• No results found

The Design and Evaluation of Ambient Displays in a Hospital Environment

N/A
N/A
Protected

Academic year: 2021

Share "The Design and Evaluation of Ambient Displays in a Hospital Environment"

Copied!
72
0
0

Loading.... (view fulltext now)

Full text

(1)

                                 

The Design and Evaluation of

Ambient Displays in a Hospital Environment

By    

Dorien  Koelemeijer  

                               

Thesis  Project  II    

Interaction  Design  Master   K3,  Malmö  University,  Sweden  

(2)

                                                                       

The Design and Evaluation of

Ambient Displays in a Hospital Environment

   

Date  of  examination:  31st  of  May,  2016    

Dorien  Koelemeijer   Thesis  Project  II      

Master  of  Science  in  Interaction  Design     K3,  Malmö  University,  Sweden    

 

Supervisor:  Anne-­‐Marie  Skriver  Hansen     Examiner:  Henrik  Svarrer  Larsen  

(3)

Abstract

     

Hospital  environments  are  ranked  as  one  of  the  most  stressful  contemporary  work  environments  for   their  employees,  and  this  especially  concerns  nurses  (Nejati  et  al.  2016).  One  of  the  core  problems   comprises  the  notion  that  the  current  technology  adopted  in  hospitals  does  not  support  the  mobile   nature  of  medical  work  and  the  complex  work  environment,  in  which  people  and  information  are   distributed  (Bardram  2003).  The  employment  of  inadequate  technology  and  the  strenuous  access  to   information  results  in  a  decrease  in  efficiency  regarding  the  fulfilment  of  medical  tasks,  and  puts  a   strain  on  the  attention  of  the  medical  personnel.  This  thesis  proposes  a  solution  to  the  

aforementioned  problems  through  the  design  of  ambient  displays,  that  inform  the  medical  

personnel  with  the  health  statuses  of  patients  whilst  requiring  minimal  allocation  of  attention.  The   ambient  displays  concede  a  hierarchy  of  information,  where  the  most  essential  information   encompasses  an  overview  of  patients’  vital  signs.  Data  regarding  the  vital  signs  are  measured  by   biometric  sensors  and  are  embodied  by  shape-­‐changing  interfaces,  of  which  the  ambient  displays   consist.  User-­‐authentication  permits  the  medical  personnel  to  access  a  deeper  layer  within  the   hierarchy  of  information,  entailing  clinical  data  such  as  patient  EMRs,  after  gesture-­‐based  interaction   with  the  ambient  display.  The  additional  clinical  information  is  retrieved  on  the  user’s  PDA,  and  can   subsequently  be  viewed  in  more  detail,  or  modified  at  any  place  within  the  hospital.    

 

In  this  thesis,  prototypes  of  shape-­‐changing  interfaces  were  designed  and  evaluated  in  a  hospital   environment.  The  evaluation  was  focused  on  the  interaction  design  and  user-­‐experience  of  the   shape-­‐changing  interface,  the  capabilities  of  the  ambient  displays  to  inform  users  through  peripheral   awareness,  as  well  as  the  remote  communication  between  patient  and  healthcare  professional   through  biometric  data.  The  evaluations  indicated  that  the  required  attention  allocated  for  the   acquisition  of  information  from  the  shape-­‐changing  interface  was  minimal.  The  interaction  with  the   ambient  display,  as  well  as  with  the  PDA  when  accessing  additional  clinical  data,  was  deemed   intuitive,  yet  comprised  a  short  learning  curve.  Furthermore,  the  evaluations  in  situ  pointed  out  that   for  optimised  communication  through  the  ambient  displays,  an  overview  of  the  health  statuses  of   approximately  eight  patients  should  be  displayed,  and  placed  in  the  corridors  of  the  hospital  ward.                                          

(4)

Acknowledgements

   

 

I  would  like  to  express  my  gratitude  to  Henrik  Elg,  head  of  the  department  of  Internal  Medicine   section  5  at  Skånes  Universitetssjukhus  Malmö,  and  the  nurses  at  this  department  for  the  time  and   effort  they  dedicated  to  establish  an  effective  collaboration.  It  is  by  virtue  of  their  enthusiasm  and   interest  during  the  field  research  and  evaluation  sessions,  that  it  was  a  pleasure  to  work  on  this   thesis  project.  In  addition,  I  would  like  to  thank  my  supervisor,  Anne-­‐Marie  Skriver  Hansen,  for  her   assistance  and  the  valuable  insights  given  during  the  course  of  this  thesis  project.  

 

                                                                               

(5)

Table of Contents

      1.          Introduction                     6                  1.1  Research  outline                   6

 

                             1.1.1  Key  audiences                   8

 

                             1.1.2  Collaboration                   8

 

  2.          Methodology                     9                    2.1  Methods                     9

 

                               2.1.1  Field  research                   9

 

                               2.1.2  Literature-­‐based  research                 10

 

                               2.1.3  User  evaluation                   10

 

 

3.          Clinic  of  Internal  Medicine                   12  

                 3.1  Internal  Medicine                   12

 

                 3.2  Field  research                     12

 

                               3.2.1  Setting                     12

 

                               3.2.2  Study  design                   12

 

                 3.2.3  Findings                     13

 

  4.          Theoretical  framework                   15  

                 4.1  Ubiquitous  Computing  versus  the  Internet  of  Things           15

 

                 4.2  Ubiquitous  technologies  in  hospital  environments           15

 

                               4.2.1  The  Electronic  Medical  Record               16

 

                               4.2.2  Ubiquitous  computing  and  Ambient  Intelligence           16

 

                               4.2.3  Guidelines  for  the  creation  of  ambient  displays  in  hospital  environments     18

 

                               4.2.4  Body  Area  Networks                 19

 

                 4.3  Perception,  attention  and  memory               20

 

                               4.3.1  Perception  and  memory                 20

 

                               4.3.2  Peripheral  attention                 21

 

                 4.4  Calm  technology  and  unattended  technology             22

 

                               4.4.1  Visually  perceptive  features  supporting  peripheral  vision         22

 

                               4.4.2  Guidelines  for  calm  and  unattended  technology  for  hospital  use       22

 

                 4.5  Natural  aesthetics  in  hospitals                 23

 

 

5.          Related  work                     24  

                 5.1  SnowGlobe                     24

 

                 5.2  Textile  Mirror                     25

 

                 5.3  Ambient  lighting  display  through  biofeedback             26

 

 

6.          Designing  the  ambient  display                 28  

                 6.1  The  concept                     28

 

                               6.1.1  Hierarchy  of  medical  information               31

 

                               6.1.2  Aesthetics  and  materiality               32

 

                               6.1.3  Technical  specifications                 33

 

                               6.1.4  Common  Information  Space               34

 

                               6.1.5  Encryption  of  public  data                 34

 

                               6.1.6  Metadata                   34

 

(6)

                 6.3  Evaluation  I                     36

 

                               6.3.1  Dual-­‐task  experiment                 36

 

                               6.3.2  Results                     37

 

                               6.3.3  Reflection                   38

 

                 6.4  Prototyping  II                     39

 

                 6.5  Evaluation  II                     39

 

                               6.5.1  Experience  prototyping  with  tangible  prototypes           39

 

                               6.5.2  Results                     39

 

                               6.5.3  Reflection                   40

 

                 6.6  Prototyping  III                     41

 

                 6.7  Evaluation  III                     42

 

                               6.7.1  Evaluating  the  interaction  with  the  ambient  display  and  hierarchy  of  medical  

                               information                      42

 

                               6.7.2  Results                     43

 

                               6.7.3  Reflection                   44

 

                 6.8  Prototyping  IV                     44

 

                 6.9  Evaluation  IV                     45

 

                               6.9.1  Evaluating  the  semi  hi-­‐fi  prototype             45

 

                               6.9.2  Results                     45

 

                               6.9.3  Reflection                   46

 

 

7.          Discussion  and  conclusion                   47  

                 7.1  Discussion                     47

 

                               7.1.1  Overall  evaluation  of  the  shape-­‐changing  interface         47

 

                               7.1.2  Results  in  relation  to  theory               48

 

                               7.1.3  Limitations                   49

 

                 7.2  Conclusion                     51

 

                               7.2.1  Knowledge  contributions                 52

 

                               7.2.2  Future  directions                   52

 

  References                       53    

List  of  Figures                       58  

 

Appendices                       60  

                 Appendix  A:  Interview  with  the  head  of  the  department  of  Internal  Medicine     60

 

                 Appendix  B:  Scenario  of  the  ambient  display  in  use             62

 

                 Appendix  C:  Overview  of  additional  clinical  information           63

 

                 Appendix  D:  The  dual-­‐task  experiment               64

 

                 Appendix  E:  In-­‐depth  description  of  dual-­‐task  experiments  I,  II  and  III       65

 

                               Experiment  I                     65

 

                               Experiment  II                     65

 

                               Experiment  III                     65

 

                 Appendix  F:  Results  of  the  dual-­‐task  experiment             66

 

                               Experiment  I                     66

 

                               Experiment  II                     66

 

                               Experiment  III                     68

 

                               Overall  results  and  performance               70

 

     

(7)

1.

Introduction

     

1.1  Research  outline  

Healthcare  facilities  are  ranked  as  one  of  the  most  stressful  contemporary  work  environments  for   their  employees,  and  this  particularly  concerns  nurses  (Nejati  et  al.  2016).  One  of  the  core  problems   comprises  the  notion  that  current  technology  adopted  in  hospitals  does  not  support  the  mobile   nature  of  medical  work  and  the  complex  work  environment,  in  which  information  is  distributed  and   the  medical  personnel  is  required  to  carry  out  tasks  at  scattered  locations  within  the  hospital  (Favela   et  al.  2004).  Due  to  this  high  mobility,  it  is  relatively  difficult  for  medical  personnel  to  consistently  be   aware  of  the  health  status  of  the  patients  they  are  responsible  for  (Tentori  et  al.  2009).  Furthermore,   the  employment  of  inadequate  technology  and  the  strenuous  access  to  information  results  in  a   decrease  of  efficiency  regarding  the  fulfilment  of  medical  tasks,  and  puts  a  strain  on  the  attention  of   the  medical  personnel.  Therefore,  this  thesis  aims  to  answer  the  following  research  question:  ‘How   can  ambient  displays  increase  the  efficiency  of  medical  work  conducted  in  a  hospital  setting  by   providing  healthcare  professionals  with  medical  information  while  requiring  minimal  allocation  of   attention?’  

 

As  an  answer  to  this  question,  ambient  displays,  consisting  of  shape-­‐changing  interfaces  for  each   patient,  were  developed.  Shape-­‐changing  interfaces  are  artefacts  that  are  transformed  through   physical  change  of  shape  as  response  to  certain  inputs,  as  opposed  to  using  a  screen  for  the   representation  of  information  (Rasmussen  et  al.  2012).  The  ambient  displays  developed  as  part  of   this  thesis  concede  a  hierarchy  of  information,  where  the  most  essential  information  provides  an   overview  of  patients’  vital  signs.  The  ambient  displays  are  designed  to  be  perceived  through   peripheral  vision,  and  allow  for  the  acquisition  of  information  concerning  patients’  health  statuses   with  minimal  cognitive  effort  (Purves  et  al.  2013;  Preece  et  al.  2002).  Data  regarding  patients’  vital   signs  is  measured  by  biometric  sensors,  and  embodied  by  the  shape-­‐changing  interfaces,  allowing   for  remote  communication  between  the  patients  and  health  care  professionals.  The  ambient   displays  are  public  and  are  part  of  a  common  information  space,  shared  among  medical  

professionals  (Reddy  et  al.  2001).  However,  the  embodiment  of  medical  information  through  shape   change  allows  for  the  encryption  of  private  medical  data,  which  ideally  can  only  be  decoded  by  the   medical  staff.  By  monitoring  patients  in  real  time  and  providing  the  hospital  staff  with  an  overview,   patients’  health  statuses  can  be  compared,  based  on  which  metadata  may  be  derived  (Pignolo  et  al.   2013).  User-­‐authentication  permits  the  medical  personnel  to  access  a  deeper  layer  within  the  

hierarchy  of  information,  entailing  clinical  data  such  as  patient  EMRs,  after  gesture-­‐based  interaction   with  the  ambient  display  (Shadbolt  2003).  The  additional  clinical  information  is  retrieved  through  the   user’s  PDA,  entailing  a  private  information  space  that  enables  content-­‐adaption  based  on  user-­‐ authentication  (see  Figure  1).    

 

The  research  conducted  in  this  thesis  project  is  positioned  within  the  fields  of  ubiquitous  computing,   calm  and  unattended  technology,  and  embodied  interaction,  within  HCI  and  Interaction  Design   (Levin  2008;  Weiser  1991).  The  thesis  is  theoretically  grounded  in  these  fields,  as  well  as  areas  closer   to  engineering  and  the  natural  sciences,  such  as  Ambient  Intelligence  (AmI)  and  cognitive  

neuroscience  (Irizarry  et  al.  2014;  Shadbolt  2003;  Aarts  2004;  Purves  et  al.  2013).  The  principles  of   cognitive  science  were  taken  into  consideration  for  the  evaluation  of  the  design  artefact,  as  the   research  focuses  greatly  on  reducing  information  overload  and  the  offloading  of  cognitive  processes,   in  furtherance  of  preserving  the  attention  of  healthcare  professionals.  By  informing  the  medical   personnel  with  clinical  information  through  peripheral  awareness,  the  efficiency  of  work  is  enhanced   as  medical  tasks  can  be  carried  out  simultaneously.  Especially  the  principles  regarding  sensory  

(8)

memory,  and  perceptual  attention  required  for  the  acquisition  of  information  are  therefore  of   importance  for  this  thesis  project.  The  review  of  related  works  comprising  shape-­‐changing   interfaces,  ambient  displays  through  biofeedback  and  remote  communication  through  embodied   interaction  were  significant  in  making  decisions  regarding  the  functionality  and  aesthetics  of  the   ambient  displays.    

   

   

Figure  1:  Schematic  image  of  the  ambient  display  in  a  hospital  environment.  (1)  Data  regarding  patients’  vital  signs  is   measured  by  biometric  sensors,  which  are  embodied  by  the  shape-­‐changing  interfaces  of  which  the  ambient  display  consists.   (2)  The  ambient  displays  provide  an  overview  of  patients’  vital  signs,  which  can  be  considered  the  most  essential  information   within  the  hierarchy  of  information  contributed  by  the  displays.  (3)  The  additional  clinical  information  within  this  hierarchy   can  be  retrieved  through  the  user’s  PDA  after  interaction  with  the  ambient  display.    

 

The  various  medical  parameters  are  visualised  by  a  prototype  of  the  shape-­‐changing  interface   through  structure  changes  in  paper  and  thread,  as  well  as  colour  and  movement  of  light.  These   changes  in  shape  are  driven  by  biometric  data  of  the  patients,  measured  by  biometric  sensors  in  a   Body  Area  Network  (BAN)  (Latré  et  al.  2011).  The  choices  regarding  type  of  shape  change  and   kinetics  were  chosen  on  the  basis  of  their  ability  to  be  well  perceived  through  peripheral  vision.  In   addition,  the  aesthetics  comprised  natural  aesthetics,  as  these  are  indicated  to  be  advantageous  for   the  stress  levels  of  hospital  staff  and  patients  in  healthcare  environments  (Mullaney  2016;  

Beukeboom  et  al.  2012;  Nejati  et  al.  2016).      

The  design  process  consisted  of  various  iterative  prototyping  rounds,  based  on  a  field  study   conducted  in  a  hospital  environment.  The  succeeding  prototypes  were  evaluated  through  four   usability  testing  sessions,  that  to  a  great  extent  took  place  in  situ  (Koskinen  et  al.  2012).  The  ambient   displays  were  created  to  be  used  by  both  nurses,  as  well  as  other  medical  professionals,  although   the  prototypes  were  exclusively  evaluated  with  nurses.  The  dual-­‐task  experiment,  designed  and   conducted  as  part  of  the  research,  suggests  that  the  shape-­‐changing  interface  is  capable  of  

informing  medical  personnel  through  peripheral  attention,  whilst  the  centre  of  attention  is  allocated   to  other  activities.  The  interaction  with  the  shape-­‐changing  interfaces  is  gesture-­‐based,  and  

consequently  allows  the  medical  professional  to  access  additional  clinical  information  with  the  use   of  a  PDA  (Acampora  et  al.  2013).  The  interaction  with  both  the  shape-­‐changing  interfaces  and  

(9)

retrieval  of  additional  clinical  information  with  the  PDA  was  evaluated  through  user  testing  with   nurses,  carried  out  in  a  hospital  setting.  

 

The  experiential  qualities  of  the  ambient  display,  obtained  through  the  various  evaluation  rounds,   indicate  the  potential  of  the  displays  to  grant  medical  personnel  with  a  better  overview  of  the  health   status  of  patients  without  increasing  cognitive  workload  (Löwgren  2013).  Accordingly,  the  work  flow   of  medical  personnel  is  not  interrupted  by  the  information  presented  through  the  ambient  display.   Moreover,  the  mobile  nature  of  medical  work  is  supported  by  providing  access  and  the  possibility  to   modify  additional  clinical  information  after  interacting  with  the  ambient  display.  All  of  the  

aforementioned  aspects  are  expected  to  enhance  the  efficiency  of  the  activities  carried  out  in  a   hospital  environment.    

 

This  thesis  projects  contributes  knowledge  to  the  field  of  ubiquitous  computing  by  providing  a  set  of   guidelines  for  ambient  displays  in  a  hospital  environment,  and  to  the  field  of  calm  and  unattended   technology  through  the  establishment  of  guidelines  for  the  design  of  calm  artefacts.  In  addition,   experiential  qualities  of  an  evaluation  of  a  prototype  of  a  shape-­‐changing  interface  with  medical   staff  provides  knowledge  for  the  field  of  embodied  interaction.  Furthermore,  a  proof  of  concept  is   contributed  on  the  basis  of  a  dual-­‐task  experiment,  incorporating  the  shape-­‐changing  interface,  as   well  as  a  scenario  of  the  ambient  display  in  use  (Löwgren  2013).    

 

1.1.1  Key  audiences  

The  key  audience  of  this  thesis  project  consists  of  medical  personnel  employed  in  hospital  

environments.  Researchers  and  designers  within  the  fields  of  embodied  interaction  and  ubiquitous   computing,  situated  within  Interaction  Design,  are  considered  an  additional  audience.    

1.1.2  Collaboration  

This  thesis  project  was  carried  out  in  collaboration  with  the  department  of  Internal  Medicine   (Internmedicin  Avdelning  5)  at  Skånes  Universitetssjukhus  (SUS)  Malmö.    

                                             

(10)

2. Methodology

     

Research  through  design  (RtD)  and  constructive  design  research  are  the  research  approaches  that   were  employed  during  this  thesis  project.  RtD  is  “a  research  approach  that  employs  methods  and   processes  from  design  practice  as  a  legitimate  method  of  inquiry”  (Zimmerman  et  al.  2010,  p.310).   Constructive  design  research,  as  described  by  Koskinen  et  al.,  refers  to  a  practice-­‐based  approach   situated  within  RtD,  with  a  close  analysis  of  design  experiments  (Koskinen  et  al.  2012;  Krogh  et  al.   2015).  Multiple  design  experiments  and  evaluation  sessions  were  carried  out  in  situ    as  part  of  the   research  (see  Chapter  2.1.3).  The  design  research  approach  employed  in  this  thesis  consisted  of  a   three-­‐step  work  process  where  objectives  were  formulated,  and  realised  through  experiments  that   evaluate  the  design  artefact,  where  design  knowledge  was  constructed  based  on  the  results  and   reflections  of  these  experiments.  Accordingly,  the  knowledge  contributed  in  this  thesis  project  is   derived  from  the  findings  of  the  construction  and  evaluation  of  a  design  prototype  in  a  healthcare   context  through  several  iterative  experiments  of  succeeding  prototypes.    

 

Koskinen  et  al.,  state  that  the  emphasis  of  the  design  research  should  not  be  on  its  specificity,  losing   the  cross-­‐disciplinary  and  exchanges  with  other  forms  of  research  (Koskinen  et  al.  2012).  In  line  with   this  argument,  the  research  and  conducted  experiments  have  a  partial  foothold  in  the  natural   sciences,  and  are  theoretically  grounded  in  both  design-­‐based  research,  as  well  as  literature-­‐based   research  in  the  realm  of  the  natural  sciences.  Furthermore,  the  thesis  project,  and  particularly  the   artefact  created,  are  based  on  canonical  examples  of  related  work  within  the  field  of  Human   Computer  Interaction  (HCI)  and  Interaction  Design.  The  empirical  grounding  for  this  thesis  project   was  attained  through  field  research  and  evaluation  sessions  in  the  intended  context  of  the  design   artefact,  in  collaboration  with  healthcare  professionals  (Löwgren  2007).    

 

The  design  and  research  process  consisted  of  quantitative,  qualitative  and  design  construction   methods,  which  are  described  in  more  detail  in  the  sections  below.    

   

2.1  Methods  

2.1.1  Field  research  

Ethnographic  research,  as  David  R.  Millen  states,  typically  includes  field  work  or  field  research.  The   aim  is,  as  described  by  Blomberg  et  al.,  “to  provide  designers  with  a  richer  understanding  of  the   work  settings  and  context  of  use  for  the  artefacts  that  they  design”  (As  cited  by  Millen  2000,  p.280).   As  part  of  the  field  research,  a  workplace  study  was  conducted  at  the  Internal  Medicine  department   at  SUS  Malmö  to  gain  insight  into  the  technological  challenges  this  department  faced,  especially   regarding  the  efficiency  of  the  medical  work  carried  out  by  nurses.  A  combination  of  qualitative   methods  was  employed  during  the  initial  field  research.  These  qualitative  methods  included   participant  observation  and  an  in-­‐depth  interview  with  the  head  of  the  department  of  Internal   Medicine.  According  to  Mack,  Woodsong,  et  al.  “the  in-­‐depth  interview  is  a  technique  designed  to   elicit  a  vivid  picture  of  the  participant’s  perspective  on  the  research  topic.  During  in-­‐depth  

interviews,  the  person  being  interviewed  is  considered  the  expert  and  the  interviewer  is  considered   the  student”  (Mack  et  al.  2005,  p.29).  Based  on  the  findings  of  the  workplace  study,  the  final   research  question  was  formulated  (see  Chapter  1.1).  

   

(11)

2.1.2  Literature-­‐based  research  

Literature-­‐based  research  as  a  method  consists  of  reading  through,  analysing  and  sorting  literatures   “in  order  to  identify  the  essential  attribute  of  materials.  The  conduction  of  literature-­‐based  research   consists  of  grasping  sources  of  relevant  researches  and  scientific  developments  and  understanding   what  predecessors  in  a  specific  field  have  achieved,  alongside  the  progress  made  by  other  

researchers”  (Lin  2009,  p.179).  Literature-­‐based  research  as  a  method  has  been  interwoven  and   applied  throughout  the  process,  but  has  especially  been  useful  during  the  establishment  of  the   theoretical  framework.  Literature  regarding  the  technological  advancements  in  ubiquitous   computing  and  ambient  intelligence  in  healthcare  contexts,  and  research  concerning  the   implementation  and  use  of  technology  in  hospitals  provided  a  deeper  understanding  of  the   technological  possibilities  within  such  a  context  (Favela  et  al.  2004;  Bardram  2003;  Andersen  et  al.   2009).  A  literature  review  on  the  theory  of  cognitive  neuroscience  granted  insights  into  human   perception,  attention  and  memory.  The  derived  knowledge  served  as  grounding  for  the  design  of  an   unattended  artefact,  and  provided  essential  knowledge  for  the  construction  of  a  dual-­‐task  

experiment,  which  was  used  as  evaluation  method  (Levin  2008;  Purves  et  al.  2013).  Literature  and   related  work  within  HCI  and  Interaction  Design,  such  as  research  concerning  shape-­‐changing   interfaces,  ambient  displays  and  Social  Awareness  systems,  were  consulted  as  onsets  for  possible   design  solutions,  and  granted  an  overview  of  the  state  of  the  art  of  the  areas  of  embodied  and   tangible  interaction  (Visser  et  al.  2011;  Rowan  &  Mynatt  2005;  Davis  &  Roseway  2013;  Yu  et  al.   2014).    

 

2.1.3  User  evaluation  

The  several  succeeding  prototypes  were  evaluated  in  both  lab  and  field  settings  (Koskinen  et  al.   2012).  The  lab  approach  encompassed  an  experiment  that  was  conducted  to  determine  whether  the   artefact  could  inform  its  user  pre-­‐attentively,  as  well  as  evaluate  the  overall  user  experience.  “In   constructive  design  research,  the  epitome  of  analysis  is  an  expression  such  as  a  prototype.  It   crystallises  theoretical  work,  and  becomes  a  hypothesis  to  be  tested  in  the  laboratory”  (Koskinen  et   al.  2012,  p.60).  The  lab  approach  towards  evaluating  prototypes  has  its  foundations  in  the  natural   sciences,  and  was  in  this  case  based  on  the  principles  of  cognitive  neuroscience  regarding  

perception,  attention  and  memory.  The  experiment  consisted  of  a  dual-­‐task  experiment  and  was   carried  out  with  the  purpose  of  evaluating  the  user  experience  of  the  prototype,  as  well  as  providing   a  proof  of  existence.  The  experiment  was  conducted  on  five  persons,  consisting  of  medical  

personnel,  as  well  as  people  with  a  background  in  Interaction  Design.  Experimenting  in  a  lab  setting   gives  researchers  an  opportunity  to  focus  on  one  thing  at  a  time.  In  this  case,  this  was  achieved  by   including  three  different  sessions  within  the  dual-­‐task  experiment,  each  of  which  measured   distinctive  aspects  of  the  artefact.  The  design  of  the  dual-­‐task  experiment  and  the  purposes  of  the   particular  sessions  are  described  in  more  detail  in  Chapter  6.3,  and  Appendices  C  and  D.  In  accord,   the  evaluation  of  the  prototype  through  the  dual-­‐task  experiment  falls  within  the  category  of   accumulative  design  experimentation,  as  one  of  the  five  methods  of  knowledge  production  

proposed  by  Krogh  et  al.  In  accumulative  design  experimentation,  “the  design  sketches  and  models   are  focused  on  testing  specific  parts  and  wholes  and  are  carried  out  in  closed  lab  settings  where  the   design  experiments  are  evaluated  for  their  cognitive  qualities,  rather  than  contextual  

appropriateness”  (Krogh  et  al.  2015,  p.46).  The  dual-­‐task  experiment  was  conducted  on  one   individual  at  the  time,  and  was  initiated  by  presenting  an  introduction  video  that  explained  the   functionality  of  the  prototype,  which  was  essential  for  the  subsequent  task.  Test  subjects  were   provided  with  a  document  that  explained  each  session  in  writing  and  included  fill-­‐in  forms,  which   were  used  to  evaluate  the  results.  All  three  sessions  within  the  dual-­‐task  experiment  lasted  four   minutes,  and  were  explained  in  detail  beforehand.  The  results  of  the  dual-­‐task  experiment  were   acquired  by  precisely  measuring  either  the  response  time  of  test  subjects,  the  information  acquired   from  the  prototype,  or  both,  depending  on  the  purpose  of  the  session.  After  each  dual-­‐task  

(12)

 

The  evaluation  of  prototypes  in  the  lab  allows  for  the  testing  of  several  specific  aspects  of  a  design   artefact  and  may  provide  a  proof  of  existence.  However,  as  the  design  artefact  will  eventually  be   used  within  a  particular  context,  evaluation  in  a  field  setting  is  essential.  Therefore,  subsequent  to   the  accumulative  design  experimentation  within  a  lab  context,  several  prototypes  were  tested  at  the   department  of  Internal  Medicine  section  5  at  SUS  Malmö.  The  evaluations  of  the  successive  

prototypes  focused  on  the  implementation  of,  and  interaction  with  the  artefact  within  the  hospital   environment,  and  were  evaluated  with  a  nurse  and  the  head  of  the  department.  According  to   Koskinen  et  al.,  “rather  than  bringing  things  of  interest  into  the  lab  for  experimental  studies,  field   researchers  go  after  these  things  in  natural  settings,  that  is,  in  a  place  where  some  part  of  a  design  is   supposed  to  be  used.  They  are  interested  in  how  people  and  communities  understand  things  around   designs,  make  sense  of  them,  talk  about  them,  and  live  with  them.  The  lab  decontextualizes;  the   field  contextualizes”  (Koskinen  et  al.  2012,  p.69).    

 

In  the  second  evaluation,  several  distinct  versions  of  tangible  prototypes  of  the  shape-­‐changing   interfaces  were  discussed  and  compared  through  experience  prototyping,  by  exploring  and   evaluating  the  design  ideas.  “The  main  purpose  of  Experience  Prototyping  in  this  activity  is  in   facilitating  the  exploration  of  possible  solutions  and  directing  the  design  team  towards  a  more   informed  development  of  the  user  experience  and  the  tangible  components  which  create  it.  At  this   point,  the  experience  is  already  focused  around  specific  artefacts,  elements,  or  functions.  Through   Experience  Prototypes  of  these  artefacts  and  their  interactive  behaviour  we  are  able  to  evaluate  a   variety  of  ideas  —  by  ourselves,  with  design  colleagues,  users  or  clients  —  and  through  successive   iterations  mould  the  user  experience”  (Buchenau  et  al.  2000,  p.428).    

 

The  third  evaluation  entailed  the  examination  of  interaction  with  a  digitised  prototype  of  the   ambient  display,  consisting  of  a  video  sketch  which  was  tested  through  projection  at  the  intended   place  of  use,  adopting  a  Wizard-­‐of-­‐Oz  technique.  “The  Wizard  of  Oz  (WOz)  technique  is  a  method  in   which  participants  are  led  to  believe  they  are  interacting  with  a  working  prototype  of  a  system,  but   in  reality,  a  researcher  is  acting  as  a  proxy  for  the  system  from  behind  the  scenes.  Unseen  by  the   participant,  the  researcher  (i.e.,  the  “wizard”)  is  able  to  intercept  and  shape  the  interaction  between   the  participant  and  the  “system,”  without  having  an  actual  system  up  and  running.    The  goal  of  the   method  is  to  allow  the  user  to  experience  a  proposed  product  or  interface  before  costly  prototypes   are  built”  (Martin  2012,  p.  204).  The  evaluation  session  was  based  on  several  scenarios,  where  the   participants  were  asked  to  act  according  to  these  scenarios  by  interacting  with  the  prototype.      

The  final  user  testing  round  evaluated  the  interaction  and  user  experience  on  the  basis  of  a  hi-­‐fi   prototype  of  the  shape-­‐changing  interface  in  situ.  The  method  appropriated  for  this  evaluation   entailed  experience  prototyping  (Buchenau  et  al.  2000).    

 

The  various  user  testing  sessions  are  described  in  more  detail  in  Chapter  6.5,  Chapter  6.7  and   Chapter  6.9.                      

(13)

3. Clinic of Internal Medicine

     

3.1  Internal  Medicine  

Internal  medicine  regards  the  medical  discipline  which  focuses  on  the  diagnosis,  treatment,  and   prevention  of  nonsurgical  conditions  that  primarily  affect  adolescents,  adults,  and  the  elderly.   Departments  of  Internal  Medicine  are  usually  located  in  the  hospital,  and  encompass  both  common   and  complicated  diseases.  The  discipline  of  internal  medicine  is  therefore  highly  diverse,  and   includes  a  vast  amount  of  subspecialties  such  as  cardiology,  endocrinology  and  infectious  disease.   The  medical  work  conducted  by  an  internist  consists  of  abundant  contact  with  patients,  and  includes   health  maintenance  and  disease  screening,  the  diagnosis  and  care  of  acute  and  chronic  medical   conditions.  Nurses  employed  in  departments  of  internal  medicine  also  spend  a  considerable  amount   of  time  at  the  patient’s  bedside  (Arneson  and  McDonald  1989;  Association  of  American  Medical   Colleges  2015).    

   

3.2  Field  research  

3.2.1  Setting  

The  internal  medicine  department  in  Skånes  Universitetssjukhus  consists  of  sections  7,  8  and  the   acute  internal  medicine  section  in  Lund,  and  sections  1,  2,  3,  4  and  5  in  Malmö.  The  research  for  this   thesis  project  was  carried  out  at  section  5  of  the  department  of  Internal  Medicine  in  Malmö.  The   department  of  Internal  Medicine  at  SUS  works  closely  together  with  the  emergency  department,   and  includes  patients  who  have  been  transferred  from  this  department.  The  expertise  of  the   department  regards  the  internal  medical  diagnosis  of  acute  diseases  and  multi-­‐organ  diseases  in   adults  (Andersson  2015).    

 

3.2.2  Study  design  

A  multi-­‐method  approach  was  employed,  which  included  direct  observations  and  a  semi-­‐structured   interview.  The  observation  applied  attention  to  the  technology  used  in  the  different  work  spaces  of   the  department.  Furthermore,  through  observation  a  sense  of  the  place  and  an  awareness  of  the   atmosphere  in  the  clinic  was  acquired.  Subsequently,  an  interview  was  conducted  with  Henrik  Elg,  a   nurse  and  the  head  of  the  department  of  Internal  Medicine  section  5.  The  purpose  of  the  interview   was  to  gain  a  better  understanding  of  the  work  carried  out  in  the  department,  and  the  types  of   technology  employed  by  the  nurses.  As  the  interview  was  conducted  during  the  first  meeting,  the   research  focus  of  the  thesis  project  was  shortly  introduced  antecedent  the  interview.  The  interview   was  semi-­‐structured:  a  set  of  open  questions  was  prepared,  but  the  interview  was  carried  out  in  a   flexible  manner,  and  consisted  of  follow-­‐up  questions  and  subsequent  in-­‐depth  conversations  of   certain  aspects.  A  face-­‐to-­‐face  interviewing  approach  was  appropriated,  since  depth  of  meaning  is   important  and  the  research  was  primarily  focused  in  gaining  insight  and  understanding  (Ritchie  &   Lewis  2003).  A  large  part  of  the  interview  was  carried  out  in  the  office  of  the  head  of  the  

department.  However,  as  some  questions  were  difficult  to  answer  through  solely  explaining  matters,   several  aspects  and  situations  were  shown  in  use  at  different  locations  in  the  ward.  A  more  detailed   description  of  the  interview  can  be  found  in  Appendix  A.  

     

(14)

3.2.3  Findings  

Medical  professionals  at  the  department  of  Internal  Medicine  work  in  multi-­‐disciplinary  teams,   consisting  of  nurses,  assistant  nurses,  a  doctor,  a  physiotherapist,  and  occasionally  an  occupational   therapist.  Three  teams  within  the  section  attend  to  twenty-­‐one  patients,  each  of  which  stay  for  five   to  six  days  on  average.    

 

The  working  days  of  nurses  are  divided  in  three  shifts  of  eight  hours.  Shifts  are  initiated  by  manually   measuring  the  vital  signs  (oxygen  saturation  levels  in  blood,  blood  pressure,  heart  rate  and  body   temperature)  of  each  patient,  and  entering  this  data  into  the  patient’s  electronic  medical  record   (EMR).  Although  medical  records  are  digitised,  there  is  no  technology  present  in  the  patient  rooms   to  access  these.  The  medical  personnel  on  the  ward  have  access  to  one  mobile  laptop  that  is  located   in  the  corridor  of  the  ward,  which  is  used  by  nurses  for  the  administering  of  medicine.  The  laptop  is   mounted  on  a  trolley,  providing  space  for  the  storage  of  medication,  paper  charts  and  other   equipment.  Nurses  use  one  of  the  two  stationary  PCs  in  the  team’s  office  to  retrieve  or  modify   information  from  the  EMR.  Accordingly,  nurses  walk  back  and  forth  (on  average  forty-­‐five  times   during  each  shift),  from  the  patient  room  to  the  office  in  order  to  request  or  modify  data  in  the   patient’s  medical  record.  Needless  to  say,  this  results  in  inefficient  working  situations,  as  it  requires   the  nurses  to  do  double  work.  In  addition,  nurses  are  often  interrupted  when  moving  from  one   space  to  another,  which  requires  them  to  attend  to  various  activities  simultaneously.  As  a   consequence,  the  work  is  stressful  and  time-­‐consuming,  leading  to  less  time  for  personal  contact   with  the  patient.  Furthermore,  it  emanates  an  increase  in  error-­‐making  due  to  the  fact  that  nurses   have  to  copy  details  from  the  computerised  medication  chart  to  paper,  which  is  another  example  of   a  workaround  resulting  from  the  hardware  devices  that  fail  to  support  the  clinical  workflow.      

During  work  shifts  nurses  often  consult  the  medical  record,  in  which  they  most  frequently  access  lab  

results,  medication  records,  information  regarding  the  vital  signs,  and  results  of  scans,  such  as  x-­‐ray   and  CT  scans.  However,  Melior,  the  EMR  system  operated  in  the  department  of  Internal  Medicine,  is   dense,  hard  to  navigate  through  and  does  not  provide  a  clear  overview  of  a  patient’s  current  health   status  or  medical  history.  In  order  to  provide  the  medical  personnel  with  a  quicker  overview  of  the   patients  currently  on  the  ward,  analogue  whiteboards  are  located  in  the  main  offices  (see  Figure  2).   These  boards  help  to  communicate  information  regarding  patients’  conditions  and  locations,  and  are   often  turned  to  by  the  hospital  staff.  In  addition,  information  regarding  the  vital  signs  and  a  patient’s   schedule  for  the  upcoming  week  are  disseminated  through  the  whiteboards.  However,  as  

whiteboards  are  not  digital,  they  need  to  be  filled  in  and  updated  by  hand,  which  further  decreases   the  efficiency  of  the  medical  work.  

 

   

Figure  2:  Whiteboard  at  one  of  the  offices  at  the  department  of  Internal  Medicine  at  SUS  Malmö.  Various  coloured  tags  are   placed  on  the  whiteboards,  indicating  different  types  of  information  and  activities.  

(15)

The  field  research  indicated  that  medical  work  carried  out  by  the  nurses  on  the  ward  of  is  stressful   and  inefficient.  A  shortage  of  nurses  has  arisen  as  a  result  of  this,  while  in  the  present  situation  it  is   difficult  to  employ  new  nurses.  The  objectives  indicated  by  the  head  of  the  department  of  Internal   Medicine,  on  the  basis  of  these  concerns,  were  taken  as  the  outset  for  this  thesis  project.  

Accordingly,  the  aim  is  to  design  technology  that  increases  the  efficiency  of  medical  work  executed   by  nurses,  and  hereby  provide  them  with  additional  time  to  spend  with  the  patients.  The  bespoken   way  of  accomplishing  this  is  by  simplifying  or  automating  the  process  of  measuring  patients’  vital   signs,  as  indicated  by  the  head  of  the  department  of  Internal  Medicine:  “Measuring  patients’  vital   signs  and  the  entering  of  data  should  be  more  efficient,  and  should  be  automated,  so  we  can  spend   time  with  the  patients.”  Furthermore,  the  design  of  the  technology  should  prevent  workarounds,  by   improving  the  retrieving  and  entering  of  clinical  information  in  frequently  accessed  spaces.    

 

The  interactive  whiteboards,  yielding  a  quick  overview  on  the  status  of  each  of  the  patients  on  the   ward,  were  a  point  of  reference  during  the  design  process,  following  the  aspirations  of  the  head  of   the  department  of  Internal  Medicine:  “I  would  like  to  have  an  overview  of  all  the  patients  on  the   whiteboard,  displaying  the  most  important  information  such  as  the  vital  signs  and  the  process  of  the   patient.  Whenever  I  ‘click’  on  one  of  the  patients,  I  would  like  to  get  access  to  more  information  that   is  in  the  medical  record.”  The  desire  to  improve  the  overview  of  patients’  current  health  statuses,  by   granting  access  to  a  hierarchy  of  information  as  well  as  a  more  visual  representation  of  clinical  data   in  the  electronic  medical  record,  became  apparent.  The  whiteboards  therefore  served  as  an   inspiration  for  the  ambient  displays  created  in  this  thesis,  yet  the  displays  were  not  initially   developed  with  the  intend  to  replace  the  whiteboards  but  rather  as  a  complementary  means  of   communication.                                                            

Figure

Figure	
  1:	
  Schematic	
  image	
  of	
  the	
  ambient	
  display	
  in	
  a	
  hospital	
  environment.	
  (1)	
  Data	
  regarding	
  patients’	
  vital	
  signs	
  is	
   measured	
  by	
  biometric	
  sensors,	
  which	
  are	
  embodied	
  by	
  t
Figure	
  2:	
  Whiteboard	
  at	
  one	
  of	
  the	
  offices	
  at	
  the	
  department	
  of	
  Internal	
  Medicine	
  at	
  SUS	
  Malmö.	
  Various	
  coloured	
  tags	
  are	
   placed	
  on	
  the	
  whiteboards,	
  indicating	
  different	
  type
Figure	
  3:	
  Example	
  of	
  an	
  ambient	
  intelligent	
  public	
  interactive	
  display,	
  personalised	
  for	
  the	
  particular	
  user.	
  The	
  PublicMap	
   	
  
Figure	
  4:	
  Schematic	
  image	
  of	
  the	
  sensory	
  buffers	
  of	
  different	
  modalities.	
   	
  
+7

References

Related documents

It will install the SoftEther VPN Command Line Utility, the Server running as a service, a VPN server manager used to configure the server and also some administrative tools such

Therefore, this project has been carried out to research on people’s reflection and visual performance including visual acuity and reading speed under different combinations of am-

For the physical machine arrangement, the mean disk utilization during the write operations is 11883.76 and for the virtual machine arrangement it is 31960.74 and

The products displayed in this area are usually identified by significant cost savings, from regular prices or from the prices of competitors, and through exposing the power aisle a

46 Konkreta exempel skulle kunna vara främjandeinsatser för affärsänglar/affärsängelnätverk, skapa arenor där aktörer från utbuds- och efterfrågesidan kan mötas eller

Däremot är denna studie endast begränsat till direkta effekter av reformen, det vill säga vi tittar exempelvis inte närmare på andra indirekta effekter för de individer som

Key questions such a review might ask include: is the objective to promote a number of growth com- panies or the long-term development of regional risk capital markets?; Is the

Från den teoretiska modellen vet vi att när det finns två budgivare på marknaden, och marknadsandelen för månadens vara ökar, så leder detta till lägre