面向脑瘫儿童手功能康复的游戏化医疗产品设计研究

摘要：本文首先对脑瘫儿童手功能康复研究现状、游戏化在医疗健康领域的应用进行深入分析，提出游戏化设计在脑瘫儿童手功能康复训练中的意义及作用。其次，对脑瘫儿童的学习、心理及游戏偏好等特征及脑瘫儿童手功能康复的需求进行分析，在此基础上，将脑瘫儿童康复需求转化为对应的游戏化特征及相应的设计要素，对脑瘫儿童上肢康复训练动作需求及其姿态、动作特征进行分解，得到脑瘫儿童上肢康复训练姿态及动作特征模型，并提出脑瘫儿童手功能康复训练产品设计框架和游戏化设计元素。最后，依据该设计框架，通过声、光、形、色等设计元素，结合脑瘫儿童动作模型，设计出一款基于作业疗法的针对脑瘫儿童心理及行为认知特征的旋转载具障碍训练器。本文的研究证明了用游戏化理论指导设计脑瘫儿童手功能康复训练产品的可行性。游戏化理论指导设计的康复训练产品能提升脑瘫儿童康复训练的参与度与专注力，促进脑瘫儿童手功能的康复及心理认知功能的改善，有助于脑瘫儿童实现生活自理，减轻家庭负担，早日回归校园、回归社会。

关键词：手功能康复;游戏化;医疗产品;产品设计;脑瘫儿童

中图分类号：TB472 文献标识码：A 文章编号：1004-9436（2021）12-0-02

1 研究背景

我国有400万～500万脑瘫儿童，且每年约有4万新增患儿。脑科学研究表明，大脑的发展有一个关键期，所以脑瘫儿童越早接受科学、合理、有效的康复训练越好。绝大多数脑瘫儿童伴有手功能障碍，手功能障碍不仅会对脑瘫儿童的日常生活和社会生活造成影响，而且会进一步阻碍脑瘫儿童其他功能的发育。脑瘫儿童手功能障碍的康复训练是脑瘫儿童康复训练中的主要突破口和重要环节。

走访陕西省康复医院儿童手功能康复科，发现现有的脑瘫儿童手功能康复训练产品玩法单一，训练过程枯燥，康复治疗师需要经常引起脑瘫儿童的注意，工作量大。

游戏化被定义为“在非游戏环境中使用游戏设计元素”[1]。将基于游戏化的设计应用于脑瘫儿童手功能康复训练产品，以改善产品体验，能使脑瘫儿童在欢快愉悦的氛围中进行手功能康复训练，进一步缓解康复治疗师的工作压力。

因此，本研究探讨用游戏化理论指导设计脑瘫儿童手功能康复训练产品的可行性及其应用效果。

2 定义与特征概述

2.1 脑瘫的定义

脑瘫是始于儿童早期的永久性运动障碍的总称，其体征和症状因人而异，主要体现为肌肉协调性较差，肌肉较为僵硬、无力，说话困难，难以吞咽及产生震颤，可能还会有触觉、视觉和听觉等感觉障碍。脑瘫儿童多存在手功能障碍，表现为不能抓握物体或抓握缓慢、不稳定，即无手功能或手功能不灵敏、不协调[2]，应重视手功能的康复训练。

2.2 游戏化的特征

韦巴赫提出的游戏化系统分三个层次：动力层、机制层、组件层。其中，动力层是指使用户参与游戏的驱动力，是游戏化产品的核心元素;机制层是指游戏过程的推广模式和用户参与的交互方式，包括挑战、对抗、合作、反馈等;组件层是动力层和机制层的具体体现，包括级别、徽章、等级等。

游戏元素的结构对游戏化设计具有至关重要的作用，但是对游戏产品设计来说，这些游戏元素的叠加是不够的。首先要了解用户的内在动机，从激励参与、维持参与、体验参与五大动力要素中寻找促进用户主动参与的解决方案。因此，应该采用不同的游戏化元素进行组合，应对不同领域的设计应用。

游戏化是游戏的衍生，所以游戏的MDA框架也可以作为游戏设计的参考。MDA（力学Mechanics，动力学Dynamics，美学Aesthetics）是理解游戏的形式化方法，试图弥合游戏设计与开发、游戏批评与技术游戏研究之间的鸿沟。游戏研发领域涉及来自不同创意和学术背景的人，因此，需要考虑本领域之外的游戏系统，即基本机制、总体设计目标，或者游戏体验的预期结果，每个部分都可以作为一个整体相互关联。

MDA框架作为一种工具，可以帮助设计者分解、理解和创造。游戏与其他娱乐产品的区别在于，消费时相对不可预测。游戏过程中发生的一系列事件以及这些事件的结果在产品完成时是未知的。MDA框架通过将游戏分成不同的组件来形式化游戏的消费：规则—系统—娱乐。然后，建立相应的设计：机制—动态—美学。

3 脑瘫儿童手功能康复训练产品的需求

本节首先阐述儿童姿势平衡及视知觉的原理，再全面介绍正常儿童手功能的发育过程，为深入剖析脑瘫儿童手功能障碍特征作充分的准备。在分析解决脑瘫儿童手功能特征的方法及原理后，对脑瘫儿童的认知心理特征进行深入分析。接着分析脑瘫儿童的学习、心理及游戏偏好。通过实地考察和访谈，发现脑瘫儿童手功能康复训练过程中存在的问题，以及脑瘫儿童对手功能康复训练产品的需求。最后根据以上内容得出脑瘫儿童手功能康复训练产品的手功能需求、认知需求以及心理需求。下节将本节的产品需求转化为产品设计要素，提出游戏化产品设计框架，探究如何設计游戏化脑瘫儿童手功能康复训练产品。

4 基于游戏化动力模型及设计模型的产品设计框架

游戏化激励用户参与度更高和持续时间更长的活动。将游戏元素引入非游戏环境中，可以将日常任务转化为更令人愉快、更具激励性的体验，这在医疗保健领域也有明显的用途。脑瘫儿童手功能康复源于对手功能康复的追求和主观意愿的需求，基于游戏的手功能康复干预就像注射催化剂一样，可以激发脑瘫患儿的主观能动性，使其主动、持续地参与手功能康复训练。本研究认为，手功能康复领域的游戏化设计应基于对脑瘫儿童（康复动力）心理需求的全面分析，并且应采用适当的游戏化元素改善手功能康复训练产品的设计，从而提升脑瘫儿童的参与度，增强脑瘫儿童的成就感，以促进脑瘫儿童在认知、情感和社会方面的发展。

在脑瘫儿童的手功能康复训练过程中，脑瘫儿童常常因为动力不足而放弃，导致康复动作中断、康复效果不佳以及康复时间延长。基于游戏化DMC系统的动力模型，其核心目标是达成手功能康复。为了促进脑性瘫痪儿童手功能的康复，需要通过基于动力要素的策略激发脑瘫儿童的动力，并在约束、叙事、情感、进步和关系五个动力要素的共同作用下进行有机的协调和配合。

对产品进行康复机制设计时，应该考虑脑瘫儿童手的动作以及手的知觉功能，通过设置障碍、关卡体现;可根据脑瘫儿童的个体情况，适当加大手功能康复训练的难度，以此激发脑瘫儿童的挑战欲望。由于脑瘫儿童的注意力容易分散，需要在康复过程中调整康复的步伐。康复过程中需要创造康复美学，即使脑瘫儿童获得成就感和奖励，带动脑瘫儿童愉悦的情绪。机制、动态、美学三者是互相促进、互相影响的，康复美学受机制及动态的影响，康复动态受美学的影响而调整机制设置。控制康复训练的速度、调整康复训练产品的动态变化，能使脑瘫儿童的手功能康复更有效果。

基于以上的游戏化动力模型和游戏化产品设计模型，得出基于游戏化动力模型及设计模型的产品设计框架，游戏化动力模型是产品设计总的指导方针。在这个动力模型的指导下，产品设计流程中的机制、动态和美学根据脑瘫儿童具体的康复需求确定及调整。

5 产品概念生成及选择

对脑瘫儿童手功能康复训练产品进行精准的设计定位，确定产品的大致功能后，需要进一步采用前文总结的游戏化产品设计模型，指导优化产品的各个功能区块，确定产品方案。根据脑瘫儿童手功能康复的游戏化产品设计模型，在脑瘫儿童手功能康复训练中，需要考虑康复动态，即康复节奏。由前文分析可知，产品需要声音、灯光提示来控制脑瘫儿童手功能康复的进程，因此采用无线遥控模块产品。

6 基于作业疗法的旋转载具障碍训练器原型

不同角度的产品展示，可以使用户更直观地了解产品。本文首先介绍产品的外观，然后讲解产品的结构，最后展示产品的使用场景，以呈现最完善的产品实物效果。洞一到洞五的障碍图案可以根据脑瘫儿童的康复需求进行选择与设计，采用软胶材料，康复治疗师自由DIY设计。本文呈现的为针对脑瘫儿童前臂旋后效果的障碍图案。洞六的设计针对有分离障碍的脑瘫儿童。

7 训练器实际有效度的评估结论

根据提出的游戏化产品设计框架及设计要素，创建出面向脑瘫儿童手功能康复的游戏化产品设计概念，进一步完善产品设计方案，得出一款基于作业疗法的旋转载具障碍训练器原型。为了证明该产品的有效性，在陕西省康复医院儿童康复科选取了10名脑瘫儿童，进行为期两个月的产品使用观察。根据医院常用的精细运动能力测定表（FMFM），在进行精细运动能力训练前后，对10名脑瘫患儿进行评估，得出结论：手功能康复训练后，每名脑瘫患儿五个区的能力均有不同程度的提高。这证明使用该产品能够促进脑瘫儿童的手功能康复，进一步证明了用游戏化理论指导设计的脑瘫儿童手功能康复训练产品的有效性。

8 主要成果与结论

针对脑瘫的发病率呈逐年递增趋势，以及脑瘫儿童在手功能康复训练过程中参与度低、持续性差与专注度不足的问题，本文首先对脑瘫儿童手功能康复研究现状、游戏化在医疗健康领域的应用现状进行深入分析，提出了游戏化设计在脑瘫儿童手功能康复训练中的意义及作用。

其次，对脑瘫儿童的学习、心理及游戏偏好等特征以及脑瘫儿童手功能康复需求进行分析，在此基础上，将脑瘫儿童康复需求转化为对应的游戏化特征及相应的设计要素，对脑瘫儿童上肢康复训练动作需求及其姿态、动作特征进行分解，得到脑瘫儿童上肢康复训练姿态及动作特征模型。

再次，从对脑瘫儿童康复有效的游戏方式中，提取基于需求的游戏化产品设计要素，建立基于脑瘫儿童需求的游戏化产品设计要素模型，并提出脑瘫儿童手功能康复训练产品设计框架和游戏化设计元素。依据该设计框架，通过声音、灯光、形状、色彩等设计元素，结合脑瘫儿童动作模型，设计出一款基于作业疗法的，针对脑瘫儿童心理及行为认知特征的旋转载具障碍训练器，该产品已申请发明专利。

最后，将训练器原型放在陕西省康复医院儿童康复科试用，为了证明所设计产品的有效性，康复治疗师选取10名脑瘫儿童，进行为期两个月的产品使用观察。根据医院常用的精细运动能力测定表（FMFM），对10名脑瘫儿童进行精细运动能力前后对照评估，发现使用该产品进行手功能康复训练后，每位脑瘫儿童五个区的能力都得到了不同程度的提高，证明使用该产品能够促进脑瘫儿童手功能的康复，进一步证明了用游戏化理论指导设计的脑瘫儿童手功能康复训练产品可行有效，能有效地帮助脑瘫儿童进行手功能障碍康复训练，促进脑瘫儿童的成长，便于脑瘫儿童学习、生活，尽可能康复，让他们从小学习文化知识、社会知识，融入社会，成为建设国家的栋梁之材，为建设祖国发挥自己的力量。

9 结语

通过本文的研究可以发现，游戏化理论指导设计的康复训练产品能提升脑瘫儿童康复训练的参与度和专注度，促进脑瘫儿童手功能的康复。然而受作者能力和资源限制，本研究仍存在一定的局限性。

第一，目前，國内关于游戏化理论在健康、医疗领域的研究应用相对缺乏，因此，作者对该领域的研究分析多参考国外相关研究文献，可能会出现理解偏差。第二，尽管产品是在专业的康复治疗师提供的医学指导下设计的，但由于作者非医学背景，对专业医学知识的理解存在一些偏差。第三，为了使本文的产品原型有更好的使用效果，产品内部结构工艺繁杂，实际生产成本高。下一步需要进一步优化产品内部结构，减少生产成本，以实现产品的市场化。

全社会都要携起手来共同关心脑瘫儿童的健康成长，改善脑瘫儿童的脑功能，让脑瘫儿童实现生活自理，减轻家庭负担，早日回归校园、回归社会，成长为社会的有用之才。

参考文献：

[1] 刘璐.游戏化教学在小学信息技术教学中的应用研究[D].兰州：西北师范大学，2017.

[2] 李晓捷，庞伟，孙奇峰，等.中国脑性瘫痪康复指南（2015）：第六部分[J].中国康复医学杂志，2015，30（12）：1322-1330.

作者简介：曹治萍（1993—），女，广东信宜人，硕士在读，研究方向：产品创新理论与应用。