醫療器械設計中的人機工程設計

劉洪生

摘要：隨著我國社會進步和經濟發展，各類醫療器械產品的科技含量逐漸增加，但是在人機工程方面的設計還有欠缺。本文就對醫療器械人機工程設計展開研究和探討。文中主要提到了醫療器械人機工程學的設計原理以及內容，分析了醫療器械相關產品的特征，并且提出了醫療器械設計要遵循“以人為本”的理念，從醫療器械人機界面開始做研討，簡單的闡述了其設計使用原則以及對醫療器械人機工程發展的前景進行探索分析，醫療器械中的人機工程設計在醫療器械中占據著非常重要的地位，這對于設計醫療器械產品的發展具有重要意義。

關鍵詞：醫療器械;設計;人機工程

前言

隨著社會科學技術飛速發展，產品更新速度越來越快，人們的生活質量普遍提高，所以會更加重視產品的舒適度，便捷度和使用效率。人機工程設計是一項綜合研究，要考慮到各方面的指標加上人所具備的功能去設計機器，從而確保在使用時能夠達到人機高度配合。

1.概述

簡單地說人機工程學主要研究的就是人和機器系統的相互關系以及作用原理，從而達到優化升級機器系統和人類工作效率的學科，目的是為了滿足人們的使用需求。

1.1醫療器械中的人機工程學特點

人機工程有三個要素，分別是人、機器、環境。這三個要素缺一不可相互依存，共同決定著系統的總體性能。醫療器械是直接的作用在人機工程的使用安全以及質量的基礎上。隨著科技不斷向前發展，我國醫療器械內部結構和操作控制設計的越來越精密，有了更高的可靠性和安全性，但是有關人機工程設計并沒有很大的突破和進步，我們的任務就是使醫療器械更加適合人類使用，從而達到人機高度協調統一。

1.2醫療器械設計中的人機界面設計

在ISO13407國際標準中明確了交互系統“以人為本”的指導方針。以人為本的設計觀點提出，就意味著醫護人員和病人都要積極參與到醫療器械的設計過程中，并且明確雙方需求，將醫護人員、技術功能、病人的任務進行合理分配，清楚哪些事情是由器械完成的，哪些是要人工操作的。設計觀點本著“以人為本”的理念，其中主要包括產品說明、設計方案、使用范圍、設計評價等。人機界面的設計就是在人操作計算機進行信息交換和傳遞的紐帶，界面分類有功能性、情感性、環境性等，不同類型的界面可以相互疊加，也可以單層使用。在使用人機工程時需要遵循四個原則，分別是動態性原則、交互性原則、合理性原則和多樣化原則。醫療器械的人機界面設計就要在這四個原則的支持下進行同時還要考慮到雙面設計。所謂的雙面設計就是既要考慮到醫護人員的人機界面又要考慮到患者的人機界面。對于醫護人員來說需要注重的是高度緊張狀態和工作壓力，患者界面設計要充分考慮到患者精神脆弱、易怒等心理特點。

2.主要設計內容

2.1產品設計方案階段

從產品的本身出發以及環境和人的角度進行相關分析，同時還要考慮人的能力限度和機器操作安全等因素制定設計產品方案，制定出一個產品模型，再加入人機工程學中的人體模型等數據對模型進行充實改造，模擬產品完成優化以后可以進行后續的各項實驗，可以把實驗結果同步在人機工程學上做對比，便于后續數據調整。

2.2產品規劃階段

進入到規劃階段的產品要充分考慮到產品、環境、人這三者的關系，合理分配醫療產品的功能關系。

2.3產品技術設計階段

技術設計是整個產品的核心環節，在設計時要考慮人的心理特點和生理機能。從人的視野度、尺寸參數、肢體等各個方面綜合評估，以便于全面準確地分析醫療產品零件的尺寸更好地投入使用，醫療產品設計一定要嚴格要求不得馬馬虎虎，所以要嚴格控制每一個設計參數細節，根據參數制作模型。不僅要對產品進行參數測評，還需要進行操作人員活動范圍、舒適度、操作便捷度等各個方面進行考量，根據調查結果所得預測出產品在投入使用期可能會發生的問題并給予相關解決方式，針對這些問題再對產品進行相應修改。

2.4產品整體設計階段

在產品的整個設計過程中，充分運用人機工程的相關理論對產品進行全面細致的分析，保證產品適用于實際操作，故障維修方便以及使用環境安全，使得產品的使用功能和效率上都可以達到最優化。

3.人機工程設計理念在醫療器械中的應用

人機工程設計理念，可以有效提高我國醫療器械產品市場價值和使用價值。例如國外的 Sturlgart 設計中心在每年評選優質醫療器械時，人機工程的評判標準是產品尺寸、外形和人體能否達到高度統一;產品操作是否順手;各操作單元設計是否符合實際需求;使用者能否避免操作意外傷害;產品清潔保養是否方便。只有人機達成高度默契，才能讓人機產生一種微妙的關系，產品在現實使用時也會更加便捷。通過外觀、界面設計等多方面進行改進，不斷與患者與操作人員的實際需求靠近。

3.1以人為中心的設計意義

用以人為本作為設計理念，可以很大程度上減少醫療成本，便于醫護人員的日常操作，也可以快速提高操作人員對產品的熟悉度，使得醫療器械更具有人性化，從而減少患者在治療中的恐懼感，提升醫療器械的操作安全性和可靠性，把產品優勢最大化。

3.2 人機工程設計界面的分類

在上文提到人機界面可以分為功能性人機界面，環境性人機界面以及情感性人機界面三類。任何一個產品或者是室內外環境作用都不能脫離環境因素而存在，環境的物理條件和精神分為是不能忽視的人機界面因素。

4.結束語

綜上所述，醫療器械中的人機工程設計需要考慮多方面的因素，這些因素往往摻雜著復雜和不確定性。全面系統地考慮設計醫療器械設計程序有利于提高器械質量，提高在同類產品中的競爭力，在市場中占據有利地位。如今醫療科技持續進步，患者對于醫療服務也提出了更高的要求。醫療器械很大程度上影響著醫療服務質量并且還影響著疾病治療效果。由此可見，提升醫療器械的綜合質量有必要被納入到醫療行業發展的整個過程中，以便為患者提供更優的服務。

參考文獻

[1]王殊軼，錢省三.醫療器械設計中的人機工程設計研究[J].醫療裝備，2015

[2]李震，詹立新，張金海等.人機工程在醫療器械設計中的應用[J].中國醫療器械信息，2012

[3]張廣林.探討基本于人機工程學的醫療器械設計[J].城市建設理論研究2016

[4]李怡勇，夏偉，米永巍 基于人機工程的腦外科手術輔助支架設計與制作[J]. 中國醫學裝備，2011

[5]徐新喜，高振海，劉志國 全地形履帶式衛生急救車關鍵技術研究[J].醫療衛生裝備，2016

[6]李震，詹立新，張金海，等.人機工程在醫療器械設計中的應用 [J]. 中國醫療器械信息，2017

（作者單位：邁卓泰科（天津）醫療科技有限公司）