接觸式數(shù)字體溫計(jì)的概念設(shè)計(jì)

任睿 石潔

摘要：為解決用戶在使用接觸式數(shù)字體溫計(jì)過程中所遇到的問題，提升用戶體驗(yàn)，從而進(jìn)一步促進(jìn)普及數(shù)字體溫計(jì)。本設(shè)計(jì)以人性化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，基于“發(fā)現(xiàn)問題，分析問題，解決問題”的設(shè)計(jì)思路進(jìn)行接觸式數(shù)字體溫計(jì)的概念設(shè)計(jì)，通過比較分析，從用戶需求與體驗(yàn)的角度來考慮問題，客觀性功能選取，人機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化與設(shè)計(jì)創(chuàng)新，運(yùn)用rhino軟件建立三維模型。得到三維模型。本設(shè)計(jì)為數(shù)字體溫計(jì)產(chǎn)品的開發(fā)提供參考，進(jìn)而促進(jìn)數(shù)字體溫計(jì)的發(fā)展與普及。

關(guān)鍵詞：數(shù)字體溫計(jì);接觸式體溫計(jì);概念設(shè)計(jì);人性化;醫(yī)療產(chǎn)品

中圖分類號：TB472

文獻(xiàn)標(biāo)識碼：A

文章編號：1003-0069（2020）03-0033-03

引言

隨著現(xiàn)代生活水平的不斷提高，人們對輔助醫(yī)療產(chǎn)品的需求也在不斷提高。體溫計(jì)作為家用輔助醫(yī)療的代表性產(chǎn)品，用于人體疾病的診斷與治療。自16世紀(jì)體溫計(jì)發(fā)明以來，隨著電子技術(shù)的發(fā)展，體溫計(jì)已經(jīng)從傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)逐步的向數(shù)字體溫計(jì)、紅外線體溫計(jì)進(jìn)化。目前，我國是世界上最大的水銀體溫計(jì)制造和使用的國家，水銀體溫計(jì)不僅在醫(yī)療領(lǐng)域被廣泛使用[1]，90%以上的家庭也會長期儲備體溫計(jì)。但是，隨著水銀體溫計(jì)的大量普及，其弊端也在日益顯露。水銀是一種對人體及自然有嚴(yán)重危害的有毒重金屬，水銀體溫計(jì)破碎后，如果沒有及時(shí)的收集、處理，很快便會揮發(fā)到空氣中，水銀蒸氣有很大的毒性，通過人的呼吸道可進(jìn)入神經(jīng)系統(tǒng)，使人中毒，如果不小心碰到皮膚上也能進(jìn)入人體，危害人體的健康。2015年世界衛(wèi)生組織推行“全球醫(yī)用汞消除計(jì)劃”，倡議全球7年內(nèi)淘汰水銀體溫計(jì)，因此近幾年一直有環(huán)保組織在提倡使用數(shù)字體溫計(jì)。基于數(shù)字體溫計(jì)的急需全面推廣背景下，設(shè)計(jì)一款適合用戶的數(shù)字體溫計(jì)顯得十分重要且必要。

一、體溫計(jì)比較與分析

（一）數(shù)字體溫計(jì)與水銀體溫計(jì)比較與分析

水銀體溫計(jì)（圖1）價(jià)格低廉，使用方便，穩(wěn)定性高，示數(shù)準(zhǔn)確，但是，玻璃易碎和環(huán)境污染問題不容忽視，測量溫度需要時(shí)間較長，對于疾病患者、老人和嬰幼兒使用不便，數(shù)值讀取難度高，外觀形態(tài)較為單一。與傳統(tǒng)的水銀體溫計(jì)相比，數(shù)字體溫計(jì)成本較高，示數(shù)準(zhǔn)確度相對較低（受電子元件和電池性能等因素的影響），穩(wěn)定性較低。但是數(shù)字體溫計(jì)具有更多的智能功能和特性，如數(shù)字顯示，語音讀數(shù)，數(shù)值記憶，發(fā)燒預(yù)警，額溫耳溫，藍(lán)牙傳輸，健康小貼士，親情關(guān)護(hù)，醫(yī)療服務(wù)云等功能，并且數(shù)字體溫計(jì)讀數(shù)清晰方便，攜帶方便，外殼采用樹脂材料不易損壞，外觀新穎，更符合家庭醫(yī)療產(chǎn)品的特點(diǎn)。

（二）數(shù)字體溫計(jì)中的接觸式與非接觸式比較分析

關(guān)于數(shù)字體溫計(jì)的測量方法，可以分為兩種類型，一種是接觸式溫度計(jì)，另一種是非接觸式溫度計(jì)（圖2）。人體自身會不停地輻射出熱紅外線，非接觸式數(shù)字體溫計(jì)就是利用紅外線探測器來測量人體體溫。非接觸式體溫計(jì)除了具有測量體溫靈敏快捷，操作簡單的優(yōu)勢以外，還能避免由于未能及時(shí)對體溫計(jì)消毒而造成的交叉感染，大多用于大范圍人群發(fā)熱疾病患者的排查。但是非接觸式數(shù)字體溫計(jì)容易受環(huán)境因素影響，誤差相對較大[2]。數(shù)字接觸體溫計(jì)是指與人體皮膚直接接觸的數(shù)字顯示體溫計(jì)。數(shù)字接觸式體溫計(jì)通常使用由高靈敏度電阻器制成的溫度傳感器，將電信號轉(zhuǎn)換為數(shù)字顯示溫度，更廣泛地應(yīng)用于家庭以及醫(yī)療場所。誤差一般在±0.1°C范圍內(nèi)，對于診斷病情可以忽略不計(jì)。雖然傳統(tǒng)的接觸式數(shù)字體溫計(jì)顯示數(shù)值會受電子元件和電池供電狀況等因素影響，但是隨著技術(shù)的發(fā)展，這一缺點(diǎn)已經(jīng)被克服【3】。在我國的家庭中，由于水印體溫計(jì)是接觸式的，人們對于接觸式的操作方式更為熟練和依賴，因此，在購買電子體溫計(jì)時(shí)器時(shí)，數(shù)字接觸式體溫計(jì)已成為首選。接觸式體溫計(jì)測量人體內(nèi)的體溫，主要測量點(diǎn)是口腔，腋下和直腸，每個(gè)部分的溫度存在差異。口腔測量體溫，由于處于唾液環(huán)境，導(dǎo)致衛(wèi)生差很少有人使用，而直腸測量體溫所需時(shí)間長，浸入式測量衛(wèi)生差，用戶體驗(yàn)性差，因此腋下測量為當(dāng)下最為主流的測量方式。

二、接觸式數(shù)字體溫計(jì)市場現(xiàn)狀與產(chǎn)品分析

接觸式數(shù)字體溫計(jì)在功能設(shè)計(jì)方面可以體現(xiàn)出較高的技術(shù)水平。經(jīng)過對接觸式數(shù)字體溫計(jì)的認(rèn)真調(diào)研與分析，作者發(fā)現(xiàn)體溫計(jì)設(shè)計(jì)正在向健康化、人性化、簡潔化、智能化發(fā)展，體溫計(jì)的造型設(shè)計(jì)種類較少，大多形式追隨功能，實(shí)用性強(qiáng)。

目前市場上接觸式數(shù)字體溫計(jì)更被人認(rèn)同。更有專門為嬰兒、老人、孕婦等特殊人群設(shè)計(jì)的體溫計(jì)，突顯更為人性化的設(shè)計(jì)。經(jīng)過對比市場其他品牌，九安品牌（圖3）的接觸式數(shù)字體溫計(jì)最具有代表性，其設(shè)計(jì)獲得了紅點(diǎn)及IF大獎，嬰幼兒與成人都可用;柔軟探頭：可以彎曲探頭，緊密貼合不滑落;蜂鳴提示：蜂鳴提示：測量結(jié)束自動發(fā)出蜂鳴提示，不用等待避免遺忘查詢結(jié)果;口腔、腋下雙部位測溫：為滿足不同地域人群測溫習(xí)慣;LCD大屏數(shù)值顯示：老人與孩子也可以輕松使用，避免誤讀;數(shù)值記憶：前次記憶功能，方便前后測溫?cái)?shù)據(jù)對比。這款九安數(shù)字體溫計(jì)利用灰白雙色，外觀設(shè)計(jì)簡潔干凈。市場上接觸式體溫計(jì)還有能與手機(jī)信息同步的智能體溫計(jì)，為用戶提供更為詳盡的云端醫(yī)療服務(wù)。經(jīng)過調(diào)研可以歸納出以下幾點(diǎn)：1.國內(nèi)家用接觸式數(shù)字體溫計(jì)功能上十分健全，可以滿足人們的需要;2.溫度傳感器的技術(shù)在接觸式數(shù)字傳感器的設(shè)計(jì)上具有關(guān)鍵性的作用，人們更需要測量時(shí)間短、精確度高的體溫計(jì);3.外觀設(shè)計(jì)上，整體造型同質(zhì)化嚴(yán)重，需要滿足實(shí)用性、功能性等方面需求。發(fā)現(xiàn)的問題：由細(xì)小探頭與較大塑料外殼組成接觸式數(shù)字體溫計(jì)，人們將體溫計(jì)夾在腋窩時(shí)，需要3分鐘左右的測量時(shí)間，胳膊無法活動處理其他事情，同時(shí)也會產(chǎn)生不適感。作者認(rèn)為解決這一問題，以人的心理需求為起點(diǎn)，充分滿足人們的心理、生理需求，建立人與體溫計(jì)的和諧關(guān)系，全方面發(fā)揮體溫計(jì)的性能，有一個(gè)更為人性的接觸式數(shù)字體溫計(jì)設(shè)計(jì)是十分有必要的。

三、接觸式數(shù)字體溫計(jì)的概念設(shè)計(jì)與創(chuàng)新

作為家庭輔助醫(yī)療設(shè)備的接觸式數(shù)字體溫計(jì)，應(yīng)當(dāng)秉承“以人為本”的理念進(jìn)行人性化設(shè)計(jì)。人性化設(shè)計(jì)理念隨著人們需求的變化而變化，滿足不同人群的使用需求。人性化設(shè)計(jì)的產(chǎn)品要適合使用對象，而不是讓使用者去適應(yīng)產(chǎn)品【4】。這就需要通過對用戶心理和行為方法進(jìn)行研究和分析，了解人們的需求，以及對現(xiàn)有體溫計(jì)產(chǎn)品的不滿之處，通過對產(chǎn)品的功能、造型、色彩、結(jié)構(gòu)、材料等各個(gè)方面的改良或創(chuàng)新，設(shè)計(jì)出契合用戶需要的產(chǎn)品。

接觸式數(shù)字體溫計(jì)由溫度傳感器（熱敏電阻）、顯示屏、按鍵及電池等部件構(gòu)成，不含水銀成分。溫度傳感器利用電阻率隨溫度變化而變化的特性，來測量人體的溫度。經(jīng)過數(shù)字信號或電信號轉(zhuǎn)化，被微處理器識別后在顯示屏顯示、記錄已測溫度數(shù)值。隨著先進(jìn)技術(shù)的發(fā)展，溫度傳感器變得更加多樣化，溫度精度更高并且反應(yīng)速率的測量更快。使用數(shù)字溫度計(jì)測量體溫的時(shí)間較短，使用簡單，具有良好的安全性。在使用接觸式數(shù)字溫度計(jì)前，必須在溫度計(jì)與身體接觸區(qū)域使用酒精進(jìn)行消毒，以降低各種疾病病毒傳播的可能性。

接觸式數(shù)字體溫計(jì)本質(zhì)上是輔助醫(yī)療產(chǎn)品，設(shè)計(jì)的目標(biāo)是減緩人們使用接觸式體溫計(jì)時(shí)胳膊的不適感，同時(shí)能夠提高胳膊的活躍度，并且吸引更多的人能使用數(shù)字體溫計(jì)而放棄水銀體溫計(jì)。以人為本的人性化設(shè)計(jì)理念針對的是產(chǎn)品的易用性與體驗(yàn)性。依據(jù)人性化設(shè)計(jì)理論，體現(xiàn)體溫計(jì)無論在功能、心理還是審美等層面都會對人以尊重與關(guān)懷，重視人的情感需求，進(jìn)行現(xiàn)有功能模塊確立與人機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化。

（一）功能模塊確立

在產(chǎn)品功能的選擇上，產(chǎn)品的易用性和體驗(yàn)性更為突出。易用性反映在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的使用效率上，需要充分考慮操作方式、功能應(yīng)用等方面符合目標(biāo)人群，確保產(chǎn)品易學(xué)、易用與好用。體驗(yàn)性反映在產(chǎn)品設(shè)計(jì)的使用細(xì)節(jié)上，體現(xiàn)在觸覺、視覺在人心理產(chǎn)生的影響，使產(chǎn)品突出安全、舒適、高效等特點(diǎn)，避免操作出現(xiàn)問題而出現(xiàn)重復(fù)勞動的現(xiàn)象，給用戶帶來心理負(fù)擔(dān)。接觸式數(shù)字體溫計(jì)的主要功能就是監(jiān)測患者體溫，在此基礎(chǔ)上，增加LED液晶顯示屏、蜂鳴器以及LED提示燈，減少用戶在使用過程中由于讀數(shù)不精確、時(shí)間不準(zhǔn)確和難以判斷體溫是否異常給用戶造成的不良體驗(yàn)，雖然增加了其余的輔助功能，但是操作簡單，給用戶帶來方便、省心且舒心的監(jiān)測體驗(yàn)。以下是對接觸式數(shù)字體溫計(jì)進(jìn)行功能設(shè)計(jì)及基本模塊確立：

1.溫度傳感器：多溫度傳感器采集用戶人體溫度，獲取相應(yīng)信息并傳輸。

2.LCD液晶顯示屏：顯示測量數(shù)據(jù)，可記憶測量數(shù)據(jù)，方便用戶進(jìn)行多次溫度數(shù)據(jù)對比。

3.蜂鳴器：后臺編程提前對體溫計(jì)進(jìn)行測量時(shí)間設(shè)定，當(dāng)用戶測量時(shí)間結(jié)束時(shí)自動啟動蜂鳴提醒，使用戶放心測量，不必?fù)?dān)心時(shí)間長短。

4.LED提示燈：后臺編程預(yù)先設(shè)定體溫計(jì)正常數(shù)值區(qū)間，如果溫度不在設(shè)定范圍內(nèi)，用戶將收到特殊顏色反饋，進(jìn)而使用戶及時(shí)作出有效判斷。

（二）人機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化與設(shè)計(jì)創(chuàng)新

德國Sturl-gart設(shè)計(jì)中心針對某一產(chǎn)品是否符合人體工學(xué)的問

題，設(shè)定了如下評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)：產(chǎn)品好用與否;產(chǎn)品是否能匹配于人體尺

度、形狀;各操作環(huán)節(jié)與顯示單元實(shí)用與否;使用者在實(shí)際操作過程

中是否會出現(xiàn)意外傷害，如果用錯，有無危險(xiǎn);各元件完成安裝后，是否方便辨識;產(chǎn)品是否方便修理、保養(yǎng)、清洗等【5】。該評價(jià)標(biāo)準(zhǔn)可以用于分析和捕獲用戶的使用習(xí)慣和操作流程，并有效地分析用戶和產(chǎn)品之間的關(guān)系，這是人性化設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。例如：體溫計(jì)在腋窩環(huán)境的狀態(tài)，人應(yīng)用產(chǎn)品的舒適性，產(chǎn)品的使用安全性等。好的外觀造型設(shè)計(jì)能夠給人帶來更好的使用體驗(yàn)，深入了解用戶的基本特征，是設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)，人性化的設(shè)計(jì)可以減小人與產(chǎn)品的距離感。因此，人性化設(shè)計(jì)必須符合人們的審美趨勢，并遵循合理的人機(jī)關(guān)系。好的設(shè)計(jì)可以給患者帶來更積極的心理感受。

1.結(jié)構(gòu)創(chuàng)新。增大接觸式數(shù)字體溫計(jì)與腋窩的接觸面積，實(shí)現(xiàn)多溫度傳感器代替單一溫度傳感器，加快測量體溫速度，減少測量時(shí)間，進(jìn)而減緩長時(shí)間測量體溫帶來的不適感。為了確保有良好的用戶體驗(yàn)，使人能夠更容易地夾好體溫計(jì)，制作1：1油泥模型，將模型在不同體態(tài)、不同年齡的群體中進(jìn)行測試，通過訪談進(jìn)行用戶體驗(yàn)滿意度的測量與記錄，對模型的大小尺寸、形態(tài)弧度、抓握手感等進(jìn)行反復(fù)調(diào)整，直至滿足用戶對體溫計(jì)使用的舒適性的需求。測量方式如圖4。

2.燈光帶設(shè)計(jì)。采用燈光帶對體溫計(jì)表面進(jìn)行合理分割，內(nèi)部裝有LED提示燈，增強(qiáng)實(shí)際顯示效果，提高體溫信息反饋效率，利用燈光的色彩變化傳遞信息，可以使體溫計(jì)與用戶之間更好地建立聯(lián)系與溝通。體溫計(jì)的燈光帶通過隨溫度變化而變化，來完成與用戶的人機(jī)交互，無論白天還是沒有燈光的黑夜，還是面對家庭里的什么年齡段的人群，都能夠更為直觀地向用戶反映體溫是否處于正常范圍。

3.造型設(shè)計(jì)。圓潤的蛋形包裹設(shè)計(jì)，更為趨向于生活化，從而擺脫生硬的形態(tài)造型，當(dāng)用戶在手握體溫計(jì)時(shí)，圓潤的蛋形體溫計(jì)將與掌心全面接觸，猶如手握雞蛋的滿足感，滿足用戶的使用觸感需求，在造型方面讓患者能夠消除不安情緒，轉(zhuǎn)為主動積極的心理影響。由于體溫計(jì)在家庭中的使用人群相對復(fù)雜，參考水銀體溫計(jì)的易碎性，為避免體溫計(jì)從手中或腋窩脫落，故而在體溫計(jì)采用磨砂金屬接觸區(qū)域包裹光滑塑料機(jī)體，增加體溫計(jì)與手掌和腋窩的摩擦力，進(jìn)而通過不同的材質(zhì)來劃分不同的使用區(qū)域，磨砂的則更突出了重要的功能區(qū)域，其質(zhì)感與紋理能夠增強(qiáng)體溫計(jì)與人的親近感。針對形式美法則要區(qū)分好產(chǎn)品主次的視覺效果，整體色彩要簡潔舒適，避免混色過多【6】。在色彩的應(yīng)用上，摒棄傳統(tǒng)的黑白簡單色調(diào)，合理營造安穩(wěn)之氛圍【7】。選用柔和的色彩，配合燈光帶的色彩變化，符合輔助醫(yī)療產(chǎn)品的常用色彩，適當(dāng)?shù)剡x用冷色與飽和度較低的顏色，有利于平和患者的焦躁心態(tài)，優(yōu)化色彩人機(jī)關(guān)系。rhino建模效果圖，如圖5。

4.界面設(shè)計(jì)。人機(jī)界面是反饋體溫信息的重要窗口，確保界面的易識別性，字體加粗加大，不附加其他信息，顯示信息力求清晰明確，符合用戶使用電子設(shè)備的行為習(xí)慣。體溫計(jì)采用單個(gè)按鈕操作，尖端的按鈕開關(guān)可以方便用戶快速操作，使體溫?cái)?shù)值復(fù)位。用戶體驗(yàn)的定義是“人們對于針對使用或期望使用的產(chǎn)品、系統(tǒng)或者服務(wù)的認(rèn)知印象和回應(yīng)”。通俗來講就是“這個(gè)東西好不好用，用起來方不方便”【8】。針對一些使用過程中的痛點(diǎn)，對人機(jī)關(guān)系進(jìn)項(xiàng)優(yōu)化，對功能做了較為客觀的增加。總之，從用戶的需求出發(fā)，傳統(tǒng)體溫計(jì)的不足之處會通過創(chuàng)新改良，盡可能滿足現(xiàn)代人的使用需求，同時(shí)傳達(dá)產(chǎn)品的正確價(jià)值。

結(jié)語

隨著社會各界對水銀體溫計(jì)禁止的呼吁，各國逐漸采取禁止措施，這使數(shù)字體溫計(jì)逐漸能成為體溫計(jì)發(fā)展的主流趨勢，技術(shù)的更新迭代使得數(shù)字溫度計(jì)變得越來越多樣化。本文對不同種類體溫計(jì)的分析，以及對現(xiàn)有接觸式數(shù)字體溫計(jì)的調(diào)研，歸納了數(shù)字體溫計(jì)的發(fā)展趨勢，定義該產(chǎn)品是一款接觸式數(shù)字體溫計(jì)，用于測量人體腋下體溫，以人性化設(shè)計(jì)為基礎(chǔ)，從用戶需求與體驗(yàn)的角度來考慮問題，客觀性功能選取，人機(jī)設(shè)計(jì)優(yōu)化與設(shè)計(jì)創(chuàng)新，對接觸式數(shù)字體溫計(jì)進(jìn)行概念設(shè)計(jì)，為數(shù)字體溫計(jì)產(chǎn)品的開發(fā)提供參考，進(jìn)而促進(jìn)數(shù)字體溫計(jì)的發(fā)展與普及。

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