3D打印在家庭康復室內設計中的應用
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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。而中國的醫療資源有限，根據現有的醫療保障體系，很多患者只能在醫院進行急性期治療，病情穩定后需要回歸家庭。但由于患者及家屬缺乏相關疾病康復技能，家中缺乏適當的康復環境，從而導致較高的致殘率和復發率。3d打印技術能有效改造與提升患者的家庭康復室內環境，增強患者康復積極性，提升康復效率。
關鍵詞：3D打??；家庭康復；室內設計；作業治療
1研究背景與意義
老齡化、靜態高壓工作、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。中國的康復系統主要分為三個級別：“一級康復”主要由醫院急診或神經內科進行常規治療；“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，待病情穩定后轉入三級康復。普通的家居環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，對家居室內進行再設計，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。康復患者需要的室內設計往往尺寸多樣，形狀復雜，需要定制。3D打印技術不需采用磨具，僅需要三維數字建模并打印，即可獲得極為復雜的形狀，不但突破了傳統室內設計費時、耗力的設計與定制方式，而且大幅降低了相關的時間和物質成本。
2家庭康復的主要內容
康復醫學誕生于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量的學科?？祻陀柧毜闹饕獌热轂檫M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境中進行時，都需要特定的室內環境進行配合，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家庭康復室內設計的改造標準
最新的生物—心理—社會醫學模式對康復空間的設計提出了更高的要求，即醫療事業開始注意到心理對整個機體的調節能力的重要性。一個較優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動患者的康復熱情。對于家庭康復環境的改造，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立坡道、電梯、扶手及滿足消防規范的改造，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。家庭康復環境的室內設計，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。具體的設計要點可參照住建部2012年頒布的《無障礙設計（GB50763-2012）》與1999年頒布的《老年人建筑設計規范》，主要體現在便利于輪椅的路線和衛浴的無障礙改造、低位家居改造、安全警示信息設計等方面。具體可通過坡道、電梯的修建，門窗、衛浴、操作臺等各類家居尺寸、自動化改造及扶手加裝，呼救系統的設計，用藥、安全提醒等各類信息的老齡化設計等來實現。（2）材質。在材質上，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。傳統的木質材料觸感良好，具有一定的吸音和吸濕性，經過消毒處理是家庭康復室內設計的優質材質。新材料中也有很多優秀的選擇，如很多兒童醫院會選擇具有各種色彩、可再生的生態樹脂。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、住院天數減短。（3）色彩。蘇聯著名的色彩學家拉勃金通過對單一色彩實驗研究發現，同等條件下，淡綠色、淡藍色、白色最不易引起人的視覺疲勞，是優秀的康復環境用色。而豐富有趣的室內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設計
3D打印作為一種最先進的制造技術，能夠全面滿足家庭康復環境室內設計的需求。首先，在空間改造上，3D打印技術允許室內設計師通過3D掃描與拍照等方式對患者的家居環境進行快速量房與逆向建模，獲得準確的數字模型。基于該模型，結合互聯網技術，康復治療師、室內設計師、患者能夠在線上有效溝通，精準快速報價，并將室內設計的改建方案通過3D打印技術更加快速、準確地實施。其次，在材質上可滿足康復空間對材質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木頭清香的室內木質吊頂、墻體、地面及柜體。而宜家則已經將3D打印在室內設計的應用提上了商業化的日程。在PS2017Collection上，宜家展出了一款在測量用戶體型參數后通過3D打印訂制的最貼合的座椅。在材質上用戶可以選擇羊毛、亞麻、純棉及化纖多種材質進行3D打印。斯洛維尼亞馬里博大學的學生們設計的畫匠打印機（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打印技術在材質上從傳統的人工粉末、樹脂、水泥等材質，開始向天然的木竹、金屬以及柔性的絲麻等材質擴展，在造型上可以非常容易地滿足康復設施需多圓角與曲線的安全需求，使其在室內設計的傳統軟裝與硬裝方面都有了無限的發揮空間與潛力。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，通過研發半色調二維打印技術，實現利用不同大小、間距的點來代替連續的色塊，實現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，設計師在家庭康復環境改造中的豐富色彩構思可以通過3D打印技術獲得完美的呈現。綜上所述，精心設計的居家康復環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打印技術適于未來家庭康復室內設計的定制化、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：天津美術學院 天津醫科大學總醫院