兒童呼吸康復訓練器設計

唐珊 李玉紅

摘? 要：隨著空氣污染問題越發嚴重，再加上兒童呼吸道生理特點，患有呼吸系統病癥患兒比例逐年上升，對兒童呼吸康復訓練器研發設計愈加重視。文章以兒童呼吸康復訓練器為研究對象，將游戲治療與呼吸訓練器相結合，拼接組合不同模塊創造新的游戲方式，且設立配套APP監測呼吸康復程度。從生理和心理上對兒童進行康復治療，養成良好的呼吸習慣和培養積極的心態。

關鍵詞：工業設計;呼吸訓練;游戲治療

中圖分類號：R473 文獻標志碼：A? ? ? ? ?文章編號：2095-2945（2020）36-0028-03

Abstract： With the increasingly serious air pollution problem， as well as the physiological characteristics of children's respiratory tract， the proportion of children with respiratory diseases is increasing year by year， and more attention is paid to the development and design of children's respiratory rehabilitation training device. In this paper， with children's respiratory rehabilitation training device as the research object， the combination of play therapy and respiratory training device， splicing different modules to create a new way of play， and set up a supporting app to monitor the degree of respiratory rehabilitation. Children should be rehabilitated physiologically and psychologically to form a good habit of breathing and a positive attitude.

Keywords： industrial design; breathing training; play therapy

呼吸被定義為氣體在機體與外界環境之間進行交換作用，呼吸運動是人類維持生命的重要功能[1]。近幾年隨著經濟的高速發展，空氣污染的問題也越發嚴重，患有呼吸衰竭、急性呼吸窘迫綜合征、肺炎、重度哮喘的患兒比例逐年上升[2]。在生理特點上，幼兒胸腔、氣管和支氣管管腔較為狹小，胸部呼吸肌不發達，因而限制了肺的擴張而不能充分地進行氣體交換，小兒的呼吸經常處于較弱的地位。根據我國衛生部的調查數據顯示，僅患這類病癥的兒童就占據了全部患兒的60%[3]。

目前市場上的呼吸康復訓練器大部分結構固定，難以拆卸，主要針對人群為中老年人，產品氣容量較大，不適于兒童胸部擴張范圍，再加上兒童因患病情緒不穩定，容易產生焦躁、自卑、消極的負面情緒，呼吸訓練過程更是枯燥，患兒難以乖乖配合醫護人員進行康復訓練。因此文章將游戲治療與訓練因素相結合，以游戲激發兒童的興趣，幫助改善患兒生理和心理的問題，進行兒童呼吸康復訓練器的設計探討。

1 設計調研

國內外呼吸康復訓練產品發展現狀：

在國外呼吸康復推廣較早，而且呼吸康復被認作是穩定期慢阻肺綜合照護的核心，目前已被美國胸科學會（American Thoracic Society）、歐洲呼吸學（European Respiratory Society）、英國國家衛生與臨床優化研究所（National Institute for Health and Clinical Excellence）、澳大利亞和新西蘭等多家權威專業機構作為強推薦寫入慢阻肺管理指南[4]。美國專利中的呼吸康復訓練器的通氣方式大部分是以吸氣來設計的，相比于呼氣，吸氣方式基本不產生唾液飛沫，較為衛生安全。設計原理是測量氣流速度，患者進行吸氣，訓練器氣腔內產生向上的氣流。1979年美國專利設計的產品三球式呼吸訓練器依然是現在使用最廣泛的呼吸康復訓練器。

國內也進行過呼吸康復訓練器的研究設計，中國醫護學者利用威鼎成人呼吸訓練器對老年人進行呼吸訓練的實驗，研究指明老年人通過使用這款呼吸訓練器能夠有效改善肺功能，降低肺部并發癥的發生率，同時幫助患者樹立信心、積極參與呼吸訓練而早日康復。盡管如此，呼吸康復訓練在國內依舊處于起步階段，目前來說，我國呼吸康復臨床主要應用在慢性呼吸系統疾患，所接觸的人群也大多為老年人。國內呼吸訓練器也大多采用國外訓練器的外觀和設計原理，創新不足，差距異常明顯。此外，由于每個人的體質不同，病因復雜，訓練指導計劃應量身定制，提出有針對性地訓練指導，優化護理程序[5]。

2 用戶需求調研分析

2.1 病癥患兒生理和心理分析

幼兒鼻腔過短，鼻道狹小，感染疾病時鼻腔粘膜脹起，極易堵塞鼻腔，胸腔、氣管狹窄，胸部呼吸肌不發達，感染疾病后肺部不能進行充分擴張，患兒很容易出現呼吸困難或用嘴進行呼吸。呼吸系統疾病具有持續性和復發性的特點，患兒經常或長期出現咳嗽、喘息、流鼻涕等癥狀。現有的呼吸訓練器主要針對人群為老年人，訓練器氣容量不適用于兒童肺部擴張范圍。且需要到指定地點進行呼吸訓練，訓練過程略顯枯燥，患兒因病患情緒不穩定，不能完全配合醫護人員進行訓練。

呼吸系統病癥是一種慢性炎癥，患兒肺部易受到外界影響，看護者害怕疾病反復發作往往會限制患兒社交活動，病癥患兒和正常孩子一起學習活動的機會有所減少，再加上患兒呼吸道感染用藥而出現咳嗽、流鼻涕、打噴嚏等癥狀，極有可能被同齡的兒童嘲笑和孤立。多種因素交叉在一起，久而久之患兒會覺得自己與其他同齡孩子不一樣而產生自卑感以及對社交活動的抵觸感，極大地影響患兒的正常生活。除此以外患兒更加渴望得到他人的保護和幫助，常常夸大病癥或假裝病癥反復發作來引起父母的注意來得到父母更多的愛護，這導致患兒在病情發作時，產生過分依賴、任性、易激惹的情緒。

通過分析病癥患兒的生理和心理發現，現有的呼吸康復訓練器難以滿足病癥患兒的需求，不僅要考慮到呼吸訓練器的適用范圍，方便兒童手持和拆卸，還要考慮到呼吸康復訓練器帶給患兒的心理疏導和治療，增加訓練過程中使用的樂趣，能培養兒童養成緩慢深長的呼吸方式。

2.2 患兒看護者心理行為問題分析

在呼吸系統病癥患兒家中，看護者往往呈現出一種過分保護性角色。一方面對患兒病癥的擔心憂慮，以及病情反復發作、治療療效不甚顯著，經濟壓力較大，看護者心理在很大程度上容易產生焦慮、抑郁情緒。另一方面為了避免劇烈活動和灰塵環境等誘發呼吸道感染發作的因素，限制患兒的社交活動而在家中過分遷就，順從孩子不過分管教，導致孩子產生更多的行為和心理問題。看護者心理行為方式與兒童行為問題互相影響，惡性循環，同樣也對疾病的治療和兒童身心健康成長產生了重要影響。

對于患兒看護者，兒童呼吸康復訓練器應滿足培養患兒情緒管理能力和自信心的要素，減輕看護者的心理負擔，改善患兒呼吸方式和能力，能夠記錄和監測康復程度，并將數據及時反饋到醫院，提高看護者對病情的了解程度。

3 兒童呼吸康復訓練產品設計方案

基于前期市場調研、用戶生理和心理需求調研分析，從游戲治療和訓練因素相結合入手，充分考慮病癥患兒和看護者的生理和心理特點，激發兒童的使用興趣，重在培養患兒形成良好的呼吸方式和提高情緒管理能力的設計需求，并在訓練器外觀、色彩、材質等要素上進行探索和創新。

3.1 游戲治療

游戲治療是以游戲為主要溝通媒介來解決患者心理或行為上的問題，以達到促進其個人人格發展為目的的實踐性助人活動。兒童的語言表達和認知水平較不成熟，對于他們來說，游戲是他們最主要的溝通和活動方式，可以說也算是他們的語言。游戲治療正是符合兒童的心理特點，通過游戲促使患兒在安全、信任的氛圍中表現出真實的自我，通過游戲表達內心感受和情緒，在一定程度上游戲治療能夠幫助開發腦力和動手能力。積極的心理能讓兒童擁有無限的心里力量和勇氣，充分發掘個人潛能[6]。

該產品將模塊玩具和呼吸訓練器相結合，使用呼吸訓練器過程中自由拼接模塊，創造新的游戲方式呈現在屏幕上。模塊組合成不同的玩具外觀能夠讓患兒手持訓練器上下左右移動，在訓練過程中增加游戲體感，激發兒童更大的興趣（如圖1）。患兒咬住咬嘴進行呼氣，屏幕逐漸亮起，停止呼氣，屏幕亮度熄滅。將呼氣動作轉變為游戲玩耍來改變呼氣習慣，在潛移默化中達到最佳的治療效果。游戲治療法將治療因素與游戲相融合，避免和矯治兒童的多種心理障礙和行為異常的問題，有效幫助提高患兒心理應對能力，促使他們能有效應對情緒控制和管理，從而更好地適應環境，促進身心健康全面發展。

圖1 模塊組合

3.2 記錄和檢測

該訓練器屏幕亮度時長隨呼氣時間而變化，訓練器主機內置霍爾傳感器，通過呼氣導向和程序，改變呼氣方式和習慣。訓練器主機采集呼氣時長、氣流強度等信息，對數據分析處理后通過遠程模塊傳輸到手機上，患兒看護者可以查看手機配套的APP來監督患兒訓練強度和康復程度（如圖2）。訓練過程無需醫務人員在旁指導，可自主訓練，無需再到醫院等指定地點訓練，在家就可以進行呼吸訓練，極大地方便患兒，降低看護者的壓力和負擔，數據同步傳輸到醫院，也降低醫務人員現場指導的工作量。

3.3 兒童呼吸康復訓練器的設計呈現

在產品形態上，要在保證呼吸訓練功能的前提下滿足兒童對訓練器的認知，盡量避免呼吸康復產品的冰冷感。訓練器外觀上采取簡單的模塊形體，可自由組合成火箭、滑板、汽車等外形，開發兒童想象力和動手能力。在色彩上，采用紅白兩種顏色，紅色活潑有朝氣，白色純凈簡潔，營造干凈雅致的視覺感受。在材質上，整體采用PP塑料材質，安全衛生，適用于3-6歲兒童。

4 結束語

兒童呼吸康復訓練器是適應實際市場需求的產品，目前市場上的呼吸訓練器主要為老年人設計，產品的氣容量不適合兒童使用范圍，針對兒童這一人群的訓練器較少，但也在逐漸發展和創新中。本設計將呼吸康復訓練器與兒童模塊玩具相結合，以游戲的方式對患兒進行康復訓練，增加呼吸訓練器使用的樂趣，幫助提高患兒心理應對能力，有效應對情緒控制和管理。設立配套APP，兒童看護者通過手機APP可以查看兒童呼吸訓練的強度和康復程度，減輕心理負擔。

參考文獻：

[1]繆文靜，呂智海.肌內效貼提高腦性癱瘓患兒呼吸功能的應用研究[J].中國中西醫結合兒科學，2018，10（03）：207-209.

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[3]鞠俊杰.家庭霧化治療在兒童呼吸系統疾病治療中的臨床效果分析[J].世界最新醫學信息文摘，2018，18（42）：68.

[4]趙紅梅，王辰.急/危重癥早期呼吸康復研究進展[J].華西醫學，2019，34（01）：1-6.

[5]盛琍，王敏，劉春容.胸部手術患者使用呼吸訓練器的健康指導[J].中國實用醫藥，2015，10（35）：248-249.

[6]蔡偉林.基于積極心理學理念的特殊兒童積極心理健康教育模式的構建[J].廣西教育學院學報，2019（06）：208-211.