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      基于AHP 層次分析法的口呼吸矯正器的功能設計研究

      2021-08-24 01:38:18肖思情
      關鍵詞:矯正器層次化效果圖

      肖思情, 楊 雪, 姚 君

      (中國礦業(yè)大學 建筑與設計學院, 江蘇 徐州 221000)

      0 引言

      近年來, 兒童呼吸障礙引起了國內(nèi)外學者的廣泛關注,通過查找文獻分析,我們發(fā)現(xiàn)阻塞上氣道可能會引起在睡眠狀態(tài)下使用口呼吸,而不正確的呼吸方式[1]影響頜面部生長發(fā)育。

      綜合文獻研究發(fā)現(xiàn), 缺少針對口呼吸矯正器的功能層次化需求的系統(tǒng)研究。 本文采用KJ 法建立口呼吸矯正器功能需求指標體系,利用AHP 層次分析法計算出口呼吸矯正器的各指標的重要程度并排序, 為設計口呼吸矯正器提供理論依據(jù)和參考。

      1 口呼吸矯正器層次化功能指標

      1.1 基于KJ 法建立口呼吸矯正器的功能指標

      收集多個專家及設計人員的意見,借助KJ 親和圖法整理獲得的所有資料, 對評價指標各要素進行補充、篩選。 最終確定口呼吸矯正器層次性結構是:目標層存在有一個、一級指標存在四個、二級指標存在十一個[2]。

      目標層:層次結構模型的總目標,是口呼吸矯正器的層次化功能需求。

      一級指標:根據(jù)KJ 法提取出準則層的評價要素[2]即安全性B1、舒適性B2、 有效性B3、 靈活性B4 這四類。

      二級指標:根據(jù)上一級指標中的設計要素進行詳細的劃分, 通過KJ法分析整理后篩選生成12 個二級評價的指標,矯正器的層次化功能指標見表1。

      表1 口呼吸矯正器的層次化功能指標設計Tab.1 Hierarchical functional index design of oral respiratory appliance

      1.2 各指標功能描述

      現(xiàn)將所有指標詳細描述如下:C1 材質安全: 選取可親膚透氣的面料;C2 操作安全:操作過程簡化,便于穿戴使用;C3 不挑膚質:避免選用刺激性的材料損害皮膚;C4材料柔軟:選取的材料擁有可彎曲性柔軟;C5 無刺激性:選取無刺激性氣味的材料;C6 貼合面下部: 矯正器的邊緣必須包裹口部位置;C7 固定性功能: 使用者在睡眠中伴隨各種動作,需加強固定;C8 約束嘴巴功能:糾正適應口呼吸的病理狀態(tài);C9 空氣選擇性過濾功能: 選取高效過濾如HEAP;C10 自由調節(jié)功能: 彈力帶可根據(jù)個人參數(shù)調節(jié);C11 彈性功能:固定帶具有良好的彈性;C12 配件可替換功能:產(chǎn)品各部位零件可替換。

      2 功能需求要素權重AHP 分析

      利用AHP 層次分析的方法分析口呼吸矯正器的各部分功能需求指標,得出各指標的權重值,最后完成一致性檢驗[2]。

      2.1 構建判斷矩陣并計算各指標權重

      本次研究挑選30 名孩子口呼吸的家長組成決策者,對前文提出的各項評價指標用1-9 的比例標度將其兩兩相比[2],判斷矩陣A 如下所示:

      其中,aij則表示Xj對a 的重要程度[3],aij的賦值常常是由相關領域的專家打分或者是通過問卷調查得出的數(shù)據(jù)給出,且存在aij×aji=1。 從而得到口呼吸矯正器的層次化功能指標綜合權重,見表2。

      表2 口呼吸矯正器各功能指標的綜合權重Tab.2 The comprehensive weight of each functional index of orotracheal appliance

      通過一級指標權重值我們了解到, 口呼吸矯正器重要等級的排列順序分別是B3 有效性、B1 安全性、B2 舒適性、B4 靈活性。

      2.2 一致性檢驗

      為避免出現(xiàn)受試者受到主觀因素的影響, 每一層計算權重之前都需要通過CR 進行一致性檢驗,如下:

      λmax通 過Matelab 中 的 矩 陣B 求 出,RI 取 值 見 表3。求得[3]CR=0.0200<0.10,一致性可以接受。

      表3 指標的平均一致性Tab.3 Average consistency of indicators

      3 口呼吸矯正器的功能設計實踐

      針對兒童設計的產(chǎn)品造型力求可愛圓潤,能夠有效的吸引兒童的注意力,降低兒童對于這個產(chǎn)品的排斥心理。

      3.1 口呼吸矯正器設計效果圖及功能圖

      口呼吸矯正器設計效果圖及功能圖,見圖1~3。

      圖1 矯正器的設計效果圖Fig.1 The design effect of appliance

      圖2 矯正器設計結構效果圖Fig.2 Effect drawing of design structure of orthodontic device

      圖3 矯正器功能使用圖Fig.3 Function diagram of orthodontic appliance

      3.2 AHP 在口呼吸矯正器設計中的運用

      目前市場上現(xiàn)有的同類型競品主要分為以下幾類,第一類封唇膠帶;第二類防止口呼吸矯正帶;第三類產(chǎn)品唇肌訓練器; 吳紅提到產(chǎn)品功能主要在于糾正患者的口呼吸習慣[5]。 口呼吸患者長時間用口呼吸[6],嘴巴處于微張的狀態(tài),時間久而久之,嘴部肌肉就會無力,唇肌閉合力弱。

      通過AHP 得出口呼吸矯正器[4]重要等級的排列順序分別是B3 有效性、B1 安全性、B2 舒適性、B4 靈活性。

      3.3 HEAP 在口呼吸矯正器設計中的運用

      根據(jù)需要可以考慮采用高效率的HEAP 過濾器,控制空氣的透過率,考慮到口呼吸患者群體的特殊性,在最初使用這個產(chǎn)品時,可調節(jié)的空氣過濾器幫助不習慣用鼻呼吸的患者盡快適應, 從根本上改正張口呼吸的問題。

      3.4 智能技術在口呼吸矯正器設計中的運用

      習慣性使用口呼吸的患者兒童在初使用此類產(chǎn)品時,還不可以立即改正用口呼吸的習慣,需要給他們適應的時間, 因而這類產(chǎn)品可以根據(jù)你的個人情況手動智能調節(jié)空氣的透過率,更加的個性化。

      4 結論

      通過層次化分析研究發(fā)現(xiàn)習慣張嘴呼吸兒童的家長在注重兒童的安全性以及產(chǎn)品使用的有效性的同時,家長對于產(chǎn)品的智能呼吸過濾功能以及材質舒適等評級較高。 因此,產(chǎn)品應盡量滿足患者兒童的使用需求。

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