便携式健康监测仪的人性化设计 毕业论文.doc

毕 业 设 计（论 文） 便携式健康监测仪的人性化设计 教 学 系： 人文与艺术系 指导教师： 专业班级： 工业设计 1073 学生姓名： 二零一一年六月 学号 30612007317 郑 重 声 明 本人郑重声明：所呈交的论文是本人在导师的指导下独立进行研究所取得 的研究成果。除了文中特别加以标注引用的内容外，本论文不包括任何其他个 人或集体已经发表或撰写的成果作品。本人完全意识到本声明的法律后果由本 人承担。 本人签名： 日期： 目 录 摘 要 .1 1 绪论 3 1.1 研究背景 3 1.2 国内外相关研究现状综述 3 1.2.1 国外相关研究现状及应用 3 1.2.2 国内相关研究现状及应用 6 1.3 研究意义 7 2.1 以人为本的设计思想 8 2.2 创意来源 9 3.1 研究内容 .10 3.2 相关技术要求 .10 3.3 设计的整体构想 .11 4.1 设计定位 .12 4.2 整体设计分析 .12 4.2.1 功能分析 .13 4.2.2 色彩分析 .13 4.2.3 心理分析 .14 4.2.4“人机”分析 15 5 设计实践 .17 5.1.1 方案 117 5.1.2 方案 2 .17 5.1.3 方案 318 5.2.1 设计建模 .19 结 语 .23 参考文献 .24 附 录 .25 致 谢 .28 1 摘 要 随着社会的发展和我国老龄化进程的加速，人们对自身的健康状况越来越关注，其健 康理念已经逐渐从单纯“治疗疾病”向“预防疾病、改善和促进健康”转变，人们迫切需 要及时了解自身的身体状况，预防疾病，并及时得到救助。人性化便携式健康监测仪能随 时随地地监测人体的多种主要生理指标。在指标出现异常时发出警报，将监测信息传送至 医院或监护者，并且造型、色彩符合中老年人的心理需求。人性化方面还表现在可与医生 及时沟通以及提醒吃药，提供营养膳食、健康提示、药典提示等功能上。对提高人们的生 活质量，延长寿命，建立以预防为主的医疗体系具有十分重要的意义。 本文首先阐述了健康监测仪的研究背景国内外研究现状，根据以人为本的设计思想， 在整体分析的基础上，提出了便携式健康检测仪的人性化设计理念，总结出了健康监测仪 的研究背景和方向。以便携式健康检测仪的人性化设计为切入点，在设计过程中对人性化 设计定位、功能、造型、人机工程、材料、色彩、心理等进行详细的分析和研究，通过设 计实践，总结出了如何使以人为本贯穿于设计中，发挥设计的真正意义。完成了“便携式 健康检测仪的人性化设计”论文、建模、效果图和模型制作。 关键词：便携式健康监测仪；人性化设计；医疗仪器 2 abstract our aging world now became the fastest, aging populations are the urgent important to social problems. with chinas aging process has been accelerating, old people health problems caused social common concern. old people in our society has been weakening for old people health problems, the research is an important subject of current social circles. todays taking portable health detector as the breakthrough point, to humanized portable health detector can anywhere at any time monitoring human many main physiological indexes. in the index, abnormal alarms when sent to hospital will monitor information or keeper. to improve the quality of peoples lives, prolong life and establish prevention health system has the extremely vital significance. this paper first expounded health monitor research background research status from domestic and abroad, according to the human-oriented design idea, based on the analysis of the whole, and puts forward the portable health detector ideas of homization design health monitor, and summarizes the research background and direction. in the design process of humanized design positioning, function, modelling, man-machine engineering, materials, colour, mentality, carried on the detailed analysis of the analysis and research, through the design practice, this paper summarizes how to make people-oriented throughout design, play the real meaning of design. completed “portable health detector of humanized design“ papers, modeling and rendering and model manufacture. key words: portable health monitoring ；humanized design ；medical instrument 3 1 绪论 1.1 研究背景 医疗健康监测仪在国外被较早的推广及应用，起源于 20 世纪 30 年代未期。随着我国 经济和医疗卫生事业的快速发展，人们对自身的健康状况越来越关注，其健康理念已经逐 渐从单纯“预防疾病”向“改善和促进健康”转变即由“早发现、早诊断、早治疗” 的二级预防向“利用各种健康促进手段来改善健康状况”的一级预防转变。与此相适应， 智能化健康监护仪器作为健康管理和促进的重要手段已经成为一个新兴的应用领域和重要 市场，每个人都可以通过一定的健康促进手段来对个人进行“健康管理” 。 我国成为当今世界上老龄化增长速度最快的国家之一，人口老龄化是本世纪亟待解决 的重要要社会问题。随着我国老龄化进程的不断加速，老年人健康问题引起了社会的普通 关注。老年人在我国社会群体中一直处于弱势，对老年人的健康问题的研究是当前社会各 界的重要课题。 中国老龄科研中心最新的一项调查表明，老年人中患慢性病的比例已达到 69.2%。影 响老人健康的主要生活方式三种疾病依次是：高血压、高脂血症、冠心病，其次是骨关节 疾病、糖尿病等。进一步分析发现，近三分之二老人同时患有两种以上的慢性病。慢性病 已成为影响老年人群健康的主要疾病，并严重影响者老年人的生活和生命质量。慢病通常 是指那些长期的、不能自愈的、也几乎不能被治愈的疾病，如高血压、糖尿病、肥胖、高 血脂、冠心病、脑卒中等。老年人是慢性病的高发年龄，除了衰老本身的因素之外，与不 健康生活方式的多年积累有密切关系。只要有良好的生活习惯，带病生活也能长寿。对大 多数带病生存者来说都能享有正常人的生活，慢病慢治，才能既科学又经济有效地真正 “治愈”疾病，不花冤枉钱。 随着生物医学技术、遥感技术、通信技术、微电子计算机技术、医学高新技术的发展 和人们生活水平的提高，新的监护方式与技术，诸如各类遥测与远程监护关注于工作状况、 运动状况、休息及睡眠下的人体信息的检测技术等，正悄悄进入到人类的日常生活中。实 现生命信息的全方位监测、监护方式的系统化与网络化是监护的代表性发展方向。越来越 多的病患者，以及老年人希望接受这种医疗方式，因此拓宽了监测和监护的应用范围。所 以用于人体生理信息监测和监护及控制的各种监护仪器应运而生。 1.2 国内外相关研究现状综述 1.2.1 国外相关研究现状及应用 全球老龄人口和慢性病人的数量的增加和医疗保健从业人员的相对缺乏将大大促进监 护仪产业的发展。而最好的监护系统应该能让患者更快地离开医院和减少花销。庞大的老 龄人群及他们罹患的慢性疾病是导致远程病人监护仪市场增长的主要原因。因此，可以远 程监护患者、处理数据，在发生状况时可向医疗工作者及时发出警报的远程病人监护系统， 将大有用武之地。日前，一项市场调查报告称，随着远程病人监护仪质量的提高和益处的 凸显，其对用户的吸引力正在不断增加。以欧洲为例，2007 年欧洲远程病人监护仪市场是 4 1.75 亿美元，2014 年将上升到 4 亿美元。老龄化是市场增长主因目前，全球老龄化所带 来的医疗问题不容忽视。欧盟委员会的研究报告称，随着欧洲人口出生率的下降，2050 年 欧洲人口总数与 1995 年相比，可能减少 13%22%，即从 7.28 亿减至 5.64 亿6.32 亿。 人口出生率低导致社会老龄化现象严重。该委员会称，到 2050 年，全欧洲 65 岁以上的 老人所占比例可能上升到 25%33%，较 2000 年翻一番。老年人慢性非传染性疾病（哮喘、 心脏病、高血压、糖尿病、慢性肾功能衰竭等）患病率高，甚至约一半的老人患有两种以 上的慢性疾病。一些疾病具有很强的突发性或需要长期监护生命体征，如 80%的心脏病患 者是在无先兆的情况下发作的。因此，具备可移动性、简便易用、可轻松地进行数据传输 的远程心脏监护系统，在救治心脏病发作患者中就有得天独厚的优势。可以预见，随着远 程病人监护技术和仪器性能的不断提升， 然而对与便携式健康监测仪也有各种不同的说法，报销制度是限制性因素但是，欧洲 各国医疗保险政策的限制，将削弱远程病人监护设备市场潜力的进一步发挥。此外，病人 隐私也是影响这一市场的不利因素。有相关分析师对于监护仪产业来说，目前欧洲各国不 对病人使用远程监护仪的费用给予报销是最大的挑战。在使用远程病人监护系统后，医疗 机构如果不能获得任何经济上的收益，这种远程病人监护仪的引进只会被他们理解为增加 了员工的工作量。此外，将病人医疗信息接入互联网也可能遭受攻击。但是，这位分析师 认为，尽管报销和隐私保护等问题是远程病人监护仪市场的主要障碍，但它们并非不可逾 越。 国外的医疗监护仪一般有监测心电、脑电、血压、呼吸、脉搏、血流量、体温、血氧 饱和度、ph、葡萄糖、胆固醇、激素和蛋白质等参数的功能。现在的监护装置一般需要配 置中央监护器，与床边监护仪连接起来，将报警事件记录下来，可帮医护人员确定病人的 信息。可以采用公用电话交换网络，能实现生理参数的远程诊断和监护。另外还有计算机 网络、有线电视网、卫星通讯、地面移动通信网络可供使用。计算机系统在监护室中已获 得了越来越广泛的应用，监护室的计算机管理虽能显著提高其工作效率和工作有序化程度， 并且已成为重要的发展趋势，但价格相对昂贵。国外的医疗体系与中国国情不同，西方国 家的医疗一般以社区为主，由社区医生进行身体检查后，如有较大问题送入综合性医院， 综合性的监测仪器一般也集中于医院。一方面由于专业大型的医院性监护仪的成本过高， 对病人来说经济承受能力有限，另一方面很多病人是非传染的慢性病人，住院监测显得十 分不适合。所以，便携式的健康监测仪便应运而生，便携式的佩戴在身上的各种健康监护 仪的设计就显得十分重要了。 以下是我调研外国的几个便携式的监测仪， 国外的最新设计有德国工业设计师 olga epikhina 想出了这套名为 healthpals 的 概念产品： 5 图 1.2.1 德国概念产品 靠人体自身能量供电的可穿戴式健康监测仪。健康监测由一个配有传感器的手镯和一 枚戒指、温度、湿度等测量动脉血氧饱和度血液压力传感器、白领式心电图的传感器、用 于心脏监测、加速器和呼吸的传感器、配有传感器信号监测的脑电图耳机、以及一个心电 图传感器进行更精确的心电数据采集组成。 诺基亚的概念性健康监测仪的是一款将手机与监测仪相结合的设计，此手机就可探测 到人体各参数，利用无线电将信号发送到医院。 国外的便携式健康检测仪已有多年的设计及实践经验，很多大型公司都退出各式各样 的便携式健康检测系统。它们的造型追求创新、简洁，而不失美感；色彩追求丰富、变化 之美；并且添加了很多特色功能；但在造型上不太符合中国中老年的人的心理特点和生理 特点。 图 1.2.3 诺基亚健康监测仪 图 1.2.4 诺基亚健康监测仪 图 1.2.6 诺基亚健康监测仪图 1.2.5 诺基亚健康监测仪 图 1.2.2 德国概念产品 6 1.2.2 国内相关研究现状及应用 据统计我国的人口已到达 13 亿，国务院新闻办公室 12 日发表了中国老龄事业的发 展白皮书，从中国老龄事业国家机制、养老保障体系、老年医疗保健等多个方面对老龄 事业发展作了介绍和说明，同时指出，中国将积极采取更加有效的战略措施，努力推动老 龄事业与经济社会协调发展，促进老年人共享经济社会发展成果。白皮书说，二十世纪末， 中国 60 岁以上老年人口占总人口的比例超过 10。按照国际通行标准，中国人口年龄结 构已开始进入老龄化阶段。进入新世纪后，中国人口老龄化速度加快。2005 年底，中国 60 岁以上老年人口近 1.44 亿，占总人口的比例达 11。 由全国老龄办发布的我国城市居家养老服务研究报告显示，目前全国城市老年人 空巢家庭(包括独居)的比例已经达到 49.7%，与 2000 年相比提高了 7.7 个百分点。对地级 以上大中城市的调查显示，老年人的空巢家庭（包括独居）比例更高，已经达到 56.1%， 其中独居老年人占 12.1%；仅与配偶同住的占 44%。随着经济社会发展，人们生活观念，住 房条件的改善，以及独生子女的父母开始进入老年期，空巢现象将更加普遍，空巢期也将 明显延长。与发达国家独居与夫妇空巢户高达 70%80%的比例相比，我国老年人空巢比例 持续增加的趋势将是不可逆转的。 随着我国的老龄化加剧，老年人中的慢性病人的逐年增加，慢性病的特征是一般身体 处于较健康状态，如果住院监测成本过于高昂，也有碍于人们的正常生活活动，对病情无 太大帮助。因此从大型的监护仪已经向小型、迷你型或便携式的监护仪迈进。由于 70 年代 遥感技术的起步，70 年代中期的冠心病监护室得到了很大的发展。综合性的监护仪产生于 80 年代，进入到 90 年代后，各种监护仪应运而生，但水平参差不齐。21 世纪后，各种小 型、便携式的健康监测仪越来越受到中国中老年人群慢性病患者的青睐。近年来国内也引 进了大量的国外先进的便携式监护仪，生产出了一些高质量的多功能医用参数便携式监护 仪。到目前为止也有些产品的性能可以与国外的产品相抗衡，但就总体而言，仪器在综合 参数的检测、总体技术以及功能上，以及工业设计方面与发达国家都有着一定的差距。国 内已有一些成型的家用呼吸、脉搏、以及血糖浓度等便携式监测仪，但目前使用便捷、实 用、符合人机工程学、较为廉价、美观的便携式家庭监测仪的发展尚处在初步发展阶段。 随着科学技术以及人们生活水平的不断提高，符合人机工程学、功能、使用环境、 材料、心理感受度等设计越来越受到人们的重视，功能较完备、方便、实用、较为廉价的 便携式家庭监测仪具有广泛的市场前景，我国的便携式家庭健康监测仪正从无到有，从低 水平向高水平转变。相信随着经济的发展，互联网技术的广泛应用，尤其是宽带、低宽带 进入医院、社区、家庭，不久的将来，远程医学将发挥自身的优势，为医院和患者提供更 加方便的服务。可穿戴远程医疗技术穿戴式技术是近年来出现的一种新应用，在医学领域 可以广泛应用于临床监控、家庭保健、睡眠分析、应急救护、航空航天、特殊人群监护、 心理评价、体育训练等方面。顾名思义，所谓穿戴式在医学领域的应用是将体征信号检测 系统“穿”在或者“戴”在身上，即将生理信息检测技术和人们日常穿戴的衣物，饰品相 融合。研究者将集成医学传感器的设备做成戒指、手表、衣物等形状，使佩带者或者穿戴 者感到方便舒适的同时，能起到检测自身的体征参数，及时了解自己的健康状况。 7 以下是国内现有的有远程医疗产品 图 7 国家第一台手持心电监测仪 图 8 虽然目前国内已有为数不少的小型健康检测仪，但戴在身上的便携式健康监测仪比较 少，一般市场上出售的为手持或放在家中不能方便携带的产品。造型较为单一，缺乏情感 化的设计。以黑白灰颜色搭配为主，色彩较为单调、朴素。 1.3 研究意义 老年人慢性非传染性疾病（哮喘、 心脏病、高血压、糖尿病、慢性肾功 竭等）患病率高，甚至约一半的老人患有两种以上的慢性疾病。一些疾病具有很强的突发 性或需要长期监护生命体征，如 80%的心脏病患者是在无先兆的情况下发作的。因此，具 备可移动性、简便易用、可轻松地进行数据传输的远程心脏监护系统，在救治心脏病发作 患者中就有得天独厚的优势。可以预见，随着远程病人监护技术和仪器性能的不断提升， 能够适应老年人的生活需要，可减少患者住院时间和医疗成本的远程监护系统将大受欢迎。 研究便携式健康监测仪的意义是为了使病人和监护者、医生，老年人和子女、邻居之 间建立随时随地的联系,当身体状况出现异常时及时报警，以及医患之间对病情的探知和诊 断，也可进行一些远程沟通和辅助治疗。在进行监护的同时，免去了病人时时刻刻跑医院 的麻烦。随着我国老年龄化进程的加速，以及慢性的心脏病、高血压、哮喘等病人病人日 图 1.2.7 血压监测仪 图 1.2.8 多功能监测仪 图 1.2.9 健康检测仪 图 1.2.10 中国第一个便携式心电监测仪 8 益增多。目前更多的是关心他们发病时的治疗，而忽略了他们前期预防发病问题。 近几年来，可穿戴技术和远程医疗逐渐成为科研人员研究的热点。可穿戴远程医疗能 够为病人提供低负荷、非接触、长期连续的生理检测，在新一代医疗监护模式下被认为是 最有效和最实际可行的监护手段。可穿戴远程健康监控系统将会成为预防和协助治疗的比 较方便的设备。本文研究是结合监测心脑血管、高血压、血氧饱和度的指数而设计的，可 穿戴技术实现心跳的长时间监控，在有突发异常情况时进行信号远程传输和报警。高血脂、 高血糖、高血压、肥胖、吸烟、运动少、饮食结构不合理等，是引起心血管病发病率和死 亡率快速攀升的主要原因。且心血管病也会引发其他肝脏方面的疾病，心血管病的突发性 比较高，生活中得时时刻刻注意，稍有不慎就会引发相关并发症。本课题是结合可穿戴技 术和远程医疗，从预防的角度设计的一款穿戴式远程健康监控手表。一般的可穿戴远程医 疗系统是由可穿戴衣物、手持终端和远程服务中心三部分组成的，本文章主要是针对健康 监测仪的手持终端进行的设计。 本文的构想是，由于中国老龄化的不断增长，能够适应老年人的生活需要，可减少患 者去医院治疗和监测的各种麻烦过程。本设计的是一种让中老年人及慢性病人不用每天急 着去医院体检，慢性病患者不用排很长的队就为了挂个号，也不用为了一些小病而大费周 折的往医院跑，更不用因为生活中没有注意到的保健常识或医疗常识而患上病的这样一种 理念的健康监测仪。以预防为主的治疗甚至比治急病更重要，更要值得人们注意。提供营 养膳食、生活常识、健康提示、药典提示等等。以便对不同的病人采取不同的医护服务， 以便做到让中老年、慢性病人提早预防罹患各种疾病。 2 健康监测仪的人性化设计理论 2.1 以人为本的设计思想 人性化实际上是在以人为本的思想下派生的一种设计理念，表现为一种注重人性需求 的设计。人性化设计本身是一种思想，而不是一种设计方法。同样，一件产品的设计人性 化程度如何，首先取决于是否确立了“以人为本”的设计理念，缺乏人性关怀的设计或许 功能上是强大的，但始终没有人情味，而不被人们内心所认可。 人性化设计即对任何一个产品都应从人的生理和心理需求来考虑。人性化设计原理就 是把人的理性要求和感性要求融入到产品造型设计中去，使产品的功能与形态、结构和外 观、材料和工艺等诸多因素充分满足人的要求，达到产品与人的完美协调。 以人为本的思想现在已经得到了社会的广泛共识，人性化设计也成为艺术设计的一个 重要理念，不过要将其付诸于艺术实践，最基本、也是最核心的一点，就是要对人有个科 学的认识和把握，并将其转化为设计要素，进而生产出真正符合人的特质的富有魅力的产 品。 人与技术的关系向来是大家关注的话题。过去，人们往往站在技术（产品）的立场去 看待与处理这种关系，见物不见人。当工程技术人员设计一件产品时，他首先想到的是产 品的功能，而不是用户。他们忽视了人的心理与感情，以及他们所起的作用。事实上，人 本应该是被关注的焦点。随着科技进步，人的地位不断的显现出来，人们开始把等多的注 9 意力转移到人类自身上，提出“以人为本的口号。以人为本包括人生理上的舒适度，也包 括心理上的认可度、信任度，以及情感度。 “以机器为本”的设计思想产生了以人为本的设计思想。它在 19 世纪的典型代表是艺 术与手工艺运动，以包豪斯和乌尔姆设计学院为代表的现代设计思想，以意大利为代表的 新现代设计思想。1950 年皮亚杰提出认知发展心理学，并认为人的行为世纪是非理性的； 直觉能力有限，认知能力有限，受情绪影响。此后设计思想是依赖人本哲学和人道主义思 想，它面向大众需要进行设计，讲求实用、经济、质量、物美价廉、适应人的心情。 生理上的舒适度的追求，是设计者在设计时不可缺少的一部分。由身体上的感官舒适 让人产生心里上的愉悦，再由内心中的愉悦和认可度发展到生理上的舒适。这便是一个良 性循环。两者缺一不可。事实上情绪是与认知不可分离、不可缺少的一部分。我们所做的 每件事，所想的每件事都影响着情绪，反过来我们的情绪也会改变我们的思维方式，它作 为我们适当的永久的导向，引导着我们趋好避坏，使人们对一些物品会有极其强烈、积极 的，依恋和快乐的情绪。设计的监护仪的对象是慢性病人和独居老年人，因此本设计要对 技术和功能上加以重视外，还要强调使用者的各种心理及生理的感受，将功能与人的感受 紧密相连。 如今在信息化的时代里，人与人之间的沟通显得是那么的方便，提倡以人为本，不单 是靠一台仪器，一个产品就能完成，我的研究和设计理念是让中老年人和慢性病患者，足 不出户就能享受更贴心、更便捷、更安全的医疗服务。中老年人不用经常急着去医院体检， 慢性病患者不用排很长的对就为了挂个号，也不用为了一些小病而大费周折的往医院跑， 更不用因为生活中没有注意到的保健常识或医疗常识而患上病。以预防为主的治疗甚至比 治急病更重要，更要值得人们注意。除了设计健康监测仪的贴心服务，给病人提供营养膳 食、生活常识、健康提示、药典提示等等，以便对不同的病人采取不同的医护服务，以便 做到让中老年、慢性病人提早预防。而且，如果有必要成立一个专业的中间医疗服务站点， 发挥专业的医护知识，根据病情的不同提供一些专业的医学知识，预防信息等。这种理念 并不仅仅让一个单独的产品产生以人为本的价值，而且是一种真正以人人为本的贴心服务 理念。 2.2 创意来源 创意是由想象、灵感、分析、洞察而产生的结果，创意的来源是通过对一种符号、物 品、生物的想象、分析和抽象。 用红十字作为健康检测仪的创意来源，红十字标志是国际人道主义保护标志，是武装 力量医疗机构的特定标志，是红十字会的专用标志。红十字体现着当今世界的人道与同情。 红十字也是医疗、健康的象征，将其用以代表健康、康复的概念及象征，这个象征符号能 让使用者或购买者们立即联想到救助和健康。所以我用红十字的符号来作为监测仪造型上 的来源，以及内圈的 led 灯的外形。 待机状态的中国结的创意来源于中国的文化传统中，中老年人们普遍喜爱传统的东西， 中国结的取意如其他中国艺术般多利用形态、谐音而取其意。以此类推又延出了“长寿安 10 康” 、 “财物丰盛” 、 “团圆美满” 、 “幸福吉祥” 、 “喜庆欢乐”等祈福的内涵，被作为民间祝 祷的符号，成为世代相传的吉祥饰物。中国结中还有一类被认为是通神灵的法物，可达到 驱邪避灾、镇凶纳吉、却阴护阳等功效，在民间得以广泛的应用，并形成一定的传承机制。 它以其独特的东方神韵、丰富多彩的变化，充分体现了中国人民的智慧和深厚的文化底蕴。 以中国结作为平安、吉祥的象征。 由此我将此中国结的创意与产品功能相结合，这是现代文化与传统文化相结合的产 物，更符合中国人的审美及心理感受。 “结”字也是一个表示力量、和谐， 充满情感的字 眼， “结”给人都是一种团圆、亲密、温馨的美感“结”与“吉 ”谐 音， “吉” 有着丰富多彩的 内容，福、禄、寿、喜、财、安、康无一不属于吉的范畴。 “吉” 就是人类永恒的追求主题， 国结这种具有生命力的民间技艺也就自然作为中国传统文化的精髓，兴盛长远规划，流传 至今。于是把中国结作为功能之一设计在监测仪中，作为检测仪的屏保或待机状态，以显 示使用者目前平安、吉祥的生理状态。 3 设计的主要研究内容 3.1 研究内容 根据以人为本的设计思想，以便携式健康检测仪的人性化设计为切入点，研究设计定 位、研究分析如何通过造型、功能、色彩、材料、工艺等手段进行构思和设计，满足人们 的生理需求和心理需求。研究如何使以人为本贯穿于设计中，发挥设计的真正意义。 本设计是一款可穿戴的便携式生理参数检测模块，包括心电、脉搏、呼吸、血压、体 温等生理参数，它具有无线通信功能。本监护仪利用各监测贴片采用 zigbee 技术采集的各 人体生理信息，通过蓝牙技术与手机、电脑等进行无线传输。实现病人和监护者、医生， 老年人与子女、邻居之间的身体情况信息的采集，出现异常时及时报警，以及医患之间对 病情的探知和诊断，也可进行一些远程沟通和辅助治疗。在进行监护的同时，免去了病人 时时刻刻跑医院的麻烦。 我设计的是家用便携式健康监测仪，属于医疗器械，主要的使用环境是在家中或户外。 针对的主要人群是：慢性病患者和老年人。是有老人或有病患者的家庭中必备的物品。它 可监测使用者的心电、脉搏、体温等多项人体健康指标，通过传感器将采集到的各种人体 生理参数传输到健康监测仪，再由健康监测仪传送至医院或监护者，发生危险或有异常信 号时及时通过监护仪自身的报警器自动报警。健康监护仪的材料是抗冲击性、耐热性、耐 低温性、绝缘的 abs 塑料板，可穿戴在手腕、脖颈处，便于监测，有着便捷、小巧、便于 操作、美观实用等特点，造型同时与身体也具有相当的切合度，无论是小到按键的制作大 到整体造型都具有高度符合人机工程学的特点，以至于颜色搭配都是以温馨的色彩为主， 以便让人们在使用时感到非常便捷、亲切，在心理上让他对本产品产生亲昵和温馨，从心 理层面上对病情也更加有帮助；而并不是让人感觉到冷漠、抗拒。所以本产品在具有现代 化的功能基础上，更加注重外部的造型、材料、颜色搭配等，使其更加符合以人为本的要 求，更加符合使用者的购买需求。 11 3.2 相关技术要求 本文所提出的穿戴式监护系统可以针对人们生活节奏特征以及社区、家庭监护的需要， 将现代化的无线和网络技术引入健康设备产业中，给一些有需要的慢性疾病患者、高危人 群、以及独居老人和小孩提供实时的不间断的生命体征信号监测。 相关技术有进行无线传输的 zigbee 技术，传感器的应用，以及 gps 功能。 本监测仪是对 zigbee 在生理监测贴片上进行使用，zigbee 联盟成立于 2001 年 8 月。 2002 年下半年，英国 invensys 公司、日本三菱电气公司、美国摩托罗拉公司以及荷兰飞 利浦半导体公司四大巨头共同宣布。到目前为止，除了 invensys、三菱电子、摩托罗拉和 飞利浦等国际知名的大公司外，该联盟大约已有 20 多家成员企业，并在迅速发展壮大。 zigbee 技术的主要特点包括以下几个部分: 1.安全: zigbee 比手机的辐射小得多，相对蓝牙来说，zigbee 设备通常会自动进入睡 眠，影响也会小于蓝牙设备。 2.数据传输速率低。3.功耗低:在低耗电待机模式下，两节 普通。5 号干电池可使用 6 个月到 2 年，免去了充电或者频繁更换电池的麻烦。这是 zigbee 引以为豪的独特优势。4.成本低。5.能简单地覆盖广阔围.6.有效覆盖范围 1075 米之间，足够覆盖普通的家庭或办公室环境。 蓝牙是用于目前基于个人手机和电脑没有其他的无线传输装置而设定的短距离传输，便于 此监测仪处理的人体生理参数进行分析后的信息与手机和电脑进行传输。其优点是 1.辐射 小，由于我们将蓝牙装置放在监测仪中，而非靠近身体的要害部位的贴片，所以对人体的 伤害更加小。2.使用方便。3.应用范围广泛，能与市场上任意的电脑手机的蓝牙系统进行 传输。 无线传输免去了人们在监测时不用带着一堆传输线的麻烦，而能准确的监测人体生理 信息。 传感器是一种物理装置或生物器官，能够探测、感受外界的信号、物理条件（如光、 热、湿度）或化学组成（如烟雾） ，并将探知的信息传递给其他装置或器官。人们为了从外 界获取信息，必须借助于感觉器官。而单靠人们自身的感觉器官，在研究自然现象和规律 以及生产活动中它们的功能就远远不够了。为适应这种情况，就需要传感器。因此可以说， 传感器是人类五官的延长，又称之为电五官。 gps 功能必须具备 gps 终端、传输网络和监控平台三个要素，这三个要素缺一不可。 通过这三个要素，可以提供车辆防盗、反劫、行驶路线监控及呼叫指挥等功能。 1跟踪定位 2轨迹回放 3报警（报告）5短信通知功能。 12 3.3 设计的整体构想 图 3.3.1 使用过程 由监测身体各部位的传感器采集到的数据通过无线传输技术 zigbee 传到便携式健康监 测仪进行初步分析和存储，再将数据传输到医院，进行诊断分析。 本设计是基于对人体生理监测仪的外部造型设计包括对其材质、颜色，其创新点、特 点，与用户的身体接触进行人机分析，它与环境的关系，以及其市场分析、产品分析，设 计定位等做一个详细的说明。 4 设计定位及需求分析 4.1 设计定位 1.随着老龄化和独居老人的增多，各种慢性病患者也居高不下的趋势，本监护仪主要 是给老年人和有慢性疾病的患者使用。 2.是给一款多功能的便携式的健康监测仪。有基本的监测血压，心电，体温等，在危 险时进行自动报警，也可手动报警。可与医生及时沟通以及提醒吃药，提供营养膳食、生 活常识、健康提示、药典提示等等功能。可以戴在手上也可挂在胸前。在造型上大方，简 约，有中国元素的设计，符合老年人的心理感受等。 3.本设计是在家中或外出时的必备监测仪，睡觉时也可佩戴在身上或放在旁边及时报 警给家人、医生。 4.在进入老年化社会的同时，我们应该更加关注老年人和病人的身体健康和心理上的 快乐，注重预防疾病的发生。本产品使得使用者生活的更放心、安全、快乐。 5.使用者可以在家中的任何时间使用，也能在睡觉时带着它，如有反应会自动报警， 也可在户外时使用方便观看自己的各项身体指标。 6.它是一款多功能监控仪，但使用起来却非常方便，挂在脖子上或带在手上，打开开 关进行操作查看，红色的边框是一圈显示灯，在有危险时发出声音和信号灯进行告知自己 的危险处境。最后是一键式紧急按钮，危险时自动报警，也可自己报警告知医生或家人有 危险，以及及时自我观看生理参数信息，提示吃药，提供营养膳食、生活常识、健康提示、 药典提示等等。 7.由于其性能和人性化的设计，主要是面向中端人群，它的售价在前期的推广阶段相 对较高，而后期的批量生产可以大大减少售价。 13 4.2 整体设计分析 a.监测功能时时刻刻为病人监测 b. 报警功能当危险信号发出时，及时自动报警。 当自己感觉身体异常，而机器未能发现异常时，可使用一键报警按钮。 c. 挂方便携带，小巧美观。 d. 带方便携带，小巧美观。 e. 为用户贴心服务及时提醒每天定时服用药物，根据身体状况不同提供营养膳食、 生活常识、健康提示、药典提示等等 根据不同病情或年龄段等提供营养膳食的搭配与制作 中老年人的记忆力减退，当不知丢哪去时，可用手机进行 gprs 进行寻找 f.数据传输至医生与医生沟通、诊断用户对医生可进行健康交流 医生对用户可进行治疗或及时提醒 g.产品与使用者的身体需求轻便、小巧、方便携带 与皮肤接触材质不宜硬、凉使用塑料或皮质，不可使用金属 用户多为中老年病人手脚不灵活不宜用过于复杂的操作，比如翻转使用等复杂 操作，操作越简单越好 h.使用者的心理需求中老年人需要安静、心情愉快色彩搭配需用绿色等中性色或 橙色等暖色使人心情愉悦保持，不宜使用过于沉闷、死气的等深暗色 医疗用品在人的心理上要使人感觉干净、清洁使用白色较好 4.2.1 功能分析 有基本的监测血压，心电，体温等，在危险时进行自动报警，在仪器无明显异常，但 身体有所不适时，也可利用 gps 手动一键报警给家人和医院及时救护。将数据实时的存储 于监测仪中，利用 gps 向医生或家人进行监测数据远距离传输和人体定位，一方面可与医 生及时沟通和分析身体状况，另一方面在发生危险时及时找到患者所在的准确位置，救护 患者。在以人为本的贴心提示上，提醒吃药、营养膳食、生活常识、健康提示、药典提示 等功能。可以戴在手上也可挂在胸前。通过传感器将采集到的各种人体生理参数传输到健 康监测仪，使用者可以在家中的任何时间观看自己的生理参数，也能在睡觉时带着它，如 有反应会自动报警，它是一款多功能监控仪，但使用起来却非常方便，挂在脖子上或带在 手上，打开开关，进行操作和查看，边框是有一圈 led 显示灯，在有危险时发出红色的信 号灯进行告知自己的危险处境，而正常状态下，led 灯则显示绿色或浅橙色。在危险时自 动报警，也可自己报警告知医生或家人有危险，是当危险信号发出时，仪器及时自动报警。 当自己感觉身体异常，而机器未能发现异常时，可使用一键报警按钮。 4.2.2 色彩分析 随着我国老年龄化进程的加速，以及慢性的心脏病、高血压、哮喘等病人病人日益增 多。目前更多的是关心他们发病时的治疗，而忽略了他们前期预防发病问题。我们应该更 14 多的关注他们看似健康时的体征。 老年人的心理活动的主要表现以下几个方面： （1）感觉减退：45 岁后视觉开始出现老化，随后听力、嗅觉、味觉、痛觉、触觉等出 现不同程度的降低。 （2）情绪改变：在老年人群中，情绪改变差异很大。 （3）老年人性格的改变：一般认为进入老年后有些人对自体机能过于关注，对外界环 境有一定的淡漠表现，缺乏兴趣，生活单调，不易适应新事物。 （4）老年人行为改变：老年人由于大脑皮层的控制减弱，行为有些改变，如多疑、依 赖、容易激动等俗称老小孩行为改变。 （5）老年人因其生活背景和性格的因素，色彩的倾向应是庄重、沉稳、高雅、平和、 为主。 因老年人和病人的心理状况及其喜好，不适宜纯度过高的冷色调或暖色调，以中性调 为主。但因个人的个性及喜好不同，以及男女的喜好也有所区别，所设计的系列产品将有 2 款不同的配色。并其都通过添加恰当元素、装饰纹样以及色彩搭配，为原本冷漠单调的 设计添加人性化的元素。根据特有的中国文化，中国人将中国结等视为吉祥、喜庆的象征。 加入中国结的元素，以增加中国传统的文化底蕴，使其更具中国传统的感觉，以符合中国 中老年人的喜好，同时彩色的中国结图案也不失时尚感。运用丝印技术将抽象的中国结图 案做在产品表面。显得吉祥、传统，也不失时尚。大红色的 led 边灯警报作为提示灯，使 其更具有人性化。 第一款，用白色为主色调，中纯度的绿色为按键的色调，绿色使人感觉清新、希望、 平静，设计中的在身体状况良好时出现绿色中国结图案，绿色的丝印中国结图案更是与绿 色的按键相呼应，使产品更具美观性、整体性。中性的色彩偏向于男士使用。 第二款，白色为主色调，以中纯度的橙色为按键的色调，此色为暖色调，橙色的中国 结配以与其相同的色调，使病人见之倍感温馨、亲切、欢喜，是女士喜爱之选择。 监护仪在待机状态下，显示中国结造型的红色图案，表明用户的身体情况为健康状态。 病人看到红色的中国结时会倍感温馨和吉祥。这样设计使得用户在使用的时候增加其内心 中对它的喜爱和亲近感，而且给病人一种心理暗示， “我是平安的，是没问题的” ，从心理 上产生积极的影响。 4.2.3 心理分析 （1）信任性的产品需求 信任性包括安全性，以及对产品的信赖感，信任意味着一个人可以依赖一个值得信任 的系统得知准确的信息准确的完成各项操作。我们不仅应该考虑监护仪的造型美，而且要 更加注重功能的细节表达。在显眼的地方，我设计出了一个紧急报警按钮，如果病人感觉 到有所不适，而仪器未能检出出异常，那么使用者可以自行报警，以更加保证使用者的安 全，从而增加安全性系数。另一方面，在使用者未能及时发现自身问题，而存在着比方说 心电脏等某种小范围的异常时，它便可提醒使用者吃药或采取与医生主动联系等提醒，当 病情严重时，它是自动报警的，在心理上感觉是双重保险的。从这点上就充分显示出了其 15 人性化设计的理念。 红十字体现着当今世界的人道与同情。红十字也是医疗、健康的象征，将其用以代表 健康、康复的概念及象征，这个象征符号能让使用者或购买者们立即联想到救助和健康。 （2）情感性的产品需求 从英国工艺美术运动到包豪斯的“为大众”而设计，再到现代的“以人为本”的设计， 都是为人的设计，都是对如何使艺术与技术相结合，功能与人结合的探索，既然是以人为 本的思想，那么就不得不提人们对所涉及产品的喜爱性，人们对所拥有的物品的喜爱源于 对它的情感。所以很多设计大师所设计的产品不是功能的产物，而是以人为本情感的寄托。 这样就不得不考虑设计的地域区别、文化性区别、性别区别、性格区别以及年龄区别等。 在设计当中，用户对产品的喜爱程度也体现在此，使得人们对它的认同和喜爱将产品赋予 生命力，甚至人们会因为对产品的独特心理情感，而忽略一些不足。由此，将人性化，情 感化的设计思想融入产品的设计，使人成为整个设计的主体，这才是我们需要达到的目的。 综上所述，用户喜爱性的设计影响因素表现在以下几个方面： 1. 用红十字作为健康检测仪造型的创意来源。红十字也是医疗、健康的象征，将其 用以代表健康、康复的概念及象征，这个象征符号能让使用者或购买者们立即联 想到健康。 2. 对其颜色的情感：方案 1 颜色是绿色，可使人感觉清新、希望、平静；方案 1 颜 色是橙色，使人感觉温馨、亲切、欢喜。 3. 对其功能贴心的情感：可方便携带；便于随时随地的监测，即使是睡着的情况下 及时跟医生和监护者报警系统；感觉异常但仪器未检测出情况时的一键报警；与 医生之间的沟通，以及贴心提醒； 4. 对其品质的情感：有机玻璃的材质，可使人身体不感觉冰冷，摔在地上也不容易 摔碎，即使破碎也不会整块破碎伤及使用者。 5. 对其装饰的情感：用以中国结对其加以装饰，是时尚与传统文化相结合，深受中 老年人的喜爱。 6. 将中国结的创意与产品功能相结合，表示力量、和谐，团圆、亲密、温馨的美感。 于是把中国结作为功能之一设计在监测仪中，作为检测仪的屏保或待机状态，以显示使用 者目前平安的理状态。 4.2.4“人机”分析 细腕周长 13cm 14cm 15 cm 中腕周长 16 cm 17 cm 大腕周长 18 cm 19 cm 20 cm 图 4.2.1 手腕尺寸 根据便携式仪器主要以方便、精而小巧作为优势进行设计。整体大小主要以符合人体 的某些部位的尺寸，以及技术支持的前提下，制作的最小化、轻便化为设计点。例如根据 不同人体的手腕周长来确定检测仪的大小，以及腕带的长短、固定位置设计。一般人体手 腕的宽度为 5-8cm 左右，我将监测仪与手腕接触的宽度设计为 6cm，所以戴在手腕上适宜 16 在其之间。在触摸按键时，由于触觉对突出的面比对凹进去或平面较敏感，我将按键区域 突起，以便使用者使用一键报警时，不因其触摸的失误而耽误报警。 舒适度分析：手腕处的腕带，是需要长期佩戴的，如果设计的材料是塑料或金属长期 佩戴，会对皮肤有一定程度的伤害，而且佩戴起来会不舒服。我将腕带和垫子的外部材料 都设计成布料，不仅透气、吸汗而且便于清洗。在腕带的上部，设计了一块内部由记忆棉 材质的贴合人们手腕，并随着不同人的腕形而产生不同形状改变的垫子，也便于准确测出 人体的血压和脉搏。 使用的舒适度也是一个设计中必须要考虑的一方面因素，将中方向键中间的确定键， 设计成突出一些的圆角较大的按钮，因为外弧面的按钮，操作使手指的触感清晰、舒适。 4.2.5 材料分析 产品设计离不开工业材料，就像裁缝不能没有布料。塑料是当今仍至未来产品的主要 材料。塑料具有品类多样性、应用广泛性，塑料被人类利用的历史虽只有 100 年左右，但 其应用成长的速度十分惊人，由它衍生出来的上千种特质复合材料使我们的产品丰富多彩， 也给予产品设计师们极大的设计空间。 在材料的使用方面，大面积的用了 abs 工程塑料和亚克力（俗称有机玻璃） ，以及记忆 枕芯的材质。 将产品主体采用 abs 工程塑料，abs 树脂是丙烯腈（acrylonitrile） 、1,3-丁二烯 （butadiene） 、苯乙烯（styrene）三种单体的接枝共聚物。其外观为浅象牙色，不透明， 有很好的着色性，能制成各种彩色高光度泽效果产品，并且无毒无味、不透水、略透蒸汽、 吸水率低、不易燃烧，是一种缓慢燃烧材料。有较好的抗蠕变性能和耐磨性，有良好的电 气绝缘性。由于具有良好的综合性能，在制造工业广泛地得到应用。在机械工业方面来制 造齿轮、轴承、把手、管道、机器外壳等。在电气工业方面主要利用其具有良好的电绝缘 性能，可做电讯器材和电动器等方面的造型材料。如用 abs 塑料制造各种嗲话机、听柄、 指孔盘、手持话筒、手柄等，还可做机壳配件及电话扩声器等。由于 abs 塑料具有耐冷冻 剂的腐蚀性能，并且无毒、无味，而且耐低温，所以非常适合于制造冷冻机、冷冻汽车、 电冰箱、冷藏库上的许多部件和制品，还可制作电风扇、电吹风、仪表、计算机、汽车外 壳等。在航空工业方面，abs 塑料按用途分为通用级、耐热级、透明级、电镀级等。通用 级用于制造各种零件、机器外壳、计算机、电视机、电话、玩具等。 abs 的特点有：工作压力高、抗冲击性好、本产品化学性能稳定、无毒、无味，完全 符合制药、食品等行业的卫生安全要求。使用温度范围大:其使用的温度范围为- 2o+70。使用寿命长:本产品在室内一般可用 50 年之久，无明显腐蚀。重量轻，节省