ABSTRAKT Úkolem mé bakalářské práce je navrhnout design dávkovače inzulínu - inzulínové pumpy. Můj návrh by měl pumpu posunout ze současného technicistně - lékařského vzhledu, budícího pozornost okolí, na civilnější vzhled s vlastním výrazem.
KLÍČOVÁ SLOVA Design dávkovače inzulínu, inzulínová pumpa, diabetes melilitus
ABSTRACT Task of my bachelor‘s work si to design insuline dispenser (insuline pump). My project should advance this technical medical apperance that is attracting attention to more natural look with it`s expression.
KEY WORDS Design of insuline dispenser, Insulin Pump, Diabetes Melilitus
Prohlášení o původnosti práce PROHLÁŠENÍ O PŮVODNOSTI PRÁCE Prohlašuji, že jsem svou bakalářskou práci na téma „Design dávkovače inzulínu“ zpracoval samostatně, pomůckou a inspirací mi byly konzultace, uvedená literatura a mé okolí.
V brně dne
OBSAH
ÚVOD
13 15 16 16 17 17
1. HISTORICKÁ ANALÝZA
1.1 Úvod 1.2 Inzulínové aplikátory 1.2.1 Inzulínová pera 1.2.2 Inzulínové pumpy
2. TECHNICKÁ ANALÝZA 2. Technická analýza
19
20 20 21 22
2.1 2.2 2.3 2.4
Úvod Inzulínová pera Inzulínové pumpy Závěr
3. DESIGNÉRSKÁ ANALÝZA
23
24
24 24 24 25 25 26 26 26 26 27
3.1 Úvod 3.2 Inzulínová pera 3.2.1 Tvar & Funkce 3.2.2 Materiály 3.2.3 Barvy 3.2.4 Ergonomie 3.3 Inzulínové pumpy 3.3.1 Tvar & Funkce 3.3.2 Materiály 3.3.3 Barvy 3.3.4 Ergonomie
29
4. PRŮVODNÍ ZPRÁVA 4. Průvodní zpráva
30 30 31 31
11
4.1 Úvod 4.2 Koncepce řešení 4.3 Varianty řešení 4.3.1 Vnitřní uspořádání
4.3.2 Tvar & Koncept 4.4 Finální řešení 4.4.1 Základní tvarosloví 4.4.2 Ovládací prvky 4.4.3 Barevné řešení 4.4.4 Grafické řešení displeje 4.4.5 Ergonomie 4.4.6 Provozně - technické řešení 4.5 Závěr
32 33 33 34 35 35 36 36
Seznam použitých zdrojů
39
Seznam obrázků
41
Přílohy Sumarizační poster (náhled)
43 43
37
12
ÚVOD V mé bakalářské práci se zabývám designem dávkovače inzulínu pro diabetiky I. typu. Problematika aplikace inzulínu a dávkovačů inzulínu je velmi široká a složitá, proto nelze v bakalářské práci postihnout všechny aspekty do podrobna. Budu se tedy soustředit na ty důležité. Zaměřím se na dnes již hojně využívané inzulínové pumpy. Já sám jsem diabetik, proto do jisté míry toto téma znám z vlastní zkušenosti. Nepoužívám však pumpu, ale inzulínová pera a zvolené téma této bakalářské práce bude pro mě přínosné i z hlediska diabetika, nejen designéra - studenta.
13
14
HISTORICKÁ ANALÝZA
15
1.1 ÚVOD Dříve než přistoupím k analýze samotných aplikátorů inzulínů, seznámím vás s tím, co je to diabetes. Diabetes mellitus je nemoc charakterizovaná mírnou, až život ohrožující poruchou hladiny krevního cukru (glukózy), která je vyvolaná úplným nebo částečným nedostatkem inzulínu, životně důležitého hormonu, který je zodpovědný za přeměnu stravy v energii, což je důsledek několika druhů postižení betabuněk, tzv. langerhansových ostrůvků, ve slinivce břišní. Diabetes má dva typy: I. typ je stav, kdy slinivka břišní neprodukuje inzulín a pacient si musí inzulín doplňovat „externě“. Diabetikům II. typu slinivka funguje dobře, ale tělo inzulín nepřijímá a pacient bere léky, které umožňují jeho zpracování.
1-1 Dr Ch. Best a Sir F. Banting - jako první extrahovali čistý inzulín a nazvali jej „isletin“
1.2 INZULÍNOVÉ APLIKÁTORY
1-2 První specializované inzulínové dávkovače (1925)
1-3 První tzv. humální inzulín
Jak vyplývá z předchozích řádků, budu se zabývat aplikátorem inzulínu pro diabetiky prvního typu. Jeho historie je stejně dlouhá jako objevení a zavedení léčby inzulínem. První aplikátory byly klasické injekční stříkačky, které přetrvaly velmi dlouhou dobu a u nás se používaly donedávna. Jejich obrovská nevýhoda spočívala v neustále nutnosti sterilizovat jehly a také nebylo snadné nabírání příslušného množství inzulínu z klasických ampulí. Nemluvě o možnostech cestování s těmito potřebami. V osmdesátých letech začaly světlo světa spatřovat první aplikátory velmi podobné těm dnešním. Dělí se na dvě skupiny. Inzulínová pera a inzulínové pumpy. Jejich vývoj, jak by se mohlo zdát, doposud neprodělal příliš mnoho viditelných změn.
16
1.2.1 INZULÍNOVÁ PERA Tvar a princip inzulínových per se od uvedení na trh téměř nezměnil. V roce 1985 přišla firma Novonordisk s prvním systémem pro aplikaci inzulínu, podobným plnícímu peru a výměnnými inzulínovými náplněmi NovoPen®. Následně v roce 1989 přichází s první injekční stříkačkou předem plněnou inzulínem, NovoLet®. V současnosti se začínají objevovat pera elektronická, digitální. Krátký průvodce současné nabídky firmy Novonordisk.
1-4 První inzulínové pero (Novonordisk, 1985)
1.2.1 INZULÍNOVÉ PUMPY První pumpa byla vyrobena v roce 1979, kdy byla klinicky testována ve Státní univerzitní nemocnici v Soulu. Další rok už mohli diabetici používat první přenosnou pumpu na světě. Následujících dvacet šest let neprodělaly pumpy žádnou revoluci,
1-6 historický vývoj inzulínových pump fy. SOOIL
1-5 stručný přehled dávkovačů fy. Novonordisk
jen postupnou evoluci. Revolucí by se mohl stát dnes již existující glykemický okruh, který pacientovi měří každých 5 minut glykémii, vyhodnocuje ji a upozorňuje majitele na případné krizové situace. Sestává z pumpy a kontinuálního senzoru, ten vyhodnocuje aktuální glykemii a posílá data do pumpy. Zatím je však novinkou a stále ještě nenahrazuje vlastní slinivku břišní! Na tu si budou muset diabetici ještě nějaký čas počkat.
1-7 pumpa ACCU-CHEK Spirit
17
18
TECHNICKÁ ANALÝZA
19
2.1 ÚVOD
Jak již bylo řečeno ve vývojové analýze, inzulínové aplikátory se dělí na dvě základní skupiny. A to na inzulínová pera a pumpy. Jejich vývoj probíhal současně. Dále se budu věnovat každé z těchto kategorií zvlášť. Pera však mají jednu obecnou nevýhodu oproti pumpám a to, že diabetik v případě, že používá dva typy inzulínu (dlouhodobý a krátkodobý), musí mít dvě separátní pera na každý zvlášť. Toto u pumpy odpadá, ta svojí funkcí zastupuje oba dva.
2.2 INZULÍNOVÉ PERO Předchůdcem pera je všeobecně známá injekční stříkačka. Z ní pak vychází princip pera – inzulín se aplikuje do těla diabetika jehlou po stlačení pístku v ampuli.
2-2 schéma inzulínového pera
2-1 injekční stříkačka používaná k aplikaci inzulínu, tzv. inzulínka; u nás se hojně používala ještě v devadesátých letech
Vnější rozměry většiny per odpovídají rozměru zásobníku inzulínu, příslušně dlouhého pístku a mechanismu pro nastavení dávky inzulínu. V současnosti je to válec o přibližných rozměrech: průměr 15 x 175 [mm]. Po sejmutí ochranného krytu pera vidíme zásobník s inzulínem, jehlu a tělo pera. Pero se pro vyjmutí ampule inzulínu dá rozšroubovat na dva díly: spodní plastový držák zásobníku inzulínu s jehlou a ve vrchní kovové části je ukryt mechanismus pera. Po rozšroubování na tyto dvě části ještě musíme odšroubovat jehlu od zásobníku inzulínu – jehla drží zásobník v plastovém krytu. Jednotlivé části popisuje obrázek 2-2. Srdcem celého pera je mechanismus, ukrytý uvnitř kovové části nad zásobníkem inzulínu. Vstupním parametrem pro tento mechanismus je počet jednotek, navolený uživatelem na stupnici,
20
pootočené o potřebný počet dílků = jednotek. Pero dávkuje inzulín po jedné jednotce = 0,01ml nebo po půl jednotce, což je 0,005ml. Pro lepší orientaci v počtu jednotek je každé přidání jednotky doprovázeno „klapnutím“. Po stisknutí vysunuté stupnice dojde převodem k posunu pístku a vstříknutí potřebné dávky inzulínu. Samotný mechanismus zůstává velmi dobře zajištěn proti jakémukoliv bližšímu prozkoumání, proto nejsem schopen přesně uvést jeho princip. Vlastní dedukcí jsem však došel k tomu, že po natočení potřebného počtu jednotek a stisknutí dojde k převedení rotačního pohybu přes šroub se závitem o speciálním stoupání (kvůli zajištění velmi malých dávek inzulínu) na pohyb translační, tedy pohyb pístku.
2.3 INZULÍNOVÁ PUMA
2-3 schéma inzulínové pumpy
Pumpa nemá žádného přímého předchůdce. Její počátek lze datovat na rok 1980. Ač jsou technicky náročnější, spatřily světlo světa dříve než pera. Jejich podstatou bylo, je a bude částečné nahrazení slinivky břišní. Pumpy (jak již jejich název napovídá) dodávají inzulín rovnoměrně dvacet čtyři hodin denně a pacient si připichuje inzulín před každým jídlem. Pumpu musí pacient nosit neustále u sebe, a tak jsou to odolná zařízení. Stejně jako pera mají zásobník na inzulín, ale už od samého počátku v sobě ukrývají i elektroniku. Ta řídí dodávání inzulínu dvacet čtyři hodin denně podle předem naprogrmovaného schématu. Majitel pumpy je k ní neustále „připoután“ infusním setem pro přenos inzulínu. Diabetik musí o pumpu a infusní set
21
pravidelně pečovat, aby nedošlo k možnému ucpání kanily nebo katétru. Infusní set si diabetik mění přibližně každé tři dny, což vede ke snížení rizika ucpání kanyly,katétru nebo disfunkci celého infusního setu. Nedávno byla představena pumpa, jejíž součástí je „on-line“ monitorovací zařízení na měření glykémie, které spolupracuje s pumpou, vyhodnocuje stav pacienta a dává mu vědět o rostoucí nebo klesající hodnotě jeho cukru v krvi, glykemii.
2.4 ZÁVĚR Časem se přišlo na to, pro jaké pacienty který typ inzulínového dávkovače používat. Pumpy jsou obecně vhodné pro méně stabilizované pacienty a těhotné ženy. Z důvodu jejich vysoké pořizovací ceny, která se pohybuje nad 100 000 tisíci korun, je pojišťovny nerady dávaly stabilizovaným diabetikům. Vzhledem k nákladům,
2-4 infusní set končí teflonovou kanylou, kterou má diabetik zavedenou do podkoží; katétr je odpojitelný
2-5 pumpa s kontinuálním senzorem pro měření glykemie kždých 5 minut
které pojišťovny musí vynaložit na následné léčení diabetických komplikací, začínají dávat pumpy i stabilizovaným diabetikům. Podle posledních průzkumů diabetik, léčený pumpou, sníží riziko pozdních komplikací až o padesát procent. Finanční náročnost je důvodem technické a technologické náročnosti a vybavenosti pump. Pera, jejichž cena se pohybuje okolo jednoho až dvou tisíc korun, jsou tak přístupná i bez účasti pojišťovny a tak se těší mezi diabetiky velké oblíbenosti. Jejich údržba je také mnohem méně náročná než u pump. Ze svého pohledu bych řekl téměř bezstarostná.
22
DESIGNÉRSKÁ ANALÝZA 23
3.1 ÚVOD
V zásadě lze říci, že jak pera tak pumy neprodělaly za svoji více než dvacetiletou existenci žádnou zásadní změnu v designu. Jejich design především ctí funkci a na tvarová řešení většinou nezbývá mnoho místa.
3.2 INZULÍNOVÉ PERO 3-1 dnes používaná teflonová jehla s kryty
3.2.1 TVAR & FUNKCE Pero svým tvarem vzešlo ze svého předchůdce – injekční stříkačky, podlouhlého válce. Již od začátku napodobuje tvar psacího pera nebo propisky. Zřejmě aby nebylo ve společnosti tak nápadné. Zásadní změnou oproti stříkačce je možnost výměny ampulek inzulínu přímo v peru a jehel, které nepotřebují sterilizaci. Inzulín je třeba chránit proti slunečnímu záření, proto
3-2 elektronické pero spojené s glukometrem
má každé pero kryt, na kterém je klips. Tento kryt chrání jehlu i ampulku inzulínu před mechanickým poškozením. V dnešní době exitují dva typy per: mechanické a elektronické. Druhé jmenované je také v kombinaci s glukometrem (viz InDuo firmy Novonordisk). Sloučení těchto dvou přístrojů je pro diabetika velmi přínosné. Glukometr může použít pro zjištění svého stavu a zpřesnění dávky inzulínu, tedy přispěje k lepší kompenzaci diabetu. Pohodlí tohoto setu spočívá v tom, že diabetik má neustále vše při sobě.
3.2.2 MATERIÁLY
3-3 elektronické pero (Lilly, nalevo) a mechanické pero (Novonordisk, napavo)
U většiny per je hlavním používaným materiálem kov. Je z něj vyrobeno jak tělo pera s mechanismem, tak kryt zásobníku inzulínu. Držák na zásobník s inzulínem je z tvrdého plastu. Z toho je vyroben i píst a dávkovač. Některá pera jsou
24
celoplastová. Jejich hmotnost je nižší než u kovových per, ale pocit bezpečí je lepší v druhém případě.
3.2.3 BARVY Barevné provedení je různorodé. Některá pera mají přiznaný kovový povrch. Použité barvy jsou nenápadné kromě per určených pro děti. Ty mají velmi výrazné barvy, doplněné potiskem. Barvy mají také funkci rozpoznávací. Každý diabetik, který si píchá inzulín, používá dva typy inzulínu: rychle působící a dlouhodobý. Pro každý má jiné pero, rozdílná barva zlepšuje rozlišitelnost a snižuje možnost záměny inzulínů.
3-4 barevné provedení dětského pera NovoPen Junior (Novonordisk)
3.2.4 ERGONOMIE
3-5 číselník pera NovoPen 4 (Novonordisk)
U inzulínových per jde o snadné a přehledné ovládání dávky inzulínu. Zobrazení číselníku tedy musí být dostatečně čitelné. Nejčitelnější číselník má nové pero fy. Novonordisk NovoPen 4. Důležitým prvkem v ergonomii pera je síla, kterou musí diabetik použít pro stačení pístu, respektive pro aplikaci inzulínové dávky. U pera NovoPen 4 je úplné aplikování dávky inzulínu oznámeno cvaknutím, což jistě ocení všichni diabetici. Především pak ti, kteří mají špatný zrak. Dalším podstatným prvkem je optická kontrola zbývajícího množství náplně v ampulce. Ta je možná po sejmutí ochranného krytu. Na držáku ampulky je orientační měřidlo zbývajícího množství inzulínu. Aplikace inzulínu a držení pera je vidět na obrázku 3-6.
3-6 názorná ukázka aplikace inzulínu
25
3.3 INZULÍNOVÁ PUMPA 3.3.1 TVAR & FUNKCE Pumpa je elektronický přístroj, proto musí obsahovat kromě zásobníku na inzulín i baterii (nebo dobíjecí akumulátor typu AA nebo AAA). Tyto dva prvky určují tvar dnešním pumpám. Celkový tvar je pak dotvořen obalem těchto dvou prvků a kontrolním displejem. Velikost pak definuje objem inzulínového zásobníku. Standardně má objem 1,8ml a 3ml. Ovládání pumpy se provádí několika tlačítky, umístěnými okolo displeje. Pumpy jsou podle údajů výrobců vodotěsné a prachotěsné. K pumpám pak neodmyslitelně patří příslušenství, kterým je „připojena“ k diabetikovi, tzv. infusní set. Ten se skládá z katétru a plastové koncovky s kanylou. Koncovka se pomocí integrované lepící části fixuje na místě vpichu. Zavedení
3-7 inzulínová pumpa H-TRON Plus fy. Elli - Lilly
koncovky s kanylou se provádí ručně nebo přidaným mechanickým zařízením
3.3.2 MATERIÁLY Pumpy jsou na rozdíl od per vyráběny kompletně z plastu. Hmotnost se pak pohybuje okolo 100g. U displejů se zatím používají výhradně podsvětlené LCD.
3.2.3 BARVY
3-8 zařízení pro aplikaci kanyly
Barevné provedení pump je také velmi rozmanité a stejně jako u per jsou barvy nenápadné. Někdy bývají pumpy i průhledné, doplněné grafikou na těle přístroje. Průhledný pak je alespoň z části zásobník na inzulín pro kontrolu zbývajícího množství. Není to však pravidlo.
3-9 barevné a grafické provedení pumpy D-TRON plus fy. Elli - Lilly
26
3.2.4 ERGONOMIE U pumpy je důležitá ergonomie ovládání, rozmístění ovládacích prvků a grafického zpracování informací na displeji. Ovládání se provádí pouze několika tlačítky, rozmístěnými okolo displeje. Grafické symboly na tlačítkách má každá firma jiné, liší se i u jednotlivých modelů jedné firmy. Dnes existují i pumpy na dálkové ovládání, což diabetikovi nesmírně ulehčuje aplikaci inzulínu v diskrétních situacích. Samotnou pumpu může diabetik nosit v pouzdru u pasu, podobně jako mobilní telefon. Další varianty ukazuje obrázek 3-10.
27
3-10 možnosti umístění pumpy
28
PRŮVODNÍ ZPRÁVA 29
4.1 ÚVOD Úkolem této bakalářské práce je navrhnout nový design dávkovače inzulínu, v mém případě inzulínové pumpy. Na základě provedené analýzy jsem došel k podmínce, kterou chci dodržet. Pumpu nosí majitel neustále při sobě, proto chci navrhnout design tak, aby byl dostatečně civilní, osobní – nebudil pozornost, ale přesto měl vlastní osobitý výraz. Zároveň by měl dodržovat funkční vlastnosti těchto přístrojů.
4.2 KONCEPCE ŘEŠENÍ Při počátečních úvahách nad funkcí pumpy jsem došel ke zjištění, že měnit samotný princip dávkování inzulínu není třeba. Dnes je tento problém 100% vyřešen a bezchybně funkční. Velikost pumpy se snaží všichni výrobci co nejvíce minimalizovat. Hlavním parametrem při hledání
4-1 v mém návrhu použitá baterie typu „Prismatic“
rozměrů je objem zásobníku inzulínu. I můj návrh musí obsahovat zásobník o objemu, který je standardní, tedy 1,8 ml nebo 3 ml. Při navrhování základních rozměrů jsem vycházel z většího objemu zásobníku a snažil jsem se najít co nejoptimálnější poměr mezi průměrem a délkou inzulínového zásobníku. Ten jsem nakonec zvolil takto: průměr 9mm a délka 47mm pro objem 3ml a pro objem zásobníku 1,8 ml průměr 7mm při stejné délce jako u objemu 3 ml. Tím bude zaručena použitelnost většiny dílů při použití obou variant a minimalizování nákladů na výrobu. Jako každý jiný elektronický přístroj musí mít pumpa napájení. Pro můj návrh nevyužiji tužkových (dobíjecích) baterií typu AA nebo AAA, které se standardně používají, ale plochého prismatického akumulátoru. Tento typ vyrábí téměř všechny velké firmy a na trhu je běžně k dostání. Kapacita
30
se pohybuje od 600 mAh do 1900mAh, rozměry jsou okolo 5 x 16 x 60 mm a hmotnost od 8g do 26g. Použitím této baterie dosáhnu značné úspory místa. Tím se dostávám k rozměru pumpy samotné. Půdorys bude mít délku přibližně 100mm a šířka se bude pohybovat mezi 40 – 50 mm. Výška by neměla přesáhnout 20mm. Vzhledem k jasnému poslání a funkci tohoto přístroje nebudu nijak měnit koncept aplikace inzulínu pomocí pístu a infuzního setu. Soustředit se budu na funkce, které by mohli svým uživatelům zpříjemnit každodenní soužití s pumpou a na celkové tvarové řešení, jak jsem naznačil v úvodu této kapitoly. Žádná z pump na trhu se nedá nosit bez nějaké kapsičky (ledvinky), aniž by vám nezapadla hluboko do kapsy nebo z ní následně nevypadla. Nejmodernější pumpy zobrazují na displeji aktuální glykémii a byla by škoda přicházet o tyto důležité informace. Rozhodl jsem se jít cestou ukázat displej uživateli, aniž by musel pumpu lovit v kapse nebo ji vydělávat z kapsičky (ledvinky).
4.3 VARIANTY ŘEŠENÍ Celkové tvarosloví jsem volil jednoduché, nekomplikované (už funkce sama o sobě je hodně komplikovaná, tak proč komplikovat tvarosloví). Důraz jsem kladl na „civilnější“ vzhled pumpy a na její integraci do dnešního běžného života.
4.3.1 VNITŘNÍ USPOŘÁDÁNÍ
4-2 schéma uspořádání
Hmota těla pumpy obklopuje nezbytné vnitřní vybavení (jak je vidět na obrázcích 4-2 a 4-3). Obrázky popisují několik možných variant vnitřního uspořádání . Obrázek 4-2 ukazuje variantu, kde je
31
zásobník na inzulín umístěn do osy hmoty těla. Tato pozice mu dává největší prostor uvnitř těla. Motor zajišťující pohon pístu je hned za zásobníkem. Akumulátor je umístěn na stranu od zásobníku, napravo od osy (v pohledu shora, tvar se zužuje dolů). V tomto místě má dostatek prostoru. Celkové uspořádání nedovolí umístit větší ucelenou část tištěných spojů a ostatní elektroniky, protože největší součást – zásobník, je uprostřed a dělí tak prostor na dva menší. Z tohoto důvodu se mi zdá tato varianta jako nevhodná pro další zpracování. Mnohem výhodnější je umístit zásobník s inzulínem a motorem na stranu těla a akumulátor hned vedle tak, aby byla zajištěna pohodlná výměna jak inzulínu, tak akumulátoru. Tímto umístěním vznikne souvislý prostor pro umístění veškeré elektroniky. Vše je vidět na obrázku 4-3. Vzhledem k tvarování základní hmoty těla
4-3 schéma uspořádání
je zapotřebí lokálně zvětšit prostor pro zásobník a motor. To však přidá na celkově dynamičtějším výrazu.
4.3.2 TVAR & KONCEPT
4-4 první tvarové řešení
4-5 druhé tvarové řešení
Tvarování těla pro každou variantu rozeberu nyní. Pro obě varianty se nabízí dvojí řešení. První (obr. 4-4), které přesně kopíruje tvar zásobníku, zvětšené o tloušťku stěny těla. Působí příliš jako průnik dvou těles. Tato varianta nedává objektu dostatečnou osobitost a výraz, proto jsem ji nezvolil jako finální. Druhé tvarové řešení (obr. 4-5) nechává zásobníku větší prostor a výrazněji vystupuje do prostoru. Dotváří objekt a dává mu vlastní osobitý výraz. Jak jsem již na začátku napsal, chci uživateli zpřístupnit displej, i když má pumpu schovanou v kapsičce, v kapse u kalhot
32
nebo v košili. To jsem vyřešil vytvořením klipsu na těle pumpy, na kterém bude umístěn displej. Klips je tvarově totožný s tvarem těla. Na něm je umístěný OLED display. Ten má nízkou spotřebu energie – v čemž vidím jeho hlavní výhodu, dá se tvarovat a dokáže bez problémů zobrazovat barvy (16 milionů barev oproti 262 tisícům barev, které zobrazí LCD panel). OLED displej se vyrábí v modulech o velikostech od půl do čtyř palců, což vyhovuje mým rozměrovým požadavkům. Tloušťka klipsu je 3mm což by mělo zajistit bezproblémové umístění OLED displeje. Tím dojde k posunutí zásobníku a mírnému zvýraznění hmoty kolem něj. To však dává objetu větší charakter, což je pozitivní.
4-6 použitý OLED displej
4.4 FINÁLNÍ ŘEŠENÍ Jako finální řešení jsem vybral druhé tvarové řešení s uspořádáním podle obr. 4-5.
4.4.1 ZÁKLADNÍ TVAROSLOVÍ
4-7 finální tvar
4-8 finální tvar
Tvar těla pumpy je úzce spjatý s vnitřním uspořádáním s ohledem na co nejmenší rozměry. Charakteristickým prvkem pro můj návrh pumpy je masivní kryt na zásobník inzulínu. Ten plynule vybíhá z vrchní plochy a tvoří potřebné místo na uložení zásobníku. Od místa, kde končí zásobník s motorkem, zase plynule splývá s tělem. Důležitými prvky jsou zaoblení probíhající po hranách objektu. Větší zaoblení, probíhající po spodní hraně plynule přecházející do zadní stěny, se zmenšuje se stejnou intenzitou, s jakou se zmenšuje průřez
33
pumpy směrem k zadní části. Druhé zaoblení probíhá kolem celého těla pumpy a má konstantní velikost. Celé tělo pumpy jsem modeloval co nejpečlivěji, aby byla zaručena tvarová návaznost jednotlivých ploch a výsledek byl co nejlepší. Na obrázku 4-9 a 4-10 je znázorněna analýza křivosti a analýza průběhu tvaru pomocí „zebry“. Proříznutí na klips jsem navrhl tak, aby co nejméně narušovalo celkový tvar. Plochy, které jej vyřezávají, jsou odsazené od vrchní plochy povrchu. Tloušťka klipsu je tři milimetry a mezera má dva milimetry. To by mělo zajistit dostatečnou tuhost a pohodlné používání tohoto prvku. Celý klips je zaoblen jemným rádiusem. Dalším funkčním prvkem na mém návrhu je kryt na baterii a zásobník inzulínu. Ten je na spodní straně pumpy. Otevírá se zatlačením na tlačítko (obr. 4-11). To je umístěno v zadní části. Tvarování přední
4-9 analýzy křivosti základních ploch pumpy
4-10 analýzy křivosti finálních ploch pumpy
části neumožňuje z technického důvodu umístit tlačítko do přední části, ve které by bylo možná očekávanější. Aby byla zaručena prachotěsnost a vlhkotěsnost, je pod krytem těsnění. Hranice displeje tvoří křivka, která je odsazená od obvodové křivky plochy těla. Proto nemá stejné rádiusy v přední a zadní části. Aby plocha displeje nebyla příliš mohutná a celkově nepůsobila vrchní strana pumpy monoliticky, je přerušena panelem s tlačítky.
4.4.2 OVLÁDACÍ PRVKY
4-11 tlačítko pro otevření krytu baterie a zásobníku inzulínu
Tlačítka jsem navrhl ve třech variantách (4-12,13,14). Tlačítka na obr. 4-12 jsou méně vhodná z důvodu jejich malé velikosti a tedy možného zhoršení ovládání. Jejich malá plocha neumožňuje dostatečné protvarování a nezajistí tak nahmatání tlačítek poslepu. Tlačítka na obr. 4-13 nejsou
34
vizuálně tak kvalitní jako na obr. 4-14, proto jsem zvolil třetí variantu. Hlavní důvod umístění ovládacích prvků na pravou stranu od displeje je dostatečný prostor, potřebný pro mechanickou a elektronickou část tlačítek. Další roli hrála samozřejmě ergonomie ovládání. Jejich tvarování zaručí přehled o ovládání přístroje i poslepu. Tlačítka jsou řešena jako dvě skupiny. První je dvojtlačítko na principu kolébky. Ovládá se jím pohyb v menu. Druhé tlačítko je potvrzovací. Každé stisknutí tlačítka je doprovázeno akustickým nebo vibračním znamením (podle zvoleného módu).
4-12 I. varianta
4-13 II. varianta
4-14 finální varianta ovládacích prvků; popis funkce tlačítek a zobrazení jejich umístění
4.4.3 BAREVNÉ ŘEŠENÍ Hlavní barevnou variantu jsem zvolil světlou khaki. Tato barva propůjčuje ve spojení s tmavým displejem velmi solidní vzhled. Jako další barevné varianty jsem navrhl v současnosti používané svěží barvy.
4.4.4 GRAFICKÉ ŘEŠENÍ DISPLEJE
4-15 barevné varianty - finální varianta (nahoře); grafické řešení základního displeje
Displej je velmi důležitým prvkem v mém návrhu. Jako hlavní údaj je na něm zobrazena aktuální glykémie majitele (tato funkce je podmíněná použitím kontinuálního senzoru), šipkami vyjádřený pohyb glykémie do vyšších nebo nižších hodnot. Počet šipek udává, s jakou rychlostí a kterým směrem se pohybuje. V zobrazeném případě má glykémie udávanou hodnotu a rychle stoupá. Tato grafická úprava displeje má podobnou funkci jako spořič.
35
Další údaje se zobrazí po stisku kteréhokoliv tlačítka. Funkce tlačítek jsou během běžného provozu blokovány, aby nedocházelo k nechtěnému spuštění některé z funkcí.
4.4.5 ERGONOMIE Do ergonomie pumpy patří její ovládání a její zpětná vazba. Ovládací prvky jsem umístil na pravou stranu od displeje, takže při ovládání by ruce neměly vadit ve výhledu na zobrazované údaje. Na každé stisknutí tlačítka pumpa reaguje akustickým nebo vibračním signálem (podle zvoleného módu). Další důležitý parametr zaručuje přirozená vlastnost OLED displeje. Rozsah pozorovacího úhlu má totiž OLED displej přes sto šedesát stupňů. Takže aktuální glykémii bez problémů uvidíte, i když budete stát a pumpu budete mít na klips zastrčenou v kapse…
4-16 detaily ovládacích prvků pumpy a jejich umístění
4.4.6 PROVOZNĚ - TECHNICKÉ ŘEŠENÍ Pumpu jsem navrhl tak, aby byla co nejsnadněji sériově vyrobitelná. Logické členění povrchu spárami dává jasně vědět, jak je pumpa rozdělena na jednotlivé díly (obr číslo). Zásobník s inzulínem a prismatická baterie jsou vkládány odnímacím krytem na spodní straně pumpy. Četnost výměny inzulínu je individuální, pohybuje se řádově v týdnech. U baterie záleží na kapacitě, kterou si zvolí uživatel. Výměna katétru se provádí přibližně každé tři dny. Snadnou výměnu u mého návrhu zajišťuje spojení katétru s pumpou bajonetovým závitem. Pumpa je prachotěsná a vlhkotěsná. Jako displej jsem zvolil technologii OLED. Ta je svojí energetickou nenáročností pro tento přístroj vhodná. Dosahuje velmi vysokého kontrastu a je tedy
36
zaručená snadná čitelnost displeje. OLED displej je ohebný, takže není problém jej vytvarovat do mnou navrhnutého tvaru a zachovat tím vizuální čistotu objektu, což by bylo s jinými současnými technologiemi displejů nemožné. Tělo pumpy by bylo vyrobeno z velmi odolného plastu s povrchovou úpravou příjemnou na dotek. OLED displej je překryt průhledným plastem. Tlačítka a část, kde opticky pokračuje displej, je také z plastu. Tyto tři prvky mají stejně lesklý povrch, který je tím sjednocuje.
4-17 OLED displej s úhlem viditelnosti nad sto šedesát stupňů
4.5 ZÁVĚR Během své bakalářské práce jsem si prohloubil vědomosti v této oblasti a to i přesto, že jsem devět let diabetik. Pumpu ovšem nepoužívám. Zajímavým zjištěním bylo, že s tímto zařízením diabetik velmi přispěje ke zlepšení svého zdravotního stavu. Nejen proto pro mě byla práce na designu inzulínové pumpy potěšením. Zúročil jsem v ní všechny své technické a designérské znalosti a dovednosti.
4-18
37
38
SEZNAM LITERATURY 1. Lebl, J. - Průhová, Š. a kol., Abeceda diabetu (2. vydání), Maxdorf, Praha 2004 2. Berger, M. - Jörgens, V. - Chlup, R: Léčba inzulínem v každodenním životě, Victoria Publishing, Praha 1995 3. Lamarová, M.: Průmyslový design, Odeon, Praha 1984 4. Byars, M. - Riley, T.,: Design encyclopedia, Klinkhardt+Bietmann, München, 1994 5. Fiell, P. a Ch.: Designing 21st Century, Taschen, Köln, 2000 6. Fiell, P. a Ch.: Industrial Design A-Z, Taschen, Köln, 2000 7. Dreyfuss, H. - POWELL, E.: Designing for People, Allworth, New York, 2003 8. Johnson, M.: Problem Solved, Phaidon, London, 2002 9. Fiell, P. a Ch.: Design pro 20. století, Taschen, Köln, 2003 10. Fiell, P. a Ch.: Design pro 21. století, Taschen, Köln, 2004 11. Starck P. : STARCK, Taschen, Köln, 2004
SEZNAM FIREMNÍ LITERATURY 1. Medtronic MiniMed, London, Paradigm REAL Time, 2005, b.r. 10 s. 2. Roche, Switzerland, ACCU - CHEK Spirit, 2005, b.r. 6 s.
SEZNAM INTERNETOVÝCH ZDROJŮ 1. 2. 2. 3. 4. 5. 6. 7. 8. 9.
39
http://www.novonordisk.com http://www.insulindevice.com http://www.aimport.cz http://www.minimed.com http://www.minimed.cz http://www.medatron.cz http://www.accu-chek.com http://www.mte.cz http://cs.wikipedia.org http://www.gpbatteries.com
40
SEZNAM OBRÁZKŮ - kapitola 1
SEZNAM OBRÁZKŮ - kapitola 2
1-1 http://www.netencyclo.com/cs/Inzul%C3%ADn 1-2 lash prezentace na http://www.novonordisk.com/about_us/history/milestones_in_ nn_history.asp 1-3 flash prezentace na http://www.novonordisk.com/about_us/history/milestones_in_ nn_history.asp 1-4 flash prezentace na http://www.novonordisk.com/about_us/history/milestones_in_ nn_history.asp 1-5 flash prezentace na http://www.novonordisk.com/about_us/history/milestones_in_ nn_history.asp 1-6 http://www.mte.cz/p1a.htm 1-7 http://www.medatron.cz/produkty/ pumpy/accu/
2-1 http://cs.wikipedia.org/wiki/Diabetes_ mellitus
SEZNAM OBRÁZKŮ - kapitola 3
SEZNAM OBRÁZKŮ - kapitola 4
3-1 http://firstar.en.alibaba.com/product/0/50477257/Insulin_Pen_Needles.html 3-2 http://www.novonordisk.com/diabetes/ public/insulinpens/induo/default.asp 3-3 http://www.lilly.fi/Nitro/newTemplates/ general/Content__LBC.jsp?page=100057 3-4 http://www.novonordisk.cz/documents/article_page/document/NovoPen_Junior.asp 3-5 http://www.novonordisk.cz/documents/article_page/document/novopen_4.asp 3-6 http://cs.wikipedia.org/wiki/Diabetes 3-7 http://www.medatron.cz/produkty/ pumpy/h-tron/ 3-8 http://www.minimed.com/products/infusionsets/quickset.html 3-9 http://www.medatron.cz/produkty/ pumpy/d-tron/ 3-10 http://www.minimed.cz/doplnky-k-inzulinovym-pumpam.php
4-1 http://www.gpbatteries.com/Nickel_ Metal_Hydride.cfm 4-2 až 4-18 jsou moje vlastní rendry nebo screenshoty virtuálního modelu
2-2 schéma jsem vytvořil sám 2-3 http://www.medatron.cz/produkty/ pumpy/h-tron/?menu=vlastnosti 2-4 http://www.aimport.cz/animas/d127. html 2-5 http://www.minimed.cz/uzavreny-okruh.php
41
42
5. PŘÍLOHY
- Fyzický model 1:1 - Sumarizační poster
43
