关于人机工程在医疗器械设计中的运用探讨①

2020-01-08崔倩雯

科技创新导报 2020年15期

崔倩雯

(广东千山医疗器械科技有限公司广东佛山 528300)

在医疗器械的设计过程中，需要考虑该设备的用途、运行原理、工作目的以及可以获得的数据类型，并充分考虑在设备使用中的患者舒适度、医疗设备测彩对于患者带来的心理压迫感、医疗设备中相关技术的使用方法和作用类型等因素，基于此方可让形成的综合性管理路径可以更具备应用价值，充分提高当前该设施的作用水平。

1 人机工程在医疗器械设计中的设计原则

1.1 以人体为中心原则

以人体为中心原则包括两个方面，一个是该设备要可以和患者的身体曲线贴合，防止在设备使用中对其造成二次伤害，另一个是和医疗工作者的身体贴合，让其可以在设备的操作过程中，第一时间获得所需的参数或者图像[1]。

对于和患者的身体衔接，要根据该设备的用途和工作原理合理选择，比如某设备的用途是让患者借助设施上的承托装置让患者可以借力，使用地点主要集中在骨科病床、放射科的传动床铺等，其需要具备可调节性，主动为患者施加专业性的借力承托系统，防止原有设备运行中对患者造成严重的二次伤害。

1.2 高安全度工作原则

医疗设备设备的设计关键在于具有高安全性，要全面避免在正式的工作中出现零件脱落、设备无法正常运转、使用结果不能满足正常使用要求等情况。要根据该设备的工作类型、工作状况和实际的运行标准，探讨该设备的专业化工作形式，同时对于机械设备的实用新型设计，尤其需要分析当前该设备的工作状况，确定和分析采用的新型技术能否达到预期目标。另外对于医疗设备的新型发明，尤其要经过全方位的检查和分析，考虑社会道德方面、法律法规层面以及自身的技术使用准则层面信息，基于此才可以确保在设备的正常运行中，在保证了功能性的基础上，大幅度提高设备的安全性。

1.3 低心理压迫性原则

对于患者以及患者家属来说，医疗设备的使用目的虽然是找到当前生理指标上的问题，但是其在运行中会产生较高的信息压迫感，需要通过对于该设备运行状态的分析以及外观表现的研究，实现对于心理的低压迫性。在心理压迫性的调整中，一方面可以通过调整该设备的色彩搭配方法达成目的，另一方面可以通过提高该设备的舒适度方式降低心理压迫性。无论何种设计思路，都需要在符合设备应用目的和管理指标的基础上，让整个系统可以处于安全稳定运行状态，从而让整个系统的运行水平提高。

2 人机工程在医疗器械设计中的应用方法

2.1 以人体为中心要求实现

2.1.1 以患者为中心设计模式

对于患者的生理指标来说，一些情况下重症患者需要采用大量的专门药物和医疗设备维持肢体运转，所以在医疗设备的设计过程，需要重点考虑两个因素，一个是对于当前该设备用途的分析，另一个是在现有基础上增设其他的专业设备防止和其他类型的医疗器械冲突[2]。比如在放射科设备的设计中，考虑到腰椎、胸椎受损的患者在移动时容易受到二次伤害，则设计的新型设备，在其工作过程中通过设置外延式移动床，或者对病床进行可拆卸处理，则可以在后续的工作中，通过搬动病床的方式替代直接移动患者，提高了患者转移过程的稳定性，避免了二次伤害的发生。

2.1.2 以医疗工作者为中心设计模式

以医疗工作者为中心的设计模式中，需要考虑工作人员在长时间工作中会产生的疲劳感，同时也要明确其实际的工作过程对于原有工作内容的分析，以实现对于硬件设施和软件设施的同时段升级。

对于硬件设备来说，可以选用具备人体工程学设计标准的设备，包括计算机外设、桌椅等，要通过对于各类设备的进一步分析和研究该设施是否可以真正具备高效性和稳定性。对于软件系统，主要工作是升级人机交互界面，工作内容包括软件中各类功能按钮的布局设计、选用色彩设计、工作指标设计等，通过该模式可以让工作人员在长期工作中依然可以保持较高的工作效率，防止其在长期工作中产生过高疲劳感的同时，也可以通过简化人机交互界面，让其可以高效率获得各项专业精准数据。

2.2 低心理压迫性原则实现

在医疗设备的低心理压迫性设计原则实现中，要分析的参数其一是设备的外形特征，其二是医疗设备的自身色彩。

对于外形设计准则来说，当某设备上的直角甚至锐角的数量较多时，患者和家属的主管上会认为该设备具有攻击性，则进一步提高了心理压力。在实际的设计中，需要大量使用圆形设计提高亲和度，同时最大限度消除直角以及锐角，此外使用该设计方案的一个重要优势是可以更容易配置各项检测设备，基于此才可提高工程的运行安全性。此外对于医疗设备来说，其中通常含有大量的机械设备，包括连杆、曲轴以及齿轮等，若机械构件直接显露，则设备运行中会导致该设备的“心理攻击感官”得到展现，自然不利于情绪安抚。

对于色彩设计来说，当期大量的医疗设备采用纯白色设计原则，该设计理念和医院的墙体、医院本身的“代表色（即大部分人对医院主观性选择的代表颜色）”重合，当患者长期处于这一环境时，显然不利于其情绪安抚。此外患者会由于疼痛导致其心理上较为烦躁，而患者家属也会受到患者情绪影响导致其不再冷静，考虑到心理学研究发现冷色调颜色可以让被影响人员更为冷静和舒缓，所以可以在医疗设备上使用冷色调颜色替代白色，可供选择的选择包括淡蓝色、淡绿色等。

2.3 高安全度工作原则实现

高安全度的工作原则落实中，一方面要考虑医疗设备的自身强度，另一方面不可使过多的零部件展露，防止设备运行中由于患者衣物、肢体进入设备的零件机构中。

具体设计中，首先分析该医疗设备的用途，比如设计的产品为可调整角度的病床，在病床的中间位置通过使用铰接机构连接，若采取的方法为床体外部支架和床板脱离设计模式，则儿童患者以及成年人有可能支立部分的床板下放时将胳臂或腿部伸入空隙处导致夹伤，则选择的设计方案为无外框设计结构，或者外框和床体为一体的结构，则规避了该问题的发生[3]。其次要分析活动机械设备的类型和数量，要最大限度对于各类机械设备做好保护工作，以防止在该系统的运行过程中出现某零件脱落导致对于患者或者整台医疗设备的损坏，最后是相关安全防护设施的装配，对于大功率的医疗设备要设置独立的供配电线路，以防止其在运行中由于耗电量过大对整个供配电系统造成过大的负面干扰。

2.4 综合性搭配原则实现

在综合性搭配原则实现过程中，首先要根据医疗设备的用途和其中含有的技术类型，分析各项技术的搭配形式，其次要选择最优搭配方案，最后是详细分析该设备的工作模式。比如对于某医疗设备，其用途是在患者移动过程中，医护工作者无需直接接触该患者，而是通过对病床床板的直接移动避免二次伤害，考虑核磁共振以及X光检测设备使用中要避免出现钢铁结构，则搭配形式是采用工程塑料替代钢体构件，同时对床板进行防滑处理。