吳秀杰

杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院 設(shè)備科，浙江杭州 310015

人因工程與醫(yī)療設(shè)備

吳秀杰

杭州師范大學(xué)附屬醫(yī)院 設(shè)備科，浙江杭州 310015

本文探討人因工程在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的部分應(yīng)用，闡述了醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域人因工程所涵蓋的內(nèi)容及其對醫(yī)療安全的潛在影響，并重點從使用者特性和使用環(huán)境角度出發(fā)提出人因工程在醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域的具體應(yīng)用。

人因工程學(xué)；醫(yī)療設(shè)備；設(shè)備安全設(shè)計

0 前言

醫(yī)療設(shè)備是救死扶傷、防病治病的特殊產(chǎn)品。隨著生物醫(yī)學(xué)工程技術(shù)的蓬勃發(fā)展，越來越多的先進(jìn)醫(yī)療設(shè)備與技術(shù)應(yīng)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(yī)療設(shè)備也存在一定的應(yīng)用風(fēng)險。由于醫(yī)療設(shè)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(yīng)用風(fēng)險可能直接關(guān)系到人的生命安全。下面我們從人因工程角度出發(fā)探討如何降低醫(yī)療設(shè)備的應(yīng)用風(fēng)險。

1 醫(yī)療設(shè)備其中的人因工程涵蓋內(nèi)容

人因工程是一門新興的正在迅速發(fā)展的交叉學(xué)科，涉及多種學(xué)科，應(yīng)用領(lǐng)域十分廣闊。這門學(xué)科是以人為核心因素，運用心理學(xué)、生理學(xué)、解剖學(xué)、人體測量學(xué)等人體科學(xué)知識于工程技術(shù)設(shè)計和作業(yè)管理，特別是安全設(shè)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(fù)雜系統(tǒng)間的相互影響、設(shè)備使用環(huán)境、使用者特性以及經(jīng)濟(jì)因素。其中設(shè)備使用環(huán)境和使用者特性，在產(chǎn)品設(shè)計階段對于制造商，在醫(yī)院購買設(shè)備前期論證評估階段對于設(shè)備管理及工程技術(shù)人員，都是非常重要的。人因工程應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備應(yīng)重點考慮以下兩方面的問題。

1.1 使用者特性

在設(shè)備開發(fā)階段，要使得可能發(fā)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(yīng)用于設(shè)備設(shè)計會減少使用者可能發(fā)生的錯誤。使用者特性可以從以下幾個方面考量：① 使用設(shè)備時的健康和精神狀態(tài)；② 物理尺寸和強度對使用者的影響；③ 感知能力；④ 協(xié)調(diào)性；⑤ 認(rèn)識能力和記憶；⑥ 關(guān)于設(shè)備操作和相關(guān)醫(yī)療條件的基本知識；⑦ 對設(shè)備的以往經(jīng)驗；⑧ 關(guān)于怎樣操作設(shè)備的期望值；⑨ 動機；⑩ 適應(yīng)不良環(huán)境的能力。

其中關(guān)于使用者的感知能力，包括以下三個方面：

⑴ 視覺方面 ① 設(shè)備標(biāo)識和標(biāo)記明顯直觀；② 顯示屏對比度清晰。

⑵ 聽覺方面 ① 使用者應(yīng)該容易聽到并便于理解設(shè)備警報信息；② 針對危險或緊急情況應(yīng)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(yīng)該能夠感覺到來自設(shè)備的觸覺反饋；② 鍵盤功能不粘連、不易誤觸發(fā)；③ 裝置間的連接應(yīng)該有明顯的感覺，以確保附件連接安全可靠。

而可能會導(dǎo)致使用錯誤的使用者對設(shè)備操作的期望值大致可概括為：① 設(shè)備使用者期望操作界面或裝置連接是直觀的，而事實上，設(shè)計是復(fù)雜的、難以操作的、容易混淆的；② 設(shè)備使用者通常期望新設(shè)備同以往使用過的類似設(shè)備操作程序基本相同；③ 設(shè)備使用者期望設(shè)備基本參數(shù)設(shè)置與以往的經(jīng)驗一致；④ 設(shè)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(shè)備使用者期望標(biāo)識清晰、簡明、有助于安裝，而事實上標(biāo)識在設(shè)備操作步驟方面存在著誤導(dǎo)、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(shè)備的期望值得到滿足，并且使用者能夠正確感知設(shè)備，那么使用者操作設(shè)備發(fā)生意想不到狀況的幾率就會大大減少。

1.2 設(shè)備使用環(huán)境方面要考慮的因素

除了使用者特性，制造商、醫(yī)院及設(shè)備管理和工程技術(shù)人員在設(shè)計、購買和評估階段也應(yīng)當(dāng)考慮到設(shè)備是在何種環(huán)境下使用的，環(huán)境因素會影響到設(shè)備使用方式和使用結(jié)果，有些環(huán)境因素還可能導(dǎo)致醫(yī)療差錯的發(fā)生，比如：① 工作人員高負(fù)荷工作，如有多個高危病人；② 疲勞工作；③ 輪轉(zhuǎn)或臨時工作人員不熟悉科室設(shè)備；④ 同類設(shè)備不同品牌或型號混雜；⑤ 多臺設(shè)備同一時間使用在同一危重病人身上；⑥ 設(shè)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(yī)療差錯的潛在影響

醫(yī)療差錯絕大多數(shù)是多種因素錯綜復(fù)雜相互影響導(dǎo)致的，極少完全歸因于某一個體或單一起因，而在醫(yī)療設(shè)備設(shè)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(yī)療差錯發(fā)生的概率。人類因子錯誤，比如說使用錯誤導(dǎo)致的醫(yī)療差錯，往往歸咎于設(shè)備使用者，而掩蓋了錯誤的真正原因，其實是一種復(fù)雜的多種因素的混合。在某種條件下某個使用錯誤使該設(shè)備實際達(dá)到的效果與預(yù)期效果大相徑庭，但這并不是由于設(shè)備故障所致，可能歸咎于設(shè)備的欠缺，也可能是該條件下增加了這種錯誤發(fā)生的概率。如果設(shè)備制造商在開發(fā)設(shè)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(dǎo)致類似或更嚴(yán)重的后果，并且工程技術(shù)人員接受培訓(xùn)能夠鑒別錯誤發(fā)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(yī)療差錯的發(fā)生。

3 人因工程在醫(yī)療設(shè)備設(shè)計應(yīng)用領(lǐng)域的具體應(yīng)用

綜合上述人類因子涵蓋的諸多方面及其對醫(yī)療差錯的潛在影響，人因工程應(yīng)用到醫(yī)院醫(yī)療設(shè)備的設(shè)計上主要強調(diào)以下幾方面要求：

3.1 應(yīng)考慮實際臨床應(yīng)用

考慮實際臨床應(yīng)用，即強調(diào)人性化設(shè)計，如：① 用戶界面簡潔、易學(xué)，比如呼吸機用戶界面應(yīng)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(yán)重時甚至因操作失誤影響醫(yī)療；② 附件連接安全，接頭應(yīng)具有唯一性，比如無創(chuàng)血壓監(jiān)護(hù)儀的血壓監(jiān)測管路連接頭應(yīng)具有唯一性，即在護(hù)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(shè)備的上機姿勢為例，在現(xiàn)行的上機條件下，操作醫(yī)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(tài)疲勞，使得操作醫(yī)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(dāng)操作醫(yī)生脫離靠背又手臂懸空時，體重就全部需要由脊柱來承擔(dān)，其結(jié)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(fù)性勞損成為超聲醫(yī)生面臨的一個非常嚴(yán)重的問題。如果操作面板與監(jiān)視器可以旋轉(zhuǎn)一定角度，超聲醫(yī)生可任選利于操作的方位，則會減少頸部的疲勞；如果監(jiān)視器可以向上或向下傾斜，則可以適應(yīng)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(yī)生與操作系統(tǒng)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(shè)計完全配合操作臺的設(shè)計，則會減少超聲醫(yī)生腰部的疲勞程度;如果很多功能如探頭切換等都能實現(xiàn)單鍵操作，則會減少操作的復(fù)雜性，降低誤操作概率。因此超聲設(shè)備設(shè)計必須遵循人因工程學(xué)的原理，合理設(shè)計系統(tǒng)及其有關(guān)部件，使操作醫(yī)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(zhì)量和工作效率。

3.2 應(yīng)考慮具體應(yīng)用場景

比如在手術(shù)室使用的監(jiān)護(hù)儀和普通病房使用的監(jiān)護(hù)儀除了在抗干擾方面的一些區(qū)別，在環(huán)境亮度對屏幕顯示的易讀性上也有所不同；又比如在醫(yī)院使用的設(shè)備和面向家庭使用的設(shè)備，場景不同設(shè)計應(yīng)不同；再比如由于南方和北方、沿海和內(nèi)地溫濕度差異較大，在對溫濕度環(huán)境要求較高的醫(yī)療設(shè)備設(shè)計上也應(yīng)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(chǎn)廠家設(shè)計醫(yī)療設(shè)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(yī)療市場逐漸擴大，相信國外醫(yī)療設(shè)備生產(chǎn)廠家在設(shè)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(yīng)考慮最終用戶的期待

比如要求所有醫(yī)療軟件采用相似界面是不現(xiàn)實的，但是至少一個廠家的同系列設(shè)備應(yīng)該采用相同界面，保持一致性；比如設(shè)備控制旋鈕順時針旋轉(zhuǎn)控制量遞增，逆時針旋轉(zhuǎn)控制量遞減，而不是與習(xí)慣相反；再比如控制面板上按鈕的顏色應(yīng)根據(jù)用途進(jìn)行分類，如紅色表示危險、停止、禁止等，可用于設(shè)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(shè)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(yī)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(yīng)和該控制按鈕直接關(guān)聯(lián)等等。

3.4 應(yīng)考慮醫(yī)療設(shè)備發(fā)生故障時修復(fù)的難易程度

主要應(yīng)考慮硬件的可達(dá)性和軟件的快速恢復(fù)性。硬件的可達(dá)性是指醫(yī)學(xué)工程人員接近設(shè)備故障部位進(jìn)行檢查、修理操作，插入工具和更換零件等維修作業(yè)的難易程度。軟件的快速恢復(fù)性可在系統(tǒng)內(nèi)設(shè)置參數(shù)保存和恢復(fù)功能，保證重裝系統(tǒng)后可快速恢復(fù)參數(shù)，另外可以制作快速恢復(fù)盤(如Ghost軟件)使用戶在短時間內(nèi)恢復(fù)系統(tǒng)。

4 小結(jié)

不難理解，對于醫(yī)院來說，充分考慮人因工程可以提高設(shè)備的使用效率，創(chuàng)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(yī)護(hù)人員將更多的儀器操作時間節(jié)省下來關(guān)注病人醫(yī)療，更好地保證醫(yī)療安全。對于醫(yī)療設(shè)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(yè)認(rèn)可度，進(jìn)而提高市場占有率，創(chuàng)造更大利潤?？梢哉f，關(guān)注人因工程就是關(guān)注自身的安全、自身的利益和自身的發(fā)展。

另外，作為設(shè)備管理和工程技術(shù)人員，我們在人因工程領(lǐng)域需做的努力是：在采購前期明確醫(yī)療設(shè)備的具體使用場所，有無特殊環(huán)境要求；在當(dāng)前政府采購價格主導(dǎo)中標(biāo)結(jié)果的大背景下，盡可能地避免同一科室同類設(shè)備品牌型號混雜；設(shè)備投入使用前重視操作培訓(xùn)及維修培訓(xùn)，強調(diào)注意事項等。

總之，醫(yī)療服務(wù)追求的終極目標(biāo)是保障人類健康，作為醫(yī)療服務(wù)硬件支撐的醫(yī)療設(shè)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(shè)計階段就預(yù)見到每個潛在的誤操作，操作人員和技術(shù)人員自身的局限性等，人類因子工程應(yīng)用于醫(yī)療設(shè)備領(lǐng)域要做到盡善盡美只能是一種理想化狀態(tài)。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(yī)療設(shè)備的臨床應(yīng)用更安全，保證醫(yī)療服務(wù)質(zhì)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