人因工程與醫療設備

吳秀杰

杭州師范大學附屬醫院 設備科，浙江杭州 310015

人因工程與醫療設備

吳秀杰

杭州師范大學附屬醫院 設備科，浙江杭州 310015

本文探討人因工程在醫療設備領域的部分應用，闡述了醫療設備領域人因工程所涵蓋的內容及其對醫療安全的潛在影響，并重點從使用者特性和使用環境角度出發提出人因工程在醫療設備領域的具體應用。

人因工程學；醫療設備；設備安全設計

0 前言

醫療設備是救死扶傷、防病治病的特殊產品。隨著生物醫學工程技術的蓬勃發展，越來越多的先進醫療設備與技術應用到臨床，使疾病的早期診斷、治療以及危重病人救治的成功率大幅提高。然而也存在一個不可回避的事實，那就是醫療設備也存在一定的應用風險。由于醫療設備是單獨或者組合使用于人體的，其操作使用者是人，直接受體也是人，因此其應用風險可能直接關系到人的生命安全。下面我們從人因工程角度出發探討如何降低醫療設備的應用風險。

1 醫療設備其中的人因工程涵蓋內容

人因工程是一門新興的正在迅速發展的交叉學科，涉及多種學科，應用領域十分廣闊。這門學科是以人為核心因素，運用心理學、生理學、解剖學、人體測量學等人體科學知識于工程技術設計和作業管理，特別是安全設計和安全管理，以人為本，著眼于防止人的操作錯誤，提高人的工作績效。人因工程涵蓋許多方面：人與復雜系統間的相互影響、設備使用環境、使用者特性以及經濟因素。其中設備使用環境和使用者特性，在產品設計階段對于制造商，在醫院購買設備前期論證評估階段對于設備管理及工程技術人員，都是非常重要的。人因工程應用于醫療設備應重點考慮以下兩方面的問題。

1.1 使用者特性

在設備開發階段，要使得可能發生的使用者錯誤最小化，使用者特性是要考慮的重要因素，使用者特性應用于設備設計會減少使用者可能發生的錯誤。使用者特性可以從以下幾個方面考量：① 使用設備時的健康和精神狀態；② 物理尺寸和強度對使用者的影響；③ 感知能力；④ 協調性；⑤ 認識能力和記憶；⑥ 關于設備操作和相關醫療條件的基本知識；⑦ 對設備的以往經驗；⑧ 關于怎樣操作設備的期望值；⑨ 動機；⑩ 適應不良環境的能力。

其中關于使用者的感知能力，包括以下三個方面：

⑴ 視覺方面 ① 設備標識和標記明顯直觀；② 顯示屏對比度清晰。

⑵ 聽覺方面 ① 使用者應該容易聽到并便于理解設備警報信息；② 針對危險或緊急情況應該有警示信息并且可以方便及時糾正。

⑶ 觸覺方面 ① 使用者應該能夠感覺到來自設備的觸覺反饋；② 鍵盤功能不粘連、不易誤觸發；③ 裝置間的連接應該有明顯的感覺，以確保附件連接安全可靠。

而可能會導致使用錯誤的使用者對設備操作的期望值大致可概括為：① 設備使用者期望操作界面或裝置連接是直觀的，而事實上，設計是復雜的、難以操作的、容易混淆的；② 設備使用者通常期望新設備同以往使用過的類似設備操作程序基本相同；③ 設備使用者期望設備基本參數設置與以往的經驗一致；④ 設備使用者期望報警不易被忽略且報警信息提示更具體；⑤ 設備使用者期望標識清晰、簡明、有助于安裝，而事實上標識在設備操作步驟方面存在著誤導、不清楚、不全面或難以被使用者接受的問題。

針對上述使用者特性，如果使用者對設備的期望值得到滿足，并且使用者能夠正確感知設備，那么使用者操作設備發生意想不到狀況的幾率就會大大減少。

1.2 設備使用環境方面要考慮的因素

除了使用者特性，制造商、醫院及設備管理和工程技術人員在設計、購買和評估階段也應當考慮到設備是在何種環境下使用的，環境因素會影響到設備使用方式和使用結果，有些環境因素還可能導致醫療差錯的發生，比如：① 工作人員高負荷工作，如有多個高危病人；② 疲勞工作；③ 輪轉或臨時工作人員不熟悉科室設備；④ 同類設備不同品牌或型號混雜；⑤ 多臺設備同一時間使用在同一危重病人身上；⑥ 設備使用場所的溫度、濕度、亮度、隔音、抗干擾等要求被忽略。

2 人因工程對醫療差錯的潛在影響

醫療差錯絕大多數是多種因素錯綜復雜相互影響導致的，極少完全歸因于某一個體或單一起因，而在醫療設備設計和使用過程中人類因子考慮因素的欠缺也極有可能會增加醫療差錯發生的概率。人類因子錯誤，比如說使用錯誤導致的醫療差錯，往往歸咎于設備使用者，而掩蓋了錯誤的真正原因，其實是一種復雜的多種因素的混合。在某種條件下某個使用錯誤使該設備實際達到的效果與預期效果大相徑庭，但這并不是由于設備故障所致，可能歸咎于設備的欠缺，也可能是該條件下增加了這種錯誤發生的概率。如果設備制造商在開發設計階段能夠盡可能避免人類因子錯誤，操作人員意識到何種條件可能增加某種使用錯誤并及時報告，以避免其他使用者犯同樣的錯誤而導致類似或更嚴重的后果，并且工程技術人員接受培訓能夠鑒別錯誤發生的人類因子方面的根本原因，可以從某個角度某種程度上減少醫療差錯的發生。

3 人因工程在醫療設備設計應用領域的具體應用

綜合上述人類因子涵蓋的諸多方面及其對醫療差錯的潛在影響，人因工程應用到醫院醫療設備的設計上主要強調以下幾方面要求：

3.1 應考慮實際臨床應用

考慮實際臨床應用，即強調人性化設計，如：① 用戶界面簡潔、易學，比如呼吸機用戶界面應簡潔，早期的一些呼吸機像bearIII,面板幾排控制旋鈕，讓操作者生畏，輕者不喜使用，嚴重時甚至因操作失誤影響醫療；② 附件連接安全，接頭應具有唯一性，比如無創血壓監護儀的血壓監測管路連接頭應具有唯一性，即在護士實際操作時不會誤連接至病人的其它治療連接管，比如輸液管路；③ 考慮操作者的適宜勞動姿勢，以超聲設備的上機姿勢為例，在現行的上機條件下，操作醫生常常是手臂向前懸空著來操作鍵盤和探頭的。手臂的懸空形成了肩頸部的靜態疲勞，使得操作醫生不便背部后靠在椅子靠背上操作(后靠姿勢會加大懸空的手臂的前伸程度，從而增大肩部所需的平衡力矩，加快肩頸部的疲勞)，而當操作醫生脫離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔，其結果或者是腰背的疲勞酸痛，或者是腰肌放棄維持直坐姿勢而塌腰駝背。如此等等，使得重復性勞損成為超聲醫生面臨的一個非常嚴重的問題。如果操作面板與監視器可以旋轉一定角度，超聲醫生可任選利于操作的方位，則會減少頸部的疲勞；如果監視器可以向上或向下傾斜，則可以適應坐位或站立檢查；如果操作面板可上下移動，則會縮短超聲醫生與操作系統的距離；如果探頭輕便、握持舒適，則會大幅度減輕對腕部的壓力；如果座椅的設計完全配合操作臺的設計，則會減少超聲醫生腰部的疲勞程度;如果很多功能如探頭切換等都能實現單鍵操作，則會減少操作的復雜性，降低誤操作概率。因此超聲設備設計必須遵循人因工程學的原理，合理設計系統及其有關部件，使操作醫生在工作中保持舒適、自然和方便操作的工作姿勢，將有利于身體健康，有助于減輕疲勞、提高工作質量和工作效率。

3.2 應考慮具體應用場景

比如在手術室使用的監護儀和普通病房使用的監護儀除了在抗干擾方面的一些區別，在環境亮度對屏幕顯示的易讀性上也有所不同；又比如在醫院使用的設備和面向家庭使用的設備，場景不同設計應不同；再比如由于南方和北方、沿海和內地溫濕度差異較大，在對溫濕度環境要求較高的醫療設備設計上也應充分考慮到這方面的因素。另外西方人普遍比中國人高大，部分西方生產廠家設計醫療設備時只考慮了西方人的人體尺度，忽略了中國人的需要。目前中國的醫療市場逐漸擴大，相信國外醫療設備生產廠家在設計時會更多的考慮到中國人與西方人的人體尺度差異。

3.3 應考慮最終用戶的期待

比如要求所有醫療軟件采用相似界面是不現實的，但是至少一個廠家的同系列設備應該采用相同界面，保持一致性；比如設備控制旋鈕順時針旋轉控制量遞增，逆時針旋轉控制量遞減，而不是與習慣相反；再比如控制面板上按鈕的顏色應根據用途進行分類，如紅色表示危險、停止、禁止等，可用于設備的自動報警按鈕、停止按鈕等，綠色表示安全、正常、運行等，如設備的啟動按鈕就采用綠色。為了防止誤操作，可以利用人的觸覺特性、將容易混淆的旋鈕、按鈕或按鍵的表面處理為不同形狀或不同機理，使操作醫生僅憑手指的觸覺就完成各項操作。另外控制按鈕若上方有指示燈，則該指示燈應和該控制按鈕直接關聯等等。

3.4 應考慮醫療設備發生故障時修復的難易程度

主要應考慮硬件的可達性和軟件的快速恢復性。硬件的可達性是指醫學工程人員接近設備故障部位進行檢查、修理操作，插入工具和更換零件等維修作業的難易程度。軟件的快速恢復性可在系統內設置參數保存和恢復功能，保證重裝系統后可快速恢復參數，另外可以制作快速恢復盤(如Ghost軟件)使用戶在短時間內恢復系統。

4 小結

不難理解，對于醫院來說，充分考慮人因工程可以提高設備的使用效率，創造更親善的用戶界面、更少的操作錯誤，減輕操作人員的壓力，使醫護人員將更多的儀器操作時間節省下來關注病人醫療，更好地保證醫療安全。對于醫療設備制造商來說，好的人因工程可以提高最終用戶的滿意度、品牌知名度和行業認可度，進而提高市場占有率，創造更大利潤。可以說，關注人因工程就是關注自身的安全、自身的利益和自身的發展。

另外，作為設備管理和工程技術人員，我們在人因工程領域需做的努力是：在采購前期明確醫療設備的具體使用場所，有無特殊環境要求；在當前政府采購價格主導中標結果的大背景下，盡可能地避免同一科室同類設備品牌型號混雜；設備投入使用前重視操作培訓及維修培訓，強調注意事項等。

總之，醫療服務追求的終極目標是保障人類健康，作為醫療服務硬件支撐的醫療設備始終要把安全放在第一位。受各種主客觀條件的限制，制造商不可能在設計階段就預見到每個潛在的誤操作，操作人員和技術人員自身的局限性等，人類因子工程應用于醫療設備領域要做到盡善盡美只能是一種理想化狀態。雖然我們無法做到完美，但我們可以在追求完美的過程中不斷完善不斷提升，以保證醫療設備的臨床應用更安全，保證醫療服務質量得到更大提升。

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Human Factors Engineering and Medical Equipment

WU Xiu-jie
Equipment Department,Affiliated Hospital of Hangzhou Normal University,Hangzhou Zhejiang 310015,China

X18

B

10.3969/j.issn.1674-1633.2010.06.025

1674-1633(2010)06-0072-03

2010-05-05

作者郵箱：wuxiujie2008@163.com

Abstract: This paper introduced the application of humor factors engineering to medical equipment management. The implications and areas which humor factors brought to medical devices, particularly in terms of design and operation, were also discussed. It was concluded that humor factors played an important role in safe and effective application of medical equipment.

Key words: humor factors engineering;medical equipment;equipment safe design