3D打印在家庭康复室内设计中的应用

摘要：人口老龄化带来的以脑卒中等为代表的康复患者增多。而中国的医疗资源有限，根据现有的医疗保障体系，很多患者只能在医院进行急性期治疗，病情稳定后需要回归家庭。但由于患者及家属缺乏相关疾病康复技能，家中缺乏适当的康复环境，从而导致较高的致残率和复发率。3D打印技术能有效改造与提升患者的家庭康复室内环境，增强患者康复积极性，提升康复效率。

关键词：3D打印；家庭康复；室内设计；作业治疗

1研究背景与意义

老龄化、静态高压工作、交通事故等社会因素造成以脑卒中、脊髓损伤、癌症等患者为代表，在运动与认知功能方面急需康复治疗的人群增多。中国的康复系统主要分为三个级别：“一级康复”主要由医院急诊或神经内科进行常规治疗；“二级康复”在康复中心或病房进行；“三级康复”主要在家中和社区进行。大部分患者只能在急性期进行一级与二级康复，待病情稳定后转入三级康复。普通的家居环境无法满足康复需要，难以帮助患者建立新的生活方式。应参照无障碍标准及康复要求，对家居室内进行再设计，使患者的日常生活更加便利、安全，帮助其学习并建立新的生活方式。康复患者需要的室内设计往往尺寸多样，形状复杂，需要定制。3D打印技术不需采用磨具，仅需要三维数字建模并打印，即可获得极为复杂的形状，不但突破了传统室内设计费时、耗力的设计与定制方式，而且大幅降低了相关的时间和物质成本。

2家庭康复的主要内容

康复医学诞生于20世纪40年代，通过促进残疾者的全面康复，成为一门提高人们生活质量的学科。康复训练的主要内容为进行运动功能训练的物理治疗，进行日常生活活动功能训练的作业治疗和进行语言功能训练的言语治疗。当三类主要的康复训练在居家环境中进行时，都需要特定的室内环境进行配合，以避免家属与看护人员的误操作，减少病人的损伤，提升康复效率。

3家庭康复室内设计的改造标准

最新的生物—心理—社会医学模式对康复空间的设计提出了更高的要求，即医疗事业开始注意到心理对整个机体的调节能力的重要性。一个较优秀的康复空间应兼具简洁与舒适的特征：不可过多地分散患者的注意力，引发诸如悲伤等强烈的情绪；应充分营造充满趣味的空间如娱乐室等以调动患者的康复热情。对于家庭康复环境的改造，具体可从以下几个方面展开。（1）空间。应参考无障碍标准对康复空间进行诸如设立坡道、电梯、扶手及满足消防规范的改造，以保障行动不便之人的使用安全及锻炼需要。同时家庭中的三级康复主要以训练患者解决吃饭、穿衣、处理个人卫生等日常生活能力为主。康复治疗师每两周上门治疗一次，指导作业与物理治疗之外，教会患者家属或护工帮助患者训练。家庭康复环境的室内设计，在空间上应满足在使用轮椅或辅助支具时相应训练如烹饪等的需求。具体的设计要点可参照住建部2012年颁布的《无障碍设计（GB50763-2012）》与1999年颁布的《老年人建筑设计规范》，主要体现在便利于轮椅的路线和卫浴的无障碍改造、低位家居改造、安全警示信息设计等方面。具体可通过坡道、电梯的修建，门窗、卫浴、操作台等各类家居尺寸、自动化改造及扶手加装，呼救系统的设计，用药、安全提醒等各类信息的老龄化设计等来实现。（2）材质。在材质上，一方面应注意功能上的抗菌性与安全性，另一方面应注意视觉上给予患者温暖、积极向上的心理暗示。传统的木质材料触感良好，具有一定的吸音和吸湿性，经过消毒处理是家庭康复室内设计的优质材质。新材料中也有很多优秀的选择，如很多儿童医院会选择具有各种色彩、可再生的生态树脂。另外以罗杰•乌尔里希（RogerUlrich）为首的建筑学者通过科学实验证明，自然绿植能使病人的止疼药剂量减少、正面评价增加、疼痛感受程度降低、住院天数减短。（3）色彩。苏联著名的色彩学家拉勃金通过对单一色彩实验研究发现，同等条件下，淡绿色、淡蓝色、白色最不易引起人的视觉疲劳，是优秀的康复环境用色。而丰富有趣的室内色彩能对康复起到辅助作用，减缓抑郁的心情。例如，粉色能减少人肾上腺素的分泌，使其心跳减慢，平息怒火。

43D打印适于家庭康复室内设计

3D打印作为一种最先进的制造技术，能够全面满足家庭康复环境室内设计的需求。首先，在空间改造上，3D打印技术允许室内设计师通过3D扫描与拍照等方式对患者的家居环境进行快速量房与逆向建模，获得准确的数字模型。基于该模型，结合互联网技术，康复治疗师、室内设计师、患者能够在线上有效沟通，精准快速报价，并将室内设计的改建方案通过3D打印技术更加快速、准确地实施。其次，在材质上可满足康复空间对材质功能与视觉效果的多样化需求。荷兰知名打印建材厂商推出的木质打印新材料（WoodFill）、竹制打印材料（BambooFill）以及天然软木效果的材料（CorkFill），可以打制类似普通胶合板，手感更贴近于实木并散发木头清香的室内木质吊顶、墙体、地面及柜体。而宜家则已经将3D打印在室内设计的应用提上了商业化的日程。在PS2017Collection上，宜家展出了一款在测量用户体型参数后通过3D打印订制的最贴合的座椅。在材质上用户可以选择羊毛、亚麻、纯棉及化纤多种材质进行3D打印。斯洛维尼亚马里博大学的学生们设计的画匠打印机（printGREEN），以泥土、种子和水为打印原料，使用户能打印出与个人家居空间尺寸一致的绿植空间。3D打印技术在材质上从传统的人工粉末、树脂、水泥等材质，开始向天然的木竹、金属以及柔性的丝麻等材质扩展，在造型上可以非常容易地满足康复设施需多圆角与曲线的安全需求，使其在室内设计的传统软装与硬装方面都有了无限的发挥空间与潜力。在色彩上，3D打印不仅可以通过后期如喷漆等表面处理的方式获得绚丽的色彩，也逐步能在打印过程中直接获得精准的色彩控制，提高施工速率。德国计算机图形研究所的阿兰•布鲁顿（AlanBrun⁃ton）的体素打印技术，通过研发半色调二维打印技术，实现利用不同大小、间距的点来代替连续的色块，实现3D打印色彩控制，并通过计算物体表面各图层分散光的方法，解决了树脂等材料打印过程中因折射造成的色差。因而，设计师在家庭康复环境改造中的丰富色彩构思可以通过3D打印技术获得完美的呈现。综上所述，精心设计的居家康复环境能帮助患者加快康复速度，重新回归正常生活，缓解亲属照顾的难度与压力。而3D打印技术适于未来家庭康复室内设计的定制化、远程化、形式多样化和价格大众化的需求，使家庭康复体验变得灵活、多样、高效、有趣。

作者：撰文 赵莹雪 刘世忠 单位：天津美术学院 天津医科大学总医院