家用醫療器械設計應該考慮哪些方面?

 
發布時間:2020-01-09 17:24:13 | 瀏覽量:302
 

      家用醫療器械設備設計時要考慮哪些問題?

      根據食品藥品監督管理局(FDA)的規定,家用醫療設備是為了可以在除專業醫療機構以外的任意環境下使用。家用醫療設備包括:資本設備(如:病床)、醫療設備(如:注射療法)、醫療儀器(如:脈沖含氧計),植入式器械(如:起搏器)、移動app以及許多其他產品。與醫用設備不同,在設計家用設備時,有許多人機工程需要重點考慮。

家用醫療器械設計時要考慮哪些問題

      人機工程設計的主要目的是為了讓科技造福人類。這一主旨將所需考慮的人機工程分為四個大類:感知—視覺、聽覺和觸覺;認知—思考、判斷和記憶;運動控制;以及使用環境。雖然這樣的分析并不詳盡,但通過實例讓我們了解了醫用設備與家用設備在設計方面的不同以及對您產品設計的意義。


  人口、科技、經濟和態度趨勢的發展共同推動醫療產品和服務從專業機構走向百姓家中。與此同時,家庭也隨之成為了最普遍常見的健康管理場所??傊?,這是一種喜聞樂見的趨勢,因為相較于在醫院治療,在家療養的患者能夠獲得更高的生活質量。


  但是,家用設備在設計方面的難度要明顯高于醫用設備。醫療機構的標準能夠讓設計者對使用者和使用環境做出簡單的假設。尤其是對于醫療機構而言,設備使用人員都是一些精明能干、年輕體健、接受過專業訓練的醫療人員,而且使用環境更加明亮、衛生、易于布局,此外醫療機構的電力供應不成問題,還有相當寬敞的空間。


  家庭健康管理變得越來越普及,美國人口逐漸呈現老齡化趨勢。1935年,美國人的平均期望壽命是61.7歲,而如今已接近79歲。到2030年,美國65歲以上人口數量將達到7200萬,許多患有慢性病的人在家便可以很好的護理,壽命會更長。目前,已有760萬患者受益于家庭健康管理服務。實際上,美國的此類家庭護理機構約有17000家,整個行業每年的產值約達576億美元,且年增長率達20%。由此可知,家庭健康護理已成為整個經濟體中發展最快的行業之一。另一方面,無償看護人員也能夠提供更悉心的護理。美國護理聯盟的統計數據顯示,3650萬美國家庭(占全國近30%)至少有一個無償服務的家庭醫療護理員。


  當然,科技進步也為家庭健康護理服務的興起創造了有利條件。如今,一個價值10美元的感應器在20世紀90年代要花費幾千美元,而且在不遠的未來價格會更低。如今手機的計算能力可以匹敵20世紀90年代的超級計算機。這些科技變革不僅實現了遠程遙控和數據采集,還可以與醫療服務提供商直接交流,患者也無需住院,在家中即可治療和生活。除此之外,設計家用醫療設備還將面臨許多挑戰,下文提到了幾點。

  一、感知

  從廣義上來說,感知是指人們的視覺、聽覺和觸覺。由于醫療工作者普遍年輕體健,他們的感知力十分敏銳,而患者和家庭護理員卻不一定具備這樣的感知力。

  二、視覺——大多數情況下,在家中療養的患者都會患有暫時性或永久性的視力損傷。老年患者還會經歷許多視力變化。比如,睫狀肌的主要功能是彎曲晶狀體使其聚焦圖像,隨著年齡的增長,睫狀肌會變得軟弱無力,導致很難聚焦清晰的圖像。他們的晶狀體也會變得更加渾濁,使光線更難透過。晶狀體還會變黃,讓人很難分辨出細小的藍色文字。瞳孔也會收縮,讓光線很難通過,而且瞳孔對暗光的反應能力也會變弱,讓人無法在光線很弱的情況下看清事物。這樣一來,年長的人們需要更大的對比度來辨識文字和圖片。這就導致在家的患者很難看清楚顯示屏。


  一些設計方案能夠解決這些問題。比如,確保字體有足夠的大小。因為它取決于操作者到顯示屏的距離,字體大小是以視覺角度(圖像在視網膜上的對角)來衡量的。費斯克等人建議將老年人的視覺角度調整為0.6°。此外,顯示屏應該在前景和背景之間提供更高的對比度。而且,可見光譜中相隔很近的顏色不應該在同一個顯示屏中使用,因為這樣會降低對比度。


  一、聽覺——醫療設備往往會通過警告音來提醒用戶設備的狀況。但許多患者都存在視力減退的問題,尤其無法聽到高頻率的聲音。一些環境噪音(如:電視的聲音)會掩蓋設備發出的聲音,讓患者更加難以察覺。持續的治療或疾病本身都會導致患者的睡眠或注意力下降。為了減少這些問題,可以通過降低設備警告音的頻率和提高音量。同時還可以考慮將視覺刺激和聽覺刺激組合到一起來引起患者的注意。

  二、觸覺——在家中療養的患者的觸覺也可能受到影響。比如,糖尿病患者或接受HIV治療的患者可能患有外周神經病,導致全身無力、麻木,手指疼痛,使他們無法感知觸覺信號。為了解決這一問題,可以將控制臺做的更大,按鈕能夠提供聽覺和觸覺反饋,按鈕的伸縮距離也可以調的更高,這樣按鈕被按下時可以壓得更深。

  三、認知

  由于醫療條件和藥物治療,患者可能會有一些與記憶、判斷和學習相關的認知障礙。而且,患者可能理解能力不強或者計算和數學換算水平較差。醫療條件按照醫療狀態改變,而且學習使用新設備會引起患者和護理人員的焦慮,增加使用錯誤發生的可能性。所以,設備需要易學易用。刪除不重要的功能,減少選擇的數量,清理屏幕雜亂的信息,并且簡化信息結構。

  四、運動控制

  家庭護理人員和患者的運動能力可能會有所降低。設備使用者的體型,協調性,能力,靈活性,敏捷性、力量和體力都因人而異。隨著年齡的增長,由于大腦灰質的減少,我們執行運動任務的能力會降低。帕金森病導致的顫抖會讓患者很難在鍵盤上選擇項目。中風或者其他疾病也可能讓雙手操作變得異常困難。所以,按鈕和控制臺應該大小適中,而且設計者應該避免設計出需要運動能力或者雙手操作的交互界面。

  五、使用環境

  設計醫療設備的特殊目的在于將科學技術應用到患者護理。這些設備應該放置在光線充足、溫度適中、濕度適當以及空氣流通的環境中。設備配備許多電源插座,而且有一個備用電源在斷電時使用。地板十分光滑以方便設備的運輸,而且大部分的設備都懸掛在天花板上。通常來說,設備下方沒有小孩玩耍,也沒有寵物四處亂晃。而且,配有足夠大的空間來減少感染,同時提供空間、步驟和材料來清潔和重新處理醫療設備,并且清理環境。

  從另一方面來說,家并不是為了應用高科技或者照看患者而設計的地方。家里的條件不受控制而且非常復雜。光線可能不足且不符合標準;溫度、適度和空氣流通不可預測;空間可能有限;地毯導致設備很難移動;電線和電纜興許會纏結成一團,造成摔倒的危險。家里的環境可能會臟亂不堪且不衛生。新設備的設計需要考慮到這些家用環境的具體情況。

  用戶和環境的多種多樣使得家用醫療設備設計類似于消費產品設計,這類設備的用戶類別非常多,而且具體使用環境也多種多樣。但是,醫療設備面臨兩大難點。

  第一,患者遇到的一系列醫療問題在消費者產品用戶中不是很常見。

  第二,和消費者產品用戶相比,患者使用錯誤造成的后果會更加嚴重。

  為了減少不良事件的發生,FDA要求設備制造商保證設備符合家用標準,并且提供收到的數據以表明危害和風險已得到防治。家用醫療產品將會面臨更大的挑戰,用戶中心設計(UCD)的技術運用將會變得尤為重要。

  UCD有三項原則:

  1 對用戶和其任務進行早期和持續的關注;

  2 使用人力系統表現數據來指導設計決定;

  3 快速、經常地循環。對每一個設備,增加一個早期研究階段,研究和確定用戶資料和環境資料。需要增加環境變量來進行重要性和有效性測試,同時有必要進行用戶多樣性的重復測試。這些步驟應該可以減少使用錯誤發生的可能性,并讓更多的患者在家就能安全、舒適地生活。


 
 
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