基于智能化的胰岛素注射器产品设计研究
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作者:宫金弟
摘要：随着时代的进步以及医疗水平的提升，智能化的医疗产品的应用越来越广泛。为了打破现有胰岛素注射器产品设计的局限性，更好地满足用户对于胰岛素注射器产品的多方面需求，从而进行基于智能化的胰岛素注射器产品设计研究。文章从胰岛素注射器产品现状出发，通过分析胰岛素注射器智能化设计原则等，从多角度展开智能化的胰岛素注射器产品的设计思路，解决现有的胰岛素注射器存在的问题并加强胰岛素注射器的应用性。
关键词：智能化;胰岛素注射器;产品设计
中图分类号：TB472 文献标识码：A
文章编码：1672-7053（2020）04-0067-02
智能化的产品设计可以是已有产品在有基础认知前提下与智能科技结合的产品设计，也可以是新兴智能产品设计，两者都是紧跟时代的发展与社会需要所出现的设计产物。智能化的产品设计可以应用于不同领域，例如智能家居系统、智慧医疗、智能化教育、智能产业链等都是对智能化产品设计的已实现化应用，而对于新兴产品的智能化应用则有着无限的提升空间与发展潜能。
胰岛素注射器智能化设计是将胰岛素注射器进行智能化改造，在保证注射功能的前提下对胰岛素注射器进行智能优化设计。通过智能化提升产品性能使胰岛素注射器更好地应用于治疗中，为用户带来更佳的体验。
1 胰岛素注射器产品的现状
由于目前还尚无根治糖尿病的方法，而注射胰岛素是治疗糖尿病最重要的手段之一，同时也是最后手段，注射胰岛素在很多情况下是需要长期或终身使用的。庞大的患病人数基数，以及糖尿病不能根治的性质，决定了患者对于胰岛素以及胰岛素注射器的需求量极大。现如今，临床常见的胰岛素注射器主要为胰岛素专用注射器、胰岛素注射笔、胰岛素泵和无针注射器这四类，淘汰了最原始的普通注射器。科技的进步、生活水平的提高推动着胰岛素注射器的发展。胰岛素专用注射器是最简单并且常用的注射器械。笔式的胰岛素注射器可以将胰岛素以笔芯的形式置入注射器当中，根据使用量的不同可以进行多次注射，主要解决的是胰岛素注射操作便捷度以及携带的问题，这种革命性的设计将胰岛素注射器推向一个新的高度。胰岛素无针注射器无论国内外都已上市销售，胰岛素无针注射器体现出科技水平的提升，不同于其他使用方式或便捷程度等革新，胰岛素无针注射器属于技术上的发展。
胰岛素专用注射器、胰岛素注射笔、胰岛素无针注射器这三种非持续性注射的注射工具，是一个连续發展现阶段共同存在并使用的产品。在形态上的变化比较局限，除了胰岛素泵以外其他都属于圆柱形态，形态与形态之间仅局限于线条上的变化，没有更大形态上的设计突破，设计思维比较固化。同时产品更新换代速度慢，很少体现时代发展对产品带来的优化，缺少智能化方面的设计。对于其中部分存在带有智能性质的胰岛素注射器，虽然有注射科技技术上的表现，但没有智能化系统的设计。因此，智能化在胰岛素注射器设计中比较缺失同时也意味着有发展前景。
2 基于智能化的胰岛素注射器产品设计原则
2.1安全性
安全感是主观诉诸于客观的感觉，具有安全感的手持医疗产品能给使用者带来情绪上的愉悦[1]。一个产品的设计首要考虑因素就是安全性，尤其是医疗类的产品，更要秉承安全性的设计原则，给用户带来足够的安全感。安全性决定着产品是否能够保证正常的使用，不对用户造成安全上的威胁与隐患，安全性也是用户考虑选择使用的前提。智能化的胰岛素注射器与普通的注射器相比，更需要注重内外部各部件的安全性，包括元件与元件之间合理化安排、保证内部元件的稳定性、内部电子元件的质量和配合元件的外观设计考量。
2.2实用性
在实现智能化的同时，要保证功能的实用性。对于胰岛素注射器而言，智能化只是使产品进一步发挥实用功能的附加手段，使注射过程更加便于用户使用，帮助用户完成注射。因此，智能化的应用不能掩盖了本身的实用性，要以注射胰岛素的实用功能为主。
2.3可操作性
在用户操作姿势要符合人机合理使用性。产品设计的操作活动空间与操作状态应在手的可及范围内完成，防止因操作产品姿势不当引起的肌肉损伤[2]。智能化的胰岛素注射器能够使用户有更好的体验性，但由于智能因素这种新事物的加入，对于部分用户需要时间来接纳。因此，在设计时要注重可操作性，使操作简化，不能因为智能化的加入反而使操作更复杂且难以理解。
3 基于智能化的胰岛素注射器产品设计思路
3.1注射针自动更换设计
在中国糖尿病药物注射技术指南（2016年版）中明确指出所有型号一次性注射笔用针头仅限一次，在完成注射后应立即卸下，当患者自我注射时，套上外针帽后废气而不应留置在胰岛素笔上[3]。注射针自动更换设计可以从两方面进行考虑，一是对于针头拔出、扔掉再放置的方式进行自动化设计;二是对于针头单纯更换，不考虑扔出的问题的自动化设计，这两者都是注射针自动更换设计的可应用方向。而在一份对于糖尿病患者胰岛素注射针头使用认知状况的调查结果中，41.5%的糖尿病患者不知道胰岛素针头是一次性使用，患者对其反复使用的危害认识不足。77.8%患者不知道反复使用会堵塞针头，86.9%患者不知道反复使用针头容易引起血糖波动，75.6%患者不知道反复使用同一针头会造成针[4]。这份调查结果证明了用户对于针头的更换还存在一定的知识盲区。对此，可以利用智能化的纯自动化操作的特性，通过多种可实现方式对注射针头自动更换。这种自动更换的装置可以强制性更换针头，避免了用户因为认知不足导致的错误使用从而造成身体上的伤害。
3.2注射剂量智能化设计
对于注射剂量智能化的设计可以分为两个侧重点，一是针对抽取胰岛素的过程，二是针对注射胰岛素的过程。现在使用的专用的胰岛素注射器每次使用前需要抽取规定量的胰岛素，在抽取的过程中，抽取剂量的多少完全由用户通过观察刻度线来确定。如果抽取时视线不是水平方向，很容易造成抽取剂量过多或者过少，从而导致胰岛素的间接性浪费。针对于这一问题，可以通过智能化进行个性化的剂量抽取设计，保证剂量的准确性。以诺和笔4为例，注射剂量一共设置了60个单位用量，最小用量为1单位，注射前可在1～60单位之间根据需求进行选择。但调节剂量的过程还是通过手动旋转注射推键变换活塞位置来调节注射剂量，并且在每次注射前都需要调节。智能化可以通过注射剂量的一次设置后自动注射出设定剂量的方式来应用。对于这两个可实现的剂量智能化设计方向，能够减少注射过程的操作步骤，利用智能形式替代眼部观察，尤其是对视力不佳的患者在剂量调节问题上的解决。 3.3智能胰岛素保存
如果采取胰岛素在注射器中存放使用方式，需要考虑内部胰岛素的保存问题。现有的对于保存方面没有过多的手段，主要是放在注射器中自行保存，开封的胰岛素在室温25°C的环境下保存即可。但在冬季或夏季室外出行时，很难保证胰岛素周围温度。用户在出行时需要考虑如何在高温或低温的条件下携带胰岛素注射器，给出行带来不便。智能化的保存可以从温度调节方面为切入点应用到胰岛素注射器当中，智能的温度调节使注射器中胰岛素的温度均衡，保证胰岛素的温度环境。
3.4智能化提醒系统设计
在胰岛素注射的过程中需要反馈信息来使用户对于操作进行程度有认知，在注射完毕和拔针时的反馈尤为重要。当前通过活塞的按压程度以及通过用户自行读秒数后再进行拔针的。自动注射设计需要在注射完毕后有提示功能，给用户一定的反馈，在注射完毕时和拔针时，用户只需根据提示进行下一步操作即可。当然，智能的提示设计也可以应用于非注射过程中。在生活中，注射时间、对于药剂剩余量以及使用情况等的提醒都是能够提升用户体验感的。智能化的提醒系统能够在更大程度上便于用户的使用，避免使用过程或其他必要操作的遗忘。
3.5智能化数据分析记录
胰岛素注射器的智能数据化主要是将数据化的系统与胰岛素注射器结合，以注射器为中间的媒介来对用户的使用情况进行数据上的记录。这种智能化的数据记录可以应用于胰岛素注射时间、注射次数、累计注射量等的记录，通过智能数据化的处理形成直观的分析图表，进行参考解读。同时，这种记录也有利于医护人员对于患者情况的了解，进行数据上的分析。现在对于胰岛素的使用及注射情况基本都是通过问卷调研的形式进行调查，对于调查人数方面有一定数量上的局限性。在产品开发领域，大数据的信息处理为用户信息的交互提供了技术支持，是产品智能化和信息化创新的重要途径[5]。因此，在另一方面，智能化的数据系统如果能够将用户的使用数据上传到统一的空间，将数据集中化并针对性的数据记录，有利于社会调查、科技研究的发展以及能够帮助胰岛素注射器进行进一步的升级设计。
3.6智能辅助功能
胰岛素的智能辅助功能设计具有很大的发展空间。智能辅助功能与胰岛素注射器的结合能够使用户在使用过程中有更好的体验感。血糖是诊断糖尿病的唯一标准，出于糖尿病的病理性质，糖尿病患者需要经常对血糖进行测量监控。患者有对于胰岛素需求的同时也需要其它设备进行血糖的监控检测，两者之间的关联比较密切，可以将血糖检测功能作为胰岛素注射器的辅助功能。智能化的辅助功能也可以应用于其他方面，比如注射角度的智能指导功能。对于注射胰岛素而言，由于不同注射针的针头长度、注射位置等原因，进针的角度也会45°、90°等的不同角度，智能化的角度选辅助可以帮助用户在注射时找到正确的角度。
4 结语
智能化设计是跟随时代发展和科技进步而进行的。智能化的胰岛素注射器设计，是基于传统胰岛素注射器的創新，将技术发展体现在胰岛素注射器的更新设计上。合理的智能化胰岛素注射器产品设计能够更好地帮助患者进行注射治疗，提高用户体验性，提升产品质量。
参考文献
[1]窦金花，肖狄虎.医疗产品的安全感设计[J].装饰，2006：123.
[2]高健权，方新国.手持医疗产品的人性化设计研究[J].设计.2019，32：16-18.
[3]中华糖尿病杂志指南与共识编写委员会.中国糖尿病药物注射技术指南（2016版）[J].中华糖尿病杂志，2017（02）.
[4]罗丽珠.糖尿病患者胰岛素注射针头使用认知状况调查分析[J].中外医学研究，2013，11，197：72-73.
[5]姜超，高晨晖.大数据背景下产品设计思考[J].宁波工程学院学报，2016，28，93：42-47.
作者简介
宫金弟/1999年生/女/辽宁沈阳人/本科/研究方向为智能化产品设计研究（辽宁大连116052）
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