曾惠貞， 駱書秀

北流市人民醫(yī)院 a.新生兒科；b.科教科，廣西 北流 537400

人因工程學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用現(xiàn)狀

曾惠貞a， 駱書秀b

北流市人民醫(yī)院 a.新生兒科；b.科教科，廣西 北流 537400

本文綜述了人因工程的概念及其發(fā)展歷程，分析了人因工程在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用，指出在醫(yī)療服務(wù)管理中運用人因工程原理，要考慮人-機-環(huán)境系統(tǒng)發(fā)揮的整體效能，使工作系統(tǒng)獲得較滿意效果，提高工作效率和醫(yī)療安全，減輕醫(yī)務(wù)人員的壓力和疲勞度，以便更好地為患者提供便捷、高效、優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療護理服務(wù)。

人因工程；臨床醫(yī)學(xué)；醫(yī)療護理；醫(yī)療風(fēng)險

醫(yī)療風(fēng)險無處不在已成為醫(yī)療界的共識，醫(yī)院的每個部門、每個工作環(huán)節(jié)都存在或潛在著醫(yī)療風(fēng)險。醫(yī)療安全是確保醫(yī)療服務(wù)質(zhì)量的前提和最基本要求[1]。為加強醫(yī)療風(fēng)險的系統(tǒng)管理，為患者提供高質(zhì)量的安全醫(yī)療服務(wù)是大家關(guān)注的焦點問題。人因工程學(xué)（Human Factors Engineering，HFE）是一門新興學(xué)科，它將人、機器和環(huán)境作為一個整體系統(tǒng)來研究，使整個“人-機-環(huán)境”系統(tǒng)具有更好的性能和更高的效率，已廣泛應(yīng)用于工業(yè)、農(nóng)業(yè)、建筑業(yè)、交通運輸業(yè)、國防事業(yè)等行業(yè)中[2]。但在醫(yī)療系統(tǒng)中很少應(yīng)用HFE，美國醫(yī)學(xué)研究院（IOM）認為HFE 是設(shè)計醫(yī)療系統(tǒng)的一個重要工具[3]，如何將HFE應(yīng)用于臨床是值得醫(yī)院管理者探討的問題?，F(xiàn)將人因工程學(xué)理論在臨床醫(yī)學(xué)工作的應(yīng)用現(xiàn)狀綜述如下。

1 人因工程學(xué)概述

1.1 概念

人因工程學(xué)又稱工效學(xué)、人機工程學(xué)、人類工效學(xué)、人體工學(xué)、人因?qū)W等，是管理科學(xué)中工業(yè)工程專業(yè)的一個分支[4]。目前最權(quán)威的國際人類工效學(xué)學(xué)會對HFE定義為:“人因工程是研究人在某種工作環(huán)境中的解剖學(xué)、生理學(xué)和心理學(xué)等方面的因素，研究人和機器及環(huán)境的相互作用，研究在工作、生活和休息中怎樣統(tǒng)一考慮工作效率、人的健康、安全和舒適等問題的學(xué)科”[5]。

1.2 發(fā)展歷程

1557年波蘭人Jastoeb,ski[6]最早使用“工效學(xué)”這個詞，強調(diào)勞動應(yīng)花最小的氣力以獲得最豐碩的成果。工效學(xué)是由多學(xué)科交叉形成的一門邊緣學(xué)科，后以人類因素學(xué)、人類工程因素學(xué)、工程心理學(xué)等多種名稱沿用至今。工效學(xué)的基本任務(wù)是使勞動、環(huán)境和機器適合于人，我國工業(yè)界和學(xué)術(shù)界開展的人因工程學(xué)研究，主要是在“工程心理學(xué)”“人類工效學(xué)”方面進行的，近年開始以“人因工程”名稱來表述。在國外，20世紀(jì)60年代印度開展了農(nóng)機具的工效學(xué)設(shè)計[7]，1949年英國率先成立人類工效學(xué)研究協(xié)會[6]，國外人因工程學(xué)科的發(fā)展經(jīng)歷了萌芽時期（科學(xué)管理）、初始階段（疲勞研究、人員選拔和培訓(xùn)）、成長階段（人機界面設(shè)計）和發(fā)展階段（應(yīng)用領(lǐng)域和范圍不斷擴大）[8]。臺灣大學(xué)在1963年開設(shè)工業(yè)工程專業(yè)，開展了人機界面等人因工程的研究[9]，1989年我國成立了中國人類工效學(xué)學(xué)會[10]，相應(yīng)出版的學(xué)術(shù)刊物命名為《人類工效學(xué)》，我國航空航天領(lǐng)域首先使用“人－機－環(huán)境系統(tǒng)工程”這個名稱[11]。20世紀(jì)80年代以來，國內(nèi)高校陸續(xù)開展了勞動負荷與肌肉骨骼疾患關(guān)系的流行病學(xué)調(diào)查，開設(shè)了工效學(xué)、生物力學(xué)選修課。近20多年來，我國的應(yīng)用研究覆蓋了工業(yè)和職業(yè)人類工程學(xué), 包括工作點設(shè)計、肌肉骨骼損傷、身體/精神疲勞和損傷、人體模型等，還有高級制造業(yè)如機器人技術(shù)的應(yīng)用等[6]。

2 人因工程學(xué)在臨床醫(yī)學(xué)中的應(yīng)用

2.1 HFE在脊柱外科中的應(yīng)用

骨骼最基本的功能是傳遞力學(xué)載荷，發(fā)揮支撐及運動功能。脊柱是人體的中軸骨，具有多個復(fù)雜關(guān)節(jié)連接的系統(tǒng)，其功能發(fā)揮依賴于完整的骨性結(jié)構(gòu)和正常的負重力線。當(dāng)脊柱發(fā)生創(chuàng)傷、退變、炎癥、腫瘤及畸形等疾病時，骨質(zhì)結(jié)構(gòu)受到破壞或出現(xiàn)力線異常，從而導(dǎo)致其正常生理功能喪失而出現(xiàn)相應(yīng)的臨床癥狀。脊柱外科手術(shù)的方法是重建脊柱穩(wěn)定和恢復(fù)脊柱生理曲度，核心技術(shù)包括減壓、固定和融合三個方面。隨著脊柱重建理念的更新及內(nèi)固定器械的不斷改進，有學(xué)者[12]將生物學(xué)和工程學(xué)有機結(jié)合，借助工程力學(xué)原理和技術(shù)應(yīng)用于脊柱外科，在脊柱固定、脊柱融合和椎體強化方面解決了脊柱穩(wěn)定的難題，提高了患者的生活質(zhì)量。智能計算機輔助微創(chuàng)手術(shù)的開展是人類工效學(xué)發(fā)展新概念術(shù)式的革新趨勢，而微型機器人學(xué)科的技術(shù)發(fā)展，給脊柱微創(chuàng)手術(shù)帶來了發(fā)展機遇。國外許多學(xué)者[13]對連續(xù)型機器人的結(jié)構(gòu)和彎曲關(guān)節(jié)等運動控制技術(shù)進行了研究，機器人的柔性有很強的避障能力，能更好地適應(yīng)脊柱非結(jié)構(gòu)環(huán)境。

2.2 HFE在醫(yī)療設(shè)備中的應(yīng)用

醫(yī)療設(shè)備在臨床應(yīng)用中存在一定風(fēng)險，為了控制和防止風(fēng)險發(fā)生，國際上強調(diào)應(yīng)用人因工程來保障醫(yī)療器械使用的安全性。在醫(yī)療器械安全工程學(xué)方面，不僅要保持和提高單個醫(yī)療器械的安全性,還要保障整體系統(tǒng)的安全性[14]。設(shè)備的設(shè)計需要遵循人因工程學(xué)的原理，使操作人員在工作中保持舒適、自然和方便操作的工作姿勢，將有助于減輕疲勞、利于身體健康，提高工作質(zhì)量和工作效率。

2.2.1 HFE在輔助康復(fù)運動器械設(shè)計中的應(yīng)用

減重步行訓(xùn)練是融合運動療法和神經(jīng)促進的一種康復(fù)訓(xùn)練技術(shù)，利用懸吊裝置減少體重對患肢的負荷，使支撐能力不足的患者能早期進行步行訓(xùn)練。有學(xué)者[15]利用模塊化、集約化的設(shè)計方法，從人機工程學(xué)、康復(fù)醫(yī)學(xué)、機械設(shè)計等方面對機器人整體進行穿戴式外骨骼、減重訓(xùn)練架、自適應(yīng)跑臺、懸吊背心等功能模塊的劃分改進，在整體和局部進行了柔性設(shè)計，提高了工作效率，減少了護理人力和設(shè)備使用空間。喻洪流等[16]根據(jù)人因工程學(xué)原理設(shè)計了可模擬人腿生物力學(xué)系統(tǒng)中膝關(guān)節(jié)的自適應(yīng)特性而達到正常步態(tài)的智能假腿（IPL），并對步態(tài)對稱性進行實例測評，其擺動速度的對稱性高達96.5%，通過臨床實踐驗證了設(shè)計的合理性和安全性。

2.2.2 HFE在腔鏡器械設(shè)計中的應(yīng)用

腹腔鏡手術(shù)以手術(shù)創(chuàng)傷小術(shù)后疼痛輕、住院時間短、美容效果好的優(yōu)點在臨床普及應(yīng)用，已成為成熟微創(chuàng)技術(shù)的代表。腹腔鏡手術(shù)是一個復(fù)雜的手術(shù)過程，醫(yī)生不能直視手術(shù)操作區(qū)域，靠一邊看二維圖像顯示器，一邊克服“鏡像效應(yīng)”和缺乏觸覺反饋的困難來完成手術(shù)操作。腹腔鏡手術(shù)模擬訓(xùn)練器是專門培訓(xùn)腹腔鏡手術(shù)操作步驟、基本手術(shù)動作和教學(xué)演示的專業(yè)工具。湯浩等[17]利用人類工效學(xué)對手術(shù)訓(xùn)練器的易用性指標(biāo)、外觀尺寸、穿刺孔的位置和角度等進行研究，22名無腹腔鏡手術(shù)經(jīng)驗的學(xué)生通過實驗證明腹腔鏡手術(shù)的操作角和仰角都為60°，且腹腔鏡與任一器械所成的方位角相等時，手術(shù)操作所需時間最短，操作效果最好。解決了人和產(chǎn)品(腔鏡)之間的身體關(guān)系問題，增強了手術(shù)技能的轉(zhuǎn)化效果。王效孟[18]報道不同年齡、性別、人種、職業(yè)群體，其尺寸標(biāo)準(zhǔn)也不同，地域性差異較大。而我國使用的腔鏡多為國外引進的技術(shù)，醫(yī)生手術(shù)量比國外大，長時間高頻次使用缺乏人性化設(shè)計的手術(shù)器械，易引起醫(yī)生手、肩部疲勞和疼痛不適。劉斌等[19]利用逆向工程技術(shù)，根據(jù)人體手部生理特征，設(shè)計了新型手柄。通過問卷調(diào)查和利用計算機仿真分析顯示，新設(shè)計手柄較比對手柄，操作者手部舒適度好，肌肉疲勞度減輕。

2.2.3 HFE在外科膽道疾病中的應(yīng)用

膽石癥是外科常見多發(fā)病，發(fā)病率約10%[20]，腹腔鏡膽囊切除術(shù)是膽石癥外科治療方法的金標(biāo)準(zhǔn)[21]。近年來有學(xué)者[22]結(jié)合膽囊生理解剖、膽囊疾病特點，集人體工程學(xué)及工業(yè)設(shè)計于一體研發(fā)了新型膽囊鏡，通過臨床試驗證實新型膽囊鏡具有很好的安全性、可靠性、有效性，為膽囊病患者提供了新的微創(chuàng)治療方法。

2.2.4 HFE在血液凈化中心設(shè)計中的應(yīng)用

鐘珊珊等[23]在設(shè)計血液凈化中心時考慮人因工程因素，分析病人-機器-環(huán)境、醫(yī)護-機器-環(huán)境、工程師-機器-環(huán)境三類人員的不同要求，通過透析單元設(shè)計、采用中央供A 液系統(tǒng)、反滲水系統(tǒng)及管道的布局設(shè)計、顏色選擇、設(shè)備改造等手段，達到科室環(huán)境功能和美觀的統(tǒng)一，為就醫(yī)病人提供了更舒適放松和諧的環(huán)境，同時提高了工作效率。

2.3 HFE在醫(yī)務(wù)人員腰背痛干預(yù)中的應(yīng)用

美國衛(wèi)生保健政策與研究協(xié)會將“由背部癥狀（背部及與背部有關(guān)的腿部疼痛）所導(dǎo)致的活動限制”稱為下背痛。下背痛又稱腰背痛，屬于人體工效學(xué)損傷，與經(jīng)常搬運重物、強迫體位、工作場所及設(shè)備與人的體格不符有關(guān)[24]。護士腰背痛的發(fā)生與護齡、重體力勞動、工作量過大呈正相關(guān)，這可能與護士工作時站立、彎腰操作較多等工作性質(zhì)有關(guān)。郭鐵成等[25]研究認為80%的腰背痛是由于工作中不能正確運用力學(xué)原理所致。有學(xué)者[26]研究報道在搬抬病人時做到使受力點不集中在腰部，而是分散到脊柱、髖、膝關(guān)節(jié)等多個部位，即采用髖膝屈曲或下蹲位搬法，可使腰部受力減少40%。文獻報道[27]牙科醫(yī)生超過50%工作時間其軀干彎曲度至少達到30°，下背痛發(fā)生率達24%～55%。有學(xué)者[28]從人類工效學(xué)技術(shù)應(yīng)用的認知類、物理類、組織類等3個層面對牙科醫(yī)生工作環(huán)境進行人類工效學(xué)干預(yù)，認為12點鐘位是推薦的鐘點位；并指出簡短而頻繁的休息可能比長時間但低頻率的休息更加有益于改善操作者力量的蓄積和減低肌肉勞損的風(fēng)險。建議把符合人類工效學(xué)設(shè)計標(biāo)準(zhǔn)的設(shè)備和器械配給牙科醫(yī)生，取得最理想的效果。

3 總結(jié)和展望

人因工程學(xué)是一門正在迅速發(fā)展的新興交叉學(xué)科，主要目的是提高工作效率和安全性，減少失誤，增進人性價值，

如降低工作壓力和疲勞度，以提升舒適感和滿足感等[29]。研究人的作業(yè)能力與疲勞是HFE的一個重要研究方向。醫(yī)務(wù)人員管理者可借鑒人因工程學(xué)的理論，以人為本，著眼提高醫(yī)務(wù)人員的工作效率，防止人為失誤，在盡可能保證系統(tǒng)中醫(yī)務(wù)人員安全、舒適的條件下，突出人的因素在工程上的應(yīng)用，統(tǒng)一考慮人－機－環(huán)境系統(tǒng)總體性能的優(yōu)化，使醫(yī)院內(nèi)的環(huán)境、用物及物品放置根據(jù)人體結(jié)構(gòu)尺寸和動態(tài)尺寸來設(shè)計；同時加強人體工程力學(xué)知識培訓(xùn)，正確運用力學(xué)節(jié)力原理，使得醫(yī)務(wù)人員正確使用各種輔助裝置，減輕工作負荷及勞動強度，在健康、安全、舒適的環(huán)境下更好地為人民群眾提供便捷、高效、優(yōu)質(zhì)的醫(yī)療護理服務(wù)。

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Application Status of Human Factors Engineering in Clinical Medicine

ZENG Hui-zhena, LUO Shu-xiub
a.Department of Neonatology; b.Department of Science and Education, The People's Hospital of Beiliu, Beiliu Guangxi 537400, China

This paper introduces the concept and development history of human factors engineering (HFE), analyzes the application of HFE in clinical medicine, and points out that while HFE theory is employed in medical service management, the overall eff i ciency of human-machine-environment system should be considered to obtain satisfactory results and improve work eff i ciency and medical safety as well as reduce the pressure and fatigue of medical staff, thus to provide more convenient, efficient and high quality health care services for patients.

human factors engineering; clinical medicine; medical care; medical risk

TB18；R197.39

A

10.3969/j.issn.1674-1633.2014.07.024

1674-1633(2014)07-0067-03

2014-02-24

2014-04-09

本文作者：曾惠貞，主管護師。

駱書秀，副主任護師。

作者郵箱：qi_xiu@sina．com