手持醫療產品的人性化設計研究

高健權 方新國

摘要：針對當前市場中手持醫療產品設計的缺陷，探究手持醫療產品的人性化設計方式。結合當前手持醫療產品發展過程中所表現的人性化特征，提出手持醫療產品的人性化設計原則，從外觀、人機、安全性三個方面論述如何將設計元素解構重構融入手持醫療產品的人性化表現中，并以手持醫療配藥機為具體案例，提供人性化設計分析過程。人性化設計有利于提高手持醫療產品的使用體驗，為醫護人員帶來更高效率的工作過程。人性化設計為手持醫療產品帶來蓬勃的生命力，是手持類醫療產品發展的必然趨勢。

關鍵詞：手持醫療產品 人機工程學 人性化設計 關懷

中國分類號：TB18

文獻標識碼：A

文章編號：1003-0069 （2019） 02-0014-03

引言

隨著電子醫療器械在國際市場上的普及，不同種類的醫療產品也逐漸出現在各大醫院。手持類醫療產品作為醫療器械類別的一種，在我國醫療產品市場過分追求商業利益的背景下，仍缺乏友好的產品設計，在國際市場上更是缺乏競爭力。“人性化”是設計師通過對設計形式和功能等方面的“（人性化”因素的注入，賦予產品以‘（人性化”的特性，使產品富有情感與生命[1]。在以人為本的社會，將“人性化”理念注入手持醫療產品的設計中，使產品更具人情味和親和力，從而減少醫護人員的工作失誤、減輕病人的心理病痛，同時有利于提高國內手持類醫療產品的國際競爭力，推進手持類醫療產品的國際化進程。

一、手持醫療產品設計原則

手持醫療產品雖區別于一般的手持工具產品，但其設計過程還應遵循一般工業產品的設計原則。在基于一般手持類產品的設計原則下，針對醫療產品的特殊性與專有性，總結提出了以下手持醫療產品的一般設計原則。

（一）安全性設計原則

手持醫療產品在有效地實現預定功能的基礎上，不能對使用者的健康造成危害，其包括以下幾點：

1.形狀與尺寸在對人體不造成生理與心理傷害的前提下，能滿足大部分設計對象，包括滿足用戶的性別、年齡與訓練程度等。

2.材料的選擇需要考慮產品的預期目的，避免與其接觸的藥物或物體產生相容性及污染問題。

3.產品設計的操作活動空間與操作狀態應在手的可及范圍內完成，防止因操作產品姿勢不當引起的肌肉損傷。

4.為預防和控制醫院感染，保證手持醫療產品達到無菌要求，產品盡可能設計為可手工拆卸形式，以滿足零部件易清洗消毒。

（二）以人為本的設計原則

產品要適合使用對象，而不是讓使用者去適應產品[2]。設計師在設計手持醫用產品過程就應考慮設計的對象、對象的行為特征以及產品使用環境等因素，以保障產品設計的合理性。

1.了解該產品的使用對象（一般為醫護人員或病人），確定使用范圍，調查對象的特征，包括性別、左右利手、使用頻率等。分析使用者操作該產品的行為動作，以盡量減少產品不宜性給使用者帶來的不便。

2.在產品設計中融入新鮮元素，擺脫手持醫療產品給使用者帶來的壓抑感，使產品更符合醫護人員或病人的生理、心理需求，讓產品更具有活力。如在手持醫療產品設計中使用柔美的曲線和淡雅的顏色，能擺脫醫療產品冰冷的感覺，有效緩解使用者冷漠和生硬的感受。

3.不同的操作形式與界面布局對操作者均有不同的影響[3]。手持醫療產品的人機界面設計應表現出易用性，從而讓醫護叭員或病人在操作過程中能簡單清晰地得到信息的反饋，避免交互的冗余與繁雜。

二、手持醫療產品人性化設計

手持醫療產品在滿足一般手持產品的人機工程設計要求外，要針對產品對于醫院、醫護人員等特殊環境與使用對象的適宜性進行人機工程的設計[4]。對手持醫療產品的人性化研究除了最基礎的人機尺寸比例因素外，還需考慮產品形狀、材質與色彩設計等會對使用者造成生理、心理影響的設計因素，才能深入設計出融合使用價值與審美價值于一體的人性化產品。

（一）手持醫療產品人機尺寸分析

目前，國內較多手持醫療產品是國外進口，這些產品在尺寸規格上并不符合國內醫護叭員的使用。因此，針對國內醫護人員的人體尺寸參數、機械力學參數等進行手持醫療產品設計起著關鍵作用。

1.觀察分析設計對象的特征。產品的設計都是針對明確對象進行設計，而手持醫療產品主要使用對象是醫護人員，針對醫護人員這個群體還應對其特征進行細分，包括醫護人員不同的年齡、性別、左右利手、所能接受的力度、操作習慣等。

2.選擇合適的人體尺寸百分位。在確定所設計產品屬于哪一類型對象后[5]，選擇滿足該對象的中國成年人人體尺寸百分位及其人體尺寸數據。而手持醫療產品設計主要考慮的人體參數是手部尺寸，一般情況下多采用滿足度最高的尺寸數據為依據進行設計。

3.確定功能、心理修正量。為了健康與安全醫護人員在工作期間一般都會佩戴醫用手套，而國標中的人體尺寸數據是裸體或穿背心、內衣褲時靜態測量的結果，在設計階段選用數據就需適時在基礎人體數據上增加修正量。考慮到醫護人員由于工作壓力等心理影響產品體驗，一般還需通過對設計對象進行主觀調研衡量并增加產品的心理修正量。

4.確立各相關設計參數。在明確人體百分位、修正量以及對象特征后，需要對各設計因素的參數范圍，包括手柄的直徑、長度、形狀等進行分析，以確定最適宜的設計參數范圍。

（二）造型與色彩設計

在手持醫療產品的人機設計中，造型比例與色彩設計應注重醫護人員的生理與心理需求。如果醫療產品在工作區域的產品形態、色彩等非常宜人，則能使醫護叭員精神愉悅，情緒穩定和提高工作效率，從而避免發生誤操作。反之將使醫護人員的工作壓抑沉悶，甚至排斥對該產品的使用。

在手持醫療產品中，手柄截面形狀有很多種，如圓形、方形、多邊形、不規則等，一般由產品性質和結構所決定。一般截面為圓形或者橢圓形的手持產品相對有舒適感[6]（如圖1）。而手柄形狀需要考慮醫護人員對手持方式的感知隱喻能力，可以通過醫護人員對以往產品操作的熟悉經驗來進行設計。考慮到是醫療產品，造型風格避免過于浮夸，應具有親切感，與醫療環境相融合。針對醫護人員工作類型，為避免產品從手部脫落，手柄表面應多采取肌理設計，增加手持產品與手部的摩擦力。而肌理的設計也是打破單一圓滑造型枯燥感的一種做法。

手持醫療產品的色彩設計與材質設計也應該追隨時代的潮流感，設計師賦予產品怎樣的色彩與材質是能傳遞給醫護人員在使用產品過程中體會到不一樣的情感。在色彩設計中，醫護人員的工作環境需要冷靜與理性，產品適當采用冷色和低飽和度的顏色。而手持醫療產品配色設計中，通常顏色不超過三種，如白色是醫療行業的代表，一般以白色作為主色調進行搭配[7]。

對于產品材質的選用，設計師應把握醫護叭員對產品材質的意象，準確把握用戶需求與喜好，如硅膠材質的使用能給予使用者柔軟的親和感。考慮到醫療產品的特點，在材質設計上除了需要生理上給予使用者帶來的舒適性，心理上給使用者帶來的人情味，還需考慮材料的醫用級別是否達到醫療產品的要求。

（三）人性化設計整體過程

手持醫療產品人性化設計的一般過程主要歸納總結為以下5個步驟：

1. 分析手持醫療產品的使用狀態及用戶的要求;

2.手持醫療產品設計原則與人機工程學要求的融入設計;

3.手持醫療產品設計解決方案的提出;

4.根據可用性要求結合用戶體驗評價設計方案;

5.對產品的改進與迭代設計。

總體而言，手持醫療產品人隆化設計是一個循序循環的、以產品可用性為評價導向的過程（如圖2）。

三、手持醫療配藥機人性化設計

（一）手持醫療配藥機產品現狀

目前我國手持類醫療產品市場上充斥著許多設計水平參差不齊、技術水平高低不平的同類產品[8]。制造商在完成消費者對產品功能性需求以后，關注更多的是產品所帶來的利潤，導致產品存在各種設計問題。手持醫療配藥機作為一種典型的手持式醫療產品，它能輔助醫院護理人員自動化完成配藥工作，只需按動按鍵即可完成對藥液的抽吸和推注動作，它的使用能降低醫護人員因長時間、高強度的反復抽液與注液工作帶來的勞動強度。手持醫療配藥機的發展在我國市場仍處于研發起步階段，許多都處于臨床試驗并未成熟。因此，本文將圍繞手持醫療配藥機為案例進行人性化設計的分析，以供相關產品作設計參考。

（二）外觀人性化設計

1.造型方面：在新型手持醫療配藥機的造型上擺脫了傳統產品造型形態服從結構形式的設計思路，通過柔和的曲線取代原產品過于理性和生硬的造型（如圖3），適合醫護人員的個性化風格。減少了冗余的分割線，采用簡潔的幾何形態來體現產品的極簡及現代感。在造型的創新設計中，采用基于隱喻的設計方法[9]，新型手持醫療配藥機的把柄處設計傳達了人手抓握部位的設計語義，使用者在初次使用產品時便能憑借生活經驗和視覺認知快速、直覺地操作上手。

2.色彩方面：色彩是所有產品與生俱來的因素。產品的功能、所處環境決定了產品色彩的搭配。因此在設計手持醫療配藥機過程中，盡量使色彩適應于醫護人員的心理狀態，與醫院環境相協調。針對形式美法則要區分好產品主次的視覺效果，整體色彩要簡潔舒適，避免混色過多[10]。在新型手持配藥機色彩設計中，采用環境色彩提取法采集有代表性的使用環境（如圖4），對照片環境內的色彩特征進行提取及分析，最終選定了白色與藍色作為新型手持醫療配藥機的配色。以醫療行業代表的白色為主色調占據產品較大比例，寓意產品的冷靜與理性。低飽和度的藍色為輔助色以區分操作界面，使得手持醫療配藥機的外觀生動而不單調，也便于醫護人員的正確操作。操作區域的按鈕采用藍色簡單標志，既醒目也起到易識別的作用。

3.材質與工藝方面：質感和紋理也是表現產品的一種藝術形式，通過合理地選擇產品的材質，能增強產品與人的親近感與互動性[11]。手持醫療產品的表面材質設計不僅要體現視覺上的美觀性，更要與使用者的操作行為相匹配。針對新型手持醫療配藥機選用溫和的塑料作為產品的整體外殼材質，塑料的柔性和彈性加上其易加工的特點成為大多數手持醫療產品外殼的首選材質。結合對塑料表面的氧化和噴砂處理形成肌理效果，提高了手持醫療配藥機品的質感。而需要直接接觸肌膚的手持部分選用柔軟的橡膠材質，滿足了使用者對產品的觸感需求。為便于醫護人員在使用產品時能清楚看見針管的藥量，上蓋采用透明的PC塑料材質，通過能直視產品的運作過程，從而讓使用者產生更大的安全感。總之，手持醫療配藥機的材質設計需要與造型及色彩等因素的綜合配合表達。

（三）安全性設計

安全感是主觀訴諸于客觀的感覺，具有安全感的手持醫療產品能給使用者帶來情緒上的愉悅[12]。新型手持醫療配藥機的安全感語義傳達除了表現在造型、色彩及材質的設計上，還體現在以下幾個方面：（1）在上蓋與底殼的連接方式設計上，從傳統的卡扣式連接結構設計為磁吸式連接設計，極大便利了使用者的操作，其穩定的連接方式也增加了使用者的心理安全感;（2）新型手持醫療配藥機的充電方式從原有線充電設計為無線充電，避免了因使用者與漏電電線的接觸引起使用者觸電;（3）考慮到手持醫療配藥機會與液體藥物接觸.而使用者跟產品產生直接觸碰，為防止因液體浸入產品內部造成損壞，采用液體防護設計，改進手持醫療配藥機的防水性能，增加產品品質的安全性。

（四）人機工程設計

1.尺度設計：手柄是手持型醫療產品操作的最重要部分，手部尺寸是其人機工程設計的主要依據。新型手持醫療配藥機的手柄設計包括其造型的長度及截面的直徑，其尺寸比例既要美觀舒適，又要滿足產品功能的實現。通過中國人體尺寸百分位數據的分析，手柄處長度取決于手掌寬度，適宜為l00-125mm。新型手持醫療配藥機的抓握方式為手掌著力抓握，其手柄處截面外接圓直徑適宜為30-45mm。依據原始產品內部元器件的尺寸約束，并充分考慮操作的舒適性和心理修正量，新型手持醫療配藥機的手柄處長度為121mm，截面的直徑為39mm，符合普遍女性醫護人員的抓握和操作（如圖5a）。

2.交互界面設計：手持醫療產品的交互設計應依據使用者的特性和產品功能。新型手持醫療配藥機的行為操作應盡量舒適簡便，符合醫護人員的認知與行為習慣，避免操作失誤。改進后的新型手持醫療配藥機在以下幾個方面體現了人性化的交互設計思想：

交互界面由原產品的側面布局改為正中央，能同時滿足左右利手的使用者，也讓使用者能直視操控面板，更好地貫徹人機工程學的思想;原產品需要通過食指滑動按鍵來控制藥液的抽取與注射，這種方式反復操作易導致扳機指[13]。因此，將操控按鍵設計為按鈕式，以拇指交互控制取代食指控制，對操作的舒適性和安全性有更好的改善（如圖5b）。在操作界面上添加高亮指示燈，以顯示使用者產品的電量狀態，在電量不足時指示燈閃爍，既傳達了視覺美感，也起到提醒的功能。

（五）樣機試驗

通過制作1：1的樣機，對產品的尺寸手感、操控體驗進行反復試驗。采用對使用者深度訪談的研究方法來評價設計方案的舒適度與可用性。經過試驗發現，相比市場現有的手持配藥機，該方案樣機尺寸適用大部分女性護士的手部尺寸，造型與色彩符合用戶的心理預期，產品的操作過程也較為流暢舒適（如圖6）所示。結論

由于手持醫療產品的特殊性，大多醫療產品生產企業往往把關注焦點集中在功能與技術實現上，忽略了手持醫療產品電人的核心地位，導致產品在外觀造型上缺乏人性化，在交互情感上更是冰冷的。本文提出了手持醫療產品的人性化設計思路，以傳統新型手持醫療配藥機為實例，從人性化設計角度出發，對外觀造型、安全性、人機工程學三方面進行產品的創新設計與研究，以滿足醫護人員對使用舒適性、操作便利性、外觀美觀性的需求。最后，通過產品樣機的試驗，收集試驗人員的反饋，反映了產品的良好評價，進一步驗證了產品外觀與功能的可行性，為相關手持類醫療產品的工業設計提供參考。

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