基于智能化的胰島素注射器產品設計研究

摘要：隨著時代的進步以及醫療水平的提升，智能化的醫療產品的應用越來越廣泛。為了打破現有胰島素注射器產品設計的局限性，更好地滿足用戶對于胰島素注射器產品的多方面需求，從而進行基于智能化的胰島素注射器產品設計研究。文章從胰島素注射器產品現狀出發，通過分析胰島素注射器智能化設計原則等，從多角度展開智能化的胰島素注射器產品的設計思路，解決現有的胰島素注射器存在的問題并加強胰島素注射器的應用性。

關鍵詞：智能化;胰島素注射器;產品設計

中圖分類號：TB472 文獻標識碼：A

文章編碼：1672-7053（2020）04-0067-02

智能化的產品設計可以是已有產品在有基礎認知前提下與智能科技結合的產品設計，也可以是新興智能產品設計，兩者都是緊跟時代的發展與社會需要所出現的設計產物。智能化的產品設計可以應用于不同領域，例如智能家居系統、智慧醫療、智能化教育、智能產業鏈等都是對智能化產品設計的已實現化應用，而對于新興產品的智能化應用則有著無限的提升空間與發展潛能。

胰島素注射器智能化設計是將胰島素注射器進行智能化改造，在保證注射功能的前提下對胰島素注射器進行智能優化設計。通過智能化提升產品性能使胰島素注射器更好地應用于治療中，為用戶帶來更佳的體驗。

1 胰島素注射器產品的現狀

由于目前還尚無根治糖尿病的方法，而注射胰島素是治療糖尿病最重要的手段之一，同時也是最后手段，注射胰島素在很多情況下是需要長期或終身使用的。龐大的患病人數基數，以及糖尿病不能根治的性質，決定了患者對于胰島素以及胰島素注射器的需求量極大。現如今，臨床常見的胰島素注射器主要為胰島素專用注射器、胰島素注射筆、胰島素泵和無針注射器這四類，淘汰了最原始的普通注射器。科技的進步、生活水平的提高推動著胰島素注射器的發展。胰島素專用注射器是最簡單并且常用的注射器械。筆式的胰島素注射器可以將胰島素以筆芯的形式置入注射器當中，根據使用量的不同可以進行多次注射，主要解決的是胰島素注射操作便捷度以及攜帶的問題，這種革命性的設計將胰島素注射器推向一個新的高度。胰島素無針注射器無論國內外都已上市銷售，胰島素無針注射器體現出科技水平的提升，不同于其他使用方式或便捷程度等革新，胰島素無針注射器屬于技術上的發展。

胰島素專用注射器、胰島素注射筆、胰島素無針注射器這三種非持續性注射的注射工具，是一個連續發展現階段共同存在并使用的產品。在形態上的變化比較局限，除了胰島素泵以外其他都屬于圓柱形態，形態與形態之間僅局限于線條上的變化，沒有更大形態上的設計突破，設計思維比較固化。同時產品更新換代速度慢，很少體現時代發展對產品帶來的優化，缺少智能化方面的設計。對于其中部分存在帶有智能性質的胰島素注射器，雖然有注射科技技術上的表現，但沒有智能化系統的設計。因此，智能化在胰島素注射器設計中比較缺失同時也意味著有發展前景。

2 基于智能化的胰島素注射器產品設計原則

2.1安全性

安全感是主觀訴諸于客觀的感覺，具有安全感的手持醫療產品能給使用者帶來情緒上的愉悅[1]。一個產品的設計首要考慮因素就是安全性，尤其是醫療類的產品，更要秉承安全性的設計原則，給用戶帶來足夠的安全感。安全性決定著產品是否能夠保證正常的使用，不對用戶造成安全上的威脅與隱患，安全性也是用戶考慮選擇使用的前提。智能化的胰島素注射器與普通的注射器相比，更需要注重內外部各部件的安全性，包括元件與元件之間合理化安排、保證內部元件的穩定性、內部電子元件的質量和配合元件的外觀設計考量。

2.2實用性

在實現智能化的同時，要保證功能的實用性。對于胰島素注射器而言，智能化只是使產品進一步發揮實用功能的附加手段，使注射過程更加便于用戶使用，幫助用戶完成注射。因此，智能化的應用不能掩蓋了本身的實用性，要以注射胰島素的實用功能為主。

2.3可操作性

在用戶操作姿勢要符合人機合理使用性。產品設計的操作活動空間與操作狀態應在手的可及范圍內完成，防止因操作產品姿勢不當引起的肌肉損傷[2]。智能化的胰島素注射器能夠使用戶有更好的體驗性，但由于智能因素這種新事物的加入，對于部分用戶需要時間來接納。因此，在設計時要注重可操作性，使操作簡化，不能因為智能化的加入反而使操作更復雜且難以理解。

3 基于智能化的胰島素注射器產品設計思路

3.1注射針自動更換設計

在中國糖尿病藥物注射技術指南（2016年版）中明確指出所有型號一次性注射筆用針頭僅限一次，在完成注射后應立即卸下，當患者自我注射時，套上外針帽后廢氣而不應留置在胰島素筆上[3]。注射針自動更換設計可以從兩方面進行考慮，一是對于針頭拔出、扔掉再放置的方式進行自動化設計;二是對于針頭單純更換，不考慮扔出的問題的自動化設計，這兩者都是注射針自動更換設計的可應用方向。而在一份對于糖尿病患者胰島素注射針頭使用認知狀況的調查結果中，41.5%的糖尿病患者不知道胰島素針頭是一次性使用，患者對其反復使用的危害認識不足。77.8%患者不知道反復使用會堵塞針頭，86.9%患者不知道反復使用針頭容易引起血糖波動，75.6%患者不知道反復使用同一針頭會造成針[4]。這份調查結果證明了用戶對于針頭的更換還存在一定的知識盲區。對此，可以利用智能化的純自動化操作的特性，通過多種可實現方式對注射針頭自動更換。這種自動更換的裝置可以強制性更換針頭，避免了用戶因為認知不足導致的錯誤使用從而造成身體上的傷害。

3.2注射劑量智能化設計

對于注射劑量智能化的設計可以分為兩個側重點，一是針對抽取胰島素的過程，二是針對注射胰島素的過程。現在使用的專用的胰島素注射器每次使用前需要抽取規定量的胰島素，在抽取的過程中，抽取劑量的多少完全由用戶通過觀察刻度線來確定。如果抽取時視線不是水平方向，很容易造成抽取劑量過多或者過少，從而導致胰島素的間接性浪費。針對于這一問題，可以通過智能化進行個性化的劑量抽取設計，保證劑量的準確性。以諾和筆4為例，注射劑量一共設置了60個單位用量，最小用量為1單位，注射前可在1～60單位之間根據需求進行選擇。但調節劑量的過程還是通過手動旋轉注射推鍵變換活塞位置來調節注射劑量，并且在每次注射前都需要調節。智能化可以通過注射劑量的一次設置后自動注射出設定劑量的方式來應用。對于這兩個可實現的劑量智能化設計方向，能夠減少注射過程的操作步驟，利用智能形式替代眼部觀察，尤其是對視力不佳的患者在劑量調節問題上的解決。

3.3智能胰島素保存

如果采取胰島素在注射器中存放使用方式，需要考慮內部胰島素的保存問題。現有的對于保存方面沒有過多的手段，主要是放在注射器中自行保存，開封的胰島素在室溫25°C的環境下保存即可。但在冬季或夏季室外出行時，很難保證胰島素周圍溫度。用戶在出行時需要考慮如何在高溫或低溫的條件下攜帶胰島素注射器，給出行帶來不便。智能化的保存可以從溫度調節方面為切入點應用到胰島素注射器當中，智能的溫度調節使注射器中胰島素的溫度均衡，保證胰島素的溫度環境。

3.4智能化提醒系統設計

在胰島素注射的過程中需要反饋信息來使用戶對于操作進行程度有認知，在注射完畢和拔針時的反饋尤為重要。當前通過活塞的按壓程度以及通過用戶自行讀秒數后再進行拔針的。自動注射設計需要在注射完畢后有提示功能，給用戶一定的反饋，在注射完畢時和拔針時，用戶只需根據提示進行下一步操作即可。當然，智能的提示設計也可以應用于非注射過程中。在生活中，注射時間、對于藥劑剩余量以及使用情況等的提醒都是能夠提升用戶體驗感的。智能化的提醒系統能夠在更大程度上便于用戶的使用，避免使用過程或其他必要操作的遺忘。

3.5智能化數據分析記錄

胰島素注射器的智能數據化主要是將數據化的系統與胰島素注射器結合，以注射器為中間的媒介來對用戶的使用情況進行數據上的記錄。這種智能化的數據記錄可以應用于胰島素注射時間、注射次數、累計注射量等的記錄，通過智能數據化的處理形成直觀的分析圖表，進行參考解讀。同時，這種記錄也有利于醫護人員對于患者情況的了解，進行數據上的分析。現在對于胰島素的使用及注射情況基本都是通過問卷調研的形式進行調查，對于調查人數方面有一定數量上的局限性。在產品開發領域，大數據的信息處理為用戶信息的交互提供了技術支持，是產品智能化和信息化創新的重要途徑[5]。因此，在另一方面，智能化的數據系統如果能夠將用戶的使用數據上傳到統一的空間，將數據集中化并針對性的數據記錄，有利于社會調查、科技研究的發展以及能夠幫助胰島素注射器進行進一步的升級設計。

3.6智能輔助功能

胰島素的智能輔助功能設計具有很大的發展空間。智能輔助功能與胰島素注射器的結合能夠使用戶在使用過程中有更好的體驗感。血糖是診斷糖尿病的唯一標準，出于糖尿病的病理性質，糖尿病患者需要經常對血糖進行測量監控。患者有對于胰島素需求的同時也需要其它設備進行血糖的監控檢測，兩者之間的關聯比較密切，可以將血糖檢測功能作為胰島素注射器的輔助功能。智能化的輔助功能也可以應用于其他方面，比如注射角度的智能指導功能。對于注射胰島素而言，由于不同注射針的針頭長度、注射位置等原因，進針的角度也會45°、90°等的不同角度，智能化的角度選輔助可以幫助用戶在注射時找到正確的角度。

4 結語

智能化設計是跟隨時代發展和科技進步而進行的。智能化的胰島素注射器設計，是基于傳統胰島素注射器的創新，將技術發展體現在胰島素注射器的更新設計上。合理的智能化胰島素注射器產品設計能夠更好地幫助患者進行注射治療，提高用戶體驗性，提升產品質量。

參考文獻

[1]竇金花，肖狄虎.醫療產品的安全感設計[J].裝飾，2006：123.

[2]高健權，方新國.手持醫療產品的人性化設計研究[J].設計.2019，32：16-18.

[3]中華糖尿病雜志指南與共識編寫委員會.中國糖尿病藥物注射技術指南（2016版）[J].中華糖尿病雜志，2017（02）.

[4]羅麗珠.糖尿病患者胰島素注射針頭使用認知狀況調查分析[J].中外醫學研究，2013，11，197：72-73.

[5]姜超，高晨暉.大數據背景下產品設計思考[J].寧波工程學院學報，2016，28，93：42-47.

作者簡介

宮金弟/1999年生/女/遼寧沈陽人/本科/研究方向為智能化產品設計研究（遼寧大連116052）