摘要：针对当前市场中手持医疗产品设计的缺陷，探究手持医疗产品的人性化设计方式。结合当前手持医疗产品发展过程中所表现的人性化特征，提出手持医疗产品的人性化设计原则，从外观、人机、安全性三个方面论述如何将设计元素解构重构融入手持医疗产品的人性化表现中，并以手持医疗配药机为具体案例，提供人性化设计分析过程。人性化设计有利于提高手持医疗产品的使用体验，为医护人员带来更高效率的工作过程。人性化设计为手持医疗产品带来蓬勃的生命力，是手持类医疗产品发展的必然趋势。
关键词：手持医疗产品;人机工程学;人性化设计;关怀
引言
随着电子医疗器械在国际市场上的普及，不同种类的医疗产品也逐渐出现在各大医院。手持类医疗产品作为医疗器械类别的一种，在我国医疗产品市场过分追求商业利益的背景下，仍缺乏友好的产品设计，在国际市场上更是缺乏竞争力。“人性化”是设计师通过对设计形式和功能等方面的“人性化”因素的注入，赋予产品以“人性化”的特性，使产品富有情感与生命[1]。在以人为本的社会，将“人性化”理念注入手持医疗产品的设计中，使产品更具人情味和亲和力，从而减少医护人员的工作失误、减轻病人的心理病痛，同时有利于提高国内手持类医疗产品的国际竞争力，推进手持类医疗产品的国际化进程。
一、手持医疗产品设计原则
手持医疗产品虽区别于一般的手持工具产品，但其设计过程还应遵循一般工业产品的设计原则。在基于一般手持类产品的设计原则下，针对医疗产品的特殊性与专有性，总结提出了以下手持医疗产品的一般设计原则。
（一）安全性设计原则
手持医疗产品在有效地实现预定功能的基础上，不能对使用者的健康造成危害，其包括以下几点：1.形状与尺寸在对人体不造成生理与心理伤害的前提下，能满足大部分设计对象，包括满足用户的性别、年龄与训练程度等。2.材料的选择需要考虑产品的预期目的，避免与其接触的药物或物体产生相容性及污染问题。3.产品设计的操作活动空间与操作状态应在手的可及范围内完成，防止因操作产品姿势不当引起的肌肉损伤。4.为预防和控制医院感染，保证手持医疗产品达到无菌要求，产品尽可能设计为可手工拆卸形式，以满足零部件易清洗消毒。
（二）以人为本的设计原则
产品要适合使用对象，而不是让使用者去适应产品[2]。设计师在设计手持医用产品过程就应考虑设计的对象、对象的行为特征以及产品使用环境等因素，以保障产品设计的合理性。1.了解该产品的使用对象（一般为医护人员或病人），确定使用范围，调查对象的特征，包括性别、左右利手、使用频率等。分析使用者操作该产品的行为动作，以尽量减少产品不宜性给使用者带来的不便。2.在产品设计中融入新鲜元素，摆脱手持医疗产品给使用者带来的压抑感，使产品更符合医护人员或病人的生理、心理需求，让产品更具有活力。如在手持医疗产品设计中使用柔美的曲线和淡雅的颜色，能摆脱医疗产品冰冷的感觉，有效缓解使用者冷漠和生硬的感受。3.不同的操作形式与界面布局对操作者均有不同的影响[3]。手持医疗产品的人机界面设计应表现出易用性，从而让医护人员或病人在操作过程中能简单清晰地得到信息的反馈，避免交互的冗余与繁杂。
二、手持医疗产品人性化设计
手持医疗产品在满足一般手持产品的人机工程设计要求外，要针对产品对于医院、医护人员等特殊环境与使用对象的适宜性进行人机工程的设计[4]。对手持医疗产品的人性化研究除了最基础的人机尺寸比例因素外，还需考虑产品形状、材质与色彩设计等会对使用者造成生理、心理影响的设计因素，才能深入设计出融合使用价值与审美价值于一体的人性化产品。
（一）手持医疗产品人机尺寸分析
目前，国内较多手持医疗产品是国外进口，这些产品在尺寸规格上并不符合国内医护人员的使用。因此，针对国内医护人员的人体尺寸参数、机械力学参数等进行手持医疗产品设计起着关键作用。1.观察分析设计对象的特征。产品的设计都是针对明确对象进行设计，而手持医疗产品主要使用对象是医护人员，针对医护人员这个群体还应对其特征进行细分，包括医护人员不同的年龄、性别、左右利手、所能接受的力度、操作习惯等。2.选择合适的人体尺寸百分位。在确定所设计产品属于哪一类型对象后[5]，选择满足该对象的中国成年人人体尺寸百分位及其人体尺寸数据。而手持医疗产品设计主要考虑的人体参数是手部尺寸，一般情况下多采用满足度最高的尺寸数据为依据进行设计。3.确定功能、心理修正量。为了健康与安全医护人员在工作期间一般都会佩戴医用手套，而国标中的人体尺寸数据是裸体或穿背心、内衣裤时静态测量的结果，在设计阶段选用数据就需适时在基础人体数据上增加修正量。考虑到医护人员由于工作压力等心理影响产品体验，一般还需通过对设计对象进行主观调研衡量并增加产品的心理修正量。4.确立各相关设计参数。在明确人体百分位、修正量以及对象特征后，需要对各设计因素的参数范围，包括手柄的直径、长度、形状等进行分析，以确定最适宜的设计参数范围。
（二）造型与色彩设计
在手持医疗产品的人机设计中，造型比例与色彩设计应注重医护人员的生理与心理需求。如果医疗产品在工作区域的产品形态、色彩等非常宜人，则能使医护人员精神愉悦，情绪稳定和提高工作效率，从而避免发生误操作。反之将使医护人员的工作压抑沉闷，甚至排斥对该产品的使用。在手持医疗产品中，手柄截面形状有很多种，如圆形、方形、多边形、不规则等，一般由产品性质和结构所决定。一般截面为圆形或者椭圆形的手持产品相对有舒适感[6]（如图1）。而手柄形状需要考虑医护人员对手持方式的感知隐喻能力，可以通过医护人员对以往产品操作的熟悉经验来进行设计。考虑到是医疗产品，造型风格避免过于浮夸，应具有亲切感，与医疗环境相融合。针对医护人员工作类型，为避免产品从手部脱落，手柄表面应多采取肌理设计，增加手持产品与手部的摩擦力。而肌理的设计也是打破单一圆滑造型枯燥感的一种做法。手持医疗产品的色彩设计与材质设计也应该追随时代的潮流感，设计师赋予产品怎样的色彩与材质是能传递给医护人员在使用产品过程中体会到不一样的情感。在色彩设计中，医护人员的工作环境需要冷静与理性，产品适当采用冷色和低饱和度的颜色。而手持医疗产品配色设计中，通常颜色不超过三种，如白色是医疗行业的代表，一般以白色作为主色调进行搭配[7]。对于产品材质的选用，设计师应把握医护人员对产品材质的意象，准确把握用户需求与喜好，如硅胶材质的使用能给予使用者柔软的亲和感。考虑到医疗产品的特点，在材质设计上除了需要生理上给予使用者带来的舒适性，心理上给使用者带来的人情味，还需考虑材料的医用级别是否达到医疗产品的要求。
（三）人性化设计整体过程
手持医疗产品人性化设计的一般过程主要归纳总结为以下5个步骤：1.分析手持医疗产品的使用状态及用户的要求；2.手持医疗产品设计原则与人机工程学要求的融入设计；3.手持医疗产品设计解决方案的提出；4.根据可用性要求结合用户体验评价设计方案；5.对产品的改进与迭代设计。总体而言，手持医疗产品人性化设计是一个循序循环的、以产品可用性为评价导向的过程（如图2）。
三、手持医疗配药机人性化设计
（一）手持医疗配药机产品现状
目前我国手持类医疗产品市场上充斥着许多设计水平参差不齐、技术水平高低不平的同类产品[8]。制造商在完成消费者对产品功能性需求以后，关注更多的是产品所带来的利润，导致产品存在各种设计问题。手持医疗配药机作为一种典型的手持式医疗产品，它能辅助医院护理人员自动化完成配药工作，只需按动按键即可完成对药液的抽吸和推注动作，它的使用能降低医护人员因长时间、高强度的反复抽液与注液工作带来的劳动强度。手持医疗配药机的发展在我国市场仍处于研发起步阶段，许多都处于临床试验并未成熟。因此，本文将围绕手持医疗配药机为案例进行人性化设计的分析，以供相关产品作设计参考。
（二）外观人性化设计
1.造型方面：在新型手持医疗配药机的造型上摆脱了传统产品造型形态服从结构形式的设计思路，通过柔和的曲线取代原产品过于理性和生硬的造型（如图3），适合医护人员的个性化风格。减少了冗余的分割线，采用简洁的几何形态来体现产品的极简及现代感。在造型的创新设计中，采用基于隐喻的设计方法[9]，新型手持医疗配药机的把柄处设计传达了人手抓握部位的设计语义，使用者在初次使用产品时便能凭借生活经验和视觉认知快速、直觉地操作上手。2.色彩方面：色彩是所有产品与生俱来的因素。产品的功能、所处环境决定了产品色彩的搭配。因此在设计手持医疗配药机过程中，尽量使色彩适应于医护人员的心理状态，与医院环境相协调。针对形式美法则要区分好产品主次的视觉效果，整体色彩要简洁舒适，避免混色过多[10]。在新型手持配药机色彩设计中，采用环境色彩提取法采集有代表性的使用环境（如图4），对照片环境内的色彩特征进行提取及分析，最终选定了白色与蓝色作为新型手持医疗配药机的配色。以医疗行业代表的白色为主色调占据产品较大比例，寓意产品的冷静与理性。低饱和度的蓝色为辅助色以区分操作界面，使得手持医疗配药机的外观生动而不单调，也便于医护人员的正确操作。操作区域的按钮采用蓝色简单标志，既醒目也起到易识别的作用。3.材质与工艺方面：质感和纹理也是表现产品的一种艺术形式，通过合理地选择产品的材质，能增强产品与人的亲近感与互动性[11]。手持医疗产品的表面材质设计不仅要体现视觉上的美观性，更要与使用者的操作行为相匹配。针对新型手持医疗配药机选用温和的塑料作为产品的整体外壳材质，塑料的柔性和弹性加上其易加工的特点成为大多数手持医疗产品外壳的首选材质。结合对塑料表面的氧化和喷砂处理形成肌理效果，提高了手持医疗配药机品的质感。而需要直接接触肌肤的手持部分选用柔软的橡胶材质，满足了使用者对产品的触感需求。为便于医护人员在使用产品时能清楚看见针管的药量，上盖采用透明的PC塑料材质，通过能直视产品的运作过程，从而让使用者产生更大的安全感。总之，手持医疗配药机的材质设计需要与造型及色彩等因素的综合配合表达。
（三）安全性设计
安全感是主观诉诸于客观的感觉，具有安全感的手持医疗产品能给使用者带来情绪上的愉悦[12]。新型手持医疗配药机的安全感语义传达除了表现在造型、色彩及材质的设计上，还体现在以下几个方面：（1）在上盖与底壳的连接方式设计上，从传统的卡扣式连接结构设计为磁吸式连接设计，极大便利了使用者的操作，其稳定的连接方式也增加了使用者的心理安全感；（2）新型手持医疗配药机的充电方式从原有线充电设计为无线充电，避免了因使用者与漏电电线的接触引起使用者触电；（3）考虑到手持医疗配药机会与液体药物接触，而使用者跟产品产生直接触碰，为防止因液体浸入产品内部造成损坏，采用液体防护设计，改进手持医疗配药机的防水性能，增加产品品质的安全性。
（四）人机工程设计
1.尺度设计：手柄是手持型医疗产品操作的最重要部分，手部尺寸是其人机工程设计的主要依据。新型手持医疗配药机的手柄设计包括其造型的长度及截面的直径，其尺寸比例既要美观舒适，又要满足产品功能的实现。通过中国人体尺寸百分位数据的分析，手柄处长度取决于手掌宽度，适宜为100-125mm。新型手持医疗配药机的抓握方式为手掌着力抓握，其手柄处截面外接圆直径适宜为30-45mm。依据原始产品内部元器件的尺寸约束，并充分考虑操作的舒适性和心理修正量，新型手持医疗配药机的手柄处长度为121mm，截面的直径为39mm，符合普遍女性医护人员的抓握和操作（如图5a）。2.交互界面设计：手持医疗产品的交互设计应依据使用者的特性和产品功能。新型手持医疗配药机的行为操作应尽量舒适简便，符合医护人员的认知与行为习惯，避免操作失误。改进后的新型手持医疗配药机在以下几个方面体现了人性化的交互设计思想：交互界面由原产品的侧面布局改为正中央，能同时满足左右利手的使用者，也让使用者能直视操控面板，更好地贯彻人机工程学的思想；原产品需要通过食指滑动按键来控制药液的抽取与注射，这种方式反复操作易导致扳机指[13]。因此，将操控按键设计为按钮式，以拇指交互控制取代食指控制，对操作的舒适性和安全性有更好的改善（如图5b）。在操作界面上添加高亮指示灯，以显示使用者产品的电量状态，在电量不足时指示灯闪烁，既传达了视觉美感，也起到提醒的功能。
（五）样机试验
通过制作1：1的样机，对产品的尺寸手感、操控体验进行反复试验。采用对使用者深度访谈的研究方法来评价设计方案的舒适度与可用性。经过试验发现，相比市场现有的手持配药机，该方案样机尺寸适用大部分女性护士的手部尺寸，造型与色彩符合用户的心理预期，产品的操作过程也较为流畅舒适（如图6）所示。
四、结论
由于手持医疗产品的特殊性，大多医疗产品生产企业往往把关注焦点集中在功能与技术实现上，忽略了手持医疗产品中人的核心地位，导致产品在外观造型上缺乏人性化，在交互情感上更是冰冷的。本文提出了手持医疗产品的人性化设计思路，以传统新型手持医疗配药机为实例，从人性化设计角度出发，对外观造型、安全性、人机工程学三方面进行产品的创新设计与研究，以满足医护人员对使用舒适性、操作便利性、外观美观性的需求。最后，通过产品样机的试验，收集试验人员的反馈，反映了产品的良好评价，进一步验证了产品外观与功能的可行性，为相关手持类医疗产品的工业设计提供参考。
作者:高健权 方新国 单位:佛山科学技术学院机电工程学院