人機工程學理念在醫療器械產品中的應用

施佳佳

（1.鄭州大學機械工程學院，河南 鄭州 450000；2.河南省腫瘤醫院，河南 鄭州 450000）

人機工程學理念在醫療器械產品中的應用

施佳佳1，2

（1.鄭州大學機械工程學院，河南 鄭州 450000；2.河南省腫瘤醫院，河南 鄭州 450000）

通過對醫療器械的人機系統設計、形態與色彩設計、界面設計的論述，使產品設計者認識到，應用人機工程學理念設計制造醫療器械產品不僅能提高醫療器械的可靠性、安全性，提升其使用價值，更重要的是能體現出人文關懷，提高產品設計水平和工作效率，拓展醫療設備行業競爭力。

人機工程學理念；醫療器械；尊重與關懷

醫療研究是社會關注的焦點，而醫療器械行業作為知識密集、多學科交織的高新技術產業，在醫療事業中扮演著重要角色［1］。醫療設備作為醫療、教學、科研的物質基礎和技術保障，是醫院現代化的重要標志之一，也是影響醫院建設和發展的重要因素之一。因此，加強醫療器械建設尤為重要。

隨著社會發展及生活質量的提升，人們更加注重醫療器械的綜合評價，在重視外觀視覺感受的基礎上，更關注精神方面的體驗，如舒適度、安全性等。雖然現代醫療器械產品的設計從整體性能上（包括可靠性、安全性以及部分功能）相較以前有了很大的提升，但在使用過程中，由于醫療人員或是被動使用者操作失誤或不當，依然會引發少數醫療事故，對被醫護人員造成損失，這就需要對醫療器械進行人機工程學理念的設計，使其適用于人的操作，達到人機和諧的要求，保證醫療器械使用的可靠性和安全性。

1 人機工程學概述

人機工程學（Man-Machine Engineering）是一門交叉邊緣學科，其強調將人、機、環境三個要素視為一個整體，科學地利用三個要素間的有機聯系來尋求系統的最佳參數，優化產品性能，提高產品的親和力，以達到人—機—環境系統的最高綜合效能［2］。對醫療器械的工作流程及系統達到的整體效果等進行不斷優化，在保證安全舒適的操作的同時，滿足人的各方面需要。

由于醫療器械產品的對象是人，其本身的人機工程學質量和使用的安全性直接關系著人的生命安全，將人機工程學理念應用于醫療器械產品中，以提高其設計的可靠性，系統的穩定性和人為操作的簡潔性，更重要的是提升患者的舒適性和安全性體驗，給予他們精神上的慰藉。將人機工程學理念運用到醫療器械產品設計中不僅能保證醫療器械使用的可靠性和安全性，而且能實現人機環境的完美統一，為患者的生命安全提供保障。

2 醫療器械人/機系統研究

醫療器械產品隨著技術的進步不斷更新，其性能不斷完善，結構也趨于復雜化，對人的操作要求也更加苛刻，如一些醫療設備需要非常專業的醫護人員經過長時間培訓才能熟練應用等。人是醫療器械的使用主體，因此，在設計醫療器械的過程中，必須與人的生理和心理機理相配合。因此，系統設計的落腳點必須是人，即首先應保障醫療器械人/機系統的可靠性、安全性。圖1為筆記本查房醫療平移推車。

圖1 筆記本查房醫療平移推車

此款醫療平移推車整體結構簡單、平緩，操作簡單，上手速度快。在設計時，運用人機工程的數據，根據我國人體的具體尺寸，肘部距離地面的高度、肩寬、步伐長度及手部把持的范圍等數據，結合升降機機械構件，使用氣壓升降裝置，使移動平推車可以滿足不同身高人群的使用。此外，此款醫療平移推車在造型設計輕巧中略帶弧線，這樣可避免在使用過程中出現碰撞機身等問題，增強整體舒適性與安全性。平移推車底部進行了精巧設計，底座輕巧呈曲面設計，移動起來更加流暢且不易傷人。底盤上部放有掛盒，可以投放使用過的藥品及針管等，方便順手。另外，底部的四個腳輪采用雙邊剎制式萬向輪，推行時省力、安全。底面是四邊形設計，穩定性好，避免發生意外，安全省心。此款醫療產品以操作的安全可靠角度為出發點，提升了人-機系統的可靠性，在滿足醫療器械作業者與被作業者使用時的舒適性、功能的協調性、安全性和便利性的同時，也減少了操作難度，給醫生和患者帶來福音。

3 醫療器械形態與色彩設計研究

根據人機工程理論，產品在外觀設計方面應更注重體現美觀性與功能性。產品形態是產品設計師設計理念的具體表現，也是工業產品的生命力和自身價值的完美體現。產品造型主要是通過產品的比例、形狀、尺寸及對應的層次關系來影響人的心理。在產品設計中，色彩需要依附于造型才能存在，必須通過形狀的表現才有具體的意義［3］。產品造型的魅力借助于色彩表現得更豐滿、更充實，產品的特點也因為色彩更加鮮明，產品視覺方面的信息也要借助色彩來體現，如象征某種生命或者某種意義等。總體來說，產品的造型與色彩是相輔相成、密不可分的，醫療器械亦是如此。在醫療產品形成過程中，色彩搭配與醫學產品的主體要保持一致，給患者的感覺應該是溫柔的、和諧的。因此，醫療產品的整體色彩搭配要與其功能相適應，避免突兀和沉悶等，讓患者從視覺開始就感受到自然和諧之美，彰顯出對人文的關懷和對患者的尊重。

醫療器械應給人以安全感、溫馨感，讓病人感受到人性的溫暖和關懷［4］。圖2所示的移動輸液架的造型靈感來自于自然界的植物，植物的生長形態象征著旺盛的生命力，給人以生機與活力，給患者帶來一種積極向上的力量。產品頂部造型仿樹葉形態，適當鏤空，塑造空間，打破沉悶之感。底座三條腿的設計，視覺上更輕巧，而三角形的穩定，又增加了厚重感。目前，常見的外觀設計多從大圓角曲線形式方面著手，給人帶來耳目一新的感覺。色彩上白色與灰色相搭配，乳白色的色彩不但與醫療室環境協調一致，更脫離現有輸液架的機械冰冷、沉重之感，達到了簡潔、協調等效果，有利于緩解操作者視覺疲勞，使患者在使用時放松情緒，拉近了人與產品的距離。此款移動輸液架的造型在總體和細節上都趨向柔和，沒有強烈對比的形態和色彩的跳躍，能給醫療人員和患者安全感。

圖2 移動輸液架

4 醫療器械人機界面研究

在人機進行信息傳遞時，擔負人機信息傳遞的中介區域被稱為人機界面系統或人機交互系統［5］。醫療器械產品的服務對象人，是患者，患者自身就有身體上的痛苦，為了體現人文關懷，作用于其身體的設備必須給患者以舒適安全之感。所以，醫療器械的人機界面設計比其他工業產品的設計更特殊，必須以人這一因素為中心展開設計。醫療設備的人機界面作為最直接最直觀的接觸對象，其設計要具有合理性、安全性。此外，在滿足其主要功能的基礎上，還應保障使用者在面對各類情景時都能準確操作和使用醫療器械。所以，合理的人機界面設計不僅可以保障系統的可靠性和安全性，同時可以有效減少因為人為失誤或是系統意外事故對醫護人員和患者造成的安全損失。對醫療器械的人機界面進行合理化設計具有重要意義，在保證人身安全的同時還可以提高工作效率。

邁瑞Mindray DP-20便攜B超機（見圖3）整體采用曲面設計，精致小巧。控制面板的功能鍵根據特定原則排布，減少了控制按鍵易混淆的問題，減少操作失誤。屏幕上的指示燈可以及時引起操作者的注意。屏幕顯示的數值形狀簡潔、明快，更容易識別，增強整體顯示效果。在顯示界面中選用的字體應清楚大方，從而減少視覺上的錯誤判斷。在對選擇控制器及面板顯示的顏色方面，要體現出優美、典雅、溫馨之感，給病人以舒適、愉悅的心情。這種合理的人機界面設計，為此款B超機賦予了人類的情感，達到了人機的和諧統一。

5 結語

人機工程學理念的產生與發展，對醫療器械產品的設計提出了更高的要求。將人機工程理念運用到醫療器械設計中，在實現其使用功能的同時，滿足醫療器械作業者與被作業者使用時的舒適性、功能的協調性、安全性和便利性，減少操作難度，實現人—機—環境的最優配置。相信在未來，基于人機工程學理念的醫療器械產品還將不斷得到提升和發展。

圖3 邁瑞Mindray DP-20便攜B超機

［1］周忠喜，高原.醫療器械行業現狀與發展前景［J］.科技視界，2013（6）：174-176

［2］王政，伍瑞昌.軍隊衛生裝備研究現狀與發展［J］.中國醫學裝備，2005（5）：1-4.

［3］閆啟文，郭法寶.淺談產品設計中人性化設計的發展趨勢［J］.美術大觀，2010（10）：128.

［4］謝質彬，金忠民.產品造型設計及造型質量［J］.機電產品開發與創新，2005（1）：56-57.

［5］畢相軍.醫療器械的人機工程學研究［D］.上海：東華大學，2005.

The Application of Ergonomics in the Design of Industrial Products

Shi Jiajia1，2
（1.College of Mechanical Engineering,Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450000；2.Henan Cancer Hospital，Zhengzhou Henan 450000）

Through the analysis of human machine system design,shape and color design and interface de?sign of medical devices,the product designers realize that the application of ergonomics design and manu?facture of medical device products can not only improve the reliability and safety of medical devices to en?hance its use value,more importantly,reflect the humanistic care,improve product design and work efficien?cy,expand the competitiveness of medical equipment industry.

ergonomic philosophy；medical equipment；respect and care

TH787.1；TB18

A

1003-5168（2017）12-0033-03

2017-11-01

施佳佳（1989-），女，碩士在讀，助理工程師，研究方向：機械工程。