运用人因工程学提升新型创伤治疗区的使用效果

《Journal of Taibah University Medical Sciences》：Using Human Factors Engineering to Enhance New Trauma Bay Effectiveness

　　本研究通过纸板模型模拟创伤处理区设计，结合跨学科团队进行迭代测试，发现优化布局可提升医护人员工作效率、减少碰撞和患者转移，节省成本约33万美元，验证了人因工程在医疗建筑前期设计中的价值。

　　

作者：Don B. Scarboro、Nathan A. Jones、Laurie D. Wolf、Bryan R. Collier、Daniel I. Lollar

所属机构：弗吉尼亚理工大学卡里利恩医学院外科系，罗阿诺克，弗吉尼亚州

摘要

引言

如果空间设计过程中没有考虑到工作人员之间以及他们与周围环境的互动方式，那么这种设计可能会对患者造成伤害，并降低医疗服务的效率。人为因素工程（Human Factors Engineering, HFE）将以患者为中心的设计评估方法应用于建筑环境，以评估其对患者和工作人员的影响。在创伤治疗区的建设之前，我们对这一设计进行了人为因素工程评估。我们假设，通过人为因素工程评估，新的创伤治疗区布局将发生显著变化，从而提高医护人员的安全性，减少错误并降低成本。

材料与方法

我们制作了一个拟建创伤治疗区的纸板模型，并与两个跨学科团队共同进行了模拟测试。整个过程采用迭代方式：首先由创伤医学主任对建筑设计进行修改，随后每个团队根据实际情况实时调整方案。我们采用了混合方法进行分析，包括前后调查以及视频分析（如关联分析、碰撞分析和交叉分析）。最终将分析结果整合到提交给建筑师的布局修改建议中。

结果

制作该纸板模型的成本为2986美元，耗时10小时。两个团队共完成了六项模拟测试。工作人员的模拟工作时间为70小时，数据分析耗时36小时。调查显示，工作人员的工作效率从3.85分提升到了4.25分（中位数仍为4.0分）。关联分析指出了某些布局中导致工作效率低下的环节；碰撞分析显示碰撞次数从47次减少到了33次；交叉分析表明患者交叉发生的频率从7次降到了0次。预计可节省的成本为333,200美元。

结论

在新医疗设施的建设过程中整合人为因素工程评估的机会较为罕见。我们提出了一种结构化且迭代的方法，在施工前对新的物理设计变更进行测试。研究结果表明，这种方法能够提升工作人员的满意度、安全性，并降低相关成本。

引言

有效的人为因素工程方法对建筑设计和建筑环境有着重要影响，这些因素直接关系到患者和工作人员的安全及治疗效果。

在患者护理过程中，物理环境、建筑设计、室内布置以及设备配置等因素对医院设计至关重要。这些方法已在核能和航空等领域得到广泛而深入的研究，其在医疗领域的应用同样十分重要。

为了提供高质量、高效、可持续且经济合理的医疗服务，必须积极考虑人为因素工程的相关原则。鉴于技术和环境的快速发展，医院和医疗设施经常需要翻新和扩建。在建筑设计初期就引入人为因素工程理念，能够对患者和工作人员的安全与满意度产生显著影响。此外，早期参与设计往往能以最低的成本实现最大的改进效果；而在设计完成并开始施工后再进行修改往往成本更高。

基于实际经验的建模和模拟方法是促进早期设计决策的有效工具，有助于在设施投入使用前整合先进技术和流程。例如，在Birnbach的研究中，将酒精洗手液 dispenser 的位置从医生视线之外调整到视线范围内后，使用率显著提升了（从11.5%增加到53.8%）。

2019年，我们所在的机构启动了一个大型建设项目，在现有医院旁边新建了一座面积为40万平方英尺的医疗大楼。该项目预计耗时5年，总成本为5亿美元。新大楼不仅增加了住院床位，还配备了新的急诊科，其中创伤抢救区面积得到扩大，从原来的两个抢救位增加到五个，并预留了设备存储空间。建筑设计过程中有多家具有不同专业背景的建筑公司参与合作，最终形成了施工所需的平面图。我们通过与人为因素工程部门的合作，让一线外科医护人员在低保真度的真实尺寸模型中模拟实际操作，从而收集到了宝贵的反馈。

我们尝试运用人为因素工程原理来优化新创伤治疗区的设计方案。我们假设，通过这些方法可以对创伤治疗区的布局进行改进，提高医护人员的安全性，减少错误并降低成本，从而提升机构的整体运营效率。

方法部分

方法论

本项目遵循了阿尔伯塔省健康质量委员会提出的六项原则，用于在方案设计阶段对低保真度模型进行评估：

• 应采用基于模拟的模型评估方法。
• 评估计划应周密制定，以确保评估效果最大化。
• 模型的制作应与评估的时间和目标保持一致。
• 参与评估人员的角色和职责应明确界定。
• 模拟过程应严谨进行。

结果

两组各13名参与者在连续两天内分别完成了三项创伤治疗场景的模拟测试。纸板模型的制作成本为2986美元，组装和搭建工作耗时约10小时。整个模拟过程（包括模型制作、场景设计及数据分析）共耗时70个人工小时。数据分析工作耗时36个人工小时。

结论

在新医疗设施的建设过程中整合人为因素工程和设计考虑因素的机会较为有限。不当的物理设计可能会带来潜在风险，甚至对患者或工作人员造成伤害。通过使用纸板模型，我们可以快速测试设计方案的变更效果，从而降低成本。

披露声明

所有作者均无需要报告的利益冲突。

资金来源

本项目未获得任何外部资助，也未获得公共部门、商业机构或非营利组织的专项拨款。

作者贡献说明

Don B. Scarboro：负责撰写、审稿与编辑、原始稿撰写、数据可视化、资源整理、概念构建。 Nathan A. Jones：负责撰写、审稿与编辑、资源整理、数据分析、概念构建。 Laurie D. Wolf：负责撰写、审稿与编辑、资源整理、数据分析、概念构建。 Bryan R. Collier：负责撰写、审稿与编辑、项目监督、方法论设计、数据收集与分析。