急救藥物自主無障礙服用裝置設(shè)計(jì)與使用績(jī)效評(píng)估

任為為 柳嘉露 冶永良

摘要 ：為避免疾病突發(fā)患者在肢體失控狀態(tài)下錯(cuò)過最佳服藥時(shí)機(jī)，該研究通過文獻(xiàn)調(diào)研分析了現(xiàn)有服藥裝置的優(yōu)缺點(diǎn)，設(shè)計(jì)了一款無障礙服藥裝置，然后對(duì)該設(shè)計(jì)方案的使用績(jī)效進(jìn)行實(shí)驗(yàn)分析，績(jī)效評(píng)估采用客觀績(jī)效（任務(wù)完成時(shí)間和正確率）和主觀感知指標(biāo)（感知任務(wù)難度）來表征，結(jié)果顯示該設(shè)計(jì)可以彌補(bǔ)現(xiàn)有產(chǎn)品的設(shè)計(jì)缺陷，為患者提供有效的幫助。

關(guān)鍵詞 ：急救藥物 ;無障礙 ;藥物服用裝置設(shè)計(jì) ;績(jī)效評(píng)估

中圖分類號(hào) ：TB472文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼 ：A

文章編碼 ：1672-7053（2021）07-0157-02

Abstract：In order to avoid sudden illness patients from missing the best time to take medication when their limbs are out of control， the study analyzed the advantages and disadvantages of the existing medication device through literature research， designed a barrier-free medication device， and then carried out the performance of the design plan. Experimental analysis， performance evaluation uses objective performance （task completion time and accuracy rate） and subjective perception indicators （perceived task difficulty） to characterize the experimental data using repeated measurement analysis of variance processing method， The results show that the design modification can remedy the design defects of existing products and provide effective help for patients.

Key Words ：Emergency Medicine; Unobstructed; Medicine Taking Device Design; Assessment of Performances

1 研究現(xiàn)狀

隨著全球老齡化趨勢(shì)的加劇，罹患心臟病、高血壓的老年人呈逐年遞增的趨勢(shì) [1]。近幾年來，針對(duì)老年人心臟病、高血壓等突發(fā)性疾病，設(shè)計(jì)和開發(fā)適合老年人的急救藥物服用裝置，受到了學(xué)者和企業(yè)實(shí)踐者的普遍重視 [2]。目前，市場(chǎng)上為老人提供藥物服用輔助裝置的主要為便攜性藥盒或智能藥盒，通過普通藥盒的智能化、多功能化來解決老年人漏服、忘服、亂服藥等問題，但對(duì)于突發(fā)性疾病肢體失控狀態(tài)下自主服藥的作用有限。

現(xiàn)有產(chǎn)品在服用藥物時(shí)需要他人協(xié)助，且結(jié)合了較多的新技術(shù)，老人很難學(xué)會(huì)使用此類藥盒，在解決高血壓、心臟病這類疾病突發(fā)時(shí)自主、無障礙、快速服藥的作用也有限。

2 急救藥物自主無障礙服用裝置設(shè)計(jì)

2.1 設(shè)計(jì)定位

2.1.1 用戶定位

據(jù)第六次人口普查顯示，65 歲及以上人口占 11.47%[3]。在65 歲以上的老年人里，約 80% 患有心臟病、高血壓、關(guān)節(jié)炎或糖尿病等慢性疾病，其中有 35% 的老年人患有 2 種或 2 種以上的慢性疾病 [4]。因此將心臟病、高血壓等疾病突發(fā)人群作為裝置的目標(biāo)人群。

2.1.2 功能定位

為解決用戶不便攜帶、遺忘攜帶、一天多次服藥、無水無法吞服的問題。本設(shè)計(jì)從產(chǎn)品與用戶行為的協(xié)調(diào)性原則出發(fā)，使裝置能同時(shí)盛裝藥物與水，當(dāng)心臟病、高血壓等患者在疾病突發(fā)肢體失控時(shí)，能在不需他人的幫助下，自主無障礙地將藥物與水同時(shí)送入嘴中。

2.2 外觀設(shè)計(jì)

在外觀造型上采用手表的形狀，可佩戴在手腕上，便于用戶隨身攜帶。根據(jù)國(guó)家標(biāo)準(zhǔn)中國(guó)成年人人體尺寸 GB10000-1988 手部尺寸，和現(xiàn)有藥盒產(chǎn)品設(shè)計(jì)尺寸進(jìn)行對(duì)比分析 [5]，得出合理的造型方案和尺寸大小。

表帶材質(zhì)選用柔軟親膚的彈性材料，材質(zhì)具有耐高低溫、易保養(yǎng)等優(yōu)勢(shì)，讓人感覺溫暖親膚。腕帶扣可根據(jù)自身情況選擇搭扣孔，佩戴舒適且非常堅(jiān)固。主體部分材質(zhì)選用更堅(jiān)韌的彈性材料，保證儲(chǔ)存的穩(wěn)定性，讓人感覺安全密封。表帶與主體連接部分呈曲線、流暢的視覺效果。主體部分符合人機(jī)工程學(xué)，底部貼合手臂的弧度。頂部為弧度更大的曲面，與底部相襯。主體分為兩個(gè)部分，左邊是水槽，水管放置于內(nèi)部，右邊是藥槽。右邊的藥槽又分為備用藥放置槽和即服藥槽，主體后半部分為固定槽蓋，采用透明材質(zhì)，目的是讓內(nèi)部藥物及水槽狀態(tài)直觀明了?；w與其他部分采用同樣材質(zhì)，保證外觀的一致性。

2.3 結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì)

市面上已有藥盒多為直接取出放入式，但結(jié)合前期對(duì)突發(fā)疾病患者分析可知，用戶無法在發(fā)病時(shí)處于穩(wěn)定狀態(tài)，因此無法順利進(jìn)行取出放入的操作，這些藥盒很難滿足用戶的服藥需求。但通過結(jié)構(gòu)上的創(chuàng)新，可以解決用戶行為上的不便。滾軸—滾輪 ：傳統(tǒng)藥盒搭扣式或彈出式都需要用戶通過手發(fā)力打開。

滾軸—滾輪結(jié)構(gòu)在開啟方面可以使用更少的力，輔助用戶用嘴開啟藥盒。在藥盒的弧形面的兩側(cè)設(shè)計(jì)了凹槽滾軸結(jié)構(gòu)，在滑蓋的四角裝上滾輪，順著滾軸方向推即可推動(dòng)滑蓋，因?yàn)樗幒械牟馁|(zhì)是偏硬的橡膠，這樣的結(jié)構(gòu)不僅平時(shí)穩(wěn)定不會(huì)誤推，同時(shí)也能使使用者較為輕松地用嘴推開。

齒條—齒輪 ：考慮到各個(gè)用戶發(fā)病頻率不同，將藥槽分為了兩部分，一部分是開啟時(shí)馬上能吃到的，另一部分是備用藥槽。通過結(jié)構(gòu)上的設(shè)計(jì)使備用藥能夠及時(shí)補(bǔ)充?；w背面為齒條型結(jié)構(gòu)，當(dāng)滑蓋推到齒輪裝置時(shí)，因?yàn)辇X條與齒輪模數(shù)相等，齒輪會(huì)隨著滑蓋的推動(dòng)而轉(zhuǎn)動(dòng)，由此帶動(dòng)隔板轉(zhuǎn)動(dòng)，使緊急藥槽與補(bǔ)充藥槽之間的隔板打開，通過輕微晃動(dòng)補(bǔ)充緊急藥槽，補(bǔ)充后將滑蓋推回即可使隔板關(guān)上。

水管 ：通過前期調(diào)研發(fā)現(xiàn)，老年人機(jī)能退化，一些藥物的服用需要送水服用才能吞下，這就要求水與藥物一同送入用戶嘴中。該設(shè)計(jì)采用類似保溫杯的彎折式水管形式，當(dāng)滑蓋蓋緊時(shí)，水管是彎折在槽中的，當(dāng)使用者推開滑蓋時(shí)，被壓折的軟管受到摩擦，立即彈出，水管體積約 35 立方厘米，病人吃一次藥一般需要的水量是 10—25 毫升，可供病人吃一至兩次藥，彈出時(shí)可能有極少量水無法濺出，但不會(huì)影響吃藥。

2.4 使用方式設(shè)計(jì)

在使用方式上，要盡可能減少用戶的操作，以達(dá)到無障礙使用，學(xué)習(xí)成本低，且不需要記憶，極易操作（如圖 4）。

疾病突發(fā)前 ：由于一部分老年人記憶力衰退，極有可能遺忘攜帶，所以采用表帶式。用戶只需佩戴于手上，不易忘記且便于攜帶。用戶放置藥物，為水管加入水后，將其佩戴于手上。

疾病突發(fā)時(shí) ：用戶將佩戴藥盒手環(huán)的手臂抬起，靠近嘴前，接著自然張開嘴，用上嘴唇向前推，藥盒上端的滑蓋受到推力，滑動(dòng)開啟裝置，水槽內(nèi)水管受到滑蓋摩擦力，藥丸與水一同倒入嘴中，完成服藥過程。

一次服藥過后 ：服完藥，用戶狀態(tài)穩(wěn)定后，將滑蓋推回原處，此時(shí)滑蓋底側(cè)的齒條與藥槽的齒輪接觸，齒條帶動(dòng)齒輪滾動(dòng)，與齒輪相接的隔板旋轉(zhuǎn)回到原處，備用藥槽的藥物隨之進(jìn)入服藥槽。

補(bǔ)充藥物 ：通過透明藥盒蓋可觀察備用藥槽的情況，可用手推開滑蓋，直接將藥物扔入藥槽內(nèi)。

補(bǔ)充水 ：將漏斗對(duì)準(zhǔn)水管，加入適量水。

3 設(shè)計(jì)方案使用績(jī)效評(píng)估實(shí)驗(yàn)

3.1 受試者

實(shí)驗(yàn)邀請(qǐng) 10 名高血壓或心臟病老人患者參加該試驗(yàn)，男女各 5 名，所有被試都有疾病突發(fā)肢體失控經(jīng)歷，平均年齡為55.62 歲（標(biāo)準(zhǔn)差 1.56），在實(shí)驗(yàn)中均為正常狀態(tài)。

3.2 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)與變量

實(shí)驗(yàn)采用被試內(nèi)設(shè)計(jì)，使用國(guó)內(nèi)最具代表性的急救藥物服用裝置（對(duì)照組）與本設(shè)計(jì)方案進(jìn)行對(duì)比試驗(yàn)，各試驗(yàn) 10 次。

實(shí)驗(yàn)測(cè)量的可用性指標(biāo)包括客觀績(jī)效（任務(wù)完成時(shí)間和正確率）和主觀感知指標(biāo)（感知任務(wù)難度）。任務(wù)完成時(shí)間是從試驗(yàn)開始將藥與水均倒入嘴中的時(shí)間 ;準(zhǔn)確率是指每種任務(wù)正確使用次數(shù)占總次數(shù)的比例。感知任務(wù)難度在每次任務(wù)完成后通過 5 級(jí)李克特量表測(cè)量（1 表示非常容易，5 表示非常難）。

3.3 實(shí)驗(yàn)材料與過程

該設(shè)計(jì)方案使用 3D 打印制作可進(jìn)行模擬實(shí)驗(yàn)的模型，邀請(qǐng)被試分別使用該設(shè)計(jì)方案模型與對(duì)比產(chǎn)品 10 次，記錄使用的時(shí)間及正確率，每次試驗(yàn)完成后，讓被試對(duì)感知任務(wù)難度進(jìn)行主觀問卷評(píng)價(jià)。被試者完成一次試驗(yàn)后，休息 2 分鐘再繼續(xù)下一次試驗(yàn)，直到完成所有的試驗(yàn)。在開始評(píng)估前，首先介紹評(píng)估目的及評(píng)估任務(wù)，之后被試進(jìn)行打分。評(píng)估需進(jìn)行 2 次，第一次進(jìn)行方案對(duì)比，第 2 次以該設(shè)計(jì)方案模型為對(duì)象。

3.4 數(shù)據(jù)與結(jié)果分析

3.4.1 任務(wù)完成時(shí)間

表 1 呈現(xiàn)了測(cè)試任務(wù)的完成時(shí)間，從數(shù)據(jù)可以看出，該設(shè)計(jì)方案任務(wù)平均完成時(shí)間明顯少于對(duì)比方案，標(biāo)準(zhǔn)差值相差不大，說明該設(shè)計(jì)方案在使用時(shí)明顯優(yōu)于對(duì)比方案，使用效率高。

3.4.2 正確率

從表 1 數(shù)據(jù)可以看出，該設(shè)計(jì)方案使用時(shí)的正確率明顯高于對(duì)比方案，說明被該設(shè)計(jì)方案在使用時(shí)不易出錯(cuò)，易于理解與學(xué)習(xí)，出錯(cuò)率低，達(dá)到無障礙使用的目的。

3.4.3 感知任務(wù)難度

從表 1 數(shù)據(jù)可以看出，該設(shè)計(jì)方案感知任務(wù)難度明顯低于對(duì)比方案，說明該設(shè)計(jì)方案被試在使用時(shí)感到較為容易。

4 結(jié)語

一款能在疾病突發(fā)無障礙使用的服藥裝置對(duì)于患者意義重大。該研究通過文獻(xiàn)調(diào)研及專利分析得出了現(xiàn)有突發(fā)性疾病服藥裝置存在的問題，并進(jìn)行了用戶和功能定位，在結(jié)構(gòu)、使用方式上進(jìn)行了服藥裝置的創(chuàng)新設(shè)計(jì)。最后通過實(shí)驗(yàn)發(fā)現(xiàn)，該設(shè)計(jì)方案的任務(wù)完成時(shí)間明顯小于對(duì)比產(chǎn)品，正確率明顯高于對(duì)比產(chǎn)品，而感知任務(wù)難度明顯低于對(duì)比產(chǎn)品，實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)表明該設(shè)計(jì)方案優(yōu)于對(duì)比方案。該設(shè)計(jì)方案可以為急救藥物服用裝置設(shè)計(jì)提供設(shè)計(jì)借鑒。

本文系湖南省大學(xué)生創(chuàng)新創(chuàng)業(yè)訓(xùn)練計(jì)劃項(xiàng)目《急救藥物自主無障礙服用裝置設(shè)計(jì)與開發(fā)》（項(xiàng)目編號(hào) ：S202011528031），湖南省教育廳科研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào) ：18C0918）;湖南工學(xué)院科研項(xiàng)目（項(xiàng)目編號(hào) ：2018HY014）。

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