医疗设备的设计人员持续集成新的医疗技术、提高操作的简便性并向医疗机构提供增强信息，这些努力促进了医疗设备的不断发展。以显示屏技术的发展为例，提升视觉体验的大型显示屏、兼具易用性和设备便携性的触摸屏和平板显示屏，均为此类设备制造商提供了更为广阔的设计发挥空间。

新的显示屏技术的引入为医疗设备制造商带来了新的设计挑战。许多设备和终端的设计必须兼具便携性和移动性，同时还要保证用户的安全和设备和正常运行。除这些挑战之外，制造商还必须要满足不断变化的医疗设计要求以防止发生召回和安全问题。

为了获得客户最大满意度并满足设计要求，医疗设备的设计必须考虑用户需求。通过将具有恒定扭矩技术的定位支臂和显示屏固定解决方案集成到医疗设备中，制造商可以在满足特定设计需求的同时提高用户人体工学水平。

无论是抵消大屏幕或显示屏的重量以便为操作人员提供更符合人体工学的直观体验、确保移动设备在设施内运输时能够稳定放置，还是应对暴露在环境因素下的情况，选择正确的装置都可以确保用户满意度和长期可靠性。

医疗设备设计中的人因工程学

技术具有不断发展的内在特性，这种特性正在改变医疗设备在其领域中的使用方式。技术进步使得超声机等曾经体型笨重、位置固定的设备更为便携易用，这些设备因而可以在整个医疗设施中移动和变换位置。但是并非所有设计都有同等质量。

据报道，仅 2013 年，美国食品药品监督管理局 (FDA) 就宣布了1,138 次召回，这一数字比 2012 年增长了百分之九。尽管这些召回涉及许多种类的医疗产品，但数据进一步说明严格执行设计要求十分重要。尽管召回原因多为设备故障或健康风险而非设计缺陷，但工程师仍能够从中汲取教训，那就是成功的设计能够从根本上避免质量问题，并能不断提高用户的满意度。

医疗设备制造商不仅要时刻应对潜在的设计问题，还必须确保其产品符合行业标准。例如，FDA 针对改进医疗设备设计、后处理程序、验证方法、医疗设施质量保证方法提供了指导方针。FDA 的人因工程学 (HFE) 指南已成为医疗设备设计者的重要资源。

对 HFE 最准确的解释即为人类使用技术及设备并与其互动的方式。在医疗设备设计中，HFE 指南涉及人类在工作环境和系统设计方面的能力、期望和局限性之间的相互作用，设计者可以借助其创造出更安全且更易于操作的设备。  

HFE 指南涵盖了各种医疗设备设计方面的考虑因素，例如尺寸和可操作性、调整的便利性和范围、承重能力、应用环境限制以及旨在避免发生感染性污染的可清洁性。此外，将 HFE 用于医疗设备还能从以下方面改进设计：

• 主要功能使用体验简单直观
• 使用操作简便
• 适应操作人员的身体和智力能力
• 降低人为错误的风险
• 简化设备管理与维修

理想情况下，设备必须能够在身高、力量及视线范围方面适应所有类型的用户。通过将人因工程和便利性设计应用于医疗设备，制造商可以防止无效的设备设计以及医疗环境中发生用户错误的潜在可能。

医疗设备设计挑战

优秀的医疗设备设计可简化操作并最大程度地减轻操作人员在使用过程中的压力，从而改善医护人员的日常工作体验。尽管当今医疗环境中使用的许多设备都具有极佳的便利性，但许多显示屏支臂和定位支臂解决方案仍无法满足用户期望。

例如，许多定位支臂尽管易于操作，操作人员可以轻松将其摆动至所需位置，但往往缺少将其固定的工具。操作人员松开手后，定位支臂即会回到原位，因此不得不反复调整。有些定位支臂具有锁定杆，但通常情况下，锁定杆的调整步骤可能过多或者锁定过紧，以至于操作人员根本意识不到可以对它们进行调整，也就不会去尝试调整。

AV-T 系列产品可以使显示屏向前或向后倾斜，可配备一个平衡弹簧来抵消显示屏的重量，从而使工作人员能够相对轻松地调整倾斜角度。显示屏的定位或调整可以手动完成，无需工具或锁定杆。

调整设置复杂的支臂在某些情况下还存在被医疗专业人员以及患者破坏的风险。很多时候人们想利用调节把手进行调节，但却不知该如何正确操作，进而导致支臂脱扣或者使用不当。这就可能需要进行维修，也可能导致部件翘曲或弯折。

尽管多数显示屏固定解决方案均设计有可根据用户身高或灯光照明条件进行调整的倾斜功能，但较差的循环寿命通常会导致支臂因走位或掉落而发生故障。结果，操作变得困难和低效，用户被迫调整自身姿态以适应屏幕，而非对屏幕进行相应定位以满足自身需要。

定位技术提升便利性

医疗设备的便携性以及医疗行业中触摸屏和成像技术的新发展为制造商提出了新的设计挑战。设备和终端必须在设计上适应便携性和移动性，同时还要保证设备功能。高效的医疗设备设计应简化操作并最大程度地减轻操作人员在使用过程中的压力，以大幅改善医护人员的日常工作体验。

产品设计的最终目标是实现对用户的“透明”，即意味着产品使用体验十分流畅，不会对操作设备的个人产生丝毫影响或刺激。便利性挑战可通过为显示屏固定应用添加恒定扭矩加以解决。恒定扭矩技术使用工程摩擦系统提供连续的移动阻力，可帮助操作人员将显示​​屏调整到理想位置，从而加强人体工学效果及设计完整性。

例如，将这种定位技术添加到移动内窥镜设备的常规定位支臂设计中，便可提高可靠性，无需维护人员频繁拧紧或调节定位支臂，延长了产品的使用寿命和可靠性。设计有恒定扭矩的支臂能够：

• 单手定位显示屏，无需一手持屏一手定位
• 在重新安置或者将设备在不同房间之间转移时保持原位
• 可靠定位使操作人员无需调整多个锁定杆或斜视弯腰即可查看屏幕

• 定位技术还可以通过恒定扭距定位铰链集成至各种医疗设备应用，非常适合需要轻松开关门板和面板的应用场景，如配有沉重盖子的挂图站、医用柜和诊断设备。例如，在移动医疗车的键盘架上添加定位铰链可在整个运动范围内提供阻力，使键盘架保持在适当位置或允许用户轻松调整其角度。

设计师拥有各种各样的工程铰链，可用来改善储物柜、隐藏式办公桌或工作站以及其他医疗设备的人体工学，包括可将打开的盖子或储物柜固定在预定位置的带有止动装置的铰链，以及可轻松调节盖子或摆臂并在使用过程中使其保持固定的恒定扭距定位铰链（如图所示），还包括使用户可以较为轻松地打开沉重的盖子和门板的平衡铰链。

铰链也可以有不同的扭矩选项。例如，平衡铰链可提供升降辅助，从而可以用最小的力举起沉重的离心机盖等重物，起到减轻背部和肩部负担的效果。止动铰链可在完全打开或完全关闭的位置等预定点实现可靠的固定效果。这使医疗人员可以将盖子和门板保持打开状态，从而在不占用双手的情况下快速拿取其中物品。

专为医疗环境设计

除提高操作人员效率之外，设计用于医疗设施的设备还必须能够承受医疗环境的独特要求，例如暴露在清洁产品和化学品之下，以及承受温度变化及潜在生物危害品。 

为避免污染，显示屏支臂的设计应在最大限度上减少接缝、折痕或把手以便于清洁。最终设计中的表面处理应经过测试以承受预期环境，不会发生因紫外线、清洁溶剂、温度变化以及高温或低温而导致的褪色和脱色。

支臂的设计还必须能够承受严苛的环境，不仅要考虑所携带显示屏的重量，还要考虑到用户倚靠在显示屏上产生的极端载荷以及运输过程中遇到的颠簸和震动。可轻松调整、牢固地保持相应位置并且在运输过程中不会损坏的显示屏支臂能够省去操作人员反复调整的时间。这样的特性使他们可以将全部精力集中在手中的任务上，而无需不断调整设备。

如索斯科 AV 系列显示屏支臂所示，隐藏部分布线后，外观和可清洁性得到了改善；同时线束的更换也更加便捷，并且在运输和正常操作过程中受到损坏的几率也明显降低。

随着触摸屏和 LCD 电视日益发展，医疗机构正在将现有设备更换和改装为更先进的型号和版本。线束是这些设备中常见的故障点，新线缆必须穿过支臂布线以适应新技术。支臂中内置的线束管理系统可保护线束免受损坏并简化安装，避免线束被简单地绑在支臂外部。这些内置线束管理解决方案有助于保持线束清洁，防止运输过程中产生损坏，并且在设备升级或需要维修时可以轻松更换。

确保无缝设计流程

在设计和开发过程中提前解决潜在风险是医疗设备设计的关键。提前测试设计不仅对设计控制过程大有裨益，还可以确保设备有效、安全且可供用户轻松操作。从项目开始就选择具有工程扭矩技术的定位支臂和显示屏固定解决方案可以节省时间和额外的工程成本。

测试工作可能会十分繁重且成本昂贵。如果产品测试失败，工程师将要进行数周的重新设计，随后是数周的测试、设计调整和更多测试。在设计过程开始时集成经验证的解决方案会随着时间的推移愈发经济有效，因为它能够减少系统设计集成和产品验证所需的工程资源，从而使设备设计人员可以将更多的时间投入到设备的总体设计上，消除与定制设计相关的风险，缩短交货时间和加工环节。

例如，如果设计要求超声波车载显示屏必须在一到两磅的作用力下实现倾斜，则设备设计人员有两种选择：花时间设计能够满足这些操作要求的解决方案，或者简单地选择已经设计了此功能的解决方案。内置扭矩技术可完美满足相应需求，使设备能够始终满足应用场景的要求。

选择显示屏定位解决方案时，由于预先设计的解决方案具备多种优势，因而标准化产品得以广泛应用。选用信誉良好的供应商提供的经验证的工程解决方案可以保证大多数医疗设备的可靠性和较长的使用寿命。经验证的医用支臂和显示屏固定解决方案具备以下特点：

• 可以进行定制以提供与显示屏尺寸、操作环境和所需的人因工程学相匹配的特定操作力度。无论设计使用平板电脑尺寸的显示屏或是 40 英寸显示屏均可确保操作简便易行。
• 提供与复位力度、抗振及抗冲击性能相关的可靠预设操作参数。这样可以确保性能一致并防止用户在使用地点因“调整”产品而无意间更改这些参数。
• 提供可靠的操作力度，实现终身免维护操作，大大降低维护成本，减少客户投诉并提升用户体验。 

结论

随着新技术不断引入医疗环境，制造商必须做好准备以适应传统医疗设备设计的发展。设备的便携性和下一代成像技术正在改变医疗专业人员使用传统医疗设备的方式，这对负责设计设备的工程师提出了新的设计挑战。为确保安全有效地使用设备，制造商必须确保设备符合与用户便利性和用户满意度相关的行业标准。

医疗设备设计向移动性和便携性的转变要求改进操作体验并注重人体工学。为将人体工学有效整合到医疗设备中，工程师选择的组件应该不仅能够正常工作，还要符合人体工学目标。采用恒定扭矩技术设计的定位支臂和显示屏支臂使设计人员可以自由设计有效的医疗设备，从而改善操作体验、控制性和可靠性，最终满足每天必须使用设备的医疗专业人员的要求。