2. 远程监测与干预的临床需求与场景建模

数字疗法系统的工程起点不是技术选型,而是把临床意图翻译成可验证的工程需求。慢病管理、精神健康、康复训练三类场景的临床目标差异极大,若用同一套需求模板套用,往往在后期出现"数据采了但没人看""提醒发了但患者不依从""量表做了但无法支撑干预决策"等问题。本节的任务是建立一套从场景到需求规格说明书的可操作路径。

一、三类场景的临床目标差异

慢病管理(以2型糖尿病、高血压为例)的核心临床目标是代谢指标长期达标并减少急性事件。其需求重心在周期性生理参数采集、用药依从性、生活方式行为改变与异常值预警。典型参数包括空腹血糖、餐后2h血糖、血压、体重、步数,采样频率通常为每日1~4次,预警阈值如收缩压≥180 mmHg或空腹血糖≥13.9 mmol/L需触发即时干预。

精神健康(以抑郁、焦虑障碍为例)的核心目标是症状严重度下降与复发早期识别。其需求重心在标准化量表(PHQ-9、GAD-7)、情绪与睡眠日志、会话依从性,以及风险信号(自伤意念)的快速响应。数据以主观报告为主,采样频率为每周或每日,需求必须包含危机升级路径。

康复训练(以卒中后上肢运动康复为例)的核心目标是运动功能评分提升与训练剂量达标。其需求重心在动作完成质量、训练次数与强度、关节活动度,数据来源为可穿戴传感器或摄像头姿态估计,采样频率可达每秒数十帧,需求必须包含动作识别准确率与训练安全边界。

二、功能需求与非功能需求的提取方法

功能需求回答"系统必须做什么",非功能需求回答"系统必须在什么约束下做"。提取时建议以临床工作流为线索逐环节追问:谁在什么时间、基于什么数据、做出什么判断、触发什么动作。

以糖尿病远程监测为例,功能需求可提取为:患者端每日录入血糖并自动上传;系统按阈值规则判定异常等级;异常达到2级时向责任护士推送待办;护士在15分钟内完成电话随访并记录处置结果;医生端可查看近14天趋势曲线。非功能需求则包括:数据上传成功率≥99%、异常告警端到端延迟≤60秒、患者端操作步骤≤3步、隐私数据加密存储并符合个人信息保护要求、系统可用性≥99.5%。

区分技巧:若一条需求可以用"更快、更准、更安全、更易用"来修饰,它通常是非功能需求;若它描述一个可被触发和完成的行为,通常是功能需求。

三、场景建模:从场景到需求规格说明书

场景建模的作用是把零散的临床诉求组织成结构化、可追溯的需求集合。推荐采用"角色—触发—数据—判断—动作—验收"六要素描述每个场景,再汇总为需求规格说明书。下图展示了三类场景在数据来源、采样频率、判断逻辑与干预动作上的差异关系,可作为需求提取时的对照参照。

三类临床场景的需求建模对照 慢病管理(糖尿病/高血压) 临床目标 代谢指标长期达标,减少急性事件 数据来源 血糖仪、血压计、体重秤、手机步数 采样频率 每日 1~4 次,周期性上传 判断逻辑 阈值分级:如收缩压≥180 mmHg 或空腹血糖≥13.9 mmol/L 为2级 干预动作 护士电话随访、用药调整提醒 饮食运动建议推送 关键非功能需求 告警延迟≤60s,上传成功率≥99% 患者端操作≤3步 精神健康(抑郁/焦虑) 临床目标 症状严重度下降,复发早期识别 数据来源 PHQ-9、GAD-7 量表、情绪睡眠日志 采样频率 每日情绪日志,每周标准化量表 判断逻辑 PHQ-9 第9题≥1 触发风险预警 总分较基线升高≥5 分提示恶化 干预动作 危机升级路径、心理师介入 认知行为训练模块推送 关键非功能需求 风险信号响应≤5min,隐私强保护 量表版本可追溯 康复训练(卒中后上肢) 临床目标 运动功能评分提升,训练剂量达标 数据来源 IMU 传感器、摄像头姿态估计 采样频率 每秒 30~60 帧,训练时段连续采集 判断逻辑 动作完成度评分、关节活动度阈值 训练次数与强度是否达标 干预动作 实时动作纠正反馈、训练计划调整 治疗师远程复核 关键非功能需求 动作识别准确率≥90%,反馈延迟≤200ms 训练安全边界保护 汇总为需求规格说明书:功能需求 + 非功能需求 + 验收标准

四、需求规格说明书的组织与验收标准

需求规格说明书不是需求清单的堆砌,每条需求都应可追溯到具体场景,并具备可验证的验收标准。建议每条需求包含编号、来源场景、需求描述、优先级、验收方式五个字段。以下为可直接参考的示例片段:

需求编号:REQ-DM-007
来源场景:糖尿病远程监测—异常血糖预警
需求描述:当患者上传空腹血糖值 ≥ 13.9 mmol/L 时,
          系统应在 60 秒内向责任护士推送 2 级告警待办。
优先级:高
验收方式:构造血糖值 14.2 mmol/L 的测试数据,
          记录从数据入库到护士端收到待办的时间戳差值,
          连续 20 次测试均 ≤ 60 秒为通过。

非功能需求的验收同样需要量化。例如"患者端操作≤3步"可验收为:从打开应用到完成一次血糖录入,点击次数不超过3次,且不出现二级菜单跳转。"动作识别准确率≥90%"可验收为:选取10名受试者各完成20次标准动作,人工标注为金标准,系统识别结果与金标准一致的比例≥90%。

常见误区:把"系统应支持数据可视化"这类模糊表述写入规格说明书。它既无法判断是否完成,也无法在验收阶段形成客观结论。应改为"系统应提供近14天血糖趋势折线图,横轴为日期,纵轴为血糖值,异常点以红色标记"。

五、从需求到后续设计的衔接

需求规格说明书完成后,应能直接支撑三类后续工作:一是系统架构设计,功能需求决定模块划分,非功能需求决定性能与安全设计;二是测试用例设计,每条验收标准对应至少一个测试用例;三是临床验证方案设计,需求中的临床目标(如糖化血红蛋白下降幅度)应转化为临床试验的终点指标。若某条需求无法映射到这三类工作中的任何一类,通常说明它要么表述不清,要么与临床目标无关,应重新审视或删除。

场景建模的价值在于把临床语言与工程语言对齐。护士说"血糖太高要赶紧处理",工程侧需要把它翻译为"空腹血糖≥13.9 mmol/L 触发2级告警,60秒内推送待办,15分钟内完成随访记录"。这个翻译过程的质量,直接决定数字疗法系统能否在真实临床环境中被使用、被信任、被持续运行。