常温灌注心脏转运箱设计
DESIGN OF NORMOTHERMIC PERFUSION HEART TRANSPORT BOX
院校:南京艺术学院
设计者:张议丹 任炫宇
指导老师:王倩(南京艺术学院 工业设计与智能创新学院产品设计专业系主任、副教授、硕士生导师)
张明(南京艺术学院 工业设计与智能创新学院院长、教授、博士生导师)
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作者阐述:本设计聚焦心脏转运常温灌注技术,针对临床操作痛点展开优化设计,全面提升便携式心脏转运箱的易用性、操作性与美观度。依托精细化可用性设计贴合医护使用需求,打造高效便捷的专业医疗设备,同时为同类医疗产品设计提供参考借鉴。
指导老师评语:本次完成的常温灌注心脏转运箱设计,选题精准、落地性强,紧密贴合心脏移植医疗领域的实际发展需求,依托校医合作课题开展针对性设计研究,具备鲜明的行业价值与现实应用意义。设计立足医疗急救场景痛点,针对现有心脏灌注转运设备操作繁琐、应急容错率低、适配性不足等问题,融入易用性与包容性设计理念,聚焦专业医护用户的真实使用场景展开优化设计,研究视角贴合学科前沿,设计切入点科学合理。
该设计整体体系完整、逻辑清晰,创新亮点突出。在造型与功能层面,采用一体化简洁医疗造型,搭配模块化结构设计,通过双模交互、分级警报、防误触结构及可拆装运维设计,有效解决了设备操作门槛高、应急易误操作、运维不便等行业痛点;在人机体验与落地层面,结合人体工学优化设备尺寸、握持结构与操作视角,选材工艺贴合医疗消毒、转运使用的专业标准,兼顾安全性、实用性与轻量化需求,设计落地性极强。
/ 案例解析 /
设计选题与创作背景:本设计聚焦于常温灌注心脏转运箱的易用性与包容性设计优化。随着我国心脏移植数量持续增长,供心保存与长距离转运已成为影响移植成功率的重要环节。现有常温灌注设备虽能延长供心存活时间,但仍存在操作复杂、学习成本高及紧急情况下易误操作等问题。本项目来源于南京艺术学院与南京医科大学第二附属医院校医合作课题,面向心脏移植医生、体外循环师及转运团队等专业用户开展研究。通过引入易用性与包容性设计理念,提升设备的操作效率、安全性与使用体验,为医疗急救装备创新提供设计参考。
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设计理念与创新点:本设计以用户为中心,以“高效、安全、易学”为核心理念,探索未来医疗设备设计的发展方向,并在设计过程中引入易用性与包容性原则。形态上采用简洁一体化造型设计,强化专业医疗设备特征;功能上通过可循环使用的辅助拿取框架包裹耗材,在优化安装路径的同时实现运输过程中的保护与固定;交互上采用触摸屏与旋钮相结合的控制方式,提高关键参数调节效率;同时,通过简约直观的信息界面、分级警报系统及防误触设计降低操作风险,并兼顾设备维护升级与运输管理需求。
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产品功能说明:产品主要由常温灌注系统、供电模块、交互控制模块及转运箱体组成,可实现供心灌注循环、参数监测与运输保护等功能。设备配备可吸附式触控平板,用于显示血流量、灌注压、泵速及温度等关键数据;结合实体旋钮进行快速参数调节,满足紧急状态下的快速操作需求。箱体尺寸兼顾运输空间与人体搬运需求,设置符合人体工学的把手与台面倾斜角度,提高握持舒适度、便于观察心脏。内部电机、水箱模块采用背后可拆卸面板,便于快速拆装和耗材更换,降低培训与使用成本。
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材料与工艺:产品主体采用 ABS 工程塑料与铝合金组合结构,在保证强度与稳定性的同时实现相对轻量化设计。外壳与把手分别采用ABS 及铝合金材质,具备良好的舒适触感且防酒精腐蚀。前装饰面板采用金属银喷漆工艺,电池指示灯区域使用透光亚克力材质,底部配置医用万向轮以提升转运灵活性,局部以橙色椭圆元素点缀,与整体配色形成呼应,增强产品识别度与视觉层次。整体材料与工艺满足医疗环境下的清洁消毒需求,并兼顾成本、耐用性与长期使用要求。
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设计流程简述:项目首先通过用户访谈与竞品调研挖掘需求,确定产品整体设计方向与风格定位,随后开展概念草图绘制与造型方案推演。利用三维建模构建产品结构及交互原型,模拟人机比例尺寸,结合渲染软件对 CMF 效果进行对比验证,最终完成产品模型制作与装配。
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NUTRICARE——智能鼻饲营养泵
NUTRICARE-INTELLIGENT NASOGASTRIC NUTRITIONAL PUMP
院校:广州美术学院工业设计学院
设计者:杨柳 杨双说
指导老师:郜洵(广州美术学院工业设计学院兼达芬奇创新学院副院长、副教授、硕士生导师 )
张黔(香港科技大学综合系统与设计学部主任、讲座教授、博士生导师、IEEE Fellow)
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作者阐述:吞咽功能障碍患者需长期依赖鼻饲喂养,但在居家照护中,家属和护工常面临营养配比不科学、喂食操作复杂、胃潴留判断主观、喂养记录缺失等问题,容易增加喂养风险与护理负担。该产品通过自动回抽检测、自动喂食和营养监测报告,实现鼻饲过程的智能化管理。系统结合蠕动泵精准控流、压力与称重感知、近红外光谱营养分析等技术,并通过 APP 生成可视化营养与喂养记录。当监测到异常情况时,产品感知会及时提醒照护者,帮助家庭照护者降低操作门槛,提升鼻饲喂养的安全性与科学性,同时减轻长期护理中的焦虑与负担。
指导老师评语:该作品聚焦鼻饲患者居家照护中的真实痛点,将医疗护理需求、智能硬件技术与人性化产品设计相结合,体现了较强的问题意识与跨学科创新能力。作品通过自动回抽监测、蠕动泵精准控流、压力与称重感知、近红外营养分析及 APP 数据可视化等技术路径,构建了从喂养执行、风险预警到营养记录管理的完整闭环,有效降低了家庭照护者的操作门槛与护理焦虑。其设计不仅关注功能安全与数据准确性,也兼顾居家场景中的使用体验、情感关怀与产品形态美感,体现出科技与艺术融合的设计价值。
/ 案例解析 /
设计选题与创作背景:在人口老龄化背景下,鼻饲需求从医院转向居家,成为老龄慢病管理的长期刚需。然而,家属非专业操作带来不确定风险、自制匀浆膳形成“营养黑盒”、客观数据缺乏造成医患“协同断层”,构成居家鼻饲的核心痛点。本设计源于社会老龄化需求,聚焦适老化与智能装备。初衷是通过医工结合打破专业医疗与居家照护的壁垒;核心立意是“降低操作负担,提升鼻饲严谨性”,以去医疗化设计消除器械冰冷感,构建严谨的协同体系,科学提升康复效率。
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设计理论与创新点:1. 形态去医疗化:温润流线、大倒角与圆形屏消除冰冷机械感,交互集于单一旋钮,操作直观。2. 结构快拆、易洁:电控二联四通阀全自动切换并高度集成流路,覆盖操作全流程;容器接口快拆插拔,一拔即洗,大幅降低非专业家属清洁门槛。3. 营养监测功能加持:非接触光谱传感实时透视流食营养;跨端云平台将数据转为家属进度条与医生看板,打破“营养黑盒”与信息孤岛,实现透明关护。4. 理念创新:以营养监测与胃液数据为桥梁,覆盖鼻饲全流程,构建完整的医患协同交流体系。
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人机与功能说明:1. 功能与交互:电控二联四通阀全自动实现回抽、检测、喂食与清洗管路之间的切换,杜绝人工误操作。交互以大尺寸圆形触控屏配合质感实体旋钮实现,遵循“旋转切换、按压确认”的极简逻辑,将晦涩医疗参数转为直观营养进度条,非医养专业家属也可轻松掌握。2. 结构与工程:顶部三舱并列容器采用重力快拆防呆结构,一拔即洗、一插即用,彻底解决清洁痛点。流线机身融合医疗级玻璃与磨砂大理石质感,搭配暖白配色,消解器械冰冷感,舒适融入家居环境。
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材料与工艺:机身外壳选用耐腐蚀防水塑料,表面进行了低饱和暖白磨砂处理,易消毒擦拭且去医疗冰冷感。三舱容器采用高透医用亚克力材质,令流食状态直观可见,体量轻盈。底部视窗嵌入高透石英玻璃薄片,构成非接触光谱传感通道,精准穿透阻隔。止水阀与密封圈以高阻尼医用硅胶装配成型,配合快拆实现拔插瞬间滴水不漏。交互采用高清圆形触控屏组件,与环形营养可视化界面自然契合,降低认知负荷。全机以 3D 打印、喷涂进行落地实现,整体模型可运作完整度高。
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设计流程阐述:通过跟诊与家庭走访剖析鼻饲痛点,推演模型草图与核心模块。医工结合确保结构可运行性,软硬件并行落实结构交互方案。继而通过 3D 打印呈现外壳,定调乳白磨砂质感并精密装配。邀请家属实操测试,基于任务效率与体验迭代优化。
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“闻忆”——面向轻度失智老年人的嗅觉视觉化训练器
WENYI— OLFACTORY VISUALIZATION TRAINING DEVICE FOR ELDERLY INDIVIDUALS WITH MILD DEMENTIA
院校:西安理工大学艺术与设计学院
设计者:韩昊江
指导老师:葛畅(西安理工大学艺术与设计学院数智创新设计系副系主任、副教授、硕士生导师)
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作者阐述:“闻忆”嗅觉视觉化训练器是一款面向轻度认知障碍及轻中度失智老年人的多感官认知干预产品。设计以“气味唤醒记忆”为核心,将不可见、难描述的嗅觉刺激转化为可观看、可操作、可反馈的训练体验。产品通过可替换和重复利用的气味胶囊、视觉提示、灯光反馈、声音引导与大尺寸按键交互,帮助长者在低压力状态下完成气味识别、图片配对、记忆唤醒与情绪舒缓。相较于传统嗅瓶、嗅棒、香卡等工具,本设计弱化单一训练感与医疗器械感,强调温和、熟悉、家居化的使用氛围,使嗅觉训练不再只是功能训练,而成为一种兼具认知支持、情绪陪伴与人文关怀的日常化体验。
指导老师评语:随着人口老龄化进程的加快,失智症患者数量持续增加,围绕失智人群认知维护、情绪安抚与生活质量提升的非药物干预产品需求日益突出。嗅觉作为与记忆、情绪密切相关的重要感官通道,在失智干预中具有较高的应用潜力。本课题采用嗅觉视觉化策略,选取竖向手持式造型,整合显示屏、可替换气味胶囊、大尺寸按键、气味强度调节旋钮、声音反馈模块和背部握持区,围绕“看—闻—选 / 说—反馈”的流程,形成气味识别、气味视觉配对、对焦唤醒、沉浸式疗愈等训练模式。本研究旨在从感官协同、认知支持与情感关怀角度提出具有实际应用价值的包容性产品解决方案,为失智干预产品的人性化、家庭化和持续化设计提供参考。
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/ 案例解析 /
设计选题与创作背景:随着老龄化社会加速发展,轻度认知障碍及轻中度失智老年人的非药物干预需求不断增加。现有嗅觉训练多依赖嗅瓶、嗅棒、香卡等工具,存在气味不可视、训练反馈弱、操作依赖照护者、过程缺少情感陪伴等痛点。基于适老化与认知健康需求,本设计打造嗅觉视觉化训练器,以气味作为记忆入口,通过多感官交互帮助长者进行嗅觉识别、记忆唤醒和情绪舒缓,探索面向养老场景的温和干预产品方案。
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设计理念与创新点:本作品以“让气味被看见,让记忆被唤醒”为核心理念,将不可见的嗅觉刺激转化为图像、色彩、灯光和声音反馈。创新点主要体现在三方面:一是嗅觉视觉化,通过屏幕图像与灯光状态降低长者理解难度;二是多感官交互,将闻香、观看、聆听和按键确认结合,形成低负荷训练闭环;三是模块化结构,采用可替换、可重复使用的气味胶囊和气味强度调节旋钮,便于维护与长期使用。
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人机与功能说明:产品采用竖向手持式结构,正面设置显示屏、四个可替换气味胶囊和两个大尺寸功能按键。使用时,先将气味胶囊插入槽位,再次按下后,胶囊盖顶部气味出口打开。长者根据屏幕显示内容识别或配对气味,并通过按键完成选择或确认,系统以图像、灯光和声音进行即时反馈。机身采用圆角化处理,背部上方设有声音出口,可播放与当前训练气味有关的自然声、环境声或提示音。背部中部设置微凹握持区,便于老年人双手稳定握持。产品支持气味识别、气味图片配对、记忆唤醒与舒缓疗愈等训练模式。
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材料与工艺:产品主体采用 ABS/PC 工程塑料注塑成型,兼具轻量化、耐用性与量产可行性。握持区域采用细磨砂处理或局部软质硅胶包覆,提升防滑性与亲和触感。气味胶囊采用可拆卸密封结构,材料安全无毒、易清洁并具备防串味能力,按键使用柔性硅胶材质,保证按压反馈清晰。整体配色以白色与低饱和色系为主,营造安心、柔和的家居化氛围。
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设计流程简述:设计前期通过用户需求调研、疗养院实地调研和竞品研究明确产品定位;随后进行功能模块拆解、草图推演、三维建模与效果渲染;最终围绕气味胶囊结构、握持方式、界面反馈和交互流程进行样机验证与迭代优化,形成完整产品方案。
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针对上下肢偏瘫老年一体式训练器设计
DESIGN OF AN INTEGRATED TRAINING DEVICE FOR ELDERLY HEMIPLEGIC PATIENTS INVOLVING BOTH UPPER AND LOWER LIMBS
院校:桂林电子科技大学艺术与设计学院
设计者:黄羽轩
指导老师:汪沙娜(桂林电子科技大学艺术与设计学院产品设计系副教授、硕士生导师)
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作者阐述:随着人口老龄化加剧以及脑卒中发病率持续上升,偏瘫老年群体对连续化、家庭化康复训练设备的需求日益突出。现有康复设备多以单肢训练为主,难以满足上下肢协同恢复的实际需求。本设计以偏瘫老年人为主要服务对象,围绕“协同训练、适老交互、模块化适配”展开,提出一种面向家庭及社区场景的上下肢一体式解决方案。该产品通过上肢支撑机构、下肢步态训练机构、智能交互界面及安全辅助系统构成完整的训练闭环,实现被动、助力、主动三种训练模式,并可根据康复阶段进行阻力、幅度及姿态调节。设计成果采用模块化结构与外骨骼结合,患者可根据训练阶段及自身情况选择不同训练模式,强化训练连续性与使用舒适度。
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指导老师评语:作为该生的毕业设计指导老师,我对其在《针对上下肢偏瘫老年一体式训练器设计》课题中的表现深感欣慰。该选题精准锚定老年偏瘫康复这一民生痛点,兼具学术探索价值与现实落地意义,体现了学生敏锐的社会观察力与责任担当。课题推进期间,黄同学多次深入社区养老机构和康复医院,系统采集用户行为与康复需求数据,反复校核人机尺寸,持续优化传动结构、外观造型与适老交互系统,并能依据不同康复阶段分层迭代设计方案,投入大量精力完成整套康复训练装置的全流程设计,其扎实的科研执行力与持之以恒的钻研精神令人印象深刻。回顾全程跟进其毕业设计、大创项目与专业学科赛事的经历,我见证了她专业思维、创新实践与综合研发能力的系统跃升——从最初的问题拆解到最终方案的成熟呈现,设计逻辑始终清晰完整,技术路径严谨可靠。更难能可贵的是,她勤学善思、踏实肯干,已能独立承担康养创新产品从需求洞察到原型落地的全链条研发,创新思维与落地潜力突出。
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/ 案例解析 /
设计选题与创作背景:本设计聚焦偏瘫老年人群的康复需求。我国每年新发脑卒中患者超 200 万,约 70%—80% 的幸存者遗留 不同程度运动功能障碍。现有康复设备多以单肢训练为主,难以满足上下肢协同恢复的实际需求,且患者离开医院后缺乏连续、有效 的家庭康复支持。选题源于智能装备与适老化两大社会需求方向,旨在构建一款具备医学康复水平、方便家庭使用的一体式训练设 备,以“上下肢协同、阶段渐进、安全友好”为核心立意,填补家庭及社区场景下的康复设备缺口。
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设计理念与创新点:该产品实现上下肢一体化协同训练,通过可穿戴机械传动设备使健侧主动运动精准带动患侧跟随,模拟自然步态中摆臂与迈腿的协同节律,并覆盖被动、助力、主动三种训练模式,适配全康复阶段。摒弃传统医疗设备造型,采用银色与紫色 搭配的柔和色彩体系以及圆润、环抱式的有机形态。以“全周期康复”为核心,将可穿戴设备、多功能训练主机与可折叠轮椅三大模块整合,适配卧床恢复期、坐立训练期、步态康复期全阶段需求。
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人机与功能说明:产品由一体式训练器主机、外骨骼及可折叠轮椅构成。可折叠轮椅实现全自动搭载老人进入训练器。主机分为跑带、摆臂、座椅和屏幕,可实现站、坐、躺三姿训练,可旋转屏 幕自适应不同姿势视线范围。可穿戴外骨骼可自动调节弹性连接带,适配不同体型用户。通过跑带与可穿戴设备的协同驱动,实现上下肢同步联动训练。产品尺寸依据老年人体工程学标准设计,两侧扶手与可穿戴设备确保无人看护时独立训练的安全性。
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材料与工艺:主体采用轻量化金属框架配合工程塑料外壳,兼顾结构强度与整机重量控制。外骨骼部件选用高性能工程塑料与金属传动件结合,确保关节屈伸的精度与耐用性。跑带采用耐磨复合材料,扶手及接触面使用防滑软胶提升握持舒适度。制造工艺涵盖金属管材弯曲与焊接、工程塑料注塑成型、表面喷涂及模块化组装。选材兼顾成本可控、耐用性与家居环境适配的柔和质感,满足家庭及社区场景长期使用。
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设计流程简述:整个设计流程遵循完整的工业设计路径,先进行文献研究与用户调研,包括病理梳理、人物访谈和竞品分析等, 后展开草图方案的发散,再筛选优化,进入三维建模渲染阶段,完成定案的深化,最后制作模型。
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