毕业论文设计家用血糖仪设计

1、中 国 矿 业 大 学本科生毕业论文姓 名：xxx学 号：xxxxx学 院： 艺术与设计学院专 业：工业设计 论文题目：家用血糖仪设计指导教师：xx职 称： 讲师2012年 6 月徐州中国矿业大学毕业设计任务书学院艺术与设计学院专业年级工设08学生姓名xxx任务下达日期：2012年3月9日毕业设计日期：2012年3月9日至2011年6月10 日毕业设计题目：家用血糖仪设计毕业设计专题题目：医疗电子器械产品设计毕业设计主要内容和要求：设计主要内容：1、对现有家用血糖仪产品的技术水平、市场需求及产品发展趋势进行调研分析；2、对家用血糖仪的用户以及潜在用户的需求进行调研分析；3、确定待开发产品的设计

2、概念；4、设计一款家用血糖仪，在规定的时间内，完成产品设计报告、三视图、效果图、版面图，制作产品的比例模型；5、翻译与设计专题相关的、近3年发表、未曾翻译过的外文资料一篇，译文字数不少于3000字。摘要每个人都有自己的家庭，对于糖尿病患者或者糖尿病前期患者，他们都可能会因为自身工作以及家庭条件的原因，他们不能够时时定期的检测自身血糖溶度而进行及时有效的治理与控制，所以当他们没有时间去医院做定期检测的时候，就需要一件居家型的血糖仪产品来给他们提供帮助，让他们也能够及时的检测血糖浓度从而控制血糖变化。本次设计通过对家用血糖仪的历史进化的分析，确定家用血糖仪的发展前景，比较现有产品的发展状况，分析现

3、有家用血糖仪的特点和风格，确定了血糖仪的造型设计方向，根据家用血糖仪的市场和用户的调研分析总结出用户需求和现有产品的不足，制定了明确的设计理念，确定了功能定位，色彩定位，材料定位，造型定位，从基于关键词“便携”“无创”“亲和力”开始入手设计，绘制草图，分析与优化草图方案，最终建立模型制作效果图而完成设计。关键字：家用；血糖仪； 无创； 便携； 近红外线ABSTRACTEveryone has his or her own family. For patients with diabetes or pre-diabetes,they can not always test their blood

4、 sugar solubility timely and regularly,for the reasons of their own work and family conditions to governance and control it effectively. When they do not have time to go to the hospital to do regular testing, a home glucose meter is needed to help them.The meter can detect their blood glucose levels

5、 in time so that they can control their blood glucose.The design determinedtheprospects for the developmentofhomeblood glucose meter, compared the currentproductsdevelopment,analysed the characteristics andstyleofhomeblood glucose meter,etermineditsdesigndirectionthroughtheanalysisofthe historicalev

6、olutionofhomeblood glucose meter. It summed up thelackofuser needs andexisting products according tothehomeblood glucose metermarketand userresearch. It developeda cleardesign concept.And it determined the orientation of function, color and shape.Its design is based on “portable”,” non-invasive”,” a

7、ffinity”. Draw sketchesand analysis and optimization sketchprogram toexisting productsand similarMaking model renderingsto complete the design in the end.Keywords：Home Blood glucose meterNon-invasivePortableNear-infrared目录1 绪论11.1 研究内容11.2 研究方法11.3课题背景11.4血糖仪设计依据与意义21.4.1设计依据21.4.2设计意义22 设计调查与分析32.1

8、 市场调查32.1.1市场背景32.1.2传统的血糖仪在中国市场增长迅猛32.2血糖仪检测标准62.3无创技术支持62.3.1微波检测法62.3.2旋光法62.3.3光声光谱法62.3.4激光拉曼光谱法72.3.5光散射系数法72.3.6红外光谱法72.4用户需求分析82.4.1网上用户对血糖仪的意见92.4.2问卷调查分析92.4.3用户特征分析102.5调研分析103 设计定位113.1设计方向113.2设计理念113.3设计原则113.4功能定位123.5 造型定位123.6 色彩定位133.7 材料定位143.8消费者定位144 设计构思154.1产品人机工程的构思154.2产品形态的

9、构思154.3产品功能的构思154.4产品界面的构思164.5 产品材料的构思174.6 产品颜色的构思175 设计草图与方案确定195.1草图构思195.1.1方案一195.1.2方案二205.1.3方案三215.1.4方案四225.2优化草图方案225.3 计算机表达235.3.1 Proe 建模235.3.2keyshot渲染255.3.3 ps界面制作265.4 颜色搭配276 效果图296.1 整体效果图296.2 细节图展示306.3 显示界面展示327 工程图337.1 CAD三视图337.2 爆炸图338 展板展示35结论36英文原文38中文译文48致谢551 绪论1.1 研究

10、内容本课题的研究内容主要有：家用血糖仪的种类与功能，家用血糖仪的检测技术，家用血糖仪的工作原理，家用血糖仪中的人机工程学应用，家用血糖仪造型的优化设计，家用血糖仪的色彩应用，家用血糖仪对消费者心理学方面的影响。1.2 研究方法研究方法主要包括：对血糖仪的市场调研和分析，对现有各类血糖仪进行功能分析，设计初步定位，绘制草图，分析草图并优选方案，根据优选方案重新定位并再次绘制和优选草图，确定最终方案，根据人机工程学确定产品尺寸，进行建模和效果图的绘制等。1.3课题背景近2O年来，随着我国经济和物质生活的不断提高，糖尿病呈突飞猛进的发病趋势，距统计，我国糖尿病患者有3500万人，人数居世界第二。每1

11、00个人就有2.5个糖尿病患者。与此同时，估计葡萄糖耐量减低者（糖尿病的前期）在我国估计也达到了10%以上，并且随着社会的老年化，糖尿病的患者的数量还将加速上涨。不幸患上糖尿病的患者，目前治疗途径基本上都是通过频繁的检测和胰岛素的补充来对血糖浓度进行严格的检测与控制，以减轻或者减少由糖尿病导致的长期并发症。而且对于目前没诊断出有糖尿病的人群，定期的血糖检测能够让其及时的了解自身健康状况也是有一定的必要性，防病于未然。临床上为了给患者人群的病情做出准确的诊断，会使用生化分析仪来测量血糖溶度，不过缺点就是测量时间长，而且用血量较多，病人无法自己进行频繁长期自由的测量。20世纪70年代，随着第一台袖

12、珍血糖仪的发明与生产，市场上这种检测快速而且方便的血糖仪迅速占领了检测血糖仪器的主要市场。这只需要病人提供一滴毛细血管血液即可测量血糖。这实现了病人自测血糖，快速得出结果，缩短治疗周期。无论在医院还是家庭中都开始广泛使用起这种设备。不过上述方法因为要对血液进行直接检测，都会伴随着采血的痛苦。因此早在70年代，西德的Kaiser、美国的Jobsis等人就开始尝试应用光学方法进行人体内化学成分的测量与分析。在血糖无创检测的早期研究中，美国March等人曾试图以折射的方法通过对人的眼睛进行测量来实现；跟随着有人也尝试过对不同的部位进行测量，包括日本Terumo公司和美国Quandt等人在内，分别找到

13、了对人眼进行测量利用光线的折射的方法来对血糖进行检测的方法并申请了专利。不过对眼睛进行测试让人感到恐惧，也没有实际的产品生产出来。20世纪80年代，Duhne首次提出了应用近红外分光原理进行人体血糖无创测量的方法，并申请了专利。而21世纪开始，利用近红外线的血糖仪也逐渐成熟，直到目前，国际上估计有150多家公司和大学正在致力于开发无创或微创的葡萄糖检测技术。生产利用无创技术检测血糖的血糖仪也已经有5家以上。血糖仪行业是一个医学健康、知识密集、资金密集型的医科技术产业，进入门槛不是很高。目前中国的医疗器材技术不是很先进，所以血糖仪的研究技术相对外国来说还有很多一段路。全国基层医疗卫生机构的血糖仪

14、和设备中，有15%左右是20世纪70年代前后的产品，有60%是上世纪80年代中期以前的产品，它们更新换代的过程又是一个需求释放的过程，将会保证未来10年甚至更长一段时间中国血糖仪市场的快速增长。结合最新的科技技术，目的是为了减少患者的痛苦，减轻患者的经济负担。虽然现在市场上仍然很难看见无创的血糖仪，而基本上都是需要采血的血糖仪。因此设计这个产品具有一定的前瞻性。1.4血糖仪设计依据与意义1.4.1设计依据每个人都有自己的家庭，对于糖尿病患者或者糖尿病前期患者，他们都可能会因为自身工作以及家庭条件的原因，他们不能够时时定期的检测自身血糖溶度而进行及时有效的治理与控制，所以当他们没有时间去医院做定

15、期检测的时候，就需要一件居家型的血糖仪产品来给他们提供帮助，让他们也能够及时的检测血糖浓度从而控制血糖变化。现代生活节奏的加快，人们越来越希望使用多功能、美观时尚的产品，血糖仪提供给用户人性化、安全的生活，使糖尿病患者或者糖尿病前期患者的病情得到及时的治理控制，所以血糖仪的消费市场前景广阔。通过对收集到的资料整理和分析，市场上的血糖仪存在以下的不足之处：1. 无创血糖仪产品较少，目前市场血糖仪检测时大多数都需要进行采血使患者伴随采血的痛苦。2. 传统血糖仪需要消耗一次性的测量试纸和采血针。3. 市场血糖仪外观造型单一，检测方法繁琐。4. 目前血糖仪只能观看短期内的血糖浓度变化，不能够观看较长时

16、间内的血糖浓度变化情况。5.对血糖仪的检测时间把握不够准确从而导至测量数据的准确性。1.4.2设计意义本课题的研究就是从解决以上问题入手来进行设计，目的是为了让血糖仪更加的适合糖尿病患者或者糖尿病前期患者使用，充分运用所学设计理论，使产品的形势与功能都能比较完善，从而让那些患者得到最大的人性化关怀。所以选择血糖仪作为设计研究对象的主要有以下意义：1. 满足血糖仪消费者的实际需求，确保产品真正为消费者所期望的，并确保产品符合健康标准，并能够切实做到环保，使消费者买到真正的放心产品。2. 使产品更加人性化。由于现代的生活节奏越来越快，消费者的压力也越来越大，因此产品应尽量实现多功能，易操作，方便消

17、费者的使用。3. 提高国内血糖仪市场竞争能力。目前国内市场的血糖仪产品比国外的要落后很多，市场竞争能力也相对较弱，因此提高国内血糖仪的市场竞争力，还是非常重要的。2设计调查与分析2.1 市场调查设计调查对于产品设计是一个重要环节也是一个最基础的环节。这是在其设计前期对该产品在市场以及用户需求的一个了解的过程。这个过程得到的结论将间接影响到设计的产品与市场与用户的衔接程度，即反映在这个产品在生产之后能否为社会带来预期的价值与效果。通过准确的设计调研，收集回来的信息及调研分析的结论将决定设计的方向。本次产品的调研主要信息来源是网络，药店等销售渠道，医护患者人员以及通过查询专利文献。2.1.1市场背

18、景世界卫生组织的报告指出，2003年中国有4000万人患有糖尿病，并以每天至少3000人的速度增加，2006年我国约有 5000万糖尿病患者。目前血糖仪占我国自我诊断检测市场的16%。资料显示，目前全球糖尿病患者约为2亿人，全世界血糖检测市场容量为50亿美元，美国市场容量约为20亿美元。而国内血糖检测市场尚处于市场培育期，增长迅速。中国糖尿病患者中仅有1.5%-2%的患者拥有自己的血糖监测仪，而欧美国家这个比率已经高达90%以上。未来几年里，随着进口产品的大幅降价或者中国自制研发产品，如果中国仅有5%左右的患者要购买血糖监测仪，这个市场容量也会高达数十亿元。2.1.2传统的血糖仪在中国市场增长

19、迅猛由于传统血糖仪的技术目前已经不是什么秘密了，所以目前市场上的传统的血糖仪犹如雨后春笋般冒出来很多，特别是台湾生产的一些血糖仪，更是数不胜数，所有的血糖仪品牌加起来都有 二三十个，强生、罗氏、京都、雅培、怡成、三诺、会好、瑞特、唐博士、贝朗、拜耳、脉道、施家乐、台欣、安蜜、金鹊、五鼎、聿新、艾康、厚美德、康培、泰 德、威望、Hypoguard和BD血糖监测仪等等。血糖仪市场将面临着最终的洗牌。目前我国血糖仪行业市场主要由美国强生、德国罗氏等国外品牌所占领，国产品牌仅仅只有10%左右的市场份额，而仅仅强生就拥有约45%的中国市场份额。要对整个电子血糖仪行业进行了解，就必须对主要的品牌企业进行了

20、解。以下是一些国外比较有名气的品牌的传统血糖仪，包括罗氏与强生。品牌产地检测类型精度采血量采血笔力度痛觉试纸购买购买指数雅培手握美国电极高较少一般较轻大中城市罗氏优越美国电极较高较少很好较轻大中城市罗氏(乐康全III)美国光电差较多很好较轻大中城市罗氏优越超豪华款美国电极高少很好较轻大城市雅培(舒泰)美国电极一般较少一般轻大城市强生(电子)稳豪美国电极高少一般轻大中城市强生SmartScan稳灵美国电极较高较少一般较轻大中城市强生SureStep美国光电一般较多一般较重大中城市日本京都II型日本电极高较少很好轻大中小城市施家乐台湾电极较高较少一般轻大中城市利舒坦美国第五代电极高极少很好极轻大中

21、城市购买指数评定标准：新技术 准确度 试纸购买方便程度 价格适宜从上面的数据我们能看出，现在市场上，大部分的传统的电化学法血糖仪在购买试纸不方便的问题，而且每次使用都会产生垃圾不符合环保的要求，因此血糖仪有必要研发可循环使用环保的检验方法。如果需要采血，就不可避免的使用一次性的检验工具来保证采血的安全。如果要解决这个问题唯一的办法只能够采用无创的技术。现在市场上按照测量的方法来分大致分为3种类型：第一类是我们常见的有创或者微创血糖检测仪，如针刺采血式血糖仪，此类产品主要有美国强生公司的稳豪型血糖仪、加拿大测利得超值型血糖仪、罗氏乐康全血糖仪、欧姆龙血糖仪、拜耳拜安捷血糖仪和三诺安稳血糖仪等。这

22、类产品生产厂家比较多，经过多年的研究与改进，有较高的检测准确性和稳定性，发展相对成熟。第二类是无创血糖检测仪，比如皮下组织间液葡萄糖检测仪和光谱分析血糖仪。市场场上已有多家公司致力于研发无创血糖测试仪，根据其检测介质及工作原理，可作如下的划分：(1)通过唾液检测血糖(2)通过人体对近红外线的频谱分析检测血糖(3)测试人体的射频阻抗，提取血糖值(4)根据糖尿病患者血液中糖化蛋白比例较高这一特征，通过对眼球蛋白进行测试，得到血糖浓度值。第三类是连续式血糖监测仪，这可以连续测量血糖量在不同时候变化的曲线。例如Gluco Watch这款正式在美国上市的血糖仪，这款血糖仪是一款比较成功的连续式血糖监测仪

23、，可以监测糖尿病患者1-3天的血糖变化特点及趋势，得到的血糖谱比分时多次测量得到的血糖值更接近真实情况，为临床提供更多的信息，如更容易发现未知的高血糖和低血糖，从而使医生全面了解患者的血糖波动趋势，更准确地评估和调整治疗方案图2.1 连续式血糖仪据调查表明，现在市场上，大部分的传统的电化学法血糖仪在购买试纸不方便的问题，而且每次使用都会产生垃圾不符合环保的要求，因此血糖仪有必要研发可循环使用环保的检验方法。如果需要采血，就不可避免的使用一次性的检验工具来保证采血的安全。如果要解决这个问题唯一的办法只能够采用无创的技术2.2血糖仪检测标准中国与国际上对血糖仪准确性的基本标准为在空腹状态下，采集静

24、脉血用生化分析仪进行血糖测试的同时，采集毛细血管血使用血糖仪进行血糖测试，血糖仪的测试结果与生化分析仪的测试结果之间的偏差应控制的范围为：1. 当血糖浓度<4.2mmol/L（75mg/dL）时，检测结果应该表示为落在如下间隔内的值：±0.28mmol/L（±5mg/dL），±0.56mmol/L（±10mg/dL），±0.83mmol/L（±15mg/dL）和±1.11mmol/L（±20mg/dL）。2. 当血糖浓度4.2mmol/L（75mg/dL）时，检测结果应该表示为落在如下间隔内的百分数：

25、7;5, ±10, ±15和±20。3. 有95的结果在此范围内就是符合要求。4. 应分别评价不同分段间隔的样本数是多少，如果检测样本的结果大多集中于±15和-±20的范围内，那检测结果也是不能接受的。2.3无创技术支持虽然现在传统的血糖仪逐渐占领了血糖检测的市场，不过新的技术所带动的经济技术发展也促使许多企业和学校对产品的前期投入和研发。近年来， 这项技术的研究已成为科技发达国家研究的热点， 我国也多次将其列入国家自然科学基金、科技创新基金资助的行列。目前无创伤血糖检测方法主要有微波检测法、旋光法、光声法、喇曼光谱法、光散射系数法、红外光谱法

26、等几种方法。2.3.1微波检测法微波检测法的基本原理是: 当微波通过葡萄糖溶液时， 葡萄糖溶液中的离子(尤其是钠离子) 会影响微波的预期路径。离子对微波产生一定的阻抗， 削弱其振幅并使其发生相移。该阻抗的大小会受到周围葡萄糖分子的影响， 且因葡萄糖浓度的不同而不同； 此外， 在同样的葡萄糖浓度下， 该阻抗的大小还因微波频率的不同而变化。因此， 选用3 或4 个适当频率的微波通过人体组织， 根据检测到的微波的变化情况， 分析可测得血糖浓度。微波检测法还可以无创伤的检测其它分子，如胆固醇、糖基蛋白质等的含量。微波检测法的主要优点是速度快， 但微波通过人体组织时， 其损耗较大， 给微波检测法的应用带

27、来了一定的困难。2.3.2旋光法葡萄糖具有稳定的偏光特性， 通过测量透射光或反射光的偏转角， 可以预测人体血糖浓度。美国Texas A&M大学的Cote Gerard L课题组在这种方法上做了大量的工作,他们利用旋光法对眼前房水中葡萄糖浓度进行检测,根据偏振光通过含有右旋葡萄糖的溶液时偏振面会发生与葡萄糖浓度成比例的偏转,通过测量偏转角度而得出葡萄糖的浓度。该方法的缺点是偏转角较小,测量难度大,如眼前房水中的其它成分如蛋白质也会引起旋光效应、角膜会发生双折射、眼球转动时光的路径发生改变,这些因素会产生较大的测量偏差。此外,由于人眼测量实现难度大,患者不易接受,实验条件有限等原因,该方法

28、目前尚无突破性的进展。2.3.3光声光谱法光声光谱测量方法是利用近红外激光脉冲与组织相互作用,组织内部由于某种成分分子的吸收作用而导致细微的局部变热,温度升高引起快速的热膨胀,从而使放置于组织表面的检测器能检测到超声压力波,即所谓的光声信号。利用光声信号的幅度与吸收系数之间的关系可以检测组织内部某种成分的含量。该方法具有灵敏性较高的优点,但其对组织内部结构的变化比较敏感,因而对检测器的要求较高。目前,光声光谱方法在离体研究方面非常活跃,仅有少量在体研究结果发表。2.3.4激光拉曼光谱法当激光作用于葡萄糖时会发生拉曼散射效应,即产生微弱的斯托克斯线(stokes line)和反斯托克斯线(an

29、tistokes line)。按照光量子理论,入射光子和一个处于初态能级的分子作弹性碰撞,光子与分子之间发生能量交换,光子不仅改变运动方向,还把一部分能量传递给分子,或从分子取得一部分能量。由于拉曼散射光与瑞利散射光的频率之差(拉曼位移)和物质分子的振动、转动能级差有关,因此,拉曼位移是表征物质分子振动、转动能级的一个物理量。利用该原理,可以根据测得的拉曼光谱分析得到葡萄糖的浓度。但是,由于生物组织的吸收和散射效应,Raman信号检测极其困难;另外,蛋白质类分子产生的背景荧光信号强度经常与Raman信号相当。基于上述各种原因,Raman方法一般选用眼前房作为最佳测量部位。但受到眼睛的安全辐射剂

30、量限制,入射光能很小,使能检测到的信号更加微弱。因此,喇曼光谱方法在人体内成分检测领域的研究处于起步阶段,离体组织研究结果发表较多。到目前为止,尚未见到该种方法用于体内某成分浓度在体测量的临床数据发表。2.3.5光散射系数法光散射系数法是最近发展起来的一种光学无创检测技术,其原理是检测空间分辨的扩散反射光,并计算人体组织简化散射系数。由于该散射系数随体内成分含量变化而变化,因此通过追踪简化散射系数的变化即可得到体内成分含量的变化情况。该方法是一种新兴起来的方法,目前的研究成果较少,至今仅有一些反映变化趋势的研究结果。因此,就目前的研究成果来看,尚无法展现该方法的应用前景。2.3.6红外光谱法红

31、外谱段是用于检测物质化学信息的重要谱学资源,一直在药学、农业、石油等领域得到广泛应用。早在20世纪80年代后期,由于化学计量学方法的应用及计算机技术的飞速发展,红外光谱分析已经成为一门独立的分析技术,并被应用于无试剂医学检验。随着红外光谱定量分析的灵敏度、精度、准确性和可靠性的较大提高,许多科研机构进行了红外光谱法无创检测人体内成分的研究。红外光谱检测技术在无创血糖测量中的应用主要有中红外光谱法和近红外光谱法两种方式。中红外光谱法(MIR)在中红外波段葡萄糖的吸收受到其它物质的干扰量小,但由于水的强烈吸收,中红外光很难穿过皮肤进入内部组织,因而采用测量其热辐射光谱。美国加州大学的David C

32、.Klonoff等人认为中红外是无创血糖测量的最佳波段,他们把人体看做是辐射黑体,并通过降低所测量局部的温度,打破吸收与辐射的平衡,得到葡萄糖的吸收光谱(中心点为9.7)。其假定模型为：h是普朗克常数,为角频率,k为波尔兹曼常数,是组织表面与内部的温度差,T为环境温度,是有效温度梯度内的光程长,是总的光程长,S/B(signal-to-background ratio)是葡萄糖信号与其它光的比值。通过对测得的光谱进行分析,从而预测得出人体血糖含量。他们的实验表明:在=15,S/B为100001的情况下,葡萄糖测量平均预测误差为24.7mg/dL。近红外光谱法(NIR)电磁波谱的近红外区为0.7

33、2.5(14,286-24000),在该区域内,体液和软组织相对透明,穿透力强,是较为理想的检测光谱段。近红外无创血糖检测技术具有无痛楚、无感染危险、测量快速、无须任何化学试剂或消耗品等优点,被认为是最有发展前途的无创检测方法之一。近红外光谱主要是含X-H(X为C,O,N等)键基团的化合物在中红外区域基频振动的倍频及合频吸收,含有X-H键基团的有机物以及与其结合的无机物样品随着成分含量的变化,其光谱特征也将随之发生变化。红外光谱分析技术是一种间接测量技术,又称“黑匣子”分析技术,其理论依据是Beer-Lambert定律:当一束平行的单色光通过含有均匀的吸光物质的吸收池（或气体、固体）时，光的一

34、部分被溶液吸收，一部分透过溶液，一部分被吸收池表面反射，假定组织中所含有的多种组分中的每一种对光的吸收作用均符合该定律。由该定律可知,样品的吸光度与待测成分浓度之间具有很好的相关性,样品成分的浓度变化会引起光谱特征吸收的变化。首先通过对光谱数据S-X和样品的浓度C-X建立校正数学模型Model,以后的测量中,使用该校正数学模型,根据未知样品的近红外光谱数据S-Y即可预测得到待测成分的浓度C-Y。应用近红外光进行人体血糖无创检测,一般是对人体皮肤、粘膜或其它含体液的外围组织中的某一部位进行整体测量。测量基本流程如左图所示:入射近红外光于选定部位,接收并测量由组织扩散反射或透射的光能量,得到扩散反

35、射光谱或透射光谱,从中提取所需的信息,利用近红外光谱分析技术处理后计算待测成分的浓度。图2.2 近红外光谱无创血糖检测基本框图随着糖尿病发病率越来越高,血糖浓度测量受到越来越多的重视。国际上众多科研机构都开展了无创血糖检测的研究,检测方法也多种多样。纵观以上各种测量方法,都是各有难点,因此,目前还都停留在科研攻关阶段,还没有能真正临床应用的无创血糖检测的报道。但总的来说,无创血糖检测是血糖测量的发展趋势,是能够真正实现糖尿病人实时自测血糖的唯一方案。在各种无创血糖检测方法中,近红外无创血糖检测技术由于其自身的优点,被认为是最有应用前景的无创血糖检测技术之一,也是目前投入研究最多的无创光谱检测技

36、术之一。因此本次设计中会优先考虑使用近红外线作为本产品的测量的核心技术。2.4用户需求分析现在国内市场上没有无创的血糖仪，因此在用户调查方面，主要是给予传统的便携式血糖仪进行咨询，通过调查问卷和网上资料分析而来，一般采取引导性的提问，希望用户能够提出一些具有前瞻性的需求。2.4.1网上用户对血糖仪的意见互联网是一个很好的交流平台，也有很有关于糖尿病的论坛，很多患者和患者的亲戚对病情有疑惑又或者想介绍一些好的治疗方法心得都可以通过这些免费的论坛和其他的病友互相交流。匿名的网络中也很容易统计出病人对血糖仪最真实的需求。我通过对网上用户的调查可以看得出，对试纸稳定性、准确性、还有采血的时候的用户体验

37、都是很重要的一个理由。这可以看得出数据对他们关注病情，如何使用药物都有很重要的指导性，直接影响着他们的健康。“采血量要小和痛感小”的需求已经排到了第三名。可见大家对这种疼痛和不适已经纯在不满，这一点或许比价格和其他功能重要了。由此可得，如果可以省去疼痛的感觉，如果产品的价格是在可以接受的范围内的话依然可以接受产品的。因此，运用新的技术是存在这一定的市场的。另外，有用户对“电脑交换数据”“屏幕比较大”“数据内置分类功能”等功能的需求。虽然只是一个小的数量，不过也反映一个重要的需求：消费者更希望血糖仪不仅仅是种监测显示血糖值的设备，人们更希望产品能够给予病人“方便”与“舒适”。我们可以从中发现一个

38、趋向，产品将会与其他电子产品有数据上的交互进而获取更进一步分析的结果，让病人知道的不再是仅仅一个数字。2.4.2问卷调查分析(1) 您使用过血糖仪吗？（ ） A正在使用 B曾经使用 C未曾使用。被调查对象（糖尿病患者或潜在患者）有超过半数以上的人选择正在使用，他们的生活需要自测血糖仪的帮助才能得到基本的满足，只有小部分经济状况不好的人选择未曾使用，余下的人选择曾经使用。(2) 您使用的血糖仪具来自？（ ） A自己购买 B医院 C借用 对于使用过血糖仪的被调查的对象90%的人是属于自己购买，少数人是医院和借用的。(3) 您对目前使用的血糖仪满意吗？（ ）A非常满意 B一般满意 C不满意 对于长期

39、使用血糖仪的被调查对象来说，因为使用习惯，所以大体上都觉得他们使用的辅助器具满意。(4) 您听说过无创血糖仪吗？（ ）A听说过 B没听说过 听说过无创血糖仪的和没有听说过的百分比相当，说明无创血糖仪在人群当中的被认知度还不是很高。(5)您对于无创血糖仪的功能有什么要求？（ ）A 只要能不采血就行 B 多功能的 C 准确 D 其他被调查对象对于无创血糖仪的基本安全功能都十分关心，能否安全顺利简洁的检测是他们最关心的，在这个基本功能满足之后他们才考虑无创血糖仪的其他功能。6. 您对无创血糖仪了解多少？ （ ）A 不了解 B 基本了解 C 很了解被调查对象超过半数的人对于无创血糖仪不了解，这对于产品

40、的推广是一个不利的因素。7. 您希望无创血糖仪的价位是多少？ （ ）A 1000以内 B 1000-2000 C2000以上在了解了产品的功能过后产品的价格就成为重要的参考对象，基于无创血糖仪的适用人群定位为中低档市场，所以被调查对象期望值在1000-2000的区间居大多数。8. 您对于无创血糖仪的材料有什么要求？ （ ）A 环保材料 B 特殊材料 C 无所谓材料的选用直接关系到产品的成本，环保材料成为无创血糖仪适用人群的首选。9. 您喜欢什么样式的无创血糖仪？ （ ）A 现代 B 古典 C 其他 无创血糖仪样式不同直接影响消费者的视觉感官，百分之七十以上的人选择现代样式的无创血糖仪。2.4.

41、3用户特征分析1 未查出自己有糖尿病的人群：该类人群属于潜在消费者，可能会担心别人怀疑他得病，有需要消除这些潜在消费者的恐惧。因此血糖仪的功能就需要检测费用必需便宜并且更加隐蔽。2糖尿病初期患者：该类患者刚得知患有糖尿病，精神上会出现惊恐，对于血糖仪操作流程不熟悉，怕痛。因此血糖仪的功能就需要操作流程更加便捷。3糖尿病反复发病的患者：该类患者担心测量不够准确，时常关注短期以及长期自身血糖溶度的变化，并根据血糖变化及时的进行自我胰岛素治疗。因此血糖仪的功能就需要增加检测准确程度，是血糖仪能够便携化，加大血糖仪的储存数据并具有胰岛素治疗装置。2.5调研分析有问题就需要解决，这是设计师首先要考虑的，

42、设计的目的就是为了解决现有产品存在的问题。通过对市场上的同类产品的设计调查,发现国外市场现有的产品在一定程度上已经趋于成熟,而国内正处于起步的阶段，产品无法得以大范围的推广，不能全面的满足消费者的需求。而且,我们的设计对象是糖尿病检测人群,主要是针对他们检测血糖时所遇到的问题以及其产品外观造型而展开的设计。所以首先我们明确了设计定位之后，从消费者的生活环境和心理特点着手，注重各种功能现代技术的结合，再加上对外观造型的考虑，是产品更加的完善。调查显示,现有很多血糖仪功能简单化严重，操作流程过于复杂，资源材料浪费太多；机体本身大多要求采血，增加了使用者的心理负担；外观造型陈旧、呆板；储存数据量小而

43、混乱；此外，国内血糖仪大多数来源于进口，价格都比较高。机鉴于此，设计者要充分了解这些问题的根源，使问题清晰化，明确化，并运用所学知识解决问题。3 设计定位3.1设计方向坚持以人为本的设计思想，通过对市场调研资料的分析，以及用户使用方式及需求分析，来考虑血糖仪的检测技术，外观，界面，色彩，使人们使用起来更方便，功能更贴近生活和用户需求，整体造型能被人们所接受和认同；色彩符合设计对象的审美观。基于以上这些原则，在设计家用血糖仪过程中，坚持功能方便，安全人性化，简单操作，造型美观，便于携带这一设计思路。在设计过程中，综合考虑产品的检测技术、人机工程、造型、制造、价格等方面的因素进行设计活动。3.2设

44、计理念目前血糖仪市场上，血糖仪种类较为繁多。但整个血糖仪的发展过程来看，目前市场主要是通过提高血糖的检测技术及其检测准确度来引导消费和增加竞争优势的，主要是纵向发展的脉络，但这种发展模式固然可以在一定程度上增加竞争优势，不过这整发展模式却是以高成本为代价的，并且产品的功能很可能会在一定程度上被闲置。其实传统的血糖仪的功能已足够满足人们的需求，人们也会用这种传统的血糖仪采血，测量等，而且由于这种血糖仪价格比较低，很容易被人们接受，而且目前已被大多数人接受，但是虽然这种传统的血糖仪已被大多数人接受，并且以流通市场很多年，但电饭煲的在很多方面还是需要改进的如：目前市场传统血糖仪检测时大多数都需要进行

45、采血使患者伴随采血的痛苦，长时间的采血会更加痛苦，同时传统血糖仪需要消耗一次性的测量试纸和采血针，传统血糖仪外观造型单一，检测方法繁琐。只能观看短期内的血糖浓度变化，不能够观看较长时间内的血糖浓度变化情况。对血糖仪的检测时间把握不够准确从而导至测量数据的准确性。根据实地调查，尽管市场上同一层次的血糖仪品牌较多，除了外观上稍有不同，其实质却没有什么明显的变化，众多品牌的血糖仪如出一辙，设计不合理的地方依然持续下去，可见目前市场是非常浮躁、急功近利的。随着社会生活节奏的加快，人们的压力也越来越大，越来越繁忙，人与人之间的交流也越来越少，因此人们比以往更需要来自情感上的呵护。所以我们设计的产品应该“

46、以人为本”，从各方面考虑人的因素，使产品能够处处使人们感到关怀的存在，使人们的内心感到温暖。人性化，是本设计主要的设计概念。简洁美观的造型，不追求过多的修饰，只谋求方便，处处考虑到人们的使用操作方式简单，创造舒适的检测心理。结合先进技术含量，让人心里上得到放心，测量数据得到信服。3.3设计原则1. 绿色设计原则。尽量考虑到所使用材料为环保的材料，那样才能在产品回收循环的时候不致于污染环境，材料的运用也要考虑到对人体的无危害性，尽可能采用绿色环保材料。2. 人性化设计原则。根据用户要求，简化操作流程，尽量为该人群营造一个安全、简单、人性化的操作系统。3.多功能设计原则。检测血糖时可能会具有时间温

47、度等方面的影响，设计时尽量让其能体现出来，增加检测的准确度。3.4功能定位针对用户对于无创血糖仪的问题与要求，本着人性化和多功能设计的原则，展开设计思路，充分运用人机工程学的知识进行设计。功能设计实质上是市场细分理论的深化，市场细分方法有好多种，但归根结底都是以产品附加功能细分的。功能设计是以消费者的潜在需求为依据，设计产品的功能组成，经过功能成本的分析，由专业技术人员进行产品设计、企业安排生产、开展针对性的营销，将产品交到目标消费者手中。产品的功能有时需要增加，而有时必须减少。成熟的消费者已经不再盲目追求多功能，多功能意味着多付钱，俗话说：“有钱不买半年闲。”功能设计要打破传统的思维定势，进

48、行观念创新，将关注的焦点集中在当前和未来行业的产品功能所在，以及功能转移的方向和速度上。依托“旁观者”的优势，通过发现顾客的潜在需求，进行产品和服务的功能设计，帮助企业成为行业的领先者，获取领先优势所带来的超额利益。要不断开发新功能产品，一种功能一经市场认可，企业就必须做好开发后续功能产品的准备，因为任何一种好功能迟早会被沦为基本功能。所以企业应该主动破坏行业中业已存在的功能优势，不断地发现和创造本行业及行业外新的功能。要进行功能定位，应开展适当的市场调查活动，来了解当前的消费者的需求，使产品在消费者心目中得到一个独特的有价值的位置。定位的策略，就是为产品在市场上找到一个合适的位置。只有产品功

49、能定位准确，所设计出来的产品才能被市场消费者接受。 根据调查发现人们除了用血糖仪检测血糖之外，还主要用于便携，查看时间或前期血糖值，记录血糖值等功能，因此血糖仪应该很好的满足消费者这一需求，目前市场上的大众型的血糖仪主要是按照检测的标准来设计的，虽然可以满足人们检测的需求，但我们可以很容易发现，用血糖仪在检测工作中会采血给消费者带来疼痛高级，同时在查看历史血糖记录时操作繁琐，一段时间内的数据不能一目了然，这样不仅造成消费者的心理压力，而且使用起来，还是不太方便，因此，血糖仪的设计应该从消费者的实际需求出发，使消费者使用起来更加方便。因此在本设计中，血糖仪应满足检测，便携，记录，查看功

50、能。3.5 造型定位消费者个性化需求的发展直接导致了产品造型的不断更新，产品采取什么样的造型或款式，这是产品定位的关键内容之一。一个恰到好外的造型定位，可导致在营销上一举成功，而一个蹩脚造型定位，可以在营销上一败涂地。除了那些不具有形状（如饮料、酒）和形状元实际意义的产品（如大米、钢锭）外，其它的产品都必须进行造型定位。在需要进行造型定位的产品中，有的造型是起辅销作用的。有的是起主销作用的。起辅销作用者造型定位不当，会影响产品卖相。但它靠其优良的质量和独特的功能尚能维持。如果起主销作用的造型定位不当就完全销不出去。对于一支圆珠笔，其造型仅起辅销作用，所以，圆珠笔只要能写字，款式稍差，仍有人买，

51、只是销售比较困难。可对于一件衣服，其款式就起了主销作用，如果款式定位不当，根本就没人买。除非是把价钱定到仅使用其防寒遮体的功能上方可有人购进，但这样，企业就损失严重了。在产品设计中形态设计非常重要，而现代血糖仪大多数为手握手血糖仪，造型多姿多样，因此在本次毕业设计中一定要注意产品造型的设计，从结构和外观满足目标人群的审美要求以及操作方式的方便度，从而设计出最合理的形态，功能与造型相结合，满足消费者使用要求。图3.1 现代产品造型分析3.6 色彩定位色彩有着先声夺人的魅力。它能美化产品、美化环境。色彩研究涉及物理学、生理学、心理学、美学与艺术理论等多门学科，色彩的设计在造型设计中占有很重要的地位

52、。产品色彩的选配要与产品本身功能、使用范围、环境相适宜。各种产品都有自身的特性、功效，对色彩的要求也多有不同。而每种色彩给人的感觉都不一样，只有让色彩与产品的特性、功效充分结合，才能使产品设计的整体质量得到提高。对医疗器械的颜色来说,恰当地运用色彩对功能的使用以及接受治疗的病人的心理影响很大。所以对医疗器械这一特殊产品的界面设计的色彩运用进行了一些研究是很有必要的。色彩的特征与人的色彩心理色彩的明度、色相、纯度的差异会给人们造成不同的心理错觉。从人的视觉心理与色彩心理来看,暖色调诸如红、黄等色彩,其纯度和明度越高就越是给人一种刺激、醒目、跳跃的感觉,从而唤起人的兴奋感。同时也给视觉神经造成一种

53、极强的视觉冲击力。若长时间注视,人眼就会产生疲劳感,从而造成色彩视觉错觉,甚至会给用户的视网膜带来伤害。冷色调诸如蓝、绿等色彩,会给人一种宁静、安逸、平和之意,有退后、清凉、消极的感觉,并且随着色彩纯度和明度的提高。因此在考虑产品颜色时要体现产品特性，符合目标人群的心理审美要求。3.7 材料定位产品的材料是体现产品质感的重要因素，也是影响加工工艺，产品成本、销售价格的重要因素。适合的材质才能更好的衬托出产品所要表现的设计理念。家用血糖仪设计中，材料的选择要适合产品设计过程中提出的各种使用环境，要能体现出设计理念的要求。3.8消费者定位家用血糖仪是一种耐用消费品，是家庭中糖尿病患者的一个生活用品

54、，其消费对象的基本单位是个人。而家庭中的各年龄段的成员都可能有糖尿病患者，因此家庭中的各年龄段的成员都可能使用血糖仪进行检测，所以如果设计出的家用血糖仪如果只有特定的家庭成员可以使用，而其他人不能用，则这种血糖仪是不会被大众接受的。虽然目前市场上已有无创血糖仪，但由于其价格相对较高，并不能为大多数消费者接受，人们普遍使用的还是中低档次的血糖仪，这种血糖仪不仅价格较低，容易别人们接受，而且其功能也满足了消费者的基本需求，但目前市场上的血糖仪的品牌较多，但其在设计上大都雷同，千篇一律，如出一辙，而且还存在许多不够合理的地方，人们使用起来不是太方便。为了解决大部分消费者所面临的问题，本设计的目标消费

55、人群为中低等经济收入家庭。4 设计构思4.1产品人机工程的构思人机工程与工业设计有着工作对象和目标的一致性，通过对产品的人机工程分析能够为我们的设计提供有效的指导。本设计在人机工程方面考虑得比较多。由于现在市面上无创血糖仪相对较少，不能采用改良设计的设计方法。主要是考虑工作时候的工作状态，结合一些我们身边常见的产品的外观设计出来的。本次产品设计需要考虑到工作的方便性，舒适性，还有使用心理产品属于一款家用医疗设备，因此不可避免的经常会与使用者有接触与交互的工程，因此我需要参考到比较多的人机工程学的研究数据，例如一定会存在的操纵装置，显示装置，还有一些视觉传达的需要参考。在其显示装置上，为体现人机

56、工程学原则可采取“一目了然”的界面制作，使用户能够在第一时间知道自己所要了解的内容，如动态的提醒用户的检测时间（沙漏），曲线变化提醒用户血糖值的长期变化 图4.1 手指尺寸等。在其操纵装置主要体现在按键操作上，因此按键布局要符合人机工程学原则，将使用频繁的按键设置在最佳区域，即手握时大拇指所在区域，其他主要按键布置在易达区域，即大拇指所能达到的区域。主要参考了GB/T 10000-1988给出的中国人的手部的基本尺寸还有国标GB/T 16252-1996成年人手部号型，为这种便携的糖尿病监控治疗设备确定其功能按键的尺寸，以及设计外观样式与大小。4.2产品形态的构思造形是营造主题的一个重要方面，

57、主要通过产品的尺度、形状、比例及层次关系对心理体验的影响，让用户产生拥有感、成就感、亲切感，同时还应营造必要的环境氛围使人产生夸张、含蓄、趣味、愉悦、轻松、神秘等不同的心理情绪。对称或矩形能显示空间严谨，有利于营造庄严、宁静、典雅、明快的气氛；圆和椭圆形能显示包容，有利于营造完满、活拨的气氛；自由曲线创造动态造型，有利于营造热烈、自由、亲切的气氛,创造出的空间富有节奏、韵律和美感;利用残缺、变异等造型手段便于营造时代、前卫的主题;造型艺术能够表现引人投入的空间情态，如体量的变化、材质的变化、色彩的变化、形态的夸张或关联等，都能引起人们的注意。产品只有借助其所有外部形态特征，才能成为人们的使用对象和认知对象，发挥自身的功能。对于医疗器械产品而言，其产品形态直接影响患者的心理，间接影响患者的情绪变化，在产品形态上应以治疗为主，不能过于追求时尚，美观，应以简洁为主，以给患者活