適用于肩臂骨折患者的功能性服裝設計與研究

卜雨青，朱婉奕，陸雯琪，馮易佳，鄭 彤

（上海工程技術大學 紡織服裝學院，上海 201600）

在快節奏的現代生活中，勞動傷害和各種運動傷害所造成的骨折問題已經在中國居民健康傷害中占據了極大比例。統計調查顯示[1]，中國每年至少有2億人次受到各種傷害，其中，骨折為傷害死亡的首要臨床后果。這一特殊群體在日常生活中面臨的困境亟需解決，目前，在市面上針對肩臂骨折患者所設計的服裝中，缺少一些能真正讓他們獨立完成穿著的功能性服裝，進而極大程度地浪費了護理成本。基于此，本研究著眼于這一問題展開思考與設計研究。

1 肩臂骨折患者調查及結論

為了更準確地了解骨折患者的受傷程度、行動受限范圍及其對服裝功能性的要求，通過對正在遭受骨折及曾經骨折過的人群進行調研，得到了一些具有建設性的意見。調研發現，小臂骨折患者占多數，70%的患者達到了“骨折”與“粉碎性骨折”的程度，說明他們的手臂處于只能輕微動彈的狀態，已經嚴重影響患臂的運動幅度。同時，調研結果反饋，骨折患處確實對患者的日常穿衣造成各種不便，患者希望可以依靠自己獨立穿衣來降低護理成本。基于調研的結論，本研究所探討的重點是：以結構功能性的設計解決患者獨立穿衣的實際問題。

2 肩臂骨折患者的運動規律分析

2.1 患臂運動規律分析

對于具體的骨折病患而言，肩臂骨折通常可以分為3種類型：肩部骨折、上臂骨折以及小臂骨折。不同部位的骨折，其運動缺失程度差異性較大。

2.1.1 肩部骨折

陳辰等[2]在《肩部骨折治療進展》中提到，肩部作為上肢最近端的關節，對上肢活動范圍起到非常重要的作用。由此可見，肩部是一個極其重要的關節，直接牽連大臂以及小臂的運動幅度。肩部骨折患者需要用綁帶對手臂進行固定，因此，手臂的運動幅度基本為零。

2.1.2 上臂骨折

相比肩部骨折，上臂骨折的運動受限程度較低。當面臨上臂骨折時，多數患者會采取石膏結合綁帶的形式，此時的肩部肌肉會適當放松，但上臂與小臂的運動幅度依舊大受影響。

2.1.3 小臂骨折

相比以上兩種受傷類型，小臂骨折對上臂和肩部的影響較小，因此，患臂可以做有限的運動。小臂骨折的治療方案有綁帶與打石膏，針對這兩種不同的包扎方式，設計方案也需要進行調整：（1）采用綁帶方式包扎時，服裝需要避開綁帶位置進行設計，同時，由于受到綁帶的牽制，患臂運動幅度也相應減小，進而增加了服裝設計難度。（2）采用打石膏的方式包扎時，服裝設計則相對簡單。小臂骨折包扎與運動限制部位如圖1所示。

圖1 小臂骨折包扎與運動限制部位

與此同時，由于絕大部分骨折患者會抱著讓患臂盡快恢復的心理，在行為表現上，會主觀地減少運動，進而在現實生活中展現出的患臂實際運動幅度就會小于其本身的可運動幅度，導致骨折患臂整體運動幅度更小。

2.2 正常手臂的功能性分析

骨折患者如果需要在日常生活中完成力所能及的生活自理，其實主要依靠的是沒有患病的正常手臂。因此，對正常手臂的運用規律及運動幅度的研究，是研制骨折病患服裝的重點。近年來，越來越多的研究者通過模擬人運動仿真對人體肢體各個部分進行探究，如顧巖等[3]研究了狹小空間下手臂裝配運動規劃，可以有效提高操作人員的舒適度；楊鋒等[4]以所用關節力矩與關節最大可用力矩的比值描述了人體的舒適程度，并定義了舒適度，以提高工人的工作效率。本研究所要探討的是在患者一側手臂運動幅度極其受限的情況下，最大限度地發揮另一側正常手臂的功能性，以達到讓患者能獨立穿衣的目的。

2.2.1 正常手臂向上的最大運動幅度

（1）通過肩關節帶動肘關節及腕關節，將正常手臂的運動極限位置控制在人體后背的肩胛骨處（圖2）。

圖2 正常手臂肩關節向上的最大運動幅度

（2）手臂向上舉過頭頂到達極限距離時，手臂與身體的夾角約為170°（圖3）。

圖3 正常手臂向上舉的最大運動幅度

2.2.2 正常手臂向下的最大運動幅度

通過人體的前胸，連帶肘關節和腕關節能將手指端觸及手臂相對一側的后背后中線的1/2處。當患臂處于捆綁姿勢時，正常手臂到另一側腰間的最大伸展范圍大致為指尖超出側縫5～10 cm（圖4）。

圖4 正常手臂肩關節向下的最大運動幅度

3 產品的研發過程

對于肩臂骨折患者，最為困難的是患臂的穿脫衣問題。朱駿等[5]在《創傷骨科病人服裝結構解析》中指出，骨科病員服應具備以下條件：（1）可節省換衣時間，減少換衣環節；（2）可減少換衣障礙，減輕患部疼痛 ；（3）方便護理，便于觀察；（4）能給予身體舒適感和心理穩定感；（5）容易洗滌保管。其中并未提及“節省護理成本”這一要素，而本次設計的服裝能令患者充分運用正常手臂去完成獨立穿衣的同時，很大程度地節省護理成本。

3.1 服裝款式1的穿著步驟與正常手臂運動幅度的關聯性解析

針對需要綁帶固定的患者，設計的主要特征為服裝的開啟方式以及相對開放的袖子結構。這種特殊的開啟方式，正符合正常手臂在不同方向的最大運動幅度及運動規律，款式如圖5所示（為方便理解，下文將衣片用數字進行區分）。

圖5 服裝款式1

首先，在確定衣片1的大小時，需結合人體正常手臂繞過背部至另一側肩部的最大運動幅度，因此，將衣片1設計成正常手臂能輕松繞過頸部并將袖子穿上的尺寸。

圖6 正常手臂運動幅度與衣片1的關系

其次，對于衣片2與衣片3，需要結合正常手臂向上與向下的最大運動幅度，正常手臂以圖中的伸展姿勢可以輕松觸及衣片2與衣片3（圖7、圖8）。

圖7 正常手臂運動幅度與衣片2的關系

圖8 正常手臂運動幅度與衣片3的關系

最后，利用磁吸扣將衣片1、2、3固定。確定袖子的磁吸扣位置時，為方便患者穿著，將扣子設計在患臂內側，進而減輕患臂的負擔，達到舒適穿衣的效果。

3.2 服裝款式2的穿著步驟與正常手臂運動幅度的關聯性解析

針對不需要綁帶固定的患者，設計的主要特征為套頭式的穿衣方式與開放性的袖子結構。這種特殊的設計方式符合正常手臂向上與向下的最大運動幅度，并給患者一種便利的穿著體驗（圖9）。

圖9 服裝款式2

（1）結合人體手臂舉過頭頂的極限范圍，將袖籠的尺寸加大、圍度增加，使穿著空間擴大，方便套頭穿著（圖10）。

圖10 正常手臂運動幅度與服裝肩袖部位的關系

結合正常手臂可觸及另一側腰部的最大運動幅度，扣好側縫處的衣服和袖子內側后再拉住衣袖，保持患臂肩處衣片平整（圖11）。

圖11 正常手臂運動幅度與服裝開口部位的關系

3.3 款式1與款式2的設計特點分析

兩款產品針對不同部位骨折患者和不同治療方案進行設計。服裝款式1是針對需要綁帶的患者，通過款式的創新能在不拆卸綁帶的情況下讓衣片巧妙地穿過綁帶的羈絆，以達到讓患者獨立穿衣的目的。服裝款式2是針對不需要綁帶的患者。由于是套頭式服裝，相比服裝款式1，服裝款式2的穿衣步驟簡單易操作，能有效節省時間。患者可以根據自身運動受限的不同情況選擇相應的服裝款式，選擇較多。

4 結語

本研究對肩臂骨折患者的3種受傷類型進行差異化分析，確定了對不同部位運動的限制程度，進而針對需要綁帶與不需要綁帶這兩種情況分別設計了兩款服裝。另外，通過人體正常手臂運動幅度以及功能性分析，解決了設計中的結構問題，比較這兩款服裝的不同之處，最終達到了使患者獨立穿衣與節省護理成本的目的。