人機(jī)工程學(xué)理念在醫(yī)療器械產(chǎn)品中的應(yīng)用

施佳佳

（1.鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河南 鄭州 450000；2.河南省腫瘤醫(yī)院，河南 鄭州 450000）

人機(jī)工程學(xué)理念在醫(yī)療器械產(chǎn)品中的應(yīng)用

施佳佳1，2

（1.鄭州大學(xué)機(jī)械工程學(xué)院，河南 鄭州 450000；2.河南省腫瘤醫(yī)院，河南 鄭州 450000）

通過對(duì)醫(yī)療器械的人機(jī)系統(tǒng)設(shè)計(jì)、形態(tài)與色彩設(shè)計(jì)、界面設(shè)計(jì)的論述，使產(chǎn)品設(shè)計(jì)者認(rèn)識(shí)到，應(yīng)用人機(jī)工程學(xué)理念設(shè)計(jì)制造醫(yī)療器械產(chǎn)品不僅能提高醫(yī)療器械的可靠性、安全性，提升其使用價(jià)值，更重要的是能體現(xiàn)出人文關(guān)懷，提高產(chǎn)品設(shè)計(jì)水平和工作效率，拓展醫(yī)療設(shè)備行業(yè)競爭力。

人機(jī)工程學(xué)理念；醫(yī)療器械；尊重與關(guān)懷

醫(yī)療研究是社會(huì)關(guān)注的焦點(diǎn)，而醫(yī)療器械行業(yè)作為知識(shí)密集、多學(xué)科交織的高新技術(shù)產(chǎn)業(yè)，在醫(yī)療事業(yè)中扮演著重要角色［1］。醫(yī)療設(shè)備作為醫(yī)療、教學(xué)、科研的物質(zhì)基礎(chǔ)和技術(shù)保障，是醫(yī)院現(xiàn)代化的重要標(biāo)志之一，也是影響醫(yī)院建設(shè)和發(fā)展的重要因素之一。因此，加強(qiáng)醫(yī)療器械建設(shè)尤為重要。

隨著社會(huì)發(fā)展及生活質(zhì)量的提升，人們更加注重醫(yī)療器械的綜合評(píng)價(jià)，在重視外觀視覺感受的基礎(chǔ)上，更關(guān)注精神方面的體驗(yàn)，如舒適度、安全性等。雖然現(xiàn)代醫(yī)療器械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)從整體性能上（包括可靠性、安全性以及部分功能）相較以前有了很大的提升，但在使用過程中，由于醫(yī)療人員或是被動(dòng)使用者操作失誤或不當(dāng)，依然會(huì)引發(fā)少數(shù)醫(yī)療事故，對(duì)被醫(yī)護(hù)人員造成損失，這就需要對(duì)醫(yī)療器械進(jìn)行人機(jī)工程學(xué)理念的設(shè)計(jì)，使其適用于人的操作，達(dá)到人機(jī)和諧的要求，保證醫(yī)療器械使用的可靠性和安全性。

1 人機(jī)工程學(xué)概述

人機(jī)工程學(xué)（Man-Machine Engineering）是一門交叉邊緣學(xué)科，其強(qiáng)調(diào)將人、機(jī)、環(huán)境三個(gè)要素視為一個(gè)整體，科學(xué)地利用三個(gè)要素間的有機(jī)聯(lián)系來尋求系統(tǒng)的最佳參數(shù)，優(yōu)化產(chǎn)品性能，提高產(chǎn)品的親和力，以達(dá)到人—機(jī)—環(huán)境系統(tǒng)的最高綜合效能［2］。對(duì)醫(yī)療器械的工作流程及系統(tǒng)達(dá)到的整體效果等進(jìn)行不斷優(yōu)化，在保證安全舒適的操作的同時(shí)，滿足人的各方面需要。

由于醫(yī)療器械產(chǎn)品的對(duì)象是人，其本身的人機(jī)工程學(xué)質(zhì)量和使用的安全性直接關(guān)系著人的生命安全，將人機(jī)工程學(xué)理念應(yīng)用于醫(yī)療器械產(chǎn)品中，以提高其設(shè)計(jì)的可靠性，系統(tǒng)的穩(wěn)定性和人為操作的簡潔性，更重要的是提升患者的舒適性和安全性體驗(yàn)，給予他們精神上的慰藉。將人機(jī)工程學(xué)理念運(yùn)用到醫(yī)療器械產(chǎn)品設(shè)計(jì)中不僅能保證醫(yī)療器械使用的可靠性和安全性，而且能實(shí)現(xiàn)人機(jī)環(huán)境的完美統(tǒng)一，為患者的生命安全提供保障。

2 醫(yī)療器械人/機(jī)系統(tǒng)研究

醫(yī)療器械產(chǎn)品隨著技術(shù)的進(jìn)步不斷更新，其性能不斷完善，結(jié)構(gòu)也趨于復(fù)雜化，對(duì)人的操作要求也更加苛刻，如一些醫(yī)療設(shè)備需要非常專業(yè)的醫(yī)護(hù)人員經(jīng)過長時(shí)間培訓(xùn)才能熟練應(yīng)用等。人是醫(yī)療器械的使用主體，因此，在設(shè)計(jì)醫(yī)療器械的過程中，必須與人的生理和心理機(jī)理相配合。因此，系統(tǒng)設(shè)計(jì)的落腳點(diǎn)必須是人，即首先應(yīng)保障醫(yī)療器械人/機(jī)系統(tǒng)的可靠性、安全性。圖1為筆記本查房醫(yī)療平移推車。

圖1 筆記本查房醫(yī)療平移推車

此款醫(yī)療平移推車整體結(jié)構(gòu)簡單、平緩，操作簡單，上手速度快。在設(shè)計(jì)時(shí)，運(yùn)用人機(jī)工程的數(shù)據(jù)，根據(jù)我國人體的具體尺寸，肘部距離地面的高度、肩寬、步伐長度及手部把持的范圍等數(shù)據(jù)，結(jié)合升降機(jī)機(jī)械構(gòu)件，使用氣壓升降裝置，使移動(dòng)平推車可以滿足不同身高人群的使用。此外，此款醫(yī)療平移推車在造型設(shè)計(jì)輕巧中略帶弧線，這樣可避免在使用過程中出現(xiàn)碰撞機(jī)身等問題，增強(qiáng)整體舒適性與安全性。平移推車底部進(jìn)行了精巧設(shè)計(jì)，底座輕巧呈曲面設(shè)計(jì)，移動(dòng)起來更加流暢且不易傷人。底盤上部放有掛盒，可以投放使用過的藥品及針管等，方便順手。另外，底部的四個(gè)腳輪采用雙邊剎制式萬向輪，推行時(shí)省力、安全。底面是四邊形設(shè)計(jì)，穩(wěn)定性好，避免發(fā)生意外，安全省心。此款醫(yī)療產(chǎn)品以操作的安全可靠角度為出發(fā)點(diǎn)，提升了人-機(jī)系統(tǒng)的可靠性，在滿足醫(yī)療器械作業(yè)者與被作業(yè)者使用時(shí)的舒適性、功能的協(xié)調(diào)性、安全性和便利性的同時(shí)，也減少了操作難度，給醫(yī)生和患者帶來福音。

3 醫(yī)療器械形態(tài)與色彩設(shè)計(jì)研究

根據(jù)人機(jī)工程理論，產(chǎn)品在外觀設(shè)計(jì)方面應(yīng)更注重體現(xiàn)美觀性與功能性。產(chǎn)品形態(tài)是產(chǎn)品設(shè)計(jì)師設(shè)計(jì)理念的具體表現(xiàn)，也是工業(yè)產(chǎn)品的生命力和自身價(jià)值的完美體現(xiàn)。產(chǎn)品造型主要是通過產(chǎn)品的比例、形狀、尺寸及對(duì)應(yīng)的層次關(guān)系來影響人的心理。在產(chǎn)品設(shè)計(jì)中，色彩需要依附于造型才能存在，必須通過形狀的表現(xiàn)才有具體的意義［3］。產(chǎn)品造型的魅力借助于色彩表現(xiàn)得更豐滿、更充實(shí)，產(chǎn)品的特點(diǎn)也因?yàn)樯矢吁r明，產(chǎn)品視覺方面的信息也要借助色彩來體現(xiàn)，如象征某種生命或者某種意義等?？傮w來說，產(chǎn)品的造型與色彩是相輔相成、密不可分的，醫(yī)療器械亦是如此。在醫(yī)療產(chǎn)品形成過程中，色彩搭配與醫(yī)學(xué)產(chǎn)品的主體要保持一致，給患者的感覺應(yīng)該是溫柔的、和諧的。因此，醫(yī)療產(chǎn)品的整體色彩搭配要與其功能相適應(yīng)，避免突兀和沉悶等，讓患者從視覺開始就感受到自然和諧之美，彰顯出對(duì)人文的關(guān)懷和對(duì)患者的尊重。

醫(yī)療器械應(yīng)給人以安全感、溫馨感，讓病人感受到人性的溫暖和關(guān)懷［4］。圖2所示的移動(dòng)輸液架的造型靈感來自于自然界的植物，植物的生長形態(tài)象征著旺盛的生命力，給人以生機(jī)與活力，給患者帶來一種積極向上的力量。產(chǎn)品頂部造型仿樹葉形態(tài)，適當(dāng)鏤空，塑造空間，打破沉悶之感。底座三條腿的設(shè)計(jì)，視覺上更輕巧，而三角形的穩(wěn)定，又增加了厚重感。目前，常見的外觀設(shè)計(jì)多從大圓角曲線形式方面著手，給人帶來耳目一新的感覺。色彩上白色與灰色相搭配，乳白色的色彩不但與醫(yī)療室環(huán)境協(xié)調(diào)一致，更脫離現(xiàn)有輸液架的機(jī)械冰冷、沉重之感，達(dá)到了簡潔、協(xié)調(diào)等效果，有利于緩解操作者視覺疲勞，使患者在使用時(shí)放松情緒，拉近了人與產(chǎn)品的距離。此款移動(dòng)輸液架的造型在總體和細(xì)節(jié)上都趨向柔和，沒有強(qiáng)烈對(duì)比的形態(tài)和色彩的跳躍，能給醫(yī)療人員和患者安全感。

圖2 移動(dòng)輸液架

4 醫(yī)療器械人機(jī)界面研究

在人機(jī)進(jìn)行信息傳遞時(shí)，擔(dān)負(fù)人機(jī)信息傳遞的中介區(qū)域被稱為人機(jī)界面系統(tǒng)或人機(jī)交互系統(tǒng)［5］。醫(yī)療器械產(chǎn)品的服務(wù)對(duì)象人，是患者，患者自身就有身體上的痛苦，為了體現(xiàn)人文關(guān)懷，作用于其身體的設(shè)備必須給患者以舒適安全之感。所以，醫(yī)療器械的人機(jī)界面設(shè)計(jì)比其他工業(yè)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)更特殊，必須以人這一因素為中心展開設(shè)計(jì)。醫(yī)療設(shè)備的人機(jī)界面作為最直接最直觀的接觸對(duì)象，其設(shè)計(jì)要具有合理性、安全性。此外，在滿足其主要功能的基礎(chǔ)上，還應(yīng)保障使用者在面對(duì)各類情景時(shí)都能準(zhǔn)確操作和使用醫(yī)療器械。所以，合理的人機(jī)界面設(shè)計(jì)不僅可以保障系統(tǒng)的可靠性和安全性，同時(shí)可以有效減少因?yàn)槿藶槭д`或是系統(tǒng)意外事故對(duì)醫(yī)護(hù)人員和患者造成的安全損失。對(duì)醫(yī)療器械的人機(jī)界面進(jìn)行合理化設(shè)計(jì)具有重要意義，在保證人身安全的同時(shí)還可以提高工作效率。

邁瑞Mindray DP-20便攜B超機(jī)（見圖3）整體采用曲面設(shè)計(jì)，精致小巧?？刂泼姘宓墓δ苕I根據(jù)特定原則排布，減少了控制按鍵易混淆的問題，減少操作失誤。屏幕上的指示燈可以及時(shí)引起操作者的注意。屏幕顯示的數(shù)值形狀簡潔、明快，更容易識(shí)別，增強(qiáng)整體顯示效果。在顯示界面中選用的字體應(yīng)清楚大方，從而減少視覺上的錯(cuò)誤判斷。在對(duì)選擇控制器及面板顯示的顏色方面，要體現(xiàn)出優(yōu)美、典雅、溫馨之感，給病人以舒適、愉悅的心情。這種合理的人機(jī)界面設(shè)計(jì)，為此款B超機(jī)賦予了人類的情感，達(dá)到了人機(jī)的和諧統(tǒng)一。

5 結(jié)語

人機(jī)工程學(xué)理念的產(chǎn)生與發(fā)展，對(duì)醫(yī)療器械產(chǎn)品的設(shè)計(jì)提出了更高的要求。將人機(jī)工程理念運(yùn)用到醫(yī)療器械設(shè)計(jì)中，在實(shí)現(xiàn)其使用功能的同時(shí)，滿足醫(yī)療器械作業(yè)者與被作業(yè)者使用時(shí)的舒適性、功能的協(xié)調(diào)性、安全性和便利性，減少操作難度，實(shí)現(xiàn)人—機(jī)—環(huán)境的最優(yōu)配置。相信在未來，基于人機(jī)工程學(xué)理念的醫(yī)療器械產(chǎn)品還將不斷得到提升和發(fā)展。

圖3 邁瑞Mindray DP-20便攜B超機(jī)

［1］周忠喜，高原.醫(yī)療器械行業(yè)現(xiàn)狀與發(fā)展前景［J］.科技視界，2013（6）：174-176

［2］王政，伍瑞昌.軍隊(duì)衛(wèi)生裝備研究現(xiàn)狀與發(fā)展［J］.中國醫(yī)學(xué)裝備，2005（5）：1-4.

［3］閆啟文，郭法寶.淺談產(chǎn)品設(shè)計(jì)中人性化設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢［J］.美術(shù)大觀，2010（10）：128.

［4］謝質(zhì)彬，金忠民.產(chǎn)品造型設(shè)計(jì)及造型質(zhì)量［J］.機(jī)電產(chǎn)品開發(fā)與創(chuàng)新，2005（1）：56-57.

［5］畢相軍.醫(yī)療器械的人機(jī)工程學(xué)研究［D］.上海：東華大學(xué)，2005.

The Application of Ergonomics in the Design of Industrial Products

Shi Jiajia1，2
（1.College of Mechanical Engineering,Zhengzhou University，Zhengzhou Henan 450000；2.Henan Cancer Hospital，Zhengzhou Henan 450000）

Through the analysis of human machine system design,shape and color design and interface de?sign of medical devices,the product designers realize that the application of ergonomics design and manu?facture of medical device products can not only improve the reliability and safety of medical devices to en?hance its use value,more importantly,reflect the humanistic care,improve product design and work efficien?cy,expand the competitiveness of medical equipment industry.

ergonomic philosophy；medical equipment；respect and care

TH787.1；TB18

A

1003-5168（2017）12-0033-03

2017-11-01

施佳佳（1989-），女，碩士在讀，助理工程師，研究方向：機(jī)械工程。