下肢單肢傷殘的康復裝備設計研究

劉雪蕊 于東玖

摘要：為了滿足下肢單肢傷殘人群的康復助行需求，探討其設計方法，通過研究將其轉(zhuǎn)化為符合用戶生理和心理需求的康復助行產(chǎn)品。采用市場調(diào)研、專利檢索和競品分析等方法發(fā)現(xiàn)市場缺口，運用用戶訪談法和觀察法得到用戶需求，使用QFD法將產(chǎn)品需求轉(zhuǎn)化為相對應的設計目標。得到下肢單肢康復裝備的方案設計。設計師從功能、外觀、結構三個方面入手，采用KJ法梳理康復助行產(chǎn)品需求，借助QFD方法構建下肢單肢傷殘康復裝備質(zhì)量屋模型，進行全面有效的設計，有助于彌補我國康復醫(yī)療裝備的市場缺口，推動我國醫(yī)療體系進一步完善。

關鍵詞：下肢單肢傷殘人群生理和心理需求下肢單肢康復裝備KJ質(zhì)量屋模型

中圖分類號：TB472

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2021）02-0103-03

引言

目前，全世界的殘疾人人口已達5億，我國是全球人口最多的國家，同時殘疾人人口數(shù)量也最多，其中肢體傷殘人數(shù)比重最大，高達2412萬人。隨著時代的變化和社會的進步，傷殘人群的幸福感也成為評估社會發(fā)展水平的一個關鍵因素。傷殘人群擁有和健全人平等的機會讓自己的能力和權利得到充分地發(fā)揮2。我國醫(yī)療行業(yè)一直以來只注重治療，忽視康復，導致了康復醫(yī)療裝備的缺乏，所以大量的下肢單肢傷殘人群康復需求未得到滿足。因此設計出幫助下肢單肢傷殘人群康復、行走，帶給他們?nèi)宋年P懷的康復裝備尤為重要。QFD方法可以按照用戶的意愿和需求設計出符合質(zhì)量要求，并且使消費者滿意的產(chǎn)品。本文將采用QFD方法，構建質(zhì)量屋模型，將用戶需求轉(zhuǎn)化為設計要點，最后完成產(chǎn)品設計。

一、國內(nèi)下肢單肢傷殘康復裝備現(xiàn)狀

（一）市場環(huán)境分析

通過市場調(diào)研，發(fā)現(xiàn)國內(nèi)排名前十的醫(yī)療器械公司以及他們從事研究的醫(yī)療裝備領域見表1，發(fā)現(xiàn)這些企業(yè)生產(chǎn)的醫(yī)療裝備主要集中在醫(yī)學治療方面。國內(nèi)醫(yī)療器械公司的巨頭，并未重視康復醫(yī)療器械的研究，也從側(cè)面反映了我國醫(yī)療市場缺乏此類康復醫(yī)療裝備這一現(xiàn)象。

（二）技術環(huán)境分析

通過專利檢索平臺搜索“下肢傷殘康復”，截止到2019年4月份，共有16項專利成果。其中共有9項專利針對下肢傷殘人群的康復和助行，包括2項發(fā)明專利，7項實用新型專利。其中有3項為拐杖，2項為康復車，1項康復系統(tǒng)，1項可穿戴，1項多功能椅，1項助行器。由此可見，國內(nèi)在下肢傷殘康復方面的研究和投入較少，研究內(nèi)容比較單薄，市場缺口明顯。

（三）競品分析

傷殘人群康復裝備是用以幫助其提高、改善生活能力的設備，增強傷殘人群的社會參與度的有效手段。現(xiàn)階段市場上的下肢單肢輔助裝備大多能幫助傷殘人員滿足其行走的需要，但是由于市場基礎薄弱，且傷殘人群具有特殊性，市場上的輔助裝備不能滿足傷殘人群康復的需求。通過競品分析的方法，筆者調(diào)查了我國醫(yī)療生產(chǎn)廠家設計的下肢單肢輔助裝備見表2，主要存在的問題包括：1）拐杖、單手杖等助行設備，一方面在行走過程中會損耗大量體力，另一方面容易磨損，存在安全隱患而且附加價值比較少;2）輪椅類設備，形態(tài)機械化，會給傷殘人員造成心理負擔;而且占地面積大且笨重，不方便攜帶;長期使用容易產(chǎn)生次生疾病，不利于患肢的康復;3）康復器械類設備使用場景有限，不夠靈活，在患者康復后容易被閑置;4）康復護膝類產(chǎn)品功能單一，只起到固定患肢的作用，未考慮支撐、康復等其他功能。綜上所述，國內(nèi)下肢單肢輔助裝備還未充分考慮到下肢單肢傷殘患者的需求，開發(fā)出既幫助其患肢康復，又滿足他們的出行需要，且康復后不被廢棄的產(chǎn)品。

二、用戶人群特征和需求研究

下肢單肢傷殘人群是由于意外事故或病變造成的部分身體機能無法正常運轉(zhuǎn)或造成功能障礙。下肢單肢傷殘患者不同于其他偏癱病人，他們具有一定的自理能力，可以獨立通過輔助器具助行。通過查閱相關文獻，發(fā)現(xiàn)患者經(jīng)過臨床治療后，需要進行肢體功能的鍛煉，在早期進行功能鍛煉可以有效地預防并發(fā)癥，加快骨折愈合，防止肌肉萎縮和肢體畸形4。下肢單肢傷殘人群的康復治療方法為1）下肢站立練習：確定用戶沒有不良反應后，進行站立練習，每天練習5-10分鐘后休息，一天大概2-3次。2）下肢行走練習：患者在外人輔助的基礎上自己進行行走練習，術后兩周后每天達到20-30分鐘，一天3-4次【5】。

通過走訪南京多家醫(yī)院，主要對中醫(yī)康復科、康復中心等科室調(diào)研，觀察下肢單肢傷殘患者的特點，得到了其特征及需求如下。①康復方面：他們在康復過程中無法獨立練習需要醫(yī)護人員或家人攙扶，消耗大量人力。②身體方面：行走、站立會面臨很多困難，很多人知難而退，因此不能保證練習的質(zhì)量，康復效果無法達到預期。③情緒方面：下肢運動系統(tǒng)的障礙導致他們害怕有過多的關注，變得敏感，無法正常參加社會活動導致較強的心理落差。通過分析下肢單肢傷殘人群的特征得到用戶需求包括：支撐身體站立;輔助他們行走;確保練習強度;提供座椅休息;保證安全性;造型“隱形”沒有特殊性;能夠與其他人互動;康復后還可以使用;方便維修;方便攜帶;配色和諧舒適等。

三、基于QFD的下肢單肢傷殘人群康復裝備創(chuàng)新設計

（一）QFD原理及質(zhì)量屋構建

QFD（QualityFunctionDeployment）即功能質(zhì)量展開，最早由日本人赤尾洋二提出于20世紀70年代，一般采用親和圖法和質(zhì)量屋等方法將產(chǎn)品需求轉(zhuǎn)化為技術要求【6】。需求轉(zhuǎn)化是QFD理論的重點，主要表現(xiàn)形式為“質(zhì)量屋”模型，質(zhì)量屋模型是以圖文的形式表現(xiàn)用戶需求與產(chǎn)品之間關聯(lián)的方法”。采用質(zhì)量屋模型可以把用戶需求轉(zhuǎn)變成相對應的設計要素，提高用戶的滿意度，最后設計出符合消費者需求的產(chǎn)品。因此，建立質(zhì)量屋模型，梳理產(chǎn)品設計的流程對于產(chǎn)品設計的創(chuàng)新起到至關重要的作用，具體設計流程見圖1。

（二）產(chǎn)品需求與權重分析

如今關于消費者健康和體驗的醫(yī)療產(chǎn)品設計應該以用戶為中心進行研究。上文通過用戶訪談和觀察法得到了下肢單肢傷殘人群的需求，通過市場調(diào)研發(fā)現(xiàn)了市場需求，綜合得到的產(chǎn)品需求是雜亂的、模糊的，所以需要將其整理、歸納。采用KJ法對收集的所有信息進行梳理，如圖2所示。KJ法又稱親和圖法，能夠?qū)碗s的問題歸類，得到清晰的思路【9】。產(chǎn)品需求權重值K是根據(jù)下肢單肢傷殘患者的調(diào)研和專家組的建議得出的，權重K與下肢單肢康復裝備需求呈正相關，如果權重值K越大，說明該需求對用戶更重要。通過計算得到權重值K，患者需求與權重值見表3。

（三）最終設計目標的確定

從表3可以發(fā)現(xiàn)，下肢單肢傷殘患者需求偏向康復功能，其次是無特殊性方面，產(chǎn)品需求中最重要的是“輔助患者進行康復訓練”其次是“康復后可繼續(xù)使用”。由此可見，用戶比較重視康復裝備的實用性，希望康復裝備的使用壽命較長。根據(jù)QFD原理和權重需求分析，將產(chǎn)品需求轉(zhuǎn)化為設計要素見表4，從而明確設計目標。之后通過構建產(chǎn)品需求與設計目標關系矩陣，通過表中相關的強弱關系確定最終的設計目標，詳情見表5。

由表5矩陣得出設計要素重要度，通過計算得到主要設計要素排序如下：C2，C1，C9，C4，C10，C8即助行功能;康復功能;安全性;情感化設計;標準化;便攜性，據(jù)此，得到最終設計目標為：幫助患者支撐、移動身體，獨自完成行走活動;能夠協(xié)助患者進行站立和行走等康復訓練;在康復訓練和日常使用時保證用戶的安全;與醫(yī)療裝備有區(qū)別，外觀形態(tài)美觀無特殊性;零件、裝配標準化，縮短生產(chǎn)周期，提高成品率;可以折疊，材料輕便，方便出門攜帶。從功能設計，外觀設計，結構設計3個方面入手，針對最終設計目標進行實踐。

（四）下肢單肢傷殘人群康復裝備設計實踐

下肢單肢傷殘人群康復裝備的設計首先要滿足助行功能和康復功能，能夠協(xié)助患者支撐進行站立和行走等康復訓練，還要具備安全性和非特殊性。從功能的角度考慮，采用模塊化設計將此康復裝備分為5個模塊。

1.支撐結構：安全性方面，為了支撐下肢單肢傷殘患者腿部和身體的站立，該支撐結構由座位、連接桿和把手組成。支撐結構可以支撐患者進行站立和行走訓練。站立訓練時，手握把手緩緩站立，休息時可以倚靠車座。行走訓練時，手握把手支撐身體，座位可以支撐受傷的單腿膝蓋，通過另一個腿在地面上的滑動和支撐桿的加持完成行走訓練。2.移動模塊：該康復設備一共有三個輪子，前部兩個輪子為萬向輪，方便行車轉(zhuǎn)向，該設備通過三個輪子的轉(zhuǎn)動完成車體的移動。3.高度調(diào)節(jié)結構：座位與把手都可以調(diào)節(jié)，座位高度可以通過卡扣固定，把手位置可以通過螺絲調(diào)節(jié)其長度，從而滿足不同體形身高的用戶的需要。4.儲存模塊：主要為車筐，可以存放想要攜帶的物品。5.折疊結構：通過折疊結構實現(xiàn)更小的占地空間，方便出門攜帶。中間桿可以折疊，方便移動后輪;扶手桿可以折疊，從而由垂直空間變?yōu)樗娇臻g;把手可以折疊，貼合車座，更省空間。

外觀的設計不僅要符合人機工程學，還應具備美觀、舒適的作用。下肢單肢傷殘人群由于身體的特殊性，內(nèi)心會比其他人更加敏感，為了幫助傷殘人士克服心理障礙和情感問題，助行設備在造型設計方面趨于“隱形”，外觀和普通騎行車一樣，從而照顧到傷殘人士的心理感受，幫助他們重新?lián)碛凶孕排c積極的心態(tài)，讓下肢單肢傷殘群體感受到產(chǎn)品帶給他們的溫暖與關懷，有利于他們的治療與康復。所以，在滿足功能需求的基礎上，產(chǎn)品的造型在線條上應更加柔和，適當?shù)夭捎们妫苯Y合，并且隱藏裸露的機械零件，從而避免鋒利的棱角，帶給用戶更多的親和力和安全感。并且整個車的折疊設計，可以方便裝箱和存放，幫助用戶節(jié)省存放空間。該康復裝備的外觀和折疊方式見圖3。

用戶通過圖4方式可以長期進行康復訓練和外出活動。除了以上討論的功能設計和外觀設計以外，在結構方面，下肢單肢康復裝備的管型件采用航空鋁合金，使該產(chǎn)品更加輕量;輪子則采用防滑橡膠，更加耐摩擦，使用戶在支撐行走時更加安全;腿部接觸材質(zhì)為軟性材料，不僅能夠保護下肢單肢傷殘部位不再受到二次傷害，還能幫助用戶在運動的過程中加快傷口的愈合，在不平的路面上，患者可以減少顛簸，給用戶帶來更加安全和舒適的體驗。該康復裝備的零件采用標準化生產(chǎn)，不僅能夠使產(chǎn)品制造的周期大大減小，還能夠提升其合格率。從人的需需求層次來看，精神維度的情感體驗也是用戶所期望的10。康復裝備的設計不僅要安全、實用、美觀，還能夠傳遞情感和人文關懷，這是設計師在更高維度下尊重生命、創(chuàng)造價值的體現(xiàn)。

結語

下肢單肢傷殘人群由于事故或病變造成身體功能障礙，有一部分因為自己的缺憾換取了更多人的健全，推動了社會的進步，幫助此類群體獲得更好的治療和患肢康復成為設計師思考的問題。本文深入研究了國內(nèi)康復裝備市場環(huán)境、下肢單肢傷殘人群需求以及QFD理論，構建了下肢單肢康復裝備質(zhì)量屋模型。針對國內(nèi)康復醫(yī)療裝備市場缺口，采用量化的方式確定最終設計目標，根據(jù)設計目標展開設計，有助于提高用戶體驗，希望達到幫助下肢單肢傷殘人群康復的效果。。

基金項目：南京市留學回國人員科技創(chuàng)新?lián)駜?yōu)資助項目。

參考文獻

【1】吳江，鐘奕飛.如何通過設計減少殘疾人群體的心理障礙【J】.藝術品鑒，2019，36（17）：256-257.

【2】寧全榮，楊倩殘疾人美好生活的哲學分析【J】.殘疾人研究，2018，29（1）：37-42.

【3】陳振聲中國殘疾人輔助器具服務體系的構建【J】.中國康復理論與實踐，2011，17（06）：583-585.

【4】包娜布其，孫金霞下肢骨折患者的圍手術期護理【J】.中國民族民間醫(yī)藥，2012，24（15）：149-151.

【5】陳德霞，陳和木，汪亞兵等下肢負重及行走督導表在半月板損傷術后患者的康復效果【J】.中國傷殘醫(yī)學，2018，26（24）：15-17.

【6】陳媛，宋端樹，辜俊麗集成QFD/TRIZ/AHP的產(chǎn)品創(chuàng)新設計模式研究【J】.包裝工程，2017，38（20）：150-155.

【7】周小軍，楊勤.基于QFD的產(chǎn)品兩次創(chuàng)新設計方法【J】.圖學學報，2016，37（3）：394-399.

【8】張小平，王宏亮.醫(yī)療器械設計中的心理學因素【J】.包裝工程，2009，30（9）：135-137.

【9】姚君，唐曉騰，李亞捷等.基于QFD的塵肺病家用康復產(chǎn)品系統(tǒng)設計【J】.包裝工程，2019，40（6）：152-158.

【10】李世國，顧振宇交互設計【M】.北京：中國水利水電出版社，2012.