偏癱早期家用上肢康復器設計研究

吳伊若 鄧 嶸 （江南大學 設計學院 214000）

中風患者成年遞增，在我國每12秒就有1人突發(fā)腦中風，發(fā)病率世界第一。據(jù)世界衛(wèi)生組織報告，80%的中風患者會存在不同程度的肢體功能障礙。然而，超過 60%的患者在進入慢性康復期后仍然持續(xù)存在上肢功能障礙。中風的高發(fā)病率、高死亡率、高致殘率不僅嚴重危害個體健康和生活質量，也給國家和眾多患者家庭帶來沉重的社會和經(jīng)濟負擔。

一、相關概念界定

1.偏癱

偏癱又叫半身不遂，是指一側上下肢、面肌和舌肌下部的運動障礙，是急性腦血管病的常見癥狀。 辨證分型：單側上下肢癱瘓無力，口眼 歪斜，舌強語蹇等為主癥。初期患者肢體軟弱無力，知覺遲鈍或稍有強硬，活動功能受限，以后逐漸出現(xiàn)強直攣急，患者姿勢常常改變和畸形等。

2.家用場景

腦卒中后早期預后大致的治療療程為三個月。由于我國國情影響，三個月后讓出病床位進入家庭治療的不在少數(shù)。家用場景主要指的就是患者已家庭為場景，遵醫(yī)囑進行的自主或家庭護工、家屬輔助為主的康復治療。以及大量未進入康復中心的患者或在突發(fā)腦卒中后直接以家庭為場景恢復的。

3.上肢康復器

康復器材主要就是能夠在患者病、殘的情況下輔助患者開展被動運動和日常活動，促進康復的產(chǎn)品，多數(shù)由鋼材、木材、塑料等制作而成。材質、結構、形狀、尺寸、重量、用途各不相同。

上肢康復器是指可以滿足患者日常上肢及手部主動、被動康復訓練活動的器械。

二、國內外相關偏癱康復醫(yī)療產(chǎn)品

近幾年中風后偏癱超早期、早期治療開始被國內外重視，但國內外市場暫無很好的早期、超早期康復產(chǎn)品設計。對于偏癱方面主要研究集中在康復介入、腦卒中上肢康復訓練促進、弱電流機電刺激治療，末端牽引式和外骨骼式康復型機器人等。

1.國外產(chǎn)品研究方向

國外康復醫(yī)療產(chǎn)品設計趨勢更偏向小型、可穿戴，高度智能化。對于中風后患者已經(jīng)出現(xiàn)偏癱后的肌張力康復設計較多，如上肢下肢的康復綁帶或智能康復型機器人。

韓國Manntel公司的上肢康復訓練機器人可驅動Link Arm，是一種為中風偏癱患者研發(fā)的在坐姿的狀態(tài)下使用的軀干穩(wěn)定化康復器。但使用場景目前僅限于醫(yī)院、康復中心，不適合在我國家庭場景中推廣。Link Arm將上肢康復運動與游戲結合，提高患者治療積極性的設計、和可調節(jié)手臂高度的設計及記錄數(shù)據(jù)的功能值得借鑒。

美國helen hayes hospital在腦干卒中的下肢康復訓練中用到了海綿材質的“骰子”的康復器械。創(chuàng)新的材質、新穎的創(chuàng)新點和用途設計值得借鑒。

2.國內產(chǎn)品研究方向

近年來國內在醫(yī)學上弱電流穴位按摩治療和早期床上復健研究逐漸受到重視。但設計趨勢并未因此轉變，也出現(xiàn)不少自主研發(fā)的上下肢智能機器人、智能交互型產(chǎn)品設計。

其中2019年戴森設計大獎中國區(qū)金獎的“手功能康復軟體機器人”，是可穿戴的輕型智能上肢康復器，攜帶互動游戲，能夠滿足不同手功能運動障礙康復周期及對象的康復需求。

但國內市場上主要康復醫(yī)療產(chǎn)品依舊集中在上肢下肢復健器械、手部復健球、復健板、健身器材改良的設計和輔助病理學治療的機械設計。國內治療輔助器械兩級分化嚴重，腦卒中上肢康復訓練促進未出現(xiàn)產(chǎn)品設計，僅僅停留在護理訓練；復健器材呈現(xiàn)功能單一、針對性弱；末端牽引式和外骨骼式康復型機器人則大量依賴進口，弱電流機電刺激治療和早期超早期治療康復介入僅僅停留在使用枕頭、墊子等家用產(chǎn)品代替，設計研究不夠完善，醫(yī)學的研究進程中未形成完整的、全程的設計介入，未能形成相關的設計閉環(huán)。完全沒有跟不上醫(yī)學研究的進展。

三、偏癱早期家用上肢康復器的設計思考與探究

中醫(yī)講究穴位按摩。弱電流穴位按摩治療和早期床上復健研究在國內逐漸受到重視。但家庭康復場景不適合擺放大型復健器械和大型機器人，在早期的康復治療中也不適使用持續(xù)性牽伸裝置。那么在滿足國內患者對中醫(yī)的心理接受度的情況下設計緊跟國外趨勢的小型、可穿戴的，同時又緊跟國內弱電流穴位按摩治療和早期床上復健醫(yī)學研究進展的設計應具有廣闊的市場與前景和機會。

行為設計學提到“想讓這個人可以做成這件事，就是簡單至上，越簡單越好。”針對現(xiàn)有的床上康復從康復場景最有效最簡單的康復做法就是“良肢位擺放”。

良肢位指軀體、四肢的良好體位，具有預防畸形，減輕癥狀，使軀干和肢體保持在功能狀態(tài)的作用。在腦損傷患者的康復護理中，良肢位的擺放是為了防止或對抗痙攣姿勢的出現(xiàn)、保護肩關節(jié)及早期誘發(fā)分離運動。正確的良肢位擺放能夠修復受損的運動神經(jīng)元，促進運動神經(jīng)功能的恢復，在早期康復中具有重要作用。

現(xiàn)有家庭場景下的良肢位擺放是以家庭成員輔助或護工協(xié)助放置枕頭的方式完成，患者一天需要完成多次。翻身移動和枕頭軟墊位置擺放不當就有可能導致患者二度受傷如關節(jié)脫位，肌肉攣縮?，F(xiàn)有擺放方法落后。所以在康復早期的良肢位擺放治療上，防止肩膀后縮和半脫位加重的床上用的墊高產(chǎn)品出現(xiàn)設計的空缺。研究的方向上可以考慮設計一款能使良肢擺放規(guī)范化，并達到肩部墊高、上肢位外展的醫(yī)療要求。產(chǎn)品可調節(jié)，并能滿足翻轉更換體位過程后高度不變，并附帶弱電流穴位按摩治療功能的康復器。

四、偏癱早期家用上肢康復產(chǎn)品的設計原則

考慮設計偏癱患者上肢康復產(chǎn)品的時也應遵循設計原則來進行設計，設計原則包括功能性原則、經(jīng)濟性原則、美觀性原則、個性化原則、舒適性原則、安全性。

下面從設計原則的各方面來對符合場景的產(chǎn)品進行預分析。

（1）功能性設計原則，符合家用的設計場景主要是早期偏癱康復，早期偏癱康復多為臥床，偏癱患者上肢康復產(chǎn)品應具有可以在床上使用的功能如在床上手臂墊高，支撐、使上肢處于良肢擺放治療位。功能性決定產(chǎn)品應較軟，應并具有一定的定型和回彈能力、應具備弱電流穴位按摩治療功能。

（2）經(jīng)濟性設計原則，使用產(chǎn)品的偏癱患者年齡已中老年為主，所以決定了偏癱患者上肢康復產(chǎn)品材質和工藝造價應盡量較低。

（3）美觀度設計原則，用戶多以中老年為主，所以外觀顏色應大氣、成熟適用于家庭場景。色彩接受度高。

（4）個性化原則，醫(yī)療產(chǎn)品設計，遂弱化了產(chǎn)品設計中個性化的部分。設計應主要依托醫(yī)療數(shù)據(jù)支持，尋求最大化的廣泛適用性。

（5）舒適性原則，此類產(chǎn)品舒適性是設計的重點，產(chǎn)品應較軟，應并具有一定的定型和回彈能力。尋求在符合翻身墊高的情況下，最大限度提高透氣性，如海綿的材質。

（6）安全性原則，所有設計成品部分不能含對人體有傷害的材質。選用流暢的線條和圓滑的設計防止因產(chǎn)品棱角導致的二次傷害。

五、總結

現(xiàn)今在醫(yī)學的研究進程中未形成完整的、全程的設計介入。課題以早期中風偏癱患者為人群，家用環(huán)境作為出發(fā)點，提出通過設計的介入使早期軟癱期肌張力不足的患者可以進行正確的長期的良肢擺放。中風康復設計的趨勢應通過整合正規(guī)科學的康復訓練，引入一些可實現(xiàn)的技術，輔以醫(yī)療的介入。提高相關產(chǎn)品設計數(shù)量的同時，提升用戶體驗價值、降低其制造成本，讓設計更好的介入醫(yī)學治療，廉價的具有康復功能的產(chǎn)品可以被更多的中國消費者使用。