Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим наукам

Методологические основы проектирования и формирования качества больничной одежды различного ассортимента

Автореферат докторской диссертации по техническим наукам

Страницы: | 1 | 2 | 3 |

 

Во второй главе представлена методология функционально-конструктивного апроектирования больничной одежды. Предложена структура системного функционально-конструктивного проектирования больничнойа одежды (рис.1), апредставляющая собой трансформацию потребности общества в

Рисунок 1 - Структура системного функционально-конструктивного проектирования больничной одежды

аа

больничной одежде через объективные и субъективные факторы процесса проектирования в удовлетворенность потребителей рациональным ассортиментом изделий.

Реализация процесса проектирования больничной одежды представлена структурно-функциональной модельюа (рис. 2). На этапе предпроектных исследований определяются назначение и условия эксплуатации одежды. На этапе проектных исследований формируютсяаа основныеа функции,аа разрабатываютсяа требованияа и номенклатур показателейа качества больничнойа одежды, конструктивныеа решения деталей,а рациональный ассортимент одежды для людей с различными заболеваниями, подбираются материалы. На завершающем этапеа проводитсяа оценкаа качестваа образцов одежды.а

В ходе проведенных исследований систематизированы основные функции больничной одежды и представленыа в виде структурной схемы (рис. 3). Для их реализации разработаны защитные, функциональные, эргономические,а эксплуатационные, эстетические и технико-экономические требования, которые позволяюта проектироватьа одежду, удовлетворяющую особенностям конкретных заболеваний, способствующую высокому уровню оказания медицинской помощи и повышению качества жизни больного.

На основе таксономического анализа проведена систематизация возможных вариантов больничной одежды для различных видов заболеваний в соответствии с Международной классификацией болезней (МКБ-10). При этом назначение изделий определялось функциональностью.

Проектирование больничной одежды предполагает разработку унифицированныхаа функционально-конструктивных решений одежды для разных отделений лечебных учреждений с учетом особенностей течения заболеваний и ухода за больным. Выполненная в ходе исследований унификация основана на принципе однородности медицинских процедур и топографии их проведения.

Рисунок 2 Ца Структурно-функциональная модель процесса поэтапного проектирования больничной одежды

 

В соответствии с МКБ-10 для каждого заболевания из различных областей медицины выявлены основные процедуры, их топография и приемы проведения, затем сгруппированы по соответствующим участкам поверхности тела человека, которые закодированы буквами (рис.4).

Вид спередиа Вид сзади

Рисунок 4 аЦТопографические участки воздействия медицинских процедур на теле больного человека

Проведенная система-тизация позволила создать базу данных, включающую особенности течения заболеваний, виды медицинских процедур и топографию их проведения, являющуюся основой для выделения характерных группа заболеваний и соответствующих им конструкций больничной одежды. Введено понятие свойства - набор зон доступа к

телу больного, признаками

которого являются варианты возможных комбинаций аразличных зон доступа, которые необходимо предусмотреть в конструкции при проектировании больничной одежды.

На основе таксономического анализа установлены бимодальные распределения для 124 видов заболеваний, сравниваемых по 13 признакам - зонам доступа к телу человека:

32A + 92a = 124,а 30E +94e = 124, 80I + 44i = 124,аа 4M + 120m = 124,

32B + 92b = 124,а 12F + 112f = 124,а 2J + 122j = 124,

3C + 121c = 124,а 122G + 2g = 124,а 10K + 114k = 124,аа

71D + 53d = 124,а 7H + 117h = 124,аа 10L + 114l = 124,а

где А, В,Е , M - виды, обладающие признаком;

а, b, ... , m -а виды ас ааотсутствием признака (ваа соответствииа с

рис.4)

а аа

Проведено объединение объектов,а идентичных по набору классификационных признаков в 41 группу, что подтвердило гипотезу о возможности унификации конструкций больничной одежды. Расчет внутригрупповых таксономических отношений для 41 группы исследуемых объектов с использованием программного приложения Mathсad показал, что существуют видыа заболеваний, имеющие одинаковое значение таксономического отношения, но разный набор классификационных признаков. В этом случае возможно проектирование одежды для групп заболеваний на одной конструктивной базовой основе с применением различных конструктивных элементов.

Разработанная структура ассортимента больничной одежды представлена классами: одежда общего назначения; специализированная одежда с наличием большого количества функционально-конструктивных элементов; изделия краткосрочного использования (например, съемные жилеты с элементами, развивающими мелкую моторику пальцев рук, для больных после инсульта); изделия локального использования (например, утепленные изделия для конечностей для больных после инсульта). В результате проведения таксономического анализа исследуемые заболевания сгруппированы в шесть групп - таксонов,а сформированных по набору однородных классификационных характеристик,а для которых требуется шесть групп одежды (рис.5).

 

а

Рисунок 5 - Структура классификации больничной одежды

Цветом выделены необходимые зоны доступа к телу больного при проведении лечения.

На основе разработанной классификацииа представлена подробная характеристика необходимых зон и условия обеспечения свободного доступа при проведении лечебно-профилактических процедур, особенностей процедура по классам и группам заболеваний (табл.1).

Таблица 1 - Характеристика и топографияа проводимых медицинских процедур в группаха больничной одежды (фрагмент)

Тип	аКласс	Группа и виды заболе- ваний	Топографическая схема тела человека	Код участ- ка	Область прове-дения процедур	Характер медицинских процедур	Условия обеспечения доступа для проведения процедур
Одеждаа общего назначения	2	2.4 Бронхи-альная астма		В	Грудная клетка	- санация очагов инфекции	Доступ к грудине для обработки раны
				С	Грудной отдел спины	- массаж	Доступ в область грудного отдела спины
				G	Область Локтевой вены	- забор крови на биохимии-ческий анализ - внутривен-ные инъекции	Доступ в область локтевого сгиба

Способы обеспечения доступа в ту или иную зону одежды могут быть различными, как и предполагаемые конструктивные решения в зависимости от места проведения медицинских процедур, их площади и особенностей течения заболеваний. Систематизация многообразия решений больничной одежды позволила выделитьа рациональноеа количество типов больничной одежды и разработать базу данных унифицированных композиционно-конструктивных решений (табл. 2).

В третьей главе аобоснована универсальность предлагаемого метода функционально-конструктивного проектирования наа примере специальной одежды.

В основу систематизацииа специальной одежды в качестве основного признака также была заложенаа функциональность, определяющая назначение изделий. На основе анализа характера и топографии воздействия опасных и вредных производственных факторов (ОВПФ)а ав соответствии аас ааГОСТ 12.4.103-83а аасистематизированы

Таблица 2 - Фрагмент базы данных вариантов решений больничной одежды при проведенииаа медицинских процедура

Топографичес-кая схема	а Код топографи-ческого участка	Варианты композиционно-конструктивных решений
Перед
	B

конструктивные элементы защиты ваа спецодежде. Унификация конструкций специальной одежды базировалась на анализе топографии

воздействияа ОВПФаа иаа принципе однородностиа зон защитыа отаа ихаа

влияния.

Возможность вариабельности композиционно-конструктивных решений, удовлетворяющих поставленным требованиям и обеспечивающих заданный уровень защиты, позволяет генерировать перспективные образцы с учетом инновационных технологий и материалов и существенно расширить ассортимент спецодежды.

Разработана база данных по воздействию различных ОВПФ на определенные топографические участки специальной одежды с учетом ее защитных свойств и согласно Единому тарифно-квалификационному аасправочнику работ и профессий рабочих. В результате проведенных исследований были выделены и закодированы основные зоны тела работающего, подвергающиеся воздействию ОВПФ.а Формирование защитных свойств спецодежды по топографическим участкам осуществлено на основе характера установленного влиянияа ОВПФ в каждой зоне (табл.3).

Таблица 3 - Характеристика воздействия вредных и опасных факторов по топографическимаа зонам тела работающего (фрагмент)

Код участка	Зоны воздей-ствия факторов	Влияние опасных и вредных факторов
1	2	3
А	плечевой пояс	К50, Щ50, К80, З, Пс, Вн, Эс, Тр, То, Тк, Ти, Яа ,Рз, Яж, Ят, Щр, Ре, К20, Щ20, Вп, Тк, Тр, О, Ву, Нм
В	грудная клетка	К50, Щ50, К80, Вп, З, К20, Щ20, Пс, Вн, Эс, Тр, То, Тк, Ти, Рз, Яж, Яа, Ят, Щр, Ре, Нм, О, Ву, Нл, Нс
С	грудной отдел спины	К80, З, Пс, Вн, Эс, Яа, Рз, Яж, Ят, Щр, Ре, К20, Щ20, Вп, Ву, Тр, Тк, Нм, О

а

Таким образом, создана база данных о видах необходимых защитных свойств спецодежды, влиянии ОВПФ и их топографии, которая явилась основой для выделения характерных групп конструкций спецодежды и соответствующих им профессий, требующих единого конструктивного решения одежды.

Согласно таксономическому анализу для 109 видов профессий, сравниваемых по 18 классификационным признакам были выделены зоны, требующие защиты, которые легли в основу функционально-конструктивная классификация специальной одеждыа (рис. 6). Выявлено шесть классов - таксонов специальной одежды по идентичности топографии и характера воздействия ОВПФ на тело работающего с учетом его профессии. Зоны воздействия ОВПФ в каждом классе выделены цветом. а

 

Рисунок 6 - Структура функционально-конструктивной классификации специальной одежды

Проведенная декомпозиция классова на группы позволила систематизировать конструктивные решения и сформировать рациональный ассортимент спецодежды.а Выделенные группы отражают профессии, характеризуемые необходимостью защиты от ОВПФ идентичного набора зон в одежде. Фрагмент разработанной функционально-конструктивной классификации спецодежды с учетом вида профессии, характера и топографии воздействия ОВПФ представлен в таблице 4.

Таблица 4 - Фрагмент функционально-конструктивной классификации

специальной одежды

Класс	Номер группы и виды профес- сий	Топографическая асхема воздействия ОВПФ на тело аработающего	Код участка	Зона, требующая азащиты	Опасные, вредные факторы	Требования апо обеспечению азащиты аот ОВПФ
1	1.2 Аппарат-чик химводо-очистки		B	грудная клетка	К 20 Щ20, Вп	Защитить зоны воздействия путем применения кис-лотостойких ма-териалов, ис-пользовать конст-руктивные эле-менты, не позво-ляющие веществам проникнуть в подо-дежное простран-ство, обеспечить оптимальный воздухообмен.
			E	брюшная область	З, К20Щ20, Вп
			G	октевая область	К20 Щ20, Вп
			H	тазовая область	З, К20Щ20, Вп
			J	запястье, кисть	З, К20 Щ20, Вп
			K	бедро спереди	К20 Щ20, Вп
			R	колени	К20 Щ20, Вп
			M	ступня, щиколотка	З	Обувь с защитой от общих произ-водственных загрязнений
			N	ицо	К20 Щ20, Вп	Защитить лицо респиратором
			O	затылок	Вп	Защитить затылок головным убором или капюшоном

В четвертой главе предложен метод оценки эргономичности больничной одежды для обеспечения ее динамического соответствия. а

Разработаны тензометрическая установка и методика оценки антропометрическогосоответствия одежды фигуре человека, с помощью которыхаа установлены оптимальныеаа сочетания конструктивныха параметров больничной одежды при характерных движениях больного с целью обеспечения минимизации давления одежды на тело человека.

Экспериментальные исследования проведены на одежде, разработанной для больных диабетом. Исходя из анализа условий ее эксплуатации иа медицинскиха процедур,аа определеныа наиболее характерные движения в процессе жизнедеятельности больных и взяты за основу при проведении антропометрических исследований: подъем рук (разведение в стороны) до угла 90; наклоны корпуса вперед и заведение рукиа в противоположную сторону (моделирует процедуру введения инсулиновых инъекций самими пациентами).

В качестве критерия оптимизации выбрана величина контактного давления одежды на тело человекаY (Па). На основании экспертной оценки были выбраны наиболее значимые конструктивные параметры аодежды различных покроев - для больничной плечевой одежды с втачным рубашечным рукавом: Z1 - ширина проймы, ШП,. (см); Z2 - прибавка на свободу проймы, Пс.пр. (см); Z3 - прибавка на свободное облегание к полуобхвату груди, Пг. (см); Z4 - высота оката рукава, ВОР (см). Для больничной плечевой одежды с рукавом покроя-реглан был исключен фактор Z4.

Математическая модель минимизации контактного давления больничной одеждыа различных покроев с учетом основных параметров и характерных для больного движений принимаета вид:

Yjв (Yjр) = b0+ b1Z1+ b2Z2+b3Z3+b4Z4+b5Z1 Z2+ b6Z1Z3 +b7Z1Z4+

+b8Z2Z3+b9Z2Z4+b10Z3Z4+b11Z1Z2Z3+b12Z1Z2Z4+b13Z1Z3Z4+

+b14Z2Z3Z4+b15Z1Z2Z3Z4;а (1)

где Yjв , аYjр - критерии оптимизации контактного давления для больничной плечевой одежды са втачным рукавом рубашечного типа и

для больничной плечевой одежды с рукавом реглан соответственно,а

j = 1,Е4 (виды движений); аа

Zi - факторы, влияющие на параметр оптимизации, i = 1,Е4 (конструктивные параметры);

an ,bn - коэффициенты уравнения регрессии, n = 0,Е4.

В результате эксперимента получены количественные значения величин контактного давления больничной одежды на тело человека. Вычисления реализованы в среде Mathсad Profеssional. Рассчитаны математические модели, отражающие зависимость контактного давления от выбранных параметров конструкций с различным покроем рукава с учетом видов характерных движений:

для больничной одежды с рукавом втачной-рубашечный

Х при подъеме рук до горизонтального уровня

Y1в= 633,9+ 0,9 Z1 +1,6Z4Ц0,8Z1Z4+1,3Z2 Z4+ Z1 Z2 Z4+ Z1Z2Z3Ц

- 1,2Z1Z2Z4аа аа(2);

Х при наклонах туловища до угла 90

Y2в= 659,5+1,5Z1+3,1Z2а + 4,1Z3+3,6 4+0,9Z1Z2+1,2Z1Z4+1,4Z2Z3+

+3,9Z2Z4+2,0Z3Z4+3,1Z2Z3Z4Ц1,6Z1Z2Z3Z4аа аа(3);

Х при заведении левой руки в сторону правой

Y3в= 642,2 - 0,8Z2+2,1Z3+1,9Z4+1,0Z1Z2+1,5Z2Z3+6,1Z2Z4+

+5,4Z3Z4 - 1,5Z1Z2Z4Ц1,3Z2Z3Z4Ц1,3Z1Z2Z3Z4а а(4);

Х при заведении правой руки в сторону левой

Y4в=644,5+3,0Z1+2,2Z2 + 4,5Z3+8,9Z4+2,1Z1Z2-0,6Z1Z3 +

+1,6 Z2 Z3+5,1Z2Z4+3,9Z3Z4Ц1,6Z1Z2Z3+2,6Z1Z2Z4+

+ 3,1Z1Z3Z4 - 3,6Z2Z3Z4Ц1,4Z1Z2Z3Z4 аа(5);

для больничной одежды с рукавом реглан

Х при подъеме рук до горизонтального уровня

Y1р= 630,1+ 2,4Z3 + 1,2Z1 Z3 + 1,3Z2 Z3+8,4Z2 Z3аа (6);

Х при наклонах туловища до угла 90а

Y2Р= 632,4 - 0,7Z1аа + 0,7Z3 + 0,9Z1Z2 - 1,1 Z2Z3а + 2,9 Z2Z3а аа(7);аа

Х при заведении левой руки в сторону правой

Y3р= 643,56Ц3,9Z2Ц3,5Z3Ц0,5Z1 Z2 Ц0,5Z2Z3+2,9Z2Z3 Ц1,6Z1Z2Z3

(8);аа а

Х при заведении правой руки в сторону левой

Y4р= 643,8Ц0,9Z1Ц3,4Z2Ц4,9Z3Ц0,7Z2Z3+2,6Z2Z3 аЦ1,1Z1Z2Z3аа (9).

Установленные регрессионные зависимости позволили оценить влияние каждого фактора на минимизацию давления одежды на тело человека. Согласно полученным математическим моделям минимальные величины контактных давленийа соответствуют следующим значениям основных конструктивных параметров:

для покроя с втачным рукавом рубашечного типаа ШП = 14.9 см, Пспр = 5,0 см, Пг = 7 см, ВОР = 13,2 см;

для покроя с рукавом реглана ШП = 16 см,а Пспр = 6 см, Пг = 10 см.

Таким образом, заданный уровень эргономического соответствия конструкций больничной одежды может быть обеспечен на стадии проектирования для изделий с различным покроем рукава и с учетом условий их эксплуатации.

В арезультате исследования функциональных свойств больничной одежды и условий ее эксплуатации разработана номенклатура показателей качества для ее физиолого-гигиенической и психофизиологическойа оценки (рис. 7), отличающаяся от других видов одежды. аНа основе анализа опроса аамедицинских ааработников по оценке физиолого-гигиенических свойств больничной одежды аавыделены аанаиболее значимые показатели, характеризующие тепловое состояние и микроклимат пододежного пространства. В группу показателей психофизиологической оценки введен единичный показатель лудобство проведения медицинских процедур в больничной одежде.

Физиолого-гигиеническая оценка больничной одежды проведена в эндокринологическомаа отделенииаа КГБ № 7 г. Новосибирска. аПервыеа дни больные находились в бытовой одежде, затем им предлагалась одежда, разработаннаяа специальноа для людей,а больных диабетом, представляющая собойа комплекты женскойа одежды, состоящие из брюк и курток с рукавами покроя реглан и рубашечный со специальными функционально-конструктивными элементами.

Анализ результатов измерений температурыа кожиа испытуемых в разработанных комплектах и в иной одежде, оценки параметров температуры и влажности воздуха под одеждойа (рис.8) показал, что ваа разработанной одежде пациентыа чувствовали себя более комфортно.

методы оценкиа физиолого-гигиенических и психофизиологических свойств больничной одежды

а

Рисунок 8 - Сравнительные диаграммы средней температуры кожи, средней температуры и средней влажности воздуха под одеждой

Для оценки психофизиологического состояния больного в одежде разработана специальная анкета в соответствии с медицинским опросником качества жизни SF - 36. Результаты анкетирования отразили положительную оценку опрошенных пациентов благодаря большей свободе движений в больничной одежде и удобному доступу к телу при инъекциях.

Для разрешения проблемы сложности комплексной оценки качества больничной одежды из-за невозможности количественно измерить и сопоставить между собой все показатели и для определения обобщенного показатели качества выбрана функция желательности Харрингтона, по которой показатели преобразованы в безразмерный кодированный вид.а аа

Получены следующие кодирующие зависимости:

Х для влажности пододёжного пространства

а (10)

Х для температуры кожи

а(11)

Х для температуры тела

аа(12)

Х для температуры пододёжного пространства

аа (13)

где yi/ - безразмерные (кодированные) значения отклика уi;

у1 - влажность воздуха под одеждой, %;

у2 - температура кожи, С;

у3 - температура тела, С;

у4 - температура воздуха под одеждой, С.

Таким образом, формулы (10) - (13) переводят частные отклики у1, у2, у3, у4 в кодированные у1/, у2/, у3/, у4/, с помощью которых определены частные значения функции желательности d1, d2, d3, d4.При m = 4 найден обобщённый показатель качества D физиолого- гигиеническойаа оценкиаа больничнойаа одеждыаа иаа оценк по шкале желательности.

Разработанная методикаа физиолого-гигиенической оценкиа больничной одежды состоит в следующем.

Х Испытуемому в исследуемом образце одежды измеряют физиолого-гигиенические параметры (у1, у2, у3, у4).

Х По разработанным формулам (10) - (13) в среде Mathсad. средние значения частных откликов параметров у1, у2, у3, у4 переводят в кодированныеа у1/, у2/, у3/, у4/ . Рассчитывают частные показатели функции желательности d1, d2, d3, d4. Проводят оценку по шкале желательности - таблице 5, сравнивая оценки физиолого-гигиенических свойств исследуемого образца с эталонным значением.

Х Рассчитывают обобщённый показатель качестваа апри m = 4 и принимают решение о соответствии или

несоответствии образца эталонным значениям.

Разработанные эталонные значения показателей физиолого-гигиенического соответствия, приведенные в таблице 5, позволяют оценить качество проектируемых образцов больничной одежды в процессе проектирования, минуя опытную носку и исключая запуск в производство новых моделей, не в полной мере отвечающих всему комплексу требований.

Таблица 5 - Эталонная шкала желательности для физиолого-гигиенической оценки больничной одежды

Параметры	Отметка на шкале желательности, di
	Очень хорошо	Хорошо	Удовлетво- рительно	Плохо	Очень плохо
	1,00-0,80	0,80-0,63	0,63-0,37	0,37-0,20	0,20-0,00
у1 - влажность воздуха под одеждой, %	45 - 47	47 - 50	50 - 55	55 - 60	> 60
	45 - 43	43 - 40	40 - 36	36 - 30	< 30
у2 - температура кожи, С	36,4 Ц36,6	36,6 Ц36,9	36,9 Ц37,3	37,3 Ц37,6	> 37,6
	36,4 Ц34,3	34,3 Ц32,0	32,0 Ц29,4	29,4 Ц26,4	< 26,4
у3 - температура тела, С	36,3 Ц36,6	36,6 Ц36,9	36,9 Ц37,2	37,2 Ц37,5	> 37,5
	36,3 Ц36,0	36,0 Ц35,7	35,7 Ц35,4	35,4 Ц35,1	< 35,1
у4 - температура воздуха под одеждой, С	31 - 32	32 - 34	34 - 36	36 - 40	> 40
	31 - 30	30 - 28	28 - 26	26 - 22	< 22

Предлагаемая в работе методика оценки физиолого-гигиенического соответствия аможет быть распространена для оценки качества одежды любого назначения при условии предварительного определения эталонных значений показателей качества.

В пятой главе предложена концепция превентивного формирования заданного уровня качества изделий. Больничная одеждаа обладает особыми функциями, поэтому при оценке ее качества следует выделить специфические критерии, определить методики их измерения и установить диапазоны эталонных значений. Отличительной особенностью превентивного подхода к оценке качества одежды в процессе ее проектирования является необходимость отказа от рассматриваемого композиционно-конструктивного решения при несоответствии его показателей эталонным значениям, что является методом активного контроля качества на стадии проектирования.аа

На основе анализа существующих систем показателей качества одежды,а методов их измерения и оценки, выявленных основных функций и требований разработана номенклатура единичных и комплексных показателей качества больничной одежды, даны рекомендации по выбору материалов.

Экспертный опрос по оценке свойств основного материала для больничной одежды выявил, что наиболее значимыми являются группы гигиенических, защитных и эстетических свойств; из гигиенических свойств наиболее важны гигроскопичность, воздухопроницаемость, паропроницаемость; из защитных - бактериостатичность, а в группе конструкторско-технологических свойств наиболее значима толщина ткани.

Страницы: | 1 | 2 | 3 |

     Авторефераты по всем темам  >>  Авторефераты по техническим наукам