在医疗器械设计中人机工程的应用

在医疗器械设计中人机工程的应用

李武明

广州康盛生物科技有限公司广东广州510660)

摘要：医疗器械设计是一项重要工程，它的设计不仅对推动科技进步，医疗器械产品创新具有重要作用，而且对医疗卫生事业的快速发展具有重要影响。为了提高医疗器械设计水平，改进产品性能，本文聚焦于人机工程学，首先对人机工程学基本含义进行介绍，然后对人机工程学在医疗器械设计中的应用进行重点探析。

关键词：人机工程学；人-机-环境系统；医疗器械设计；应用

前言：与传统医疗器械设计不同的是，现代医疗器械设计不仅仅注重产品的质量与性能，而且更加注重用户体验，注重产品的人性化设计，注重对各种因素的整体考虑与优化设计。这使得传统的设计方法已难以满足当代医疗器械设计需求，而囊括了人、机和环境三大方面的人机工程学，在医疗器械设计中的应用则能够很好的满足设计需求，是一种很好的设计方法。

人机工程介绍

人机工程是一门交叉性、综合性学科，具体含义是指以人与系统中其他相关因素间的影响为研究视角，以优化产品、工作、任务、系统等为目标，依据劳动心理学、人体测量学等多种学科理论对人体构造特征及机能特性进行研究的一种理论框架、理论体系[1]。国际人机工程学会IEA将人机工程学定义为：通过研究人与系统中其他因素之间的相互作用，运用相关原理理论、数据方法设计，从而实现对人类和系统效能的优化。作为一门新兴学科，人机工程学旨在对产品、工作、环境、系统等进行优化，对人、机和系统三者进行整体最优化，以此达到满足人们需求目的。即人的因素、机的因素和环境系统因素是人机工程学的主要构成因素，也是其研究的主要内容。

基于人机工程的医疗器械设计

2.1医疗器械的人机界面设计

在ISO13407国际标准中，为交互系统设计提供了一套以人为中心的设计指导方针，对具有双向交流机能产品的设计原则与核心进行了明确。以人为中心的设计观点，要求对医护人员、病人和技术的功能进行合理分配，明确哪些功能由医疗器械来完成；要求医护人员和病人参与到医疗器械设计过程当中，以明确双方具体需求；要求对医护人员和病人的反馈意见进行及时采集[2]。采用以人为中心的设计观点，对医疗器械进行设计，主要环节包括详细分析与说明产品用户需求、理解和准确说明产品使用范围、产品设计方案、对设计进行评价，如图1。人机界面设计是实现人与计算机操作界面之间信息传递和交换的重要窗口，它分为情感性人机界面（物将感受传递给人，与人产生情感共鸣）、功能性人机界面（接收物的功能信息，对物进行控制和操纵）和环境性人机界面（人的信息在外部环境中的传递）等几种类型，这几种类型界面可以相互重叠。运用人机工程，对“人-机-环境”系统进行优化设计，需要遵循以下基本原则：交互性原则、动态性原则、合理性原则、共通性原则和多样化原则。

遵循上述原则，对医疗器械进行双重人机界面设计，包括医护人员的人机界面设计和病患的人机界面设计。医护人员的人机界面设计，应重点考虑对医护人员来自于各方面压力和高度紧张状态的缓解，考虑医护人员的能力限度，如不能快速的比较两个或多个检验结果图等。病患人机界面设计应充分考虑病人烦躁易怒、精神脆弱等心理特点[3]。

2.2医疗器械的色彩设计

根据人机工程理论，在对医疗器械的色彩进行设计时，应注重色彩的流行感、时代感和宜人感，对色彩的视觉效果、冷暖搭配进行合理设计，尤其是显示面板和操控装置的色彩设计[4]。鉴于医疗器械的服务对象是病患，为了减轻病人的心理压力，缓解病人产生的不安与恐惧心理，医疗器械色彩的设计宜适度的采用饱和度低的暖色系来进行，暖色系在视觉效果上能够让人产生温暖温馨的感受，从而让病人心理变得舒适放松。从医护人员角度考虑，其需要的是理性与冷静的工作环境，适宜采用冷色系，所以医疗器械在色彩的设计上应以冷色系为主，适当搭配一些低饱和度的暖色调，如白色。

2.3医疗器械的造型设计

医疗器械的造型设计也是医疗器械设计中的一个重要方面。运用人机工程学对医疗器械的整体造型、局部造型进行设计，要求应尽量采用大曲面、大倒角的设计手法。这是因为大的曲面和倒角能够使产品更具亲和力，看起来更加圆润、舒服。同时，还应尽可能的将零部件隐藏起来，以保证医疗器械外观的美感和使用起来的舒适感。对于无法隐藏的部件可以通过造型的精心设计与色彩的合理搭配来带给医护人员和病人安全感，让他们意识到医疗器械可以放心的使用[5]。值得注意的是，对于医疗器械造型的设计必须要与整体环境相融合，以保证医疗器械整体形态的协调舒适，进而给医护人员和病人心理产生积极的影响。医疗器械材质与触感的设计要求充分考虑材料内部的组织构造及带给人的触感，选择适合的材料，一般而言应以金属材质为主，搭配使用一些塑料材质。

总结：现代医疗器械设计充分考虑人文关怀，考虑医护人员和病患双方的心理需求、具体需求，是对医疗器械设计进步的一种直观充分体现。而人机工程学在医疗器械设计中的应用则更进一步的提升了医疗器械设计水准，通过在医疗器械的人机界面设计、色彩造型设计、触感材质设计等各个方面运用人机工程学，从而实现医疗器械产品的整体优化。

参考文献：

[1]何伟.医疗器械设计中的人机工程设计研究[J].科技风,2014,14:53.

[2]王勐.手持类医疗器械设计研究[D].昆明理工大学,2013.

[3]申屠江洪.基于人机工程学理念的医疗器械设计及实例应用[J].商情(财经研究),2011,02:172.

[4]赖泽鑫.基于人机工程学的儿童牙科综合治疗台设计研究[D].华南理工大学,2013.

[5]谭磊.家用医疗器械产品“家电化”设计趋势的分析与研究[D].山东大学,2010.