簡易檢索 / 詳目顯示

回結果列表
研究生： 王斌良
Wang, Pin-Liang
論文名稱： 偏癱患者專用輪椅之設計與評估
Design and Evaluation of single side operated wheelchair for hemiplegia
指導教授： 陳建旭
Chen, Chien-Hsu
蔡昆宏
Tsai, Kuen-Horng
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 規劃與設計學院 - 工業設計學系
Department of Industrial Design
論文出版年： 2003
畢業學年度： 91
語文別： 中文
論文頁數： 121
中文關鍵詞： 層級分析法 、人因工程 、中風患者 、輪椅
外文關鍵詞： Analytic Hierarchy Process ( AHP ), Wheelchair, Stroke patient, Ergonomics.
相關次數： 點閱：103  下載：7 
分享至:
查詢本校圖書館目錄 查詢臺灣博碩士論文知識加值系統 勘誤回報

    • 臨床上，單側偏癱之中風患者常會用非患側(unaffected side)之上肢與下肢來驅動一般雙手操控輪椅，由於不對稱的施力方式，會造成輪椅偏向(deviation)。國外文獻曾針對只能單側操控輪椅的中風偏癱患者，與一般可雙手操控輪椅之上肢正常者進行輪椅的驅動比較，該研究的結論為使用單手驅動輪椅者會較雙手驅動者困難及危險。
    基於上述的情況本研究的目的乃在設計一符合偏癱患者操作之手動輪椅，並對本研究所製作的輪椅進行人因工程實驗評估。本研究約略分為三部份，第一部份為探討使用者需求，使用AHP法求出使用者的需求權重，其結果顯示輪椅之操作型態為最重要因素，而後參考CNS 13575 系列，推導出設計目標與設計規範；第二部分為概念具體化，承接第一部份之規範與目標，本研究進行橫向與縱向的功能概念設計，依據使用者生理特徵分類，四個分類中保留一具體的概念使用AHP法進行篩選，並實體製作適合偏癱患者操作之輪椅雛形；第三部份為實驗評估部分，針對市面上單手驅動輪椅及本研究所製作新型輪椅進行效能性與人因工程實驗，經由實驗結果評估輪椅之效能性與使用者能量消耗率，以驗證本研究所製作之新型輪椅是否較一般雙手驅動輪椅更適合單側偏癱患者使用。

    Clinically, people with hemiplegia often use their upper limb and lower limb on the unaffected side to move the usual wheelchairs. It causes deviations due to asymmetric propelling motions. Some literatures aimed at the topic of comparing the wheelchair propulsion between the hemiplegia paralytics and those who have normal upper limbs to propel wheelchairs. The results reveal that propelling a wheelchair by one hand is more difficult and more dangerous than propelling by people with normal upper limbs.
    Base on this situation our study are to design a manual wheelchair to fit in with the operation of hemiplegia paralytics, and using the experiment result to clinical evaluate the newly wheelchair.There are three parts in our study the first part to confer requirement of wheelchair user by stroke. To understand the weight of user requirement the study used the Analytic Hierarchy Process (AHP), and the result of AHP showing the most important factor is the operating style. After that time, to refer to guide the design target and standard with CNS 13575 series. The second part is to specific the concept. To continue and succeed the design target and standard of first part, the study designing the function concept by horizontal and vertical, and to classify for four style according the physiology feature, and keeping each one concept that more specific of four style to select by AHP. Then we making the function model of the best concept. The third part is the evaluation of experiment, to compare of the normal one hand propel wheelchair and newly wheelchair that used one hand and one foot by efficiency and ergonomic experiment. According the experiment result to evaluation the wheelchair of efficiency and capacity consumption, to prove the newly wheelchair is fit the operation of hemiplegia paralytics than one hand propel wheelchair.

    目錄 第一章 緒論 1-1、研究背景..............................1 1-2、研究目的..............................2 1-3、研究範圍界定..........................3 1-4、研究方法..............................3 1-5、研究架構與流程........................6 第二章 文獻探討與回顧......................9 2-1、手動輪椅的相關研究....................9 2-1-1 中風患者與一般下肢癱瘓患之比較.......9 2-1-2 驅動輪椅動作分析.....................9 2-1-3 驅動方式與效率......................10 2-1-4 驅動之機構設計......................11 2-1-5 標準輪椅說明........................13 2-1-6 手動輪椅的特性......................14 2-2、中風患者相關資料.....................17 2-2-1 何謂中風............................17 2-2-2 腦中風的種類........................17 2-2-3 單側肢體癱瘓........................18 2-2-4 中風患者的其他狀況..................18 2-3、設計程序之發展研究...................19 2-3-1 設計程序案例........................19 2-3-2 使用需求探討........................23 2-4、AHP法理論............................25 2-4-1 AHP 法的理論緣起....................25 2-4-2 AHP 法的內涵特性....................26 2-4-3 AHP 的進行步驟與理論基礎............29 2-5、輪椅實驗評估方法相關資料.............32 2-6、結果.................................34 第三章需求探討............................35 3-1、田野觀察 Field Observation overview..36 3-2、使用者需求調查.......................39 3-3、問卷結果分析.........................43 3-3-1 中風偏癱患者使用輪椅之重要需求項目..43 3-3-2 AHP求出使用者需求權重...............44 3-4、擬定設計規範.........................48 3-5、設定設計目標.........................50 第四章 概念具體化.........................51 4-1、患者生理特徵分類.....................52 4-2、概念發展.............................53 4-2-1 概念A單手操作與驅動.................53 4-2-2 概念B手驅動與腳控制方向.............54 4-2-3 概念C腳驅動與手控制方向.............55 4-2-4 概念D手與腳獨自驅動一輪.............56 4-3、概念篩選.............................58 4-4、獲得最佳方案.........................64 4-5、細部設計.............................65 4-5-1 四連桿分析..........................65 4-5-2 腳踏板角度分析......................69 4-5-3 腳踏週期與手推週期分析..............70 4-6、模型製作.............................71 4-7、設計修改.............................71 4-8、實驗用功能模型.......................74 4-9、偏癱患者試用功能模型.................75 第五章 實驗評估...........................78 5-1、實驗設備.............................79 5-1-1 實驗用之輪椅........................79 5-1-2 氣體分析測量儀器....................80 5-2、受測者...............................80 5-2-1 效能性實驗受測者....................80 5-2-2 人因工程實驗受測者..................81 5-3、實驗場地.............................82 5-3-1 效能性實驗場地......................82 5-3-2 人因工程實驗場地....................82 5-4、實驗任務.............................83 5-4-1 效能性實驗任務......................83 5-4-2 人因工程實驗任務....................84 5-4-3 主觀式意見評量......................85 5-5、實驗結果.............................85 5-5-1 效能性實驗結果......................85 5-5-2 人因工程實驗結果....................86 5-5-3 主觀式評量問卷......................93 5-6、實驗小結.............................94 第六章 討論與建議.........................96 6-1、使用者需求探討部分...................96 6-2、概念具體化方面.......................96 6-3、實驗評估部分.........................97 參考文獻 英文部分........................100 參考文獻 中文部分........................103 附錄 附錄一、中風患者使用輪椅的觀察紀錄.......105 附錄二、需求展開調查問卷.................106 附錄三、輪椅需求調查問卷.................107 附錄四、主觀滿意度問卷...................112 附錄五、受測者實驗數據...................113 自述.....................................121 表目錄 表2.1 AHP 評估尺度定義....................31 表3.1 執行田野觀察各項目說明..............37 表3.2 被觀察者基本資料與紀錄結果..........38 表3.3 使用者需求原始資料轉換表............39 表3.4 輪椅需求分類表......................40 表3.5 中風患者需求調查結果與評估權重......42 表3.6 重要需求項目列表....................44 表3.7 AHP 評估尺度定義....................45 表3.8 AHP成對比較矩陣.....................46 表3.9 使用者需求權重列表..................47 表3.10 設計目標分類.......................50 表4.1 各概念綜合比較表....................57 表4.2 中風輪椅作型態概念第一次設計篩選....60 表4.3 中風輪椅作型態概念屏除價格因素之篩選61 表4.4 中風輪椅作型態概念第二次設計篩選....62 表4.5 中風輪椅作型態概念第三次設計篩選....63 表5.1 效能性受測者基本資料................81 表5.2 人因工程實驗受測者基本資料..........81 表5.3 人因工程實驗受測者資料分佈表........81 表5.4 8位受測者每分鐘耗氧量平均值與P值....88 表5.5 8位受測者每分鐘換氣量平均值與P值....90 表5.6 8位受測者每分鐘呼吸次數平均值與P值..92 表5.7 主觀式評量結果......................94 圖目錄 圖1.1 研究流程架構.........................8 圖2.1 手推輪椅時作用力方向................10 圖2.2 具驅動機構之手動輪椅................11 圖2.3 上肢較佳之運動模式為一連續性運動....12 圖2.4 一般傳統標準手動輪椅................14 圖2.5 Shigley的設計程序(1976).............20 圖2.6 Andreasen的設計程序(1980)...........21 圖2.7 French的設計程序(1985)..............22 圖2.8 量化性實驗器材......................33 圖2.9 滾筒式之輪椅測試平台(roller ).......33 圖3.1 需求探討流程圖......................35 圖3.2 田野觀察流程圖......................37 圖3.3 田野觀察過程照片....................38 圖3.4 重要需求項目分布圖..................44 圖3.5 CNS所定義座椅的寬、深、高量測.......48 圖3.6 CNS 定義之輪椅總尺寸圖..............49 圖4.1 概念具體化階段之流程................51 圖4.2 患者生理特性分類....................52 圖4.3單手操作與驅動概念示意圖.............53 圖4.4手驅動腳控制方向概念示意圖...........54 圖4.5腳驅動與手控制方向概念示意圖.........55 圖4.6手與腳獨自驅動一輪概念示意圖.........57 圖4.7 最佳方案之三視圖及立體圖............65 圖4.8 曲柄搖桿四連桿運動鏈說明圖..........66 圖4.9 平面四連桿空間限制範圍..............67 圖4.10 四連桿機構簡圖.....................68 圖4.11 四連桿機構死點位置.................69 圖4.12 踏板旋轉支點位置...................69 圖4.13 功能模型照片.......................72 圖4.14 踏板設計修改之處...................73 圖4.15驅動系統修改之處....................74 圖4.16第二代整體功能模型..................74 圖4.17四連桿機構可調式設計................75 圖4.17中風患者實際操作第二代功能模型......76 圖4.18第二代功能模型踏板修改..............76 圖4.19第二代功能模型踏板修改..............77 圖4.20 上下輪椅方式.......................77 圖5.1 實驗架構流程圖......................78 圖5.2 測試用兩種輪椅......................79 圖5.3 氣體分析儀..........................80 圖5.4 效能性實驗場地......................82 圖5.5 人因工程實驗場地....................83 圖5.6 人因工程實驗場地設備................83 圖5.7 受測者執行人因工程實驗情境..........84 圖5.8 效能性實驗結果比較圖................86 圖5.9 兩種輪椅Vo2之平均值差異.............88 圖5.10 8位受測者Vo2之差異............. ...89 圖5.11 兩種輪椅Ve之平均值差異.............90 圖5.12 8位受測者Ve之差異......... ........91 圖5.13 兩種輪椅RR之平均值差異.............92 圖5.14 8位受測者RR之差異............ .....93 圖5.15 主觀式評量結果分佈圖...............94

    英文部分
    1.Andreasen J., Blaha M.,et al, Object-Oriented Modeling and Design, Prentice Hall, 1980
    2.Bednarczyk JH, Sanderson DJ. Kinematics of wheelchair propulsion in adults and children with spinal cord injury. Archphys Med Rehabil, 75, 1327-1334, 1994
    3.Boer YA de, Cambach W, Veeger HEJ, Woude LHV van der. A newly designed lever mechanism. Journal of Rehabilitation Science, 5(2), 38-44, 1992
    4.Brown DD, Knowlton RG, Hamill J, Schneider TL, Hetzler RK. Physiological and biomechanical differences between wheelchair-dependent and able-bodied subjects during wheelchair propulsion. Eur J Appl Physio, 60, 179-182, 1990
    5.Davis JL, Growney ES, Johnson ME, Iuliano BA, An K. Three-dimensional kinematics of the shoulder complex during wheelchair propulsion: a technical
    report. J Rehabil Res Dev, 35, 61-72, 1998
    6.French P, Henze W. Vergleichende leistungs physiology ische Beurteilung des neuentwickelten, handbetriebenen Rollstuhls GH Universitaet Kassel. In:Rollstuhlentwicklung: Deutsch-Britische Statuskolloquim. (Reha Verlag, Bonn in German) pp. 37-47, 1985
    7.Engel P, Seeliger K. Technological and physiological characteristics of a newly developed handlever drive system. Journal of Rehabilitation Research and Development, 23(4), 37-41, 1986
    8.Gilbert D. Logan and David F. Radcliffe. Potential for Use of a House of Quality Matrix Techniq IEEE Transcations on Rehabilitation Engineering. Vol. 5, no. 1,106-115, 1997
    9.Hughes CJ, Weimar WH, Sheth PN, Brubaker CE. Biomechanics of wheelchair propulsion as a function of seat position and user-to-chair interface. Arch
    Phys Med Rehabil, 73, 263-269, 1992
    10.Kirby RL, Ethans KD, Duggan RE. Wheelchair Propulsion：Descriptive Comparison of Hemiplegic and Two-Hand Patterns During Selected Activities. Am. J Phys Med Rehabil , 78, 131-135, 1999
    11.Kornelia Kulig, Craig J. Newsam etc. The effect of level of spinal cord injury on shoulder joint kinetics during manual wheelchair propulsion. Clinical Biomechanics 16,744-751, 2001
    12.Leonard A. Rozendaal , DirkJan H.E.J. Veeger, Force direction in manual wheel chair propulsion: balance between effect and cost. Journal of Medical
    Engineering & Technology, vo8 , no6, 232-240, 1991
    13.Rodgers MM, Gayle W, Figoni SF, Kobayashi M, Lieh J, Glaser RM, Biomechanics of wheelchair propulsion during fatigue. Arch Phys Med Rehabil, 75, 85-93, 1994
    14.Rory A. Cooper, Shirley G. Fitzgeraid etc. Evaluation of a Pushrim-Activated,Power-Assisted Wheelchair. Arch Phys Med Rehabil, 82, 702-708, 2001
    15.Seeliger K. Lever propulsion systems. In Wheelchair Workshop Workbook:Proceedings of an international workshop, Ergonomics of manual wheelchair propulsion: state of the art. Faculty of Human Movement Sciences, Vrije Universiteit, Amsterdam, 203-209, 1991
    16.Shigley, Joseph Edward, Applied Mechanics of Materials, McGraw-Hill, 1976
    17.Sie IH, Waters RL, Adkins RH, Gellman H. Upper extremity pain in the postrehabilitation spinal cord injured patient. Arch Phys Med Rehabil, 73,
    44-48, 1992
    18.Thomas L. Saaty, “Modeling Unstructured Decision Problems: A Theory of Analytical Hierarchies.” Proceeding of the First International Conference Mathematical Modeling pp. University of Missoure Rolla. 59-77 , 1977
    19.Veeger HEJ, Woude LHV van der, Rozendal RH. Wheelchair propulsion technique at different speeds. Scand J Rehabil Med, 21, 197-203, 1989
    20.Veeger HEJ, Woude LHV van der, Rozendal RH. Within-cycle characteristics of the wheelchair push in sprinting on a wheelchair ergometer. Med Sci Sports, 23,264-271, 1991
    21.Veeger HEJ, Woude LHV van der, Rozendal RH, Load on the upper extremity in manual wheelchair propulsion. Journal of Eletromyography and Kinesiology, 1(4), 270-280, .1992
    22.Woude LHV van der, Veeger HEJ, Bore Y. de, Rozendal RH, Physiological evaluation of a newly designed lever mechanism for wheelchairs. Journal of Medical Engineering & Technology, vol 17, no6, 232-240, 1993
    23.Woude LHV van der, Veeger HEJ, G..de Groot, Wheelchair ergonomics and physiological testing of prototypes. ERGONOMICS vol.29, no.12, 1561-1573, 1986
    24.Woude LHV van der, Veeger HEJ, Hendrich KM, Rozendal RH, Ingen Schenau GJ van, Manual wheelchair propulsion: effects of power output on physiology and technique. Medicine and Science in Sports and Exercise, 20, 70-78, 1988
    25.Xavier Attali, Francois Pelisse, Looking back on the evolution of electric wheelchair. Medical Engineering & Physics 23, 735-743, 2001

    中文部分
    1.王海山編，科學方法百科，恩楷出版社，台北，民87
    2.中國生產力中心，系統化品質機能展開實務技術手冊，中國生產力中心，台北，民81。
    3.李明義、李祠澐，具電動式移位輔助裝置之多功能輪椅開發，中華醫學工程學刊，第二十卷，第三期，民89。
    4.李明義、陳世宏，輪椅上下車自動搬運裝置之設計開發，技術學刊，第十六卷，第一期，民90。
    5.李明義等，坐站兩用輪椅之開發，中華醫學工程學刊，第二十卷，第三期，民89。
    6.李宗良等編譯，現代機構百科，全華科技圖書，台中，民78。
    7.李昭儀，淺談輪椅，當代醫學，第二十五卷，第二期，民85。
    8.李源德、陳榮基，高血壓與腦中風，健康文化，高雄，民90。
    9.宋同正等譯，產品設計與開發，麥格羅.希爾，高雄，民86
    10.宋明弘等，以品質機能展開進行傳統手動輪椅之改良研究，生物醫學工程科技研討會論文集，民90。
    11.作田編著；陳蒼杰譯，腦中風不在可怕，暖流，台北，民85。
    12.何坤，層次分析法的標度研究，系統工程理論與實踐，第六期，頁58-61，民86。
    13.林安棋，可變速驅動之休閒手動輪椅設計，國立中山大學機械工程研究所碩士論文，民90。
    14.林奕良，配合改良上肢運動模式之新型輪椅設計，國立中山大學機械工程研究所碩士論文，民89。
    15.吳瑞溱譯，中風的預防與治療，允晨文化，台北，民87。
    16.吳鴻文，輪椅驅動之三維運動分析，國立成功大學醫學工程研究所碩士論文，民81。
    17.胡佑宗譯，工業設計：產品造型的歷史、理論及實務，亞太圖書，台北，民85。
    18.倪百男，支撐擺位特殊輪椅之電腦輔設計及研發，國立成功大學醫學工程研究所碩士論文，民87。
    19.陳正光等譯，機構學設計，台灣東華，台北，民85。
    20.陳益漳、余芳雄，電動輪椅品質標準與檢測，機械工業雜誌，民82年元月號。
    21.陳龍安，應用品質機能展開於產品設計程序中之結構分析，國立成功大學工業設計研究所碩士論文，民91。
    22.郭鵬、鄭唯唯，「AHP 應用的一些改進」，系統工程，第十三卷，第一期，頁28-31，民84。
    23.梁蕙雯等，輪椅之簡介及處方，當代醫學，第二十二卷，第三期，民84。
    24.孫怡等編著，中風防治200問，國際村，台中，民84。
    25.黃文敏，平面六連桿機構運動型態之分類，成功大學機械工程研究所，民81，國科會計劃NSC81-0401-E006-19。
    26.游萬來，李玉龍、林榮泰，為殘障者設計的人因工程，工業設計協會，台北，民75。
    27.蔡登傳等譯，產品設計的人因工程，六合出版社，台北，民85。
    28.趙錫清，輪椅結構之有限分析與測試，國立成功大學醫學工程研究所碩士論文，民86。
    29.劉賢淑，輪椅患者之浴廁設計經驗談，榮總護理，第十四卷，第四期，台北民86。
    30.鄧振源、曾國雄（民七八），「層級分析法的內涵特性與應用」，中國統計學報，第廿七卷，六~七期，頁13707-13768。
    31.顏鴻森，機構學，台灣東華，台北，民86。
    32.蘇芳慶，周有禮，陸敬文，輪椅驅動之三維運動分析，國立成功大學醫學工程研究所碩士論文，民82。
    33.邊守仁著，產品創新設計：工業設計專案的解構與重建，全華圖書，台中，民88。

    下載圖示 校內：2004-08-28公開
    校外：2004-08-28公開
    QR CODE