医疗器械产品的人机界面设计与控制概述

虽然不当的医械产品设计并不总是和医械产品相关失误联系在一起的。对用户的研究表明，缺乏足够的培训占此类失误 原因的70％ 到90％。但是即便这些责任人可能已经被“责罚”了，还是存在其它对病人造成危害的因素，其中之一就是不当的人机界面设计很多失曝都是隐藏在常规的医疗工 作和医械产品使用之中，给不知情的医生和病人带来灾难。医疗器械与用户有直接关系的就是医疗器械的人机界面。人机界面设汁的优劣关系到医疗器械的可靠和病人的安危。

1、人机界面的含义

人与产品的界面，称为“人机界面”。人机界面介于用户和产品系统之间，是人与产品之间传递、交换信息的媒介。产品的界面存在于人——物的信息交流中，甚至可以说，只要存在着人物信息交流的一切领域都属于设计界面，它的内涵要素极为广泛，反映着人物之间的关系。

人机界面设计理论的发展有机融合了各相关学科的理论，不断完善自身的基本概念、理论体系以及研究方法，形成了一门研究和应用范围都极为广泛的综合性边缘学科。人机界面学包括计算机技术、心理学、人机工程学、设计艺术学、社会学和人类学等各方面的知识，涉及到计算机、工业设计、新媒体、心理学、社会学和人类 学等学科领域。

人机界面包括正在使用、准备使用（比如校队、设定和打开），或者是维护保持（如修理、清洁）时器械的所有与人发生关系的元件。它既包括控制器械工作的如开 关、按键和旋钮等硬件，包括指示灯、显示器、视听警报等其它，也包括一系列的逻辑，它们指导系统如何对用户的指令做出反应，包括怎样、何时，和以怎样的形 式把信息反馈给用户。人机界面的一个重要方面就是何种逻辑的信息显示和控制行为是和用户的能力、期望、最有可能的行为相一致的。

2、医疗器械的人机界面设计

2.1 医疗器械的控制／显示装置的安排和设计

很多医疗器械都有很大的控制台、一排控制按键和显示装置。设计师应该考虑用户的能力，快速有效地辨别控制、电源和显示按键；接触并精确设置控制；准确读取 显示信息；把控制和相关的显示联系起来。做到令人满意笔触包括有效的控制和显示功能组合，清晰而不含糊的标识，非常容易操作的按键。清晰的说明和有效的警 报也是很重要的。但是很遗憾，在控制和显示装置设计上面，错误的例子很多。下面提到的设计错误都是出现在某品牌的麻醉机的设计上。

如图1，该麻醉机在氧气管口的下面有一个旋转开关，每分钟可以给新鲜空气流增加5L氧气。它是作为遇到紧急情况或是电源失效时的快速充氧的。额外的氧气流 却不会在电子流量计上显示。不小心触动这个开关会造成轻度麻醉，所以应该更多的给出可见的提示，比如在显示屏上有所显示。

图1

又如图2，该麻醉机有3个主要的旋钮用于设定呼吸机的模式。设定是从控制面板的右下方移到左边，不符合用户的使用习惯。因为我们大多数人的阅读视线都是往下往右边动作的，就像我们看书那样。

图2

这个例子说明一个事实，有些看起来非常小的设计失误可以造成非常严重的问题。针对医械制定相关的人因要素准则可以减少这类问题的发生。以下是医械设计人机界面的设计准则。

尽可能确保设计的所有方面和用户的期望一直。要考虑到用户以前的使用习惯和建立的使用习惯。

在设计工作平台、控制和显示部分时，都要使它们与用户的能力一致。这些能力包括体力、灵敏度、记忆、视力和听力。

精心组织好控制和显示部分的排列，并确保控制和显示的相关性是非常明显的。这些便利可以适当地减少用户的记忆负担。

确定听觉信号的强度，使它们能非常容易被使用医械用户听到。并考虑环境噪音的作用。

确保视觉信号的强度足以使用户在各种环境灯光的照射下都可以被接收到。同样，光的强度和颜色区分也可以帮助优化识别度。

确保标识和显示能在一定的角度和距离都可以方便看到。标签的大小、对比、颜色和显示的深度都要精心考虑。

确保缩写、标签、文字和首字母缩写都被注明或显示，医疗器械的使用也要和使用手册的说明一致。如果可能，它们都应该和标准的专业术语一致。

设计的控制开关和旋钮都应该和用户群的使用习惯一致（这取决于用户的学习和已存在的医疗器械标准）。

2.2 疗机械的软件设计

在喝多控制和显示部件的情况下，用户必须辨别和整合很多各自独立的信息。现在的趋势是给软件增加更多的功能，这样就可以减少控制和显示部件的数量，但是这 同样会以另一种方式增加用户的负担。如图3所示，在很小的显示屏内有太多的输入信息了。虽然面板上有很少的控制和显示部件，但是大量的信息显示对用户的记 忆提出了很高的要求。大量的信息都必须被按次序地回忆起来，因此就可能阻碍了用户在同一时间内观察其它相关的数据。如果缺乏足够的提示和指示图，用户就开 始迷失在信息系统中。同样，如果没有准确的功能状态反馈和提示，用户可能会误解了显示的数据或做出不正确的反应。

图3

由软件设计造成的很多使用错误都被归咎于其它的相关因素了，因为这些错误在分析和纠正时很难被清晰地想起并被发现。同样，软件相关的错误也是微妙的。比 如，由于不便的数据输入步骤造成用户灰心丧气，然后用户就犯了些错误，虽然这些错误不是直接由这些糟糕的输入步骤引起的。不清晰的命令结构和菜单的首字母 缩写或是省略形式也会引起严重的错误。克服这类问题也有相关的设计准则，如下：

在标题、缺省、图标和表格的使用和设计方面保持统一性，克服模棱两可的情况。

确保用户即时了解医疗器械当前的使用状态。

在用户操作时提供及时和清晰的反馈。

用户提示、菜单和其它信息都应该提示用户考虑最重要的步骤，而不是使用户“搁浅”。

在错误发生时给用户提供足够的资源，提供清楚的纠正和修复指南。

不要提供没有格式的、密集的或是太简略的信息，因为在那样会混淆用户并加重他们的负担。

使用可以被接受的符号、图标、颜色和缺省，来有效、经济和快速地传递信息。

简单的硬件解决方式可以利用时，就不要过度依赖软件，比如，使用一个按键就可以达到及时有效的功能。

为高度重要的各种信息特设单独的显示部分。在这种情况下，就不要在这些部分显示其它的数据了。