人机工学理念下的多功能儿童医疗输液椅设计

◎唐子惠 孙兵 杨东霖

输液架有吊挂式和直立式两类，经过多年的医疗实践与使用功能的改善，医用输液架在大类别上有了新的裂变形式，如有了折叠伸缩式的、轨道倒挂拖曳式的、直立底盘滚轮式和任意转向插杆式等等。为更好解决儿童在输液过程中表现的各种问题，如幼小儿童情绪不能自控哭闹、躁动脱针等，结合人机工学理念设计实现一种具有多功能、有温度、有亲和力的儿童输液椅势在必行。

一、输液椅市场的现状

（一）输液时儿童生理及心理特征分析

从生理方面看：儿童的大脑此时正处于发育之中，兴奋机能与抑制机能未发展成熟，儿童无法对过激的行为加以自控，于是针头注射入肌肉时无法忍耐便哭泣；同时由于儿童耐力差，输液时的久坐造成肌肉持续性疲劳而哭泣。从心理特征方面看：儿童心智简单表达能力不强且情感想象力丰富，会选择直接吸引家长注意力的方式来表达自己内心的不接受；例如患儿虽然在打针过程中痛感并不强烈，但在受到针头与医生形象的信号刺激便产生抵抗和求助家长的心理，因此哭闹。

（二）国内外儿童医疗环境与输液椅的现状

儿童输液椅是根据儿童身心特点研设出的输液区专用座椅，目前我国对于此产品的设计尚处于萌芽之中。

人机工学因素嵌入医疗设施设计国外比国内早些。冷漠的器具引发患儿情绪的抵触，产生肢体抵触和抗拒，这说明我们在设计时缺乏人机交互要素的考量。儿童输液座椅引入人性化设计要素，会直接改善医患关系，母婴关系等。

在儿童输液椅设计中国外重视儿童医疗器械产业的发展已是常态，从儿童输液椅的色彩设计上多运用色彩疗法，这符合色彩心理学原理，对儿童视觉刺激直接影响和干预其心理机制，通过座椅功能的可观、可用、可玩等多要素转移孩子的注意力，在增加趣味性的同时减轻孩子对治疗的恐惧心理，使他们在无意识状态下接受治疗。

二、多功能输液椅设计中人机工学意义

（一）人机工程学研究的是“人—机—环境”系统中的人、机、环境三要素之间的关系

研究目的是使人们在工程技术和工作生活中，能够安全、舒适、正确地使用产品，使人、机、环境得到合理的匹配，实现系统中人机的统一并达到最优化的结果。

针对多功能输液椅的设计，可使用先调研观察、问卷调查摸底、人体实测和计算机模型仿真设计等使设计方案得到落实。

（二）多功能儿童医疗输液椅的人机尺度分析

1.儿童的人体尺寸测量方法及内容

儿童人体尺寸测量方法主要有丈量、摄像法和问卷法。丈量法：主要利用专用人体测量仪器来测量儿童的身高、体重、坐高、肩宽等数据；摄像法：由于儿童好动的特殊性，一般的测量很难达到既符合静态又符合动态要求的结果，所以采用照相机与摄像机对儿童进行投影测量；问卷法：因为需要得到不同儿童针对同一输液椅的真实体验感受及其感到舒适的尺度，这与儿童的生理和心理特点有关，所以采用问卷法进行调研。

2.儿童坐姿的分析

成人在紧绷状态下坐姿背部与臀部角度在85—90°；在放松状态下背部与臀部角度大于95°。儿童天性活泼好动，坐姿大多都处于放松状态，坐姿角度在100—120°之间，如图3。静态尺寸在设计儿童输液椅中只是起到最小百分位数的作用，加入动态修正量满足儿童的生理需求尤为重要。儿童的肢体活动范围会比正常成人的活动范围大。

3.多功能儿童医疗输液椅的功能尺寸分析

座椅部分的设计因素很多，可以概括出如下的要素参考：

座面高度：经数据研究对比，得出适合中国儿童的座高范围在270—520mm，而儿童输液椅作为非工作座椅，其高度要比工作椅设计低一些。

靠背的高宽和倾斜角度：经数据研究对比，得出适合中国儿童的靠背宽度范围在325—375mm、高度在460mm 左右、倾角范围在100—105°。而儿童输液椅靠背功能的要点转向支撑儿童躯干的体重，身体的主要重量应由臀部坐骨承担。在腰椎下面要提供支撑，设置适当高度的靠背来降低背部紧张度，给背部足够的支撑保护。

座深：经数据研究对比，得出适合中国儿童座深范围在180—360mm。而儿童输液椅座深应满足臀部得到充分支撑、腰部得到靠背支撑、座面前缘与小腿之间留有适当的距离以保证小腿可以自由活动以上这三个条件。

坐垫：经数据研究对比，得出一般坐垫的高度是25mm。儿童输液椅座面需要一定的缓冲性，有助体重压力分布整体坐垫。

扶手：儿童输液椅扶手的高度以200—250mm 为宜，扶手前段可略高于肘高，使其形成一个倾斜角。

三、基于人机工程学下的多功能儿童医疗输液椅的改良设计

（一）多功能儿童医疗输液椅的设计定位与方案确定

人机工程学理论在儿童输液椅设计得以应用，准确适用人群范围，确定多功能儿童医疗输液椅实施方案。通过将输液椅和儿童骑自行车二者功能做有机结合，实现人性化与趣味性结合的多功能性的设计目标。对现有儿童输液椅的分析研究发现，在使用状态下家长希望患儿可以在自己视线范围，但是骑行车元素的使用习惯却是在视线范围以外；如果要将二者合理的结合就要规整二者的使用习惯所以在设计骑行车部分时加入了新型的智能跟踪系统，当患儿在自由活动时骑行车会发出定位信号，家长可联手机APP 去获取患儿所在的位置，一旦超过可活动范围即可警示家长。基于人机工程学的理论研究和运用，结合对儿童输液椅和儿童骑行车的研究、分析设计定位等，确定了具体的设计方案，产品通过渲染，如图1、图2 所示。

图1

图2

（二）多功能儿童医疗输液椅的功能分析

多功能儿童医疗输液椅适用目标人群设定为无自主随意移动的患儿和有自主随意移动的患儿。这款输液椅的设计体现了适用于娱乐的双重性，在保证输液椅基本功能的前提下，坐、斜依、骑行三者相结合。输液椅外部分为靠背座椅两部分，下部垫椅与背部可调节倾斜角度，根据不同年龄患儿的身高体重，适当调节。在坐姿输液状态下，输液椅坐垫的大小应控制在450—700mm 长度之间，符合儿童臀部范围。外观色彩看用果绿、淡黄与淡粉色等符合儿童审美标准的色彩，美丽的色彩愉悦童心，增加趣味性。骑行车底座和下层座椅外壳选用坚实耐用的APS 树脂塑料，环保保护 和骑行车坐垫面料采用亚麻和棉，散热性与凉爽性好。整体输液椅设计上追求推行轻便简洁，安装、拆卸、变身简易。举高支架设计多个挂钩，让家长解放双手；输液椅作为医疗机构的公共使用实施，设计采用模块化组合造型，可减少坏损率和不安全因素。

四、结语

随着人们对人性化医疗的主体需求值上升，儿童医疗设施多功能输液椅的设计、投产及使用已成为产品设计师不可回避的课题。公众与市场都要求多功能输液椅的产品设计，必须加大人机原理与人文关怀因素的融入，关照不同成长阶段儿童心理、生理需求特征，满足儿童活泼好动、好奇心强的特点，设计出利于儿童身心健康的多功能儿童医疗输液椅，极大引发患儿的愉悦情感体验与心理感受，缓解儿童焦虑恐惧与疼痛感。儿童患病时使用的医疗设施的人机性、多功能性、温暖度也给医疗产品设计提出了新的目标。