面向用戶體驗(yàn)的康復(fù)輪椅分析及設(shè)計(jì)*

徐曉莉，林銀洪，孫仁熠，李雯芳，聶敏儀

（廣東技術(shù)師范大學(xué)，廣州 510665）

0 引言

國(guó)家“十四五”規(guī)劃和2035 年遠(yuǎn)景目標(biāo)綱要明確指出“促進(jìn)康復(fù)服務(wù)市場(chǎng)化發(fā)展，提高康復(fù)輔助器具適配率”[1]。康復(fù)治療是指促使損傷、疾病、發(fā)育缺陷等因素造成的身心功能障礙或殘疾恢復(fù)正常或接近正常的治療方式。隨著人們生活水平的提高，人們對(duì)生活安康及改善自己身體狀況的意識(shí)逐漸增強(qiáng)，醫(yī)療健康的理念也日漸深入人心[2]。康復(fù)醫(yī)療行業(yè)的終端受益者主要涵蓋老年人、慢性疾病患者、殘疾人、術(shù)后功能障礙者等群體，康復(fù)需求巨大[3]。康復(fù)醫(yī)療設(shè)備指在康復(fù)醫(yī)療中用于康復(fù)評(píng)定、訓(xùn)練與治療、有效改善或恢復(fù)患者功能的醫(yī)療設(shè)備，是康復(fù)器械的主要組成部分，也是各級(jí)康復(fù)醫(yī)療機(jī)構(gòu)開(kāi)展診療活動(dòng)的必備條件[4]。

下肢損傷術(shù)后的康復(fù)是護(hù)理和康復(fù)工作的重點(diǎn)，康復(fù)治療對(duì)于下肢損傷者和殘疾患者尤為重要[5]。康復(fù)輪椅不僅是行動(dòng)不便人群的代步工具，更重要的是給家屬照顧病員帶來(lái)便利。近幾年，不少學(xué)者通過(guò)智能模塊助力輪椅的研發(fā)，開(kāi)發(fā)了自平衡式新型智能輪椅、智能移動(dòng)輪椅、智能避障輪椅、新型自動(dòng)化上下臺(tái)階輪椅等產(chǎn)品[6-10]。還有部分學(xué)者從人機(jī)工學(xué)或感性工學(xué)的角度出發(fā)，通過(guò)結(jié)構(gòu)優(yōu)化提高輪椅的人機(jī)適配性，或?qū)ΜF(xiàn)有設(shè)備進(jìn)行功能以及外觀的改進(jìn)[11-14]。

現(xiàn)有研究關(guān)注的重點(diǎn)主要集中于功能輪椅的智能化設(shè)計(jì)，而對(duì)于康復(fù)輪椅的舒適性和情感化的研究較少，本文研究以此為切入點(diǎn)。用戶體驗(yàn)是用戶在使用產(chǎn)品時(shí)形成的純主觀心理感受[15]，在體驗(yàn)經(jīng)濟(jì)和科學(xué)技術(shù)快速發(fā)展的大背景下，患者對(duì)康復(fù)產(chǎn)品的需求不僅僅停留在功能上，他們期望醫(yī)療康復(fù)產(chǎn)品在滿足實(shí)用性的同時(shí)，亦能為其帶來(lái)舒適的體驗(yàn)，將用戶體驗(yàn)要素融入到康復(fù)輪椅的設(shè)計(jì)中是大勢(shì)所趨[16]。為此，本文以下肢行為障礙醫(yī)療產(chǎn)品——康復(fù)輪椅的設(shè)計(jì)為對(duì)象，以用戶體驗(yàn)和需求為依據(jù)，從用戶行為中挖掘設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，以用戶評(píng)價(jià)為方案篩選標(biāo)準(zhǔn)，根據(jù)用戶體驗(yàn)反饋來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果。

1 產(chǎn)品現(xiàn)狀

據(jù)《2022 年中國(guó)輪椅行業(yè)分析報(bào)告》，從2011 年初至2020 年底，我國(guó)輪椅產(chǎn)量呈逐年增長(zhǎng)態(tài)勢(shì)。以電動(dòng)輪椅為例，2020年產(chǎn)量為192.1萬(wàn)臺(tái)，同比增長(zhǎng)11.1%。據(jù)統(tǒng)計(jì)，國(guó)內(nèi)市場(chǎng)上的康復(fù)輪椅品牌有近兩百個(gè)，產(chǎn)品型號(hào)上千種。輪椅的基本結(jié)構(gòu)包括：輪椅架、輪、制動(dòng)裝置、坐墊和靠背，基本類(lèi)型分為手動(dòng)輪椅和電動(dòng)輪椅，如圖1所示。對(duì)比發(fā)現(xiàn)，電動(dòng)輪椅與手動(dòng)輪椅相比成本高很多，并且電動(dòng)輪椅的用戶群體以殘疾和失能人群為主。

圖1 康復(fù)輪椅的基本類(lèi)型

檢索“輪椅”得到的專利結(jié)果顯示，國(guó)內(nèi)輪椅相關(guān)知識(shí)產(chǎn)權(quán)的數(shù)量呈逐年遞增趨勢(shì)。針對(duì)近二十年獲得專利數(shù)量最多的前三家企業(yè)，統(tǒng)計(jì)輪椅相關(guān)專利的結(jié)果如下：外觀專利104 個(gè)，實(shí)用新型專利220 個(gè)，發(fā)明專利83 個(gè)。提煉專利樣本的關(guān)鍵詞，獲得高頻詞匯分別為：功能、電動(dòng)、折疊、結(jié)構(gòu)、可調(diào)、醫(yī)療、手動(dòng)、康復(fù)、家用、裝置、按摩、殘疾、訓(xùn)練、護(hù)理、支撐、緊急、傳動(dòng)、拆裝、升降、輔助。由此可見(jiàn)功能和結(jié)構(gòu)是輪椅設(shè)計(jì)的重點(diǎn)。

2 用戶研究

康復(fù)輪椅的用戶群體有兩類(lèi)，一是老年人，二是下肢損傷患者。大多數(shù)老年人都有行動(dòng)不便的問(wèn)題，而我國(guó)即將面臨人口老齡化，隨著用戶基數(shù)的增加，輪椅、拐杖等助行器械的需求量也將隨之增加。此外，跌傷是世界各地意外或非故意傷害死亡的第二大原因，尤其是老年人，跌傷容易導(dǎo)致癱瘓或者死亡。研究表明，20世紀(jì)90年代起，轎車(chē)開(kāi)始普及，隨之導(dǎo)致的交通事故一直呈上漲趨勢(shì)。據(jù)統(tǒng)計(jì)，在交通事故導(dǎo)致的傷害中，最常見(jiàn)的是骨折，而下肢骨折在交通意外中占50%[17]。骨折康復(fù)過(guò)程如圖2所示。

圖2 下肢損傷患者康復(fù)過(guò)程

下肢運(yùn)動(dòng)功能存在障礙時(shí)，由于無(wú)法進(jìn)行正常活動(dòng)，癱瘓側(cè)肌肉會(huì)開(kāi)始逐漸萎縮，嚴(yán)重時(shí)會(huì)導(dǎo)致骨質(zhì)流失，甚至影響患者心肺功能等問(wèn)題[18]。與此同時(shí)，患者生理功能的失調(diào)會(huì)直接導(dǎo)致其心理問(wèn)題的產(chǎn)生，因此體驗(yàn)要素不容忽視，開(kāi)展用戶研究十分必要[19]。在傷后1～2 周內(nèi)的康復(fù)前期，用戶需要住院治療或者居家靜養(yǎng)，此時(shí)需要借助康復(fù)工具進(jìn)行訓(xùn)練或位置轉(zhuǎn)移，在此階段康復(fù)部位不能承重。在康復(fù)中期，無(wú)論中醫(yī)還是西醫(yī)都提倡早做康復(fù)。早期下地負(fù)重階段需要循序漸進(jìn)，采用助行工具輔助，負(fù)重應(yīng)逐漸加深，從5 kg 起逐漸增加到整個(gè)體重。最后，經(jīng)過(guò)負(fù)重訓(xùn)練以及小腿肌肉的訓(xùn)練之后，可以逐漸嘗試正常行走，等到骨痂足夠結(jié)實(shí)即可脫離助行工具。

用戶體驗(yàn)設(shè)計(jì)最基本的原則是滿足用戶的需求，包括心理需求、情感需求、功能需求、生理需求、安全需求、感官需求等[20-21]。本文采集了34 位處于康復(fù)階段用戶的行為過(guò)程和分析結(jié)果，研究其對(duì)產(chǎn)品的功能需求和情感需求，找到設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)點(diǎn)，結(jié)果如表1所示。

表1 通過(guò)用戶研究獲得的設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)點(diǎn)

3 方案設(shè)計(jì)

3.1 功能設(shè)定

康復(fù)輪椅關(guān)乎用戶的生命安全，因此其穩(wěn)定性、安全性、可靠性要有最基本的保障。通常輪椅的壽命為3～10 a，而普通下肢損傷康復(fù)時(shí)間不超過(guò)1 a。通過(guò)拓展其功能，便捷其收納能夠有效解決康復(fù)輪椅“使用周期短，閑置時(shí)間長(zhǎng)”的問(wèn)題，提高產(chǎn)品利用率，避免資源浪費(fèi)。

本文以用戶體驗(yàn)為目標(biāo)，設(shè)計(jì)以用戶為中心。從用戶的康復(fù)過(guò)程來(lái)看，輪椅、助行器、拐杖都是必不可少的器具。因此，考慮兼具助行器和拐杖功能的康復(fù)輪椅，以延長(zhǎng)其生命周期。

此外，考慮到老年人跌倒及下肢損傷患者康復(fù)過(guò)程中的二次受傷概率高，受傷后往往缺少運(yùn)輸器械，導(dǎo)致治療時(shí)間不及時(shí)。因此考慮在不增加部件的同時(shí)，增加擔(dān)架功能。以提高救援效率以及爭(zhēng)取治療時(shí)間。擔(dān)架功能對(duì)老年人和其他下肢損傷患者具有實(shí)際意義。

因此，本文對(duì)康輪椅的功能設(shè)定為輪椅+助行器+擔(dān)架，如圖3所示。

圖3 康復(fù)輪椅的功能設(shè)定

3.2 形態(tài)推敲

按照用戶使用輪椅產(chǎn)品的操作步驟對(duì)用戶行為進(jìn)行切片分析，分析的內(nèi)容包括交互動(dòng)作、身體狀態(tài)、潛在問(wèn)題及設(shè)計(jì)需求。

表2 用戶行為切片

通過(guò)對(duì)用戶行為過(guò)程的分析，可以判斷康復(fù)輪椅的形態(tài)應(yīng)該具備輕質(zhì)輕量、簡(jiǎn)易簡(jiǎn)便的特征。

3.3 方案展示

以上述研究結(jié)果為指導(dǎo)，得出兩種方案。

方案一如圖4 所示，重點(diǎn)突出多功能，底座下方安裝電動(dòng)裝置，以電力驅(qū)動(dòng)。輪椅坐墊和靠背之間有可調(diào)節(jié)按鈕，能將靠背放平，用戶可坐可躺。扶手與支架融為一體形成可伸縮手杖，手杖與腳踏管相連，可單獨(dú)使用，延長(zhǎng)產(chǎn)品在用戶康復(fù)過(guò)程中的服務(wù)周期。

圖4 方案一手繪效果

圖5 方案二手繪效果

方案二如圖5 所示，以輕量化為特色，在解決多功能的同時(shí)解決收納問(wèn)題。靠背和坐墊都可以拆卸，并可以通過(guò)轉(zhuǎn)軸折疊。該輪椅以手動(dòng)為主，結(jié)構(gòu)簡(jiǎn)單，主要滿足用戶移動(dòng)和支撐的需求，增加舒適性。

4 方案篩選

將每個(gè)設(shè)計(jì)點(diǎn)與產(chǎn)品設(shè)計(jì)要素對(duì)應(yīng)，即可獲得基于用戶體驗(yàn)的下肢行為障礙患者康復(fù)輪椅的評(píng)價(jià)指標(biāo)。結(jié)合34 位真實(shí)用戶的意見(jiàn)，最終將形態(tài)是否多變、功能是否多樣、結(jié)構(gòu)是否簡(jiǎn)單、體積是否小巧、重量是否輕便、感官是否舒適、操作是否簡(jiǎn)易作為評(píng)價(jià)設(shè)計(jì)方案優(yōu)良的依據(jù)。

用戶評(píng)價(jià)能有效檢驗(yàn)設(shè)計(jì)人員在方案設(shè)計(jì)環(huán)節(jié)對(duì)用戶需求轉(zhuǎn)化的效率。為了確定不同指標(biāo)的權(quán)重，邀請(qǐng)了康復(fù)患者對(duì)各指標(biāo)進(jìn)行投票，參與調(diào)研的用戶根據(jù)自己的實(shí)際需求勾選。本文采用層次分析法，按照五級(jí)分法，將用戶感受分為非常喜歡、喜歡、比較喜歡、一般、不喜歡。將非常喜歡賦值為3，喜歡賦值為2，比較喜歡賦值為1，一般賦值為0，不喜歡賦值為-1，最終根據(jù)每個(gè)指標(biāo)的得票數(shù)計(jì)算出不同指標(biāo)對(duì)于用戶的重要程度，即權(quán)重，如表3所示。

表3 確定各評(píng)價(jià)指標(biāo)的權(quán)重

為了對(duì)方案一和方案二進(jìn)行篩選，建立用戶樣本：總樣本數(shù)量為80，年齡分布介于14～70歲之間，男女比例為7：4，其中專家用戶10人，有經(jīng)驗(yàn)的用戶34人，沒(méi)有經(jīng)驗(yàn)的用戶36人。以李克特（Likert）五級(jí)量表作為衡量用戶對(duì)產(chǎn)品的形態(tài)、功能、結(jié)構(gòu)、體積、重量、感官、操作等指標(biāo)的滿意程度，分為很不滿意（V1）、不太滿意（V2）、一般（V3）、比較滿意（V4）、非常滿意（V5），共5級(jí)態(tài)度，并將其依次賦值為1、2、3、4、5，讓80個(gè)樣本用戶分別對(duì)方案一和方案二進(jìn)行投票打分，結(jié)果如表4所示。

表4 用戶對(duì)兩個(gè)方案的評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)

通過(guò)計(jì)算可得，方案一的最終成績(jī)X1和方案二的最終成績(jī)X2分別為：

可見(jiàn)，總體而言，方案二比方案一更有優(yōu)勢(shì)，因此選擇方案二繼續(xù)深化完善。

5 方案完善

方案二既能滿足患者康復(fù)早期對(duì)輪椅的需求，也能滿足患者康復(fù)中期對(duì)助行器的需求，在緊急情況下可以充當(dāng)臨時(shí)擔(dān)架，提高產(chǎn)品使用率。同時(shí)，靠背調(diào)節(jié)功能，可以提高用戶的靠背舒適度。

評(píng)價(jià)數(shù)據(jù)顯示該方案雖然滿足多模態(tài)、輕量化和情感化的評(píng)價(jià)指標(biāo)，但在結(jié)構(gòu)以及體驗(yàn)方面還有提升的空間，因此需要完善其結(jié)構(gòu)和外觀造型中的形狀、尺寸、配色、材質(zhì)等細(xì)節(jié)。其推敲過(guò)程如圖5所示。

圖5 康復(fù)輪椅方案推敲過(guò)程

最終方案如圖6所示。其中，背部材質(zhì)采用滌綸化纖，透氣性好，結(jié)實(shí)耐磨吸濕排汗航空碳纖維主軸，增加承重和穩(wěn)定性的同時(shí)簡(jiǎn)化結(jié)構(gòu)。手輪圈位置通過(guò)用質(zhì)地柔軟的材質(zhì)，減少手部壓力的同時(shí)增加摩擦。坐墊為針織透氣網(wǎng)布包裹的記憶海綿，中間增加防滑硅膠，在提高舒適度的同時(shí)保證用戶安全，保證柔軟度和回彈度，提升用戶體驗(yàn)。

圖6 康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)方案最終效果

6 結(jié)果分析

在結(jié)構(gòu)上，采用前置萬(wàn)向輪，轉(zhuǎn)向更方便，漸消式剎車(chē)，增加輪椅的安全性和平穩(wěn)性。旋轉(zhuǎn)的腳踩和可拆卸座位都是為助行器狀態(tài)所設(shè)計(jì)的，靠背支撐軸可旋轉(zhuǎn)，用來(lái)實(shí)現(xiàn)用戶平躺的需求和狀態(tài)，可做擔(dān)架或躺椅，如圖7所示。

圖7 康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)方案不同功能和狀態(tài)示意圖

尺寸是影響用戶體驗(yàn)最直接和最重要的要素，通過(guò)數(shù)據(jù)分析確定了康復(fù)輪椅的幾個(gè)基本尺寸：輪椅的大輪子直徑630 mm，輪椅前端作為助行器的握把高度為800 mm、寬度為25 mm，座位的寬度為520 mm，靠墊的高度為650 mm，座位的深度為480 mm，座位的高度為500 mm，如圖8所示。

在色彩上，運(yùn)用“彩+白”配色突顯活力，緩和康復(fù)患者的自卑心理和壓抑情緒。針對(duì)不同年齡、性別的用戶群體以及其使用場(chǎng)景的變化，提供橙白、藍(lán)白、綠白、黑白等多種選擇，滿足用戶情感需求，如圖9所示。經(jīng)過(guò)測(cè)試，該結(jié)果在各項(xiàng)指標(biāo)中的得分與完善前相比都有明顯提高。

圖8 康復(fù)輪椅方案設(shè)計(jì)尺寸圖

圖9 康復(fù)輪椅設(shè)計(jì)方案配色圖

7 結(jié)束語(yǔ)

康復(fù)醫(yī)療設(shè)備對(duì)于需要康復(fù)訓(xùn)練的人群來(lái)說(shuō)意義重大，而其設(shè)計(jì)嚴(yán)重影響康復(fù)效率。康復(fù)醫(yī)療產(chǎn)品設(shè)計(jì)往往會(huì)因?yàn)槿狈φJ(rèn)知體驗(yàn)、醫(yī)學(xué)知識(shí)、共情心理等情況，對(duì)設(shè)計(jì)創(chuàng)意進(jìn)行主觀臆斷，導(dǎo)致設(shè)計(jì)方案不具有可用性或者可行性。本文密切關(guān)注用戶體驗(yàn)，以用戶需求為依據(jù)，從用戶行為中挖掘設(shè)計(jì)機(jī)會(huì)，將用戶評(píng)價(jià)作為方案篩選的標(biāo)準(zhǔn)，最終依靠用戶的體驗(yàn)來(lái)檢驗(yàn)設(shè)計(jì)成果的好壞。研究以下肢行為障礙醫(yī)療設(shè)備——康復(fù)輪椅的設(shè)計(jì)實(shí)踐為例，通過(guò)研究分析將多模態(tài)、輕量化和情感化確定為設(shè)計(jì)目標(biāo)和評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)，最終檢驗(yàn)了用戶體驗(yàn)理論和方法的有效性。