人機工學理念下的多功能兒童醫療輸液椅設計

◎唐子惠 孫兵 楊東霖

輸液架有吊掛式和直立式兩類，經過多年的醫療實踐與使用功能的改善，醫用輸液架在大類別上有了新的裂變形式，如有了折疊伸縮式的、軌道倒掛拖曳式的、直立底盤滾輪式和任意轉向插桿式等等。為更好解決兒童在輸液過程中表現的各種問題，如幼小兒童情緒不能自控哭鬧、躁動脫針等，結合人機工學理念設計實現一種具有多功能、有溫度、有親和力的兒童輸液椅勢在必行。

一、輸液椅市場的現狀

（一）輸液時兒童生理及心理特征分析

從生理方面看：兒童的大腦此時正處于發育之中，興奮機能與抑制機能未發展成熟，兒童無法對過激的行為加以自控，于是針頭注射入肌肉時無法忍耐便哭泣；同時由于兒童耐力差，輸液時的久坐造成肌肉持續性疲勞而哭泣。從心理特征方面看：兒童心智簡單表達能力不強且情感想象力豐富，會選擇直接吸引家長注意力的方式來表達自己內心的不接受；例如患兒雖然在打針過程中痛感并不強烈，但在受到針頭與醫生形象的信號刺激便產生抵抗和求助家長的心理，因此哭鬧。

（二）國內外兒童醫療環境與輸液椅的現狀

兒童輸液椅是根據兒童身心特點研設出的輸液區專用座椅，目前我國對于此產品的設計尚處于萌芽之中。

人機工學因素嵌入醫療設施設計國外比國內早些。冷漠的器具引發患兒情緒的抵觸，產生肢體抵觸和抗拒，這說明我們在設計時缺乏人機交互要素的考量。兒童輸液座椅引入人性化設計要素，會直接改善醫患關系，母嬰關系等。

在兒童輸液椅設計中國外重視兒童醫療器械產業的發展已是常態，從兒童輸液椅的色彩設計上多運用色彩療法，這符合色彩心理學原理，對兒童視覺刺激直接影響和干預其心理機制，通過座椅功能的可觀、可用、可玩等多要素轉移孩子的注意力，在增加趣味性的同時減輕孩子對治療的恐懼心理，使他們在無意識狀態下接受治療。

二、多功能輸液椅設計中人機工學意義

（一）人機工程學研究的是“人—機—環境”系統中的人、機、環境三要素之間的關系

研究目的是使人們在工程技術和工作生活中，能夠安全、舒適、正確地使用產品，使人、機、環境得到合理的匹配，實現系統中人機的統一并達到最優化的結果。

針對多功能輸液椅的設計，可使用先調研觀察、問卷調查摸底、人體實測和計算機模型仿真設計等使設計方案得到落實。

（二）多功能兒童醫療輸液椅的人機尺度分析

1.兒童的人體尺寸測量方法及內容

兒童人體尺寸測量方法主要有丈量、攝像法和問卷法。丈量法：主要利用專用人體測量儀器來測量兒童的身高、體重、坐高、肩寬等數據；攝像法：由于兒童好動的特殊性，一般的測量很難達到既符合靜態又符合動態要求的結果，所以采用照相機與攝像機對兒童進行投影測量；問卷法：因為需要得到不同兒童針對同一輸液椅的真實體驗感受及其感到舒適的尺度，這與兒童的生理和心理特點有關，所以采用問卷法進行調研。

2.兒童坐姿的分析

成人在緊繃狀態下坐姿背部與臀部角度在85—90°；在放松狀態下背部與臀部角度大于95°。兒童天性活潑好動，坐姿大多都處于放松狀態，坐姿角度在100—120°之間，如圖3。靜態尺寸在設計兒童輸液椅中只是起到最小百分位數的作用，加入動態修正量滿足兒童的生理需求尤為重要。兒童的肢體活動范圍會比正常成人的活動范圍大。

3.多功能兒童醫療輸液椅的功能尺寸分析

座椅部分的設計因素很多，可以概括出如下的要素參考：

座面高度：經數據研究對比，得出適合中國兒童的座高范圍在270—520mm，而兒童輸液椅作為非工作座椅，其高度要比工作椅設計低一些。

靠背的高寬和傾斜角度：經數據研究對比，得出適合中國兒童的靠背寬度范圍在325—375mm、高度在460mm 左右、傾角范圍在100—105°。而兒童輸液椅靠背功能的要點轉向支撐兒童軀干的體重，身體的主要重量應由臀部坐骨承擔。在腰椎下面要提供支撐，設置適當高度的靠背來降低背部緊張度，給背部足夠的支撐保護。

座深：經數據研究對比，得出適合中國兒童座深范圍在180—360mm。而兒童輸液椅座深應滿足臀部得到充分支撐、腰部得到靠背支撐、座面前緣與小腿之間留有適當的距離以保證小腿可以自由活動以上這三個條件。

坐墊：經數據研究對比，得出一般坐墊的高度是25mm。兒童輸液椅座面需要一定的緩沖性，有助體重壓力分布整體坐墊。

扶手：兒童輸液椅扶手的高度以200—250mm 為宜，扶手前段可略高于肘高，使其形成一個傾斜角。

三、基于人機工程學下的多功能兒童醫療輸液椅的改良設計

（一）多功能兒童醫療輸液椅的設計定位與方案確定

人機工程學理論在兒童輸液椅設計得以應用，準確適用人群范圍，確定多功能兒童醫療輸液椅實施方案。通過將輸液椅和兒童騎自行車二者功能做有機結合，實現人性化與趣味性結合的多功能性的設計目標。對現有兒童輸液椅的分析研究發現，在使用狀態下家長希望患兒可以在自己視線范圍，但是騎行車元素的使用習慣卻是在視線范圍以外；如果要將二者合理的結合就要規整二者的使用習慣所以在設計騎行車部分時加入了新型的智能跟蹤系統，當患兒在自由活動時騎行車會發出定位信號，家長可聯手機APP 去獲取患兒所在的位置，一旦超過可活動范圍即可警示家長。基于人機工程學的理論研究和運用，結合對兒童輸液椅和兒童騎行車的研究、分析設計定位等，確定了具體的設計方案，產品通過渲染，如圖1、圖2 所示。

圖1

圖2

（二）多功能兒童醫療輸液椅的功能分析

多功能兒童醫療輸液椅適用目標人群設定為無自主隨意移動的患兒和有自主隨意移動的患兒。這款輸液椅的設計體現了適用于娛樂的雙重性，在保證輸液椅基本功能的前提下，坐、斜依、騎行三者相結合。輸液椅外部分為靠背座椅兩部分，下部墊椅與背部可調節傾斜角度，根據不同年齡患兒的身高體重，適當調節。在坐姿輸液狀態下，輸液椅坐墊的大小應控制在450—700mm 長度之間，符合兒童臀部范圍。外觀色彩看用果綠、淡黃與淡粉色等符合兒童審美標準的色彩，美麗的色彩愉悅童心，增加趣味性。騎行車底座和下層座椅外殼選用堅實耐用的APS 樹脂塑料，環保保護 和騎行車坐墊面料采用亞麻和棉，散熱性與涼爽性好。整體輸液椅設計上追求推行輕便簡潔，安裝、拆卸、變身簡易。舉高支架設計多個掛鉤，讓家長解放雙手；輸液椅作為醫療機構的公共使用實施，設計采用模塊化組合造型，可減少壞損率和不安全因素。

四、結語

隨著人們對人性化醫療的主體需求值上升，兒童醫療設施多功能輸液椅的設計、投產及使用已成為產品設計師不可回避的課題。公眾與市場都要求多功能輸液椅的產品設計，必須加大人機原理與人文關懷因素的融入，關照不同成長階段兒童心理、生理需求特征，滿足兒童活潑好動、好奇心強的特點，設計出利于兒童身心健康的多功能兒童醫療輸液椅，極大引發患兒的愉悅情感體驗與心理感受，緩解兒童焦慮恐懼與疼痛感。兒童患病時使用的醫療設施的人機性、多功能性、溫暖度也給醫療產品設計提出了新的目標。