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用户体验研究的设计内涵：糖尿病健康应用

摘要

我们开发了一款健康类智能手机应用软件来辅助糖尿病人自我管理。这款软件的目标用户是年纪较大、健康状况不太好的晚期II型糖尿病人。下面我们通过展示这款软件的可用性和用户体验实验室测试的过程及结果，来向我们的目标用户说明这款健康智能应用的设计内涵。

1简介

事实上，在应用商店里可以获取到成千上万的健康保健类应用程序，然而大多数都是几个开发者制作的个人计划实施工具，只有少数，适用于临床常用的保健和健康干预的行为策略。

我们认为，健康类应用程序应该在遵循临床实践的同时，注重用户界面设计和开发，因为健康保健类应用程序的使用应该是是自愿的，因此，由安全的应用程序提供的优秀的用户体验是至关重要的。 考虑到这一点，我们的团队既有在用户体验、用户行为方面的技术专家也有糖尿病和行为医学的医学专家。

我们的应用程序旨在帮助2型糖尿病的用户进行自我管理。对于年轻人和健康的人来说，健康类的应用程序是很常见的，所以我们面临的设计挑战是为老年人，健康不佳的用户设计一个吸引人的智能手机应用程序。 我们将通过介绍对其可行性研究的结果来进一步说明。

2背景

为了理解我们对应用程序以及用户体验实验室研究的设计模式，我们提供了一些相关背景知识，以便理解我们的应用程序和用户体验研究的方面，其他信息技术和用户体验的研究比较时的相似和不同之处。

2.1程序既其预期用户群体

我们的应用程序旨在支持2型糖尿病患者实施自我管理。 因此，我们的预期用户年纪较大，活动不便，视力可能较差。

为了确保我们的应用程序在技术，医学和表现上的更为全面，我们的设计和开发团队是跨学科的。 在技术方面，我们的团队包括图像处理，应用程序设计和开发，以及用户界面和体验设计的专家。 在医疗方面，我们的团队包括糖尿病，糖尿病伤口和行为医学专家。

我们遵循Scrum软件开发过程，每个设计，实施和测试都有一个迭代周期[2]。经过我们不断地设计、实施和测试，该应用程序在技术层面，医学层面和行为层面都是健全的。

该应用在Android智能手机上运行。。在这个意义上它是一个独立的应用程序，而没有连接到健康保健的计算基础设施。虽然我们的目标人群使用智能手机可能仍有一定的挑战性，但越来越多的的老年人正在适应使用智能手机[3]。 此外，我们的设计是针对这些问题做了相关优化，例如，相对更大的按钮、无滚动条设计以及尽量少的文字信息。

在功能方面，该应用程序用于用户跟踪葡萄糖水平，体重和身体活动。 为了吸引和激励用户，它根据用户输入的关于他们的葡萄糖，体重和身体活动的数据，以完成目标设置，提供提醒，每天提示和鼓励反馈消息[4]。 为支持糖尿病患者的更高需求，应用程序还可以使用手机相机对糖尿病足溃疡的图像进行捕获，通过分析，反馈病情的愈合情况[5-6]。这一吸引用户跟踪足溃疡并进行相关反馈的功能是我们的应用程序的一大突出成就，超越了许多普通的糖尿病自我管理的应用程序。

2.2医疗背景和疾患用户

信息技术支持商业组织流程或电子健康记录（EHR）用于医疗机构的系统，用户必须完成他自己的相关任务。 因此，它们的使用通常不是出于自愿。 在这种情况下，可用性和良好的用户体验虽然是需要的，但最为重要的还是确保其系统的可用性

相比之下，我们的应用程序面向患者提供的医疗信息技术，是有自己决定是否使用的。 首先，患者可以自愿执行他自己的的健康维持任务，例如，锻炼和健康的饮食。 第二，患者正在照顾自己时，他们可以选择，不需要信息技术的支持。 因此，我们的应用程序必须通过附加功能和出色的用户体验吸引用户。

健康维护类应用程序还必须符合良好的医疗实践，向患者询问信息并提供的健康行为帮助建议信息。 理想情况下，健康维护应用程序激励用户从事健康的行为。 参与和提供优秀用户体验的目标有时可能与以医学和临床上良好的方式操作的目标相冲突，导致需要设计权衡。 因此，健康维护应用开发人员必须考虑良好的用户体验的具体要求，并针对病患用户的需要和临床医生建议进行适当的平衡。

基于Alter的HCI受试者框架[7]，一个健康的维护应用程序可能具有的设计元素来处理所有四种类型的用户行为：工程，指导，紧急和不良。该应用程序旨在寻求符合健康指南的设计行、设计的方式。首先，我们的应用程序旨在指导用户的行为，帮助他们进行健康维护任务。 从长远来看，我们期望我们的应用程序导致紧急行为，因为用户决定如何将应用程序的使用集成到他们的日常活动中。 最后，我们的应用程序旨在避免长期不良行为，让用户了解他们的行为如何影响健康结果。

对健康维护应用的用户体验评估的真实性，需要随时监视用户行为。重要的是要确保应用程序是可以在短时间内被充分使用，并提供良好的用户体验。 因此，及时应用程序不会使用足够长的时间，也可以对健康维护行为产生积极影响。

2.3智能手机应用用户界面

正如Galletta和Dunn [2]所指出的，智能手机用户界面与PC的显着不同，主要是由于小屏幕尺寸和触摸屏滑动等对大多数输入的使用。 这意味着标准的可用性和用户体验研究设计或者它们的至少一些方面可能不适合于智能手机。可用性和可用性研究的专家诺曼和尼尔森，进一步声称智能手机用户界面是一个倒退[8-9]。 他们认为，智能手机开发商忽视了HCI研究人员的许多发现，因此违反了许多良好的界面设计原则和指南。

无论智能手机用户界面是前进还是后退，他们的用户界面显然不同于用户已经建立了如何使用PC的知识。 因此，智能手机应用程序及其用户界面应该在受控的实验室设置中进行研究，特别是在我们的老用户不太可能熟悉智能手机的情况下，发现那些些违反基本可用性原则的行为。

2.4眼动追踪技术用户体验研究

使用眼动追踪设备来帮助实用性实验研究变得越来越普遍[10]。 眼动跟踪提供有关用户正在观看的内容的准确数据 - 更加准确的传统语音朗读协议 - 因为它捕获用户可能甚至不知道的视线。 捕获的数据是客观的，并且可以被量化，例如，用户花费在屏幕上多长时间或者看着特定按钮或屏幕的一部分[11]。 使用眼动跟踪设备，可以为研究中的每个用户收集详细，准确的数据。

眼动追踪的一个缺点是眼动追踪研究一次仅能处理一个受试者。 虽然可以为每个受试者收集详细的数据，但只能测试较少的受试者。此外，眼动追踪设备是昂贵的，虽然眼动追踪有很多优点，尚不是可用性和用户体验研究的标准方式

眼动追踪研究集中在网站的设计，特别是用于向用户传达信息的网站[10]。 这些网站的设计目标是让用户在网站上，以便他们查看和吸收尽可能多的网站上的信息[12]。 这样的研究的一个关键结果是，用户遵循网站的“F形”阅读模式，主要查看屏幕的左侧和顶部，通常缺少右侧或底部的信息，特别是如果需要滚动[ 13]。 眼动跟踪已经用于移动设备，例如[14-15]，但通常在研究使用移动设备访问网站的研究中。

这些以前的眼睛跟踪研究的一个关键是他们开发了用于将原始眼睛跟踪数据转换为对于用户使用界面的体验的分析有用的数据的度量。 例如，具有60Hz采样率的眼睛跟踪设备每16.6毫秒捕获一个注视点（用户正在看的位置），但是这些细节并不重要。 重要的是在至少100毫秒的同一点的稳定注视[10]。 这些固定的顺序或模式是用于评估用户界面的关键数据。

有许多这些指标用于支持网站设计，即，保持用户在网站上寻找关键信息。因为我们正在测试我们的应用程序用户界面的易用性，而不是寻求长期的目光。我们不求长时间的视线。事实上，长时间凝视说明问题，这Djamasbi [ 10 ]说明作为长久的注视，另一种解释，长时间的视线可能表示关于下一步做什么的混乱。

综上所述，我们使用眼睛跟踪主要是为了收集任务测量的准确时间，以便我们能够检测对大多数用户或屏幕具有混乱的情况，这些显示情况在用户之间具有高时间变化性。

3方法

我们进行了一个形成性的可用性研究，以评估我们的应用程序的设计，并尽快收集，分析和报告结果回到设计师和开发人员，以通知下一个项目的迭代。 我们使用同一实验室设置，我们有能力控制环境，只专注于用户体验。

3.1受试者选取

我们通过电子邮件广告的方式向美国东北部一所大学的员工邮寄名单选择了五个对象。鉴于眼动数据的丰富性，5-6名参与者的形成性眼动跟踪研究在工业研究中很常见[13]。 受试者被要求满足以下标准：（1）35岁或以上和（2）具有作为患者或作为护理者的2型糖尿病管理的第一手知识。 我们的应用程序的目标受众是那些与晚期的2型糖尿病或他们的照顾者。 因此，一些关于与2型糖尿病一起生活和管理的知识对于收集有意义的用户体验反馈是重要的。

3.2实验环境

我们在校园里使用用户体验实验室进行这项研究。 该实验室配备有商业上可获得的眼睛跟踪装置，其用于跟踪注视并且在正在观看的屏幕上映射该注视信息。 图1显示了我们用于进行我们研究的设备，特别是远程眼睛跟踪器，放大率为60HZ的Tobii X2。

图1 - 研究中使用的眼动仪

远程眼睛跟踪器是不引人注目的，并且不需要诸如在旧眼睛跟踪技术的情况下附接到诸如头盔的装置。这些旧装置的校准过程通常也是长的，一个小时或更长。 在我们的研究中，每个参与者完成了一个校准过程，花了不到1分钟。 受试者坐在眼动仪的前面以完成他们的任务。 我们能够在我们进行实验时查看每个受试者在移动界面上的注视。 单独的研究人员正在观看凝视，而另一位研究人员与这个受试者合作。

3.3 使用场景

在可用性研究期间向受试者呈现以下使用场景。

3.3.1使用情景一

刚被确诊为糖尿病患者，医生要求每天测量血糖水平三次，并每周跟踪体重。

今天，已经测量了自己的血糖值，得到了三个数值125,250,75

之后在应用程序中记录这些值，以便可以在下次访问时将它们显示给你的医生。

在完成记录后，你可以查看图表以确保所有的值都已输入。还可以看到您今天与前几天相比的情况。

之后进行体重测量，假设体重值为190。

你可以在app上记录体重值，并让所有的信息显示在同一个地方，当你去复诊时，你会感觉这个app将使你的生活更加方便

在记录了你的体重后，如果你对过去一个月的体重变化感到好奇，你可以您查看的重量变化图图，我们的应用程序可以显示这种变化。

你完成了一天的任务，感觉心情不错，也可以在这个应用中记录下来

3.3.2使用场景二

在这种情况下，被诊断患有早期糖尿病的患者。医生告诉你，运动对于血糖控制非常重要。

今天，你打算进行45分钟的快速行走，你可以在应用程序中添加这一任务。

如果散步是你最喜欢的体育活动之一，可以选择添加“步行”到应用程序的“收藏”列表中。

如果你喜欢在午餐时间锻炼。 你会发现如果应用程序提醒你到了散步的时间，是很有帮助的。

如果起提醒功能，并在12:00 pm添加提醒，那么届时便会提示“散步时间到了”

3.3.3使用场景三

已经被确诊为糖尿病患者一段时间了。在你的最后一次问诊中，你的医生提到了为身体活动设定目标的重要性，医生要求你每天锻炼30分钟

你已经使用了一段时间的应用程序，想找到应用程序的目标设置功能。你可以在应用程序中找到目标设置选项，启用活动目标“每日活动时间”，并将时间设置为“30分钟”。

当你设置时，你看到你也可以设定一个重量目标。比如这个月决心减掉两磅，可以把这个设定为你的“阶段性目标”。

3.4数据收集

我们对每个受试者在实验室都有一个单独的访谈。当他们第一次来到实验室时，我们首先解释了研究需求，获得了他们的同意，并向每位受试者支付了50美元的报酬。

然后要求受试者填写一份问卷，收集关于他们的户籍信息，健康管理和个人健康信息管理习惯的信息。

完成问卷后，他们收到了一个约十分钟的简短的应用程序教程。 接下来，我们要求受试者坐在眼动仪前面，通过校准过程，以便于准确的数据收集。

在眼动仪被校准之后，我们要求每个使用者完成使用场景，同时在智能手机上记录他们的视觉注视。 每个主题被要求在应用程序中完成七个基于情境的任务：1）添加三个不同的葡萄糖读数，2）添加一个重量读数，3）添加一个情绪记录，4）添加一个活动记录，5）添加活动提醒 ，6）添加活动目标和7）添加重量目标。 当他们用应用程序做场景任务时，研究人员可以通过录制他们的行为和视线的视频观察。研究人员在观察过程中也做了记录。

完成所有任务后，要求受试者填写一份总结调查，重点关注应用的可用性和易用性。我们还要求受试者提供他们有关于应用程序的任何其他意见。

3.5数据准备

在分析收集的视频数据之前，我们首先将每个基于场景的任务分解为一系列详细的子任务，这些子任务代表用户成功完成整个场景所需要的原子步骤。 例如，添加葡萄糖记录的任务被分解为以下子任务：1）在主屏幕上点击葡萄糖按钮，2）点击葡萄糖屏幕上角的“ ”按钮，3）点击“ “或” - “按钮输入正确的葡萄糖值，4）点击”确定“按钮确认输入，5）点击确认输入的反馈屏幕上的”确定“按钮。 每个子任务被分配了任务类型（导航，数据输入，确认或确认），并且与屏幕和UI组件（例如，可点击按钮）相关联

使用设备收集的数据，我们将其转换为用户在每个子任务中的操作的三个关键时间点：1）相关联的屏幕被首次查看的时间; 2）相关联的UI任务组件首次被注意到的时间（根据视线凝视情况），以及3）相关联的UI任务组件被点击的时间。 每个时间戳都以下列格式手动记录：分钟：秒：帧。 使用这些数据，我们计算了每个子任务的几个关键度量：1）可察觉性（用户注意到UI组件需要多长时间），点击延迟（

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