傳染病病員隔離轉(zhuǎn)移用擔(dān)架的設(shè)計需求研究

應(yīng)小凡 郭和睿 李鋒

關(guān)鍵詞：隔離艙 醫(yī)用擔(dān)架 傳染性疾病 產(chǎn)品設(shè)計 KANO模型

引言

2019年底，新型冠狀病毒肺炎疫情席卷全球?！靶鹿诜窝住弊鳛橐环N傳染病，其主要傳播途徑是呼吸道飛沫傳播和接觸傳播：患者噴嚏、咳嗽、說話的飛沫或是呼出的氣體被他人吸入都可能導(dǎo)致感染；患者飛沫沉積在物品表面，他人手接觸后若未消毒后觸碰到口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，也可能導(dǎo)致感染。因此，在疫情防控過程中，除積極研發(fā)疫苗外，減少因傳染導(dǎo)致的患病也是防控的重點，而聚焦于設(shè)計領(lǐng)域則體現(xiàn)為怎樣的設(shè)計可以減少因傳染導(dǎo)致的患病。

一、現(xiàn)有傳染病員轉(zhuǎn)移載具的特點

有醫(yī)學(xué)數(shù)據(jù)表明處于感染期或潛伏期的患者會導(dǎo)致大量病原微生物向外界環(huán)境傳播，容易對周圍人群造成感染。因此，當(dāng)前對疑似感染新冠病毒的人員或已確診新冠病毒的患者進(jìn)行運轉(zhuǎn)移至送救治點的過程中，務(wù)必要做好嚴(yán)格有效的隔離措施，保證運輸環(huán)境和醫(yī)務(wù)人員的安全，避免病毒繼續(xù)擴(kuò)散，擴(kuò)大感染范圍?；谶@樣的現(xiàn)實背景，適用于傳染病員轉(zhuǎn)移載具的研發(fā)有其必要性。

對于運輸環(huán)境下的工作人員而言，物理隔離的效果更為直接有效。擔(dān)架作為急救基礎(chǔ)設(shè)備，具有簡單方便等顯著優(yōu)勢，在當(dāng)前背景下加入負(fù)壓隔離的功能后將使其應(yīng)用范圍更加廣泛，因此越來越受到重視。筆者與團(tuán)隊基于這樣的判斷，開展關(guān)于隔離轉(zhuǎn)移用擔(dān)架設(shè)計的研究，并希望在后續(xù)進(jìn)一步的研究中完成滿足需求的隔離擔(dān)架設(shè)計。

二、隔離轉(zhuǎn)運的優(yōu)勢及已有的設(shè)計實踐

（一）隔離轉(zhuǎn)運的常用方式

“隔離”是應(yīng)對突發(fā)疫情最原始、最古老的方式。即把病患與他人隔開，避免疾病傳播擴(kuò)散。在疫情背景下，具有隔離作用的轉(zhuǎn)運裝備是轉(zhuǎn)移傳染病病人極其重要的工具，其中負(fù)壓隔離轉(zhuǎn)運是全球目前使用率最高的方式。

負(fù)壓隔離轉(zhuǎn)運裝備可分為自穿戴式和載具式兩大類。以新型冠狀病毒疫情為例，在此疫情中，載具式負(fù)壓隔離裝備在傳染病病員的轉(zhuǎn)運過程中發(fā)揮了很大的作用，可以幫助病員可以在中短距離內(nèi)快速轉(zhuǎn)運。

（二）隔離轉(zhuǎn)運的設(shè)計實踐

我國自2003年的SARS疫情防控期間緊急研發(fā)出負(fù)壓隔離擔(dān)架以來，一直在進(jìn)行隔離轉(zhuǎn)運裝備方面的設(shè)計與研究，并不斷對相關(guān)產(chǎn)品進(jìn)行迭代與改進(jìn)。

2014年非洲埃博拉病毒大范圍傳播，在這樣的背景下，我國胡名璽等學(xué)者又研發(fā)出如圖1所示的更加新型的負(fù)壓隔離艙。該隔離艙能很好地固定在船、車、飛機(jī)上，方便長時間轉(zhuǎn)運。

其他國家在隔離轉(zhuǎn)運設(shè)備研究方面也產(chǎn)生諸多成果，例如美國Ferno 公司研發(fā)出如圖2所示的Iso艙式負(fù)壓隔離艙和以色列 Beit-El公司研發(fā)出如圖3所示的IsoArk N36-2 型便攜式負(fù)壓隔離艙[2]，這些隔離設(shè)備都為傳染病隔離運輸過程提供了極大的幫助。

三、傳染病病員的隔離需求分析

在進(jìn)行隔離擔(dān)架設(shè)計前，筆者與團(tuán)隊首先對各種傳染病的特性和傳播方式進(jìn)行研究。我們采用了文獻(xiàn)查找和實地調(diào)研的方式進(jìn)行前期研究，對傳染病的傳播流程和傳播方式有清晰認(rèn)知。

傳染病分為很多類，包括呼吸道傳染病、消化道傳染病及接觸性傳染病[3]，我國人口眾多，社會人員流動性強(qiáng)，導(dǎo)致傳染病的傳播速度快，影響范圍廣[4]，因此要格外重視傳染病患者運輸過程的安全防護(hù)問題，降低運輸過程中微生物或病毒向外擴(kuò)散傳播。

傳染病的隔離方法主要分為呼吸道隔離、消化道隔離和接觸性隔離三種[5]。此外，諸如針對新型冠狀病毒肺炎等病種的隔離屬于嚴(yán)密隔離，因為該病毒不僅通過飛沫和呼吸傳播，還可通過接觸傳播，且潛伏期長、傳染性強(qiáng)，因此需要嚴(yán)加防范。對于傳染性很強(qiáng)的其他傳染病，例如霍亂、鼠疫等，也采用嚴(yán)密隔離的隔離方式[6]。

筆者與團(tuán)隊在浙江省人民醫(yī)院進(jìn)行實地調(diào)研后發(fā)現(xiàn)，當(dāng)前多數(shù)急救隔離擔(dān)架種類非常單一，功能也不夠完善。以當(dāng)前現(xiàn)實背景為例，在運送疑似新冠肺炎患者時，醫(yī)務(wù)人員多采用穿防護(hù)服、戴口罩的方式進(jìn)行自我防護(hù)，同時也為患者穿上防護(hù)服戴上口罩以達(dá)到對其進(jìn)行隔離的目的。但筆者與團(tuán)隊認(rèn)為僅憑口罩和隔離服進(jìn)行常壓隔離是存在較大風(fēng)險的，因為普通口罩難以與面部達(dá)到良好的密合度，當(dāng)患者呼氣尤其是噴嚏時會有較大的氣溶膠泄漏風(fēng)險。

目前，針對烈性傳染病員最有效的隔離轉(zhuǎn)運方式是負(fù)壓隔離轉(zhuǎn)運[1]。但運輸傳染病人的情況比較復(fù)雜，不同的場景需要針對性不同的負(fù)壓隔離設(shè)備。有些患者的疾病具有極強(qiáng)的傳染性，需要長時間強(qiáng)效隔離；有些疾病患者畏光，不能長時間在日光下運輸；有些需要甚至不能平躺等，因此隔離設(shè)備還有許多可設(shè)計發(fā)展的空間。

四、傳染病病員轉(zhuǎn)移擔(dān)架的設(shè)需求計探析

（一）明確研究的問題

在新冠肺炎疫情等傳染病的影響下，社會醫(yī)療需求呈現(xiàn)突發(fā)性增長，針對傳染病盛行的場景進(jìn)行擔(dān)架的研究與設(shè)計，有利于在傳染病突發(fā)時進(jìn)行高效有序的救助。

隨著人口的密集流動，救援擔(dān)架，尤其是具有隔離功能的擔(dān)架需求大大增加，隔離擔(dān)架有利于在疫情狀況下進(jìn)行應(yīng)急救援和在移動中阻斷傳染病源，以及及時處置具有傳染性或疑似具有傳染性的病員。

當(dāng)前得到廣泛應(yīng)用的急救擔(dān)架已經(jīng)基本滿足快速轉(zhuǎn)運方面的需求，但在轉(zhuǎn)移特殊病患時仍存在使用弊端。因此現(xiàn)有擔(dān)架在針對隔離傳染病方面的功能還有待進(jìn)一步研發(fā)，病員和醫(yī)務(wù)人員對隔離擔(dān)架的需求是什么，怎樣的隔離擔(dān)架才能更好地服務(wù)于病員，這是筆者團(tuán)隊設(shè)計隔離擔(dān)架過程中需要詳細(xì)考慮的問題。

（二）通過KANO模型進(jìn)行分析以輔助設(shè)計

為了進(jìn)一步了解現(xiàn)有擔(dān)架的具體情況，以便于設(shè)計出更加優(yōu)化的隔離擔(dān)架，筆者與團(tuán)隊分別走訪了浙江省人民醫(yī)院和急救中心，聽取了醫(yī)生和急救指導(dǎo)人員的相關(guān)意見，并在確保安全的情況下采訪傳染病患者以獲取第一手資料。團(tuán)隊通過卡諾模型方法進(jìn)行問卷調(diào)查，對現(xiàn)在的隔離擔(dān)架可改進(jìn)的設(shè)計點進(jìn)行分析和優(yōu)先級排序，為后期產(chǎn)品設(shè)計提供數(shù)據(jù)支持。

Kano模型理論是日本東京理工大學(xué)教授狩野紀(jì)昭（NoriakiKano）提出，用于分析用戶需求度，獲取用戶滿意度與產(chǎn)品質(zhì)量優(yōu)劣的關(guān)系，從而對用戶需求進(jìn)行優(yōu)先排序的一種方法。

用戶需要對產(chǎn)品正向和負(fù)向?qū)傩赃M(jìn)行評分，例如：

正向：隔離擔(dān)架具有運輸快速的功能，你覺得如何？

負(fù)向：隔離擔(dān)架不具有運輸快速的功能，你覺得如何？

評分選項為五個相同選項：我很喜歡、它理應(yīng)如此、無所謂、勉強(qiáng)接受、我不喜歡。將問卷數(shù)據(jù)進(jìn)行整理計算后，通過計算可得出每個屬性的橫縱坐標(biāo)，用于繪制卡諾模型分析象限圖，橫坐標(biāo)為worse的絕對值，縱坐標(biāo)為better的數(shù)值[7]。Better是增加功能后滿意數(shù)值，為正數(shù)，數(shù)值范圍在0～100％之間，數(shù)值越大用戶越滿意。Worse是增加功能后不滿意數(shù)值，為負(fù)數(shù)，數(shù)值范圍在-100％～0之間，數(shù)值越小代表用戶越不滿意。計算方式如下列公式：

增加功能后滿意數(shù)值：Better=（A+O）/（A+O+M+I）

增加功能后不滿意數(shù)值：Worse =－1×（O + M）/（A+O+M+I）

在卡諾模型象限圖中，我們將每個屬性的better值和worse絕對值代入形成散布圖，然后再把散步圖劃分為四個象限。第一象限為魅力屬性，該區(qū)域表明添加的功能屬性會使用戶滿意指數(shù)上升，但不添加相應(yīng)的功能屬性，用戶也無所謂；第二象限是期望屬性，所添加的屬性是用戶所期望的，當(dāng)添加了該功能屬性時，用戶滿意指數(shù)會提升，當(dāng)去除該功能屬性時則降低；第三象限為必備屬性：當(dāng)優(yōu)化此功能屬性，用戶滿意指數(shù)并不會提高，但缺少該功能屬性時，用戶滿意指數(shù)會大幅降低；第四象限為無差異因素：用戶根本不在意是否具有該功能屬性。在后期設(shè)計中功能屬性的優(yōu)先級順序為功能屬性＞期望屬性＞魅力屬性。[8]筆者經(jīng)過討論，篩選出急救擔(dān)架十個屬性進(jìn)行問卷數(shù)據(jù)調(diào)查，分別是：1.具有良好固定性避免二次傷害2.強(qiáng)效隔離效果3.運輸快速4.一物多用，適用于多種場景5.材質(zhì)舒適度高6.急救過程操作使用簡單7.外形給人安慰感（私密性好）8.運輸過程隔絕強(qiáng)光9.可折疊，可進(jìn)入狹小空間10.能有娛樂屬性（減少隔離無聊感）11.靜音效果（隔絕噪音）。

數(shù)據(jù)代入后得到的卡諾模型象限圖中可以看出：

1.用戶認(rèn)為良好固定性避免二次傷害、強(qiáng)效隔離效果、運輸快速這三個功能屬性為必備的硬性需求，失去這些功能的隔離擔(dān)架則會失去本身的意義，因此，這些硬性需求是后期設(shè)計時必須考慮的。

2.其次是期望屬性中的外形給人安慰感（私密性好）、急救過程操作使用簡單一物多用，適用于多種場景、材質(zhì)舒適度高，這些功能屬性在后期設(shè)計中是提高用戶滿意度的重要標(biāo)準(zhǔn)，是購買方選擇擔(dān)架時的重要競爭條件。

3.接著是魅力屬性，包括運輸過程隔絕強(qiáng)光、可折疊，可進(jìn)入狹小空間，魅力屬性能在產(chǎn)品設(shè)計中有效提高競爭力。

4. 最后的無差異屬性是后期設(shè)計時需要規(guī)避的設(shè)計點，可以看出靜音效果和娛樂屬性對于隔離擔(dān)架來說無關(guān)緊要，如圖4。

（三）由KANO模型分析得出的隔離擔(dān)架設(shè)計點

必備屬性是當(dāng)前急救擔(dān)架都具備的功能屬性，因此筆者主要思考優(yōu)化期望屬性和魅力屬性來改進(jìn)隔離擔(dān)架。

1.結(jié)合單向透視膜保證私密性

首先在形態(tài)方面，用戶希望隔離急救單價能給人以安慰感，具有隱私性?，F(xiàn)有的大多數(shù)擔(dān)架為了觀察到病員的實時情況，材料選擇透明軟性塑料，雖然一方面有利于醫(yī)生診斷病情和醫(yī)務(wù)人員照料，但大面積地暴露病員，會使病員產(chǎn)生拘束緊張的不適感。但如果用不透明塑料大面積包裹，病員會失去視野，不利于病員了解自己周圍情況，同樣容易產(chǎn)生焦慮。

筆者查閱市場現(xiàn)有產(chǎn)品，發(fā)現(xiàn)負(fù)壓隔離擔(dān)架市場上應(yīng)用較多的是優(yōu)質(zhì)耐用的透明材料，因此在此基礎(chǔ)上，筆者團(tuán)隊選擇性覆蓋一層環(huán)保型防窺單向透視材料，即病患可在擔(dān)架內(nèi)看到外部環(huán)境，但外界人員只能某些特定角度才能看清內(nèi)部，醫(yī)護(hù)人員可通過頂部的透明窗口部分以及兩側(cè)通道口和病患進(jìn)行投遞食物藥物或設(shè)備操作。防窺原理：采用光學(xué)技術(shù)，利用小孔透視的原理，根據(jù)內(nèi)外環(huán)境的光線差異，有效減少外界對內(nèi)部的干擾，保持內(nèi)部的隱蔽性。

2.使用圓角元素和安撫性的顏色進(jìn)行設(shè)計

造型上，方方正正的隔離空間雖然空間利用率高，相比圓角或其他偏向圓弧的形態(tài)更加生硬，病員在被隔離時內(nèi)心是脆弱無助的，更飽滿的形態(tài)能給予病員更大的安慰感。因此，后期設(shè)計時，筆者團(tuán)隊考慮采用柔軟的弧度曲線支架，更具有包裹感，在形態(tài)設(shè)計上盡可能使用曲線，使得造型偏圓潤溫馨。

同時根據(jù)調(diào)查顏色心理學(xué)，患病時冷色調(diào)會比暖色調(diào)更具有安慰性。例如：藍(lán)色在光譜中屬于冷色調(diào)，是一種療愈和舒緩的光，可以減緩傷害和病痛，也阻擾負(fù)面能量的侵?jǐn)_；而綠色能令人平靜、松弛，可以降低眼壓和安定情緒，使人呼吸變緩，對改善消極情緒有一定的作用；但紅色卻會使得病患更加害怕緊張，產(chǎn)生焦慮情緒。因此，在設(shè)計時主要的色彩搭配上可以選擇合適冷色調(diào)。

3.充氣模式或記憶材料實現(xiàn)快速開合

當(dāng)不需要隔離擔(dān)架時，需要減少空間占用把擔(dān)架收納起來，等到使用時再重組。因此，筆者團(tuán)隊從急救時如何最快開合方向進(jìn)行考慮，設(shè)想采用快速充氣的使用模式，平時不用時放氣折疊收納，節(jié)省空間，當(dāng)進(jìn)行救援時，只要將充氣倉充滿氣體與急救擔(dān)架固定在一起便形成了應(yīng)急隔離擔(dān)架，充氣隔離倉采用快速充氣閥門，數(shù)秒內(nèi)即可充滿氣體，減少組裝步驟簡化操作；亦或者使用記憶材料作為隔離擔(dān)架的支撐，例如鎳鈦合金，具有“超彈性”，筆者設(shè)想可以將支架設(shè)計成螺旋狀，平時可以將其壓縮成最小體積，使用時打開快速彈回原狀，實現(xiàn)快速開合。

4.選擇安全舒適易清潔材質(zhì)

材質(zhì)舒適性方面，筆者團(tuán)隊考慮采用柔軟的記憶性填充物，例如記憶海綿、乳膠等，減少病員被固定隔離時的不適感，包裹的填充物的材料盡可能選擇易清潔的人造皮革或透氣性好的可擦塑料，便于擔(dān)架后續(xù)使用；如果是充氣式的隔離倉需要分析人機(jī)尺寸，調(diào)查出充氣體塊怎么分區(qū)才最合理，且能讓身體更接觸更加舒適，同時氣柱的排布與粗細(xì)可以起到防震作用，讓病員在長期運輸過程中有更好的體驗感，采用充氣式除了在造型上包裹感更強(qiáng)，更重要的是更為輕便，適合快速運輸。

5.普通擔(dān)架、隔離擔(dān)架、病員床相互轉(zhuǎn)換

根據(jù)對K ANO模型分析得出，一物多用的功能屬性也有較多需求，筆者考慮可以采用最節(jié)約成本的方式增加醫(yī)院的隔離擔(dān)架數(shù)量，即實現(xiàn)普通擔(dān)架、隔離擔(dān)架、病員床的相互轉(zhuǎn)化，即通過模塊化設(shè)計，把隔離倉、擔(dān)架、床架在統(tǒng)一適配的數(shù)據(jù)下拆分，成為單獨的模塊，組合和方式有三種：擔(dān)架獨立使用；隔離層和擔(dān)架組合成為隔離擔(dān)架；擔(dān)架和床架組合成為病員床。通過這種模塊化組合方式，能大大降低醫(yī)院對器材的成本輸出。

6.與三段式折疊運輸擔(dān)架結(jié)合

團(tuán)隊認(rèn)為可折疊，能進(jìn)入狹小空間是一個可以考慮的功能。這個功能主要考慮高層住宅的隔離急救，普通急救擔(dān)架無法進(jìn)入住宅電梯，或者在狹窄的轉(zhuǎn)角不能靈活轉(zhuǎn)變方向。筆者團(tuán)隊之前針對此問題已經(jīng)研究設(shè)計出一款可折疊進(jìn)入電梯的急救擔(dān)架，根據(jù)人體尺寸和人機(jī)工程學(xué)在把擔(dān)架分隔成三段，適用于不同病情。因此，在此基礎(chǔ)上筆者團(tuán)隊將改進(jìn)隔離倉結(jié)構(gòu)，使其能夠適配可折疊的急救擔(dān)架，形成可折疊的隔離急救擔(dān)架，方式可以考慮做隔離支架折疊結(jié)構(gòu)或采用可伸縮材料。

最后，根據(jù)筆者團(tuán)隊的調(diào)查，發(fā)現(xiàn)有些特殊患者還提出需要隔絕紫外線的功能。這種情況可以在隔離倉上覆蓋隔絕紫外線的涂料，或者直接采用大面積不透光材料來制作隔離艙。

至于無差異屬性中靜音功能和娛樂功能，數(shù)據(jù)反饋中除去無效數(shù)據(jù)大多數(shù)用戶都表示無所謂，甚至娛樂功能去除后的滿意度更高，采訪部分填表者表示，急救運輸過程并不需要娛樂，所以后續(xù)設(shè)計可以暫且忽略，把設(shè)計重心放到其他屬性中去，如圖5。

（四）從人機(jī)工程學(xué)的角度進(jìn)行設(shè)計可行性分析

在進(jìn)行有關(guān)生理尺度的設(shè)計時，團(tuán)隊查閱資料獲知根據(jù)醫(yī)學(xué)要求，在急救中，人體的體位大部分采用平臥位、仰臥或俯臥，特殊體位包括側(cè)臥或半臥位。團(tuán)隊查閱如表1所示，有關(guān)中國人人體尺寸的統(tǒng)計數(shù)據(jù)，以這些數(shù)據(jù)為依據(jù)進(jìn)行擔(dān)架隔離艙尺寸，收縮容量或折疊位置的設(shè)計，使其滿足大多數(shù)病患的生理尺寸。

在心理尺度方面，根據(jù)采訪和問卷，團(tuán)隊發(fā)現(xiàn)被隔離的患者內(nèi)心都存在不同程度的害怕、孤獨無助等感受。因此，在隔離擔(dān)架的設(shè)計上需要格外考慮患者心理，例如：顏色的選擇、外形的安全感等。筆者團(tuán)隊希望在造型上也能為患者帶來安慰感。

（五）基于使用場景進(jìn)行的分析與討論

筆者與團(tuán)隊經(jīng)過調(diào)研，總結(jié)出以下兩種使用場景：① 在車站等人流密集的公共場所，擔(dān)架應(yīng)作為緊急隔離設(shè)備使用，使患者或疑似患者能夠輕松快速地進(jìn)入擔(dān)架，并迅速將其移動到安全的地方。達(dá)到“封閉”傳染源，及時進(jìn)行有效地將傳染性以及患者與易感人群可以完全沒有隔離的目的。②需要將在流動場所或社區(qū)發(fā)現(xiàn)的感染患者緊急送往醫(yī)療機(jī)構(gòu)或車站、機(jī)場、口岸時，應(yīng)將擔(dān)架作為封閉運輸工具進(jìn)行短途運輸，或搭載救護(hù)車等運輸設(shè)備運送感染患者。

由于遇到不同的急救情況需要不同的隔離方式，我們可以根據(jù)情景的需求在各個類型急救擔(dān)架的基礎(chǔ)上加入隔離功能：如針對高層救援設(shè)計能夠進(jìn)入電梯的可折疊伸縮負(fù)壓隔離擔(dān)架，或針對特殊場景設(shè)計能夠與病床結(jié)合的板式隔離擔(dān)架等。同時，為了照顧患者的心理感受，隔離艙的造型需要偏向溫馨，減少約束感，降低患者的孤寂感以滿足其心理需求。

結(jié)語

作為開展急救的基礎(chǔ)裝備產(chǎn)品，擔(dān)架的設(shè)計尤為重要。在當(dāng)前疫情背景下，社會醫(yī)療需求呈現(xiàn)爆發(fā)性增長，針對該場景進(jìn)行擔(dān)架的研究與設(shè)計，可以在特定場景下，為傳染病患者提供高效救助的同時，有效保護(hù)醫(yī)護(hù)人員安全。此外，適用于不同急救場景的負(fù)壓隔離擔(dān)架，能夠提供更具針對性的救援，是未來擔(dān)架發(fā)展的趨勢。