（一）背景及目标
人性化设计就是一种注重人性需求的设计，体现以人为本、设计为人的理念。在设计中首要考虑的因素是人，在云康复中我们考虑的是患者、医生及家属。远程康复平台包括医生端、患者端、家属端三个连接端口。人性化设计可从患者、医生、家属三方面进行描述。
1.以患者为中心的设计
调查发现，脑卒中患者对远程康复设备有很高的需求，然而，目前我国市场上康复设备种类少、体积大且价格高，因此开发研制出小巧、使用方便、价格低廉的远程康复设备显得尤为迫切。既往研究者多采用固定的台式计算机及摄像机进行远程康复训练。本课题组设计开发了一项基于微型运动传感器、可穿戴设备、蓝牙、移动APP的远程康复设备，在国内外首次将手持移动APP运用到偏瘫患者的运动康复中，并已经在课题组负责人主持的国家重点研发计划课题（2017YFC1308504）中将该设备在全国范围内进行推广。该设备在便携性、易用性、用户黏性等方面做了充分的考虑。
（1）设备的便携性。硬件部分主要包括患者端和传感器。患者端是一台具有联网功能的10英寸安卓平板电脑，重量为900g。传感器有两个，大小不等，之间用一根数据线连接，这样可以减少由患者穿戴错误引起的设备工作异常。主传感器含有蓝牙芯片，可以实现传感器之间的无线连接及数据的打包发送。设计时考虑到患者进行康复训练的肢体运动速度缓慢的特点，在加速度传感器、陀螺仪和磁传感器的选择上采用了小量程和中等精度的产品，例如加速度传感器量程小于2g（98m/s），精度为0.1m/s，传感器的采样率为16 Hz，足够用于重建训练者的运动状态。为方便患者携带和佩戴，设计时选择了体积小、质量轻的材料，集成后的传感器体积为45mm（长）×35mm（宽）×10mm（厚），两个传感器重量仅有60g。患者借助绑带把传感器绑在肢体上，由传感器采集患者运动的速度、角速度和运动轨迹等参数信息。通过蓝牙为患者端与穿戴式传感器之间提供连接，并无线传输数据信息。患者只需要携带平板电脑及两个小巧的传感器，就可以随时随地进行康复训练，保障了患者对训练产品的移动需求。
（2）设备的易用性。患者端具有一体化的特点，电源续航能力好，若患者使用该设备进行正常的康复训练，则平板电脑2～3天充一次电，低功耗的蓝牙传感器4天充一次电即可。患者端界面设计友好、分辨率高、成像清晰，后方有支架，便于阅览及操作，还可以连接显示器或电视机，这样患者面对大屏幕进行训练的代入感、舒适感更强，即使视力下降者也能参与训练。患者运动训练APP及传感器相关配置程序安装在患者端，可解析医生发布的训练计划，告知患者标准动作的体位要求及动作要点，以动画、图示、语音等多媒体方式引导患者完成训练。软件的操作程序简单明了，要点击的目标处于醒目位置，患者通过点击和滑动的手势就可以完成所有训练，只需要跟着医生的训练计划按步骤进行即可。患者、家属不必记忆训练内容，软件模块有记忆存储功能，会告知患者每天该做哪些训练、已完成了哪些训练，以及医生是否下达了新的训练计划等。
本课题组使用的远程康复设备在信号采集方面，采用了自主研发的四元素/欧拉角卡尔曼滤波算法。依赖该算法设计的远程康复设备具有实时性，即跟踪单关节运动时流畅无延迟，从而能够准确地捕获和再现人体的运动状态。目前报道中跟踪关节运动或捕获和再现人体运动状态的远程康复设备主要依赖光学原理，例如，Gesture Tek开发的IREX系统和VICON系统。这类产品主要采用光学摄像头或红外线摄像头获取患者的运动影像后再重建运动状态，然后再通过一些交互手段协助患者进行康复训练。这种光学采集有较高的环境要求，例如无遮挡、光线适当、训练对象正对摄像头等。我们的设备由于信号采集方式不同，对信号采集时的环境要求非常低，患者几乎可以在任何条件下进行训练，方便患者随时随地使用。
（3）设备的用户黏性。(https://www.daowen.com)
1）个性化：根据患者的运动功能水平，设计个体化运动方案，使训练难度对于患者而言，既不会过于简单，又不会难到无法做到，让患者保持信心和动力。若患者无法在坐位保持平衡，则可以在仰卧位进行训练，若患者站立平衡功能良好，则可以选择在站立位进行上肢训练。若患者肌力没有达到二级，即无法在去除重力下完成关节的全范围运动，就可以用滑板辅助运动，以减轻患者的训练难度，减少体能消耗。训练过程遵循渐进性原则，难度按等级递增。最简单级别的动作频率由患者掌控，较难级别的动作要考察患者的反应能力及运动控制能力。患者可以查看历史训练成绩和评定结果，直观地看到自己的训练表现，以增添训练信心。
2）趣味性：训练中主要运用动画演示的方式进行相关的康复指导，将枯燥的文字指导改为直观的动画人物肢体演示，可以增加与患者的亲和度。患者训练时，界面中会显示训练时间及完成情况的进度条，设备会通过音乐、语音、画面、文字等听觉及视觉的形式给予鼓励，并进行实时反馈。在动作达标后，设备会提示“很好”或“完成”；当患者完成某一动作速度过慢时，会提示“快一点”等；若超过规定时间动作未完成，则设备会发出“再来一次”的提示音。利用穿戴简便的传感器达到人机互动的效果，替代医务人员在旁提醒。虚拟情景的游戏化方式可以增添训练的趣味性，有助于提高患者的积极性。
2.以医生为中心的设计
（1）APP评估的直观性。远程医生端APP安装在医生的个人手机上，医生通过APP指示评估内容，医生不需要实时监控患者的评估过程。患者执行后，医生只需在空余时间下载患者的评估结果即可，而且系统还能将传感器收集到的患者运动信息还原成三维运动图像反馈给医生，使医生有面对面评估的真实感，能够直观掌握患者的功能水平。
（2）APP指导的便利性。医生无需时刻对患者的训练及反馈做出响应，指导时间具有弹性，医生根据自己的时间对患者进行指导，只需利用碎片时间通过账号及密码登录个人手机APP即可。医生运行该软件后可以了解患者的诊断信息、病情描述、评估结果、训练结果、使用反馈等内容，还可以查看患者评估动作的三维重建动画。软件中预置了丰富的通用动作库和游戏库，医生根据患者的评估结果及训练状况不断调整运动处方，从中选择适宜的训练项目并规定运动强度及频率，调整好的方案上传后，患者端就会呈现医生制订的运动处方，实现对居家患者的远程运动康复管理。医生可以在APP上监督患者的训练执行情况，以及对患者进行留言推送或者督促、询问、交流、互动。
3.家属参与的设计
本课题组使用的远程康复平台充分考虑了家属的角色。通过家属端，患者家属可以及时查阅训练结果，有效监督患者按时执行训练计划，同时此端口能编辑鼓励信息发送至患者端，提高患者训练的积极性，并有效促进患者康复。