面向医疗设备精密制造的最优设计加工方案研究

李伟冬

（山东威高瑞生医疗器械有限公司，山东 威海 264200）

随着老龄以及亚健康人口呈现不断增长的趋势，以及健康理念的革新，让一些人群更加需要健康管理，造成医疗检测需求不断增长，如此大的需求增长同低效率、低频率的检测资源有着更为突出的矛盾，对此，应当具备一款功能完善的医疗检测设备进一步来填补现有的空白。

1 医疗设备的相关介绍

针对医疗设备来看，一般是独立及组合应用在人体中的仪器设备及材料等，其中还包括一些必要软件。在医疗及科研中，该设备为不可缺少的成分，其中不但涉及专业的医疗设备，还涉及家用医疗设备。

（1）定义。基于医疗设备的进步，有助于进一步促进医疗水平的增强，不仅是重要的基础因素，也是现代化发展的显著标志，促进了现代医疗水平的全面发展，是关键的构成部分。就医疗发展来看，通常会受到仪器发展的影响，医疗事业进步中，仪器设施起到较大的作用，能够实现跨越式发展。基于体表和体内治疗来看，并非是利用药理学及免疫学等方式实现，而是借助医疗器械产品进行辅助。基于设备的实际运用，主要是对疾病开展预防及诊断等工作，对存在损伤的部位实施治疗及缓解，可对解剖及生理过程进行分析及研究，对妊娠进行控制等。

（2）用途。根据医疗设备可以看出现代化发展程度，在医疗及科研中，该设备发挥着较大作用，有利于促进医学科技水平的增强，是非常重要的因素。伴随临床学的发展也要依赖仪器的使用，发挥着决定性作用。由此可以看出，以现代医疗来看，该设备为相当重要的成分。

（3）技术要求。在医院中是不可以随意断电的，若是发生断电现象，极易对病人生命安全产生影响。对于医疗设备而言，也是这样，不可随意断电，这就对设备的电源规格提出了更高的要求，其电池设计也是比较特殊的。伴随电子产品需求的提升，再加上庞大的人口基数，还有老龄化现象的突出，大众的健康理念得到改变，不管是在国家政策方面，还是在医疗信息化方面，都实现了变革发展，这也在一定程度上提高了对医疗电子产品的需要。另外，基于十二五规划的实施，在这之中就包含医疗设备日后的发展，应促进医疗设备产业持续发展，贯彻统一的采购制度，优先使用国产设备。基于医疗改革方案的有效实施，相关的设备厂商也落实了一系列准备工作，有利于促进新一代医疗设备的研发。

2 精密化设计方法

（1）模块化设计。通常指组合产品要素，产生既定功能的系统，它可以同别的要素组合产生新系统，诞生功能不一样的种种产品。在产品所有模块中均包含独立个体，同其他个体进行组合，即可形成更多形式产品。采取模块化方式当开展产品设置以及优化时，应当从使用者的角度进行思考，将他们的需求当作根本，尽可能体现模块化特征，构建最优模块分割，使问题变得简单。

（2）多功能设计。旨在使产品使用功能更为健全，这为一项行之有效的手段。通常是改变产品形态以及结构，让产品达到多种用途，确保已有功能的基础上，节省了空间。通常借助以下方式来实现，一是功能叠加，二是利用产品改变达到不同功能。

（3）移动设计。通常指结合产品与使用者需要，能借助产品结构变形，其中包含脚轮以及滑轮等，医疗设备移动设计，它能借助脚轮移动，同时借助设备门达到灵活使用目的。

（4）收纳设计。旨在把物品有序摆放，同时在需要时，可以短时间内获取。当进行收纳设计时，需要以使用者角度为切入点，尽可能体现物品功能，满足他们的习惯，达到及时拾取。

3 设计原则

（1）功能性原则。伴随经济的增长，出现了更多的产品类别，在产品功能上有着更高的需求。对于医疗检测设备来讲，融入精细化理念开展设置，需要综合考量诸多方面的内容，比如利用环境以及使用者需要，同时加以结合材料以及结构等因素。需要在功能性上彰显下述几点：第一，物质功能。也就是产品使用功能，研究设备需要拥有怎样的功能，内部需要包括哪些实际功能。第二，精神功能。了解产品给用户带来的心理体验，合理设置其肌理以及色彩，向使用者提供良好的体验。实际上，无论是哪一种功能设置实现，都应该综合考虑有关的因素，方可据此指导设计。

（2）协调性原则。对于精密化设计来讲，不可以简单聚合产品功能，应当综合考量协调性原则。同使用者行为息息相关的协调性，产品要确保功能与定位拼配，还应该同使用者行为、方式匹配。当采用精密化理念设置医疗设备时，应该全面分析产品与行为的协调性，以座椅元素为中心开展设置，把检测功能与产品进行有机整合。结合此原则，正式精密化医疗设备设计前，应当认真分析产品要素。分析使用者行为，考量使用环境以及状态等，同时指导产品精密化设置，明确产品要素，以确保产品同使用者的协调与匹配。

（3）创新性原则。以全部的设计方式来看，通过采取精密化设计，便于创造新的产品，它为一项行之有效的手段，它的创新性一般彰显于产品功能以及形式。就医疗设备来讲，应当引入创新性方式有效处理空间不大的问题，借助于内部布局以及功能组合等，尽可能利用产品功能，达到行为以及产品的协调。

4 面向医疗设备精密制造的最优设计加工方案研究

4.1 设备前期研究

（1）功能模块组合。医疗检测包含着较多的类别，自助产品也颇为丰富，对于医疗设备精密设置来讲，需要结合检测以及使用者需要，科学选择功能模块，提高对资源的使用率，降低应用负担，促使运行更为高效。按照使用者需要，检测应当全面分析，身高以及体重的检测易于达到自助检测，而体温以及血氧检测等，需要把设备同身体部分实行连通，这需进行一定的学习，然而学习难度并不大，便于得到掌握。尿液检测易于进行操作，然而会带来一定污染，难以自主清理，可能会给后期利用带来不好的影响，同时使用者需求度不高，所以不当作选定功能。血液检测较为便捷，然而需要组装针头，不易实现对试条的插入，学习上有着一定难度并且效率不高，常常还要配合视频指导。完成利用之后需去掉针头，若没有注重收尾清理，则可能会导致血液感染，有着一定的风险，所以当选取此功能时，需要多加注意考虑。

（2）操作形式的统一。当初次使用医疗设备时，常常会对按键以及界面等有着迷惑，应当按照指示开展学习。重复操作在影响利用率的同时，也提高了学习费用。所以需要结合需求采取精密化手段达到操作形式的集中。如按照统计分析能够得知，无论是血压检测，还是心电检测等，都应当借助不一样的设备开启开关，同时等待一定的时间，其功能相关，如果相同时间内需这些功能，则能够组合操作。节省了检测所需要的时间，达到了功能检测目的，并且也优化了流程，用不着使用者重复坐下站起，促使使用变得更为容易。

4.2 设备方案设计分析

结合草图进一步设置且持续修改，获得图1 所示的设计效果图。从整体上来看设计流线感突出，颇为圆润，色彩方面同浅色系进行搭配，确保易于清理产品，给人带来放松的感觉。在设备外部设置有宣传栏等设施，区域一所示是储藏区，可以用来存放有关的医疗物质，比如消耗品，里面能够用于承载垃圾。区域二所示为工具区，可以用来放置仪器设备，并且在扶手周围有着暗格，里面设有血压臂带。区域三可用来当作放置区。在区域四中有着较多的设备，比如检测仪以及电极片等。在区域五中可以对用户的身高以及体重进行自助检测。同样在区域六中也有着一定的设备，像显示屏以及打印出口。在区域七中设置有挂钩，可以用来放置人们的背包以及衣服等。

图1 设计效果图

4.3 使用方式示意

在使用方式上可以分成多个部分，通过对JACK 软件的使用来开展仿真示意。第1 部分，进到设备放置证件构建档案；第二部分，对用户身高以及体重进行自助检测，在此之后，对体温以及血压等实行检测；第三部分，在结束所有检测之后，走到屏幕位置，领取报告所有检测结束。构建档案，按照提示来检测身高以及体重。如果要放置物品，可把物品保存在放置区。第二步，于工具区选择所需的设备，根据顺序完成有关检测，比如温度检测，然后把设备放回原处，摆放到位。第三步，将臂带取出来，将其缠在左手上臂部位，同时固定好。第四步，把血氧仪掀起，把右手手指放在其中。第五步，把双臂贴合金属片位置，然后进行以下几项检测，也就是血氧、血压以及心电图。第六步也就是最后一步，结束所有检测之后，走到屏幕位置，将报告打印出来，检测结束。

4.4 合理性仿真验证

（1）人机尺寸验证。通过对Jack 软件的使用，以针对人机尺寸，对其开展合理性验证。成年男子能够正常进到该医疗设备，说明通行尺寸是科学的、合理的。处于站立姿态用不着大幅弯腰，就能够完成整个过程。

（2）精密化设计合理性验证。人机仿真过程中，选择成年男女性模型来开展合理性验证，基于坐姿约束，对使用者操作产品的场景进行模拟，同时综合分析视锥范围。用不着姿势变形就可以完成对设备的操作，也能够观看屏幕，所以精密化理念下的医疗设备设置是科学的。在方案中使用者的移动路线简化突出，可以促使检测更为高效，同时于体检流程，身高以及体重检测所需的时间介于30 ～60s，温度以及肺功能的检测所需时长为半分钟，准备时长为60s，血压以及心电检测所需时间为120s，整体下来大概为300s，极大提高检测效率，对于上班以及上学群体有着较好的适用性，可以通过闲暇时间开展医疗检测。

（3）设计舒适度验证。将krist 当作数据源，该数据能够研究身体舒适度，通常根据0 ～80 实行打分，数值越低，则表示舒适程度越高。测试部位有左右腿、左右手以及肩膀等。Fatigue 表示疲劳程度，comfort 表示舒适程度。体检时长大概在300s 上下，设备舒适度能够很好符合使用者需要，不会形成疲劳感，同时相对舒适。以陪同者舒适度来看，即便比不上使用者体验，然而其利用频率不高，利用时间不长，所以能够符合其利用需要。

5 结语

总而言之，精密化设计让产品实现整合，强化和使用者之间的联系，并且也提高了可靠性，有效节省了设计资源；不但满足了使用者需要，也缓解了医疗资源压力，精密化产品的发展节省了资源配置费用，在延长使用年限的同时也减少了维护费用，显著提升了检测效率，并且有效弥补了排队体检的不足；精密化的理念被大力推广于多个行业，比如农业以及运输，实际上，还需要进一步认识精密化共性。在产品设计方面，现如今的精密化设计被广泛运用，而有关理论的研究却不够深入，所以不能充分发挥实践指导作用。基于对精密化理念的总结，选取某产品设计类别，探究该理念在设计中的运用，以期能为类似研究起到一定的借鉴作用。