湯宇萱，石慧淼

引 言

脊柱側(cè)彎，特發(fā)性脊柱側(cè)凸等脊柱疾病很容易發(fā)生在青少年時(shí)期。嚴(yán)重的脊柱側(cè)彎會(huì)導(dǎo)致腰肌勞損，身體變形，肩胛骨外凸等病癥。同時(shí)嚴(yán)重的特發(fā)性脊柱側(cè)凸（adolescent idiopathic scoliosis，AIS）甚至?xí)?dǎo)致心、肺功能障礙，危及生命。而脊柱畸形很大程度上是在患者毫無(wú)察覺的情況下進(jìn)行的，可能直接失去保守治療的機(jī)會(huì)。 因此，加強(qiáng)學(xué)校、家長(zhǎng)、醫(yī)院對(duì)小學(xué)生脊柱健康問題的重視與監(jiān)督管理尤為重要。

一、青少年脊柱健康問題基本情況

1.1 青少年脊柱健康問題現(xiàn)狀

脊柱健康問題伴隨城市化和現(xiàn)代化廣泛存在于各年齡階段的問題，其主因并非生理因素，而是復(fù)雜的社會(huì)組成方式和生活方式?，F(xiàn)代社會(huì)的生產(chǎn)生活方式多以久坐為基礎(chǔ)，在學(xué)習(xí)、工作、交通等場(chǎng)景中對(duì)久坐的結(jié)構(gòu)性依賴讓人們不得不接受久坐不動(dòng)的作息方式。我國(guó)在少年兒童時(shí)期的形體習(xí)慣培養(yǎng)上意識(shí)較差。我國(guó)小學(xué)授課的形式，從二三年級(jí)開始學(xué)習(xí)壓力驟增，根據(jù)去年我國(guó)教育部和衛(wèi)健委的聯(lián)合抽樣調(diào)查報(bào)告顯示，我國(guó)有七成中小學(xué)生有體態(tài)問題，他們的脊柱健康狀況令人擔(dān)憂。

1.2 家長(zhǎng)對(duì)脊柱健康的了解程度

通過對(duì)江蘇、河北、河南等地80位3-5年級(jí)家長(zhǎng)進(jìn)行訪談?wù){(diào)研，整理獲得以下信息：大部分家長(zhǎng)對(duì)脊柱健康問題的了解不夠，不了解各種病癥以及其對(duì)孩子帶來(lái)的危害。其中少數(shù)對(duì)脊柱健康問題有所了解的家長(zhǎng)有42.5%認(rèn)為監(jiān)督青少年脊柱健康狀況是老師的任務(wù)。87.5%的家長(zhǎng)希望有相應(yīng)的措施來(lái)幫助監(jiān)督小孩的脊柱健康狀況。

60.5%的家長(zhǎng)認(rèn)為學(xué)校、家長(zhǎng)、醫(yī)院聯(lián)動(dòng)對(duì)孩子的脊柱健康狀態(tài)盡情監(jiān)管是有必要的。給孩子購(gòu)買過脊柱矯正類產(chǎn)品的家長(zhǎng)占42%。

1.3 學(xué)?，F(xiàn)狀

大部分小學(xué)會(huì)每年給全校學(xué)生進(jìn)行一次脊柱健康體檢。課堂上老師僅會(huì)偶爾提醒學(xué)生挺直腰背，注意坐姿。除此之外，幾乎沒有涉及針對(duì)青少年脊柱健康問題的措施。學(xué)校對(duì)于學(xué)生脊柱健康狀況的關(guān)注度整體較低。

只有每個(gè)家長(zhǎng)都積極參與到學(xué)校教學(xué)管理工作中，肩負(fù)起自身責(zé)任，攜手教師共同管理，學(xué)生的脊柱健康才能得到保障。

二、基于基本情況的需求分析

2.1 用戶定位

通過對(duì)青少年脊柱健康的基本情況分析與調(diào)研發(fā)現(xiàn)，3-5年級(jí)的青少年脊柱尚未定型，且正處在習(xí)慣養(yǎng)成的關(guān)鍵階段；青少年難以自主保持良好坐姿及家長(zhǎng)、學(xué)校缺乏對(duì)青少年坐姿的監(jiān)督提醒，是兒童脊柱健康問題的兩大成因。因此，我們將目標(biāo)場(chǎng)景定位在小學(xué)校園與課堂，針對(duì)3-5年級(jí)學(xué)生，利用成熟的移動(dòng)網(wǎng)絡(luò)與APP技術(shù)，結(jié)合學(xué)生、家長(zhǎng)、校方、技術(shù)平臺(tái)等多方相關(guān)者，形成一個(gè)有機(jī)互聯(lián)的服務(wù)系統(tǒng)，期望解決兒童脊柱健康的監(jiān)管與提醒問題。

3-5年級(jí)學(xué)生為最主要的用戶群體，家長(zhǎng)、學(xué)校（教師）、醫(yī)院為主要相關(guān)群體。最終產(chǎn)品可能是一套集合手機(jī)與電腦端APP、穿戴式交互智能終端及相關(guān)服務(wù)的完整產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)。

2.2 用戶關(guān)鍵需求

對(duì)于3-5年級(jí)青少年來(lái)說，他們的核心需求是盡可能保持正確坐姿、養(yǎng)成良好坐姿習(xí)慣；對(duì)于家長(zhǎng)和教師來(lái)說，密切地、全面地、高效地監(jiān)督孩子的坐姿，幫助他們養(yǎng)成良好坐姿習(xí)慣是關(guān)鍵需求；對(duì)于醫(yī)院來(lái)說，了解青少年的日常坐姿習(xí)慣及行為報(bào)告能更高效地了解脊柱病癥成因，并形成個(gè)性化解決方案。

因此，解決3-5年級(jí)學(xué)生的脊柱健康監(jiān)管問題需要的是一款監(jiān)督提醒青少年不良坐姿，并增加家長(zhǎng)、學(xué)校與醫(yī)院在青少年脊柱健康管理問題中參與度的產(chǎn)品系統(tǒng)。

三、產(chǎn)品系統(tǒng)概念初步設(shè)定

3.1 競(jìng)品分析

現(xiàn)有坐姿矯正類硬件產(chǎn)品多種多樣，價(jià)格分布較廣，其中100元以下區(qū)間產(chǎn)品大致包括背部穿戴類、前胸及領(lǐng)口佩戴類、桌面放置類，主要功能包括坐姿監(jiān)測(cè)震動(dòng)提醒等，都沒有配套APP。功能較多且包含配套APP的產(chǎn)品價(jià)格集中在200-300元，部分包含強(qiáng)制矯正帶的產(chǎn)品價(jià)格在500元左右。

目前市場(chǎng)上坐姿監(jiān)測(cè)類產(chǎn)品主要采用陀螺儀與紅外測(cè)距的技術(shù)原理，各種穿戴方式層出不窮。功能方面，多數(shù)穿戴方式導(dǎo)致測(cè)量不夠精準(zhǔn)，容易錯(cuò)誤觸發(fā)警報(bào)，影響青少年的學(xué)習(xí)活動(dòng)，降低用戶信任度。精準(zhǔn)度較高的佩戴方式較為生硬，舒適感較低。且大部分產(chǎn)品都沒有配套的APP進(jìn)行監(jiān)控與數(shù)據(jù)收集，從交互體驗(yàn)上無(wú)法滿足家長(zhǎng)的監(jiān)管需求。此外，市面上所有產(chǎn)品都未能構(gòu)建出一個(gè)多位一體的產(chǎn)品服務(wù)系統(tǒng)。外觀方面，多數(shù)產(chǎn)品采用的材料觀感較為廉價(jià)，且外形缺乏設(shè)計(jì)感，難以吸引青少年的興趣，易引起抵觸情緒。

3.2 產(chǎn)品定位

該產(chǎn)品主要包括產(chǎn)品硬件與線上服務(wù)系統(tǒng)。產(chǎn)品硬件包含有內(nèi)部的陀螺儀、紅外測(cè)距傳感器等，及外部的外殼、穿戴結(jié)構(gòu)；線上服務(wù)系統(tǒng)包括數(shù)據(jù)分析系統(tǒng)、互聯(lián)平臺(tái)及分別面向家長(zhǎng)、學(xué)校、醫(yī)院的APP。

因建立家長(zhǎng)、學(xué)校、醫(yī)院三位一體服務(wù)系統(tǒng)的需要，這款產(chǎn)品定位于中高端脊柱健康監(jiān)測(cè)產(chǎn)品。根據(jù)競(jìng)品及技術(shù)成本分析，一款包含穿戴式硬件、監(jiān)督提醒功能、數(shù)據(jù)分析功能、服務(wù)系統(tǒng)平臺(tái)及3個(gè)APP終端的產(chǎn)品成本在200-300元，因此產(chǎn)品定價(jià)大約在300元左右。

四、設(shè)計(jì)方案的形成與發(fā)展

4.1 產(chǎn)品App設(shè)計(jì)方案

4.1.1 教師端App設(shè)計(jì)

教師端App的重點(diǎn)是高效獲取信息。平臺(tái)通過分析計(jì)算后，將數(shù)據(jù)簡(jiǎn)化成二元判斷標(biāo)準(zhǔn)，直接用是否健康概括學(xué)生狀態(tài)，讓教師能夠快速掌握全班學(xué)生的脊柱健康狀態(tài)，并作出相應(yīng)措施。

4.1.2 家長(zhǎng)端App設(shè)計(jì)

家長(zhǎng)對(duì)App的需求是更直觀的信息展示方式，即將原本冗雜的數(shù)據(jù)凝練和量化成脊柱健康分?jǐn)?shù)，并給出面向家長(zhǎng)們的直接可行的改善建議。

4.1.3 醫(yī)院端App設(shè)計(jì)

醫(yī)院是最對(duì)學(xué)生身體狀態(tài)缺乏了解的一方。因此醫(yī)院端App需要的是更完整全面的數(shù)據(jù)鏈條，不但要獲得學(xué)生的脊柱狀態(tài)、保持時(shí)長(zhǎng)，而且要與學(xué)生的病歷檔案相對(duì)接，綜合判斷整個(gè)學(xué)校學(xué)生的脊柱健康狀態(tài)。

4.2 穿戴方式與最終外形確定

市面現(xiàn)有的掛肩佩戴產(chǎn)品舒適性較差。設(shè)計(jì)產(chǎn)品的第一步是尋找新的佩戴形式，用更少的存在感換來(lái)同樣的可用性。但在一系列草圖推演后發(fā)現(xiàn)想同時(shí)滿足這兩點(diǎn)幾乎不可能，起初的背帶式則是一種不得已的折衷方案。再對(duì)各個(gè)方案的舒適度、靈敏度、智能化等進(jìn)行評(píng)估后，我們認(rèn)為肩章是能夠最大程度兼顧可用和友好的一種形式，即佩戴在雙肩上的方式，通過磁吸將主機(jī)固定在雙肩的衣服上。

五、設(shè)計(jì)方案的推敲與深化

5.1 產(chǎn)品硬件設(shè)計(jì)方案

5.1.1 穿戴方式設(shè)計(jì)

這款產(chǎn)品采取雙肩佩戴的肩章形式，兩個(gè)主機(jī)佩戴于左右兩肩的水平面上，有利于內(nèi)置傳感器實(shí)現(xiàn)精準(zhǔn)測(cè)量與監(jiān)督提醒。主機(jī)下方置有軟質(zhì)強(qiáng)力磁鐵，采取磁吸式結(jié)構(gòu)將主機(jī)固定于雙肩上方的衣服上，佩戴穩(wěn)定，不易滑落，相比于其他方式提高了穿戴的舒適度與友好度。在交互方面，肩章的形式功能性與裝飾性并存，更富有趣味性和吸引力，符合3-5年級(jí)兒童的年齡偏好與視覺體驗(yàn)。

5.1.2 監(jiān)測(cè)功能的實(shí)現(xiàn)

肩章的佩戴方式為左右兩肩分別佩戴一個(gè)單體。陀螺儀與位置傳感器感應(yīng)雙肩傾斜角度，計(jì)算得出脊柱角度，并在傾角超出健康范圍時(shí)實(shí)時(shí)觸發(fā)震動(dòng)或聲音提醒。通過雙肩位置計(jì)算獲得的坐標(biāo)軸，不僅能判定脊椎彎度，還能通過加速度傳感器和位置傳感器判定肩膀的開合。從駝背和含胸兩個(gè)角度雙重監(jiān)控，實(shí)現(xiàn)對(duì)坐姿的監(jiān)測(cè)與提醒。

5.1.3 交互體驗(yàn)設(shè)計(jì)

產(chǎn)品包含主機(jī)及從主機(jī)延伸出來(lái)的透明軟質(zhì)塑料片。主機(jī)正面的品牌Logo采用呼吸燈設(shè)計(jì)，兩種不同顏色的燈光分別代表坐姿狀態(tài)健康與否，閃爍時(shí)代表電量即將耗盡；透明軟質(zhì)塑料片內(nèi)含可變色光導(dǎo)纖維。光導(dǎo)纖維勾勒成電路形式，增加趣味性，光纖的不同色代表坐姿的健康程度。當(dāng)使用者出現(xiàn)坐姿不端時(shí)，主機(jī)可進(jìn)行震動(dòng)或聲音提醒，使用者可根據(jù)需求選擇合適的提醒方式。

5.1.4 充電與續(xù)航設(shè)計(jì)

產(chǎn)品搭配具有蓄電功能的充電底座。蓄電式的設(shè)計(jì)主要為解決學(xué)校插座有限的情況，使學(xué)生在學(xué)校也可以為電量耗盡的主機(jī)充電。充電底座通過Type-C充電接口進(jìn)行充電，主機(jī)與充電底座則通過線圈采用了吸附式無(wú)線充電設(shè)計(jì)。配套的充電底座本身有蓄電功能，充電底座充滿電時(shí)可供主機(jī)充電2-3次，即是本產(chǎn)品專屬的移動(dòng)電源。

5.2 產(chǎn)品App設(shè)計(jì)細(xì)節(jié)

5.2.1 教師端

教師是負(fù)責(zé)第三方監(jiān)護(hù)兒童脊柱健康的關(guān)鍵角色，也是最能體現(xiàn)我們服務(wù)系統(tǒng)中以人為中心而非以設(shè)備為中心這樣特點(diǎn)的一方。針對(duì)他們的脊柱健康管理終端，其重點(diǎn)是能夠統(tǒng)籌掌握所有學(xué)生的即時(shí)狀態(tài)，這就要求信息需要盡可能簡(jiǎn)潔明了地呈現(xiàn)。所以我們最終的高保真原型采用了扁平架構(gòu)的設(shè)計(jì)思路，用堆疊卡片的形式盡可能在第一界面就把規(guī)整過的信息展示清楚。

第一主頁(yè)是以一整班為單位的學(xué)生的矩陣陣列，每一隔間表示的是一名學(xué)生，我們將姓名的尾字作為唯一的身份標(biāo)示用來(lái)精簡(jiǎn)首頁(yè)內(nèi)容，只有在具體點(diǎn)擊某一學(xué)生時(shí)才會(huì)在底欄卡片上顯示其具體情況，并對(duì)自制力較差的同學(xué)在課下進(jìn)行相關(guān)提醒；系統(tǒng)采集到的學(xué)生脊柱健康信息主要是從犯錯(cuò)誤的頻次、改正率和靜坐時(shí)長(zhǎng)來(lái)綜合判定的，以兩分法進(jìn)行判定，當(dāng)分?jǐn)?shù)低于及格線的時(shí)在陣列中顯示桔紅色角標(biāo)，這樣就能在矩陣中清晰明了地顯示整個(gè)班級(jí)的脊柱健康狀況。一旦超過一個(gè)臨界值手機(jī)或者手環(huán)會(huì)發(fā)出警示信息，建議老師帶領(lǐng)學(xué)生站起來(lái)集體放松1到2分鐘。

首頁(yè)的另一標(biāo)簽頁(yè)是根據(jù)學(xué)生脊柱健康綜合分?jǐn)?shù)高低而得出的排行榜，針對(duì)這個(gè)以周為單位的排行榜，老師會(huì)在每周班會(huì)上給前三名的同學(xué)發(fā)放小紅花小星星健康卡之類的獎(jiǎng)品，學(xué)生可以通過這些小獎(jiǎng)品兌換5次以內(nèi)的暑假作業(yè)題目減免的機(jī)會(huì)。肩章每周會(huì)對(duì)不同排位的同學(xué)示意不同的顏色，針對(duì)每班名次最低的10名同學(xué)在大課間需要依據(jù)肩章顏色而額外組織進(jìn)行保健操等相關(guān)舒緩活動(dòng)，直到下一周從名單上消失。

5.2.2 家長(zhǎng)端

家長(zhǎng)需要更細(xì)致了解自己孩子的脊柱健康狀況，重點(diǎn)是提供給家長(zhǎng)有實(shí)際意義數(shù)據(jù)。我們最終是采用了4底欄的設(shè)計(jì)，主要選取的是學(xué)生的實(shí)時(shí)健康綜合分?jǐn)?shù)、地理位置信息、矯正次數(shù)、縱向分?jǐn)?shù)對(duì)比這四大方面，主頁(yè)是所有信息的匯聚，第二頁(yè)是學(xué)生的實(shí)時(shí)位置信息，用來(lái)滿足健康以外家長(zhǎng)對(duì)學(xué)生去向的關(guān)注；第三頁(yè)是學(xué)生脊柱健康分?jǐn)?shù)的詳細(xì)，具體給出學(xué)生的脊柱狀態(tài)、有什么樣的問題還有矯正的注意事項(xiàng)；除此之外還有學(xué)生每周生成的分?jǐn)?shù)比對(duì)圖標(biāo)，用來(lái)直觀感受學(xué)生的進(jìn)步。第四頁(yè)是常規(guī)的設(shè)置界面，用以調(diào)節(jié)賬戶和設(shè)備的參數(shù)。家長(zhǎng)通過這套軟件能夠非常容易獲知學(xué)生平時(shí)到去向，脊柱問題，理解這些脊柱問題所意味著什么、以及如何改正，并在學(xué)生返回家后繼續(xù)監(jiān)督其姿態(tài)習(xí)慣，敦促其早日養(yǎng)成良好的體態(tài)。

5.2.3 醫(yī)院端

醫(yī)院作為整個(gè)聯(lián)動(dòng)系統(tǒng)的最上游，通過本產(chǎn)品與學(xué)校建立起健康數(shù)據(jù)庫(kù)，可以在實(shí)地體檢和歷史病例的基礎(chǔ)之上實(shí)時(shí)把握各學(xué)校學(xué)生的脊柱健康指數(shù)，以及相關(guān)橫縱向數(shù)據(jù)對(duì)比，并通過可視化形式表現(xiàn)出來(lái)。

最終產(chǎn)出的網(wǎng)頁(yè)客戶端包括三大板塊，第一個(gè)是校際間的數(shù)據(jù)總覽以及時(shí)間線對(duì)比；其次是完整的學(xué)生檔案以及相對(duì)應(yīng)的脊柱健康數(shù)據(jù)、問題和歷史病例對(duì)接，第三個(gè)是與家長(zhǎng)直接的點(diǎn)對(duì)點(diǎn)溝通服務(wù)，由此構(gòu)建出一套全面把控合作學(xué)校學(xué)生的脊柱健康管理檔案，提高摸排效率，更有針對(duì)性地提出和改善意見，并以專業(yè)背書的形式提高系統(tǒng)的服務(wù)質(zhì)量，贏取家長(zhǎng)們的信任。

六、結(jié)語(yǔ)

本文從設(shè)計(jì)層面解決小學(xué)生脊柱健康問題需要考慮到的社會(huì)、學(xué)校、家長(zhǎng)三大系統(tǒng)的方方面面，從大層面出發(fā)，發(fā)掘解決問題的環(huán)節(jié)，再退回到大的系統(tǒng)層面來(lái)給出解決方案，從而得到產(chǎn)品落地的可能性。

在以上軟硬件產(chǎn)出的支持下維護(hù)預(yù)設(shè)系統(tǒng)的流暢運(yùn)行，形成協(xié)同監(jiān)督、自主糾正的脊柱健康三邊聯(lián)動(dòng)管理模式，系統(tǒng)性優(yōu)化小學(xué)生改善脊柱問題的主客觀條件。