应小凡 郭和睿 李锋

关键词：隔离舱 医用担架 传染性疾病 产品设计 KANO模型

引言

2019年底，新型冠状病毒肺炎疫情席卷全球。“新冠肺炎”作为一种传染病，其主要传播途径是呼吸道飞沫传播和接触传播：患者喷嚏、咳嗽、说话的飞沫或是呼出的气体被他人吸入都可能导致感染；患者飞沫沉积在物品表面，他人手接触后若未消毒后触碰到口腔、鼻腔、眼睛等黏膜，也可能导致感染。因此，在疫情防控过程中，除积极研发疫苗外，减少因传染导致的患病也是防控的重点，而聚焦于设计领域则体现为怎样的设计可以减少因传染导致的患病。

一、现有传染病员转移载具的特点

有医学数据表明处于感染期或潜伏期的患者会导致大量病原微生物向外界环境传播，容易对周围人群造成感染。因此，当前对疑似感染新冠病毒的人员或已确诊新冠病毒的患者进行运转移至送救治点的过程中，务必要做好严格有效的隔离措施，保证运输环境和医务人员的安全，避免病毒继续扩散，扩大感染范围。基于这样的现实背景，适用于传染病员转移载具的研发有其必要性。

对于运输环境下的工作人员而言，物理隔离的效果更为直接有效。担架作为急救基础设备，具有简单方便等显著优势，在当前背景下加入负压隔离的功能后将使其应用范围更加广泛，因此越来越受到重视。笔者与团队基于这样的判断，开展关于隔离转移用担架设计的研究，并希望在后续进一步的研究中完成满足需求的隔离担架设计。

二、隔离转运的优势及已有的设计实践

（一）隔离转运的常用方式

“隔离”是应对突发疫情最原始、最古老的方式。即把病患与他人隔开，避免疾病传播扩散。在疫情背景下，具有隔离作用的转运装备是转移传染病病人极其重要的工具，其中负压隔离转运是全球目前使用率最高的方式。

负压隔离转运装备可分为自穿戴式和载具式两大类。以新型冠状病毒疫情为例，在此疫情中，载具式负压隔离装备在传染病病员的转运过程中发挥了很大的作用，可以帮助病员可以在中短距离内快速转运。

（二）隔离转运的设计实践

我国自2003年的SARS疫情防控期间紧急研发出负压隔离担架以来，一直在进行隔离转运装备方面的设计与研究，并不断对相关产品进行迭代与改进。

2014年非洲埃博拉病毒大范围传播，在这样的背景下，我国胡名玺等学者又研发出如图1所示的更加新型的负压隔离舱。该隔离舱能很好地固定在船、车、飞机上，方便长时间转运。

其他国家在隔离转运设备研究方面也产生诸多成果，例如美国Ferno 公司研发出如图2所示的Iso舱式负压隔离舱和以色列 Beit-El公司研发出如图3所示的IsoArk N36-2 型便携式负压隔离舱[2]，这些隔离设备都为传染病隔离运输过程提供了极大的帮助。

三、传染病病员的隔离需求分析

在进行隔离担架设计前，笔者与团队首先对各种传染病的特性和传播方式进行研究。我们采用了文献查找和實地调研的方式进行前期研究，对传染病的传播流程和传播方式有清晰认知。

传染病分为很多类，包括呼吸道传染病、消化道传染病及接触性传染病[3]，我国人口众多，社会人员流动性强，导致传染病的传播速度快，影响范围广[4]，因此要格外重视传染病患者运输过程的安全防护问题，降低运输过程中微生物或病毒向外扩散传播。

传染病的隔离方法主要分为呼吸道隔离、消化道隔离和接触性隔离三种[5]。此外，诸如针对新型冠状病毒肺炎等病种的隔离属于严密隔离，因为该病毒不仅通过飞沫和呼吸传播，还可通过接触传播，且潜伏期长、传染性强，因此需要严加防范。对于传染性很强的其他传染病，例如霍乱、鼠疫等，也采用严密隔离的隔离方式[6]。

笔者与团队在浙江省人民医院进行实地调研后发现，当前多数急救隔离担架种类非常单一，功能也不够完善。以当前现实背景为例，在运送疑似新冠肺炎患者时，医务人员多采用穿防护服、戴口罩的方式进行自我防护，同时也为患者穿上防护服戴上口罩以达到对其进行隔离的目的。但笔者与团队认为仅凭口罩和隔离服进行常压隔离是存在较大风险的，因为普通口罩难以与面部达到良好的密合度，当患者呼气尤其是喷嚏时会有较大的气溶胶泄漏风险。

目前，针对烈性传染病员最有效的隔离转运方式是负压隔离转运[1]。但运输传染病人的情况比较复杂，不同的场景需要针对性不同的负压隔离设备。有些患者的疾病具有极强的传染性，需要长时间强效隔离；有些疾病患者畏光，不能长时间在日光下运输；有些需要甚至不能平躺等，因此隔离设备还有许多可设计发展的空间。

四、传染病病员转移担架的设需求计探析

（一）明确研究的问题

在新冠肺炎疫情等传染病的影响下，社会医疗需求呈现突发性增长，针对传染病盛行的场景进行担架的研究与设计，有利于在传染病突发时进行高效有序的救助。

随着人口的密集流动，救援担架，尤其是具有隔离功能的担架需求大大增加，隔离担架有利于在疫情状况下进行应急救援和在移动中阻断传染病源，以及及时处置具有传染性或疑似具有传染性的病员。

当前得到广泛应用的急救担架已经基本满足快速转运方面的需求，但在转移特殊病患时仍存在使用弊端。因此现有担架在针对隔离传染病方面的功能还有待进一步研发，病员和医务人员对隔离担架的需求是什么，怎样的隔离担架才能更好地服务于病员，这是笔者团队设计隔离担架过程中需要详细考虑的问题。

（二）通过KANO模型进行分析以辅助设计

为了进一步了解现有担架的具体情况，以便于设计出更加优化的隔离担架，笔者与团队分别走访了浙江省人民医院和急救中心，听取了医生和急救指导人员的相关意见，并在确保安全的情况下采访传染病患者以获取第一手资料。团队通过卡诺模型方法进行问卷调查，对现在的隔离担架可改进的设计点进行分析和优先级排序，为后期产品设计提供数据支持。

Kano模型理论是日本东京理工大学教授狩野纪昭（NoriakiKano）提出，用于分析用户需求度，获取用户满意度与产品质量优劣的关系，从而对用户需求进行优先排序的一种方法。

用户需要对产品正向和负向属性进行评分，例如：

正向：隔离担架具有运输快速的功能，你觉得如何？

负向：隔离担架不具有运输快速的功能，你觉得如何？

评分选项为五个相同选项：我很喜欢、它理应如此、无所谓、勉强接受、我不喜欢。将问卷数据进行整理计算后，通过计算可得出每个属性的横纵坐标，用于绘制卡诺模型分析象限图，横坐标为worse的绝对值，纵坐标为better的数值[7]。Better是增加功能后满意数值，为正数，数值范围在0～100％之间，数值越大用户越满意。Worse是增加功能后不满意数值，为负数，数值范围在-100％～0之间，数值越小代表用戶越不满意。计算方式如下列公式：

增加功能后满意数值：Better=（A+O）/（A+O+M+I）

增加功能后不满意数值：Worse =－1×（O + M）/（A+O+M+I）

在卡诺模型象限图中，我们将每个属性的better值和worse绝对值代入形成散布图，然后再把散步图划分为四个象限。第一象限为魅力属性，该区域表明添加的功能属性会使用户满意指数上升，但不添加相应的功能属性，用户也无所谓；第二象限是期望属性，所添加的属性是用户所期望的，当添加了该功能属性时，用户满意指数会提升，当去除该功能属性时则降低；第三象限为必备属性：当优化此功能属性，用户满意指数并不会提高，但缺少该功能属性时，用户满意指数会大幅降低；第四象限为无差异因素：用户根本不在意是否具有该功能属性。在后期设计中功能属性的优先级顺序为功能属性＞期望属性＞魅力属性。[8]笔者经过讨论，筛选出急救担架十个属性进行问卷数据调查，分别是：1.具有良好固定性避免二次伤害2.强效隔离效果3.运输快速4.一物多用，适用于多种场景5.材质舒适度高6.急救过程操作使用简单7.外形给人安慰感（私密性好）8.运输过程隔绝强光9.可折叠，可进入狭小空间10.能有娱乐属性（减少隔离无聊感）11.静音效果（隔绝噪音）。

数据代入后得到的卡诺模型象限图中可以看出：

1.用户认为良好固定性避免二次伤害、强效隔离效果、运输快速这三个功能属性为必备的硬性需求，失去这些功能的隔离担架则会失去本身的意义，因此，这些硬性需求是后期设计时必须考虑的。

2.其次是期望属性中的外形给人安慰感（私密性好）、急救过程操作使用简单一物多用，适用于多种场景、材质舒适度高，这些功能属性在后期设计中是提高用户满意度的重要标准，是购买方选择担架时的重要竞争条件。

3.接着是魅力属性，包括运输过程隔绝强光、可折叠，可进入狭小空间，魅力属性能在产品设计中有效提高竞争力。

4. 最后的无差异属性是后期设计时需要规避的设计点，可以看出静音效果和娱乐属性对于隔离担架来说无关紧要，如图4。

（三）由KANO模型分析得出的隔离担架设计点

必备属性是当前急救担架都具备的功能属性，因此笔者主要思考优化期望属性和魅力属性来改进隔离担架。

1.结合单向透视膜保证私密性

首先在形态方面，用户希望隔离急救单价能给人以安慰感，具有隐私性。现有的大多数担架为了观察到病员的实时情况，材料选择透明软性塑料，虽然一方面有利于医生诊断病情和医务人员照料，但大面积地暴露病员，会使病员产生拘束紧张的不适感。但如果用不透明塑料大面积包裹，病员会失去视野，不利于病员了解自己周围情况，同样容易产生焦虑。

笔者查阅市场现有产品，发现负压隔离担架市场上应用较多的是优质耐用的透明材料，因此在此基础上，笔者团队选择性覆盖一层环保型防窥单向透视材料，即病患可在担架内看到外部环境，但外界人员只能某些特定角度才能看清内部，医护人员可通过顶部的透明窗口部分以及两侧通道口和病患进行投递食物药物或设备操作。防窥原理：采用光学技术，利用小孔透视的原理，根据内外环境的光线差异，有效减少外界对内部的干扰，保持内部的隐蔽性。

2.使用圆角元素和安抚性的颜色进行设计

造型上，方方正正的隔离空间虽然空间利用率高，相比圆角或其他偏向圆弧的形态更加生硬，病员在被隔离时内心是脆弱无助的，更饱满的形态能给予病员更大的安慰感。因此，后期设计时，笔者团队考虑采用柔软的弧度曲线支架，更具有包裹感，在形态设计上尽可能使用曲线，使得造型偏圆润温馨。

同时根据调查颜色心理学，患病时冷色调会比暖色调更具有安慰性。例如：蓝色在光谱中属于冷色调，是一种疗愈和舒缓的光，可以减缓伤害和病痛，也阻扰负面能量的侵扰；而绿色能令人平静、松弛，可以降低眼压和安定情绪，使人呼吸变缓，对改善消极情绪有一定的作用；但红色却会使得病患更加害怕紧张，产生焦虑情绪。因此，在设计时主要的色彩搭配上可以选择合适冷色调。

3.充气模式或记忆材料实现快速开合

当不需要隔离担架时，需要减少空间占用把担架收纳起来，等到使用时再重组。因此，笔者团队从急救时如何最快开合方向进行考虑，设想采用快速充气的使用模式，平时不用时放气折叠收纳，节省空间，当进行救援时，只要将充气仓充满气体与急救担架固定在一起便形成了应急隔离担架，充气隔离仓采用快速充气阀门，数秒内即可充满气体，减少组装步骤简化操作；亦或者使用记忆材料作为隔离担架的支撑，例如镍钛合金，具有“超弹性”，笔者设想可以将支架设计成螺旋状，平时可以将其压缩成最小体积，使用时打开快速弹回原状，实现快速开合。

4.选择安全舒适易清洁材质

材质舒适性方面，笔者团队考虑采用柔软的记忆性填充物，例如记忆海绵、乳胶等，减少病员被固定隔离时的不适感，包裹的填充物的材料尽可能选择易清洁的人造皮革或透气性好的可擦塑料，便于担架后续使用；如果是充气式的隔离仓需要分析人机尺寸，调查出充气体块怎么分区才最合理，且能让身体更接触更加舒适，同时气柱的排布与粗细可以起到防震作用，让病员在长期运输过程中有更好的体验感，采用充气式除了在造型上包裹感更强，更重要的是更为轻便，适合快速运输。

5.普通担架、隔离担架、病员床相互转换

根据对K ANO模型分析得出，一物多用的功能属性也有较多需求，笔者考虑可以采用最节约成本的方式增加医院的隔离担架数量，即实现普通担架、隔离担架、病员床的相互转化，即通过模块化设计，把隔离仓、担架、床架在统一适配的数据下拆分，成为单独的模块，组合和方式有三种：担架独立使用；隔离层和担架组合成为隔离担架；担架和床架组合成为病员床。通过这种模块化组合方式，能大大降低医院对器材的成本输出。

6.與三段式折叠运输担架结合

团队认为可折叠，能进入狭小空间是一个可以考虑的功能。这个功能主要考虑高层住宅的隔离急救，普通急救担架无法进入住宅电梯，或者在狭窄的转角不能灵活转变方向。笔者团队之前针对此问题已经研究设计出一款可折叠进入电梯的急救担架，根据人体尺寸和人机工程学在把担架分隔成三段，适用于不同病情。因此，在此基础上笔者团队将改进隔离仓结构，使其能够适配可折叠的急救担架，形成可折叠的隔离急救担架，方式可以考虑做隔离支架折叠结构或采用可伸缩材料。

最后，根据笔者团队的调查，发现有些特殊患者还提出需要隔绝紫外线的功能。这种情况可以在隔离仓上覆盖隔绝紫外线的涂料，或者直接采用大面积不透光材料来制作隔离舱。

至于无差异属性中静音功能和娱乐功能，数据反馈中除去无效数据大多数用户都表示无所谓，甚至娱乐功能去除后的满意度更高，采访部分填表者表示，急救运输过程并不需要娱乐，所以后续设计可以暂且忽略，把设计重心放到其他属性中去，如图5。

（四）从人机工程学的角度进行设计可行性分析

在进行有关生理尺度的设计时，团队查阅资料获知根据医学要求，在急救中，人体的体位大部分采用平卧位、仰卧或俯卧，特殊体位包括侧卧或半卧位。团队查阅如表1所示，有关中国人人体尺寸的统计数据，以这些数据为依据进行担架隔离舱尺寸，收缩容量或折叠位置的设计，使其满足大多数病患的生理尺寸。

在心理尺度方面，根据采访和问卷，团队发现被隔离的患者内心都存在不同程度的害怕、孤独无助等感受。因此，在隔离担架的设计上需要格外考虑患者心理，例如：颜色的选择、外形的安全感等。笔者团队希望在造型上也能为患者带来安慰感。

（五）基于使用场景进行的分析与讨论

笔者与团队经过调研，总结出以下两种使用场景：① 在车站等人流密集的公共场所，担架应作为紧急隔离设备使用，使患者或疑似患者能够轻松快速地进入担架，并迅速将其移动到安全的地方。达到“封闭”传染源，及时进行有效地将传染性以及患者与易感人群可以完全没有隔离的目的。②需要将在流动场所或社区发现的感染患者紧急送往医疗机构或车站、机场、口岸时，应将担架作为封闭运输工具进行短途运输，或搭载救护车等运输设备运送感染患者。

由于遇到不同的急救情况需要不同的隔离方式，我们可以根据情景的需求在各个类型急救担架的基础上加入隔离功能：如针对高层救援设计能够进入电梯的可折叠伸缩负压隔离担架，或针对特殊场景设计能够与病床结合的板式隔离担架等。同时，为了照顾患者的心理感受，隔离舱的造型需要偏向温馨，减少约束感，降低患者的孤寂感以满足其心理需求。

结语

作为开展急救的基础装备产品，担架的设计尤为重要。在当前疫情背景下，社会医疗需求呈现爆发性增长，针对该场景进行担架的研究与设计，可以在特定场景下，为传染病患者提供高效救助的同时，有效保护医护人员安全。此外，适用于不同急救场景的负压隔离担架，能够提供更具针对性的救援，是未来担架发展的趋势。