基于姿态监测的静脉曲张智能防护产品设计

郑莉珍

（浙江工贸职业技术学院，浙江 温州325000）

0 引言

近些年来，在我国各级政府及有关部门的高度重视下，我国职业病新病例数量逐步呈下降趋势[1]，但现代职业病高危群体的发病率群体数量仍不可小觑，加上之前全球新冠疫情的爆发，人们对生命与健康的重视度远超以往，从而拉动了我国个体防护装备产业的兴起。此外，职业健康越来越受到政府、企业和从业者的关注，有关职业健康、个体防护的产品设计与研究，越来越多地具有了一定的公共性和公益性，而个体防护产品的创新设计，是一种“以人为本”的设计，对助推我国个体防护装备产业未来的健康发展具有深远的意义。

1 静脉曲张及研究对象定义范畴

职业病是一种特殊的工伤，它具有隐蔽性、迟发性等特点，潜伏期较长。劳动者作业时，往往对自己所面临的职业危害“浑然不觉”或者“淡然处之”。待到身体发病时，为时已晚。静脉曲张，是一种静脉系统常见的疾病，大多数由于职业环境、职业特点等因素造成的后天疾病，主要由于先天性血管壁膜较薄弱或长时间保持相同姿势，静脉发生异常的扩大肿胀和曲张[2]。本文研究防护产品使用对象范畴是一些较长时间从事某一种职业而引起的职业性疾病的高危人群，比如医生、护士、教师、交警、导购及办公室工作人员等从业群体，他们因为工作性质需要长期站立导致腿部诱发静脉曲张等疾病机率居高不下。因此，静脉曲张的预防、防治与初期干预治疗都具有积极的现实意义。本文研究目标为通过个人防护产品设计来协助此类人群做好个人肌体调整优化，以求达到预防与干预延缓病情周期的作用。此外，目前市场上对于静脉曲张防护用品大多是医疗保健袜为主，主要表现为类型单一，选择品类不丰富。所谓治标更要治本，好的规律与正确的自我姿势纠正更是个人自身健康保护的正确途径，所以研究与开发一款基于姿态监测的静脉曲张智能防护产品设计，通过智能采集与记录人的身体行为数据功能，来及时提醒使用者调整姿态动作，从而达到警示作用，有效改善人的姿势变化与调整，达到预防、改善与延缓静脉曲张疾病现状，此产品研发有一定的群体需求，能产生一定的社会经济效益。

2 静脉曲张防护产品设计的现实意义

2.1 预防、改善与延缓静脉曲张病症

医生、护士、教师等是静脉曲张的高发群体，由于职业需要，每天都要保持长时间站立姿势，过重的力量长时间压在腿上可能会造成腿部静脉回流不畅，使静脉扩张加重，严重时可能会导致色素斑、皮肤坏死。日常可穿弹性袜来预防并多做促进腿部血液循环的运动。但是由于工作状态的投入，往往使很多人忘记姿势更换、缓解腿部静脉压力等自我防护。因此，基于姿态监测的静脉曲张智能防护产品设计，它记录与监测使用者的姿态信息，如果出现长期站姿或坐姿行为，产品通体从固有色渐变为红色，警示使用者作出躯体姿态调整，从而有效达到预防、改善与延缓静脉曲张的效果，减轻职业病给人带来的伤害与痛苦，实现产品“以人为本”的设计理念。

2.2 实现数字技术在防护产品中的应用

5G 时代的到来和互联网的迅猛发展，催生了个人防护产品的数字化设计。静脉曲张智能防护产品的设计，将对使用者行为姿态进行动态化监测信息采集，并且根据信息数据进行智能化的警示功能设计。警示功能通过两个途径完成，一种是直观的颜色警示，产品改变自身颜色让使用者直观地看到色彩，自觉调整长时间的固态动作行为，另一种是通过投影技术，将相关的采集信息数据投射在人体表皮或物体表面上，达到警示作用。并且此款产品与App 相联，可以能动态智能监控个人的腿部行为信息，给使用者改善自己的腿部行为习惯提供数据信息依据，达到预防、改善与延缓静脉曲张状况，真正实现数字技术在个人防护产品中的应用，满足人性化设计与健康需求。

2.3 满足产业转型升级需求

根据（EU）2016/425《个人防护设备PPE 法规》，个体防护装备（PPE）是指设计用于穿戴以保护穿戴者免于一种或多种健康和安全危害的所有装备或用具。根据美国职业健康安全管理局（OSHA）2011 年发布的指令，PPE 是指提供给劳动者穿（佩）戴、以最大限度减少劳动者暴露于职业危害之下的用品。关于静脉曲张智能化个人防护装备产品目前在市场上还是一片空白，多年来此领域几乎都是医疗弹力袜作为唯一个人防护性产品而占据垄断地位。关于静脉曲张通过姿态监测来进行智能防护产品研发，将突破此领域产品单一化的现状，不仅丰富了防护产品领域的品类，其智能化设计与数字技术应用更是顺应个人防护装备产业转型升级发展的需求，具有积极的现实意义。

2.4 提升从业人员的健康幸福指数

静脉曲张智能防护产品设计与研究，通过个人自身的姿态动作优化与良好习惯的养成，大大降低了职业病高危人群在静脉曲张疾病上的发病率，让从业人员能够以愉悦的心情与健康的体质参加工作活动，创造劳动价值，从而进一步提升群体的健康幸福指数，深化本次产品设计创意的社会意义。

3 静脉曲张智能防护产品设计创新

据统计，长期站立工作者中约有25%～40%的女性、20%的男性患有不同程度的下肢静脉曲张。所以针对职业病高危群体设计与开发一款静脉曲张监测防护产品显的尤为重要，一方面目前此类产品单一化、同质化现象严重，品类不丰富；另一方面该产品潜在需求巨大，市场前景非常广阔。

3.1 实现产品情趣性造型设计创新

基于姿态监测的静脉曲张防护产品是属于智能佩戴类产品，现代人在注重产品实用性的同时更注重产品的美观性。作为佩戴类智能产品，本产品造型主要是通过仿生设计方法来进行创意实践，产品主要贴合人腿部肌肉曲线，通过情趣性设计，将产品与个人的服饰搭配进行结合，不会产生防护产品造型生硬、粗暴直接的设计感觉。通过造型设计产生亲和力，使之既是一款监测智能健康型产品，又兼具时尚美观的饰品作用。

3.2 通过信息采集与反馈实现监测效果

静脉曲张职业病高危人群都存在一个特点，较长时间内保持一个静止动作，即久站或久坐等，并且当工作注意力高度关注时会不自觉忽略自身下肢静脉肿胀体感，如此日积月累就会诱发静脉曲张疾病，所以在日常工作中佩戴静脉曲张监测防护产品，通过传感器将佩戴者下肢行为进行信息采集。当一个姿势保持过久，就会发出视觉与听觉的警示，动态监测并规范使用者行为，达到预防、改善与延缓静脉曲张发病的效果，并且可以在手机App 上进行全过程观测自己的行为，自觉加强自我防护措施。

3.3 以色彩交互创新设计提升用户体验

高危群体在工作时佩戴静脉曲张智能监测防护产品，由于工作环境的原因可能通过声音警示会影响工作质量或破坏工作环境，因此，产品将时间的长短通过颜色来进行区别，假设使用者一个姿态保持时间太久，此产品就会根据时间的长短发生颜色变化，从固有色转为蓝色，再转为橙色，最后转为红色。可见保持同一个姿态时间的长短对下肢静脉受压程度轻重关系密切。本产品是按色彩来进行区分时间与色彩的交互关系，通过眼晴对色彩的感知度可以让使用者自觉改变动作，缓解腿部压力，达到预防效果。

4 姿态监测的智能防护产品设计方案

基于姿态监测的静脉曲张智能防护产品设计是由指环与鞋垫组成，通过传感器进行数据监测与记录，做到及时提醒使用者更换姿势，达到腿部静脉曲张防护作用。

4.1 赋予产品文化内涵的仿生指环设计

4.1.1 红山玉龙仿生造型设计

智能指环整体造型设计来源于中国红山文化的“中华第一龙”的玉器“龙”形态。从新石器时代开始，我国就已出现了图腾“龙”的生物形态，中华儿女至今以“龙的传人”自称，可见“龙”图腾在我国中华文化中占据重要地位。将传统文化元素带入智能指环形态中，通过仿生设计让产品具有深刻的文化底蕴。

4.1.2 “普适性”的指环开口设计

红山玉龙整体弧曲呈“C”型，首尾分开不连接，造型简洁古朴，与指环圆形有共性，如将指环中打开一个缺口，形成一个开口设计，打破圆的“闭环”状态，自然就形成了C 型，与红山玉龙造型形成一致性，见图1。此外再采用硅胶材质，硅胶具有天然的弹性记忆属性，巧妙解决不同使用者的手指粗细“适配”问题，让闭环指环固定尺寸转向弹性尺寸，既可以带同一人的食指或拇指上，也可以带在不同人的不同尺寸粗细手指上，见图2，最终智能指环尺寸形成“普适性”。

图1 中国红山文化“中华第一龙”

图2 基于姿态监测的静脉曲张智能指环设计

4.1.3 提升人机舒适度的鞋垫造型设计

鞋垫设计考虑到舒适度与人体下肢走动具有一定的按摩功效，因此在鞋底底部做了不同形态的几何凸起，几何形态经过陈列，以点带面，以面带体形成一定的凹凸三维肌理效果，既提升人机舒适度，又使鞋垫更具有质感，见图3，提升视觉美感与强化用户体验价值。

图3 鞋垫造型设计

4.2 基于姿态监测静脉曲张的智能化

4.2.1 压力传感器达到智能监测作用

在鞋垫中间层置入柔性薄膜压力传感器，多点传感器可以根据人的坐姿、站姿等不同姿态造成足底压力轻重缓急来采集信息[3]，从而精准判断出人的当前下肢动作状态，见图4，并根据信息采集进行智能监测，通过佩戴的配套智能指环及时提醒使用者调整人体姿态动作，可以明显降低静脉曲张职业病的患病风险率。

图4 压力传感器置入鞋垫中间层

4.2.2 智能指环界面设计的防护作用

智能指环通过鞋垫内置传感器采集与监测姿态信息，并进行反馈，由于指环体积小，携带方便，因此可以时时观测与提醒使用者及时调整姿态来缓解因长时间站或坐而引起下肢受压所导致静脉曲张，也可以在静脉曲张的前期进行物理自我调整，延缓病情的周期时间与适当缓解病情。指环界面交互设计，可以通过设置色彩变化来提醒使用者不要长时间保持同一姿势，并通过振动或语音来实现提醒功能。而且在界面指环设计中还可以观测每天、每周、每月、每年的整体姿态总量变化与区间变化值。

5 结语

目前在我国有关个人防护用品上的静脉曲张防护产品品类可谓凤毛麟角，市场上除了弹力袜作为医疗防护用品外几乎一片空白。在淘宝、京东、唯品会、当当网等购物平台上输入静脉曲张的关键词，也是除了弹力袜找不到任何相关的个人防护监测用品，可见基于姿态监测的静脉曲张智能防护产品设计其市场前景非常可观，加入智能化设计更符合当代人对劳动保护产品的需求。静脉曲张智能防护产品不仅有利于静脉曲张职业病的提前干预与防护，同时也具备良好的经济效益和工业应用潜力，同时更有利于促进我国个人防护装备产业蓬勃发展，有着非常高的借鉴与参考价值。