醫(yī)療器械設(shè)計中人機工程的運用

劉武 濟南市食品藥品檢驗檢測中心 （濟南 250102）

醫(yī)療器械設(shè)計中人機工程的運用

劉武 濟南市食品藥品檢驗檢測中心 （濟南 250102）

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，醫(yī)療器械的技術(shù)也在不斷提升，在設(shè)計醫(yī)療器械的過程中，人機工程學(xué)的應(yīng)用無論對于醫(yī)療器械的安全性能，還是應(yīng)用的價值、降低醫(yī)療事故發(fā)生率都有至關(guān)重要。但目前普遍對人機工程的設(shè)計重視程度不夠，本文主要對于人機工程在醫(yī)療器械的設(shè)計中的應(yīng)用進(jìn)行闡述與分析，以期引起對醫(yī)療器械細(xì)節(jié)設(shè)計的重視。

醫(yī)療器械 設(shè)計 人機工程 運用

我國的科學(xué)技術(shù)在不斷地發(fā)展，豐富了醫(yī)療器械的應(yīng)用功能。雖然提高了醫(yī)療器械的可靠性，但是，人為因素也容易造成醫(yī)療事故的發(fā)生。因此，還要進(jìn)一步地探究醫(yī)療器械在人機工程中的應(yīng)用。

1.人機工程概述

人機工程是對人與系統(tǒng)中其他因素的相互應(yīng)用以及作用原理和理論等進(jìn)行研究，來對系統(tǒng)效能和優(yōu)化人類進(jìn)行設(shè)計的學(xué)科。目的是將系統(tǒng)和環(huán)境以及工作和產(chǎn)品進(jìn)行設(shè)計和優(yōu)化，致使人們的需求更加滿足；尋找機和環(huán)境間的規(guī)律，從而使人-環(huán)境-機系統(tǒng)互相的優(yōu)化得以有效實現(xiàn)。人機工程學(xué)認(rèn)真地對人、機、環(huán)境進(jìn)行了分析和研究，在此基礎(chǔ)上，細(xì)致地研究人與物所處的環(huán)境為一個系統(tǒng)。稱為人-環(huán)境-機系統(tǒng)，三者間互相作用和依存，對總體的性能起決定的作用[1]。醫(yī)療器械在直接或者間接的作用上，對人機工程的質(zhì)量和應(yīng)用安全性能起決定性的作用。隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)療器械的操作控制裝置和內(nèi)部的結(jié)構(gòu)，都逐步地變得更加精準(zhǔn)，同時，可靠性也很大程度地提升了。但是，人在生理功能的進(jìn)化上比較小，所以，在醫(yī)療器械上，只有對人機工程學(xué)進(jìn)行設(shè)計，醫(yī)療器械才能夠與人的操作適合，人機統(tǒng)一得以有效地實現(xiàn)。

2.在醫(yī)療器械設(shè)計中，人機工程具體的應(yīng)用

隨著醫(yī)療事業(yè)規(guī)模的擴大，醫(yī)療器械的種類 也越來越多，必須要分析各方面的因素，才能夠設(shè)計醫(yī)療器械。將人作為醫(yī)療器械設(shè)計的主體，醫(yī)療器械設(shè)計出來以后，既易理解又方便，同時，還能夠?qū)⑷伺c醫(yī)療器械的親和力增強。從而使醫(yī)療器械具有一定的“人性化”，減少患者恐懼和焦慮情緒。醫(yī)療器械通過人性化設(shè)計以后，醫(yī)護(hù)人員操作的效率得以提高，操作可靠性得到保證，由此促使醫(yī)護(hù)人員和患者更多地被其吸引，從而提高競爭力[2]。

2.1 人機界面

對于計算機而言，人機界面是一個比較重要的組成部分，是人與計算機之間進(jìn)行對話或者信息傳遞和交換媒介的接口。人機交互是對人和計算機以及其相互影響的技術(shù)進(jìn)行研究。人機界面包括功能性和環(huán)境性以及情感性人機界面。三種類型的人機界面在劃分上具有交互性和重疊性，而不是絕對的[3]。設(shè)計人機界面所應(yīng)該遵循的原則：其一，合理性，利用感性和理性的思維結(jié)合，分析定量和定性的設(shè)計，從而使明確而合理的系統(tǒng)設(shè)計得以有效地保證；其二，動態(tài)性，各種產(chǎn)品在設(shè)計上應(yīng)該有多重因素，既要有思維與情感的演變和認(rèn)識，還要有變換的空間與時間，以及有多維的空間理念等；其三，多樣化，設(shè)計因素需要進(jìn)行多樣化地思考；其四，交互性，在設(shè)計界面的過程中，既是信息的傳達(dá)，又是對人反饋的接受；其五，共通性，界面的統(tǒng)一和協(xié)調(diào)需要保證，功能與環(huán)境以及情感不能單獨地存在。

2.2 安全性

在設(shè)計醫(yī)療器械中，安全性能是關(guān)鍵的環(huán)節(jié)，設(shè)計安全性注意的幾點：其一，對于被患者和醫(yī)護(hù)人員，醫(yī)療器械本身不能對其的健康有影響；其二，設(shè)計醫(yī)療器械和有關(guān)的配置需要與安全原則相符合，對于有關(guān)行業(yè)技術(shù)的水平也應(yīng)該考慮；其三，選擇材料上，對于材料與細(xì)胞和體液及生物組織的互相容納性應(yīng)該注意，特別是毒物和易燃品。

2.3 造型設(shè)計

醫(yī)療器械從整體的造型設(shè)計而言，盡可能利用大的倒角和曲面，來造型的要求得以有效地實現(xiàn)。大倒角和曲面能夠使醫(yī)療器械具有很強的親和力，比較圓潤。醫(yī)療器械的部件在設(shè)計上盡量隱藏起來，有的部件隱藏不了，可以利用色彩或者造型來進(jìn)行裝飾，給患者或者醫(yī)護(hù)者安全感或者比較感興趣。造型需要融入于整體的環(huán)境[4]。醫(yī)療器材形態(tài)設(shè)計的優(yōu)劣，會影響患者和醫(yī)護(hù)者在心理，因此，在設(shè)計醫(yī)療器材的形態(tài)應(yīng)該加經(jīng)重視，好的形態(tài)能夠使患者和醫(yī)護(hù)者具有安全感。

2.4 色彩設(shè)計

對于醫(yī)療器械進(jìn)行表面色彩的設(shè)計時，注重將流行感和時代感設(shè)計出來。色彩的“宜人性”，能夠?qū)颊叩目謶趾托睦淼膲毫τ兴档突蛘呔徑?，在設(shè)計色彩時非常重要[5]。醫(yī)護(hù)者在進(jìn)行工作時，需要理性和冷靜，與冷色特點比較符合，冷色對于患者診療時的恐懼和煩躁的情緒，也能夠相對地進(jìn)行緩解。所以，當(dāng)前的醫(yī)療設(shè)備，在醫(yī)療器械的配色上，采用冷色設(shè)計的比較多。

2.5 觸覺設(shè)計

在現(xiàn)代醫(yī)療器械的產(chǎn)品控制裝置中，按鈕是比較主要的方式，電子技術(shù)水平在不斷地提高，對于輕型的觸覺控制器來說，按鈕控制器是比較主要的。按鈕控制器既能夠?qū)﹂_和關(guān)進(jìn)行控制，還能夠轉(zhuǎn)換。隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，印刷電路也在不斷地發(fā)展，在電路操作的面板上，操作者只要在特定標(biāo)志的區(qū)域上，輕輕地按一下，就可以將功能的轉(zhuǎn)換目的得以有效地實現(xiàn)。

2.6 作業(yè)空間設(shè)計

對于操作者由于操作姿勢及體型不同的需求，醫(yī)療器械都應(yīng)該滿足，所以，醫(yī)療器械在對主機的配合上，需要將各種附件進(jìn)行增加[6]。但是，擴展太大，生產(chǎn)的成本就會增加，還會提高維護(hù)設(shè)備的難度。在對醫(yī)療器械進(jìn)行設(shè)計時，應(yīng)該結(jié)合用戶的操作及體型的需求來對機構(gòu)自動地進(jìn)行調(diào)節(jié)。如此這樣，患者既能夠舒適地接受治療，減少治療的痛苦，還能夠?qū)⑨t(yī)護(hù)者的操作可靠性和效率得以有效地提高。

2.7 材質(zhì)設(shè)計

材料不同，內(nèi)部的構(gòu)造及組織都有一定的差異，質(zhì)感的差異也非常大。根據(jù)人們心理的感受及不同材料特性的差異，認(rèn)真地將材質(zhì)合理地進(jìn)行選擇。醫(yī)療器械的金屬材質(zhì)應(yīng)該避免使用的面積太大，塑料材質(zhì)在親和力上與金屬材質(zhì)比效，更好一些，患者會喜歡和接受。因此，大多數(shù)的醫(yī)療器械在外殼的應(yīng)用中都用塑料外殼。醫(yī)療器械的表面，亞光表面可以降低或者消除醫(yī)療器械比較強視覺的沖擊，還方便清洗，因此，采用亞光比較適合。

3.醫(yī)療器械未來發(fā)展的趨勢

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，人機工程技術(shù)在未來的醫(yī)療器械中也會快速地發(fā)展，主要體現(xiàn)的幾個方面：其一，綠色醫(yī)療，生態(tài)哲學(xué)引導(dǎo)下，對于保護(hù)生態(tài)和可持續(xù)發(fā)展進(jìn)行重視，才能夠使“以人為本”的設(shè)計理念得以有效地滿足；其二，將人機工程進(jìn)行虛擬，對于人機工程的設(shè)計和工程的模型，以及診所和現(xiàn)實系統(tǒng)等進(jìn)行未來的虛擬；其三，數(shù)字化的人機工程，未來不但會出現(xiàn)人機評價和咨詢的系統(tǒng)，還會出現(xiàn)分機工程的分析和服務(wù)分析的系統(tǒng)；其四，人機工程將會智能化，無論是自動學(xué)習(xí)的人機工程系統(tǒng)，還是人機智能系統(tǒng)等，未來都會進(jìn)行自動優(yōu)化。

4.小結(jié)

綜上所述，在設(shè)計醫(yī)療器械的過程中，人機工程學(xué)的應(yīng)用至關(guān)重要，無論對于醫(yī)療器械的安全性能，還是應(yīng)用的價值以及醫(yī)療事故的發(fā)生率都有重要影響。對于設(shè)計醫(yī)療器械的細(xì)節(jié)必須要重視，從而提高醫(yī)療服務(wù)的質(zhì)量，進(jìn)一步發(fā)展醫(yī)療衛(wèi)生的事業(yè)。

[1] 韓冰. 醫(yī)療設(shè)備中的人機交互設(shè)計研究[D]. 北方工業(yè)大學(xué), 2016.

[2] 張沛垚. 智能醫(yī)療平移推車設(shè)計[D]. 昆明理工大學(xué), 2015.

[3] 何偉. 醫(yī)療器械設(shè)計中的人機工程設(shè)計研究[J]. 科技風(fēng), 2014,26(14):53.

[4] 陳琛. 基于用戶體驗的多功能醫(yī)療護(hù)理床設(shè)計研究[D]. 湖北工業(yè)大學(xué), 2014.

[5] 吳新林. 基于人機工程學(xué)的人性化醫(yī)療器械設(shè)計[J]. 重慶科技學(xué)院學(xué)報(社會科學(xué)版), 2014,30(12):123-125. [6] 王勐. 手持類醫(yī)療器械設(shè)計研究[D]. 昆明理工大學(xué), 2013.

Application of Ergonomics in Medical Device Design

LIU Wu Jinan Center for Food and Drug Control (Jinan 250102)

1006-6586(2017)05-0113-03

R197.39

A

2017-02-15