医疗设备的人机界面研究

符浩 董继先 王佳宁

摘 要：随着现代科学技术的发展，人们也越来越重视医疗器械的发展，尤其是在界面操作方面。医疗设备的人机界面是承载着病人信息的重要载体，且大多数时都是专业医护人员在使用，其专业性要求越来越高。而对于设计人员来说，现在的界面设计不管是信息的传达，更重要的是将医护人员的各个感官联系结合起来，设计出更加优良的医疗设备。实现各项功能的最优化，为医疗事业做出一点贡献。同时也实现了真正意义上的和谐。

关键词：医疗设备;人机界面;工业设计;人机关系

DOI：10.16640/j.cnki.37-1222/t.2019.04.142

0 引言

医疗设备是人类健康保障的重要组成部分，同时也是国家科技实力的体现。人机界面作为使用者与医疗设备之间的媒介，其重要性是不言而喻的。一台性能优异的医疗设备不仅在质量上要好，更需要在可操作性上表现优秀。如今，医疗设备拥有越来越多的自动化技术，操作界面的功能也越来越丰富。虽然这种发展趋势可以不断降低操作人员的体力负荷，但是也随之增加了其认知负荷。界面设计的缺失将会直接或间接地导致医疗事故的发生。因此，针对医疗设备的人机界面展开研究，是提高其操作安全系数的重要途径之一。

1 医疗设备人机界面设计的作用与设计思路

1.1 医疗设备人机界面设计的作用

随着现今人们生活水平的提升，医疗设备也得到了大力的发展。人们对于医疗设备的操作性与可用性需要求也日益增长。而在医疗器械产品的使用中，人机界面作为承载病人信息的重要载体，其功能是十分重要的。一方面它可以将患者的身体机能信息直观的展示在医生面前，另一方面可以让医生通过特殊的界面操作来对病人进行相应的检查、治疗等。良好的人机界面设计不仅可以减少操作人员的体力负荷，同时也能减少其心理压力，使人心情愉悦。

1.2 医疗设备人机界面设计的思路分析

目前，世界上很多医疗设备都将重心放在图形界面上[1]。医疗设备界面设计主要考虑图形、声音显示与控制部分的设计是否合理，操作是否方便易行，通过设计能否有效地避免误操作[2]。

2 医疗器械的人机界面研究与设计

2.1 控制部分

控制器是医疗设备的核心部分，它直接影响着操作人员的使用情况。部分医疗设备的按键存在着控制界面布局不合理，按键功能無区分度等问题，操作人员极易发生操作失误，从而导致严重的医疗事故。

医疗设备的控制器可从形状、材质、位置、色彩、特殊标注这五个方面来设计。

形状是通过对操作器外观造型的区别化设计来进行区分的。医疗设备不同功能的按键应当具有不同的大小以及形状，使操作人员更加直观的辨别出不同功能的按键。

材质是根据选用不同的材料，运用不同的处理工艺，如添加纹路、选用橡胶材质等方法。使操作人员在触碰不同功能按键时会有不同触感，以防止操作失误。即使遇到照明不足的情况也能够充分应对。

位置可以根据操作功能的不同对按键进行区域化、模块化的划分，相近功能或需要连续操作的按键可以划分在同一个功能区域内。根据操作频率的需求将不同的操作模块按照视觉设计标准来放置，如主要操作功能模块可以放在面板的中心，次要功能放在面板的左上角，使用率较低的功能模块可以放置在面板右下角。

色彩具有比形状更加强烈的冲击力，通过给功能按键赋予不同颜色可以更加有效的区分不同的功能按键，但是色相过多会影响操作人员的辨别能力，一般选用不超过五种颜色进行搭配。

标注一般在操纵器数量较多，且形状难以区分的情况下使用，文字或符号说明应在控制按键的上方。

2.2 视觉显示部分

医疗设备显示面板主要包含显示屏和指示灯两部分，其的主要作用是让操作人员能够迅速、准确地找到相应的信息，从而对病人进行相应的诊断。因此，在视觉显示设计中应当充分考虑人接收信息时的视觉特征，并以此作为设计的必要参数。

人在观察显示设备时，眼部水平方向的运动要快于竖直方向，且竖直方向的运动较水平方向更易引起疲劳;人的视线一般是从左到右或从上往下观察;在偏离视中心相同距离的情况下，人眼对显示屏左上角的观察率要多于右上角，其次是左下角，观察率最低的区域为右下角[3]。

因此在医疗设备界面设计中，应当将文字类参数信息从左上角依次向左下角排列。而连续性的图标类信息应当从左向右水平放置。也可以将信息归类，区域性的显示参数信息。

2.3 听觉显示部分

语音界面在医疗设备设计中得到了越来越广泛的应用。例如，具有语音指导的AED急救设备、具有报警功能的心电监护仪、语音血压测量仪等等。医疗设备言语装置设计的目的，是为了让操作者清晰而准确的接受或传递指令。

一般言语显示装置的语音强度最好在60～80dB，而在有背景噪声的场合，需要将言语装置的频率选择在噪声掩蔽效应最小的范围内[4];当内容较为复杂的信息需要通过言语装置传递时，可以采用两级信号分开传递，这样可以确保信息传递的清晰度与准确性;传递的内容尽量简洁，不能超过操作人员可接受的必要信息量;言语装置可以与信号灯结合使用，组成更能引起人们注意的视、听系统。

3 结语

随着科学技术的发展，人机工程学在产品设计中得到了越来越广泛的应用。面对与生命密切相关的医疗设备，一方面要注重医疗设备的质量，另一方面要提升医疗设备操作的安全性。通过对人机界面的设计，可以提高医护人员的工作效率，为医护人员抢救生命创造机会。同时，也对医疗设备的人机工程学研究和应用具有重要的促进作用。

参考文献：

[1]裴照地，赵卫国，谢志强.基于人机界面的医疗床设计的研究[J].中国包装工业，2015（08）：43.

[2]曾文博.医疗器械设计中的人机界面研究[J].美与时代，2014（05）

：112-113.

[3]何旭洪，黄祥瑞.工业系统中人的可靠性分析：原理、方法以应用[M].清华大学出版社，2017（10）.

[4]郭伏，钱省三.人因工程学[M].机械工业出版社，2005（09）.

作者简介：符浩（1991-），男，陕西西安人，硕士在读，研究方向：工业设计。