緩解中老年人腰痛功能內衣的開發及其性能評價

關娟娟， 于曉坤， 朱達輝

(1. 東華大學 服裝與藝術設計學院， 上海 200051； 2. 天津科技大學 藝術設計學院， 天津 300457； 3. 東華大學 現代服裝設計與技術教育部重點實驗室， 上海 200051； 4. 同濟大學 上海國際設計創新研究院， 上海 200080)

腰痛在中老年人群中很普遍，嚴重影響著他們的生活質量，而引起腰痛的主要原因是隨著年齡的增長，腰椎骨關節退化或者病化引發的不同程度的疼痛[1]。為了縮短治療時間及緩解疼痛，常常佩戴腰部護具產品來輔助治療或者緩解疼痛，但中老年人由于身體機能的退化，身體靈活性差，腰部護具產品會帶來不同程度的壓迫感和限制腰部活動，緩解疼痛的同時造成行動不便，其依從性有待提高。

本文基于腰部護具產品依從性差的缺陷，提出適于中老年人日常穿著緩解腰部疼痛的功能內衣設計理念，其設計的創新點和重點是服裝上功能位置的設計與制作。本文借助傳統中醫學中穴位治療腰痛涉及的穴位定位方法，采用人體工程學的思維方法進行人體試穿定位設計實驗，確定了服裝上的功能位置。然后，應用絲網印技術將托瑪琳(電氣石，tourmaline)功能材料制作于功能位置處，完成功能內衣的制作。從托瑪琳發射遠紅外和具有一定生物效應的功能性出發，進行性能評價。本文對功能內衣腰部功能位置的設計研究可為其他服裝腰部區域的功能設計開發提供參考。

1 功能需求分析

1.1 設計開發思路

遵循功能服裝以人為本的設計理念，設計始于用戶需求，然后基于用戶需求分析，建立設計要素，再生成產品設計概念，設計并制作產品，進行試穿評價實驗，再進行設計改進[2]等。具體開發流程如圖1所示。

圖1 功能內衣開發設計流程Fig.1 Development and design process flow of functional underwear

1.2 用戶需求分析

采用偶遇抽樣和目的性抽樣方法，與17位有腰痛癥狀的使用過腰部護具產品的中老年女性進行了深度訪談，訪談圍繞能內衣需求展開。

訪談人員的年齡信息和腰痛年限的信息見表1、2。所有訪談人員均有不同程度的腰痛，主要原因是腰椎退化和腰椎病化，腰痛年限最短2 a，最長8 a。

表1 訪談對象的年齡信息統計Tab.1 Information statistics of ages of interviewees

表2 訪談對象的腰痛年限統計Tab.2 Information statistics of waist pain duration

應用扎根理論[3]對訪談資料進行處理與分析，研究過程包括3個編碼階段：開放式編碼、關聯式編碼和選擇式編碼，如圖2所示。扎根理論從產品最終用戶的角度產生新的思想，通過3次編碼處理和理論分析獲得目標人群最關注的3個設計要素：尺寸適體、天然面料、功能要作用于腰部。

圖2 扎根理論分析過程Fig.2 Analysis process of Grounded Theory

1.3 設計要素

基于目標用戶所關注的3個方面的需求，提出功能內衣設計要素的解決方案。

尺寸適體為目標人群關注點之一，其原因是目前市場上的內衣產品的尺寸無法滿足中老年人的體型變化需求。本文研究基于前期對377名上海地區50—70歲中老年女性體型測量數據[4]，并參考GB/T 8878—2014《棉針織內衣》對針織內衣規格尺寸系列的規定，確定160/88(其中88表示成品胸圍)為基礎號型，各控制部位數值和檔差參見表3，結構圖如圖3所示，其中W為腰圍。

表3 控制部位數值及檔差Tab.3 Value and grade of underwear size items cm

圖3 衣身、袖子結構圖Fig.3 Pattern of clothing piece (a) and sleeve (b)

面料選用的是多功能珍珠纖維面料(成分占比為23%珍珠粉復合粘膠纖維、28%甲殼素纖維、41%天絲、8%氨綸)，此面料手感光滑柔軟、吸濕透氣性好。

緩解腰部疼痛是功能內衣設計開發的關鍵，本文研究選定托瑪琳為功能材料，其作用位置參考人體工程學的思維方式和中醫學中穴位療法治療腰痛的穴位定位法，通過人體試穿實驗進行確定。

2 功能位置設計與制作

2.1 功能位置的確定

根據中醫學中穴位治療腰痛的研究[5]，確定了脊中穴、命門穴、腰陽關、腎俞穴、氣海俞穴、大腸俞穴、腰眼穴為重點覆蓋穴位。邀請6位年齡在55—65歲之間，身高為(160±2)cm，腰圍為(82±2)cm，胸圍為(88±4)cm的女性貼身穿著樣衣，進行穴位定位的試穿實驗，穴位定位描述[6]參見表4。為了方便定位實驗的易操作性，將原穴位定位法中的度量單位寸轉換為厘米(cm)。具體定位方法為：1)采用設計方案中的尺寸和面料制作針織樣衣，并在制作好的樣衣上標記后中線、腰圍線、胸圍線；2)試穿人員處于正常站立的姿勢，用厚度為1 mm、直徑為1 cm、可黏貼的紅色標記圓點，在人體腰部區域確定穴位標記點；3)受試者貼身穿著樣衣，通過觸摸和觀察人體腰部的紅色穴位標記點，將受試者腰部區域的紅色標記圓點標記標定在樣衣上，標定結果如圖4(a)所示；4)通過數字化儀，讀取樣衣輪廓和穴位標記點；5)在服裝CAD軟件中，通過樣板重疊6位不同受試者的穴位標記圖，獲得穴位區域圖，如圖4(b)所示。

表4 穴位定位描述Tab.4 Point location description

圖4(a)為穴位標定圖，圖4(b)為覆蓋穴位的最小區域，為使后續托瑪琳轉印于內衣上能夠覆蓋所確定的最小區域，將定位的區域進行調整，最上端提升至距離胸圍線4 cm處，上端較窄區域的寬度增大至12 cm，下部橫向區域的高度增大至8 cm，如圖4(c)所示。

圖4 功能位置的設計過程Fig.4 Design process of function area. (a) Acupuncture points on sample garment; (b) Region of acupuncture points; (c) Region of screen printing

2.2 功能位置的制作

在眾多腰部護具產品中，托瑪琳護腰帶頗受消費者的喜愛，且兼顧多種特性。托瑪琳具有可發生遠紅外線、產生負離子和生物電極微電流等特性[7]。其發射的遠紅外線作用于皮膚后，引起皮溫升高，產生發熱效應[8]。另外，當這些功能特性同時作用于人體時，能引起肌體的一系列生物效應，如激發人體細胞活性[9]，改善微循環[10]，促進腦梗死神經功能的恢復[11]，對軟組織疼痛有一定的治療效果[12]，所以被廣泛應用于醫療、理療器械和具有保健功能的纖維紡織品。

本文研究使用的托瑪琳多功能保健材料編號為WT-HW-00104，其紅外線的法向發射率為0.88(GB/T 30127—2013《紡織品 遠紅外性能的檢測和評價》)，負離子發射能力為356個/ cm2。

將托瑪琳功能材料定位轉印在服裝上，采用的是絲網印技術，以點膠的形式呈現于貼近人體的內衣一面，即貼身內衣內側。制作過程涉及絲網印點膠圖案設計(見圖4(c))、制作絲網印版、轉印、驗證修訂4個環節，制作過程如圖5所示。為確保托瑪琳材料準確地應用于所確定的腰部功能位置上，可采用以下技術控制：1)絲網印版要按照絲網印點膠圖進行1∶1制作；2)絲網印刷過程中，要確保內衣自然平整地平鋪于平臺上，以胸圍線為標準確定位置；3)制作完成后進行測量和試穿驗證，允許誤差范圍為±0.5 cm。最后完成的樣衣如圖6所示。

圖5 托瑪琳轉印于內衣上的制作流程Fig.5 Process of tourmaline transferred onto underwear

圖6 托瑪琳功能內衣Fig.6 Tourmaline funcational underwear. (a) Front; (b) Back

3 性能評價

3.1 紅外熱像儀實驗

為測試托瑪琳材料的發熱效應，選取了一位年齡為58歲、身高為160 cm、胸圍為88 cm、腰圍為80 cm的女性作為受試者，無腰痛癥狀。實驗環境為恒溫恒濕實驗室(溫度為20 ℃，相對濕度為60%)。實驗儀器為Mikronscan 7604 PRO紅外熱像儀，采集實驗過程不同階段人體腰部的紅外熱像圖。

3.1.1實驗過程

準備了2件款式、面料相同的樣衣，其中1件腰部有托瑪琳材料。

驗證實驗：受試者貼身穿著腰部附有托瑪琳功能材料的實驗服裝，整個過程中受試者主要處于靜坐、站立或行走3種狀態，無劇烈運動。進入實驗室30 min后，使用紅外熱像儀采集第1次腰部紅外熱像圖，之后每隔30 min采集1次，整個實驗共采集5次。

對比實驗：和驗證實驗過程一致，只是穿著腰部沒有托瑪琳功能材料的對照實驗樣衣。

驗證實驗和對比實驗均重復平行進行5次。

3.1.2實驗結果分析

應用MikroSpec 4.0紅外熱像圖分析軟件對驗證實驗和對比實驗中所獲得的紅外熱像圖進行數據讀取和分析，將腰部某個固定區域的平均溫度作為觀察對象。圖7示出驗證實驗與對比實驗中的5個時間階段的區域平均溫度變化趨勢。由驗證實驗的曲線可知，受試者穿著腰部有托瑪琳的功能內衣，區域溫度可在90～120 min內達到最高值，發熱效應達到平衡，平均溫度變化值為+2.78 ℃，驗證了托瑪琳可產生一定的熱效應。

圖7 腰部區域平均溫度變化Fig.7 Regional average temperature change in waist

3.2 試穿評價實驗

試穿評價實驗引用了臨床中的視覺模擬評分法[13](Visual analogue scale，VAS)，測量受試者在穿著托瑪琳實驗樣衣后的疼痛感知情況。招募了6名中老年女性試穿評價人員，均有不同程度腰部疼痛，年齡最大73歲，最小57歲。

3.2.1評價方法

采用視覺模擬評分法評價托瑪琳內衣緩解腰部疼痛的效果，其操作的基本方法是使用一條長為10 cm的標尺，一面標有10個刻度，如圖8所示，兩端分別是“0”分端和“10”分端，“0”分表示無痛，“10”分代表難以忍受的最劇烈的疼痛，試穿人員在直尺上標出能代表自己疼痛程度的相應位置。

圖8 VAS評分標尺Fig.8 VAS score scale

3.2.2試穿實驗過程

試穿時間為期15 d，受試者上身分別穿著內衣、羊毛衫或者毛衣等外套。具體實驗過程如下：1)試穿前，告知試穿人員該功能內衣所使用的面料和托瑪琳的屬性，獲取其認可與支持，保證試穿實驗的有效性；2)在試穿前，針對每個試穿人員的腰痛程度，應用如圖8所示的VAS疼痛評分標尺，進行1次VAS評價；3)每位試穿人員分發2件功能內衣，連續穿著15 d，每天穿著時間不少于12 h，期間停止其他治療，且3～5 d換洗1次；實驗人員每隔5 d進行1次訪問，對試穿情況進行跟蹤，并針對每個試穿人員的腰痛程度進行1次VAS評價。

3.2.3VAS評價結果與分析

臨床評定VAS評分[14]:0～2分為“優”；3～5分為“良”；6～8分為“可”；大于8分為“差”。輕度疼痛為(2.57±1.04)分；中度疼痛為(5.18±1.41)分；重度疼痛為(8.41±1.35) 分。

在為期15 d的試穿實驗后，6位受試者在試穿前后VAS評分均值減幅為2，5位從試穿前的中度疼痛轉為輕度疼痛，2位VAS評分由“良”轉為“優”，1位仍為中度疼痛，但是VAS評分是由“可”

表5 VAS評分統計Tab.5 VAS score statistics

轉為“良”，具體見表5試穿人員VAS評分統計。對試穿前與試穿各階段的VAS疼痛評分的配對樣本進行T檢驗，結果見表6，表中后3項中的T為配對樣本T檢驗所得的t分數，Sig.值為配對樣本t檢驗的顯著性檢驗，當Sig.值小于0.05時，認為t值顯著，檢驗結果對照Sig.(雙側)數值：對3(試穿前—試穿第15天)，0.007<0.05(顯著水平)，對比試穿前VAS疼痛評分有了顯著變化，即表明試穿第15天后比試穿前有了一定的顯著緩解疼痛緩解的效果。

表6 VAS評分分析Tab.6 Analysis of VAS scores

4 結 論

1)本文提出針對腰痛的適于中老年人日常穿著的功能內衣服裝設計理念，圍繞功能內衣需求與目標人群進行深度訪談，應用扎根理論對訪談數據資料進行處理分析，提出設計要素：尺寸適體、天然面料、功能要作用于腰部。

2)引入傳統醫學中穴位定位法進行人體試穿實驗，從而確定功能服裝上的功能位置，達到目標人群對功能需求的設計。

3)基于此設計，通過絲網印技術將托瑪琳制作于功能位置處。通過紅外熱像儀實驗，驗證了托瑪琳材料有發熱效應，90～120 min后達到最高，服裝表層的溫度可升高2.78 ℃。而且引入醫學臨床中采用的VAS疼痛評價法進行功能內衣穿著評價實驗，應用VAS評價穿著托瑪琳內衣前后疼痛感，通過配對樣本T檢驗法分析，驗證了試穿前后VAS評分有顯著的變化，說明功能內衣對腰痛具有一定緩解作用。

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