医疗器械设计中人机工程的运用

2017-01-20刘武济南市食品药品检验检测中心济南250102

中国医疗器械信息 2017年5期

刘武济南市食品药品检验检测中心（济南 250102）

医疗器械设计中人机工程的运用

刘武济南市食品药品检验检测中心（济南 250102）

随着科学技术的发展，医疗器械的技术也在不断提升，在设计医疗器械的过程中，人机工程学的应用无论对于医疗器械的安全性能，还是应用的价值、降低医疗事故发生率都有至关重要。但目前普遍对人机工程的设计重视程度不够，本文主要对于人机工程在医疗器械的设计中的应用进行阐述与分析，以期引起对医疗器械细节设计的重视。

医疗器械设计人机工程运用

我国的科学技术在不断地发展，丰富了医疗器械的应用功能。虽然提高了医疗器械的可靠性，但是，人为因素也容易造成医疗事故的发生。因此，还要进一步地探究医疗器械在人机工程中的应用。

1.人机工程概述

人机工程是对人与系统中其他因素的相互应用以及作用原理和理论等进行研究，来对系统效能和优化人类进行设计的学科。目的是将系统和环境以及工作和产品进行设计和优化，致使人们的需求更加满足；寻找机和环境间的规律，从而使人-环境-机系统互相的优化得以有效实现。人机工程学认真地对人、机、环境进行了分析和研究，在此基础上，细致地研究人与物所处的环境为一个系统。称为人-环境-机系统，三者间互相作用和依存，对总体的性能起决定的作用[1]。医疗器械在直接或者间接的作用上，对人机工程的质量和应用安全性能起决定性的作用。随着科学技术的快速发展，医疗器械的操作控制装置和内部的结构，都逐步地变得更加精准，同时，可靠性也很大程度地提升了。但是，人在生理功能的进化上比较小，所以，在医疗器械上，只有对人机工程学进行设计，医疗器械才能够与人的操作适合，人机统一得以有效地实现。

2.在医疗器械设计中，人机工程具体的应用

随着医疗事业规模的扩大，医疗器械的种类也越来越多，必须要分析各方面的因素，才能够设计医疗器械。将人作为医疗器械设计的主体，医疗器械设计出来以后，既易理解又方便，同时，还能够将人与医疗器械的亲和力增强。从而使医疗器械具有一定的“人性化”，减少患者恐惧和焦虑情绪。医疗器械通过人性化设计以后，医护人员操作的效率得以提高，操作可靠性得到保证，由此促使医护人员和患者更多地被其吸引，从而提高竞争力[2]。

2.1 人机界面

对于计算机而言，人机界面是一个比较重要的组成部分，是人与计算机之间进行对话或者信息传递和交换媒介的接口。人机交互是对人和计算机以及其相互影响的技术进行研究。人机界面包括功能性和环境性以及情感性人机界面。三种类型的人机界面在划分上具有交互性和重叠性，而不是绝对的[3]。设计人机界面所应该遵循的原则：其一，合理性，利用感性和理性的思维结合，分析定量和定性的设计，从而使明确而合理的系统设计得以有效地保证；其二，动态性，各种产品在设计上应该有多重因素，既要有思维与情感的演变和认识，还要有变换的空间与时间，以及有多维的空间理念等；其三，多样化，设计因素需要进行多样化地思考；其四，交互性，在设计界面的过程中，既是信息的传达，又是对人反馈的接受；其五，共通性，界面的统一和协调需要保证，功能与环境以及情感不能单独地存在。

2.2 安全性

在设计医疗器械中，安全性能是关键的环节，设计安全性注意的几点：其一，对于被患者和医护人员，医疗器械本身不能对其的健康有影响；其二，设计医疗器械和有关的配置需要与安全原则相符合，对于有关行业技术的水平也应该考虑；其三，选择材料上，对于材料与细胞和体液及生物组织的互相容纳性应该注意，特别是毒物和易燃品。

2.3 造型设计

医疗器械从整体的造型设计而言，尽可能利用大的倒角和曲面，来造型的要求得以有效地实现。大倒角和曲面能够使医疗器械具有很强的亲和力，比较圆润。医疗器械的部件在设计上尽量隐藏起来，有的部件隐藏不了，可以利用色彩或者造型来进行装饰，给患者或者医护者安全感或者比较感兴趣。造型需要融入于整体的环境[4]。医疗器材形态设计的优劣，会影响患者和医护者在心理，因此，在设计医疗器材的形态应该加经重视，好的形态能够使患者和医护者具有安全感。

2.4 色彩设计

对于医疗器械进行表面色彩的设计时，注重将流行感和时代感设计出来。色彩的“宜人性”，能够对患者的恐惧和心理的压力有所降低或者缓解，在设计色彩时非常重要[5]。医护者在进行工作时，需要理性和冷静，与冷色特点比较符合，冷色对于患者诊疗时的恐惧和烦躁的情绪，也能够相对地进行缓解。所以，当前的医疗设备，在医疗器械的配色上，采用冷色设计的比较多。

2.5 触觉设计

在现代医疗器械的产品控制装置中，按钮是比较主要的方式，电子技术水平在不断地提高，对于轻型的触觉控制器来说，按钮控制器是比较主要的。按钮控制器既能够对开和关进行控制，还能够转换。随着科学技术的发展，印刷电路也在不断地发展，在电路操作的面板上，操作者只要在特定标志的区域上，轻轻地按一下，就可以将功能的转换目的得以有效地实现。

2.6 作业空间设计

对于操作者由于操作姿势及体型不同的需求，医疗器械都应该满足，所以，医疗器械在对主机的配合上，需要将各种附件进行增加[6]。但是，扩展太大，生产的成本就会增加，还会提高维护设备的难度。在对医疗器械进行设计时，应该结合用户的操作及体型的需求来对机构自动地进行调节。如此这样，患者既能够舒适地接受治疗，减少治疗的痛苦，还能够将医护者的操作可靠性和效率得以有效地提高。

2.7 材质设计

材料不同，内部的构造及组织都有一定的差异，质感的差异也非常大。根据人们心理的感受及不同材料特性的差异，认真地将材质合理地进行选择。医疗器械的金属材质应该避免使用的面积太大，塑料材质在亲和力上与金属材质比效，更好一些，患者会喜欢和接受。因此，大多数的医疗器械在外壳的应用中都用塑料外壳。医疗器械的表面，亚光表面可以降低或者消除医疗器械比较强视觉的冲击，还方便清洗，因此，采用亚光比较适合。

3.医疗器械未来发展的趋势

随着科学技术的发展，人机工程技术在未来的医疗器械中也会快速地发展，主要体现的几个方面：其一，绿色医疗，生态哲学引导下，对于保护生态和可持续发展进行重视，才能够使“以人为本”的设计理念得以有效地满足；其二，将人机工程进行虚拟，对于人机工程的设计和工程的模型，以及诊所和现实系统等进行未来的虚拟；其三，数字化的人机工程，未来不但会出现人机评价和咨询的系统，还会出现分机工程的分析和服务分析的系统；其四，人机工程将会智能化，无论是自动学习的人机工程系统，还是人机智能系统等，未来都会进行自动优化。