述产业发展的挑战，国际上很多一流设计院校相继成立了医疗健康设计研究所，以创新设计的思维方法和理论范式，进行跨学科协同创新，为企业和政府提供健康医疗创新设计的整体化解决方案。例如，英国皇家艺术学院近年致力于健康医疗领域的创新设计研究与实践，它与帝国理工学院、剑桥大学、海伦海利研究中心共同合作建立了老龄化设计研究所和健康与病患安全设计研究所，积极从事健康医疗产业的创新设计研究与实践。皇家艺术学院通过与企业、医院和英国研究委员会合作，进行面向健康医疗产业前沿产品、系统服务、流程策略、医疗管理等领域的设计创新研究，并培养了一批该领域的高端创新人才。近年来，该研究机构已经完成了救护车改良设计研究、为保护病人尊严的病房体验设计研究、孕妇体验设计研究等一系列重大课题，为优化英国的医疗服务和改革医保体系提供了重要的理论和实践参考。另外，荷兰德尔福特大学整合设计学院和医学院等不同学科专家建立了跨学科的健康医疗设计研究所，美国PASONS 设计学院设立了医疗服务设计课程和研究实验室，日本札幌市立大学将设计学院和医疗护理学院进行整合性教学探索等等。上述这些研究实践，从不同的文化语境和研究角度对健康医疗产品与服务进行设计创新探索。

在迎接新的学科与产业发展挑战的过程中，清华大学美术学院借助其工业设计的学科优势，率先在国内成立了健康医疗产业创新设计研究所，针对健康医疗产业领域内的产品、服务、环境进行研究和设计创新。该研究机构整合工业设计、生命科学、环境设计、工程设计、信息设计等多学科资源，从事基于大数据技术背景下的医疗产品、系统、服务的创新设计研究与实践。其中涵盖服务设计、包容性设计、人本设计、用户研究、协同设计、体验设计、社会创新等不同设计研究领域，以提高现有国内医疗健康领域的产品系统与服务的创新水平，改善人们的就医体验，构建大众的健康生活质量。（图2）基于产学研结合的产品/ 服务研发设计能够为产业创造系统的知识体系，并用其指导产业进行创新应用。该过程主要经历探索实验、原型测试、小规模应用、产业转化等不同阶段。通过设计与技术的创新，从人本设计的角度提高患者、医生、护士等不同人群的人性化体验，增进人们的健康就医福祉。

 

健康医疗产业的发展离不开技术与产品的创新设计。近年来，伴随着基因治疗技术和移动互联网技术的发展，以产品/ 服务设计引领的健康医疗社会创新项目开始出现，并可能成为未来健康产业的一个重要发展趋势。本节重点分析相关设计案例，以探讨可能的实践方法论。

1. 新生儿耳聋基因筛查产品创新设计项目

耳聋是中国发病率最高的遗传性疾病之一，每年有大约六万多遗传性耳聋新生儿出生。儿童处于生长发育期，如果发生听力障碍，不仅会导致聋哑、言语发育迟缓，还会造成儿童情感、心理和社会交往等能力的发育迟缓，给家庭和社会带来沉重负担。临床发现，通过常规体检或父母观察，小儿听力障碍多在2 岁以后才被发现，错过了儿童语言快速发育的时期，延误了康复的最佳时机。为此，生物芯片国家工程研究中心与清华大学美术学院健康医疗产业创新设计研究所合作，设计研发出基于分子诊断与实时检测技术的新生儿耳聋基因筛查产品，在全国范围内实施了“儿童听力残疾早发现、早干预和早康复”的社会创新项目。为了创造一个具有敏感性和准确度的高通量现场实时检测和护理平台，分子诊断系统的研发经历了极具技术性和专业性的设计过程。这套产品系统包括三台仪器：高通量微阵列生物芯片扫描仪，恒温扩增微流控芯片核酸分析仪，基因芯片一体化工作站。其中，高通量微阵列生物芯片扫描仪通过紧凑和高性能的设计，对耳聋基因芯片进行微阵列成像和数据分析，极大地提高了芯片扫描吞吐量及基因检测的性能。恒温扩增微流控芯片核酸分析仪能迅速扩增在样品中的特异性序列，通过标记的探针检测特定的DNA 分子，帮助临床诊断准确地测定病原体。基因芯片一体化工作站能够实现自动杂交、洗涤、扫描和数据分析的功能，并能实时反映过程中监测阵列表面上的信号变化，提高杂交的效率并减少检测的时间。

在设计研发过程中，设计师需要平衡和解决技术、商业、用户体验等方面的诸多问题：

平衡设计中技术可行性和审美认知之间的关系；

既要构建生物技术产业独特的设计语言，又要使产品融入实验室和临床使用的环境中；

将复杂的生物医学工程技术整合到小巧紧凑的设备中；

能够适应诸如乡村诊所等不同使用环境的使用要求；

设计上要支持快速和大规模DNA 样本检验；

对操作和实体交互界面进行优化，使得不同技术水平的医护人员通过简单培训就能操作。

在该项目中，由工业设计师、机械工程师、临床医师等不同专业背景的专家组成的跨学科团队进行协同设计，运用循证设计策略和方法，探索上述设计挑战的人性化解决方案。通过系统的用户研究方法对新生儿耳聋基因筛查和治疗过程中的利益相关方（如患者及其家属、诊疗机构、临床医生等不同使用机构和群体）进行就医诊疗行为研究分析，设计团队构建了清晰的人性化设计目标和评价标准。最终设计师整合用户和产业的需求，创造出基因双螺旋抽象形态作为系列产品的设计语言，并结合易用性操作的使用需求，使产品的设计语言与用户操作的直觉认知有机结合，重新定义了实验室和临床设备的美学规范和用户体验。

截止2015 年底，全国城乡使用该系统进行耳聋基因筛查的总人数已经超过110 万人，在对新生儿的耳聋基因筛查中，发现4.9 万人携带耳聋基因，其中药物致聋基因携带率2.4‰。每年可直接避免5 万名新生儿用药致聋，间接避免50 万家庭成员用药致聋。目前，该项目正在进行世界规模最大的新生儿耳聋基因筛查工作，通过整合基因治疗技术而进行的该项产品/ 服务设计形成了全新的社会创新模式，为预防儿童药物致聋和提高儿童健康福祉构建了技术与服务保障，该项目因此获得德国红点设计奖。（图3）

2. 基于实时监测技术和人体工学原理的智能老年助力起身椅设计

研究表明，伴随着生理机能的衰退，老年人在起坐过程中很容易发生摔伤的事故。[3] 如何借助现代医学手段和互联网技术进行产品和系统的创新，为独居老人提供安全、高效、舒适的家庭健康医疗监护服务，是社会化医疗、养老产业、智能家居等诸多领域共同关注的主题。清华大学美术学院健康医疗产业创新设计研究所联合博奥生物公司，系统运用包容性设计、用户研究、协同设计等理论方法，对老年人的生活方式、起坐行为、生理和心理特征进行质化和量化研究，进而设计出基于实时监测技术和人体工学原理的智能老年助力起身椅，并已投放市场。

该项目发挥了工业设计的创新驱动作用，整合了生命科学技术、电子工程技术、人工智能技术、人体机能增强技术等相关学科。在历时一年的时间里，跨学科设计团队经历了用户深度访谈、生理模型构建、概念设计研讨、功能原型测试、结构优化设计、人机可用性分析等创新设计的全流程。设计师要考虑到老年用户在日常生活中起坐行为的每一个细节需求，对起坐和躺仰角度、操控界面的易用性、机械传动的速度和力度、座面的柔软度和通风性、电动行走的速度和转弯半径、座椅不同材料的质感和色彩等诸多要素进行深入推敲和优化，以提供老年用户安全可靠的技术支持与友好舒适的使用体验。

作为老年智能家居系统中的重要智能硬件产品，智能老年助力椅为智能化的居家养老体系提供了健康检测与护理等方面的人性化支持与服务。人体工学设计的遥控器，帮助老年用户实现直觉操控。专为老年人的生理认知设计的简洁操作界面（图4），方便用户轻松地控制座椅的座面、椅背、腿托、脚轮、侧箱等部件，满足起身、仰躺、移动等不同的行为需求。座椅扶手中设计有体征传感器，能够监测老年人的脉搏和血压等生理指标，并同步上传到云端与医生分享。两侧的功能箱中集成了空气监测和药物提醒等功能模块，向老年用户提供智能语音吃药提醒服务。座椅头枕内安装有蓝牙音响，用户可以通过手机等移动终端进行音乐播放。另外，座椅还整合了通风、加热、按摩等多样化的康复技术和功能，针对老年病患者的不同需求，构建出全新的老龄用户起身、移动、娱乐、康复等人性化的体验；借助设计手段，从生理、情感、社会等不同层面关照老年人因年龄增长而带来的衰退，提高老年人的健康生活质量。（图5）

3. 基于大数据和OLED 技术的健康检测产品与服务系统创新设计

可穿戴设备将成为连接个人健康与医疗大数据的重要硬件介质，为个体化诊疗和远程治疗提供产品和服务支持。而伴随着柔性显示技术OLED 的不断发展，使得今后的智能可穿戴设备更加小巧便携和灵活多变。LED 显示技术研发生产商ＢＯＥ邀请清华大学美术学院工业设计系和健康医疗产业创新设计研究所，针对柔性液晶技术的发展趋势，设计探索未来用户的使用场景和产品化解决方案。通过对柔性液晶技术的特征进行详细分析后，设计团队认为该技术未来将会在健康医疗、消费电子和汽车相关产业等三个领域拥有广阔的应用前景。

因此，借助于用户深度访谈和典型用户构建（persona）等人种学方法，设计团队首先明确了潜在目标用户和可能的设计机会。（图6）随后，通过协同设计方法，组织焦点小组和设计工作坊，设计团队与用户共同探讨和设计柔性液晶显示技术的不同使用场景和可能的产品形态及界面交互方式（Scenario）。在这个用户参与性的设计过程中，通过头脑风暴、移情模拟、情境化故事板等具体方法，赋予用户参与的数据以新的意义。（图7）在此基础上，进一步界定创新设计模式，用快速研讨模型等方法，将健康系统中不同因素和用户之间的交互关系视觉化和实体化，并进一步形成多达40 余款的发散性概念设计方案。经过深入设计阶段，将概念转化为原型样机，进行用户可用性测试、方案评价、修改优化，最终定型。

通过构建多样化的健康产品及其相关使用场景，设计团队发展出个人可穿戴健康运动臂环（图8）和智能全景跑步机（图9）等不同的产品和服务模式。这些设计充分发挥了柔性显示的技术优势，通过灵活可变的产品和服务解决方案，构建出现代人生活方式中不同的健康检测和管理模式。例如，可穿戴健康运动臂环就可以在智能手机、运动生理指标检测等不同使用模式下进行方便的切换，既实现了小巧便携，又解放了运动过程中人的双手，并能实时将运动生理数据传送到云端，形成医疗大数据采集过程中最为有效的个人可穿戴终端产品。智能全景跑步机的设计则构建了全新的室内健身运动的用户体验和健康数据管理系统，通过全景柔性显示技术，让用户从视觉和听觉等多维度体验到置身大自然般的运动感受。

 

以患者为中心的健康医疗创新设计理念正逐渐受到产业的关注。医院作为健康医疗产业的一个重要服务平台，承担着重新构建有意义的健康医疗行为的重要职责，这需要人性化设计理论、方法、实践的深度介入。将医院作为一个治疗服务平台和健康解决方案的综合体，而不仅仅简单作为实体的建筑和空间进行设计规划，是医院人性化设计的本质所在。因此，在这样一个创新设计过程中，设计团队不仅需要关注系统内建筑环境、软件和硬件、临床产品、服务流程、医患体验等相关要素，更重要的是借助于设计手段，全方位构建人性化和高效性的系统关系。

1. 布里斯班儿童医院

澳大利亚Conrad Gargett Lyons 设计公司设计的布里斯班奇伦托夫人儿童医院（Lady Cilento Children’s Hospital），是现代人性化儿童医院设计的代表性作品。该医院面对昆士兰地区患者提供医疗卫生服务，是一家集儿科医学临床与教学科研为一身的专业医院。医院面积共9.5 万平方米，12 层高，位于风景如画的布里斯班河南岸。

区别于传统医院建筑冰冷严峻的外立面设计，奇伦托夫人儿童医院建筑外表色彩鲜艳，其设计灵感来自周边南岸城市景观的绿色与紫色，是一栋对儿童亲切的建筑。该医院具有世界上最先进的医疗设施和技术。通过对现代医院类型学的研究，设计师们希望打造出一个考虑医患双方互动需求，成为城市标示，激活社区的健康医疗平台。运用可持续设计策略，医院的外立面被设计成错落有致的彩色遮阳板，既使建筑具有独特的个性，又能融入周边的地域文脉，更可以在炎热的亚热带气候中为建筑主体遮阳并降低能耗（图10）。医院内部被设计成具有生命力的树状结构，核心筒系统是承载所有交通的树干，各个功能区就是树枝，向外探出的平台引入阳光，联系城市风光，让前来就医的儿童及家长们享受到近处的公园、远处的群山和布里斯班的河景。在医院设置了诸多庭院花园。这些绿化环境组成了治疗环境的一部分，用于病人的康复，以及病人家属和医院工作人员的休憩。

医院的室内设计广泛运用二维和三维艺术以促进小患者在生理和心理上的康复。（图11）彩色的鹦鹉艺术品装置悬挂在中庭，蝴蝶和甲虫的图案打印在医院的公共空间装饰面板上，由乐高玩具构成的医院缩比模型促成了儿童和家长在游戏互动中对医院就诊流程和科室分布进行了解。医院导示系统的设计充分考虑了儿童色彩认知心理，不同功能层使用不同的色彩进行一体化设计，配合多媒体交互就医引导系统，为患者打造识别度和易用性俱佳的就医体验。（图12）这些独具匠心的设计，让前来就诊的儿童仿佛置身童话乐园，大大减轻了儿童患者紧张焦虑的情绪。

2. 面向农村老年人的医疗巡诊服务系统设计

中国农村空巢老年人的健康与医疗保障问题对医院设计和就诊流程设计提出了新的挑战。针对农村老年人看病难，医疗基础设施落后的问题，设计研究团队深入农村老年病患者家中和乡镇医院进行深入调研，（图13）不仅关注个体老年病患者的健康检测和就医需求，更注重通过社会创新服务系统的设计从宏观上解决农村老年人医疗及社会保障问题。借助于医疗服务蓝图等设计方法，设计团队从建立乡镇一体化健康监测与医疗服务系统入手，直到通过具体的移动医疗基站和家庭健康监测产品的创新设计的规划，为农村老年人搭建了一个经济、高效、可行的医疗服务系统。（图14）

不同于传统的乡村诊所和医院设计，该项设计针对老年人运动机能衰退、农村交通状况不佳、医疗诊所建设昂贵等诸多问题，设计团队创造性地提出了农村移动医疗基站的设想。这个解决方案避免了在村庄建设诊所过程中选址困难、成本昂贵、医生短缺等问题。通过一个移动的小型可扩展房车基站，对特定地域的乡镇进行巡诊。参加巡诊的医生都来自中心医院，他们每走到一个村落，医生就在村口将临时基站展开，农村患者走到村口就可以享受和中心医院一样的诊疗服务。如患者遇到突发症状，移动基站的机动牵引车就马上变身救护车，将其运到中心医院进行紧急抢救治疗。（图15、16）在这个设计案例中，人性化的医院服务平台已经超越了传统意义上的医院模式，而是通过可移动的灵活医疗基站，将中心医院的优势诊疗资源送到村落，实现了以点带面的诊疗体系。

3. 2020 未来医院畅想

技术、材料、工艺的创新应用将会对未来医院的体验设计产生重要影响。面对医疗产业日趋激烈的竞争态势，在过去20 年里，医院从酒店业获得设计灵感，通过标准化生产组装的整装模式为病房导入了木材质感和柔和色调的软装。这些家庭化的设计让病患感到轻松，但对于病房消毒和嵌入智能技术模块提出了新的挑战。面对这些挑战，NXTHealth 设计公司与美国医疗产业协会、杜邦公司和苹果商店合作，构建了2020 病房设计场景。该设计方案运用极简主义设计风格，大面积使用白色曲面的可丽奈抗菌材料和铝质封边的设计语言，触屏显示器几乎被设计成了无处不在的嵌入部件，便于医生随时随处获取患者的治疗记录和生命体征。病人只要轻触屏幕界面，就能够实现调节病房灯光色温和照度、病床倾仰角度等功能。（图17-18）

据统计，每年由于医护人员未按要求进行手部消毒而导致的诊疗死亡病例达到10 万余起，损失高达3 亿美元，通过个简单智慧的设计改良，就能有效防止上述不必要的医疗事故。整合智能传感器和可丽奈抗菌材料而设计的病房，让医护人员进入病房就会获得红色LED 灯光提示，要求其进行手部消毒，完成消毒后灯光变绿。

通过空间的智能可变性设计，技术将成为支撑共同护理的连接桥梁和医院质量管理的评价手段。医院智能系统将监控每一个个体病患的治疗和护理流程，并对复诊率进行统计，确保治疗质量和病患的康复率。借助于这些产品- 环境- 服务的设计，让未来的医生不是扮演知识仓库的角色，而是成为知识的管理者，更多地与病人沟通并提供关怀，为病人提供决策支持，帮助病人决策，成为病人的伙伴。伴随着医疗服务实现无线化及网络化，未来医生能够跟踪复杂生理指标甚至数字成像指标。在电子健康病例和患者个人健康管理系统中，存储着患者的生物学和DNA 排序数据，列出了所有药物基因组学的交互作用。（图19）将这些信息分享给药剂师后，能够实现针对个体差异开具处方的精准治疗。随着时间的推移，面对面的诊所问诊数量将减少，医生的治疗效果、服务质量和成本方面的相关数据会通过网络平台进行更新和发布。“数字原住民”医生和患者之间通过网络进行虚拟出诊和互动将成为治疗行为的主体。[4]

 

回顾设计发展史我们不难看出，设计的范式根据每个时代的社会和产业发展趋势的变化而不断演进。伴随机械时代的产业和经济发展特点，Herbert Simon(1969) 构建了实证主义设计范式。他指出，设计是一种决策性行为，是解决问题的过程。[5] 设计学科能够横跨艺术、科学和技术三个领域，设计研究可以包括所有人为世界的创造性活动。随后，Donald Schon(1983) 借助建构主义的理论框架，提出设计是一种反应性实践行为，隐含了实践者进行艺术性创造和凭直觉思考的过程，具有诸多的不确定性、不稳定性、独特性及价值冲突。[6] 设计是一种问题设定的过程，包括确定待处理的事务和建立一个用来处理确定事务的语境，这两者是交互式进行的。Nigel Cross (2006) 对上述两位学者的观点进行了批判性的审视，认为设计在信息时代更接近一种对话方式，是一个整合多学科的应用领域。[7] 它通过连接各个分支学科，达成共识，进而创造新的知识并重新理解设计。设计认识论寻求研究设计师式的认知，设计行为学寻求研究设计实践和设计过程，设计现象学寻求研究人造物的形式和结构。然而，当技术、文化、社会的不断发展将人造世界变得越发复杂时，要解决诸如健康医疗这样庞大系统中存在的问题，设计就需要梳理和重构物质和非物质世界中复杂利益相关方之间的关系。健康医疗产业与设计学科之间的发展是相互促进，相辅相成的，两者同时都具有提升大众生活品质和健康福祉的终极目标。为了推进设计创新与健康医疗之间的深度合作，美国食品与药品管理局（FDA）于2010 年发布相关指导意见（HE-75），推进设计师参与甚至引领健康医疗产业的多层面创新。因此，国际设计界的众多专家学者认为，健康医疗产业将是设计学科最新的发展前沿和未来方向。[8]

基于产品/ 服务/ 体验的设计方法为设计师针对健康医疗系统进行颠覆性创新提供了具体的工具。诸如人种学方法（ethnography）能够帮助设计师深度了解用户的潜在需求，协同设计方法（co-design）使得患者和设计师在共同工作的过程中优化就医流程与交互体验。设计作为一个整合性的平台和创新方法论，充分介入大众化数据构建的虚拟医院、基于坚实循证基础的社会化医学、精准医学指导下的个体化治疗，以及基因测序、细胞治疗、器官打印、远程医疗等医学技术的变革与应用中去，通过人性化的创新实践颠覆现有的健康医疗体系，重构大众的就医体验和健康行为。