基于情境模型的居家老人噎食急救產品設計研究

摘要：探索居家老人噎食急救情境中的關鍵因素，建立情境-FAST模型，確立設計策略并完成設計實踐。以工業設計的情境模型和FAST模型為理論依據，劃分出3類噎食急救情境，參考近3年噎食急救產品專利文獻中的問題和需求，運用FAST模型將設計要點轉換為功能描述，最后輸出設計。文章提出多方面的急救指導、簡單實用功能操作、適合家庭環境收納3種設計策略，并設計出了適合居家老人使用的噎食急救產品。情境-FAST模型可為居家老人噎食急救產品設計提供參考。

關鍵詞：居家老人；噎食；急救；情境模型；FAST模型

中圖分類號：TH77 文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069（2024）15-0108-04

引言

新中國成立以來，我國衛生健康事業穩步發展，人均壽命提高，老年人口數量快速增加。國家衛生健康委員會于2023 年9 月20 日表示，中國在2035 年左右將進入重度老齡化社會，60 歲及以上老年人口將突破四億，我國養老事業將面臨巨大挑戰。我國主要有居家養老、社區養老及機構養老3 種養老方式，然而，受制于老人自身的財務狀況和思維觀念，居家養老依然是我國大部分老年人的養老首選。特別值得關注的是，居家老年人在遇到緊急醫療情況時常常面臨自行解決困難以及公共衛生救援滯后的問題，這加劇了他們錯失搶救時機的風險。

吞咽障礙是常見的老年綜合征，我國老年人吞咽困難的總體患病率為38.7%[1]。老年人往往忽視進食、飲水及吞藥的困難，因誤吸誤食導致老人的噎食性窒息事件時常發生[2]。在長沙市第九醫院2015 年到2017 年老年科465 例不良事件的分類和分析中發現，長期照護的失能老人出現噎食/ 窒息的可能性占據10.54% [3]。同時，我國老人的自救能力較低，普遍沒有接觸過正規的急救培訓。在吉林省的社區調查中，社區僅有14％的老人接受過急救自救培訓，絕大多數的老人沒有急救自救的培訓經歷 [4]。現階段，居家老年人尤其是獨居者及配偶同居者面臨較大的噎食窒息風險，噎食急救的黃金時間僅為6 到8 分鐘，老年人獨立施救難度較大，故研發相關產品來協助老年人迅速應對噎食突發情況顯得尤為關鍵。

一、相關設計理論和研究方法

（一）情境模型：情境理論主要研究“人－物－環境”三者關系，情境模型是在情境理論的情境劃分基礎上融入設計實踐，從而求出更優設計解的方法。譚浩曾提出了基于案例分析的工業設計情境模型，提出設計情境這一理念，將情境分為問題情境、求解情境和解情境3 類 [5]。竇金花等人將老年用戶的智能家居情境分為了用戶、任務、時間、環境4 個類型 [6]。

基于前人對情境理論和模型的研究，文章將居家老人噎食急救情境分為三大類型，分別是問題情境、求解情境、解答情境。1）問題情境主要用于描述設計問題，其關鍵在于分析并探索設計條件、設計限制、設計需求等內容。2）求解情境主要涉及轉化過程，是設計知識轉化為具體產品的過程，表達設計方法、具體設計流程等是其重點。3）解答情境是對問題最終狀態的描述，產品需要結合造型與功能要求，重點輸出一整套的設計方案。

（二）FAST 模型：FAST 模型又稱功能分析系統技術是一種用來確定產品功能主次關系層次分析方法。鄧昭等人利用FAST 模型，對院前急救功能進行預測和求解，經過檢驗功能關系，求出共享急救機器人的最優功能解 [7]。趙飛、許娜針對透水事故，利用FAST 法建立救援產品功能樹，并對設計可行性進行分析，最終設計了一款能提高救援準確性和效率的救援艙 [8]。文章采用FAST 功能樹，將需求轉換為功能，分析居家老人噎食急救產品的功能主次關系，整理并優化功能，最終實現設計輸出。

二、噎食急救專利產品現狀

噎食急救類產品在市場上并未在售或曾售，同時相關的設計案例也較少。文章產品現狀主要采用專利文獻研究法，專利檢索時間段為2021～2023 年，檢索關鍵詞主要為“噎食急救”“海姆立克”等，在去除一些教學用具、訓練裝置和單一機械裝置的專利后，最終得到有效專利15 個，如表1 所示。

將專利進行整理和總結之后，對噎食急救產品專利的急救原理、適用對象、使用場景等方面進行分析，得出以下的結論：1. 在技術上，人力沖擊的急救方式正逐漸被機械裝置自動按壓或氣泵充氣的急救方式所取代，這表明噎食急救產品正朝著更高效、更安全的方向發展。2. 在研究對象上，當前的噎食急救產品主要針對嬰幼兒和成人設計，但老年人群作為噎食的高風險人群，其急救需求并未得到充分關注和滿足。3. 在使用場景上，目前大多數的噎食急救產品都是為醫療機構設計，而針對家庭環境的急救產品相對較少，這表明家用噎食急救產品設計存在一定需求。4. 在產品類別上，噎食急救專利產品的類別主要是醫療儀器類和急救椅類等傳統醫療設備，而穿戴設備等新型產品相對較少。

總體來看，現階段的噎食急救專利產品并未考慮到居家老人的噎食急救情況，在產品類別上仍以傳統醫療設備為主，產品在引導急救方面仍具備較大提升空間。

三、構建噎食急救情境設計模型

文章構建噎食急救的情境-FAST 模型，在需求分析板塊利用情境模型中歸納出居家老人噎食急救的需求和設計要點；在功能分析與預測板塊運用功能分析系統技術建立功能樹，延伸用戶需求，明確產品功能層次關系，如圖1。居家老人噎食急救的情境-FAST 模型的應用流程如下：

1. 利用專利文獻研究、問卷調查及用戶訪談的結果來明確產品的設計需求和潛在改進方向。2. 采用情境模型，從問題情境、求解情境、解答情境3 個方面對已獲得的設計需求、設計缺口等進行逐步分析和屬性劃分，最終明確產品的造型需求、功能需求。3.借助FAST模型創建功能樹，將情境模型中獲得的功能需求轉化為具體的功能。

四、噎食急救產品優化設計分析

（一）噎食急救情境模型分析

噎食急救情境模型主要利用問卷調查和用戶訪談結果對設計情境中的3 個子情境進行分析和探討，得到居家老人噎食急救產品設計的造型需求和功能需求，如圖2。

1. 問題情境分析

（1）設計問題：文章探討如何解決居家老人噎食猝死的問題，其中需要明確居家環境、老年用戶、噎食猝死、急救這幾個關鍵詞，并在下文情境模型分析中逐一解釋。（2）設計限制：根據設計問題可知，設計限制主要在于用戶和環境兩個方面。居家老人是一類特殊的使用者，他們受其年齡、文化程度等因素對產品存在多種需求 [9]，同時他們在面臨急救時也會出現一些心理障礙，其詳細的特征與需求匹配表，如表2所示。在居家環境方面，家庭環境較為復雜，急救產品的設計需要既融入環境易收納又能讓產品處于醒目易拿取的位置。

2. 求解情境分析：噎食是指食物或其他物體阻塞了氣道，導致無法正常呼吸。針對居家老人的噎食急救問題求解情境分析有兩個基本層面：急救方法和對象操作。

（1）急救方法層面分析：急救方法層面上，成人噎食窒息急救方法主要有兩類，一類是潤滑食道，強行咽下食物或扣挖咽喉，強行吐出文章以成人站立式海姆立克急救法為基礎進行急救產品的設計研究。噎食窒息通常表現為：不能說話、不能咳嗽、不能呼吸甚至出現典型的海姆立克V 形手勢。根據美國紅十字會的成人站立式海姆立克急救指導，針對有反應的成人需要5 次拍背和5 次腹部沖擊，循環進行，直至異物排出、能強有力咳嗽或呼吸或變得無反應。在急救技巧上，沖擊力方向需要向內且向上，沖擊點定位在肚臍以上、最低肋骨邊緣以下的區域。整個急救實施過程對老人來說稍顯復雜，所以噎食急救產品中急救指導設計不可或缺，如圖3。

（2）對象操作層面分析：對象操作層面主要分為造型元素提取和功能實現兩大板塊。在造型元素提取方面，噎食急救產品造型的效果需要“輕巧”“醒目”“穩重”，其對應的造型處理方式有收腰、倒角、高飽和度顏色搭配等。在功能實現方面，噎食急救類產品更需關注以下功能：有效沖擊、急救指導、安全保護、一鍵式操作、體型通用、穿戴容易、合理收納。

3. 解答情境分析：居家老人噎食急救的解答情境主要涉及符號表達和概念表達。

（1）符號表達：一般從產品的外觀輪廓、顏色搭配、產品比例等方面來進行符號表達的判定。居家老人的噎食急救產品在產品外觀上，整體應采用圓柱、正方體等較傳統的造型，同時造型外輪廓需要圓角處理；在重要提示的顏色搭配上，如禁忌、核心功能，應采用對比色和安全色，例如，紅藍搭配或紅綠搭配 [11]；產品比例上，考慮1：1、5：6、5：8；產品使用提示上，用不同顏色區分其他功能，考慮采用大圖標、大按鍵、高音量。（2）概念表達：概念表達主要涉及噎食急救產品的風格屬性和結構屬性等，風格屬性主要是依據老年人對產品的造型風格需求且考慮產品與居家環境的融合；結構屬性主要包括噎食急救產品的穿戴設施、沖擊機械設施、氣泵充氣保護設施、一鍵式啟動操作等方面。

（二）噎食急救FAST 模型分析：經過上述情境模型分析對所得出的功能需求和造型需求進行細化和歸納，提煉出了效率需求、救治需求、外觀需求三大需求，再依據FAST 模型中的子功能列表，對噎食急救產品的各個功能模塊和硬件模塊進行分析，從而開展設計實踐。綜合利用推理和聯想等各類方法，對噎食急救產品的各級子功能提供多種解決方案。將不同的需求分解到具體結構和功能之中，建立功能樹，如圖4。

五、居家老人噎食急救產品設計策略

結合適老化產品與急救類產品設計思路，以多感官設計、普適性及安全性設計原則作為居家老人噎食急救產品的設計指導，總結出多方面的急救指導、簡單實用功能操作、適合家庭環境收納的3 種設計策略。

1. 多方面的急救指導：急救指導是確保正確實施急救方法的關鍵。老年人具有極高的噎食猝死風險且自救能力較差，容易錯過急救的黃金時間或無法準確實施急救措施。居家老人噎食急救產品設計的急救指導大致可以分為語音指導、圖文指導和正確穿戴指導3 類。1）考慮到老年人聽力退化、行動遲緩和思維遲鈍等特點，在語音指導方面，我們需要采用逐步引導、實時反饋、放慢語速、吐字清晰并提高音量 [12]。2）在圖文指導方面，我們需要更加關注老年人的視力和理解能力障礙，設計時需要采用大字體、醒目的配色、簡潔易懂的圖文。3）正確穿戴指導方面，產品配備了3 個定位裝置，能幫助老年人迅速準確穿戴，便于急救的實施。

2. 簡單實用的功能操作：功能設計必須符合居家老人的行為模式和認知特點。因此，噎食急救產品的功能設計需要以簡單功能、大而明顯的按鈕、直觀的操作流程、大號字體和高對比度為主。產品可選用魔術貼式、系扣皮帶式等簡單穿戴方式，在產品外觀上還需設計穿戴指導。按鍵操作采用少按鈕、大按鈕和一鍵式操作設計，減少冗余功能。產品結構方面，需要確保力學結構能夠有效沖擊，同時盡量避免對老人造成2 次傷害。此外，還需盡可能地簡化和壓縮結構，以實現產品的小巧便攜和容易收納。

3. 適合家庭環境的收納：家庭環境的收納對于居家老人噎食急救產品設計是至關重要的。在居家老人噎食急救產品的設計中，一方面可采用可拆卸的魔術帶、皮帶等，達到易拆易裝的效果，拆卸后可直接將產品收納在柜子或抽屜中；另一方面借助噎食急救產品的定位結構和外觀設計，與家用掛鉤配合將產品直接掛在墻上，既醒目又易于取用。

六、居家老人噎食急救產品設計實踐

基于居家老人急救的思考，為當下家庭急救產品及系統進行補充，提供在緊急情況下通過聯動社區醫院的急救通知服務、伴隨式語音急救指導、一鍵式啟動的解決方案，利用此款噎食急救產品達成在黃金6 ～ 8分鐘內快速救援的目的。通過計算機軟件對產品進行概念表現，噎食急救產品效果圖及結構圖見圖5，機械機構見圖6。

（一）產品創新點：該款居家老人噎食急救產品改進了現有的單一自動沖擊裝置，增加了安全保護裝置。同時，考慮到了“通用性”，產品采用了一鍵式操作和可調節大小的魔術貼腰帶。此外，該款產品還強調利用外觀造型指導老人正確穿戴、利用語音引導老人實施急救和利用物聯網和定位系統通知社區醫院老人急救信息，幫助老人實施急救并完善社區急救系統。

（二）產品結構裝置

1. 電動沖擊裝置：該裝置主要采用電力驅動，包括電動推桿、固定套筒、緩沖彈簧、固定板、硅膠沖擊頭等部件，其中硅膠沖擊頭被設計成獨特的水滴造型，能改變沖擊力的水平方向，使沖擊力向上且向內。

2. 充氣保護裝置：該款產品設計了氣泵充氣保護裝置，包括小電動機、轉軸、轉軸蓋等部件。用戶一鍵啟動急救后，伴隨急救開始在沖擊頭的前方的保護層將會自動充氣，從而減輕對內臟的傷害。

3. 穿戴定位裝置：產品的外觀上設計了相應的穿戴定位指導，居家老人的噎食急救產品配備了兩個定位器和一條定位線，分別是底部肋骨邊緣定位器、肚臍定位器和腰線定位器。此外，肚臍定位器還能與掛鉤配合，使產品能夠懸掛在墻上。

（三）產品外觀造型：該款居家老人的噎食急救產品主要以白色為底色再采用紅藍搭配，紅色作為危險和提醒的顏色，主要用在按鍵和定位器設計；氣囊以及充電口則采用藍色作為提示。材質上主要采用ABS塑料作為外殼、紅色硅膠條作為定位提醒、魔術貼作為穿戴腰帶，其中魔術貼腰帶內側還附有硅膠防滑條。整體造型穩重，按鈕位置居中且醒目，功能區分明顯。

（四）產品功能規劃

1. 沖擊力擋位劃分：居家老人的噎食急救產品的急救沖擊力分為弱沖擊、較強沖擊、強力沖擊3 種擋位，用戶長按紅色開關鍵，擋位將會向下跳動到下一檔。對于初次使用的用戶，默認設置為較強沖擊擋位。用戶可根據自身感受，合理調整沖擊力大小，利于提高急救的準確性。

2. 伴隨式語音急救指導：居家老人噎食急救產品考慮到老人自救能力不足、學習能力較差、認知能力較弱的特點，在急救指導方面主要采用伴隨式語音指導。一鍵啟動產品后，產品會逐步提示急救步驟，采用吐字清晰的女聲、較大音量來指引老人進行急救操作。

3. 急救通知：居家老人噎食急救產品與社區醫院系統聯合，在一鍵啟動急救后利用產品內部芯片能將使用者家庭位置迅速發送給最近的社區醫院，即時通知社區醫院救援情況、方便社區醫院及時電話救助、事后追蹤病情。

4. 一鍵式操作：該款產品主要采用一鍵式操作。用戶可以通過單按按鍵來啟動急救，通過連續單按來停止急救，通過長按按鍵來改變急救的沖擊擋位。一鍵式操作簡單，學習成本較低，適合老年人使用。

5. 充電及提醒：該款產品的頂部設有一個Type-C 充電口，同時內置一塊獨立電池，既能獨立供電又能充電使用，確保產品的續航能力。當產品電量不足時，產品會通過語音提示用戶及時充電。

結語。

現針對居家老人的急救產品或工具較少，與噎食急救相關的產品幾乎匱乏。居家老人的噎食急救產品設計涉及力學、人機工學、心理學等多個學科，從語音指導、急救執行，到用戶友好界面、再到可穿戴設計以及自動通知急救服務，每個環節都經過精心考慮，以確保產品的實用性和用戶友好性。文章在分析設計的過程中，不僅僅著眼于技術創新，更注重了產品的功能特性和易用性。努力讓產品在緊急情況下能為居家老人提供及時、精準的急救。情境-FAST 模型分析不僅為解決噎食急救問題提供了創新思路，同時也為類似的設計挑戰提供了有價值的經驗和指導。

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