基于通用設(shè)計理論的老年人上肢康復(fù)裝置設(shè)計

在老齡化與信息化深度融合的時代浪潮中，老年用戶與一般用戶之間的體驗差異日趨明顯，這迫切要求設(shè)計師在進行產(chǎn)品設(shè)計時采取多元化、包容性的通用化設(shè)計策略。本文研究的重點為老年人上肢康復(fù)裝置，運用通用化理念，進一步縮小不同群體使用產(chǎn)品時的體驗差異，在滿足老年人基本的康復(fù)使用需求時，提升老年人的使用體驗感和生活幸福感。

一、通用設(shè)計理念概述

通用設(shè)計是一種影響產(chǎn)品、建筑、環(huán)境、服務(wù)和交互等領(lǐng)域的設(shè)計，指的是無需特殊設(shè)計的情況下可以最大化的供人群使用，是面向所有群體更為公平使用的設(shè)計，在產(chǎn)品設(shè)計領(lǐng)域，它則是對于產(chǎn)品的設(shè)計盡可能考慮到面向弱勢群體的一種創(chuàng)造性設(shè)計活動，若能被弱勢群體使用便能被正常人使用。

在通用設(shè)計的發(fā)展與演變過程中，其核心理念和原則方法等是相通的，至今最為廣而用之地朗-麥斯（RonMace）等人提出的通用設(shè)計七項原則公平性、靈活性、易用性、直觀性、容錯性、省力性以及尺寸和空間接近性。在設(shè)計的過程中，設(shè)計師要合理的運用通用設(shè)計原則等理念，給用戶帶來更好的產(chǎn)品與體驗，促進人、機、環(huán)境這一系統(tǒng)的協(xié)調(diào)發(fā)展。

本文基于通用設(shè)計理念研究上肢老年患者的真實需求，分析用戶需求的權(quán)重指數(shù)，將關(guān)鍵用戶需求轉(zhuǎn)化為通用設(shè)計要素，再通過設(shè)計要素進行產(chǎn)品功能的轉(zhuǎn)化，從而進行老年人上肢康復(fù)裝置的設(shè)計。

二、基于通用設(shè)計理念的老年人上肢康復(fù)裝置設(shè)計流程

（一）老年人上肢康復(fù)需求確認(rèn)

首先通過對相關(guān)文獻的研究、收集、整理為構(gòu)建上肢老年患者的需求提供理論及方法依據(jù)，然后對上肢障礙的老年患者進行觀察訪談得出用戶的痛點及需求，接著通過焦點小組討論的方式進行需求整理，在通用設(shè)計理念的指導(dǎo)下通過親和圖法對相似的需求進行歸納構(gòu)建出老年上肢患者的康復(fù)需求，見表1所示。

表1用戶需求層級表

為了確認(rèn)康復(fù)需求的優(yōu)先級，采用AHP對其進行權(quán)重分析，邀請10位在該領(lǐng)域具有三年以上研究經(jīng)驗的專家進行打分，得出需求權(quán)重值，且用戶需求一致性檢驗結(jié)果為CR:0.0707，即結(jié)果數(shù)據(jù)滿足一致性檢驗要求。老年患者對上肢康復(fù)裝置的安全性和易用性需求最高，其次是舒適性需求，最后是對裝置的情感化需求相比較低，因此在后續(xù)的設(shè)計要素的搭建中應(yīng)優(yōu)先考慮上肢康復(fù)產(chǎn)品的安全性和易用性。

（二）需求-設(shè)計目標(biāo)構(gòu)建

通過對需求的構(gòu)建以及分析，將分析結(jié)果轉(zhuǎn)化為設(shè)計目標(biāo)，面向上肢老年患者的康復(fù)裝置的設(shè)計目標(biāo)如下：

1. 安全保障：裝置需具備最基本的穩(wěn)定性，而產(chǎn)品的穩(wěn)定性離不開結(jié)構(gòu)與材質(zhì)的選擇搭配，設(shè)計師應(yīng)對產(chǎn)品材質(zhì)的選擇、結(jié)構(gòu)的穩(wěn)固以及使用的步驟等進行全面的安全評估，確保用戶在使用該產(chǎn)品時不會受到傷害。

2. 體驗舒適：裝置的設(shè)計要基于人機工程學(xué)原理需以老年人的身形體態(tài)進行情境化設(shè)計。該裝置屬于功能性產(chǎn)品，產(chǎn)品的實用及功能的完善同樣是提升用戶體驗感的重要因素。

3. 易用性和低認(rèn)知負(fù)荷：老年人認(rèn)知能力隨著年齡的增加會有所降低，解決老年人在使用產(chǎn)品時可能帶來的高認(rèn)知負(fù)荷問題，可從操作的便捷和引導(dǎo)、界面的可讀和簡化這些方面入手。為使老年患者整個康復(fù)流程順利進行，可采用雙通道結(jié)合的方式內(nèi)置語音提示系統(tǒng)并合理調(diào)整界面布局，幫助老年人完成康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)。

4.情感聯(lián)結(jié)：采用情感化設(shè)計原則可以增強產(chǎn)品的趣味性和親和力。當(dāng)裝置增加音樂、游戲等娛樂互動，可有效調(diào)節(jié)用戶的情緒。同時，柔和的色彩、親和的造型和人性化的設(shè)計元素，可以使老年人在使用過程中感受到溫暖和關(guān)懷。

三、老年人上肢康復(fù)裝置的設(shè)計

（一）材質(zhì)與結(jié)構(gòu)設(shè)計

以患者使用的舒適度和產(chǎn)品結(jié)構(gòu)的穩(wěn)定性作為材質(zhì)選擇的衡量指標(biāo)，運用軟、硬材料結(jié)合的方式進行設(shè)計?？蚣懿捎酶咝阅?/span>ABS塑料打造，這一選擇基于其卓越的耐劃痕性、尺寸穩(wěn)定性、防潮特性及良好的加工性能。部分材質(zhì)運用具有高強度輕質(zhì)量特點的碳纖維，而針對與患者皮膚直接接觸的手部康復(fù)部件選擇具有抑菌性能和低致敏性的醫(yī)用級硅膠。此外，為緩解長時間訓(xùn)練帶來的疲勞感，該裝置在關(guān)鍵接觸點如手臂托墊處，選用柔軟透氣的太空棉材料，確保穿戴的舒適與透氣。

在結(jié)構(gòu)上，本文選取多個自由度以有效固定并輔助老年人上肢關(guān)節(jié)運動。首先，肩關(guān)節(jié)設(shè)計涵蓋了屈伸、內(nèi)收外展及旋內(nèi)旋外三個自由度，確保在不限制自然活動范圍的同時，提供精準(zhǔn)的康復(fù)訓(xùn)練支持。肘關(guān)節(jié)則專注于屈伸單一自由度，通過可調(diào)節(jié)長度的設(shè)計，滿足不同患者的個性化需求。腕關(guān)節(jié)部分集成了握把、長度與角度調(diào)節(jié)機構(gòu)，并內(nèi)置壓力傳感器，以精準(zhǔn)捕捉并反饋訓(xùn)練數(shù)據(jù)，幫助患者科學(xué)調(diào)整訓(xùn)練強度。另外，腕部握把采用符合人體工學(xué)的設(shè)計，增強了握持的穩(wěn)定性與舒適性。

（二）產(chǎn)品尺寸范圍

我國目前使用的成年人體設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)為GB/T10000－2023《中國成年人人體尺寸》，該項文件適用的年齡范圍為18-70歲，其中并未細(xì)分并編寫過老年人的人體尺度標(biāo)準(zhǔn)。為使上肢康復(fù)裝置滿足絕大多數(shù)老年患者的使用需求，產(chǎn)品各模塊的尺寸以人體上肢尺寸P95的數(shù)據(jù)為參考值。成年男性上臂和前臂大約為347mm和263mm的長度，而成年女性分別為321mm和248mm長，且不同用戶的人機尺寸存在些許差異，故在產(chǎn)品結(jié)構(gòu)方面需可調(diào)節(jié)并將長度設(shè)定為430~490mm。成年人上臂的寬度大約在80~150mm，為使患者輕松穿戴可以加寬15mm左右，將產(chǎn)品寬度設(shè)定為165mm。

正常人群的手臂運動區(qū)間為–10°~145°，由于上肢偏癱患者的肌肉萎縮，關(guān)節(jié)活動范圍會相應(yīng)減小，因此上肢外骨骼運動關(guān)節(jié)在滿足患者康復(fù)訓(xùn)練任務(wù)的前提下較正常人手臂活動范圍會相應(yīng)減小，因此角度調(diào)節(jié)范圍設(shè)定0-130°。

（三）功能模塊設(shè)計

上肢康復(fù)裝置的功能模塊可分為康復(fù)模式、溫?zé)崂懑?、時間管理、輔助訓(xùn)練、其他設(shè)置五大模塊。

其中康復(fù)模式包括：手動模式、個性化模式兩種模式。手動模式下，用戶或康復(fù)師可以手動控制康復(fù)裝置的各個關(guān)節(jié)運動，自由調(diào)整運動速度、角度和力度，以滿足不同患者的即時康復(fù)需求。在個性化模式下，基于患者的個人康復(fù)數(shù)據(jù)系統(tǒng)自動生成定制化的康復(fù)計劃。溫?zé)崂懑熌K包括：溫度擋位控制、上肢穴點控制。用戶可根據(jù)自身舒適度選擇合適的溫度進行理療。適宜的溫度能夠促進血液循環(huán)，緩解肌肉緊張，加速康復(fù)。另外，用戶可選擇不同的穴位組合進行理療，并針對特定穴位進行精準(zhǔn)溫?zé)岽碳ぁr間管理模塊包括：30min快速康復(fù)，60min強化訓(xùn)練，90min深度治療。中等時長的訓(xùn)練，適合需要進一步提升康復(fù)效果的用戶;針對需要深度或長期治療的用戶，提供全面而深入的康復(fù)體驗，其中包含多種康復(fù)技術(shù)和方法，全方位促進上肢功能恢復(fù)。輔助訓(xùn)練模塊包括：音樂療法、游戲互動兩種方式。在界面設(shè)計上增加上肢運動元素的游戲“虛擬釣魚”、“太空探險”等，讓訓(xùn)練過程更加有趣，提高老年人的參與度和積極性。該設(shè)備還有多種風(fēng)格的音樂供老年人選擇，音樂節(jié)奏與訓(xùn)練強度可以同步調(diào)整，幫助老年人保持專注和動力。其他設(shè)置模塊包括：賬號信息、隱私安全、數(shù)據(jù)監(jiān)控、語音控制等功能。隱私安全是通過增加安全鎖定與誤操作防護的功能，防止非授權(quán)更改設(shè)置以此保護老年患者的隱私信息。同時，對誤操作也可進行智能識別，通過聲音或視覺提示引導(dǎo)用戶正確操作，確保訓(xùn)練過程的安全。數(shù)據(jù)監(jiān)控是通過云端存儲與遠(yuǎn)程監(jiān)控的功能，將監(jiān)測數(shù)據(jù)上傳至云端，家屬和康復(fù)師可遠(yuǎn)程查看康復(fù)進展并及時調(diào)整訓(xùn)練方案。

在主要功能之外，結(jié)合聲音提示、燈光閃爍、屏幕顯示等多種方式，清晰傳達(dá)訓(xùn)練狀態(tài)、完成進度、注意事項等信息，確保老年人能夠輕松理解并作出相應(yīng)調(diào)整。在重要環(huán)節(jié)上，界面可開啟互動教學(xué)模式，通過動畫或視頻教學(xué)引導(dǎo)老年人完成操作。界面的可讀性主要體現(xiàn)在界面布局的設(shè)計上，做到重點信息要突出，界面信噪比要控制，幫助老年人快速獲取關(guān)鍵信息。考慮到老年人視力下降的問題，采用大字體和高對比度顯示，確保信息清晰可讀。界面上要使用易于理解的圖標(biāo)來代表不同的功能或狀態(tài)，減少文字說明的依賴。在康復(fù)的每個階段有明確的語音指導(dǎo)和視覺提示，確保老年人能夠輕松上手并獨立完成訓(xùn)練，有效降低老年人的認(rèn)知和操作負(fù)荷。

（四）造型與色彩設(shè)計

在進行造型設(shè)計時要確保所有邊緣和轉(zhuǎn)角都采用圓角或曲線設(shè)計，這不僅增加了產(chǎn)品的安全性，也傳達(dá)出溫柔、包容的視覺效果。為了方便不同環(huán)境下的移動和使用，部件需進行模塊化折疊設(shè)計。在色彩搭配上，整體色彩以白灰色為主。在關(guān)鍵部件如把手、調(diào)節(jié)按鈕處融入天藍(lán)色，能夠有效幫助識別抓握和操作區(qū)域。

四、結(jié)語

  隨著老齡化社會程度的不斷加深，因老年和傷病導(dǎo)致上肢功能障礙的患者數(shù)量逐漸增多，這一現(xiàn)狀凸顯了老年人上肢康復(fù)裝置的重要性和市場潛力。將通用設(shè)計理念融入老年人上肢康復(fù)裝置的設(shè)計中，旨在打造一個更加包容、無障礙的康復(fù)環(huán)境。本文正是以通用設(shè)計理念為基礎(chǔ)展開了對老年人上肢康復(fù)裝置的設(shè)計探索，為這一領(lǐng)域提供有力的參考與借鑒。

文章來源：  《產(chǎn)品可靠性報告》   http://00559.cn/w/kj/32519.html