호흡기 질환의 관리 및 예방을 위한 가정용 네블라이저 디자인 연구 : 의료기기의 사용성 개선과 호흡기 관리의 지속성을 돕는 모바일 어플리케이션 제안

국문 초록 (Abstract)

환경오염에 있어서 공기오염은 가장 심각한 문제로 인식되어왔다. OECD 연구결과에 따르면 대기오염으로 인한 전 세계 조기 사망자 수가 2010년에는 약 300만 명이었지만, 2060년에는 약 600만 명에서 900만 명까지 증가할 것으로 예상하고 있다. 공기오염을 일으키는 요소는 다양하다. 원인이 되는 물질들은 인간의 신체에도 영향을 끼치며, 그 영향은 특히 호흡기 질환 환자들에게 더욱 직접적이다. 호흡기 질환 환자는 매해 증가 추세이다. 질환의 종류는 독감, 비염 등 비교적 가벼운 질환부터, 세심한 관리가 필요한 질환까지 다양하다. 질환에 따라 적절한 관리와 약물 치료가 요구되며, 약물 치료는 네블라이저를 이용한 흡입형 약물이 부작용이 적고 효과가 뛰어나다. 네블라이저는 약물 전달 장치로, 약액을 폐의 깊숙한 부위까지 주입할 수 있는 의료기기이다. 가정용 의료기기가 확대되고 있는 추세에 코로나19 사태가 더해져, 가정용 네블라이저의 구매량은 점차 증가하고 있다.

본 연구의 문헌 조사에서는 공기오염의 다양한 원인과 호흡기 질환의 특성을 살펴보고, 호흡기 질환 치료를 위해 필요한 가정에서의 생활관리, 환경 관리, 약물치료 방법을 조사했다. 약물치료에 사용되는 네블라이저 중 가정용 초음파 흡입기를 분석하여 개선점을 찾고, 의료기기 디자인에 필요한 재질, 규격, 사용적합성을 조사했다. 또한 의료기기의 사용성 개선을 위해 헬스케어 기기의 형태 분석과 인체 치수 조사를 실시했다.
실증 연구에서는, 네블라이저 사용자를 인터뷰하고, 사용자 경험 테스트를 진행하여 네블라이저의 사용 현황과 처음 네블라이저를 사용하는 사용자의 제품 이해도를 파악했다. 분석 내용을 바탕으로 사용자 전형을 대표하는 3명의 퍼소나를 설정하고, 네블라이저 디바이스와 이에 연동되는 모바일 어플리케이션의 디자인 방향과 아이디어를 도출했다. 또한 아이디어를 바탕으로 세 가지 타입의 네블라이저 디바이스와 여섯 가지 기능의 어플리케이션 컨셉을 도출한 후, 내용에 따라 디자인을 진행했다. 디자인은 전문가 검증, 컨셉 검증, 사용적합성 검증을 실시하여 내용을 보완하고, 최종 네블라이저 디바이스와 이에 연동되는 모바일 어플리케이션을 제안하였다.

본 연구의 결과물은 가정용 네블라이저의 사용성을 개선하고 이와 연동되는 모바일 어플리케이션을 제안함으로써, 호흡기 질환 환자와 호흡기 질환을 예방하고자 하는 사람들이 가정에서 지속적으로 질환을 관리하는데 도움을 줄 것이다. 또한 의료기기와 모바일 어플리케이션의 연동은 의료기기를 어렵고 부담스럽게 생각했던 환자들에게 보다 친밀한 경험을 제공하고, 일회성 치료에서 생활 속의 관리로 치료의 영역을 확장시켜줄 것이다.

다국어 초록 (Multilingual Abstract)

When it comes to environmental pollution, air pollution has been recognized as the most serious problem. According to the OECD study, the number of premature deaths worldwide due to air pollution was about 3 million in 2010, but is expected to increase from about 6 million to 9 million by 2060. There are many factors that cause air pollution. The causative agents also affect the human body, and the effects are more direct, especially for patients with respiratory diseases. The number of patients with respiratory diseases is increasing every year. The types of diseases range from relatively mild diseases such as flu and rhinitis to diseases that require careful management. Appropriate management and drug treatment are required depending on the disease, and drug treatment with inhaled drugs using a nebulizer has fewer side effects and is excellent. The nebulizer is a drug delivery device, and is a medical device that can inject a drug to the deeper part of the lung. With the trend of expanding home medical devices and the corona 19 incident, the purchase amount of home nebulizers is gradually increasing.

In the literature survey of this study, various causes of air pollution and the characteristics of respiratory diseases were reported, and the home life management, environmental management, and drug treatment methods necessary for the treatment of respiratory diseases were investigated. Among nebulizers used in drug treatment, ultrasonic inhalers for home use were analyzed to find improvements, and materials, specifications and suitability for medical device design were investigated. In addition, in order to improve the usability of medical devices, we analyzed the shape of healthcare devices and investigated the dimensions of the human body. In the empirical study, nebulizer users were interviewed and user experience tests were conducted to understand the use of the nebulizer and the user's understanding of the product for the first time. Based on the analysis contents, three persons representing the user model were set, and the design direction and ideas of the nebulizer device and the mobile application linked thereto were derived. Also, based on the idea, three types of nebulizer devices and application concepts of six functions were derived, and then the design was proceeded according to the contents. For the design, the content was supplemented by performing expert verification, concept verification, and suitability verification, and a final nebulizer device and a mobile application interlocked with it were proposed.

The result of this study is to improve the usability of the home nebulizer and propose a mobile application linked with it, so that patients with respiratory diseases and those who want to prevent respiratory diseases can continuously manage diseases at home. In addition, the linkage between medical devices and mobile applications will provide a more intimate experience to patients who have considered medical devices difficult and burdensome, and will expand the area of treatment from one-time treatment to management in daily life.

목차 (Table of Contents)

• 제 1 장 서론 1
• 1.1 연구 배경 및 목적 1
• 1.2 연구 방법 3
• 제 2 장 이론적 고찰 5
• 제1절 공기오염 5
• 2.1.1. 환경요인으로 인한 공기오염 5
• 2.1.2. 보건요인으로 인한 공기오염 7
• 2.1.3. 생활요인으로 인한 공기오염 8
• 2.1.4. 공기오염과 신체 질환 10
• 제2절 호흡기 질환 12
• 2.2.1. 호흡기 질환의 이해와 원인 12
• 2.2.2. 호흡기 질환의 증상과 관리방법 18
• 제3절 네블라이저 23
• 2.3.1. 가정용 의료기기와 네블라이저 23
• 2.3.2. 네블라이저의 종류 24
• 2.3.3. 가정용 네블라이저의 사용 방법과 요소 25
• 2.3.4. 가정용 네블라이저의 제품 현황 30
• 제4절 의료기기 38
• 2.4.1. 의료기기의 개념 38
• 2.4.2. 의료기기의 분류 38
• 2.4.3. 의료기기 산업의 동향 39
• 2.4.4. 의료기기의 소재 40
• 2.4.5. 의료기기의 설계 기준 규격 41
• 2.4.6. 의료기기의 사용 적합성 46
• 제5절 헬스케어제품 디자인 50
• 2.5.1. 헬스케어제품의 형태분석 50
• 2.5.2. 헬스케어제품 종합 54
• 2.5.3. 수지형 제품의 설계 55
• 제 3 장 실증 연구 58
• 제1절 사용자 조사 58
• 3.1.1. 기존 사용자 인터뷰 내용 구성 58
• 3.1.2. 기존 사용자 인터뷰 내용 59
• 제2절 사용자 경험 테스트 61
• 3.2.1. 사용자 경험 테스트 구성 61
• 3.2.2. 사용자 경험 테스트 대상 62
• 3.2.3. 사용자 관찰 62
• 3.2.4. 사용자 관찰 인터렉션 67
• 3.2.5. 사용자 관찰 종합 69
• 3.2.6. 사용자 경험 테스트 인터뷰 내용 구성 71
• 3.2.7. 사용자 경험 테스트 인터뷰 종합 72
• 제3절 퍼소나 76
• 3.3.1. 퍼소나 구성 76
• 3.3.2. 퍼소나 내용 77
• 3.3.3. 퍼소나 종합 80
• 제 4 장 연구 결과 81
• 제1절 디자인 방향 81
• 4.1.1. 개선점 도출 81
• 4.1.2. 제품 디자인 방향과 아이디어 82
• 4.1.3. 제품 디자인 컨셉 85
• 4.1.4. 모바일 어플리케이션 디자인 방향과 아이디어 87
• 4.1.5. 모바일 어플리케이션 디자인 컨셉 90
• 제2절 디자인 제안 91
• 4.2.1. 제품 디자인 제안 91
• 4.2.2. 모바일 어플리케이션 디자인 제안 95
• 제3절 디자인 검증 102
• 4.3.1. 의료진 평가 102
• 4.3.2. 의료진 평가 내용 103
• 4.3.3. 의료진 평가 종합 104
• 4.3.4. 컨셉 평가 107
• 4.3.5. 컨셉 평가 내용 108
• 4.3.6. 컨셉 평가 종합 112
• 4.3.7. 사용적합성 평가 114
• 4.3.8. 사용적합성 평가 내용 116
• 4.3.9. 사용적합성 평가 종합 120
• 제4절 최종 디자인 제안 123
• 4.4.1. 네블라이저 디바이스 디자인 123
• 4.4.2. 모바일 어플리케이션 디자인 128
• 제 5 장 결론 134