任为为 柳嘉露 冶永良
摘要 ：为避免疾病突发患者在肢体失控状态下错过最佳服药时机，该研究通过文献调研分析了现有服药装置的优缺点，设计了一款无障碍服药装置，然后对该设计方案的使用绩效进行实验分析，绩效评估采用客观绩效（任务完成时间和正确率）和主观感知指标（感知任务难度）来表征，结果显示该设计可以弥补现有产品的设计缺陷，为患者提供有效的帮助。
关键词 ：急救药物 ;无障碍 ;药物服用装置设计 ;绩效评估
中图分类号 ：TB472文献标识码 ：A
文章编码 ：1672-7053（2021）07-0157-02
Abstract：In order to avoid sudden illness patients from missing the best time to take medication when their limbs are out of control， the study analyzed the advantages and disadvantages of the existing medication device through literature research， designed a barrier-free medication device， and then carried out the performance of the design plan. Experimental analysis， performance evaluation uses objective performance （task completion time and accuracy rate） and subjective perception indicators （perceived task difficulty） to characterize the experimental data using repeated measurement analysis of variance processing method， The results show that the design modification can remedy the design defects of existing products and provide effective help for patients.
Key Words ：Emergency Medicine; Unobstructed; Medicine Taking Device Design; Assessment of Performances
1 研究现状
随着全球老龄化趋势的加剧，罹患心脏病、高血压的老年人呈逐年递增的趋势 [1]。近几年来，针对老年人心脏病、高血压等突发性疾病，设计和开发适合老年人的急救药物服用装置，受到了学者和企业实践者的普遍重视 [2]。目前，市场上为老人提供药物服用辅助装置的主要为便携性药盒或智能药盒，通过普通药盒的智能化、多功能化来解决老年人漏服、忘服、乱服药等问题，但对于突发性疾病肢体失控状态下自主服药的作用有限。
现有产品在服用药物时需要他人协助，且结合了较多的新技术，老人很难学会使用此类药盒，在解决高血压、心脏病这类疾病突发时自主、无障碍、快速服药的作用也有限。
2 急救药物自主无障碍服用装置设计
2.1 设计定位
2.1.1 用户定位
据第六次人口普查显示，65 岁及以上人口占 11.47%[3]。在65 岁以上的老年人里，约 80% 患有心脏病、高血压、关节炎或糖尿病等慢性疾病，其中有 35% 的老年人患有 2 种或 2 种以上的慢性疾病 [4]。因此将心脏病、高血压等疾病突发人群作为装置的目标人群。
2.1.2 功能定位
为解决用户不便携带、遗忘携带、一天多次服药、无水无法吞服的问题。本设计从产品与用户行为的协调性原则出发，使装置能同时盛装药物与水，当心脏病、高血压等患者在疾病突发肢体失控时，能在不需他人的帮助下，自主无障碍地将药物与水同时送入嘴中。
2.2 外观设计
在外观造型上采用手表的形状，可佩戴在手腕上，便于用户随身携带。根据国家标准中国成年人人体尺寸 GB10000-1988 手部尺寸，和现有药盒产品设计尺寸进行对比分析 [5]，得出合理的造型方案和尺寸大小。
表带材质选用柔软亲肤的弹性材料，材质具有耐高低温、易保养等优势，让人感觉温暖亲肤。腕带扣可根据自身情况选择搭扣孔，佩戴舒适且非常坚固。主体部分材质选用更坚韧的弹性材料，保证储存的稳定性，让人感觉安全密封。表带与主体连接部分呈曲线、流畅的视觉效果。主体部分符合人机工程学，底部贴合手臂的弧度。顶部为弧度更大的曲面，与底部相衬。主体分为两个部分，左边是水槽，水管放置于内部，右边是药槽。右边的药槽又分为备用药放置槽和即服药槽，主体后半部分为固定槽盖，采用透明材质，目的是让内部药物及水槽状态直观明了。滑蓋与其他部分采用同样材质，保证外观的一致性。
2.3 结构设计
市面上已有药盒多为直接取出放入式，但结合前期对突发疾病患者分析可知，用户无法在发病时处于稳定状态，因此无法顺利进行取出放入的操作，这些药盒很难满足用户的服药需求。但通过结构上的创新，可以解决用户行为上的不便。滚轴—滚轮 ：传统药盒搭扣式或弹出式都需要用户通过手发力打开。
滚轴—滚轮结构在开启方面可以使用更少的力，辅助用户用嘴开启药盒。在药盒的弧形面的两侧设计了凹槽滚轴结构，在滑盖的四角装上滚轮，顺着滚轴方向推即可推动滑盖，因为药盒的材质是偏硬的橡胶，这样的结构不仅平时稳定不会误推，同时也能使使用者较为轻松地用嘴推开。
齿条—齿轮 ：考虑到各个用户发病频率不同，将药槽分为了两部分，一部分是开启时马上能吃到的，另一部分是备用药槽。通过结构上的设计使备用药能够及时补充。滑盖背面为齿条型结构，当滑盖推到齿轮装置时，因为齿条与齿轮模数相等，齿轮会随着滑盖的推动而转动，由此带动隔板转动，使紧急药槽与补充药槽之间的隔板打开，通过轻微晃动补充紧急药槽，补充后将滑盖推回即可使隔板关上。
水管 ：通过前期调研发现，老年人机能退化，一些药物的服用需要送水服用才能吞下，这就要求水与药物一同送入用户嘴中。该设计采用类似保温杯的弯折式水管形式，当滑盖盖紧时，水管是弯折在槽中的，当使用者推开滑盖时，被压折的软管受到摩擦，立即弹出，水管体积约 35 立方厘米，病人吃一次药一般需要的水量是 10—25 毫升，可供病人吃一至两次药，弹出时可能有极少量水无法溅出，但不会影响吃药。
2.4 使用方式设计
在使用方式上，要尽可能减少用户的操作，以达到无障碍使用，学习成本低，且不需要记忆，极易操作（如图 4）。
疾病突发前 ：由于一部分老年人记忆力衰退，极有可能遗忘携带，所以采用表带式。用户只需佩戴于手上，不易忘记且便于携带。用户放置药物，为水管加入水后，将其佩戴于手上。
疾病突发时 ：用户将佩戴药盒手环的手臂抬起，靠近嘴前，接着自然张开嘴，用上嘴唇向前推，药盒上端的滑盖受到推力，滑动开启装置，水槽内水管受到滑盖摩擦力，药丸与水一同倒入嘴中，完成服药过程。
一次服药过后 ：服完药，用户状态稳定后，将滑盖推回原处，此时滑盖底侧的齿条与药槽的齿轮接触，齿条带动齿轮滚动，与齿轮相接的隔板旋转回到原处，备用药槽的药物随之进入服药槽。
补充药物 ：通过透明药盒盖可观察备用药槽的情况，可用手推开滑盖，直接将药物扔入药槽内。
补充水 ：将漏斗对准水管，加入适量水。
3 设计方案使用绩效评估实验
3.1 受试者
实验邀请 10 名高血压或心脏病老人患者参加该试验，男女各 5 名，所有被试都有疾病突发肢体失控经历，平均年龄为55.62 岁（标准差 1.56），在实验中均为正常状态。
3.2 实验设计与变量
实验采用被试内设计，使用国内最具代表性的急救药物服用装置（对照组）与本设计方案进行对比试验，各试验 10 次。
实验测量的可用性指标包括客观绩效（任务完成时间和正确率）和主观感知指标（感知任务难度）。任务完成时间是从试验开始将药与水均倒入嘴中的时间 ;准确率是指每种任务正确使用次数占总次数的比例。感知任务难度在每次任务完成后通过 5 级李克特量表测量（1 表示非常容易，5 表示非常难）。
3.3 实验材料与过程
该设计方案使用 3D 打印制作可进行模拟实验的模型，邀请被试分别使用该设计方案模型与对比产品 10 次，记录使用的时间及正确率，每次试验完成后，让被试对感知任务难度进行主观问卷评价。被试者完成一次试验后，休息 2 分钟再继续下一次试验，直到完成所有的试验。在开始评估前，首先介绍评估目的及评估任务，之后被试进行打分。评估需进行 2 次，第一次进行方案对比，第 2 次以该设计方案模型为对象。
3.4 数据与结果分析
3.4.1 任务完成时间
表 1 呈现了测试任务的完成时间，从数据可以看出，该设计方案任务平均完成时间明显少于对比方案，标准差值相差不大，说明该设计方案在使用时明显优于对比方案，使用效率高。
3.4.2 正确率
从表 1 数据可以看出，该设计方案使用时的正确率明显高于对比方案，说明被该设计方案在使用时不易出错，易于理解与学习，出错率低，达到无障碍使用的目的。
3.4.3 感知任务难度
从表 1 数据可以看出，该设计方案感知任务难度明显低于對比方案，说明该设计方案被试在使用时感到较为容易。
4 结语
一款能在疾病突发无障碍使用的服药装置对于患者意义重大。该研究通过文献调研及专利分析得出了现有突发性疾病服药装置存在的问题，并进行了用户和功能定位，在结构、使用方式上进行了服药装置的创新设计。最后通过实验发现，该设计方案的任务完成时间明显小于对比产品，正确率明显高于对比产品，而感知任务难度明显低于对比产品，实验数据表明该设计方案优于对比方案。该设计方案可以为急救药物服用装置设计提供设计借鉴。
本文系湖南省大学生创新创业训练计划项目《急救药物自主无障碍服用装置设计与开发》（项目编号 ：S202011528031），湖南省教育厅科研项目（项目编号 ：18C0918）;湖南工学院科研项目（项目编号 ：2018HY014）。
参考文献
[1] 王军等.家用老人智能药箱的无障碍人因设计 [J].包装工程，2015，36（02）：76-78+87.
[2] 叶涛，陈健，邱变变，等.老年人智能药箱人机工程设计 [J].机械设计，2019，36（10）：140-144.
[3] 刘成坤.人口老龄化、人力资本与县域产业结构升级――基于全国第六次人口普查数据的实证分析 [J].调研世界，2020（09）：42-48.
[4] 张炜茹，张继晓.老年心脏病患者便携应急药盒的设计分析 [J].艺术教育，2019（10）：217-218.
[5] GB10000-1988，中国成年人人体尺寸 [S].
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