人因工程学在医疗设备安装与检验中的应用*

杨丽晓 周 阳 王 粤

随着医疗技术的不断发展，医疗设备在医疗工作中发挥的作用日益重要。如何合理配置医疗设备，如何使已配置设备安全有效的充分发挥其功能，对医疗设备精细化管理水平提出更高要求。医疗设备安装工作是医疗设备全生命周期管理的一项重要内容，其安装效果直接影响设备使用的安全性和功能的发挥。分析研究医疗设备安装过程的各项影响因素和各项因素之间的相互关系，有利于提高设备安装工作的水平。

人因工程学(human factor engineering，HFE)是一门新兴学科，将人、机器与环境作为一个整体进行系统性研究，使整个“人-机-环境”具有更高的质效和效能，已广泛应用于工业、制造业、农业，建筑业及服务业等领域[1-3]。运用HFE理论研究分析医疗设备安装过程中临床医学工程师、医疗设备和安装环境的各项要素及应用，旨在更加科学合理的组织实施医疗设备安装工作。

1 HFE概述

1.1 HFE及其研究内容

HFE又称为工效学(Ergonomics)，国际人类工效学学会将HFE定义为“研究人在某种工作环境中的解剖学、生理学和心理学等方面的因素，研究人和机器及环境的相互作用，研究在工作、生活和休息中怎样统一考虑工作效率、人的健康、安全和舒适等问题的学科”，被认为是目前最权威和最全面的HFE定义[4-8]。

HFE综合运用生理学、心理学、社会学、卫生学、人体测量学及生物医学工程等知识和技术，研究生产系统中人、机和环境三大要素间的相互关系，通过对此关系的恰当设计和改进，提高生产效率和经济效益，使工作系统达到满意效果。

1.2 HFE在医疗设备安装中的应用

医疗设备是防治疾病的特殊产品，单独或组合使用于人体，其操作使用者是人，直接受体也是人，因此其应用风险直接关系到人的生命安全。HFE在医学工程科的应用可贯穿于医疗设备论证、设计、试验、生产、安装、使用及维护整个周期中。有效运用HFE具备以下优点：①实现设备部件与配件更安全的连接；②更易阅读控件和显示内容；③更好理解设备的状态和操作；④更有效的报警信号；⑤更易维护和维修；⑥更好地理解患者当前状态；⑦降低使用错误及不良事件发生风险，降低医疗器械召回风险。

2 医疗设备安装中的HFE因素

2.1 临床医学工程师

临床医学工程师是医疗机构负责医疗设备安装的主体，其个人工作态度、业务水平、生理及心理等因素均影响设备安装效果。

2.1.1 工作态度及业务水平

(1)工作态度。工作态度是决定一项工作的首要因素，对工作结果产生关键影响。临床工程师重视医疗设备安装并持积极态度，会使安装工作有一个良好开始，同时详细计划整体安装过程并积极协调突发问题。

(2)业务水平。临床工程师的业务水平直接影响安装工作的速度和可靠性。高水平业务能力的临床医学工程师可以保证设备安装尽早顺利完成。低水平业务能力的临床医学工程师可能导致安装缓慢甚至无法完成安装任务。

2.1.2 生理及心理因素

影响临床工程师的生理及心理因素主要为生理周期、工作情绪、工作压力和疲劳。

(1)生理周期。人体的身体机能在一昼夜中呈现出变化规律，人体适合白天活动，夜间身体机能迅速下降，进入休息状态。周一至周五为工作时间，人体形成的生物钟更适合工作，经过一周的工作，其身体机能在周末时间下降并感到疲劳。

(2)工作情绪。情绪有积极和消极两极；积极情绪使人心情愉快，思维与动作敏捷，不怕困难，愿挑重担，因而可提高安装的效率与质量；消极情绪则相反。

(3)工作压力。适度的压力可提高工作效率，保证人的可靠性，压力过轻使人缺乏工作积极性和动力；压力过重则会导致理解能力下降，易急躁消极，对安装工作产生负面影响。

(4)疲劳。疲劳会产生不良影响，令人丧失积极性并产生焦虑感，对工作产生厌烦态度，注意力无法集中，易偷工减料，影响安装的质量安全。

2.2 安装环境

安装环境包括安装设备所应具备的客观条件，包括硬件环境、空间环境、物理环境和软件环境，合理适宜的安装环境对设备安装效果影响重大。

2.2.1 硬件环境

(1)安装工具。完备齐全的安装工具是安装工作顺利开展的重要条件。安装工具的设计和配备不满足HFE要求会导致安装困难或无法安装。

(2)配套设施。配套设施的完备是设备安装和日常运行的必要条件，包括以下6类：①主电源和辅助电源，在设计电源容量时要考虑设备升级和配套设备的增加；②稳压电源、过压保护装置、地线、网络布线和通讯接口；③地面及墙面处理(承重能力、水平度、地沟、线槽、穿墙孔及悬吊钢架等)；④水和气管路；⑤辐射屏蔽、辐射防护及抗静电等设施装置[9-11]。配套设施完备齐全，符合HFE设计，可提高设备安装效率、质量及设备运行效率。

2.2.2 空间环境

(1)安装运输通道。必须为设备预留充足的安装运输通道以保障设备顺利就位，不充足的运输通道会导致设备无法就位或运输出现碰擦损坏设备。

(2)安装空间。临床工程师在设备安装过程中需有足够的活动空间，使其能在较舒服的姿态下，采用坐、蹲、立和卧等姿势完成设备安装。空间过小会导致安装者活动空间受限，在工作中过多旋转和弯曲颈部和身体，易造成肌肉和骨骼损伤，同时导致工作情绪压抑和心理不适。

(3)空间布局。空间布局设计应从5方面考虑，即设备安装特点、人体尺寸、安装作业姿势、个体因素和作业活动。良好的安装空间设计可提高安装效率，提升作业者的工作能动性和满意度，实现空间资源的合理经济利用，国外学者在此方面研究起步较早[11-17]。腹腔镜手术中的HFE因素见图1。

图1 腹腔镜手术中HFE因素示图

图1中A和B分别显示空间布局合理及空间布局不合理情况下，模拟腹腔镜手术中操作者的姿势。姿势分别受显示器、工作台(手术床)及手术器械影响。图1A中显示器位于操作者眼睛下方且距离合适，操作者在使用过程中基本保持自然姿势或稍微下弯，长时间使用也不会感到疲劳；图1B中显示器位置过高，需操作者仰视，长时间操作会造成颈部疲劳，对操作者身体产生损害并降低手术效率。患者躺在手术床上接受手术，手术床的高低则会影响患者的高低。图1A是一个较优的高度，操作者在操作器械时，肘关节保持在90 °～120 °，操作者可在理想姿势下完成操作，图1B由于手术床高度过高，操作者肘关节角度<90 °，减小了操作空间。同时，图1A中训练箱倾斜一定的角度，方便操作者操作。

2.2.3 物理环境

(1)微气候环境。微气候环境包括临床工程师工作的微气候环境和设备自身运行的微气候环境两方面。微气候环境主要由空气温度、湿度、气压、气流速度、空气质量和热辐射等组成，直接影响临床工程师安装时的情绪、疲劳程度、健康和工作效率。因此，应尽可能按需要控制、调整和改善安装环境的微气候。部分特殊医疗设备自身运行对微气候环境要求较高苛刻且是安装的必要条件，必须提供必要的微气候环境。

(2)照明环境。安装过程中应有足够强的照度，除一般照明外还应配备局部照明和移动照明，遮蔽可能影响维修作业的眩光源。

(3)噪声环境。除人的耐受度外，还应考虑噪音对语言交流及报警、监听和测试的影响。尤其是听力测试设备对噪音环境要求较高，需充分考虑此类设备的噪音环境要求，并做好明显可见的噪音环境要求标识。

2.2.4 软件环境

(1)安装制度流程。完善的安装制度流程对安装工作具有指导意义，使安装工作有序开展。

(2)完备的合同资料和技术资料。合同资料包括设备的规格型号、技术参数、软件功能和配套设备等相关内容和条款。技术资料包括技术图纸、技术文件、维修手册、维修所用设备及工具的操作说明书和软件说明书等。

3 HFE在医疗设备安装中应用策略

医疗设备安装工作的HFE因素涉及临床医学工程师的工作态度、业务水平、生理及心理因素和硬件环境、空间环境、物理环境和软件环境因素。在设备安装过程中运用HFE方法，从各影响因素着手进行分析和改进，可不断提高安装工作效率及质量，使设备功能得到更安全和更充分的发挥，提高设备使用者的操作满意度。

(1)提高临床工程师对设备安装的重视程度。设备安装工作是医疗设备全生命周期管理的重要环节，安装效果直接影响设备的使用安全和使用效果，临床工程师要充分认识其重要性，并增加该项工作在临床工程师工作业绩考核中的比重。

(2)提高临床工程师的业务能力和合理分工。注重临床工程师的业务培养和继续教育，不断提高其理论水平和实践能力，安装重点大型设备的前期可由设备原厂提供专业培训指导和考核。在分配安装任务时，可分配经验丰富且业务能力强的工程师承担重点特殊设备的安装工作，合理分工。

(3)结合临床工程师生理及心理等特征分派工作。根据设备安装的复杂性和重要性，结合每位临床工程师的生理及心理特点做出适当调整。针对结构复杂，安装周期过长的设备，尽量合理规划和工作时间，避免加班加点，防止由于过度疲劳而产生不良影响。同时尽量安排心理承受强，性格乐观积极的工程师负责安装任务重的工作。

(4)完善硬件环境。在设备安装前对安装工具和配套设施执行详细的配备清单，按清单逐条详细检查，确保备齐安装工具并具有完备的配套设施，保证安装工作顺利开展。

(5)合理布局空间环境。在安装设备前全面了解设备的包装尺寸和实际尺寸，勘测设备运输通道和空间环境是否符合HFE要求。运输通道需保证设备和运输人员安全通过，且不会对周围环境造成二次破坏[18]。安装空间布局要合理，为临床工程师的安装操作提供舒适的安装空间，提高其工作舒适度和安装效率。

(6)改善物理环境。参照HFE要求，不断改善设备安装的物理环境，提供适宜的安装温度、湿度和空气质量，以改善临床工程师的情绪、疲劳程度、健康和工作效率。必须按安装要求达到设备运行必要的物理环境，并特别注意噪音环境的影响。

(7)注重软件环境。软件环境是安装环境的必要理论支撑[19]。严格按规范的安装流程、合同资料和技术资料进行安装，可确保安装工作的规范性和有序性，避免盲目安装和无序工作。

(8)加强效果评价。加强对安装效果的评价和经验总结，通过效果评价提高临床工程师对安装工作的认知度。不断总结HFE在设备安装实践工作的应用经验，提高设备安装的效果。

4 展望

运用HFE方法研究分析并不断完善临床医学工程师、医疗设备和安装环境的各项要素，可有效降低安装错误和不良事件发生的风险。总结HFE在设备安装实践工作的应用经验，利于提高安装工作的效率和质量，使医疗设备功能得到更安全和更充分的发挥，提高设备使用者使用操作满意度，从而提高医学工程部门临床保障服务水平和医院医疗水平。

随着医学工程技术迅速发展及医院医疗设备数量、质量和先进性不断提高，如何最大限度地发挥医疗设备管理效能成为医院亟需解决的问题。HFE研究人、机器和环境之间的合理关系，不仅对医疗设备安装具有指导意义，更可贯穿于医疗设备管理的各个环节，指导医院建立医疗设备管理效能评价体系[20-22]。通过对各项影响因素的不断改进、优化和完善，持续提高医院设备管理工作效能和，保证工作者安全、健康、舒适地工作，并取得满意的工作效果。