emBreath

背景信息

什么是慢性肺梗阻：

慢性肺梗阻（Chronic Obstructive Pulmonary Disease / COPD) 指的是一系列导致呼吸困难的肺部疾病。因为肺部的损伤，呼吸交换的空气容量收到限制。导致呼吸短促和二氧化碳潴留。 — 慢性肺梗阻（Chronic Obstructive Pulmonary Disease / COPD) 指的是一系列导致呼吸困难的肺部疾病。
因为肺部的损伤，呼吸交换的空气容量收到限制。导致呼吸短促和二氧化碳潴留。

问题的严重性：

这一疾病在2015年导致320万人死亡，占据当年全球6%的死亡比例。而且这一数量预计会在未来数十年继续增长。*世卫组织数据来源 — 这一疾病在2015年导致**320万**人死亡，占据当年全球6%的死亡比例。而且这一数量预计会在未来数十年继续增长。
*世卫组织数据来源

管理COPD病情：

COPD的病情发展是不可逆，也无法治愈，但是它的症状能被缓解，病情发展过程也能被管理。 — COPD的病情发展是**不可逆**，也**无法治愈**，但是它的症状能被缓解，病情发展过程也能被管理。

研究调查

为了获取对于项目的一手信息，我采访了这一主题相关的人士，包括病患、医生、理疗师、研究学者和相关产品的设计师，获取了对于COPD及其相关医学治疗的知识，以及对这一领域较全面的视角。

COPD管理中的问题

如果人们被诊断为COPD，他们会面临一个两难处境。由于肺功能的损伤，他们逐渐丧失了日常运动的能力，这导致了一个恶性循环。因为缺乏运动又加速了他们肺功能的恶化。活跃的生活方式能帮助他们保持当前的肺功能，但是稍微的运动过量又可能导致呼吸浅短（shortness of breath/ SOB）甚至是COPD的急性恶化。Threshold Positive Expiratory Pressure (PEP) 是一种有器械辅助的呼吸技术，能帮助他们平缓呼吸，快速从呼吸浅短中恢复过来。而有规律地进行PEP… — 如果人们被诊断为COPD，他们会面临一个两难处境。
由于肺功能的损伤，他们逐渐丧失了日常运动的能力，这导致了一个**恶性循环**。因为缺乏运动又加速了他们肺功能的恶化。
活跃的生活方式能帮助他们保持当前的肺功能，但是稍微的运动过量又可能导致**呼吸浅短**（shortness of breath/ SOB）甚至是COPD的急性恶化。
Threshold Positive Expiratory Pressure (PEP) 是一种有器械辅助的呼吸技术，能帮助他们平缓呼吸，快速从呼吸浅短中恢复过来。而**有规律地进行PEP训练**也能帮助他们强化呼气肌群，维持肺功能。
学习正确的呼吸训练方式，设定现实的锻炼目标和计划，避免运动过量导致呼吸浅短，是他们遇到的主要挑战。

呼吸浅短（SOB) 是非常折磨人的，有时这会持续6-7分钟之久。在这过程中，COPD病患可以吸气，但却很难吐气，这感受就像溺水一样。对呼吸浅短的恐惧让病患怯于运动。 — **呼吸浅短**（SOB) 是非常折磨人的，有时这会持续**6-7分钟**之久。在这过程中，COPD病患可以吸气，但却很难吐气，这感受就像溺水一样。对呼吸浅短的恐惧让病患怯于运动。

基于适量的呼吸阻力和合适的呼吸节奏，病患的呼吸肌群能获得足够的运动量。这能延缓肺功能由COPD导致的衰减。呼气和吸气训练都是有益的。

现有产品

这些产品可以提供可调节的呼吸阻力。它们之中的大多数是在上世纪开发的。常常被提及的问题有：笨重，噪音大，以及看起来太像医疗产品。

设计机会

提供给他们 直觉地学习、理解和熟练掌握 呼吸技术的途径。

给出低门槛的方案，帮助他们建立有规律地进行呼吸训练的 习惯。

整合进一套 生命指征监护 系统以保证训练的安全，并采集数据用于预后分析。

概念发展

快速原型

在非常早期的阶段，我用乐高积木和纸板搭了各种结构和想法。这能快速模拟各种可能的使用情景。

Paper mockups (Copy)

造型语言

我尝试通过以下三个要点传达一种积极的情感：和谐，舒适和飞利浦产品家族语言。

Form language inspiration (Copy)

When it comes to the look and feel I was looking at
handhold products and products with soft shapes. I
Also followed the design language from existed Philips
healthcare products

交互原型

交互设计的主要目的是创建一种易于被理解的、有激励效果的锻炼程序，以鼓励用户学习和练习。在这一阶段，我专注于设计了训练指导和增强反馈，他们作为直觉性的提示帮助用户适应个人化的呼吸节拍。

Demo - tweaking notes (Copy)

This one can play some diﬀerent short pieces of melody. The tone, length and volume of melodies could be altered by speed and volume of breath. If the ﬂow last longer, the end of the melody will be extended and followed with some new notes according to the ﬂow speed.

Demo - LED progress + Audio scoring (Copy)

This prototype tried to provide users with clear and understandable feedback to their breath. After the user accomplish one breath, the number of lights shows how long the breath takes, and the speaker gives a sound to indicate if the goal has been achieved or not.

Demo - Haptic feedback (Copy)

From the research, I found the reason of users feel boring and confusion is the lack of real-time feedback. So I tried to add some guidance of breathing pattern through haptic feedback.
These prototypes had 3 vibration motors along the direction of breathing. They vibrate in sequence according to the breathing ﬂ ow, to simulate an eﬀect of a 'virtual' ball been blown away to the far end in the tube.

Demo - Vital signs monitoring (Copy)

The idea was that the user need to hold the device for 3 seconds. After the light or speaker gave feedback, the device start the breathing exercises program.
Two force-sensitive-resistor were used to simulate the electrodes and a pulse sensor was used to detect users' heart beat. When the user hold all of three sensors, the light on the LED ring will start to move, showing the progress of heart rate measuring. If the LED ring completed, the exercise program will boot up.
The sensors keep monitoring vital signs during the breathing exercise, and give the user notification if their body status isn't suit to continue.

Demo - Progress animation + Emoji (Copy)

This prototype used a bi-color LED matrix to play a short animation. The wave animation represent their breathing ﬂow. When they stop the exhalation and start inhalation, the emoji tells if they achieved the preset goal or not.