实践出新知 可穿戴式智能输液医用设备
产品主体
荣获2017“中国好设计”创意奖的智能医疗器械项目“可穿戴式智能输液医用设备”，自2017年2月起始，12月结项，历时10个月，由来自天津工业大学工业设计专业的申勇、卢康宁、赵志龙、张帆团队完成。
项目主创人申勇曾在天津市启明优创工业设计有限公司实习，参与完成多项产品的设计开发与投产；以第一发明人身份拥有多项专利；曾负责完成国家级大学生创新创业训练项目，主要负责部分为新产品的设计研发；参与完成本系教师纵向课题一项；除获得2017“中国好设计”创意奖外，设计作品曾获全国智能化适老用品设计大赛三等奖、天津市工业与艺术设计大赛二等奖、天津市工业与艺术设计大赛三等奖、全国大学生机械创新设计大赛天津赛区二等奖等奖项。
佩戴状态
心率手环
项目具体介绍
1问题定义
传统的输液方式要求输液瓶只能高悬于输液支架上，对高度要求高，且无法满足使用者单独上厕所等必要行走的需求。
传统的输液方式，输液速率基本取决于医护人员的个人经验，易与患者心率等个人体质不匹配，易发生危险。
2系统性阐述
2.1 人群分析
该设计产品适用人群为需长时间打点滴的人（以老年人为主），作为现有医疗器材的补充，具备可悬挂、可佩带等多种使用方式；设计符合人机尺寸，同时支持适当的调整，可与使用者安全可靠结合；可在医院使用也可作为社区家用医疗设备。
2.2设计特点
微型增压器提供输液气压代替大气压强，AT89C52单片机自动的智能气压调节使高度不再是限制因素。
本产品可挂可戴，替换了传统的高挂式点滴，可满足使用者输液时独自上厕所、适当活动缓解长时间静止的酸痛等需求，使病人获得更舒适的医疗体验。
心率测量手环实时地将使用者的心率情况反馈到产品内置单片机中，实现对滴速的实时调控，科学控制滴速。
2.3绿色低碳
绿色低碳是该产品设计的目标和亮点之一。该产品主体材料选用纳米碳纤维复合材料，是亚弹性、高强度、无污染、高寿命、绿色低碳环保复合材料。
2.4网络智能
该产品利用基于AT89C52单片机的输液滴速控制系统，技术上完全可以实现用患者血压读数反映到单片机中的数据，经智能芯片的处理，通过调节微型增压器的给压大小来实时调控输液速率。在保证输液安全的前提下，彻底解决了输液过程中由于输液速率受人为因素左右导致过快过慢而产生不适感和对心脏的过度冲击压力等安全问题，为使用者提供更加安全可靠的输液体验。
2.5开放融合
秉承开放融合的设计态度，设计团队对国内外相关方面的研究进行了细致的分析和试验，最后得出利用现有AT89C52单片机技术完全可以实现智能化，且能更科学安全地根据患者体质的不同而实时调节滴液速率的结论。
在材料和技术融合方面，团队课题组正在进行相关方面的研究实验，目前进展顺利。作为第一代产品，团队抱持开放的态度接受相关专业人员的意见和建议，未来也将开发出配套的暖液器等周边产品。
3可实现性
本设计所依托的单片机型号为AT89C52，该单片机实时调控输液速率的可靠性和安全性，日前获得浙江大学和美国多所大学的实验验证。微型增压器克服了空间上对输液高度差的限制，可以使输液设备直接与使用者肩部可靠结合，满足使用者适当行走需求。
4商业价值
该类型产品的市场在世界范围内尚属蓝海，团队预计在完成国内医疗相关部门的卫生审核之后正式进入市场。未来，可穿戴式智能输液医用设备在满足一定规模的市场需求后也将继续推广，真正将智能化带来的便利服务于广大患者群体。
5设计价值
使用者在输液过程中可以进行适当的自由行动，这既保护了患者的个人隐私，也使他们获得了更舒适、更安全的医疗体验。
作为健康医疗领域的原创设计，该产品在全球健康医疗市场吹起了一股新风。随着人民生活水平的提高，安全、便利且更具人文关怀的产品将获得更多消费者的认可、选择、使用，助力“中国制造2025”。
项目设计实施过程
第一阶段：探索挑战
步骤一：寻找目标，定义目标、愿望或挑战。
发现问题是项目的开端。传统输液方式存在诸多弊端，如输液必须依靠输液架，限制了身体酸痛时站立、上厕所等必要行走的需求，且在拥挤的医院输液通道极易发生群体事故风险，例如罹患呼吸系统传染病等；医院实习生和护士负责给患者确定输液速率，针对不同体质的病人无法科学地分而采取与之匹配的输液滴速。
步骤二：调查实情，汇集相关数据。
项目团队深入走访了天津市和北京市的中、大型医院和医疗机构和河北省部分乡镇卫生所，发现传统的输液方式要求患者必须在输液支架附近，或躺在病床上，当患者需要上厕所时一般需要亲友、护士来拿着输液架，十分不便。同时，在目前各地医疗卫生条件发展尚不均衡的国情下，由医护人员的个人经验来确定输液速率，存在着很大的盲目性和随意性。输液速率过快或过慢，均会导致患者不适。尤其在滴速较快时，输液速率与个人体质不匹配轻则导致患者不适，关节酸痛难忍，重则严重冲击血管，对患者静脉、心脏造成伤害。
走访后，团队撰写阶段报告，把前期调研内容以文字的形式汇总，便于之后的分析设计。
步骤三：归纳问题，明确实现设计目标、愿望或克服挑战所需解决的问题。
第二阶段：生成创意
步骤四：寻找创意，为要解决的问题寻找创意点子；进行小组讨论和头脑风暴。
第三阶段：预备执行
步骤五：提出解决方案。
将创意点子深入发展成可实施的解决方案，并列出评判设计成功与否的标准；阅读文献，查找相关设计及医疗行业设计标准。
初步设计完成，进行文献调研，寻求理论支撑。
步骤六：获取赞同，明确行动计划。
确定方案实施的具体负责人和在实践中完成该方案所需具备的各种条件；深化设计，邀请教授指导；实地再调研，试探设计可行性；验证方案，完成设计及优化。
责编/彭砚淼