医疗器械人因工程郑勇军自动保存的

基于医疗设备的人因工程研究 -以耳鼻喉科诊断台为例,郑勇军,1,引言,随着医疗业的医疗设备越来越受到人们的关注，特别是医生和患者。其一：对于医生来说，避免因为过度劳累或者长时间的工作造成的损伤。其二：对于患者来说，设计良好的医疗设备能提高医生的诊断准确率，在接受治疗的过程中也比较舒适。,2,主题,3,一、医疗设备的人因工程学特点介绍,医疗器械的特殊性分析(l)医疗器械的安全性(2)医疗器械的专用性和使用者的限制性。由于医疗器械的功能大多比较单一,具有很强的专用性,往往针对一种病症设计一种产品,而这种产品也只对这种病症有很好的疗效医疗器械的使用者多为医院的医护人员,往往都需经过专业培训,具有较大的限制性。,4,二、医疗器械的人机系统研究,人机系统是由相互作用、相互联系的人和机器两个子系统构成的,且能完成特定目标的一个整体系统由于人的工作能力和效率随周围环境因素而变化,任何人机系统又都处于特定环境之中,所以在研究人机系统时,应当把环境当作一个重要因素来考虑。因此,完整的人机系 统包括人、机、人机之间的界面以及人机系统所处的环境。,5,当把操作的人看作系统中的一个组成部分时，医生操作医疗器械可看成是一个闭环控制系统。组成部分如下图所示，即表明了整个人机系统中各组成部分的相互关系,6,2.1人机系统设计的要求,人机系统设计的根本目的是,设计出最符合人操作的机器、设备、最醒目的显示器最方便使用的控制器,最舒适的环境、条件、座椅和工作姿势、最合理的操作过程、标准和作业方法等,使整个人机系统保持安全、可靠、高效和舒适，因此,一个好的人机系统,应满足如下基本要求:,7,(l)能达到预定的目标,完成预定的任务(2)使人和机械在整个系统中都能充分发挥各自的作用和协调地工作(3)系统接受输入和进行输出的功能,都必须符合设计的能力(4)系统设计应考虑环境因素的影响,如结构、工作空间和布置、照明、噪音、温度、色彩等(5)系统应有一个完善的反馈闭环回路在这个回路中,输入的比率可以调整,也可以调整输出来适应输入的变化,8,2.2人机系统功能分配特性分析,医疗器械系统人机功能优势比较： 设计医疗器械人机系统时必须对系统的功能进行分析,确定哪些任务分配给医疗器械,哪些任务由医护人员或者病人去完成。医疗器械人机分配的一条重要原则就是使人和医疗器械都做到扬长避短,各得其所要做到这一点,首先就要求对人与机器功能上的长短有所了解。如图,9,耳鼻喉科诊疗台人机系统的功能分配特点分析：(l)由耳鼻喉科诊疗台来完成的功能如下：自动喷麻药、自动除雾、提供万向冷光观察光源(2)由耳鼻喉科医护人员来完成的功能如下:吸除伤口血液、浓液等、调节万向照明灯的照明角度、操作计算机控制系统,10,2.3医疗器械人机系统相互配合性,医疗器械人机系统除了要合理分配人和机各自的功能外,还要实现人和机系统的相互配合：一方面,需要医护人员监控机器,即使是完全自动化的医疗系统也必须由人监视一旦出现故障,必须由人来手动操纵。同时,也需要病人的反馈情况来完善机器的性能;另一方面,需要机器监督医护人员,以防止医护人员产生失误时导致整个系统崩溃;因此,医疗器械系统中放置相应的安全装置非常重要。,11,2.3医护人员可靠性分析,医护人员的可靠性受到诸多因素的影响,如工作压力、医护人员的心理、情绪、医护人员之间的人际关系,医生与病人的关系以及家庭因素等。下面主要是从医护人员的工作压力上对医护人员的可靠性进行探讨。,12,人的压力,工作压力对人的心理与生理有一定的影响,这是影响人的动作及其可靠性的一个重要因素,显然,人承受的压力越大,发生失误的可能性就越大，据各方面的研究表明,人的工作效率与压力之间的关系如图所示,13,三、耳鼻喉科诊疗台简介,耳鼻喉科诊疗台的技术特点可以从以下三个方面来说明:(l)主操作台、(2)静音减震装置、(3)喷枪,14,3.1造型设计,(l)面板材料设计： 具有一定的渗透性,耐污差；自然性显然不足,纹理相对较假,色调单一、缺少真实感；耐冲击强度高；(2)大弧度过渡曲面的应用：,15,(3) 改进操作的结构设计,模型诊疗台台面左侧用来盖住杂物盆的盖板是分开的两块盖板,缺乏整体性。模型诊疗台右侧药棉罐和废物罐放置方式不方便医护人员操作。,使用销将两块分开的盖板连接起来,增强了整体性,还增加了其灵活性,节省了人力台面右侧用来放置药棉罐的圆孔，添加了两个凹槽,这样医护人员就可以从左右两侧的凹槽处轻松的拿放药棉罐,更加人性化。,16,3.2作业空间设计,一般作业空间的设计应从操作、维修两个方面来进行,下面分别从这两个方面来详细说明耳鼻喉科诊疗台作业空间的设计(l) 操作空间设计：耳鼻喉科诊疗台操作台面高度设计诊疗台操作台面宽度和长度设计,17,台面设计：首先,压力表处在左下角，因为,人眼睛的阅读习惯通常是由左往右看;其次,薄膜键盘处在右下角，人一般习惯性用右手操作键盘;而且当医护人员站在操作台面前时,手指很轻松就可以接触到薄膜键盘,不需要伸到远处,18,万向照明灯支撑机械臂高度的确定,万向照明灯支撑机械臂的高度必须要在医护人员正常工作情况下手臂能达到的范围以内，由表可知,机械臂高度属于外部尺寸,因此,应选P5作为尺寸下限的依据“由表可知,P5女性双臂功能上举高下限为1741mm,结合其它修正量,最终确定万向照明灯支撑机械臂的高度尺寸如图所示,19,3.3耳鼻喉科诊疗台维修空间设计,一个好的设计师不仅要设计出好用的产品,还要保证当产品一旦发生故障,能易发现故障、易拆、易检修、易安装,即维修性要高，事实上,很多设计师在设计作业空间的时候,往往容易忽略维修这个因素。从维修性的角度来分析,整个控制板固定的位置夹在箱体中间,而且是固定的,一旦某个控制元件出现故障,维修人员想要检测识别出故障,非常困难。,20,3.3耳鼻喉科诊疗台维修空间改进设计,需要使用很多拆卸工具,增加了维修人员的额外负荷;维修过程中,一些零件的拆卸和安装会缩短了它们的受命控制板单独卸下来后,与电源、污物瓶分开,给检测故障带来不便维修时间太长,拆卸和安装控制板需要花费很长时间,检测故障时,不需要拆卸,直接像拉抽屉一样就可将控制板拉出,所有控制元件一目了然不需要将控制板与电源、污物瓶分开,可以直接检测,更方便不需要拆卸工具,减维修人员的负荷;极大地缩短了维修时间;,21,3.4控制系统设计,耳鼻喉科诊疗台的控制系统设计过程中充分的考虑到了“以人为中心”设计理念“下面从功能、控制软件图形用户界面、可操作性和可维护性三个方面来详细说明,22,(1)功能设计,我们利用374芯片扩展单片机的三态硅,从而来实现这些功能,23,(2)控制软件图形用