Utveckling av ergonomisk sits till dentala operatörsstolar
Development of ergonomic seating for dental operator chair
Linus Calles
Fakulteten för hälsa, teknik- och naturvetenskap
Högskoleingenjörsprogrammet inom innovationsteknik och design Examensarbete MSGC12
22,5 hp
Handledare: Kristina Gullander Examinator: Leo de Vin Karlstad 2017-05-25
Sammanfattning
Denna rapport behandlar kursen Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i innovationsteknik och design, MSGC12. Kursen ges på Innovations-‐ och
designingenjörsprogrammet vid Fakulteten för hälsa, natur-‐ och teknikvetenskap på Karlstads universitet. Kursen motsvarar 22,5 hp och sträcker sig över
vårterminen år 2017. Examinator är Leo de Vin och handledare är Kristina Gullander.
Projektet utförs på uppdrag av Support Design AB som tillverkar svensktillverkade och handgjorda ergonomiska stolar. Företaget riktar sig framförallt åt dental-‐ och medicinbranschen, där de har upptäckt att intresset för flexibla och ergonomiska stolar är stort. Det finns idag konkurrerande varumärken som tillverkar sadelstolar vars sitsar liknar Support Designs. Företaget vill nu därför utöka sitt sortiment av sitsar i syfte att skilja sig från marknadens konkurrenter. Ett behov av en
konkretare förankring i forskning kring sittande inom dentalbranschen är också något de söker.
Uppdraget kom därför att bestå av att ta fram en ergonomiskt utformad sits för dentala operatörsstolar, som har en stark förankring i forskning kring sittande inom dentalbranschen och en unik design.
Projektets förstudie inleds med en litteraturstudie där stor vikt läggs på att definiera ett ergonomiskt sittande. Detta utförs i syfte att ligga som grund för efterföljande analyser av intervjuer och observationer av tandvårdspersonal. För att kartlägga användarnas behov utförs 15 intervjuer med tandvårdspersonal i syfte att få en inblick i deras syn på arbetsställningar och befintliga operatörsstolar.
Strukturerade observationer utförs vid 11 patientbesök i samband med
intervjuerna för att hitta rörelsemönster och granska arbetsställningar. Resultatet av förstudien visar att många inom tandvården upplever eller har upplevt
arbetsrelaterade smärtor i framförallt axlar, nacke och rygg. En bredbent och relativt ståsittande arbetsposition är vanligt observerade sittställningar i ofta väldigt trånga operationssalar.
Projektet resulterar i 15 olika koncept där fyra kvalificerar sig för prototypframtagning och testning. Ett koncept uppfattas som det mest
komfortabla samtidigt som ett annat upplevs som mest unikt. Ett koncept uppfyller ergonomiska kriterier bäst och ett annat uppfyller inte viktiga kriterier från
kravspecifikationen.
Abstract
This report covers the examination of course Degree of Bachelor of Science in Innovation and Design MSGC12. The course is given on the Innovation and Design Program at the Faculty of Health, Science and Technology at Karlstad University.
The course corresponds to 22.5 credits and extends over the spring semester in 2017. Examiner is Leo de Vin and supervisor is Kristina Gullander.
The project is carried out on behalf of Support Design AB, which manufactures and distributes handmade ergonomic chairs. The company is aiming primarily at the dental and medical industry, where they have discovered a great interest in flexible and ergonomic chairs. There are today competing brands that manufacture chairs whose seats are similar to Support Designs. The company now wishes to expand its range of seating in order to differ from market competitors. Need for a more concrete foundation in research on sitting in the dental sector is also something they are looking for.
The assignment therefore consists of developing an ergonomically designed seat for dental operator chairs, which has a strong foundation in research on sitting in the dental industry and has got a unique design.
The project's pre-‐study starts with a literature study, with a large emphasis on trying to define what a good and ergonomic sitting posture is. This is done to provide a basis for a subsequent analysis of interviews and observations by dental staff. To survey the needs of the users, 15 interviews are performed with dental staff to gain an insight into their views of the workplaces and existing operator chairs. Structured observations are carried out at 11 patient visits in connection with the interviews to find motion patterns and review their work positions. The result of the preliminary study shows that many in dental care experience or has experienced work-‐related pain, especially shoulders, neck and back. A wide legged and relatively ergonomic working position is commonly observed in narrow
operating rooms.
The project results in 15 different concepts where four qualify for prototype manufacturing and testing. One concept is perceived to be the most comfortable while another is perceived to be the most unique. One concept meets ergonomic criteria best and another does not meet all the important requirements that the
pre-‐study generated.
Innehållsförteckning
Sammanfattning ... 2
Abstract ... 3
1. Inledning ... 7
1.1 Bakgrund ... 7
1.2 Problemformulering ... 7
1.3 Syfte ... 7
1.4 Målsättning ... 7
2. Metod ... 9
2.1 Projektplanering ... 9
2.1.1 WBS ... 9
2.1.2 Projektmodell ... 9
2.1.3 Ganttschema ... 9
2.1.4 Riskbedömning ... 9
2.2 Förstudie ... 9
2.2.1 Litteraturstudie ... 10
2.2.2 Marknadsinventering ... 10
2.2.3 Intervjuer och observationer ... 10
2.3 Produktspecificering ... 10
2.3.1 Viktning av önskemål ... 11
2.3.2 Kravspecifikation ... 11
2.4 Konceptframtagning ... 11
2.4.1 Diskussionsmetoden ... 11
2.4.2 Brainstorming ... 11
2.4.3 Visualisering av koncept ... 12
2.5 Konceptval ... 12
2.5.1 Relativ beslutsmatris med viktade urvalskriterier ... 12
2.5.2 Avstämning med uppdragsgivare ... 12
2.5.3 Jämförelsematris ... 13
2.5.4 Val av koncept ... 13
2.6 Prototypframtagning och testning ... 13
2.6.1 Form i cellplast ... 13
2.6.2 Gipsavgjutning ... 15
2.6.3 Glasfibermodell ... 16
2.6.4 Stoppning och beklädnad ... 17
2.6.5 Färdiga prototyper och slutliga tester ... 17
3. Resultat ... 19
3.1 Projektplanering ... 19
3.1.1 WBS ... 19
3.1.2 Projektmodell ... 19
3.1.3 Ganttschema ... 19
3.1.4 Riskbedömning ... 19
3.2 Förstudie ... 19
3.2.1 Litteraturstudie ... 19
3.2.2 Marknadsinventering ... 23
3.2.3 Intervjuer och observationer ... 25
3.3 Produktspecificering ... 33
3.3.1 Viktning av önskemål ... 33
3.3.2 Kravspecifikation ... 34
3.4 Konceptframtagning ... 35
3.4.1 Diskussionsmetoden ... 35
3.4.2 Brainstorming ... 35
3.4.3 Visualisering av koncept ... 36
3.5 Konceptval ... 42
3.5.1 Relativ beslutsmatris med viktade urvalskriterier ... 42
3.5.2 Möte med uppdragsgivare ... 44
3.5.3 Jämförelsematris ... 44
3.5.4 Val av koncept ... 44
3.6 Prototypframtagning och testning ... 45
3.6.1 Form i cellplast ... 45
3.6.2 Gipsavgjutning ... 49
3.6.3 Glasfibermodell ... 49
3.6.4 Stoppning och beklädnad ... 51
3.6.5 Färdiga prototyper och slutliga tester ... 53
4. Diskussion ... 57
5. Slutsats ... 61
Referenslista ... 63
Figurförteckning ... 65
Bilagor
Bilaga 1: Projektplan
Bilaga 2: Mall för intervjuer och observationer av tandvårdspersonal
Bilaga 3: Mall för intervju med ergonom
1. Inledning
Projektet utförs på uppdrag av Support Design AB, Sunne i kursen Examensarbete för högskoleingenjörsexamen i innovationsteknik och design, MSGC12. Kursen ges på Innovations-‐ och designingenjörsprogrammet vid Fakulteten för hälsa, natur-‐
och teknikvetenskap på Karlstads universitet. Kursen motsvarar 22,5 hp och sträcker sig över vårterminen år 2017. Examinator är Leo de Vin och handledare är Kristina Gullander.
1.1 Bakgrund
Support Design AB tillverkar svensktillverkade och handgjorda ergonomiska stolar.
Företaget riktar sig framförallt åt dental-‐ och medicinbranschen, där de har upptäckt att intresset för flexibla och ergonomiska stolar är stort. Tandläkare i synnerhet arbetar ofta i låsta kroppspositioner för att komma nära sina patienter vid ingrepp eller undersökningar (Åkesson 2000). För att undvika onödigt stora belastningar på kroppen är det därför viktigt med smarta lösningar för ergonomiskt sittande på arbetsplatsen. En av dessa lösningar är den så kallade sadelstolen som fått ett stort fotfäste i just dental-‐ och medicinbranschen. Den är utformad i syfte att gränslas, vilket stimulerar användaren till en mer stående sittställning.
Det finns idag konkurrerande varumärken som tillverkar sadelstolar vars sitsar liknar Support Designs. Företaget vill nu därför utöka sitt sortiment av sitsar i syfte att skilja sig från marknadens konkurrenter och stärka sitt varumärke. En tydligare förankring i forskning kring sittande inom dentalbranschen är också något de eftersträvar.
1.2 Problemformulering
Hur kan man utforma en sits till en dental operatörsstol för att ge den ergonomiska kvaliteter, unika designattribut och förankring i forskning?
1.3 Syfte
Att utveckla en ergonomisk sits för dentala operatörsstolar som har god förankring i forskning och som äger en unik design i syfte att bredda Support Designs
produktserie och stärka företagets varumärke.
1.4 Målsättning
Att utveckla ett eller flera koncept för en ergonomiskt utformad sits åt Support Design. Konceptet ska levereras som fysisk prototyp och ska passa till företagets befintliga sadelstolars infästning. Sitsen ska baseras på forskning kring ergonomiskt sittande, främst inom dental-‐ och medicinbranschen samt skilja sig från
konkurrenters utformning i syfte att stärka varumärket Support Design.
Målet är att utföra ett självständigt produktutvecklingsprojekt där ett ingenjörsmässigt arbetssätt ska praktiseras. Projektet ska innefatta faserna;
projektplanering, förstudie, produktspecificering, konceptgenerering, konceptval, prototyptillverkning och testning.
En konsekvent fortlöpande dokumentation kring projektets samtliga faser ska upprätthållas och presenteras vid handledningstillfällen, delredovisning, slutredovisning samt utställning.
Genom opponering ta del av samt ge synpunkter på andra projekt i syfte att få en fördjupad kunskap inom designprocessen. Projektet inleds 2017-‐01-‐24, innefattar 600 arbetstimmar och förväntas vara avslutat juni 2017.
2. Metod
Produktutvecklingsmetoden som systematiskt används under projektet är inspirerad av den som beskrivs i Johannesson (2008 et al.). Den består av
projektplanering, förstudie, produktspecificering, konceptframtagning, konceptval samt prototypframtagning och tester, där varje fas består av ett flertal delmoment (figur 1).
Figur 1. Produktutvecklingsprocessen som ligger till grund för projektets utförande.
2.1 Projektplanering
En projektplan upprättas enligt Eriksson och Lilliesköld (2013)och innefattar följande områden: bakgrund, mål, organisation, projektmodell, kommentarer till tidsplan, riskbedömning, dokumenthantering, ganttschema och WBS.
2.1.1 WBS
Ett nedbrytningschema eller Work Breakdown Structure (WBS) görs för att tydliggöra projektets beståndsdelar och dela upp dem i mer hanterbara arbetspaket (Eriksson & Lilliesköld 2013).
2.1.2 Projektmodell
En projektmodell i matrisform arbetas fram i syfte att tydliggöra
projektets viktigaste moment, grindhål, milstolpar, deadlines samt vem som ansvarar för att en aktivitet färdigställs (Eriksson & Lilliesköld 2013).
2.1.3 Ganttschema
Ett Ganttschema upprättas i Microsoft Excel för att ge en visuell
presentation av projektets olika faser, dess estimerade tidsåtgång samt fasernas början och avslut (Eriksson & Lilliesköld 2013).
2.1.4 Riskbedömning
En miniriskanalys eller FMEA (Faliure Mode and Effects Analysis) formuleras för att skapa trygghet och medvetenhet kring eventuella problem kring projektet samt dess konsekvenser. Analysen omfattar riskidentifieringen, riskbedömning samt förslag till åtgärder
(Johannesson et al. 2008).
2.2 Förstudie
Under förstudien samlas relevant och nödvändig information in i syfte att styra projektets riktning och ligga till grund för produktspecificeringen (Johannesson et al. 2008). Den utgörs av litteraturstudier, marknadsinventering samt intervjuer och observationer av tandvårdspersonal.
Projektplanering Förstudie speci6icering Produkt-‐ Koncept-‐
framtagning Konceptval Prototyp-‐
framtagning och tester
2.2.1 Litteraturstudie
En litteraturstudie genomförs med avsikt att erhålla kunskap rörande befintlig forskning och fakta inom dentalbranschen, ergonomi och antropometriska mått. Studien omfattar muskuloskeletala besvär inom tandvården, dentalbranschen som målgrupp, patientvård inom tandvården, sittande grundat på ergonomiska principer och antropometri.
2.2.2 Marknadsinventering
En kartläggning av marknaden för ergonomiskt sittande sker fortlöpande under projektet med syfte att få en inblick i konkurrenssituationen och för att styra den slutliga designen till unicitet. Detta utförs genom besök hos återförsäljare, informationsinsamling via internet samt en vistelse till
möbelmässan Stockholm Furniture & Light Fair. Parametrar som observeras är färg, utformning, funktioner och trender.
2.2.3 Intervjuer och observationer Intervjuer
En av de forskningsmetoder som används i projektet är semistrukturerade intervjuer (Patel & Davidson 1994). En kvalitativ metod som denna nyttjas i syfte att få en bild av tandvårdspersonalens verklighet och personliga syn på deras arbetsställningar och befintliga operatörsstolar. Två intervjumallar formuleras, en för tandvårdspersonal (bilaga 2) och en för ergonomer (bilaga 3), med förutbestämda frågor och eventuella följdfrågor, vilken ligger till grund för intervjun. Intervjuobjekten informeras om syftet och upplägget med studien. Resultatet av studien sammanställs och analyseras, enligt vad Kvale och Brinkman (2014) kallar för Bricolage, för att på ett systematiskt sätt hitta eventuella likheter i intervjuobjektens svar.
Observationer
Strukturerade observationer utförs i samband med patientbesök hos tandvårdare för att kartlägga rörelsemönster, arbetsställningar och vilka befintliga operatörsstolar som används av personalen. En observationsmall med specifika fokusområden upprättas och används under samtliga
observationer. Observationsmallen kan betraktas i sin helhet i bilaga 2.
Patienter och tandvårdspersonal informeras om studiens syfte och upplägg innan observationer startar. Resultatet av studien sammanställs och
analyseras (Kvale & Brinkman 2014).
2.3 Produktspecificering
Information som insamlas under förstudien analyseras och resulterar i en
kravspecifikation med viktade önskemål. Resultatet av metoderna ligger till grund för det efterföljande kreativa arbetet.
2.3.1 Viktning av önskemål
En viktbestämningsmatris sammanställs där samtliga önskemål som uppkommit ur förstudien jämförs och värderas mot varandra. Ur matrisen får önskemål en viktfaktor w mellan 1-‐10, där 1 är mindre viktigt och 10 är viktigast. Matrisen används för att minimera risken att subjektiva
värderingar får stor betydelse i viktningsprocessen (Johannesson et.al 2008).
2.3.2 Kravspecifikation
En kravspecifikation formuleras med hänsyn till förstudiens resultat och projektets mål. Dokumentet ger en överblick på vilka kriterier som
uppkommit från förstudien och ligger till grund för idégenerering samt för utvärdering av koncept. Ingående kriterier i specifikationen listas upp och delas in i krav och önskemål. En utvärdering och kategorisering av kriterier utförs och de bedöms som funktionella eller begränsande. Krav och
önskemål översätts till konstruktionskriterier för att ge en konkretare bild av vad de omfattar ur tillverknings-‐ samt konstruktionssynpunkt
(Johannesson et al. 2008).
2.4 Konceptframtagning
Kreativa metoder nyttjas för generering av koncept, vilka är brainstormning och diskussionsmetoden. Resultat från konceptframtagningen analyseras, sållas och rankas med hjälp av elimineringsmatris och relativ beslutsmatris.
2.4.1 Diskussionsmetoden
Metoden utförs i grupp och målet är att generera så många kvalitativa och nytänkande idéer som möjligt genom diskussion, där ett relevant urval av kravspecifikationens kriterier fungerar som utgångspunkt. Den väljs före andra metoder p.g.a att gruppen fördelaktigt uttrycker idéer och tankar muntlig, samt beroende på att frågeställningarna under genereringen bedöms lämpa sig bäst för diskussion. Ett ytterligare moment läggs till i slutet av genereringen i form av analogitänkande, där gruppen uppmanas att frigöra sig från alla restriktioner och formulera en fantasilösning.
Information kring upplägget samt relevanta kriterier från
kravspecifikationen delas med gruppen före start. Under sessionen kombineras och utvecklas idéer med hjälp av varandras kreativitet (Johannesson et al. 2008).
2.4.2 Brainstorming
En brainstormning utförs i syfte att skapa ett stort antal idéer med avstamp i kravspecifikationen. Sessionen genomförs individuellt där en mängd lösningar till kravspecifikationens kriterier genereras under en kort tid.
Idéerna analyseras och kombineras därefter för att hitta en gemensam
lösning. Idéer som framkom under diskussionsmetoden analyseras och utvecklas (Johannesson et al. 2008).
2.4.3 Visualisering av koncept
Utifrån föregående idégenereringar och kravspecifikationens kriterier visualiseras koncepten i form skissmodeller för att ge en tydlig bild över dess utformning och på vilket sätt de uppfyller användarnas behov.
2.5 Konceptval
En systematiskt och objektiv sållningsprocess används vid bedömning av de framtagna koncepten. Detta görs i form av en relativ beslutsmatris med viktade kriterier där de framtagna koncepten bedöms i vilken utsträckning de uppfyller kravspecifikationens kriterier. Därefter presenteras koncepten för Support Design och deras åsikter tas i beaktning. Slutligen görs ett konceptval där hänsyn tas till hela konceptvalsprocessen, se figur 2.
Figur 2. Konceptvalsprocessens olika steg.
2.5.1 Relativ beslutsmatris med viktade urvalskriterier
Koncepten jämförs mot en referenslösning med hjälp av en relativ beslutsmatris enligt Pugh (Johannesson et al. 2008). Urvalskriterierna formuleras utifrån produktspecifikationen och viktas med hjälp av en viktbestämningsmatris där kriterierna parvis jämförs för en objektivare bedömning. En referenslösning i form av en sadelstol från Support Design (Perfect Lite) införs i den relativa beslutsmatrisen (figur 3 a-‐c). Utifrån urvalskriterierna görs en jämförelse om huruvida de olika lösnings-‐
alternativen uppfyller kriterierna bättre (+), sämre (-‐) eller lika bra (0) som referensalternativet (Johannesson et al. 2008).
Figur 3. Referenssitsen Perfect Lite från Support Design (a-‐c).
2.5.2 Avstämning med uppdragsgivare
En värdering av uppdragsgivarens åsikter beaktas vid det slutliga konceptvalet. Detta görs för att erhålla ett bredare perspektiv på urvalsprocessen och för att få åsikter från personer med erfarenhet i branschen. Resultatet av den relativa beslutsmatrisen presenteras inte under mötet för att erhålla en subjektiv bedömning från Support Design.
Viktning av krav Relativ
beslutsmatris Avstämning med
uppdragsgivare Val av koncept
a b c
2.5.3 Jämförelsematris
En jämförelse av koncepten med de högsta nettovärdena från den relativa beslutsmatrisen görs med hjälp av en jämförelsematris. Matrisen baseras den relativa beslutsmatrisen enligt Pugh, som beskrivs i Johannesson et al.
(2008), men anpassas för att passa projektet. Matrisen grundar sig i kriterier från kravspecifikationen som anses lämpligast att bedöma utifrån att endast betrakta skisser. Koncepten jämförs mot varandra med hänsyn till kriterierna och rangordnas från 1-‐6, där 1 är ”uppfyller kriteriet bäst”
och 6 är ”uppfyller kriteriet sämst” (Johannesson et al. 2008).
2.5.4 Val av koncept
En gemensam bedömning görs av resultatet från den relativa beslutsmatrisen, jämförelsematrisen samt från avstämningen med uppdragsgivaren. Störst hänsyns tas till matrisernas utfall, men uppdragsgivarens åsikter betraktas ändå som värdefulla.
2.6 Prototypframtagning och testning
För att få en känsla över sittkomfort och funktion tillverkas fysiska prototyper utifrån skissmodellerna med material och verktyg från universitetets verkstad samt uppdragsgivarens fabrik. Detta görs i syfte att på ett konkretare sätt undersöka om kriterierna från kravspecifikationen är uppfyllda samt för att hitta eventuella brister i konstruktionen. Fysiska prototyper prioriteras före digitala då det medger en enklare bedömning av sittkomfort, form och storlek. Figur 4 sammanfattar de metoder som används vid prototypframtagningen (Johannesson et al. 2008).
Figur 4. Prototypframtagningsprocessens olika steg.
2.6.1 Form i cellplast
Utifrån skissmodeller och antropometriska mått tas topp-‐ och sidomallar fram för varje enskilt koncept i tunn kartong, figur 5. Samtliga mallar skissas och skärs ut på vikt papper för att ge dem symmetriska egenskaper.
Figur 5. Topp-‐ och sidomall för koncept 10.
Form i cellplast Gips-‐
avgjutning Glas6iber-‐
modell Stoppning och beklädnad
Färdiga prototyper och
slutliga tester
Styrofoam 250, som är en XPS-‐cellplast, används vid prototyp-‐
framtagningen för att materialet medger en enkel och snabb bearbetning.
Cellplasten limmas ihop i skikt till önskad tjocklek på godset. Toppmallarna används för att skära ut ytterkonturerna i cellplasten och sidomallarna läggs sedan runt cellplasten och ritas av för att få en symmetrisk modell (figur 6).
Figur 6. Utskuren cellplastmodell med utritad profil.
En cellplastskärare används för att skära bort det överflödiga materialet så att en grov uppskattning av sitsarnas form uppstår (figur 7).
Figur 7. Grovt bearbetad cellplastmodell.
Formarna provsitts av en testgrupp på fem personer under två tillfällen och testpersonernas sittställningar observeras (figur 8 a-‐b). Frågor angående testpersonernas sittupplevelse ställs och formarna förändras därefter.
Modellerna provsitts en andra gång och formas om till dess att en majoritet upplever ett komfortabelt sittande och att en ergonomisk sittställning kan observeras. Formarna slipas därefter till önskad ytfinhet.
Figur 8. Testperson som prövar koncept 15 med 135 graders höftvinkel och bred stans (a).
Testperson som prövar koncept 15 med 105 graders höftvinkel och smal stans (b).
2.6.2 Gipsavgjutning
För att gjuta en önskad modell krävs det först att en negativ gjutform av ovansidan på cellplastmodellen framställs. För att tillverka denna modell används gips, då det medger snabb och enkel bearbetning. Som släppmedel för gipset används vaselin, som smörjs över hela cellplastsformen. Därefter varvas gipsblandningen med gipsbindor över cellplastformarna tills att godtyckliga godstjocklekar uppnås (figur 9).
a b
Figur 9. Gipsblandning som bränner över formen i cellplast.
2.6.3 Glasfibermodell
Glasfibermattor tillsammans med polyester och en härdare används för att uppnå starka och hållbara modeller, figur 10 a-‐b. Härdare tillsätts i
polyestern enligt anvisningar och därefter varvas polyesterblandningen med glasfibermattor i gipsformen tills att önskade godstjocklekar uppnås.
När polyestern härdat förstärks modellerna med två tvärgående träribbor som tas fram med hjälp av en profilmall som läggs på undersidan av modellen. Ribborna sågas ut och limmas fast med polyuretan för att sedan fästas ytterligare med glasfiber och polyester. Till underredet i trä tillverkas fästplattor som gör att de färdiga prototyperna kan testas på Support Designs befintliga sadelstolar. Distanser till fästplattan tas fram i syfte att kunna justera vinkeln på sitsen när den är monterad. Slutligen spraymålas modellerna för att ge dem en enhetlig känsla.
Figur 10. Ett första lager med glasfiberväv klipps ut för att passa i gipsformen (a). Polyester penslas över glasfibern och eventuella luftbubblor avlägsnas med roller (b).
b
a
2.6.4 Stoppning och beklädnad
Stoppning väljs från Support Designs sortiment och skärs ut för att passa sitsarnas utformning och konceptbeskrivningar (figur 11 a). Därefter
bestäms material för klädslar och om eventuell sömnad krävs för att de ska kunna fästas ordentligt över modellerna (figur 11 b). Dekorsömmar och andra nödvändiga sömmar sys med hjälp av Marcus Ericsson på Support Design (figur 11 c). Klädseln limmas sedan över polyetern och stiftas fast på undersidan av glasfiberkonstruktionen.
Figur 11. Polyeter som skärs ut (a). Polyetern mallas av på klädselns avigsida (b). Tygstycken sys ihop och dekorsömmar läggs på klädseln (c).
2.6.5 Färdiga prototyper och slutliga tester
De färdiga prototyperna monteras på Support Designs befintliga stolar och provsitts av medarbetare på företaget. Slutliga synpunkter och analyser på utformning och sittkomfort erhålls och noteras för framtida
utvecklingssyfte.
a
b
c
3. Resultat
I kapitlet redovisas de resultat som produktutvecklingsprocessen genererar, från projektplanering till slutresultat.
3.1 Projektplanering
En projektplan upprättas, vilken kan ses i sin helhet i bilaga 1, och används som utgångspunkt under projektet. Den består av bakgrund, mål, organisation, projektmodell, kommentarer till tidsplan, riskbedömning, dokumenthantering samt ett Gantt-‐ och WBS-‐schema.
3.1.1 WBS
WBS-‐schemat ger en tydlig överblick av vilka moment som ingår i projektets olika faser och uppdateras över tid, se bilaga 1-‐2: WBS.
3.1.2 Projektmodell
Projektmodellen redovisar viktiga milstolpar och grindhål samt vem som står ansvarig för att en aktivitet fullföljs. Dokumentet, som kan betraktas i sin helhet i bilaga 1, ligger även till grund för framställandet av WBS-‐ samt Ganttschemat.
3.1.3 Ganttschema
Ganttschemat visualiserar och tydliggör tidsåtgången för projektets olika faser samt dess början och avslut, se bilaga 1-‐3: Ganttschema. Schemat uppdateras fortlöpande och arbetstid omfördelas mellan faserna under projektets gång.
3.1.4 Riskbedömning
Miniriskanalysen (FMEA) presenterar eventuella risker och dess
allvarlighetsgrad under projektets gång, se bilaga 1. De allvarligaste riskerna uppskattas till tidsbrist samt att nödvändig information saknas.
3.2 Förstudie
3.2.1 Litteraturstudie
Muskuloskeletala besvär inom tandvården
Muskuloskeletala sjukdomar är vanligt förekommande inom arbetslivet och förknippas ofta med felaktig kroppshållning och upprepade arbetsrörelser under en längre period (Dable et al. 2014). Studier visar att mellan 64 och 93% av arbetskraften inom tandvården någon gång har upplevt smärta, vanligast i nacken (36,3-‐60,1%) och ryggen (19,8-‐85%) (De Bruyne et al.2016), medan förekomsten av muskuloskeletala besvär i den generella befolkningen drabbar mellan 13,5-‐47% (Cimmino et al. 2011). Arbetande inom tandvården verkar ha lättare att producera smärtor och besvär, och symptomen ignoreras ofta tills de blir kroniska och orsakar permanenta skador (Kalghatgi et.al 2014).
Dentalbranschen som målgrupp
Som i andra vårdyrken är tandvården starkt dominerad av kvinnor. Enligt statistiska centralbyrån (SCB) fanns det år 2007 totalt ca 3610 stycken kvinnliga samt 70 manliga utbildade tandhygienister. Samma studie konstaterar att det existerade en jämnare könsfördelning inom
tandläkaryrket, där kvinnor år 2007 stod för 51 % av arbetskraften av totalt ca 9000 personer. SCB ser dock tydliga tendenser på en ökning av kvinnor i yrket. År 2030 prognostiseras att två tredjedelar av alla tandläkare kommer att vara kvinnor, främst beroende på att antalet män i branschen sjunker på grund av hög ålder. Den kvinnliga dominansen inom tandhygienistyrket verkar dock enligt prognoser se relativt oförändrad ut. Den yrkesgruppen inom tandvården som hade flest utövare år 2010 var tandsköterskor, med 10400 stycken, varav 100 % var kvinnor (Statistiska centralbyrån 2010).
Tillgången på tandtekniker uppgick år 2012 till ca 1500 stycken, varav kvinnor stod för 54 % (Reinholdsson 2014).
Patientvård inom tandvården
Inom tandvården är muskuloskeletala organ som muskler, ligament och senor känsliga för överbelastning på grund av långa och besvärliga arbetsprocedurer (Dable et al. 2014). Långvarigt sittande arbete i stolar som inte är utformade efter ergonomiska principer har funnits vara en starkt bidragande faktor till uppkomsten av muskeltrötthet och ryggbesvär (Ergonomics and Dental Work 2012) (De Bruyne et al.2016).
Sittande arbete är vanligt förekommande inom tandvården (De Bruyne et al. 2016). En sittande arbetsställning är lämplig vid finmotoriska procedurer då positionen främjar en upprätt position av huvudet och bålen, samtidigt som den underlättar och stabiliserar rörelser av händer och armar jämfört med en stående position (Babaei et al. 2016). Ett långvarigt sittande är dock inte optimalt, utan är också en bidragande faktor till besvär i framförallt ländryggen (O´Sullivan et al. 2010). Inom tandvården är en hög belastning på ländryggsmuskulaturen vanligt förekommande och beror på att dentala procedurer ofta kräver att läkaren eller hygienisten lutar sig över patienten för att kunna utföra ingreppet ordentligt (Dable et. al 2014)( De Bruyne et.al.2016).
Det är vanligt med täta patientbyten och olika typer av ingrepp, vilket erfordrar fungerande hygienrutiner. Odontologiska intuitionen i Jönköpings län uppmanar i sina hygieninstruktioner att operatörsstolen vid dagens slut ska yt-‐desinficeras för att förebygga eventuell smittoöverföring. Ett
material som utav denna anledning ofta förekommer inom vårdyrken är vinyl (Svensson 2015).
Sittande grundat på ergonomiska principer
För att undvika potentiellt smärtsamma positioner och för att främja en aktivering av bålmuskulaturen har det konstaterats att en kroppshållning där en neutral ländrygg uppnås är att föredra (O´Sullivan et al.2012). En sådan position åstadkoms genom en svag lutning framåt av ländryggen tillsammans med en liten tiltning framåt av bäckenet, dvs en svagt svankade position (De Bruyne et al.2016).
Den tidigare nämnda neutrala kroppspositionen kan uppnås genom en aktivering av bålmuskulaturen, men kan vara svår att upprätthålla under en längre tid i traditionella stolar (De Bruyne et al. 2016). Detta beror på att konventionellt sittande bidrar till att kurvaturen i ländryggen plattas ut samtidigt som höften trycks bak vilket ger upphov till en högre trycklast vid ryggslutet (Harrison et al. 1999). De Bruyne et al. (2016) konstaterar att en bra hållning vid en sittande position kräver en större ansträngning från ryggmuskulaturen vilket ger mindre laster på ryggraden. En dålig hållning kräver en mindre muskelansträngning men ger större belastningar på ryggraden.
Enligt Mandal (1981) kan en bra sittställning grundat på ergonomiska principer uppnås när vinkeln mellan ryggraden och låret är ca 135°, se figur 12. Höftleden är i denna position böjd 45° i förhållande till en stående position vilket gör att bakre och främre lårmuskulaturen är i avslappnat och balanserat tillstånd. Sittställningen kan betraktas som en ideal position ur ett muskuloskeletalt perspektiv och är vanligt förekommande inom
ryttarvärlden (Mandal 1981). Forskning inom området visar t.ex. att ridning kan öka rörligheten och minska smärta hos personer med ryggproblem (Kallenberg 2015).
Figur 12. Person sittandes med en höftvinkel på 135°.
För att rymma en öppen höftvinkel (>90°) vid sittande aktiviteter krävs det att sitsen går att tilta framåt. På grund av den eftersträvade lutningen på sitsen behöver den ha ett horisontellt frontparti eller vara klädd i ett material med hög friktion för att undvika att användaren glider av (Corlett 1999) (De Bruyne et al.2016).
En stol som kan ge upphov till en mer neutralt sittande kroppshållning är sadelstolen, som har en liknande konkav/konvex sits som en hästsadel och gränslas på samma sätt (Babaei et al 2016) (Annetts et al 2012). Forskning visar att användandet av en sadelstol ger en större vinkel mellan bröstet och låret, vilket leder till en mer neutral position för höften och en
naturligare ryggkurvatur (De Bruyne et al.2016) (Dable et al. 2014) (Annetts et al. 2012). Inom dentalbranschen är stolen ofta försedd med hjul och följdverkan av att stolen gränslas gör att användaren enkelt i sittande position kan använda benen för att ta sig runt i rummet. En annan positiv sidoeffekt av sitsar som inte ger punktlaster vid låren är att risken för att nerver kommer i kläm minskar och att blod i baksida lår och knäveck kan flöda bättre på grund av att benen kan röra sig fritt (Ergonomics and Dental Work 2012).
Antropometri
Med antropometri menas läran om kroppsmåtten och avser mätningar av storlek, vikt och proportioner av den mänskliga kroppen (Mandal 1981) (Hanson et al. 2009). Begreppet design for all är ett vanligt begrepp inom antropometrin och är en designfilosofi som syftar till att en produkt ska kunna tillämpas och vara tillgänglig för så många som möjligt (EDID
Stockholm Declaration 2004). Ur ett konkret perspektiv kan målsättningen för att uppfylla en sådan filosofi vara att produkten på ett komfortabelt sätt ska kunna användas av 90% av befolkningen. För de personerna i den mest (>95%) respektive minst (<5%) avvikande percentilen krävs individuella anpassningar (Bjurvald och Peterson 1998). Babaei et al. (2016) menar att dimensionerna som krävs för att utforma en sits finns att hitta inom antropometrin och de viktigaste måtten är; höftbredd, sittdjup och underbenslängd (avståndet mellan fotsulan och baksida lår vid sittande position).
Hanson et al. (2009) har utfört en studie där kroppsmätningar av totalt 367 personer har genomförts, 105 män och 262 kvinnor. Studien visar att kvinnor i sittande position i genomsnitt har en höftbredd på 415 mm och en längd mellan rumpan och knävecket (sittdjup) på 477 mm. För män i
samma sittande position uppmättes höftbreddens medelvärde till 391 mm och sittdjupet till 495 mm (figur 13).
Figur 13. Illustration av arean som bildas mellan höftbredden och sittdjupet för en genomsnittlig kvinna respektive man vid sittande ställning. Medelarea för kvinnor som utgörs av höftbredden och sittdjupet (a). Medelarea för män som utgörs av höftbredden och sittdjupet (b). Jämförelse av medelarean för kvinnor och män (c).
Enligt antropometriska mätningar har kvinnor alltså i genomsnitt en större höftbredd än män om man inkluderar den mjuka vävnaden runt höfter, lår och rumpa vid sittande position. I samma studie av Hanson et al. (2009) utfördes även mätningar av underben (fotsula till knäveck). Resultatet visar att medellängden för kvinnor och män är 447 mm respektive 485 mm.
Harrison et al. (2009) menar att den största belastningen vid en sittande position tas upp av sittknölarna, vilka är två utstående benpartier i nedre delen av bäckenbenet. Vid en konventionellt sittande ställning överförs approximativt 65% av kroppsvikten ned till sittdynan genom sittknölarna (Babei et al. 2016). Chen och Yang (2016) utförde 2016 en studie där avståndet mellan sittknölarnas centrum undersöktes på 15 kvinnor och 15 män. Studien visar att kvinnor i genomsnitt har ett avstånd på 135,2 mm och män ett avstånd på 119.6 mm, en skillnad på 15,6 mm.
3.2.2 Marknadsinventering
En kartläggning av uppdragsgivarens konkurrenter utförs genom besök hos återförsäljare, informationsinsamling via internet samt en vistelse på Stockholm Furniture & Light Fair den 8 februari 2017. Under mässan besöks konkurrerande företags montrar och en mängd olika sadelsitsar testas och granskas.
Viktiga resultat från litteraturstudien
En öppen höftvinkel på ca 135° är att föredra ur ett ergonomiskt perspektiv.
En neutral ländryggskurvatur är att föredra ur ett ergonomiskt perspektiv.
Viktigt med ett materialval som medger enkel desinfektion
Antropometriska mått att ta hänsyn till: höftbredd kvinnor: 415 mm.
Sittknölar kvinnor: 135,2 mm. Höftbredd män: 391 mm. Sittknölar män:
119,6 mm.
Kvinnor a
Män b
c
<−−−−− 415 mm −−−−−> <−−−−−391 mm−−−−−>
<−−−− 477 mm −−−−−−> <−−−−− 495 mm−−−−−>
Ett företag presenterar en stol med en delad sits som gör att bredden på sadeln kan justeras. Stolar med urtagning för genitalierna observeras (figur 17) samtidigt som det finns sitsar med ett aningen högre ryggparti (figur 14) samt modeller som medger snäva sluttningsmöjligheter för låren (figur 15).
Enligt återförsäljare börjar små sitsar bli allt populärare, vilket även
intervjun med Olle Söderlind styrker (figur 16). Olika hårdheter och material observeras där skinn och vinyl är vanligt förekommande.
Figur 14. Sits med högre ryggparti. Figur 15. Sits med snäv sluttning på låren.
Figur 16. Liten sits med enkel design. Figur 17. Sits med urtag för genitalierna.
Viktiga resultat från marknadsinventeringen
En uppfattning om vad som finns på marknaden erhålls, vilket underlättar för arbetet med hitta en utformning som skiljer sig från konkurrenternas.
3.2.3 Intervjuer och observationer
Olle Söderlind, ergonom vid Ergonomicenter i Karlstad
Olle Söderlind, leg. ergonom berättar att alla inom tandvården i landstinget Värmland har möjlighet att välja sina egna arbetsstolar. Han ser tendenser till att allt fler inom tandvården är angelägna om att ha stolar som är individanpassade, från sitsens utformning till okonventionella färg-‐ och materialval. Han tror detta beror på att dentala arbetsplatser i regel ser
”tråkiga” ut vilket gör att personalen söker efter att göra den mer personlig.
I linje med tidigare litteraturstudie bekräftar Olle Söderlind att de vanligaste arbetsskadorna kan lokaliseras till rygg, nacke och axlar, men även till bäckenet. Tandvårdspersonal har uppgett för honom att de har upplevt besvär kring bäckenpartiet och anledningen förmodas vara ett långvarigt sittande på breda sadelstolar. Han har även sett exempel på tandvårdspersonal som talat om besvär kring tryck på genitalierna vid användning av konventionella sadelstolar. Detta anser han bero på en ojämn tryckfördelning från kroppen ned till sitsen, d.v.s. att det uppstår förhöjda lokala punklaster kring genitalierna hos personen.
Person 1, privattandläkare i Kristinehamn
Observationen pågår under ett patientbesök på 40 minuter. Tandläkaren sitter på en sadelstol av märket RH med tillhörande ryggstöd (figur 18 b-‐d).
Ryggstödet används aldrig och stolens inställningar är oförändrade under hela observationen. På grund av frånvaron av en tandsköterska rör sig tandläkaren ofta runt patienten med hjälp av hjulen på stolen. Under stora delar av ingreppet sitter han relativt bredbent och långt fram på sitsen med en öppen höftvinkel (figur 18 a). Sittpositionen förändras sällan och en relativt krökt ländryggskurvatur noteras under hela observationen.
Figur 18. En relativt bredbent men hopsjunken arbetsposition (a). Operatörsstolen av märket RH som används av Person 1 (b-‐d).
a b
c
d
Under intervjun uppskattar han att andelen sittande arbete är 75% under en hel arbetsdag. Samma sittställning kan ibland bibehållas i över två timmar, men det är sällan. Den i särklass vanligaste sittpositionen är en lätt framåtlutad ställning där han sitter nära patienten. Han upplever inga besvär eller ojämn belastning med sin nuvarande sits.
Person 2, tandläkare vid Folktandvården i Kristinehamn
Observationen pågår under två patientbesök på sammanlagt 40 minuter och tandläkaren sitter under hela proceduren på en Salli Multiadjuster (figur 19 b-‐d). En relativt hopsjunken arbetsställning noteras och han sitter med en relativ normal bredd mellan benen (Se figur 19 a). Han sitter lågt i förhållande till övriga observationsobjekts relativa stolshöjder. Sitsen medger en öppen höftvinkel, är ej tiltad framåt och en neutral
ländryggskurvatur noteras aldrig under observationen.
Tandläkaren uppger vid intervjun att hans nuvarande sadel känns aningen hård, men i övrigt fungerar bra. Ett byte från en sadelstol med rörlig sits till en fast hade skett några månader innan intervjutillfället och berodde på att han gled i sidled på sitsen och därmed fick en sned arbetsposition.
Figur 19. Arbetsposition med en normalbred stans mellan benen (a). Operatörs-‐stolen Salli Multiadjuster som används av Person 2 under observationstillfället (b-‐d).
Person 3, tandläkare vid Folktandvården i Kristinehamn
Intervju utan möjlighet till observation utförs. Person 3 uppger att denne tidigare suttit på en stor sits, men bytt till en mindre modell på grund av att rörligheten i operationssalen hämmades av storleken på sitsen. De två operationssalarna som observeras vid Folktandvården i Kristinehamn upplevs som trånga av samtliga observationsobjekt. Person 3 uppger att stolsinställningar ofta justeras beroende på vilket ingrepp som ska utföras.
