人因工效學在老年智慧照護中的應用研究

【摘要】 隨著老齡化形勢日益嚴峻，如何順利開展老年智慧照護服務已成為重要議題，人因工效學為老年智慧照護帶來了有效的保障和嶄新的機遇。基于此本研究從人因工效學的概念出發，總結了人因工效學在老年智慧照護領域的研究現狀和應用進展，人因工效學通過考慮老年人獨特的認知、感知、肢體功能以及動機特點，使智慧照護產品的設計更貼近老年人群的需求、營造更舒適且便捷的智慧照護環境。未來，在通過人因工效學對智慧照護的軟硬件設施優化和創新的基礎上，研究者更應注重設計的普適性和嚴謹性，融合人因工效學特色，為老年人群提供高安全性、高便利性、高現代化的智慧養老服務。

【關鍵詞】 人因工效學；智慧照護；老年人；養老；綜述

【中圖分類號】 R 161.7 【文獻標識碼】 A DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0060

【引用本文】 高藝恬，周婉瓊，劉婧，等. 人因工效學在老年智慧照護中的應用研究［J］. 中國全科醫學，2023，26（23）：2888-2893. DOI：10.12114/j.issn.1007-9572.2023.0060. ［www.chinagp.net］

GAO Y T，ZHOU W Q，LIU J，et al. Research progress on the applicaion of human factors ergonomics in intelligent care for the elderly［J］. Chinese General Practice，2023，26（23）：2888-2893.

Research Progress on the Applicaion of Human Factors Ergonomics in Intelligent Care for the Elderly GAO Yitian，ZHOU Wanqiong，LIU Jing，TIAN Jing，WANG Qiuyi，ZHOU Lanshu*

Department of Nursing Clinical Nursing Teaching and Research，Naval Medical University，Shanghai 200433，China

*Corresponding author：ZHOU Lanshu，Professor/Doctoral supervisor；E-mail：zhoulanshu@hotmail.com

【Abstract】 With the increasing aging situation，how to successfully carry out intelligent care for the elderlyhas become an important issue，and ergonomics brings effective guarantee and new opportunities for intelligent care for the elderly. Based on the concept of ergonomics，this paper summarizes the current research status and application progress of ergonomics in the field of intelligent care for the elderly. By considering the unique cognitive，perceptual，physical function and motivational characteristics of the elderly，ergonomics makes the design of intelligent care products closer to the needs of the elderly and creates a more comfortable and convenient intelligent care environment. In the future，based on the optimization and innovation of hardware and software facilities of intelligent care through ergonomics，researchers should pay more attention to the universality and rigor of design，and integrate the characteristics of ergonomics，in order to provide high safety，convenient，and modernizedintelligentcare for the elderly.

【Key words】 Human factors ergonomics；Intelligent care；Aged；Provide for the aged；Review

當前，老齡化形勢日益嚴峻，預計到2050年60歲以上的人口占比將增加到22%［1］。日益增加的老年人口和平均期望壽命的延長使得老年照護負荷不斷增加，給個人、家庭和社會造成沉重負擔，老年照護已成為亟需解決的社會問題［2］。老年智慧照護以互聯網、物聯網、大數據、云計算、人工智能等信息技術為支撐，為老年人提供高效快捷、智能化的智慧健康養老服務［3］，有助于提高老年人生活質量、減輕老年照護負擔。然而，眾多老年人因“難用”“不好用”“不會用”而不愿接受智慧照護服務［4］，人因工效學的加入，結合老年人的生理和心理特點，考慮其能力和局限性，設計開發適合老年人的智慧服務平臺和產品，為老年智慧照護帶來了嶄新的機遇。目前人因工效學與老年智慧照護的結合仍處于積極探索中，本研究對人因工效學在老年智慧照護中的應用進行綜述，以期為進一步研究應用提供參考。

本文文獻檢索策略：采用主題詞與自由詞相結合進行文獻檢索，根據各數據庫要求調整檢索策略。以“人因工效學”“人的因素”“人機工程學”“人體工程學”“工程心理學”“人類工效學”“人類工程學”“人因與工效學”“老年”“智慧照護”“智慧養老”為中文關鍵詞檢索中文數據庫，包括中國生物醫學文獻數據庫（CBM）、中國知網（CNKI）、維普網（VIP）及萬方數據知識服務平臺（Wanfang Data）；以“Human factors engineering”“Human factors”“Ergonomics and human factors”“the elderly”“intelligent care”“smart aging”為英文關鍵詞檢索外文數據庫，包括PubMed、Web of Science、CINAHL及Embase；檢索時間為建庫至2022年11月。納入標準：（1）含人因工效學在老年智慧照護中研究進展的相關文獻；（2）論點真實可靠，與研究主題高度相關；（3）盡量以近10年文獻作為參考文獻。排除標準：（1）重復發表或翻譯的文獻；（2）會議摘要或無法獲取全文的文獻；（3）與研究主題不相關的文獻。

1 人因工效學概述

1.1 人因工效學的定義 人因工效學又稱人機工程學、人體工程學、工程心理學、人類工效學、人類工程學、人因與工效學，是一門涉及生理學、心理學、人體測量學、社會學、計算機科學等多個領域的綜合性學科，其基本理論是將人-機-環境視為一個整體系統，以人為核心、充分考慮人的生理和心理特征，從而獲得系統的最高綜合效能［5］。國際工效學聯合會（International Ergonomics Association，IEA）將人因工效學定義為：“人因工效學是研究人在某種工作環境中的解剖學、生理學和心理學等方面的各種因素；研究人和機器及環境的相互作用；研究在工作中、家庭生活中和休假時怎樣統一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學科［6］。”簡而言之，人因工效學是通過研究人的特性來優化人、機器、環境之間的作用，使人能夠安全、舒適、健康、高效地完成各種工作或活動。

1.2 人因工效學的起源 “工效學”最早源自1857年，波蘭人JASTRZEBOWSKI使用工效學強調勞動應花最小的力氣獲取最豐碩的成果［7］。1927—1932年芝加哥的霍桑工廠進行了6項關于員工在不同工作條件下表現的試驗，研究結果顯示，試驗期間員工的生產力提高了，卻在試驗結束時恢復正常［8］。當時的研究者將生產率的提高歸因于這段時間工作場所環境中的試驗環境。并賦予這是管理史上具有劃時代意義的事件，其推翻了既往把人看成“經濟人”的假設，為管理學開辟了一個新領域，推動各界開始重視人的特性、研究人的行為。隨著世界大戰的爆發與推進，各國開始意識到將“人”與作戰“機器”適配的重要性［9］，由此，人因工效學正式在軍事領域誕生，這是人因工效學發展過程中的一個重要里程碑。1949年英國率先成立人類工效學研究協會，人因工效學從軍事領域走出，不斷延伸至民用器械、航空制造等領域，提高了產品安全性、縮短了開發時間，并在市場上帶來了競爭優勢［10］。20世紀60年代開始，人因工效學在國際上得到迅速發展，尤其受到發達國家的高度重視，極大地促進了工業化進程［11］。20世紀90年代以來，隨著我國科技的興起和工業化水平的提高，人因工效學在國內進入快速發展時期［12］。人因工效學在醫療領域的應用，最早可追溯到19世紀末著名的弗雷德里克·溫斯洛·泰勒鐵鍬試驗，該時期主要關注人、工具與生產效率之間的相互作用［13］。1999年美國醫學研究所出版《孰能無過：構建一個更安全的醫療系統》中指出，人的因素與病患死亡率高度相關，開始重視人的因素在醫療保健系統中的重要意義，標志著人因工效學在醫療領域的正式興起［14］。2012年舉辦首屆國際醫療人因學專題研討會，旨在進一步加強醫學與人因工效學的融合，拓寬醫學人因工效學教育和研究的國際視野，共同促進醫學人因工效學學術研究的繁榮與發展［15］。基于國內外大量的研究和應用，人因工效學形成了比較完整的學科體系，使得其發展成為一門獨特的新興學科［16］，其內容涵蓋人類生活活動相關的各個領域，在航空航天、交通運輸、醫療保健、產品設計等方面廣泛應用。

2 人因工效學在老年智慧照護中的應用現狀

老年人在衰老過程中各項身體功能的退化是不可避免的，與年輕人群存在很大差異［17］。同時，隨著年齡的增長、活動范圍局限，老年人極易出現孤獨感、依賴感、情緒敏感等負面心理現象［18］。由于老齡化特點，眾多老年人面對智慧照護服務時存在“搞不懂”“摸不透”“不接受”等情況，如KIM等［19］的調查結果顯示盡管老年人有興趣使用智能手機或電腦來管理健康信息，但超過75%的人表示他們需要反復幫助來學習如何使用智能設備，極大地限制了智慧養老事業的發展。因此，從老年人特性出發，充分考量老年人的生理和心理特點，開發設計適合老年人需求的智慧照護服務至關重要。人因工效學與老年智慧照護的結合，旨在幫助老年人群更加便利舒適地完成各種活動，從而提高智慧照護服務的整體效能，為老年人提供高效、便捷、優質的智慧照護服務［20］。

2.1 基于“老年人特征”的研究應用 現有研究表明，老年人使用信息化服務的老齡化障礙主要體現在4個方面［21］：（1）認知障礙，如記憶力下降、注意力減退、執行力降低等，易導致老年人使用智能產品時存在困難，降低其自我認同感；（2）感知障礙，如視力模糊、聽力下降等，不利于老年人瀏覽智能軟件頁面信息，影響其社交溝通能力；（3）肢體功能障礙，如肌力減弱、靈活性降低，對日常出行活動造成了極大的不便，出行是老年人維持日常活動的保證以及與社會聯系的重要途徑；（4）動機障礙，如學習新事物動力缺乏，嚴重降低老年人學習或接受智慧照護服務的熱情，不利于其生活品質的提高。人因工效學通過探究老年人群獨特的老齡化障礙特點，發現其能力和局限性，有利于智能產品的開發設計、適老環境的布局改善，為老年人提供更舒適、更全面的智慧照護服務。

2.1.1 應對認知障礙 老年人的認知障礙與其注意力、記憶力、理解力或空間認知能力等方面能力的下降有關［22］，這些能力的衰退可能對智慧照護服務的順利開展產生負面影響。例如，MOREY等［23］在老年人移動應用程序使用情況調查中發現，老年人群由于認知功能水平下降常需要更多的時間來學習新的知識或技能，導致產生困惑、沮喪心理甚至是抵觸情緒。因此，越來越多的學者重視應用人因工效學在開展適老化智慧照護服務中的重要意義。

RYAN等［24］針對老年人群在使用平板電腦等智能產品時難以理解“繁瑣”的操作流程及界面的問題，結合人因工效學對操作流程進行分解并簡化產品界面，使老年人能更好地理解并應用智能產品。一項英國的研究對老年人在線診斷的過程以及結果預測的準確性進行模擬，發現老年人對功能繁多的就診頁面存在網頁操作不暢等困難，由此對在線診斷的設計提出了網頁改良、協調在線癥狀信息處理和診斷策略的關系，操作簡單溫馨的頁面、適配的診療信息更貼合老年人的思想和行為模式，為老年人提供了舒適、便捷的就醫體驗［25］。

以上研究表明，人因工效學通過探究老年人認知衰老趨勢，結合其認知特點，有助于開展適老化的智慧照護服務，提升老年人的生活質量和社會功能。針對老年人理解能力及學習能力等方面下降的特點，對老年人智能照護產品界面進行簡化，使其便于理解和操作，提升其生活自理能力，促進健康老齡化的發展。值得注意的是，WHO指出盡管高齡常導致認知受損，但這種變化并不是不可避免的，推廣疾病認知對預防和治療認知障礙具有重要意義［26］。因此，建議未來研究者在重視結合人因工效學改進認知衰退老年人智慧照護服務需求的同時，應順應新時代數據健康的新需求，如基于云平臺、微信公眾號等進行知識普及，提供信息化健康教育模式。

2.1.2 應對感知障礙 隨著年齡的增長，老年人的感知障礙尤其是視力和聽力隨著時間推移而衰退，導致其生活能力下降，難以從事日常的社交活動，加重智慧照護困難［27］。此外，研究表明存在視聽障礙的老年人使用計算機和互聯網等設備的頻率會降低，當前數字化傳播時代日漸發展，智能設備使用障礙不僅影響老年人群的基本需要，還會打擊其自信心，降低其生活獨立性［28］。

在聽力障礙方面，國內的一項耳部相關研究發現耳郭及耳形會隨著年齡的增長而變化，因此在研發制造耳部可穿戴設備時，將性別、年齡、用戶背景等要素作為必要考慮方面，以更好地實現人和機器的交互適配，為老年聽力障礙患者提供更優質的服務［29］。在視力障礙方面，FUGLERUD等［30］結合人因工效學為有視覺障礙的老年人設計了一套Ezi-Pad和EziSmart應用程序，通過簡化手機界面、設置大號字體等措施以減輕老年人在使用智能手機時存在的困難。

視聽障礙給老年人的生活社交帶來極大的不便，容易造成老年人自卑、孤獨等負面情緒的產生，導致老年人自我認同感低，影響智慧照護服務效果。從人因工效學角度研發針對老年人的個性化、操作友好、頁面便捷的智能照護產品設備，應傾向于操作簡單、內容通俗易懂、信息重點突出和“傻瓜式”設計，符合老年用戶的特性需求、能夠被順暢使用。

2.1.3 應對肢體功能障礙 老年人群面臨著慢病多發、機體各項儲備功能降低的困擾，各項功能的衰退使得其體能弱化，導致肢體功能障礙如行動不便、關節僵硬、肌力減弱、平衡力下降、肢體震顫等問題［31］。楊飛等［32］研究表明，依托互聯網技術開發的智能適老輔助用具能有效改善高齡老年人因肢體功能障礙問題導致的不便，幫助老年人進行身體鍛煉、便捷其出行，減輕老年人心理壓力、減輕照護負擔，為智能適老建設奠定基礎。

付昊［33］以人因工效學的六大原則安全性、多功能、可調性、系統性、適切性、標準化為指導，結合老年人的出行環境，設計了老年下肢鍛煉助行器，在輔助老年人行動的同時做到鍛煉下肢，集可用性、高效性和高滿意度為一體。STASI等［34］基于人因工效學開發設計了McHeELP程序，這是一種適用于老年人居家鍛煉的新型鍛煉工具，包括熱身、平衡、感覺鍛煉等6個方面，根據家庭場景、制訂和實施易于管理的鍛煉方案，有效提升了鍛煉效果、減輕了老年人跌倒的發生率。此外，韓旭等［35］通過站姿和坐姿仿真分析，將老年輪椅改進為騎式的輪椅，研究發現騎式坐姿符合人機情感化設計，平視后老年人與他人交流可以更順暢、更自信，給老人帶來了更安全、更舒適的出行體驗。

人因工效學的應用能充分考慮老年人的身體體格、肌肉狀況等生理特點以及渴望操作簡單易懂、安全性能強的智能適老輔助工具的需求，通過設計符合老年人特性的鍛煉器材以及便于老年人出行的智能助行產品，延緩老年人身體功能衰退、提升老年人行動力。后續研究應在保證安全性的前提下，進一步開展高質量且大樣本量的研究，設計出服務范圍更廣、普適性更強的智能適老輔助產品，為推進老年智慧照護服務順利開展提供堅實的基礎。

2.1.4 應對動機障礙 研究表明，當老年人學習或使用某項新事物的好處不明顯時，會導致動機障礙即產生沮喪情緒、學習動力不足甚至是停止繼續學習使用等［36］。提供高效便捷、舒心體貼的智慧照護服務，構建高現代化、高智能化適老環境，是促進健康老齡化的一大照護內容。

為解決老年人就醫難的問題，國內外多所機構以老年人為中心開展“老年友善醫院”行動，現已取得了較好的進展和成效［37］。建設老年友善醫療機構，結合人因工效學從就診接待、無障礙設備配置、物理環境布局等各個方面優化老年人就醫環境，簡化了老年人的就醫流程、減輕老年人就醫負擔，為老年人提供了便捷、貼心的醫療服務。此外，劉敬東等［18］基于老年人對安全感、依賴感、舒適感以及歸屬感的需求對老年住宅進行設計，為老年人營造了溫馨的養老環境，同時其研究表明通過合理布局有助于預防突發事件的發生，為老年人居住環境的改進提供了新的參考。

積極應對人口老齡化，大力發展老齡事業，構建養老、敬老、孝老的社會環境已成為新時代共識。結合人因工效學進行環境場景的構建，物與人可以相互交流，實現獨居老人“獨處但不孤獨”的目標，為老年人提供高安全性且便利舒適的現代化適老環境［38］。

2.2 基于“護理人員特征”的研究應用 由于高齡老年人、失能老年人生活自理能力相對較低，智慧照護服務的順利開展還需護理人員包括家庭護理人員和醫護人員的協助。護理照護質量常決定了高齡及失能老年人能否獲得相對高質量的生活品質，但老年護理工作負荷相對較重，影響護理人員的照護質量［39］。因此結合人因工效學對護理人員進行需求分析，考量其照護困難，設計便于操作的智慧照護產品，構建和諧的照護場景、營造良好的工作氛圍，有助于減輕其照護負擔，從而提高整體智慧照護服務質量。

2.2.1 基于“家庭護理人員特征”的研究應用 由于老年人具有殘疾風險高的特點，家庭護理人員常需要協助老年人維持舒適體位或搬運老年人，每天幾乎需要24 h提供護理，因此其工作負擔較重，腰背痛發生率更高［39］。其腰背痛多因搬運重物時姿勢不當或工作場所不當導致的人因工效學損傷。

一項關于老年人護理人員的隨機對照試驗表明，將人因工效學培訓與促進身體資源的計劃相結合、工作場所的設置符合省力便捷的原則可以有效減輕腰背痛［40］。袁乾等［41］研究表明，在搬運患者時根據患者體位及場景選擇使用髖膝屈曲或下蹲位搬法可以有效減輕護理人員的腰部負擔。此外，基于人機交互的可穿戴技術已被證明可通過監測或生物反饋來推動護理過程中不當行為姿勢的改進［42］，在一定程度上減輕了家庭護理人員的照護負擔。

家庭護理人員是高齡老年人、失能老年人的主要照護來源，為老年人提供衣食住行等多方面的長期照護，較重的照護負擔嚴重影響其生活。結合人因工效學對家庭護理人員進行指導有助于降低照護疲勞、減輕肌肉勞損的發生，從而提高護理人員的工作滿意度和照護質量。

2.2.2 基于“醫護人員特征”的研究應用 2017年我國《“十三五”國家老齡事業發展和養老體系建設規劃》中正式提出實施“互聯網+”養老工程，基于政策的支持和科技的發展，以護士為主導的遠程照護模式得到快速發展［43］。然而，對遠程護理和衛生信息通信技術的安全性和質量的擔憂會嚴重破壞其與傳統醫療保健服務的整合。例如，由于擔心不安全的護理過程或結局不佳，醫療專業人員報告對遠程護理持保留態度的情況并不少見［44］。

人因工效學被認為是提升護士參與遠程照護意愿、提高家庭護理安全結局和質量的有效保障［14］。人因工效學將遠程照護服務概念化為一個整體的工作系統，結合護士的護理需求，對其進行專業化培訓提高護士遠程健康照護水平，同時為護士提供便捷的護理信息系統、營造良好的工作氛圍，為遠程照護的順利發展保駕護航。

目前，我國人口老齡化形式日益嚴峻，日益增加的老年人口、家庭規模的小型化以及居住方式的空巢化導致醫療保健負擔加重。結合人因工效學積極應對人口老齡化，探索開展“互聯網+護理服務”，提供實時、高效、個性化的醫療護理服務，有助于解決老年人行動不便、就醫繁瑣以及醫療資源短缺等問題，為老齡化社會提供了新的發展方向。建議未來相關研究者重視人因工效學在遠程照護中的重要作用，進一步開展相關研究，為老年人提供更安全、便捷且系統化的遠程照護服務。

3 啟示與展望

3.1 重視老年人身心特征，促進智慧照護服務安全高效開展 當前，我國還處于智慧照護模式的積極探索過程中，部分團隊分享了其經驗并反思了其不足，為后續的研究奠定了研究基礎并提供了學術探討的空間。然而，為了將人因工效學充分體現在智慧照護產品的設計中，研究者通常需要對老年人的行為和習慣特性進行全方位了解，并且進行反復的可用性測試，這樣的過程通常是復雜且耗時的［45］，因此目前的研究多采用小樣本設計來進行以保證試驗的可行性且其調研的地域也相對局限，未來仍需進一步開展大樣本量且高質量的研究來增加其普適性。智慧照護融合人因工效學的考量，從老年人的角度出發分析老齡化障礙因素、開發智慧照護產品、設計智慧照護環境，探索適老照護模式，有助于提高老年群體對智慧照護服務的接受度和滿意度，使老年人的日常生活更舒適便捷［46］，這應成為本領域共同展望的方向。

3.2 關注護理人員特征，提升智慧照護服務質量 部分老年人尤其是高齡老人及失能老人還需他人協助照護，在保證系統中護理人員安全和舒適的前提下，著眼提高護理人員工作效率、減輕其工作負擔，統籌考慮人-機器-環境的整體效能，使照護產品的設計符合人體工程學，如使用電動床移動器可以減少護理人員脊柱負荷，降低腰背痛發生率；工作環境的布局、物品的擺放符合人體操作習慣，提升智慧照護服務質量［47］。因此，在未來的研究中，學者們應重視護理人員在老年智慧照護中的重要作用，結合人因工效學以整體化的視角探究照護人員特性及需求，以減輕照護負擔，提升老年智慧照護的質量。

3.3 結合人因工效學，探索學科交互的新思路 人因工效學是一門快速發展的新興交叉學科，以人的因素為主要考量，以健康、安全、舒適的結局為導向，為老年智慧照護服務的順利開展提供了有效保障。今后，相關研究者可以融合人因工效學特色，在保證智慧照護服務安全開展的前提下，著力于從老年人身心特性出發去設計智能養老產品、改善智慧照護環境；同時應加強對照護人員人體工程力學知識培訓，使其用正確的姿勢、消耗較小的能量，發揮較大的工作效能，為老年人群提供高安全性、高便利性、高現代化的智慧養老服務。此外，盡管人因工效學強調在應用中注重人-機-環境三者的交互作用，許多研究仍不能滿足三個要素的同時考量，環境與人的交互性體現不強，因此在未來的研究中應更注重設計考量的全面性和嚴謹性。

4 小結

綜上所述，人因工效學的到來，突出人的因素在智慧照護中的核心地位，統籌考慮人-機-環境系統的整體效能，為智慧照護體系的順利發展創造了全新的機遇。隨著大數據時代的迅猛發展，人們對于智慧照護的運用只會增不會減。建議在今后的相關研究中進一步深入探索人因工效學與智慧照護服務結合的可行性及可能性，以促進智慧照護在老年人群中的發展與應用。

作者貢獻：高藝恬提出文章整體構思，負責文章撰寫工作；周婉瓊、劉婧負責文獻檢索，資料收集工作；田靜、汪秋伊負責文章修訂，質量控制與審校工作；周蘭姝對文章整體負責，監督管理。

本文無利益沖突。

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（收稿日期：2022-12-07；修回日期：2023-03-12）

（本文編輯：賈萌萌）