口腔綜合治療臺多重人機界面設計

孟 巍

1 口腔綜合治療臺

口腔綜合治療臺誕生于20世紀30年代末期。其發展經歷了從原始的生活座椅加簡單的器械臺到機、椅、醫護工作區及相關的設備器械一體化集成；從機械低速牙鉆、自然采光到射流（氣動）高速牙鉆、光線照明；從簡單的手工操作到自動化、電腦程序控制；從患者的固定體位、醫生的強迫體位到隨意調整，舒適安全體位的過程。基本配置包括：座椅、手機、衛生及供水設備、控制臺、工作燈、機械盤、噴槍等牙科治療中常用或必用設備。

由于醫療器械的特殊性，其本身的人機工程學質量和使用的安全性就顯得非常重要。雖然現代醫療器械的科技含量越來越高，但醫療器械產品有時還是會對病人、家庭成員、以及醫護人員造成傷害。這些傷害有兩個主要來源：人為失誤和機器故障。

1.1 醫療器械產品自身故障

隨著科技的不斷提高和進步，醫療器械產品使用功能在不斷加強，同時產品本身的結構、操控裝置、產品各個系統之間的關系也越來越復雜。醫療器械的特殊性故障會引起難以預料的損失，因此，良好的醫療器械產品的人機界面是設計的關鍵。

1.2 人為失誤

產品的使用對象是人，故“人為失誤”不可避免。在由人和醫療器械組成的系統中，人是一個不可靠的和不確定的因素。即便是一個訓練有素的操作者，也會因為種種原因，如心情不佳、疲勞、工作壓力過大等因素而產生操作失誤，因此，人機工程學設計在保障產品的使用安全上顯得格外重要。

現代口腔診療要求人-機械-環境系統是一個穩定安全、高效的綜合體，在這個系統中要求機械環境適合人的需要，口腔操作理論的發展決定了口腔設備人機界面的發展方向。

2 醫生正確操作姿勢的理論基礎

口腔診療過程是一個極精細的操作過程。不少操作僅在0.1～0.2 mm范圍內進行，長期以來.醫生在使用口腔醫療設備時，并未重視自身的操作姿勢和診療體位，以至在操作中往往處于彎腰，扭頸或各部位肌肉不協調狀態。這種狀態，既不能充分發揮先進設備的效能，也可能因持續的強迫體位引起醫生一系列的職業性疾病。有學者統計，口腔醫護人員的頸、肩、腕綜合征和腰痛病發生率高達85%。

2.1 固有感覺誘導理論

1960年Beach提出了平衡的家庭操作位。以人為中心，要求醫生和護士能始終處于最佳體位狀態進行手術操作，患者能在最為自然松馳的仰臥狀態下接受治療。在仰臥狀態下同時減少手術器械對患者的感官刺激。以感覺為基礎，通過固有感覺測試技術來確定各種操作部件的位點設計，排除了口腔科治療臺中部份配件的盲目定位。以零為概念，要求機械制作低成本，使用高效益，去除一切繁瑣、性能低、穩定性差的裝置，同時應避免對醫生體位及動作有干擾的附屬配置。

2.2 四手操作法

四手操作法貫穿口腔治療的全過程，醫生和護士始終都是坐位操作，醫、護的雙手都在進行工作，醫、護之間平衡而迅速地傳遞器械、材料和其它用品。

2.2.1 術前準備

四手操作的方位以病人為中心，醫生、護士及設備的位置關系可用時鐘的字碼表示，治療前牙時，醫生位于l2點，后牙位于7點，護士椅位應稍高，以便觀察到口腔內情況，護士工作點在2～4點，治療推車置于l2～2點，4～7點作為醫護傳遞區。傳遞器械或藥品時應在病人下領至胸前之間，切忌在頭面部上方以免損傷病人，傳遞時要迅速準確、平穩，避免頻繁傳遞給病人造成心理壓力。

2.2.2 術中配合

護士做好器械準備和材料調配，醫生只負責完成治療，并有護士在術中傳遞和回收器械，及時用吸引器排除患者口腔的唾液和廢屑。

診療區同時應保留醫生和護士的基本活動空間。即在醫生的右側要保留放置器械托盤所需空間，以及護士坐位與步行空間（如圖1）。

圖1 診療室活動空間

3 口腔綜合治療臺的人機界面的界定與分析

口腔綜合治療臺的使用對象和被作用對象都是人。這種由使用對象和被作用對象都是人而組成的人機界面（如圖2），其界面設計包含：醫護人員-醫療產品、病人-醫療產品、管理維護-醫療產品界面。口腔綜合治療臺的使用對象和被作用對象都是人。這種由使用對象和被作用對象都是人而組成的人機界面，其界面設計包含：醫護人員-醫療產品、病人-醫療產品、管理維護-醫療產品界面。

圖2 人機界面

3.1 醫護人員-醫療產品人機界面

“人機界面”是指人機間相互施加影響的區域，凡參與人機信息交流的一切領域都屬于人機界面。人機界面是人機之間傳送信息的媒介。

3.1.1 顯示裝置的作用是對用戶的操作和各種狀態作出反饋和提示。所以在設計上應力求簡潔、明確、清晰。在顯示界面設計時，應減少顯示的視覺密度，控制好顯示界面的視覺平衡性，并要考慮內容的配置與注意容度的保留，適當的留白會使整個界面看起來清楚且美觀。

3.1.2 顯示界面在口腔綜合治療臺中主要應用到了以下幾種類型：

①數量型顯示界面

數量型顯示界面提供變量或過程的量化信息，具有明確的顯示單位，口腔綜合治療臺的壓力表常采用這種方式。

②警報與信號顯示界面

提供監控者注意或指示監控者應執行什么操作，向監控者報告執行系統的運行狀態或異常情況等。在指示燈設計中,國家標準規定在設備上紅色必須僅用于指示危險的警告和(或)要求緊急行動。電源指示燈若是指示設備正在工作狀態,應采用綠色表示(綠色的含義表示準備運轉)。如果指示燈用于表示緊急情況下停止設備的運行就要選擇紅色。

③字母與符號界面

字母設計的重要特征是字母的認讀性。即從多少個字母中辨認出某個字母的可能性，是由字母的字寬（字幅）、字高、筆畫寬的比例決定的。字母的覺察率還與視距有關。

符號設計應保證圖形與背景的穩定與清晰。應采用簡化抽象形式表現對象。構成單個符號的各個圖形元素應相互聯系，形成協調統一的整體，ISOPLUS口腔綜合治療臺座椅控制符號設計（如圖3）。

3.1.3 操作裝置的作用是用戶通過它對器械輸入指令，使器械按照人的旨意工作。包括手動操控裝置和腳控操縱裝置。操縱器形狀同它的功能之間最好有邏輯上的聯系，以利于辨認和記憶。

①手控裝置

按鍵設計應該盡量增加手的觸感，便于舒適地操作。旋鈕設計應注意增加適當的阻尼，以保證旋鈕能較好地定位和操作,TwisterECO-19-3P型控制界面設計（如圖4）。

圖3 ISOPLUS口腔綜合治療臺座椅控制符號設計

圖4 TwisterECO-19-3P型控制界面設計

②腳控裝置

為減少醫生的手在操作中的交叉感染，應減少手柄及手觸開關設計，椅位的調整、器械盤到位控制、手機開閉等盡量采用腳控開關，手術燈采用感應式開關，體現防護與抗污染的設計思想。多功能腳控器（如圖5所示）分為以腳跟為支點的踏板式和腳踏按鈕設計。踏壓表面應設計成齒紋狀，以避免用力時滑脫。蹬踏力消除后應保證操縱器能自動復位。在操縱過程中，操作者往往會將腳放在腳踏板上，為了防止腳踏板被無意碰移而發生誤操作，腳踏板應有一定的起動阻力，該起動阻力至少應當超過腳休息時腳踏板的承受力。

圖5 腳控器

在考慮人體測量數據、生物力學、人體運動特征進行設計時，使用對象以男性成年醫護人員為標準，對于控制裝置的操縱力、操縱速度、安裝位置、排列布置等，應按總體操作者中第5百分位來設計，使操縱控制裝置適合大多數醫護人員的操作。

3.2 病人-醫療產品人機界面

病人作為弱勢群體且組成成分比較復雜，治療時對醫療器械會產生恐懼和焦慮的心理、體力虛弱動作遲緩,且對人機界面的要求各不相同，設計時主要考慮以下因素:

3.2.1 人機界面的造型要符合美學的觀點，給人在視覺上有賞心悅目的感覺，給病人安全感，以緩解或減少病人的心理恐懼和憂慮。

3.2.2 色彩要合理選擇顏色，主體色盡量選用中性色彩，色彩的配置要合理，使醫療器械具有人性化特點。

3.2.3 安全性。醫療器械與病人接觸界面要安全舒適，界面要簡潔。

3.2.4 其中患者座椅為設計重點：

口腔綜合治療臺上的頭支托可上下前后移動。若過大會導致醫生的身體距患者口腔較遠，使醫生體位不自然前傾，改變了自然的生理操作體位。支托下不宜有影響醫生操作的突出物。左右兩側使患者頭部固定在中央。

側支撐和超薄靠背的設計為醫生和護士提供充裕的腿部空間，操作起來更方便，醫生護士可以無障礙地以舒適的姿勢靠近病人。坐墊多一個分節，彎曲程度更大，曲線更柔和可調。并且牙科椅應能降到很低的位置(40 cm)，使老人和兒童減少上椅時間，還可以上升到最高92 cm，并可以用作手術床。

綜合治療臺椅面軟硬適度，另外座椅要具有升降瞬間延時功能，使病人感覺不到椅子的瞬間沖力，對老年病人，心臟病人等給予心情較輕松的治療環境。

3.3 其他人員-醫療產品人機界面

其他人員包括醫療設備購買者，維修人員及病人家屬等。作為醫院的購買者來說希望其醫療產品性價比很高，整體形態美觀大方；作為維修人員則希望易于安裝、維護和清潔；作為病人家屬主要是對醫療產品具有信任感。

4 總結

在產品設計中，人既是設計的主體，又是設計的服務對象，一切設計的活動和成果，歸根結底都是以人為目的。以心理為圓心，生理為半徑，用以建立人與物(產品)之間和諧關系的方式，最大限度地挖掘人的潛能，綜合平衡地使用人的機能，保護人體健康，從而提高生產率。

通過將人機界面分為：醫護人員-口腔綜合治療臺、病人-口腔綜合治療臺、其他人員（管理人員及病人家屬）-口腔綜合治療臺三類界面并分類詳細分析得出口腔綜合治療臺設計原則即：安全性、效率性和情感性。

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