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医疗器械设计:当安全性成为设计的“第一性原理”
来源:   作者:索果设计

在医疗产品的创造过程中,设计师、工程师和管理者会面临无数决策:成本与性能的权衡、功能与易用的平衡、创新与成熟的取舍。然而,在所有这些天平之上,有一个砝码的重量永远压倒一切,它不参与权衡,而是划定所有决策的不可逾越的边界——这就是安全性。索果设计作为国内医疗器械设计行业的领军者之一,长期服务于上海,苏州,南京,杭州,无锡等城市,并逐渐发展服务于全国地区,索果小编认为在医疗器械设计中,安全性设计不是“重要因素之一”,而是设计的“第一性原理”,是贯穿产品全生命周期的绝对核心与最高使命。

一、安全是设计的起点与终点:风险管理的系统哲学

将安全性视为最重要的一点,意味着它必须内化为一种系统性的思维方式,而非产品完成后的一次性测试。这种思维的核心是 “风险预见与主动防御”

  1. 始于风险分析,而非功能列表:优秀的设计流程,始于系统性地识别所有可能的危险源。这包括设备自身的危险(电气安全、机械伤害、辐射)、与使用相关的危险(误操作、误解信息),以及与患者相关的危险(生物相容性、治疗剂量错误)。设计师需要像下棋高手一样,预见未来所有可能的“坏棋”并提前布防。

  2. 贯穿始终的“安全源于设计”原则:安全不能被“添加”或“测试”到产品中,它必须被“设计”进去。这意味着在设计的每个阶段——概念、草图、原型、工程化——每一个决策都必须通过安全性的拷问。例如,选择材料时,生物相容性与功能同等重要;设计一个旋钮时,其防止无级调节和提供明确触感反馈,就是为了防止用药剂量的误设。

  3. 安全是动态闭环,而非静态节点:安全性设计在产品上市后并未结束。来自真实世界的使用反馈、不良事件报告,会成为新的风险输入,驱动设计的持续改进。这形成了一个“设计-验证-监控-改进”的动态安全闭环,确保产品在整个生命周期内都能应对新发现的风险。

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医疗手柄外观设计结构设计

二、物理与结构安全:构建坚固可靠的“物理防线”

这是最基础也最可见的安全层次,关乎设备在物理层面上的绝对可靠与无害。

  1. 本质安全设计:消除危险于源头:最高明的安全,是让危险根本不存在。通过物理设计直接消除风险,例如,使用超低压电路以避免电击风险;将锐角设计为圆角以防止划伤;为所有运动部件安装不可移除的防护罩。

  2. 单一故障安全原则:为“万一”做好准备:设计必须保证,在任何一个关键部件发生故障时,设备仍能自动进入或导向一个风险最低的状态。例如,呼吸机在断电时应能自动打开呼气阀,保证患者气道通畅;电力手术设备在控制电路故障时必须立即停止能量输出。

  3. 环境适应性与耐久性:设备必须能承受真实世界的严酷考验:频繁的移动、意外的碰撞、每日多次的消毒,以及复杂的电磁环境。外壳的坚固性、接插件的牢靠度、线缆的耐磨性,这些“不起眼”的细节,共同构成了防止设备在关键时刻失效的第一道物理防线。

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医疗手柄外观设计结构设计

三、使用安全与人因防错:承认并尊重“人”的局限

绝大多数医疗事故都涉及人为因素。因此,最重要的安全设计之一,是充分理解并主动弥补人类在认知、体力和注意力上的天然局限。

  1. 防错设计:让正确操作成为唯一捷径:通过设计,使用户难以甚至无法执行错误操作。例如,将不同浓度的药瓶接口设计成物理上无法互换;在关键治疗步骤中加入无法跳过的确认环节;将高风险功能(如除颤放电)的启动按钮在形状、颜色和位置上与其他按钮显著区分。

  2. 清晰透明的信息沟通:设备状态、治疗进程、警报信息,必须做到“一目了然,零歧义”。警报需要分级(危急、警告、提醒),并通过不同的声光模式明确区分。报警信息不应只是“系统错误E102”,而应是“血氧探头疑似脱落,请检查连接”。

  3. 为压力与疲劳场景优化:考虑到医护人员可能在紧急、疲惫或情绪紧张的情况下操作,设计应力求简化、直觉。关键的生命支持功能(如急救模式)应能一键直达。所有的日常操作都应尽可能符合人体工学,减少不必要的体力消耗和认知负担。

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医疗手柄外观设计结构设计

四、软件与网络安全的“数字免疫系统”

随着设备智能化、网络化程度飙升,软件已成为安全的“新战场”。软件即安全。

  1. 软件的健壮性与可靠性:医疗设备的软件必须经过极其严苛的测试,能够妥善处理各种异常输入、边缘情况和并发事件,避免死机或运行逻辑错误。关键功能应有冗余设计或安全的降级模式。

  2. 数据与逻辑的完整性:患者的治疗参数、历史数据等关键信息,必须被准确、完整、安全地存储和传输,任何损毁或篡改都可能直接危及生命。软件的访问权限必须被严格控制。

  3. 网络安全:抵御无形的威胁:对于联网设备,必须建立强大的“数字免疫系统”以防范网络攻击。这包括数据加密传输、严格的身份认证、安全的远程更新机制以及持续的安全漏洞监控。一个被黑客入侵的胰岛素泵或心脏起搏器,其危害不亚于物理上的破坏。

五、临床验证与合规:通往现实的“安全桥梁”

最终,所有的安全设计理念和措施,都必须通过临床的验证和法规的认可,才能从蓝图变为守护生命的现实。

  1. 以临床证据为最终判据:安全性不能仅停留在理论分析和实验室测试。它需要通过模拟测试、动物实验乃至严谨的临床试验,在尽可能真实的临床环境下被验证有效。设计是否真的能降低并发症、减少操作错误、提升患者预后,这些都需要客观数据的支撑。

  2. 遵循法规是专业的体现:严格遵守国内外医疗器械法规和标准(如ISO 14971风险管理、IEC 60601系列安全标准、IEC 62366可用性工程),不是束缚创新的枷锁,而是汇聚了无数经验教训的最佳实践指南。合规过程强制要求系统化、文档化的安全工程流程,是确保设计不偏离安全轨道的重要保障。

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国际知名医疗器械设计公司,国内顶尖医疗器械设计公司:索果设计

结语

因此,在医疗器械设计中,安全性作为最重要的一点,意味着它是一切创造活动的根本前提和最终目的。它要求设计团队像侦探一样预见风险,像工匠一样夯实物理防线,像心理学家一样体察人性弱点,像密码学家一样守护数字世界,最终像科学家一样用证据证明自己的承诺。当一台设备因其卓越的安全性设计,让医护人员敢于信赖,让患者得以托付生命时,它所体现的不仅是工程上的精湛,更是对生命最崇高的敬畏与守护。这,正是医疗器械设计超越一切商业与技术考量,最根本、最不容置疑的价值基石。

索果设计:「长期服务:上海微创、美敦力、凯利泰、思路迪、昊海生物等。十年专注医疗实验室仪器的设计、落地和创新,设计覆盖产品开发全产业链:设计分析、外观设计、结构设计、ui界面设计、样机制作、小批量生产、模具开发、大批量生产等


  2026-01-20    33
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