چرا طراحی تجهیزات پزشکی حیاتی است؟

از زمان تولد تا مرگ، انسان‌ها از لحاظ عاطفی و جسمی با وجود انواع مراقبت های پزشکی و امکانات درمانی همواره آسیب پذیر بوده اند و این یکی از مهمترین عواملی است که طراحی تجهیزات پزشکی را با ارزش‌تر و حیاتی‌تر می‌سازد.محصولات و تجهیزات پزشکی تاثیر بسزایی در زندگی انسان دارد و از لحاظ میزان آسیب پذیری که انسان در دوره درمان دارد همواره قابلیت توسعه امکانات پزشکی وجود دارد. 

دستگاه‌های پزشکی باید همواره از لحاظ عملکرد و نحوه استفاده شفاف و با کمترین احتمال خطا طراحی و ساخته شوند؛ به نحوی که عملکردهای مختلف دستگاه و پروسه استفاده از آنها به صورت فرآیندی شفاف و بر اساس نیازهای کاربران مختلف دستگاه از قبیل پزشکان، پرستاران، بیماران و سایر پرسنل بیمارستان و مراکز درمانی باشد. طراحان صنعتی تلاش می‌کنند از طریق ابزارها و متدهای مختلف طراحی و ترکیب تخصص‌های مختلف از قبیل بازاریابی، مهندسی عوامل انسانی، مکانیک، الکترونیک و سایر رشته‌ها، نیازهای گروه استفاده‌گر تجهیزات پزشکی را در یک فرآیند منسجم شناسایی کنند و برای این نیازها در قالب محصولی جدید یا ارتقای محصولات موجود راهکارهای نو و کاربردی ارائه دهند.

تحقیقات و تعریف صورت مسئله طراحی

در ابتدای فرآیند طراحی صنعتی، محصولات پزشکی موجود را مورد بررسی و ارزیابی قرار می‌گیرند و از زوایای متفاوت توسط کاربران مختلف و کادر درمانی تحلیل و موشکافی می‌شوند. بازخوردهای گروه های استفاده‌گر به صورت چک لیستی در مسیر طراحی و توسعه محصولات آینده آن محصول خاص استفاده می‌شود؛ این نیازها و مشکلات موجود پس از تحلیل و اولویت‌بندی به عنوان صورت مسئله‌های طراحی وارد مرحله ایده پردازی می‌گردند.

ایده پردازی و طراحی کانسپت های اولیه

در مرحله ایده پردازی راهکارهای متنوع از زبان نوشتار تبدیل به ایده‌های تصویری و سه بعدی می‌شوند. تاثیرات روانی ظاهر و فرم تجهیزات پزشکی برای کاربران محصول بخصوص پزشکان بسیار اهمیت دارد. دستگاهی که به ظاهر مدرن، شیک و از لحاظ فنی پیشرفته به نظر می رسد، اعتماد به نفس کاربران را ارتقا می بخشد؛ همچنین در حفظ ارتباط حسی و انسانی محور با تمرکز بر مراقبت از بیمار، می تواند مفید باشد. ایده‌ها بر اساس فاکتورهای گوناگون از قبیل عملکرد، زیبایی و فرم، ارگونومی و مهندسی عوامل انسانی و مواد و روش‌های ساخت مورد تحلیل و بازبینی قرار می گیرند. ایده‌ها در مرحله اول به صورت اسکچ‌های دستی و طراحی‌های اولیه ارائه شده و ایده‌های برتر وارد مرحله مدل‌سازی سه بعدی کامپیوتری می‌شوند.

مدلسازی کامپیوتری

طراحان ایکاس با بهره‌گیری از نرم افزارهای مدل‌سازی از قبیل SolidWorks و Rhino  قادر به ارائه هر چه بهتر و واقعی‌تر قطعات و محصولات پزشکی به مشتریان خود هستند. و طرح های اولیه را در قالب چند طرح سه بعدی ارائه می دهند. که پس از ارزیابی طرح ها یک طرح به عنوان طرح نهایی انتخاب می شود و برای توسعه و تکمیل وارد مرحله بعدی فرایند طراحی می شوند.

شکل 1- مدلسازی سه بعدی کامپیوتری

توسعه، تکمیل و ارتقای طرح نهایی

دستگاه‌های پزشکی باید پاسخگوی نیازها و قابلیت‌های گروه های مختلف کاربر باشند. به عنوان مثال ، پزشکان ، پرسنل پرستاری و تکنسین‌های زیست پزشکی از کنسول‌های کنار تختخواب استفاده می‌کنند و به هر گروه باید به صورت مجزا اطلاعات و کنترل های مناسبی ارائه شود. این می‌تواند به معنای فونت‌های بزرگ برای داده‌های مهم باشد که باید توسط پزشک از سراسر اتاق قابل خواندن باشد، در حالی که سایر اطلاعات که از لحاظ اهمیت در سطوح پایین‌‎تری هستند  و یا حاوی اطلاعات تشخیصی خاص‌تر و جامع‌تری هستند می‌توانند در فونت‌های کوچک تر  باشد که توسط سایر پزشکان از طریق اینترفیس صفحات تاچ اسکرین قابل دسترسی باشد.

اهمیت ارگونومی در بسیاری از محصولات پزشکی نسبت به سایر محصولات از حساسیت و دامنه بررسی وسیع تری برخوردار است. این موضوع به عنوان مثال در بسیاری از ابزارهایی که با دست نگه داشته می‌شوند کاملا ملموس است. ابعاد دست یک خانم با صدک 5 با با ابعاد آنتروپومتریک یک مرد با صدک 95 می‌تواند نزدیک به 5 سانت تفاوت داشته باشد. طراحی و در نظر گرفتن ابعاد مناسبی که بتواند درصد بیش‌تری از این جامعه آماری را پاسخگو باشد نیازمند تجربه، ارزیابی و تست نمونه‌های اولیه محصولات است. در این زمینه استفاده از تکنولوژی‌های جدید سه‌بعدی نرم افزاری و پرینترهای سه‌بعدی پیشرفته می‌توانند این فرآیند طراحی و خلق محصول جدید را کارامدتر نماید.

طراحی زنگ هشدار نیز برای ایمنی بیمار بسیار مهم است. انتخاب مناسب هشدارهای مهم در مقابل هشدارهای غیرحساس می‌تواند مانع از تحریک بیش از حد کارکنان بالینی و در نتیجه خستگی ناشی از کار شود. در حالی که هر دو محرک بصری و شنوایی باید به نحوی بدون ایجاد سردرگمی با دستگاه‌های مجاور به وضوح قابل شناسایی و جلب توجه باشند.

طراحی جزئیات

مدل های سه بعدی کامپیوتری پس از تعیین ویژگی های نهایی طرح، نوبت به توسعه طرح ها از منظر مهندسی می‌رسد. که شامل انتخاب مواد، روش ساخت نهایی، طراحی جزئیات، اتصالات و ویژگی‌های مونتاژ است. بعلاوه در این مرحله است که می‌توان تخمین هزینه‌ها و زمان تولید را بدست آورد.

نمونه سازی و پروتوتایپینگ

طراحان و مهندسین استودیو ایکاس با  ساخت نمونه اولیه و پروتوتایپ، ایده‌های جدید را تست و ارزیابی می‌کنند و طی چندین مرحله کانسپت‌ها و ایده ها را ارتقا و اصلاح می‌دهند و خطاهای احتمالی دستگاه‌ها و تجهیزات پزشکی را کاهش می‌دهند. این نمونه سازی‌ ها به صورت قدم به قدم و به ترتیب از ماکت‌های فرمی و حجمی تا نمونه‌های دقیق پرینت شده سه بعدی و با استفاده از تکنولوژی‌های مختلف سی ان سی و مدلسازی سریع ساخته و تست می‌شوند.

نمونه‌سازی و پروتوتاپینگ به شرکت‌های تولید کننده تجهیزات پزشکی کمک می‌کند تا قبل از تولید محصول نهایی در وقت و هزینه خود صرفه جویی کنند و میزان موفقیت محصول خود در بازار تجهیزات پزشکی افزایش دهند. نمونه‌های اولیه محصولات در تعداد محدود ساخته می‌شوند و در شرایط واقعی توسط کاربران نهایی تست می‌شوند و بازخوردهای بدست آمده از محصول به صورت لیستی شامل اصلاحات و پیشنهادات طراحی دوباره در اختیار تیم طراحی قرار می‌گیرد.

در حوزه درمان  برای پزشکان این‌که نحوه استفاده از یک محصول پزشکی جدید را با کم‌ترین زمان ممکن فراگیرند، اهمیت زیادی دارد. مهم‌ترین نکته در طراحی محصول پزشکی کاهش چالش‌های احتمالی برای استفاده کنندگان در فرآیند استفاده است. مشتریان ما به منظور طراحی و توسعه محصولاتی پیشگام به استودیو ایکاس مراجعه می‌کنند. محصولات جدید در حوزه پزشکی و درمان نیازمند تکنولوژی‌های نو آورانه و سیستم های تولید جدید می‌باشند که در این مسیر از تخصص تیم ما استفاده می‌کنند. ما در استودیو ایکاس حوزه‌های گسترده ای از تجهیزات پزشکی از قبیل دستگاه‌های جراحی، سونوگرافی و تصویربرداری، الکتروشوک، تجهیزات شست شو و ضدعفونی، تخت‌های بیمارستانی و غیره را تجربه کرده‌ایم و در تمامی این فرآیندها مسیرهای مختلفی از طراحی و توسعه محصول را پیموده‌ایم. فرآیندی که همانند سفری پر چالش نیازمند صبوری، بینش، خلاقیت و انعطاف پذیری است و دقت تیم طراحی ما از ابتدای شروع فرآیند این اطمینان را به مشتریان می‌دهد که ما همواره در تلاشیم برای خلق محصولی که بهترین نتیجه را برای آنان و کاربران محصول به ارمغان بیاورد.