毕业设计（论文）-社区医用便携式诊疗设备开发设计.doc

毕毕 业业 设设 计计 题题 目目 社区医用便携式诊疗设备开发设计 学学 院院 机械工程学院 专专 业业 工业设计 班班 级级 工设 0701 学学 生生 学学 号号 20070406008 指导教师指导教师 二一一年六月四日 - I - 摘 要 随着人口出生率的降低，和老年人寿命的延长，我国平均年龄一再提高，我国 进入了老龄化成为不可逆转的趋势。另外我国人口本来就多，这就加快了老龄化发 展速度。老年人是心脏病，心脑血管疾病，呼吸道疾病等老年性疾病的多发人群。 老龄化的到来必然会对医疗器械市场的结构有所影响，也起到导向作用。1老年性 疾病多属于急诊性疾病，这就加大了对社区急救设备方面的需求。我国社区医疗的 建设水平还很落后，远远不能满足人们的需求。社区医用便携式诊疗设备的开发， 主要针对老年性常发病，进行院前急救。不仅保障了急救的成功进行，也填补社区 医疗的空白。 关键词：老龄化；心血管疾病；急救；便携；诊疗。 济南大学毕业设计 - II- ABSTRACT With a lower birth rate, life expectancy and the elderly, the average age of our country has repeatedly increased. China has entered an irreversible trend of aging. In addition to , Chinas population would have more, which accelerated the pace of aging. The elderly are heart disease, cardiovascular and cerebrovascular diseases, respiratory diseases and other age-related diseases, multiple people. The arrival of the aging of the medical device market will inevitably have an impact on the structure, also play a guiding role. 1Old diseases are mostly emergency disease, which increased first-aid equipment to community needs. Level of the building of community health care lags far can not meet peoples needs. Portable medical diagnostic equipment community development, mainly for the onset of age-often, the pre-hospital care. Not only guarantees the success of first-aid, but also to fill gaps in community health. Key words：Aging; cardiovascular disease; first aid; portable; Diagnosis and treatment. 济南大学毕业设计 - II- 目 录 摘要. .I ABSTRACT.II 1 前 言.1 1.1 选题背景及其意义.1 1.2 国内外社区基层医疗设施现状及趋势.1 2 市场调研分析及预期.3 2.1 我国老龄化现状.3 2.1.1 老年人口比重大.3 2.1.2 老年龄化发展迅速.3 2.1.3 老年人身体素质比较低.4 2.1.4 老年人大都独立居住.4 2.2 我国老年性疾病调查.4 2.3 社区的医疗现状及需求分析.5 2.3.1 社区医疗点比较少，城乡分布不均.6 2.3.2 社区医疗设备落后，医护人员缺乏.6 2.3.3 社区医疗比较孤立，技术共享较少.7 3 设计定位与设计构思. .9 3.1 设计定 位.9 3.1.1 市场定 位.9 3.1.2 消费群体定位. .9 3.1.3 产品功能定位.10 3.1.4 产品色彩风格定 位.11 3.1.5 产品人机定位.1 3.2 设计构思. .13 3.2.1 功能的设计选择.14 济南大学毕业设计 - II- 3.2.2 控制面板的设计选择.14 3.2.3 空间结构的布局选择.16 3.2.4 尺寸的设计选择. .17 3.2.5 材料的设计选择.17 4 设计方 案.18 4.1 方案 一.18 4.2 方案二. .18 4.3 方案三. .19 4.4 方案四. .19 5 方案优选与可行性分析. .22 5.1 方案优选. .22 5.2 可行性分 析.23 5.2.1 客户需求分 析.23 5.2.2 功能的可行性分析.23 5.2.3 色彩风格分 析.25 5.2.4 材料工艺分 析.25 6 产品效果 图.26 7 结论.29 参考文献.30 致谢.31 济南大学毕业设计 - II- 济南大学毕业设计 1 1 前言前言 1.1 选题的背景及其意义 上世纪 80 年代我国开始在全国实行计划生育政策，第一代单生家庭的父母步入 老年时，社会开始进入老龄化阶段。1999 年开始我国进入老龄化社会，老年人口数 量增长很快。我国人口基数大，另外计划生育政策也使得老龄化人口的比重增大。 目前我国 60 岁以上的老年人口达到 1.34 亿，占人口总数的 10%以上；65 岁以上人 口 9400 万，占总人口的 7%以上，并在较长时期内还会持续增长。2老年人是疾病 的多发人群，特别是像心脏病，心脑血管疾病，呼吸道疾病，恶性肿瘤，糖尿病等 疾病。疾病发生时，急救是重要的一环，如果急救进行不及时或者不正确，将会对 患者造成不可挽回的损伤。我国人口结构的改变必然会对医疗器械市场结构的改变 起到导向作用，人口老龄化的到来，使得诊断和治疗老年病的医疗器械的需求增大。 目前我国的医疗建设还处在初级阶段，不能更加优质高效的解决人们的就医问 题。在卫生事业发展中的一个突出问题就是卫生资源配置不合理，优质资源过度向 大医院集中，城市大中型医院集中了大量高新医疗设备和优秀医护人才，而基层卫 生资源严重不足。3特别是社区医疗的建设还处在刚起步阶段，医疗设施严重不足， 根本不能起到院前急救和治疗的目的。当急症发生时，社区医疗无法起到关键的急 救作用，使很多人错过了最佳的抢救时机。社区医疗建设对医疗事业的发展和社会 稳定都起到了关键的作用。 社区医用便携式诊疗设备的设计，主要为居民的生命负责。设计其实在做一件 事：表达关怀。这与医疗器械本身关怀患者的初衷不谋而合，而设计更强化并将关 怀表达的淋漓尽致。4社区诊疗设备的开发和设计是不可或缺的一环。其主要针对 社区疾病数据库的开发，急救方法的参照，诊疗器械的设计开发来进行的，这就为 急症的救治争取了宝贵的时间，很多时候院前诊断和急救变成救命的关键一步。社 区医用便携式诊疗设备的开发和设计，为急症争取了宝贵的治疗时间，为居民的生 命增加一道保险。这次设计也是填补了我国社区医疗设备的空缺，为人民更加健康 和美好的生活增加了保障。 1.2 国内外社区基层医疗设施现状及趋势 社区医疗是以社区医院全科医生为主体实施的，以保护和促进社区健康为目的， 以社区为范围，以家庭为单位，以老人、妇女、儿童、残疾人为重点人群，集预防、 治疗、保健、康复、健康教育和计划生育指导六位一体的综合卫生服务模式，也可 称社区卫生服务。5 济南大学毕业设计 2 现在美国，英国，澳大利亚，德国，日本等发达国家，社会保障制度比较健全， 社区基础医疗建设比较完善，老年医疗院所，安养院，疗养院等老年设施比较健全， 关于老年病的医疗设施也比较集中在这些机构中。而中国建设集中在经济发展方面， 在进行国民经济建设的时候，对社区基础医疗建设的投入很少。整个社会的医院， 诊所，社区医疗的建设方面都比较薄弱。我国社区医疗的建设还处在初级阶段，各 个方面还有待提高和发展。 现在人口结构分布特点，居住分布特点和疾病图谱的改变，对现在医疗具有导 向作用。由于全球人口老龄化成为不可逆转的趋势，医疗对于老年疾病的关注也在 不断的加大，医疗机构更加关注与老年疾病的预防和治疗，也加大了对医疗保健的 关注。 济南大学毕业设计 3 2 市场调研分析及预期市场调研分析及预期 2.1 我国老龄化现状 我国的老年赡养模式属于家庭自养型，老年人主要靠子女赡养。社会经济状况 和赡养模式，决定了我国的老龄化与别的国家老龄化有根本上的区别。我国社区的 老龄化有以下特点： 2.1.1 老年人口比重大。 2004 年底，我国 60 岁以上老年人口为 1.43 亿，预计 2014 年将达到 2 亿，2026 年达到 3 亿，2037 年达到 4 亿，2051 年达到最大值。6 图 2.1 2005 年中国人口结构图 我国人口基数大，老年人在世界老年人中也占相当大的比例，达到五分之一。老年 人群如此庞大, 其保健水平与生活质量的提高无疑将对我国经济和社会的发展有着 重大影响。7 济南大学毕业设计 4 2.1.2 老龄化发展速度快。 80 年代开始实行的计划生育政策加快了老龄化的进程。发达国家的老龄化速度 也比不上我国老龄化速度，我国是老龄化发展速度较快的国家，并且这个速度还会 增加。 图 2.2 中国和世界的老年比每年平均增长百分点 2.1.3 老年人身体素质比较低。 我国还没有实现现代化，人们经济水平还比较低，对于保健，疾病的预防的观 念比较薄弱，现阶段我国国民还处在有病就医的阶段。再加上现在的老年人，年轻 时的生活水平在温饱线以下，高强度劳作较多，身体受到损伤，老年时各种状况开 始出现，身体素质比较低。 2.1.4 老年人大都独立居住。 由于现在我国人口流动性大，很多年轻人工作地与父母居住地不在同一个城市， 老年人大都属于独立居住。 2.2 我国老年性疾病调查 突发性疾病一直是老年人的死亡威胁，近年来由于饮食习惯，生活方式，生存 环境的改变，老年人突发病发病率也在逐年增长。威胁老年人健康的主要疾病依次 为：高血压、冠心病、高脂症、肺气肿、脑血管病、恶性肿瘤、糖尿病，其中高血 压病的患病率高达 3070，而死亡率则以脑血管病、心脏病、恶性肿瘤及呼吸 系统疾病位居前 4 位。8经过调研和总结，了解到脑血管疾病，心脏病，恶性肿瘤， 呼吸道疾病是老年生命的四大杀手，发病率和死亡率都很高。下面是这四种疾病的 济南大学毕业设计 5 基本状况(图 2.1)： 表 2.1 老年性疾病状况 疾病脑血管病心脏病恶性肿瘤呼吸系统疾病 发病率22.63%16.77%22.17%14.09% 死亡率80%的患者由 于无法得到及 时救助，落下 残疾或死亡。 70%的人是因 为无法得到恰 当救助而死于 家中或现场。 80%20% 急救方法吸氧，测血压， 抽吸口腔内分 泌物后，CT 静卧，进行吸 氧 心脏除颤, 心电监测 化疗，药物治 疗 吸痰，吸氧 器械制氧机，血压 计，吸痰器 除颤器,制氧 机，心电图检 测机 化疗仪器吸痰器，制氧 机，呼吸辅助 器 急救最佳时间十几分钟4 分钟内长期十分钟内 从救治的有效时间来看，及时有效的救治是生命的保障。最佳救治时间一旦错 过，就会对病人留下不可挽回的损伤。这就要求社区医疗器械的便携性，和快捷性。 社区便携式急救医疗设备的开发设计，是急救中的重要环节，可以高效快捷的实施 急救。 2.3 社区的医疗现状及需求分析 社区医疗是病人最多最快接触的医疗机构，她不像大型医院，可以进行大型的 医疗救治。社区医疗主要功能是参与到社区保健和急救的行列中。社区医疗的建设 对整个社区居民的健康，就医起到关键的作用。急救时间过长，这不仅直接影响着 济南大学毕业设计 6 患者的生命健康，同时也浪费了急救指挥中心、医院各科室及其他急救参与机构的 宝贵资源。9所以社区医疗机构的急救方面的建设不容忽视。 在建设方面，我国社区医疗还比较薄弱，医疗系统建设，医疗人员的配置，医 疗设备的配置等各个方面都不完善。了解我国社区的医疗现状才能更好的建设社区 医疗，更好的发挥医疗机构的功能，在最大程度上保证治疗的功效。 2.3.1 社区医疗点比较少，城乡分布不均。 由于现在人口大量涌入城市，人口流动性也比较大，城市人口大量增加，社区 的建筑规模上更趋向性大型化，社区容纳的人口更多。但在社区建设的同时，社区 医疗并没有同步建设，社区医疗远远跟不上社区的需要。现在我国每个住宅区内的 医疗站点比较少，特别是新建的小区群，社区医疗比较贫乏。医疗站点在城乡分布 上也出现严重的不平衡，城市医疗分布比较密集，乡村特别是交通比较闭塞的农村， 医疗站点分布比较疏松。东部发达地区社区医疗机构比较多，西部欠发达地区社区 医疗机构比较少。 （图 2.3） 图 2.3 社区医疗东西分布差别 医疗站点的缺乏，急救难以从真正意义上来实现，在院前急救方面难以实现。 济南大学毕业设计 7 2.3.2 社区医疗设备落后，医护人员缺乏。 我国社区医疗建设比较落后，主要因为对医疗机构的资金投入比较少，不能满 足人们的就医需求。(图 2.4) 图 2.4 政府对社区医疗的财政投入 我国的先进医疗设备和高级医护人员主要集中于大型医院，大型医院分布又比较集 中，而在社区医疗站点的设备一般比较落后，特别是急救设备，远远不能满足急救 的需求。同时医护人员本身能力比较底，有很多对于急救的知识还比较缺乏，使得 急救难以正确及时的实施。 2.3.3 社区医疗比较独孤立，技术共享较少。 我国医疗机构之间的竞争性比较激烈，医疗机构之间联系比较少，技术共享就 更加的难以实现。这样医疗机构的发展受到限制，技术上更新也比较慢。这就导致 很多病人不能到最近的医疗机构进行救治，当急性疾病发生时，从发病到接受治疗 之间的时间被延长，院前急救就变得更加重要。国外一些发达国家医疗机构之间的 信息共享比较多，这就为医疗事业的发展提供了条件。 （图 2.5） 济南大学毕业设计 8 图 2.5 国外社区医疗信息网络 社区医疗为人们的健康和就医提供了方便，也在一定程度上为急救争取了宝贵的时 间。老龄化的到来对社区医疗的要求逐渐加大，老年性疾病的频发，也使得对社区 医疗设备的便携，快捷的要求加大。 社区医用便携式诊疗设备的设计预计主要针对老年病的急救，在功能上采用简 化集成的方法，预计设计便携，功能基本满足急救的需求，功能多样化，远程指导 等功能。不仅实现医疗的快捷性，专业性，也是各功能的集成化，实现随用随携， 一机多用的功能。预计通过社区便携式诊疗设备的设计和开发，在急救方面实现更 加有效，专业，快捷的治疗。 济南大学毕业设计 9 3 设计定位与设计构思 3.1 设计定位 产品的设计要与市场需求息息相关，一个产品的开发设计要有充分的市场调研 的支持。依据对市场和消费群体的定位，设计出符合市场风格和功能的产品，才能 更好的把产品推向市场。 3.1.1 市场定位 根据以上市场调查和有关数据的分析研究，根据现在社区医疗建设中存在的问 题，对社区医疗设备进行重新的设计和定位： 主要针对社区的小型医疗机构，例如：社区诊所，小型医院等。 功能设计创新性打破以往的医疗器械功能单一性，对功能进行整合，实 现多种功能的集合，一机多用。 便携式设计通过功能简化和集合，相似功能的合并，实现内部元器件共 用，合理分布功能区，减小体积，减轻重量，实现便携性。 3.1.2 消费群体定位 根据现阶段国内老龄化的状况和发展速度来看，老年人的得病人数逐渐增加。 从死亡地图来看，老年性疾病成为威胁人们死亡的主要因素。现在很多老年性疾病 不仅发生在老年人身上，许多年轻人也被老年性疾病缠上。因此社区便携式诊疗设 备在设计上主要研究“老年性”疾病的多发人群，包括 50 岁以上的老年人，长期缺 乏锻炼的办公室工作人员，长期身体素质低下的人群。 （图 3.1） 图 3.1 高比例得病人群 济南大学毕业设计 10 充分考虑这些人群的活动场所，疾病类型，这些疾病医治所需要的医疗设备等。消 费群体的定位是：针对老年性疾病，快捷有效救治。 3.1.3 产品功能定位 根据市场调查分析和目标消费者的需求特征得出：社区便携式诊疗设备的主要 功能是用于老年性疾病的诊断和院前急救方面。根据调查可知，老年性疾病一般有 心脑血管疾病，心脏病，高血压，恶性肿瘤，呼吸系统疾病等频繁发生性疾病。其 中心脑血管疾病，心脏病，呼吸系统疾病是发病率较高的突发性疾病，需要急救。 这些疾病的院前急救过程中主要用到的急救医疗设备有制氧机（或氧气袋氧气瓶） ， （图 3.2） 图 3.2 康尚 KS-1 型制氧机 吸痰器，心电图机，心脏起搏器，辅助呼吸机，止血带，担架，常用药物等功能。 社区医用诊疗设备的功能设计从急救需要的设备中整合主要的几项功能，进行重新 规划整合。新型电能存储和传输技术是实现能源的高效利用的重要途径。10新的电 能存储合传感技术，可以应用在远程医疗信息传输技术上。 济南大学毕业设计 11 3.1.4 产品色彩风格定位 医疗器械的设计开发是一个非常严谨的过程，外观设计很大程度上要符合形式 追随功能的原则，在保证功能最优化的基础上，再进行外观设计。医疗设备提供给 人的最主要的感受是卫生，安全，所以医疗设备在色彩设计上要更多的考虑产品行 业的特征。 （图 3.3） 图 3.3 医疗器械传统风格和色彩 通过对国内外医疗器械的发展趋势的研究和预测，简洁的流线型设计成为全世 界追捧的设计风格。世界著名品牌的医疗设计公司的最新产品，也较多的采用乳白 色，纯度较低和明度较高的暖色系的色彩。随着医疗器械的家电化的发展趋势，流 线型在医疗器械设计中的应用也越来越广泛。 （图 3.4） 济南大学毕业设计 12 图 3.4 呼吸机的流线型外观 明快的色彩，简洁流畅的线条设计在医疗器械设计中的应用越来越多。现在医疗器 械的设计采用：心理感受治疗，对产品设计的色彩和外观起到了导向作用。 另外根据中国现在社区医疗机构和社区现状的调查，发现社区医疗机构的布局 大都以简洁明快为主题，毫不繁琐，医疗器械的设计也要符合社区医疗机构的大环 境。 综合上述，社区医疗器械的设计色彩要简单明快，外形要简洁流畅，不能出现 对比大的色彩，而且色彩跟其他的医疗器械色彩基本上要属于同一个色系，颜色不 能过于突出，要尽量淡雅，给人清洁，安静的感觉。整体来说，色彩要以白色或明 度较高的暖色系为主，设计线条追求简洁流畅，与医疗机构的大环境相融合。 3.1.5 产品人机定位 产品的主要的使用者是人，医疗设备产品的设计主要是为人的使用而设计，而 不是单纯的外观设计。设计不仅要满足机构的要求，精神上满足使用者的心理需求， 在生理上也要符合人机工程学的原理。因此社区医用便携式诊疗设备的设计，外观 不仅要遵循医疗器械严谨，安全的设计原则，也要更多的在使用面板，显示屏，按 钮等方面符合使用者的人机工程尺寸和使用习惯。医疗器械的设计还要遵循，视觉 的易识别性，各个功能模块要容易区分，避免误操作。依据不同的活动状态下人的 不同尺寸进行设计，设计出符合使用者需求的诊疗设备。 （图 3.5） 济南大学毕业设计 13 图 3.5 嘉兰图设计的心电图机面板 3.2 设计构思 此社区医用便携式诊疗设备的设计整体呈流线型，其设计理念为：方便快捷， 安全高效。定位于社区诊所，急救机构，家庭，目的是要给患者提供及时，有效地 救治。本设计要从流线型设计，从消费者的需求出发，为社区医疗的建设提供支持。 设计中的内容包括：诊疗设备的功能设计、外观设计、内部功能区的再设计、 面板设计，最重要的是功能的再设计和整体风格的设计。通过产品的开发设计重新 对社区医疗的功能进行在定位。 社区医用便携式诊疗设备的设计整合社区急救设备的部分常用功能，从根本上 把急救设备集合在一起，减小设备的体积，减轻质量，把医疗设备从固定的场所解 放出来，从根本上实现便携功能；便携功能的实现，就缩短了病人得到抢救的时间， 从而实现救治的快捷性；诊疗设备功能的简化、整合并不会影响基本功能的实现， 救治的效果依然高效。 济南大学毕业设计 14 3.2.1 功能的设计选择 社区诊疗设备有很多门类，有前期诊断设备，术前急救设备，术中治疗设备， 术后护理设备，康复设备等。此次医用便携式诊疗设备的设计主要针对老年性疾病 的急救来开展，所以此诊疗设备的功能上主要考虑老年性疾病在急救中使用的医疗 器械。根据以上的调查了解到老年病的急救中用到的医疗器械主要有制氧机（或氧 气袋氧气瓶）吸痰器，心电图机，心脏起搏器，辅助呼吸机，止血带，担架等。功 能上整合再设计，要考虑各功能的主要控制部分在原理上的相近或相似性，影响诊 疗结果的干扰因素，功能的空间构成等因素。 基于这些因素的考虑，得出心电图机和心脏起搏器在功能原理上相似，控制模 式相近。心电图机一般由输入电路、心电放大电路、心电记录器、电动机走纸电路 和供电电源组成。11心脏起搏器一般由矩形波发生器，脉冲变压器，波形放大电路、 电击板和供电电源组成。心电图机和心脏起搏器在工作原理上相近，且有很大部分 的相同功能，所以这两个功能可以进行整合。心电图机和心脏起搏器在工作时，特 别要考虑干扰的问题。220VAC 电路产生的 50HZ 电磁信号是它们最强的干扰，如 果不消除，会影响救治效果，甚至影响生命。 制氧机基本上是每个急救中用到的设备，在设计上应该考虑制氧的工作原理。 现在市面上出现的制氧机制氧原理可以分为：物理法，化学法，电解法。 物理法也叫低温精馏，主要是通过空气压缩降温，根据气体液化温度不同,把 氧气和氮气分开的方法得到氧气。现在物理法制氧,出现了另一种方式，利用分子筛 或富氧膜,把空气中的氧气吸附，制的高纯度氧气。12化学法主要是用药物反应产生 制得氧气，缺点是制氧的速度很难控制。 电解法是通过电解水或溶液的方法产生氧气，缺点是产生氧气的同时也会产生 其他气体，这些气体可能会造成危险。 所以制氧技术实现方面，分子筛物理法制氧是最优的选择。 现在信息传输功能的日益革新，使远程信息传输的设备越来越小，速度越来越 快。医疗信息远程传输也可以用在医疗器械上。香港中文大学生物医学工程联合研 究中心张元亭主任领导的团队提出了一种用于移动医疗系统 BSN 结构。13 3.2.2 控制面板的设计选择 控制面板是人和机器接触的直接部分，是人机交互的部分。面板的设计是否合 理，直接影响到人操作的结果和心理感受。控制面板的设计在本产品的设计过程中 有几个方面要考虑： （1）控制面板是否按功能区域划分。 社区诊疗设备在功能上打破了传统的医疗器械的功能单一的局面，集合几个功 能到一起，这就要考虑控制面板的设计。面板是否要按区域分开，面板分和合都会 济南大学毕业设计 15 出现什么问题？面板如果按区域划分，每个区域控制一种功能，必然会使得面板面 积过大，整体体积也会发生变化， （图 3.6） 图 3.6 心电图机的面板 另外内部控制部分是集中控制，如果面板分开，必然会时控制部分变得更加复杂， 不易实现便携化。所以，控制面板的“合一”更加符合设计原理，也便于缩小体积， 实现便携。 （2）控制面板的区分 控制面板的集合，也会有另外一个问题出现，那就是急救的情况下的快速区分 功能按钮。在急救的情况下，即使是医生，也会出现精神紧张的状况，在这种情况 下，快速准确的选择功能按钮，至关重要。因为人眼对颜色的敏感性，在紧张的环 境中利用颜色来区分按钮功能会很容易。 （图 3.7） 济南大学毕业设计 16 图 3.7 控制按钮的颜色区分 （3）控制按钮的个数 控制按钮的个数主要靠产品的功能来决定，功能较复杂的控制系统，按钮的个 数就比较多，相反就比较少。 3.2.3 空间结构的布局选择空间结构的布局选择 空间结构的布局直接影响到产品的体积和造型，空间的布置也和散热，产品性 能息息相关。本产品在设计中，空间结构采用紧凑型，各个功能区间相互关联，合 理分布有限的空间。比如，制氧机需要空气的流动，合理设计进风口，使制氧过程 中的空气流同时对中心芯片进行散热。 济南大学毕业设计 17 3.2.4 尺寸的设计选择尺寸的设计选择 产品设计主要考虑这几个尺寸：整体尺寸（外形的长、宽、高） 、控制面板尺 寸（面板大小，各个按键的尺寸） 、结构尺寸（材料的厚度，倒角的大小） 。产品的 尺寸主要根据人的尺寸来进行设计，符合人机工程学的设计才有利于人的操作。 医疗器械，特别是便携式的急救医疗器械，整体尺寸要控制在 60*60*30（CM）范围内。 控制面板要根据人眼的最佳视觉视范围，也就是最佳视角来设计。人眼在水平 面内的视野是：双眼间大约在 60以内的范围；在垂直平面的视野是：最大视区为 视平线以上 50，视平线以下 70。14 材料的强度、单位质量，加工工艺和材料间的连接方式都会影响产品结构尺寸， 另外倒角的大小也会影响产品的结构尺寸。比如，塑料一般单位质量比较轻，但如 果塑料的强度不够，必然要在设计中增加材料的厚度，这就加重了产品的质量。 3.2.5 材料的设计选择材料的设计选择 产品的材料直接影响产品的质量和使用寿命，也直接影响生产成本和加工工艺， 产品设计要充分考虑材料的选择。材料的选择不仅要考虑质量的因素，同时也要考 虑成本因素。在功效接近的情况下，尽量选择成本比较低的材料。综合考虑，塑料 是很合理的材料选择，它不仅强度大，质量轻，成本也比较低。 济南大学毕业设计 18 4 设计方案设计方案 4.1 方案一 本方案以手袋造型为基础，其设计理念来源于手袋的便捷性。整体造型比较简 洁，摆放方式比较稳定。主要功能以心电图机为基础，设计出社区便携式心电图设 备。整体体积比较小，质量比较轻便，真正意义上实现了便携。主要定位是社区小 型诊所和急救站，目的是以最轻便快捷方式为患者提供最及时高效的服务。 图 4.1 便携式心电图机 4.2 方案二 本方案的灵感来源为电话机。采用稳定的结构，整体造型比较传统，能很好的 与医疗的环境融合。控制面板的设计简洁为主，显示面板大小适中。主要功能集合 心脏除颤和心电图检测功能。实现功能的集中化，携带便捷化。主要消费群体为社 区医院和急救机构。 济南大学毕业设计 19 图 4.2 心脏综合设备设计 4.3 方案三 本方案以书本的造型为基础，设计出呼吸监测设备。整体比较连贯，线条流畅。 造型简洁，给人安定的心理感受，控制面板排布符合人机工程。消费群体定位是普 通家庭和大型社区医疗结构。 图 4.3 辅助呼吸 4.4 方案四 本方案躺卧的认为造型设计元素，从外观上体现疾病，急救的观念。功能上集 合论心电图机，心脏起搏器，制氧机和远程信息传输功能。把各个功能进行优化整 合，功能简化，控制面板采用集体控制，各部分功能按钮采用颜色进行区分，易于 济南大学毕业设计 20 识别。抽拉提手，既节约空间有美观。 图 4.4 诊疗综合设备 图 4.4 顶视图 图 4.4 前视图 济南大学毕业设计 21 图 4.4 右视图 济南大学毕业设计 22 5 方案优选与可行性分析 5.1 方案优选 根据市场调查的结果，反复研究发现方案四是最佳选择，为最终方案。方案四 在外形上更加有美感，功能更加优化，整体体积和质量上更加便携，更能够体现方 便快捷，安全高效的设计理念。调查问卷结果显示，方案四也赢得了人们的赞赏和 认可，为最佳方案。 图 5.1 确定的方案 图 5.2 细节图一 济南大学毕业设计 23 图 5.3 细节图二 5.2 可行性分析 任何产品设计的实施都要以现在技术和工艺为依托，只有现实中可以生产制造 出来的产品，设计才有意义。 5.2.1 客户需求分析 社区医用便携式诊疗设备一方面在功能上集合了制氧，心电监测，心脏起搏， 远程信息传输等几个功能，成为老年性疾病急救中的主要设备；另一方面在各个功 能采用简化和集合的手法，降低了功能的复杂性，减轻了产品的质量，缩小了产品 的体积，真正实现了便携的特点。根基现在社区的年龄结构特征和老年性多发人群 的心理生理特征，社区急救医疗设备的使用者多为 60 岁以上的老年人，因此在产品 的设计上要全面考虑老年人的生活方式和身体特征。由于医疗器械的特殊性，医疗 器械的使用者不只是病人，还有医护人员，在控制面板的设计上要充分考虑医护人 员的职业行为习惯和心理。 5.2.2 功能的可行性分析 由于老年性疾病的急救方面主要涉及到吸氧，心脏起搏，心电监测，吸痰，辅 助呼吸 等急救功能，本次设计的社区医用便携式急救设备的开发设计主要从吸氧， 心脏起搏，心电监测最常用到的三个功能和远程数据传输功能进行集合设计。远程 数据传输，基于社区医疗电信中心的建立。一个医疗电信中心是一个实体。15各个 功能之间集合设计。 济南大学毕业设计 24 （1）功能原理： 社区便携式诊疗设备主要通过电路的控制，同时实现制氧， 心电图检测，心脏起搏，远程数据传输功能。 制氧机的工作原理如下（图 5.4） 图 5.4 制氧机工作原理 心电图机工作原理：吸附电极电路测量人体电流，这个电信号通过滤波保护电 路传输到导联选择器，经过选择的电信号通过前置放大器把电路放大，信号在通过 隔离电路、驱动放大器在显示屏中出现波信号。16 心脏起搏器工作原理：脉冲发生器发出的电脉冲，脉冲经过放大电路被放大， 放大的脉冲经电极导线传到电击板，心肌感受到电脉冲刺激产生收缩。 远程数据传输工作原理：（图 5.5） 图 5.5 远程数据传输工作原理 远程数据传输的实现基于核心服务器的设计和实施 Web 服务。17 （2）功能流程图： 把功能流程重新设计，得出新的多功能器械。功能流程图如下：（图 5.6） 济南大学毕业设计 25 图 5.6 产品功能流程图 5.2.3 色彩风格分析 医疗设备的开发要遵循医疗产品设计的严谨性，外观风格上要形式遵循结构， 在实现功能的结构上对产品外观进行重新设计。作为医疗产品，社区医用便携式诊 疗设备风格设计上，要简洁线条流畅，给人圆润的安全感，避免不必要的繁琐设计。 各个部分要尽量在内部，给人整洁卫生的印象。在色彩的使用上避免杂乱无章，实 现整体简洁，局部点缀，整体色系要跟医疗环境相协调。色彩以淡蓝，乳白色和红 色为主。 5.2.4 材料工艺分析 产品外观材料以不透明塑料为主，用到的材料主要有：塑料，橡胶，不锈钢， 有机玻璃等各种材料综合使用。生产工艺以注塑为主，金属部件主要是挤压成型手 段。 济南大学毕业设计 26 6 产品效果图 图 6.1 效果图一 图 6.2 效果图二 济南大学毕业设计 27 图 6.3 顶视图 图 6.4 前视图 图 6.5 左视图 济南大学毕业设计 28 图 6.6 后视图 济南大学毕业设计 29 7 结论 社区医用便携式诊疗设备设计，主要为解决现在社区老年性疾病的院前急救问 题而设计的。针对社区便携式诊疗设备的主要设计目的和要求，经过大量的社会调 研和分析，参考医疗器械方面的文献，设计了这款社区便携式诊疗设备。在设计和 模型制作过程中，遇到了很多的难题，问题解决的过程中得到