醫療設備的人機界面研究

符浩 董繼先 王佳寧

摘 要：隨著現代科學技術的發展，人們也越來越重視醫療器械的發展，尤其是在界面操作方面。醫療設備的人機界面是承載著病人信息的重要載體，且大多數時都是專業醫護人員在使用，其專業性要求越來越高。而對于設計人員來說，現在的界面設計不管是信息的傳達，更重要的是將醫護人員的各個感官聯系結合起來，設計出更加優良的醫療設備。實現各項功能的最優化，為醫療事業做出一點貢獻。同時也實現了真正意義上的和諧。

關鍵詞：醫療設備;人機界面;工業設計;人機關系

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

0 引言

醫療設備是人類健康保障的重要組成部分，同時也是國家科技實力的體現。人機界面作為使用者與醫療設備之間的媒介，其重要性是不言而喻的。一臺性能優異的醫療設備不僅在質量上要好，更需要在可操作性上表現優秀。如今，醫療設備擁有越來越多的自動化技術，操作界面的功能也越來越豐富。雖然這種發展趨勢可以不斷降低操作人員的體力負荷，但是也隨之增加了其認知負荷。界面設計的缺失將會直接或間接地導致醫療事故的發生。因此，針對醫療設備的人機界面展開研究，是提高其操作安全系數的重要途徑之一。

1 醫療設備人機界面設計的作用與設計思路

1.1 醫療設備人機界面設計的作用

隨著現今人們生活水平的提升，醫療設備也得到了大力的發展。人們對于醫療設備的操作性與可用性需要求也日益增長。而在醫療器械產品的使用中，人機界面作為承載病人信息的重要載體，其功能是十分重要的。一方面它可以將患者的身體機能信息直觀的展示在醫生面前，另一方面可以讓醫生通過特殊的界面操作來對病人進行相應的檢查、治療等。良好的人機界面設計不僅可以減少操作人員的體力負荷，同時也能減少其心理壓力，使人心情愉悅。

1.2 醫療設備人機界面設計的思路分析

目前，世界上很多醫療設備都將重心放在圖形界面上[1]。醫療設備界面設計主要考慮圖形、聲音顯示與控制部分的設計是否合理，操作是否方便易行，通過設計能否有效地避免誤操作[2]。

2 醫療器械的人機界面研究與設計

2.1 控制部分

控制器是醫療設備的核心部分，它直接影響著操作人員的使用情況。部分醫療設備的按鍵存在著控制界面布局不合理，按鍵功能無區分度等問題，操作人員極易發生操作失誤，從而導致嚴重的醫療事故。

醫療設備的控制器可從形狀、材質、位置、色彩、特殊標注這五個方面來設計。

形狀是通過對操作器外觀造型的區別化設計來進行區分的。醫療設備不同功能的按鍵應當具有不同的大小以及形狀，使操作人員更加直觀的辨別出不同功能的按鍵。

材質是根據選用不同的材料，運用不同的處理工藝，如添加紋路、選用橡膠材質等方法。使操作人員在觸碰不同功能按鍵時會有不同觸感，以防止操作失誤。即使遇到照明不足的情況也能夠充分應對。

位置可以根據操作功能的不同對按鍵進行區域化、模塊化的劃分，相近功能或需要連續操作的按鍵可以劃分在同一個功能區域內。根據操作頻率的需求將不同的操作模塊按照視覺設計標準來放置，如主要操作功能模塊可以放在面板的中心，次要功能放在面板的左上角，使用率較低的功能模塊可以放置在面板右下角。

色彩具有比形狀更加強烈的沖擊力，通過給功能按鍵賦予不同顏色可以更加有效的區分不同的功能按鍵，但是色相過多會影響操作人員的辨別能力，一般選用不超過五種顏色進行搭配。

標注一般在操縱器數量較多，且形狀難以區分的情況下使用，文字或符號說明應在控制按鍵的上方。

2.2 視覺顯示部分

醫療設備顯示面板主要包含顯示屏和指示燈兩部分，其的主要作用是讓操作人員能夠迅速、準確地找到相應的信息，從而對病人進行相應的診斷。因此，在視覺顯示設計中應當充分考慮人接收信息時的視覺特征，并以此作為設計的必要參數。

人在觀察顯示設備時，眼部水平方向的運動要快于豎直方向，且豎直方向的運動較水平方向更易引起疲勞;人的視線一般是從左到右或從上往下觀察;在偏離視中心相同距離的情況下，人眼對顯示屏左上角的觀察率要多于右上角，其次是左下角，觀察率最低的區域為右下角[3]。

因此在醫療設備界面設計中，應當將文字類參數信息從左上角依次向左下角排列。而連續性的圖標類信息應當從左向右水平放置。也可以將信息歸類，區域性的顯示參數信息。

2.3 聽覺顯示部分

語音界面在醫療設備設計中得到了越來越廣泛的應用。例如，具有語音指導的AED急救設備、具有報警功能的心電監護儀、語音血壓測量儀等等。醫療設備言語裝置設計的目的，是為了讓操作者清晰而準確的接受或傳遞指令。

一般言語顯示裝置的語音強度最好在60～80dB，而在有背景噪聲的場合，需要將言語裝置的頻率選擇在噪聲掩蔽效應最小的范圍內[4];當內容較為復雜的信息需要通過言語裝置傳遞時，可以采用兩級信號分開傳遞，這樣可以確保信息傳遞的清晰度與準確性;傳遞的內容盡量簡潔，不能超過操作人員可接受的必要信息量;言語裝置可以與信號燈結合使用，組成更能引起人們注意的視、聽系統。

3 結語

隨著科學技術的發展，人機工程學在產品設計中得到了越來越廣泛的應用。面對與生命密切相關的醫療設備，一方面要注重醫療設備的質量，另一方面要提升醫療設備操作的安全性。通過對人機界面的設計，可以提高醫護人員的工作效率，為醫護人員搶救生命創造機會。同時，也對醫療設備的人機工程學研究和應用具有重要的促進作用。

參考文獻：

[1]裴照地，趙衛國，謝志強.基于人機界面的醫療床設計的研究[J].中國包裝工業，2015（08）：43.

[2]曾文博.醫療器械設計中的人機界面研究[J].美與時代，2014（05）

：112-113.

[3]何旭洪，黃祥瑞.工業系統中人的可靠性分析：原理、方法以應用[M].清華大學出版社，2017（10）.

[4]郭伏，錢省三.人因工程學[M].機械工業出版社，2005（09）.

作者簡介：符浩（1991-），男，陜西西安人，碩士在讀，研究方向：工業設計。