3D打印在家庭康復室內(nèi)設(shè)計中的應用

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摘要：人口老齡化帶來的以腦卒中等為代表的康復患者增多。而中國的醫(yī)療資源有限，根據(jù)現(xiàn)有的醫(yī)療保障體系，很多患者只能在醫(yī)院進行急性期治療，病情穩(wěn)定后需要回歸家庭。但由于患者及家屬缺乏相關(guān)疾病康復技能，家中缺乏適當?shù)目祻铜h(huán)境，從而導致較高的致殘率和復發(fā)率。3d打印技術(shù)能有效改造與提升患者的家庭康復室內(nèi)環(huán)境，增強患者康復積極性，提升康復效率。

關(guān)鍵詞：3D打印；家庭康復；室內(nèi)設(shè)計；作業(yè)治療

1研究背景與意義

老齡化、靜態(tài)高壓工作、交通事故等社會因素造成以腦卒中、脊髓損傷、癌癥等患者為代表，在運動與認知功能方面急需康復治療的人群增多。中國的康復系統(tǒng)主要分為三個級別：“一級康復”主要由醫(yī)院急診或神經(jīng)內(nèi)科進行常規(guī)治療；“二級康復”在康復中心或病房進行；“三級康復”主要在家中和社區(qū)進行。大部分患者只能在急性期進行一級與二級康復，待病情穩(wěn)定后轉(zhuǎn)入三級康復。普通的家居環(huán)境無法滿足康復需要，難以幫助患者建立新的生活方式。應參照無障礙標準及康復要求，對家居室內(nèi)進行再設(shè)計，使患者的日常生活更加便利、安全，幫助其學習并建立新的生活方式?？祻突颊咝枰氖覂?nèi)設(shè)計往往尺寸多樣，形狀復雜，需要定制。3D打印技術(shù)不需采用磨具，僅需要三維數(shù)字建模并打印，即可獲得極為復雜的形狀，不但突破了傳統(tǒng)室內(nèi)設(shè)計費時、耗力的設(shè)計與定制方式，而且大幅降低了相關(guān)的時間和物質(zhì)成本。

2家庭康復的主要內(nèi)容

康復醫(yī)學誕生于20世紀40年代，通過促進殘疾者的全面康復，成為一門提高人們生活質(zhì)量的學科?？祻陀柧毜闹饕獌?nèi)容為進行運動功能訓練的物理治療，進行日常生活活動功能訓練的作業(yè)治療和進行語言功能訓練的言語治療。當三類主要的康復訓練在居家環(huán)境中進行時，都需要特定的室內(nèi)環(huán)境進行配合，以避免家屬與看護人員的誤操作，減少病人的損傷，提升康復效率。

3家庭康復室內(nèi)設(shè)計的改造標準

最新的生物—心理—社會醫(yī)學模式對康復空間的設(shè)計提出了更高的要求，即醫(yī)療事業(yè)開始注意到心理對整個機體的調(diào)節(jié)能力的重要性。一個較優(yōu)秀的康復空間應兼具簡潔與舒適的特征：不可過多地分散患者的注意力，引發(fā)諸如悲傷等強烈的情緒；應充分營造充滿趣味的空間如娛樂室等以調(diào)動患者的康復熱情。對于家庭康復環(huán)境的改造，具體可從以下幾個方面展開。（1）空間。應參考無障礙標準對康復空間進行諸如設(shè)立坡道、電梯、扶手及滿足消防規(guī)范的改造，以保障行動不便之人的使用安全及鍛煉需要。同時家庭中的三級康復主要以訓練患者解決吃飯、穿衣、處理個人衛(wèi)生等日常生活能力為主?？祻椭委煄熋績芍苌祥T治療一次，指導作業(yè)與物理治療之外，教會患者家屬或護工幫助患者訓練。家庭康復環(huán)境的室內(nèi)設(shè)計，在空間上應滿足在使用輪椅或輔助支具時相應訓練如烹飪等的需求。具體的設(shè)計要點可參照住建部2012年頒布的《無障礙設(shè)計（GB50763-2012）》與1999年頒布的《老年人建筑設(shè)計規(guī)范》，主要體現(xiàn)在便利于輪椅的路線和衛(wèi)浴的無障礙改造、低位家居改造、安全警示信息設(shè)計等方面。具體可通過坡道、電梯的修建，門窗、衛(wèi)浴、操作臺等各類家居尺寸、自動化改造及扶手加裝，呼救系統(tǒng)的設(shè)計，用藥、安全提醒等各類信息的老齡化設(shè)計等來實現(xiàn)。（2）材質(zhì)。在材質(zhì)上，一方面應注意功能上的抗菌性與安全性，另一方面應注意視覺上給予患者溫暖、積極向上的心理暗示。傳統(tǒng)的木質(zhì)材料觸感良好，具有一定的吸音和吸濕性，經(jīng)過消毒處理是家庭康復室內(nèi)設(shè)計的優(yōu)質(zhì)材質(zhì)。新材料中也有很多優(yōu)秀的選擇，如很多兒童醫(yī)院會選擇具有各種色彩、可再生的生態(tài)樹脂。另外以羅杰•烏爾里希（RogerUlrich）為首的建筑學者通過科學實驗證明，自然綠植能使病人的止疼藥劑量減少、正面評價增加、疼痛感受程度降低、住院天數(shù)減短。（3）色彩。蘇聯(lián)著名的色彩學家拉勃金通過對單一色彩實驗研究發(fā)現(xiàn)，同等條件下，淡綠色、淡藍色、白色最不易引起人的視覺疲勞，是優(yōu)秀的康復環(huán)境用色。而豐富有趣的室內(nèi)色彩能對康復起到輔助作用，減緩抑郁的心情。例如，粉色能減少人腎上腺素的分泌，使其心跳減慢，平息怒火。

43D打印適于家庭康復室內(nèi)設(shè)計

3D打印作為一種最先進的制造技術(shù)，能夠全面滿足家庭康復環(huán)境室內(nèi)設(shè)計的需求。首先，在空間改造上，3D打印技術(shù)允許室內(nèi)設(shè)計師通過3D掃描與拍照等方式對患者的家居環(huán)境進行快速量房與逆向建模，獲得準確的數(shù)字模型?；谠撃Ｐ?，結(jié)合互聯(lián)網(wǎng)技術(shù)，康復治療師、室內(nèi)設(shè)計師、患者能夠在線上有效溝通，精準快速報價，并將室內(nèi)設(shè)計的改建方案通過3D打印技術(shù)更加快速、準確地實施。其次，在材質(zhì)上可滿足康復空間對材質(zhì)功能與視覺效果的多樣化需求。荷蘭知名打印建材廠商推出的木質(zhì)打印新材料（WoodFill）、竹制打印材料（BambooFill）以及天然軟木效果的材料（CorkFill），可以打制類似普通膠合板，手感更貼近于實木并散發(fā)木頭清香的室內(nèi)木質(zhì)吊頂、墻體、地面及柜體。而宜家則已經(jīng)將3D打印在室內(nèi)設(shè)計的應用提上了商業(yè)化的日程。在PS2017Collection上，宜家展出了一款在測量用戶體型參數(shù)后通過3D打印訂制的最貼合的座椅。在材質(zhì)上用戶可以選擇羊毛、亞麻、純棉及化纖多種材質(zhì)進行3D打印。斯洛維尼亞馬里博大學的學生們設(shè)計的畫匠打印機（printGREEN），以泥土、種子和水為打印原料，使用戶能打印出與個人家居空間尺寸一致的綠植空間。3D打印技術(shù)在材質(zhì)上從傳統(tǒng)的人工粉末、樹脂、水泥等材質(zhì)，開始向天然的木竹、金屬以及柔性的絲麻等材質(zhì)擴展，在造型上可以非常容易地滿足康復設(shè)施需多圓角與曲線的安全需求，使其在室內(nèi)設(shè)計的傳統(tǒng)軟裝與硬裝方面都有了無限的發(fā)揮空間與潛力。在色彩上，3D打印不僅可以通過后期如噴漆等表面處理的方式獲得絢麗的色彩，也逐步能在打印過程中直接獲得精準的色彩控制，提高施工速率。德國計算機圖形研究所的阿蘭•布魯頓（AlanBrun⁃ton）的體素打印技術(shù)，通過研發(fā)半色調(diào)二維打印技術(shù)，實現(xiàn)利用不同大小、間距的點來代替連續(xù)的色塊，實現(xiàn)3D打印色彩控制，并通過計算物體表面各圖層分散光的方法，解決了樹脂等材料打印過程中因折射造成的色差。因而，設(shè)計師在家庭康復環(huán)境改造中的豐富色彩構(gòu)思可以通過3D打印技術(shù)獲得完美的呈現(xiàn)。綜上所述，精心設(shè)計的居家康復環(huán)境能幫助患者加快康復速度，重新回歸正常生活，緩解親屬照顧的難度與壓力。而3D打印技術(shù)適于未來家庭康復室內(nèi)設(shè)計的定制化、遠程化、形式多樣化和價格大眾化的需求，使家庭康復體驗變得靈活、多樣、高效、有趣。

作者：撰文 趙瑩雪 劉世忠 單位：天津美術(shù)學院 天津醫(yī)科大學總醫(yī)院