面向醫(yī)療設(shè)備精密制造的最優(yōu)設(shè)計加工方案研究

李偉冬

（山東威高瑞生醫(yī)療器械有限公司，山東 威海 264200）

隨著老齡以及亞健康人口呈現(xiàn)不斷增長的趨勢，以及健康理念的革新，讓一些人群更加需要健康管理，造成醫(yī)療檢測需求不斷增長，如此大的需求增長同低效率、低頻率的檢測資源有著更為突出的矛盾，對此，應(yīng)當(dāng)具備一款功能完善的醫(yī)療檢測設(shè)備進(jìn)一步來填補(bǔ)現(xiàn)有的空白。

1 醫(yī)療設(shè)備的相關(guān)介紹

針對醫(yī)療設(shè)備來看，一般是獨(dú)立及組合應(yīng)用在人體中的儀器設(shè)備及材料等，其中還包括一些必要軟件。在醫(yī)療及科研中，該設(shè)備為不可缺少的成分，其中不但涉及專業(yè)的醫(yī)療設(shè)備，還涉及家用醫(yī)療設(shè)備。

（1）定義。基于醫(yī)療設(shè)備的進(jìn)步，有助于進(jìn)一步促進(jìn)醫(yī)療水平的增強(qiáng)，不僅是重要的基礎(chǔ)因素，也是現(xiàn)代化發(fā)展的顯著標(biāo)志，促進(jìn)了現(xiàn)代醫(yī)療水平的全面發(fā)展，是關(guān)鍵的構(gòu)成部分。就醫(yī)療發(fā)展來看，通常會受到儀器發(fā)展的影響，醫(yī)療事業(yè)進(jìn)步中，儀器設(shè)施起到較大的作用，能夠?qū)崿F(xiàn)跨越式發(fā)展?；隗w表和體內(nèi)治療來看，并非是利用藥理學(xué)及免疫學(xué)等方式實現(xiàn)，而是借助醫(yī)療器械產(chǎn)品進(jìn)行輔助。基于設(shè)備的實際運(yùn)用，主要是對疾病開展預(yù)防及診斷等工作，對存在損傷的部位實施治療及緩解，可對解剖及生理過程進(jìn)行分析及研究，對妊娠進(jìn)行控制等。

（2）用途。根據(jù)醫(yī)療設(shè)備可以看出現(xiàn)代化發(fā)展程度，在醫(yī)療及科研中，該設(shè)備發(fā)揮著較大作用，有利于促進(jìn)醫(yī)學(xué)科技水平的增強(qiáng)，是非常重要的因素。伴隨臨床學(xué)的發(fā)展也要依賴儀器的使用，發(fā)揮著決定性作用。由此可以看出，以現(xiàn)代醫(yī)療來看，該設(shè)備為相當(dāng)重要的成分。

（3）技術(shù)要求。在醫(yī)院中是不可以隨意斷電的，若是發(fā)生斷電現(xiàn)象，極易對病人生命安全產(chǎn)生影響。對于醫(yī)療設(shè)備而言，也是這樣，不可隨意斷電，這就對設(shè)備的電源規(guī)格提出了更高的要求，其電池設(shè)計也是比較特殊的。伴隨電子產(chǎn)品需求的提升，再加上龐大的人口基數(shù)，還有老齡化現(xiàn)象的突出，大眾的健康理念得到改變，不管是在國家政策方面，還是在醫(yī)療信息化方面，都實現(xiàn)了變革發(fā)展，這也在一定程度上提高了對醫(yī)療電子產(chǎn)品的需要。另外，基于十二五規(guī)劃的實施，在這之中就包含醫(yī)療設(shè)備日后的發(fā)展，應(yīng)促進(jìn)醫(yī)療設(shè)備產(chǎn)業(yè)持續(xù)發(fā)展，貫徹統(tǒng)一的采購制度，優(yōu)先使用國產(chǎn)設(shè)備?；卺t(yī)療改革方案的有效實施，相關(guān)的設(shè)備廠商也落實了一系列準(zhǔn)備工作，有利于促進(jìn)新一代醫(yī)療設(shè)備的研發(fā)。

2 精密化設(shè)計方法

（1）模塊化設(shè)計。通常指組合產(chǎn)品要素，產(chǎn)生既定功能的系統(tǒng)，它可以同別的要素組合產(chǎn)生新系統(tǒng)，誕生功能不一樣的種種產(chǎn)品。在產(chǎn)品所有模塊中均包含獨(dú)立個體，同其他個體進(jìn)行組合，即可形成更多形式產(chǎn)品。采取模塊化方式當(dāng)開展產(chǎn)品設(shè)置以及優(yōu)化時，應(yīng)當(dāng)從使用者的角度進(jìn)行思考，將他們的需求當(dāng)作根本，盡可能體現(xiàn)模塊化特征，構(gòu)建最優(yōu)模塊分割，使問題變得簡單。

（2）多功能設(shè)計。旨在使產(chǎn)品使用功能更為健全，這為一項行之有效的手段。通常是改變產(chǎn)品形態(tài)以及結(jié)構(gòu)，讓產(chǎn)品達(dá)到多種用途，確保已有功能的基礎(chǔ)上，節(jié)省了空間。通常借助以下方式來實現(xiàn)，一是功能疊加，二是利用產(chǎn)品改變達(dá)到不同功能。

（3）移動設(shè)計。通常指結(jié)合產(chǎn)品與使用者需要，能借助產(chǎn)品結(jié)構(gòu)變形，其中包含腳輪以及滑輪等，醫(yī)療設(shè)備移動設(shè)計，它能借助腳輪移動，同時借助設(shè)備門達(dá)到靈活使用目的。

（4）收納設(shè)計。旨在把物品有序擺放，同時在需要時，可以短時間內(nèi)獲取。當(dāng)進(jìn)行收納設(shè)計時，需要以使用者角度為切入點(diǎn)，盡可能體現(xiàn)物品功能，滿足他們的習(xí)慣，達(dá)到及時拾取。

3 設(shè)計原則

（1）功能性原則。伴隨經(jīng)濟(jì)的增長，出現(xiàn)了更多的產(chǎn)品類別，在產(chǎn)品功能上有著更高的需求。對于醫(yī)療檢測設(shè)備來講，融入精細(xì)化理念開展設(shè)置，需要綜合考量諸多方面的內(nèi)容，比如利用環(huán)境以及使用者需要，同時加以結(jié)合材料以及結(jié)構(gòu)等因素。需要在功能性上彰顯下述幾點(diǎn)：第一，物質(zhì)功能。也就是產(chǎn)品使用功能，研究設(shè)備需要擁有怎樣的功能，內(nèi)部需要包括哪些實際功能。第二，精神功能。了解產(chǎn)品給用戶帶來的心理體驗，合理設(shè)置其肌理以及色彩，向使用者提供良好的體驗。實際上，無論是哪一種功能設(shè)置實現(xiàn)，都應(yīng)該綜合考慮有關(guān)的因素，方可據(jù)此指導(dǎo)設(shè)計。

（2）協(xié)調(diào)性原則。對于精密化設(shè)計來講，不可以簡單聚合產(chǎn)品功能，應(yīng)當(dāng)綜合考量協(xié)調(diào)性原則。同使用者行為息息相關(guān)的協(xié)調(diào)性，產(chǎn)品要確保功能與定位拼配，還應(yīng)該同使用者行為、方式匹配。當(dāng)采用精密化理念設(shè)置醫(yī)療設(shè)備時，應(yīng)該全面分析產(chǎn)品與行為的協(xié)調(diào)性，以座椅元素為中心開展設(shè)置，把檢測功能與產(chǎn)品進(jìn)行有機(jī)整合。結(jié)合此原則，正式精密化醫(yī)療設(shè)備設(shè)計前，應(yīng)當(dāng)認(rèn)真分析產(chǎn)品要素。分析使用者行為，考量使用環(huán)境以及狀態(tài)等，同時指導(dǎo)產(chǎn)品精密化設(shè)置，明確產(chǎn)品要素，以確保產(chǎn)品同使用者的協(xié)調(diào)與匹配。

（3）創(chuàng)新性原則。以全部的設(shè)計方式來看，通過采取精密化設(shè)計，便于創(chuàng)造新的產(chǎn)品，它為一項行之有效的手段，它的創(chuàng)新性一般彰顯于產(chǎn)品功能以及形式。就醫(yī)療設(shè)備來講，應(yīng)當(dāng)引入創(chuàng)新性方式有效處理空間不大的問題，借助于內(nèi)部布局以及功能組合等，盡可能利用產(chǎn)品功能，達(dá)到行為以及產(chǎn)品的協(xié)調(diào)。

4 面向醫(yī)療設(shè)備精密制造的最優(yōu)設(shè)計加工方案研究

4.1 設(shè)備前期研究

（1）功能模塊組合。醫(yī)療檢測包含著較多的類別，自助產(chǎn)品也頗為豐富，對于醫(yī)療設(shè)備精密設(shè)置來講，需要結(jié)合檢測以及使用者需要，科學(xué)選擇功能模塊，提高對資源的使用率，降低應(yīng)用負(fù)擔(dān)，促使運(yùn)行更為高效。按照使用者需要，檢測應(yīng)當(dāng)全面分析，身高以及體重的檢測易于達(dá)到自助檢測，而體溫以及血氧檢測等，需要把設(shè)備同身體部分實行連通，這需進(jìn)行一定的學(xué)習(xí)，然而學(xué)習(xí)難度并不大，便于得到掌握。尿液檢測易于進(jìn)行操作，然而會帶來一定污染，難以自主清理，可能會給后期利用帶來不好的影響，同時使用者需求度不高，所以不當(dāng)作選定功能。血液檢測較為便捷，然而需要組裝針頭，不易實現(xiàn)對試條的插入，學(xué)習(xí)上有著一定難度并且效率不高，常常還要配合視頻指導(dǎo)。完成利用之后需去掉針頭，若沒有注重收尾清理，則可能會導(dǎo)致血液感染，有著一定的風(fēng)險，所以當(dāng)選取此功能時，需要多加注意考慮。

（2）操作形式的統(tǒng)一。當(dāng)初次使用醫(yī)療設(shè)備時，常常會對按鍵以及界面等有著迷惑，應(yīng)當(dāng)按照指示開展學(xué)習(xí)。重復(fù)操作在影響利用率的同時，也提高了學(xué)習(xí)費(fèi)用。所以需要結(jié)合需求采取精密化手段達(dá)到操作形式的集中。如按照統(tǒng)計分析能夠得知，無論是血壓檢測，還是心電檢測等，都應(yīng)當(dāng)借助不一樣的設(shè)備開啟開關(guān)，同時等待一定的時間，其功能相關(guān)，如果相同時間內(nèi)需這些功能，則能夠組合操作。節(jié)省了檢測所需要的時間，達(dá)到了功能檢測目的，并且也優(yōu)化了流程，用不著使用者重復(fù)坐下站起，促使使用變得更為容易。

4.2 設(shè)備方案設(shè)計分析

結(jié)合草圖進(jìn)一步設(shè)置且持續(xù)修改，獲得圖1 所示的設(shè)計效果圖。從整體上來看設(shè)計流線感突出，頗為圓潤，色彩方面同淺色系進(jìn)行搭配，確保易于清理產(chǎn)品，給人帶來放松的感覺。在設(shè)備外部設(shè)置有宣傳欄等設(shè)施，區(qū)域一所示是儲藏區(qū)，可以用來存放有關(guān)的醫(yī)療物質(zhì)，比如消耗品，里面能夠用于承載垃圾。區(qū)域二所示為工具區(qū)，可以用來放置儀器設(shè)備，并且在扶手周圍有著暗格，里面設(shè)有血壓臂帶。區(qū)域三可用來當(dāng)作放置區(qū)。在區(qū)域四中有著較多的設(shè)備，比如檢測儀以及電極片等。在區(qū)域五中可以對用戶的身高以及體重進(jìn)行自助檢測。同樣在區(qū)域六中也有著一定的設(shè)備，像顯示屏以及打印出口。在區(qū)域七中設(shè)置有掛鉤，可以用來放置人們的背包以及衣服等。

圖1 設(shè)計效果圖

4.3 使用方式示意

在使用方式上可以分成多個部分，通過對JACK 軟件的使用來開展仿真示意。第1 部分，進(jìn)到設(shè)備放置證件構(gòu)建檔案；第二部分，對用戶身高以及體重進(jìn)行自助檢測，在此之后，對體溫以及血壓等實行檢測；第三部分，在結(jié)束所有檢測之后，走到屏幕位置，領(lǐng)取報告所有檢測結(jié)束。構(gòu)建檔案，按照提示來檢測身高以及體重。如果要放置物品，可把物品保存在放置區(qū)。第二步，于工具區(qū)選擇所需的設(shè)備，根據(jù)順序完成有關(guān)檢測，比如溫度檢測，然后把設(shè)備放回原處，擺放到位。第三步，將臂帶取出來，將其纏在左手上臂部位，同時固定好。第四步，把血氧儀掀起，把右手手指放在其中。第五步，把雙臂貼合金屬片位置，然后進(jìn)行以下幾項檢測，也就是血氧、血壓以及心電圖。第六步也就是最后一步，結(jié)束所有檢測之后，走到屏幕位置，將報告打印出來，檢測結(jié)束。

4.4 合理性仿真驗證

（1）人機(jī)尺寸驗證。通過對Jack 軟件的使用，以針對人機(jī)尺寸，對其開展合理性驗證。成年男子能夠正常進(jìn)到該醫(yī)療設(shè)備，說明通行尺寸是科學(xué)的、合理的。處于站立姿態(tài)用不著大幅彎腰，就能夠完成整個過程。

（2）精密化設(shè)計合理性驗證。人機(jī)仿真過程中，選擇成年男女性模型來開展合理性驗證，基于坐姿約束，對使用者操作產(chǎn)品的場景進(jìn)行模擬，同時綜合分析視錐范圍。用不著姿勢變形就可以完成對設(shè)備的操作，也能夠觀看屏幕，所以精密化理念下的醫(yī)療設(shè)備設(shè)置是科學(xué)的。在方案中使用者的移動路線簡化突出，可以促使檢測更為高效，同時于體檢流程，身高以及體重檢測所需的時間介于30 ～60s，溫度以及肺功能的檢測所需時長為半分鐘，準(zhǔn)備時長為60s，血壓以及心電檢測所需時間為120s，整體下來大概為300s，極大提高檢測效率，對于上班以及上學(xué)群體有著較好的適用性，可以通過閑暇時間開展醫(yī)療檢測。

（3）設(shè)計舒適度驗證。將krist 當(dāng)作數(shù)據(jù)源，該數(shù)據(jù)能夠研究身體舒適度，通常根據(jù)0 ～80 實行打分，數(shù)值越低，則表示舒適程度越高。測試部位有左右腿、左右手以及肩膀等。Fatigue 表示疲勞程度，comfort 表示舒適程度。體檢時長大概在300s 上下，設(shè)備舒適度能夠很好符合使用者需要，不會形成疲勞感，同時相對舒適。以陪同者舒適度來看，即便比不上使用者體驗，然而其利用頻率不高，利用時間不長，所以能夠符合其利用需要。

5 結(jié)語

總而言之，精密化設(shè)計讓產(chǎn)品實現(xiàn)整合，強(qiáng)化和使用者之間的聯(lián)系，并且也提高了可靠性，有效節(jié)省了設(shè)計資源；不但滿足了使用者需要，也緩解了醫(yī)療資源壓力，精密化產(chǎn)品的發(fā)展節(jié)省了資源配置費(fèi)用，在延長使用年限的同時也減少了維護(hù)費(fèi)用，顯著提升了檢測效率，并且有效彌補(bǔ)了排隊體檢的不足；精密化的理念被大力推廣于多個行業(yè)，比如農(nóng)業(yè)以及運(yùn)輸，實際上，還需要進(jìn)一步認(rèn)識精密化共性。在產(chǎn)品設(shè)計方面，現(xiàn)如今的精密化設(shè)計被廣泛運(yùn)用，而有關(guān)理論的研究卻不夠深入，所以不能充分發(fā)揮實踐指導(dǎo)作用?；趯芑砟畹目偨Y(jié)，選取某產(chǎn)品設(shè)計類別，探究該理念在設(shè)計中的運(yùn)用，以期能為類似研究起到一定的借鑒作用。