儿童手持雾化器功能定义及设计实践研究

滕雨薇， 姚 君

（中国矿业大学 建筑与设计学院， 江苏 徐州 221000）

0 引言

支气管哮喘是儿童时期最常见的慢性气道疾病[1]，哮喘治疗的目的是使哮喘得到长期控制。 由于病程漫长，患者多选择在家中接受以雾化为主的康复治疗， 大多数哮喘儿童通过早期干预和规范化管理， 可以达到良好临床控制[2]。 目前，已有学者通过人机实验及分析哮喘医疗服务流程， 对儿童哮喘相关产品与哮喘医疗系统进行创新设计[3]。 综合文献研究发现，缺少针对儿童手持雾化器功能需求的研究。

本文拟结合KJ 亲和图法和AHP 层次分析法对产品进行功能定义。通过运用KJ 法寻找目标产品的功能特征，并进行不同层次归类[4]，结合AHP 层次分析法对功能需求进行定性、定量分析[5]，明确儿童手持雾化器功能需求。

1 基于KJ 法的儿童手持雾化器功能需求分析

KJ 法又称亲和图法，是一种利用信息间的关联性，将杂乱无序的信息进行归纳总结的方法。 将KJ 法应用到产品设计过程，可以帮助设计师整理复杂信息，理清用户需求与设计思路。 现利用KJ 法整理现有儿童手持雾化器功能，开发用户的潜在功能需求并进行归类。 其主要研究流程为：首先确定受访者，包括哮喘患儿家长、医护工作人员、产品相关设计人员；然后收集资料，对受访者进行访谈，并通过头脑风暴全面收集产品功能需求信息；最后整理功能卡片，将收集到的需求信息进行筛选并归纳整理，整理成精简的词语并规范用语， 分类后形成二级需求指标，将二级指标再次整合得到一级需求指标，并进行功能清单的整理[6]。

此次调研对受访者进行访谈后， 以 “儿童手持雾化器” 为主题开展思维发散， 将搜集到的功能需求进行整理，得到的功能需求卡片包括：使用便捷易操作、引导用药与呼吸、雾化给药安全高效、安抚功能等28 个。 将得到的28 个设计需求卡片，按照客观联系进行分类[6]，建立二级需求指标13 个。 根据需求属性，将13 个二级需求指标整合提炼为4 个一级需求指标，见表1。

表1 儿童手持雾化器设计需求清单Tab.1 Hand- held atomizer design requirements list

2 基于AHP 法的儿童手持雾化器设计层次研究

层次分析法（AHP）是一种将定性分析与定量计算相结合的多准则决策方法。它通过将复杂因素条理化，经过层级分析后，用定量计算的方法帮助决策指标的重要程度。

2.1 构建递阶层次结构模型

以运用KJ 法整理出的儿童手持雾化器的设计需求清单进行层次结构模型构建，见表2。

表2 儿童手持雾化器的设计需求层次结构模型Tab.2 Hierarchy model of design requirements for hand- held atomizers

目标层：层次结构模型的总目标，通常只包含一个要素，为A 儿童手持雾化器的层次化设计需求。

一级指标： 根据KJ 法提取出安全高效B1 （针对儿童）、人机功能B2（针对儿童）、互动体验B3（针对儿童）、智能软件B4（针对监护人）这四项设计需求指标作为准则层评价要素。

二级指标：运用KJ 法分析得出的二级需求指标C1-C13 共13 个设计需求指标， 将其作为子准则层评价要素。 各需求指标详细描述如下：C1 材质安全，面罩选取医用级硅胶，减少过敏情况出现；C2：操作简易，使用方法明确，减少操作流程中可能出现的失误，以及被机器误伤的风险；C3：可拆卸清洗，药杯实现供电自动清洗，面罩可拆卸更换，便于调节使用尺寸与定时更换新面罩；C4：药物高效发挥作用，药杯内部形状便于药物被充分利用，出雾量可调节，不同儿童根据吸药情况调节出雾大小，避免药物浪费；C5：造型美观有亲和力：采用圆润的造型增加外观对儿童的亲和力， 缓解儿童在使用雾化器时的恐惧心理；C6：轻量材质，在保证产品使用寿命的同时，选取较为轻量化的材质，精简设计；C7：操作便捷，简化操作过程，操作按钮简洁醒目；C8：减少运行声音，选择微网式雾化器，运行声音相对较小；C9：互动与安抚，利用声音与灯光分散儿童注意力，引导儿童正确呼吸，提升药物利用率；C10：整理与收纳，配件与药品集中整理收纳，便于外出携带；C11：记录功能，记录定期复诊情况，药品配备情况，用药情况，身体改善情况，面罩使用日期等；C12：提醒功能，提醒每日用药，提醒复查；C13：社区讨论功能，具有医生在线问诊、用药指导、哮喘教育分享、经验交流等功能。

2.2 构造判断矩阵计算各指标权重

本研究由35 位哮喘儿童的监护人组成决策者，采用1～9 的比例标度法将前文提出的各项评价指标两两相比，判断矩阵A 如下所示：

其中，aij则表示Xj对a 的重要程度，aij的赋值常由相关领域的专家打分或者通过问卷调查得出的数据给出，且存在aij×aji=1[7]。 最终构造的判断矩阵与每层因素的相对权重见表3-7，综合权重排序见表8。

表3 A 目标层判断矩阵Tab.3 Target layer judgment matrix

表4 B1 一级指标层判断矩阵Tab.4 B1 Level 1 index level judgment matrix

表5 B2 一级指标判断矩阵Tab.5 B2 Level 1 index level judgment matrix

表6 B3 一级指标判断矩阵Tab.6 B3 Level 1 index level judgment matrix

表7 B4 一级指标判断矩阵Tab.7 B4 Level 1 index level judgment matrix

表8 综合权重排序Tab.8 Composite weight ranking

根据一级指标权重可以看出， 儿童手持雾化器设计需求重要等级排序由高到低为B1 安全高效、B2 人机功能、B3 互动体验、B4 智能软件。根据对二级指标的综合权重值可以看出， 哮喘儿童家长对C4 药物高效发挥作用、C7 操作便捷、C5 造型美观有亲和力、C2 操作安全、C8 减少运行声音、C1 材质安全、C9 互动与安抚功能比较关注，对于智能软件相关的使用需求相对较低。

2.3 判断矩阵的一致性检验

对表5～表9 的判断矩阵进行一致性检验后，CR 值均小于0.1，通过一致性检验。 见表10。

表9 平均一致性指标Tab.9 Mean consistency index

表10 一致性检验结果Tab.10 Consistency test results

3 儿童手持雾化器设计实践

根据儿童手持雾化器设计要素权重分析结果， 将研究结论和设计实践相结合。主要设计目标为，造型方面力求简洁且有亲和力， 且充分考虑手部的抓握方式及拇指与食指的功能位置[8]，缓解儿童对于手持雾化器的恐惧与抗拒心理。使用流程简洁明确，操作便捷。利用互动形式，引导儿童与家长正确使用雾化器，并通过光效、音效等缓解儿童在长时间使用雾化器产品产生的枯燥感。

3.1 儿童手持雾化器硬件设计

儿童手持雾化器硬件设计效果图，见图1。

图1 儿童手持雾化器硬件设计效果图Fig.1 Hardware design effect of children's handheld atomizer

使用前，出雾口可拆卸使用一次性网式喷雾头，省力且干净卫生。储药仓在使用时可独立打开，方便注入药剂与用后清洗， 使用时通过透明刻度盘可随时观察剩余药量。 根据使用场景，可选择使用吸嘴或面罩进行雾化。 考虑到儿童在雾化时， 由于情绪等因素无法科学有效吸入药物， 设计利用互动光效的强弱变化及音效引导儿童正确呼吸，光效的强弱变化为一个周期引导呼吸，吸引儿童注意，减轻儿童在使用过程中的焦躁感和不安感，提高药物的利用率，给药更加高效。

3.2 APP 界面设计

目前哮喘还无法治愈， 适当的哮喘自我管理有助于患者改善健康状况，减少计划外的医疗就诊，降低病情恶化的风险[9]。 为提高日常治疗依从性，通过智能软件帮助管理病情很有必要。 结合儿童手持雾化器的各项功能设计手机APP 界面，界面主要有四级页面层次，操作功能包括：个人中心界面、哮喘日志界面、设备使用界面、哮喘教育界面等，见图2。

图2 儿童手持雾化器APP 界面设计Fig.2 Interface design of children's handheld atomizer APP

通过APP 将雾化过程可视化， 减少时长不确定带来的焦躁感。 利用哮喘日志帮助哮喘患儿家长记录每日用药、复诊情况等，更好地把控哮喘的发展情况，也便于复诊时与医生交流病情。同时，借助线上学习的方式，家长们也可以了解更多患儿的日常健康管理信息与前沿的资讯。

4 结论

通过功能需求整理与层次化分析研究发现， 哮喘儿童的家长把产品的安全性、高效性放在首位，同时对于操作过程的流畅度与儿童使用过程中的互动体验也十分关注。本文重新探讨功能需求后设计的儿童手持雾化器，增强了使用体验， 在帮助哮喘儿童进行长期家庭自我管理方面有一定程度的优化。 为后续儿童手持雾化器设计的研究视角、方法等方面提供了一定理论依据和实践参考。