应用于医疗器械PET-CT的人性化设计

应用于医疗器械PET-CT的人性化设计

植超

上海联影医疗科技股份有限公司  上海  201800

摘要：本论文研究了在医疗器械PET-CT中应用人性化设计的方法。通过优化外观设计和操作界面以及与智能化技术相结合，提高PET-CT的可用性和用户体验，提升在临床诊断中的准确性。研究结果显示，人性化设计的应用可提升PET-CT设备的外观吸引力、操作便捷性和用户满意度，为医生提供更好的决策支持、提高临床效果。对于推动PET-CT设备的发展和提升医疗服务质量具有重要意义。

    关键词：人性化设计；PET-CT；用户体验；智能化

引言

工业设计是一门跨学科专业，也是一种综合性的设计领域，它专注于创造功能性和美观性的产品，在医疗器械领域中，工业设计发挥着重要作用。医疗器械PET-CT产品开发过程中，工业设计经常会用到人性化设计原则来进行交叉验证，研究人性化设计在医疗器械领域中的应用价值是巨大的。

人性化设计概述：人性化设计是一种设计理念和方法，旨在创造与人的需求、能力和行为习惯相适应的产品、系统或服务。它将人的感知、认知和情感需求置于设计过程的核心位置，以提供更好的用户体验和满足用户期望。

人性化设计的原则通常包括以下几个方面：

    1. 用户中心：将用户的需求和期望放在设计的首要位置，以了解用户的行为、目标和上下文，并根据这些信息来指导设计决策。

    2. 可用性：设计产品或服务时要关注其易学性、易记性和效率。使用简单、直观的界面和交互方式，使用户能够轻松理解和操作。

    3. 一致性：保持设计的一致性，使用户在不同的界面和情境下都能有类似的操作体验，减少用户的认知负担。

    4. 反馈与可见性：通过及时的反馈和明确的指示，帮助用户理解系统状态、操作结果和下一步的行动。

    5. 容错性：允许用户犯错误而不会导致灾难性后果。提供恢复机制，让用户可以轻松纠正错误并继续操作。

    6. 可访问性：设计产品时要考虑到不同人群的需求，包括老年人、残障人士和不同文化背景的用户，确保他们能够平等地访问和使用产品或服务。

    人性化设计的目标是提供良好的用户体验，增强用户满意度，并为用户创造价值。它通过理解用户的需求和行为，减少认知负荷，提高效率和可用性，以及增强产品的可接受性和可持续性，以实现这些目标。

PET-CT概述：PET-CT（正电子发射计算机断层扫描）是一种医疗器械，结合了正电子发射断层扫描（PET）和计算机断层扫描（CT）两种技术。它被广泛应用于医疗诊断领域，具有重要的临床意义。

PET-CT技术和临床诊断重要性

主要结构和功能：

    PET扫描仪：使用放射性示踪剂注射到患者体内，示踪剂会在体内发射正电子。PET扫描仪检测和记录这些正电子的发射位置，生成关于代谢活性和功能的图像。

    CT扫描仪：通过X射线扫描，获取人体内部的解剖结构信息，生成高分辨率的断层图像。

    融合功能：PET-CT设备将PET和CT的图像进行融合，生成结构与功能信息相结合的图像，提供更全面和准确的影像结果。

临床诊断和治疗中的重要性：

    PET-CT在医疗诊断中扮演着重要的角色。首先，它在肿瘤诊断和评估中具有重要意义。PET-CT可以检测肿瘤细胞的代谢活性，帮助鉴别恶性肿瘤和良性病变，并评估肿瘤的分期和扩散情况。这对于早期发现和治疗恶性肿瘤非常关键。

    其次，PET-CT在心血管疾病诊断和治疗中也起着重要作用。它可以评估心肌代谢、血流和功能，帮助检测心肌缺血、心肌梗死和冠状动脉疾病等心血管疾病，并指导相应的治疗措施。

    此外，PET-CT还应用于神经科学领域，用于诊断和评估脑部疾病，如癫痫、帕金森病和阿尔茨海默病等。它还在放射治疗规划和监测治疗效果方面具有重要价值。

    综上所述，PET-CT作为一种结合了PET和CT技术的医疗器械，在医疗保健中扮演着重要角色。它提供了非侵入性的全面影像信息，帮助医生进行准确的诊断和治疗决策，提高疾病治疗的效果和患者的生存质量。

人性化设计在PET-CT设备中的应用

使用者需求分析：

人性化设计关注用户的需求、能力和体验，使PET-CT更加适应人体结构和心理特点。这种设计方法可以提高患者的治疗便利性和舒适度，同时减轻医护人员的工作负担，提高工作效率。

人性化设计应用：

首先，人性化設計可以改善PET-CT的用户体验。通过合理的人机工程学设计，PET-CT可以更加符合用户的需求和操作习惯，使其更易于使用和控制，从而提高治疗效果和减少操作错误。

    其次，人性化設計可以提升PET-CT的安全性和可靠性。通过合理的材料选择、结构设计和工艺控制，可以确保PET-CT在使用过程中具备足够的强度和稳定性，减少意外事故的发生，并提供可靠的治疗效果。

    另外，人性化設計还可以提升PET-CT的美观性和人性化。通过精心设计的外观和界面，PET-CT可以更好地融入医疗环境，减轻患者和医护人员的紧张感，提供更加舒适和友好的治疗体验。

实例与案例：

利用人性化设计的原则，从用户中心、可用性、容错性、可访问性等方面挖掘如何將人性化设计应用于PET-CT设备，以提升使用体验、效能和安全性。

经过研究发现，简洁分区的按键界面更加易于医护人员的日常操作且可提升实习技师的学习速度，于是我们改进了按键形式，由物理按键调整为触摸按键，利用OLED印刷电子屏幕技术为基础，重新设计了PET-CT的UI控制界面，从而实现了触控式屏幕按键，同时对于重要功能按键设置了二次触控的安全保护机制，提高了技师操控的容错率，变相提高了安全性。

科技智能化技术应用可提升操作技师的工作效率，我们设计了一个可以探测到物体深度的特殊摄像头，利用它我们可以探测到患者躺在PET-CT上时的长、宽、高尺寸数据，然后利用这个尺寸数据结合PET-CT的固定孔径尺寸，实现智能化一键定位功能，此功能简化了技师为患者调整位置的流程，可实现无人自动摆位，另外我们在PET-CT的孔径内增加了投影屏幕，当患者在扫描过程中需要吸气来辅助扫描时，利用投影屏幕设计了相关的动画及声音内容来替代技师人工的操作提示，进一步简化了医疗工作流程。

耐磨材料与工艺可延长机器的使用寿命，我们利用IML工艺设计了PET-CT的操控按键图标，使得按键图标达到永不磨损级别极大的延长了按键的使用寿命；利用玻璃钢SMC模压工艺，减少了PET-CT外壳在生产过程中的空气污染问题，并且提高了产品部件的良品率与精度，使设备安装与维护变的更加简单、易操作。

更大的孔径尺寸可提升患者的舒适体检，减少幽闭恐惧心理，针对这一点，我们开发了85CM直径的PET-CT孔径，在孔径内部设计了圆形渐变式的冲孔纹理，配合上LED的灯带，实现了PET-CT孔径内的渐变光环境，让患者在孔径内的心情更加放松、愉悦。

人性化设计与智能化结合的应用

结合人性化设计的理念，将智能化技术整合到PET-CT设备中可以提升诊断准确性和检测效能，并改善用户体验。通过以下方式实现：

    自动化和智能分析：利用计算机视觉和深度学习算法，自动分析和解释PET-CT图像，减少人为主观性，提高诊断准确性。同时，设计简单直观的界面，使医生能够轻松使用智能辅助工具。

    智能辅助诊断和决策支持：利用机器学习和人工智能算法，为医生提供个体化的辅助诊断和治疗决策支持。将大量的临床数据和图像特征整合，提供准确的参考意见和治疗建议，帮助医生做出更科学、更个性化的决策。

    个性化影像重建和参数设置：通过智能化技术，根据患者的特定情况和需求，进行个性化的影像重建和参数设置。优化重建算法，获得更清晰、更准确的图像，提升用户对图像的理解和诊断能力。

    实时监测和反馈：结合智能传感器和实时数据分析，实现对患者的实时监测和反馈。通过可视化界面和即时反馈，帮助医生和患者了解病情变化，及时调整治疗计划，提供更加关怀和个性化的医疗服务。

结论

通过将人性化设计原则融入到PET-CT设备中，可以提升医疗专业人员的工作效率和诊断准确性，同时改善患者的体验和参与感。用户中心、可用性和反馈等原则将确保设备易于使用和理解，提供清晰的操作指示和结果解释，最终实现更人性化、可靠的医疗影像诊断体验。

参考文献

1- Journal of Nuclear Medicine (JNM)

2- European Journal of Nuclear Medicine and Molecular Imaging (EJNM)

- Norman, D. A. (2013). The Design of Everyday Things. Basic Books.

3-刘洋，张明明，李琦. (2019). 基于人机工程学的PET-CT设备人机界面设计研究. 中国医疗器械信息，25(11)，25-29.

4-杨智，谭晓东，周明明. (2017). 基于用户体验的医学影像设备人性化设计研究. 中国医疗器械杂志，41(6)，431-435.