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IDC先进设备助力医疗科技不断发展

电子工程世界 2020-07-02 15:49 发文

美敦力医疗 EEA肛肠吻合器设计开发案例

面向中国市场的人机工程设计

IDC的创新挑战是:以中国市场为目标,在限制内重新设计现有产品,在提升其使用性、视觉和感官的同时,大幅度地降低产品成本。

符合中国市场审美的经典外观

柯惠医疗(现美敦力)希望IDC支持他们为中国的医护人员开发一款新型肛肠吻合器。柯惠医疗在国外市场已有一款类似的设备,但由于人机工程和商业的原因,这款设备并不适合中国市场。

IDC需要为亚洲市场开发一款性价比高,具有优秀的使用性和人机工程学特征,以及整体外观优化的产品。IDC团队面临的挑战是在保留现有机械结构的同时达到上述目标。

IDC设计的第一步是洞察设备在手术中的使用情况并了解外科医生期望改进的痛点。同时,团队就不同的设计概念获得反馈。

从人机工学的角度来看,现有产品的长度和手柄大小对于中国的外科医生而言并不理想。由于亚洲人的手普遍小于欧美人的手,因此,设备整体尺寸需要缩短,手柄缩变小,握持的部分更短,握持形状更舒适,以使得中国医生更方便使用此设备。

在降低成本方面,IDC团队对设备的材料和组件进行评估,在提升设备整体效率的同时,降低单位成本。手柄上的软胶被更符合人机工学的塑料手握结构所替代,不但优化手柄造型且降低了成本,增加产品的优势。外壳上的金属部分也被塑料件替换,这一改变不仅降低了成本,也使产品的外观更具有整体性。

满足中国医生握持舒适度的人机工学设计

优化的标识系统提升可用性

IDC团队在壳体上设计了一个指示器,以确认吻合器是否正确使用。这一特征包含了带有标志的视窗,帮助外科医生将设备以正确的方向进行吻合。设计包括带有倒角的边缘,略微倾斜的外壳延伸至指示窗口,有助于指示器被更直接观察到,使设备易于对准和使用。

从概念设计到产品测试,IDC制作了产品的模型和原型。最终为用户提供了简洁、现代的产品。

第四代足下垂助行仪XFT

国际产品设计公司IDC(英国易迪思工业设计顾问有限公司(Industrial Design Consultancy))与讯丰通合作开发出第四代足下垂助行仪,帮助患有某些神经疾病的患者再次行走。该装置将电极完全集成于绑带,整个外形浑然一体。这种设计在同类产品中可谓前所未有,标志着技术上的巨大进步。

IDC之前开发的第二代和第三代足下垂助行仪是用于足下垂治疗的最轻薄的可穿戴设备。这一次,IDC很高兴再次突破了可穿戴医疗技术的界限。

最终实物效果

产品侧视图

电极片镶嵌于机身

最终实物效果

产品侧视图

步行中的佩戴效果

这款足下垂助行仪通过电脉冲传导来纠正神经损伤或腿部肌肉麻痹导致的足下垂。它通过刺激腓总神经及受腓总神经支配的胫骨前肌,控制肌肉在适当的时机抬起脚部,从而帮助训练患者恢复神经运动功能。装置还集成了陀螺传感器,可探测步行节奏,帮助病人恢复正常行走。

抱着想要开发一款带有内置电极的、完全集成的助行器的想法,讯丰通找到了IDC,希望IDC利用其专业知识开发一款左右腿通用的产品。与前几代产品不同,第四代产品的设计目的是服务医院中的不同患者。这意味着它要防水、易于清洁且适合各种尺寸和形状的腿部。

产品细节构思

电极片位置测试示意图

电极片形态测试

电极片位置测试示意图

电极片位置测试示意图

电极片位置测试示意图

电极片形态测试

IDC团队首先对产品和患者进行了调研,以洞悉用户的需求。团队还与医院的医务人员合作,了解所有的产品使用和医疗要求。然后,IDC工业设计师和工程师在此基础上开发解决方案。

由于人大小腿的形状和尺寸不同,神经位置也就有所差异,这意味着开发一种通用型的电极解决方案极具挑战性。因此,电极开发是该项目的重点。IDC团队与讯丰通合作,在不同腿型上测试多个电极位置,收集有效位置的数据。然后,团队利用这些数据来确定神经区域的位置,从而确定通用电极形状。有了概念,就可以通过快速成型技术来进行测试和完善,以确保电极的最佳形状和位置。

开发工作的另一个要点是装置的可穿戴性和舒适性,这需要最佳的材料和结构解决方案,同时确保医务人员易于清洁此产品。对比多种材料后,IDC最终选择了TPE。由于不锈钢材质的电极不易与TPE粘接,团队还开发了一种采用半柔性PP基材的创新结构,使电极能够弯曲,充分贴合人体。这一制造过程非常复杂,需要将不锈钢压制件模压成六电极半柔性阵列,然后由一体式弹性绑带模压阵列。该装置还集成了一个用户界面,使装置能够根据左右腿自动翻转180度。此外,这款助行仪使用起来十分方便,用户单手便能拉紧绑带。

IDC董事总经理Stephen Knowles博士表示:“设计团队的创意令我欣喜。这不仅是一款可以改善人们生活的装置,也是首款完全集成的一体式足下垂助行仪,它打破了此前的设计局限。我们很自豪能与讯丰通合作开发三代足下垂治疗仪,并期待它们在全球市场上取得成功。”

编辑:muyan来源:EEWORLD

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