Mi Dream睡眠枕的设计

2017-11-24,

护理研究 2017年33期

Mi Dream睡眠枕的设计

汪小康,赵媛

睡眠舒适度;睡眠质量；枕具;人机工程学;多功能

由于上网、睡眠卫生习惯、睡觉受光线和噪声干扰等因素影响,睡眠质量问题在大学生中普遍存在,成为当前困扰大学生身心健康的突出问题。为此,本研究主要研究设计一款具有通过耳机播放音乐以降噪并且引入中草药辅助睡眠功能的人机工程学枕头,通过枕具来调节颈部疲劳,改善睡眠质量。

1 Mi Dream睡眠枕设计

1.1 设计理念以人机工程学为Mi Dream睡眠枕设计的指导理念,枕头的各项尺寸、材质及其形状均以实验结果为参考数据,以人体侧卧、仰卧睡姿作为实验变量,将多种功能进行分类研究并综合于一体,设计出一款改善乃至解决睡眠质量问题的人机工程学枕头。1.2 Mi Dream睡眠枕设计方案通过查阅文献资料,确定侧卧和仰卧时头颅所需空间,根据受试者头颅的相关数据,设计枕头内部空间,以确保使用者侧卧、仰卧时头颅有足够的活动区域。为使睡枕总体最小化,睡枕内部区域相关参数的设计长度取使用者主观舒适度最佳时的最小范围。Mi Dream睡眠枕结构见图1。

1—储药盒

图1 Mi Dream睡眠枕立体示意图

1.3 Mi Dream睡眠枕性能研究

1.3.1 主观评价采用5级评价标准,用-2～+2之间的5个数字来表达睡眠舒适程度,受试者根据自身主观感觉评判相关等级。

1.3.2 头颅数据头颅的测量参考中国成年人人体尺寸[1],研究测量18岁～25岁男性、女性的头全高、头最大宽及最大长三个数据，并选取天津中医药大学符合测量条件的男性、女性学生各25名。

1.3.3 睡眠枕数据测量 ①压缩枕高：参考侯建军等[2]研究,根据受试者分别在仰卧、侧卧时,对被压缩为不同高度后的睡枕的主观评价,确定睡枕参数。②睡枕弯曲弧度：参考侯建军等[2]研究,根据受试者分别在侧卧、仰卧时,对S形、凹形和凸形3种形状枕头的主观评价,选择舒适度评价最高的枕头形状。③睡枕顶长度：所经过的连线为入睡时人体躺下头颅经过的区域,为防止机体经过这段区域与睡枕顶长度两边摩擦影响使用者主观舒适感,参考头最大长相关值进行舒适度测试并确定参数。④睡枕内部平均高：参考头最大长相关值进行舒适度测试并确定参数。⑤睡枕内部最大长：为使机体侧卧、仰卧睡姿时头部能够灵活旋转,必须使睡枕内部最大距离大于头最大长,头部以睡枕内部平均高为中线向两边侧卧时,为使恰好不与睡枕内部最大长两边相互摩擦,确定取两倍头最大长进行睡枕内部空间测试并确定参数。

1.3.4 耳机播音效果测试睡枕内部最大距离两个区域分别嵌入改装成扩音器外形的入耳式耳机,确定两耳到睡枕内部最大距离为10 cm,研究测试改装耳套的直径与受试者主观陈述睡枕内部播音效果良好与否的关系。

1.4 实验材料(见表1)

表1 各项实验及材料情况

2 结果

测量所得人体头部尺寸见表2。4个头颅数据呈递增趋势,为满足所有大小的头颅在睡枕中有足够的空间,认为满足最大头颅的空间需求即可达到要求,因此选择99thperc的头全高、头最大宽及头最大长三个数据作为睡枕长度、宽度及高度设计的参考数据。注:99thperc代表男性、女性对应相关的测量项目值累计频率达99%。

表2 人体头部尺寸表 mm

压缩枕高分为两种睡眠姿势下测量的压缩枕高,分别为仰卧、侧卧,仰卧时以压缩枕高6 cm～7 cm为宜,侧卧时以压缩枕高7 cm～8 cm为宜,为尽可能使使用者舒适即枕头能够压缩的距离最大化,取侧卧时枕高压缩距离7 cm～8 cm作为实体枕部的高。睡枕弯曲弧度侧卧时,机体在使用S形时枕臂部承受最大的压强,而颈部得到较好的支撑,整体舒适性评价高;仰卧时,S形枕舒适性评价最高;在不同睡姿下,机体使用其他形状睡枕时最大压强多集中在头部和颈部,舒适性评价最低[4]。因此,弯曲弧度设计成S形枕,能在机体睡眠时将压力分布均匀,有效减少了睡眠时的不适。睡枕顶长度在(25.0±1.0)cm范围,头颅抬起和放下时不受睡枕顶长度两端影响。睡枕内部最大长：头部以睡枕内部平均高为中线向两边侧卧时,睡枕内部最大长水平距离在(40.0±0.8)cm 范围,恰好不与睡枕内部最大长两端相互摩擦,受试者舒适度最佳。睡枕上部平均高在(29.0±1.1)cm范围,使用者主观舒适度最佳。睡枕内部耳机测试：成年人耳的测量参照曹余德等[5]研究结果,改装耳套的直径大小比成年人耳大2 cm～3 cm时,受试者主观陈述睡枕内部播音效果良好且音量适中,改装耳套直径在(8.0±0.5)cm为宜。见表3。

表3 睡眠枕参数表 cm

3 Mi Dream睡眠枕创新点及使用建议

3.1 中草药存放位置的选定长期使用中草药,会使其药效降低,导致助睡催眠效果变差。为满足定期更换中草药的需要,选定两个区域命名为储药盒,作为存放中草药的位置,既方便更换中草药,同时又避免使用者在入睡时把散装在睡枕的草药压得不均匀进而导致药效降低或失效。储药盒两个区域的选定不仅能作为更换中草药的位置,使用者也可根据自身的需要不在此区域添加任何药袋。

3.2 入耳式耳机的引入选用当前市面上较流行的入耳式耳机,并嵌入睡枕内部最大长两端,外部耳机接头与相关音乐播放设备连接,播放出优美的音乐,以放松使用者心情,避免了耳机直接入耳刺激耳膜的困扰，同时又能为使用者睡眠提供音乐。入耳式耳机引入的同时,需进行入耳式耳机的改装,改装需在原有的基础上把入耳部分的耳套改装成扩音器形耳套,嵌入睡枕内部最大长两端,播放时可产生环绕立体声响,解除了侧睡时耳部不适以及入睡时耳机还未摘除的窘迫。

3.3 耳机接头与播放设备连接的相关建议为更好地配合睡眠枕发挥助睡及放松心情的功能,选用大学生使用最普遍的电子设备即手机,以任意一款助睡软件及音乐播放器为例进行说明,提出相关建议,在音乐播放器APP中设定四种播放模式:①随机播放模式;②单曲循环模式;③顺序播放模式;④循环播放模式。在各种播放模式下,使用者根据自身不同的入睡时间输入符合自己入睡的时长,定时关闭音乐,达到播放音乐促进睡眠同时在机体入睡后自动关闭以免影响睡眠的目的。若使用者对自身入睡时间不确定,可结合助睡软件进行睡眠监测,追踪使用者的睡眠时长、周期及效率,并结合相关数据确定自身入睡时间。使用者根据起床时间的不同,在手机中设定闹钟提醒,让使用者在特定时间能被及时唤醒。

4 小结

当前市场上的枕头功能各异,形状多样,但其性能较单一,没有对其进行系统研究,缺少将多种功能综合为一体的睡眠枕头。本实验设计通过分类化研究将多种功能综合于一身,充分地发挥枕头的最大作用。Mi Dream睡眠枕的最大创新在于将耳机进行相关改良研究并设计安装在近似悬空的睡枕内部,因其独特的设计使外观呈现为类似环形的睡枕,并在睡枕内部的压缩枕高旁引入相关中草药助睡。Mi Dream睡眠枕没有单独地凸显睡枕的一种功能,而是将多种功能融为一体,是对真正意义上的多功能睡枕的一种探寻,更加符合人性化的理念设计,从多方面、多角度地满足使用者生理和心理的需要,从而为不断探索多功能睡枕提供依据和指导。

[1] 中国成年人人体尺寸[EB/OL].[2016-05-23].http://www.docin.com/p-310635947.html.

[2] 侯建军,申黎明.符合睡眠舒适性的人机枕头设计研究[J].包装工程,2014(8):6.

[3] 林润惠,骆雪萍,沈志成,等.扬声器纸盆材料的研究与改进[J].造纸科学与技术,2004,23(1):8-11.

[4] 侯建军,申黎明.枕头形状对侧卧睡眠舒适性的影响研究[J].机械设计,2013,30(3):107-110.

[5] 曹余德,杨俭英,王赞舜,等.长寿老人耳长、耳垂、人中、身高和耳长/身高比值的观察[J].老年学杂志,1985,5(4):53.

2016-08-06;

2017-08-21)

(本文编辑苏琳)

DesignofMiDreamsleeppillow

WangXiaokang,ZhaoYuan

(Tianjin University of Traditional Chinese Medicine,Tianjin 300193 China)

R473.2