人因工程學在醫療設備安裝與檢驗中的應用*

楊麗曉 周 陽 王 粵

隨著醫療技術的不斷發展，醫療設備在醫療工作中發揮的作用日益重要。如何合理配置醫療設備，如何使已配置設備安全有效的充分發揮其功能，對醫療設備精細化管理水平提出更高要求。醫療設備安裝工作是醫療設備全生命周期管理的一項重要內容，其安裝效果直接影響設備使用的安全性和功能的發揮。分析研究醫療設備安裝過程的各項影響因素和各項因素之間的相互關系，有利于提高設備安裝工作的水平。

人因工程學(human factor engineering，HFE)是一門新興學科，將人、機器與環境作為一個整體進行系統性研究，使整個“人-機-環境”具有更高的質效和效能，已廣泛應用于工業、制造業、農業，建筑業及服務業等領域[1-3]。運用HFE理論研究分析醫療設備安裝過程中臨床醫學工程師、醫療設備和安裝環境的各項要素及應用，旨在更加科學合理的組織實施醫療設備安裝工作。

1 HFE概述

1.1 HFE及其研究內容

HFE又稱為工效學(Ergonomics)，國際人類工效學學會將HFE定義為“研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的因素，研究人和機器及環境的相互作用，研究在工作、生活和休息中怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科”，被認為是目前最權威和最全面的HFE定義[4-8]。

HFE綜合運用生理學、心理學、社會學、衛生學、人體測量學及生物醫學工程等知識和技術，研究生產系統中人、機和環境三大要素間的相互關系，通過對此關系的恰當設計和改進，提高生產效率和經濟效益，使工作系統達到滿意效果。

1.2 HFE在醫療設備安裝中的應用

醫療設備是防治疾病的特殊產品，單獨或組合使用于人體，其操作使用者是人，直接受體也是人，因此其應用風險直接關系到人的生命安全。HFE在醫學工程科的應用可貫穿于醫療設備論證、設計、試驗、生產、安裝、使用及維護整個周期中。有效運用HFE具備以下優點：①實現設備部件與配件更安全的連接；②更易閱讀控件和顯示內容；③更好理解設備的狀態和操作；④更有效的報警信號；⑤更易維護和維修；⑥更好地理解患者當前狀態；⑦降低使用錯誤及不良事件發生風險，降低醫療器械召回風險。

2 醫療設備安裝中的HFE因素

2.1 臨床醫學工程師

臨床醫學工程師是醫療機構負責醫療設備安裝的主體，其個人工作態度、業務水平、生理及心理等因素均影響設備安裝效果。

2.1.1 工作態度及業務水平

(1)工作態度。工作態度是決定一項工作的首要因素，對工作結果產生關鍵影響。臨床工程師重視醫療設備安裝并持積極態度，會使安裝工作有一個良好開始，同時詳細計劃整體安裝過程并積極協調突發問題。

(2)業務水平。臨床工程師的業務水平直接影響安裝工作的速度和可靠性。高水平業務能力的臨床醫學工程師可以保證設備安裝盡早順利完成。低水平業務能力的臨床醫學工程師可能導致安裝緩慢甚至無法完成安裝任務。

2.1.2 生理及心理因素

影響臨床工程師的生理及心理因素主要為生理周期、工作情緒、工作壓力和疲勞。

(1)生理周期。人體的身體機能在一晝夜中呈現出變化規律，人體適合白天活動，夜間身體機能迅速下降，進入休息狀態。周一至周五為工作時間，人體形成的生物鐘更適合工作，經過一周的工作，其身體機能在周末時間下降并感到疲勞。

(2)工作情緒。情緒有積極和消極兩極；積極情緒使人心情愉快，思維與動作敏捷，不怕困難，愿挑重擔，因而可提高安裝的效率與質量；消極情緒則相反。

(3)工作壓力。適度的壓力可提高工作效率，保證人的可靠性，壓力過輕使人缺乏工作積極性和動力；壓力過重則會導致理解能力下降，易急躁消極，對安裝工作產生負面影響。

(4)疲勞。疲勞會產生不良影響，令人喪失積極性并產生焦慮感，對工作產生厭煩態度，注意力無法集中，易偷工減料，影響安裝的質量安全。

2.2 安裝環境

安裝環境包括安裝設備所應具備的客觀條件，包括硬件環境、空間環境、物理環境和軟件環境，合理適宜的安裝環境對設備安裝效果影響重大。

2.2.1 硬件環境

(1)安裝工具。完備齊全的安裝工具是安裝工作順利開展的重要條件。安裝工具的設計和配備不滿足HFE要求會導致安裝困難或無法安裝。

(2)配套設施。配套設施的完備是設備安裝和日常運行的必要條件，包括以下6類：①主電源和輔助電源，在設計電源容量時要考慮設備升級和配套設備的增加；②穩壓電源、過壓保護裝置、地線、網絡布線和通訊接口；③地面及墻面處理(承重能力、水平度、地溝、線槽、穿墻孔及懸吊鋼架等)；④水和氣管路；⑤輻射屏蔽、輻射防護及抗靜電等設施裝置[9-11]。配套設施完備齊全，符合HFE設計，可提高設備安裝效率、質量及設備運行效率。

2.2.2 空間環境

(1)安裝運輸通道。必須為設備預留充足的安裝運輸通道以保障設備順利就位，不充足的運輸通道會導致設備無法就位或運輸出現碰擦損壞設備。

(2)安裝空間。臨床工程師在設備安裝過程中需有足夠的活動空間，使其能在較舒服的姿態下，采用坐、蹲、立和臥等姿勢完成設備安裝。空間過小會導致安裝者活動空間受限，在工作中過多旋轉和彎曲頸部和身體，易造成肌肉和骨骼損傷，同時導致工作情緒壓抑和心理不適。

(3)空間布局。空間布局設計應從5方面考慮，即設備安裝特點、人體尺寸、安裝作業姿勢、個體因素和作業活動。良好的安裝空間設計可提高安裝效率，提升作業者的工作能動性和滿意度，實現空間資源的合理經濟利用，國外學者在此方面研究起步較早[11-17]。腹腔鏡手術中的HFE因素見圖1。

圖1 腹腔鏡手術中HFE因素示圖

圖1中A和B分別顯示空間布局合理及空間布局不合理情況下，模擬腹腔鏡手術中操作者的姿勢。姿勢分別受顯示器、工作臺(手術床)及手術器械影響。圖1A中顯示器位于操作者眼睛下方且距離合適，操作者在使用過程中基本保持自然姿勢或稍微下彎，長時間使用也不會感到疲勞；圖1B中顯示器位置過高，需操作者仰視，長時間操作會造成頸部疲勞，對操作者身體產生損害并降低手術效率。患者躺在手術床上接受手術，手術床的高低則會影響患者的高低。圖1A是一個較優的高度，操作者在操作器械時，肘關節保持在90 °～120 °，操作者可在理想姿勢下完成操作，圖1B由于手術床高度過高，操作者肘關節角度<90 °，減小了操作空間。同時，圖1A中訓練箱傾斜一定的角度，方便操作者操作。

2.2.3 物理環境

(1)微氣候環境。微氣候環境包括臨床工程師工作的微氣候環境和設備自身運行的微氣候環境兩方面。微氣候環境主要由空氣溫度、濕度、氣壓、氣流速度、空氣質量和熱輻射等組成，直接影響臨床工程師安裝時的情緒、疲勞程度、健康和工作效率。因此，應盡可能按需要控制、調整和改善安裝環境的微氣候。部分特殊醫療設備自身運行對微氣候環境要求較高苛刻且是安裝的必要條件，必須提供必要的微氣候環境。

(2)照明環境。安裝過程中應有足夠強的照度，除一般照明外還應配備局部照明和移動照明，遮蔽可能影響維修作業的眩光源。

(3)噪聲環境。除人的耐受度外，還應考慮噪音對語言交流及報警、監聽和測試的影響。尤其是聽力測試設備對噪音環境要求較高，需充分考慮此類設備的噪音環境要求，并做好明顯可見的噪音環境要求標識。

2.2.4 軟件環境

(1)安裝制度流程。完善的安裝制度流程對安裝工作具有指導意義，使安裝工作有序開展。

(2)完備的合同資料和技術資料。合同資料包括設備的規格型號、技術參數、軟件功能和配套設備等相關內容和條款。技術資料包括技術圖紙、技術文件、維修手冊、維修所用設備及工具的操作說明書和軟件說明書等。

3 HFE在醫療設備安裝中應用策略

醫療設備安裝工作的HFE因素涉及臨床醫學工程師的工作態度、業務水平、生理及心理因素和硬件環境、空間環境、物理環境和軟件環境因素。在設備安裝過程中運用HFE方法，從各影響因素著手進行分析和改進，可不斷提高安裝工作效率及質量，使設備功能得到更安全和更充分的發揮，提高設備使用者的操作滿意度。

(1)提高臨床工程師對設備安裝的重視程度。設備安裝工作是醫療設備全生命周期管理的重要環節，安裝效果直接影響設備的使用安全和使用效果，臨床工程師要充分認識其重要性，并增加該項工作在臨床工程師工作業績考核中的比重。

(2)提高臨床工程師的業務能力和合理分工。注重臨床工程師的業務培養和繼續教育，不斷提高其理論水平和實踐能力，安裝重點大型設備的前期可由設備原廠提供專業培訓指導和考核。在分配安裝任務時，可分配經驗豐富且業務能力強的工程師承擔重點特殊設備的安裝工作，合理分工。

(3)結合臨床工程師生理及心理等特征分派工作。根據設備安裝的復雜性和重要性，結合每位臨床工程師的生理及心理特點做出適當調整。針對結構復雜，安裝周期過長的設備，盡量合理規劃和工作時間，避免加班加點，防止由于過度疲勞而產生不良影響。同時盡量安排心理承受強，性格樂觀積極的工程師負責安裝任務重的工作。

(4)完善硬件環境。在設備安裝前對安裝工具和配套設施執行詳細的配備清單，按清單逐條詳細檢查，確保備齊安裝工具并具有完備的配套設施，保證安裝工作順利開展。

(5)合理布局空間環境。在安裝設備前全面了解設備的包裝尺寸和實際尺寸，勘測設備運輸通道和空間環境是否符合HFE要求。運輸通道需保證設備和運輸人員安全通過，且不會對周圍環境造成二次破壞[18]。安裝空間布局要合理，為臨床工程師的安裝操作提供舒適的安裝空間，提高其工作舒適度和安裝效率。

(6)改善物理環境。參照HFE要求，不斷改善設備安裝的物理環境，提供適宜的安裝溫度、濕度和空氣質量，以改善臨床工程師的情緒、疲勞程度、健康和工作效率。必須按安裝要求達到設備運行必要的物理環境，并特別注意噪音環境的影響。

(7)注重軟件環境。軟件環境是安裝環境的必要理論支撐[19]。嚴格按規范的安裝流程、合同資料和技術資料進行安裝，可確保安裝工作的規范性和有序性，避免盲目安裝和無序工作。

(8)加強效果評價。加強對安裝效果的評價和經驗總結，通過效果評價提高臨床工程師對安裝工作的認知度。不斷總結HFE在設備安裝實踐工作的應用經驗，提高設備安裝的效果。

4 展望

運用HFE方法研究分析并不斷完善臨床醫學工程師、醫療設備和安裝環境的各項要素，可有效降低安裝錯誤和不良事件發生的風險。總結HFE在設備安裝實踐工作的應用經驗，利于提高安裝工作的效率和質量，使醫療設備功能得到更安全和更充分的發揮，提高設備使用者使用操作滿意度，從而提高醫學工程部門臨床保障服務水平和醫院醫療水平。

隨著醫學工程技術迅速發展及醫院醫療設備數量、質量和先進性不斷提高，如何最大限度地發揮醫療設備管理效能成為醫院亟需解決的問題。HFE研究人、機器和環境之間的合理關系，不僅對醫療設備安裝具有指導意義，更可貫穿于醫療設備管理的各個環節，指導醫院建立醫療設備管理效能評價體系[20-22]。通過對各項影響因素的不斷改進、優化和完善，持續提高醫院設備管理工作效能和，保證工作者安全、健康、舒適地工作，并取得滿意的工作效果。