基于EMS的盆底肌訓練褲設計及評估

茹奕欣 周鳳 趙雨

摘要： 針對盆底康復現狀中存在的產婦盆底肌訓練依從性不足、盆底康復設備缺乏對女性隱私保護等問題，本研究設計了一套以褲裝為載體、基于可穿戴技術的盆底肌訓練系統。首先圍繞產婦需求展開調研，明確關鍵設計要素;再基于肌肉電刺激（EMS）理論，設計EMS可穿戴系統;通過設計與優化盆底肌訓練褲款式，將EMS系統合理嵌入褲裝襠部，產婦通過該著裝訓練來刺激盆底肌收縮，促進肌群康復。最后，引入模糊評價法對本設計方案進行可行性評估。評估結果表明，該盆底肌訓練褲效果顯著，既可提升產婦盆底肌訓練依從性，也具有較好的隱私性。

關鍵詞： 盆底肌訓練褲;產婦;盆底康復;肌肉電刺激訓練;設計;模糊評價法

中圖分類號： TS941.17

文獻標志碼： A

盆底肌維持著盆底器官（尿道、膀胱、陰道、子宮、直腸等）的正常位置和陰道緊密度，保持著尿道和直腸括約肌的基本功能，保證人體正常的排尿、排便及性生活質量等。女性盆底肌在妊娠和分娩后有時會出現盆底組織受損、細胞衰老等癥狀，醫學上稱為“盆底功能障礙”（Pelvic Floor Dysfunction，PFD），主要臨床表現為壓力性尿失禁、盆腔器官脫垂和性功能障礙，其對產婦的身心健康及生活質量會造成嚴重影響［1-3］。為防治產婦盆底功能障礙性疾病，護理人員常推薦產婦進行盆底肌訓練（Pelvic Floor Muscle Training，PFMT），有意識地對盆底肌群進行收縮鍛煉［4］。

目前，盆底肌康復訓練形式分為兩種類型，即“主動法”和“被動法”。“主動法”指產婦自主展開相關肌群訓練，最為典型的是凱格爾運動（Kegel exercises）。該方法由Kegel在1948年首次提出，通過產婦自主的盆底肌肉群收縮鍛煉，喚醒損傷的神經肌肉，增加肌肉彈性和肌力。經多年臨床實踐和部分學者研究證明，自主訓練法對治療和預防盆底功能障礙疾病有積極作用，但對產婦的依從性要求較高［5］。依從性是指病人按醫生規定進行治療，與醫囑一致的程度［6］。

針對盆底肌訓練依從性低的問題，學界衍生出了臨床常用的“被動法”輔助治療，即產婦使用設備輔助進行盆底肌康復訓練。設備原理多是通過生物反饋或電刺激等物理治療刺激神經肌肉，激活細胞組織、恢復肌肉組織的彈性與緊張度。常見的功能可分為兩類：一是骨盆帶抗阻力收縮法，通過物理彈力實現緊實盆底肌、改善產婦肌肉松弛的目的，但其單一的外力收緊輔助效果不明顯［7］;二是電刺激療法，采用生物反饋電刺激達到盆底肌收縮的效果，其儀器價格較高，但康復效果明顯［8］。江川等［9］設計了穿戴一體化的盆底肌康復儀，可接受醫務人員遠程指導，提升產婦康復動作的準確性，提高其依從性;唐成方［10］發明了盆底肌藍牙控制康復訓練儀，通過壓力傳感顯示器的可視化功能實時反饋產婦盆底肌的訓練效果，提升產婦訓練體驗感與依從性;IDC團隊［11］設計了具有新型電磁探頭，并配備便攜式充電收納盒的盆底肌康復設備，可提升目標肌群刺激效率和實現訓練環境多樣性。上述已投入使用的盆底肌康復設備和相關研究一定程度改善了產婦訓練的依從性不足的問題，但無法避免其隱私部位的暴露，這不僅導致產婦產生厭醫情緒，嚴重時還會造成心理陰影［12］。

本研究基于盆底肌康復訓練中產婦依從性不足，特別是輔助設備缺乏對女性隱私保護的問題，對可穿戴的盆底肌訓練系統進行款式和結構的優化設計。首先展開調研，掌握盆底功能障礙產婦對上述問題的重視程度與解決問題的意愿;然后，通過數據分析，明確以褲裝為載體，在褲襠處設計訓練盆底肌群的可穿戴系統，以被動刺激促進肌群的康復;其次，為提升產婦訓練依從性，在褲裝的款式設計上，重視隱藏系統結構，美化造型，保護產婦隱私;最后，對該設計方案進行可行性與滿意度評估，以驗證其設計有效性，并為持續優化設計奠定基礎。

1 用戶需求分析

1.1 調研方案

本研究應用問卷調查方法從4個方面展開，包括產婦基本資料、盆底功能障礙認知、盆底康復知識需求及對開發盆底肌訓練褲的設計需求。問卷設計主要借鑒盆底肌功能障礙、康復、產品設計等的相關研究［13-14］，并通過預調研的反饋意見進行問題修訂，最終形成正式調查問卷（https：//www.wjx.cn/vm/wIAIM0w.aspx）。調查時間為2021年12月—2022年4月。調查地點為西南片區多家二甲及以上醫院的婦產科。調研對象為具備基本溝通交流能力，精神及心理狀態正常，并自愿接受調查的產婦。調研采用問卷星平臺，當場進行問卷填寫與回收。調查期間共發放問卷112份，有效問卷100份，有效率89%。本研究借助SPSS26.0軟件對調研數據進行統計分析，計數資料采用例數（n）和百分比（%）表示，采用卡方檢驗，以P＜0.05為差異有統計學意義。

1.2 調研結果分析

1.2.1 產婦基本情況

接受調查的100名產婦中，年齡多為20～44歲，平均年齡為（26.8±4.6）歲;文化程度分別為初中及以下9例，高中27例，大專及本科52例，研究生及以上12例（表1）。

1.2.2 盆底功能認知度與康復知識需求情況

本次調研采用卡方檢驗，對不同年齡段、不同文化程度的產婦進行認知度分析。表1中，產婦的年齡和文化程度均與認知度存在相關性（P＜0.05）。在不同年齡段中，30～34歲的產婦認知度最高，為87.8%;20～24歲的產婦認知度最低，為33.33%。不同文化程度中，碩士及以上學歷的產婦認知度最高，為66.67%;其他學歷產婦認知度較低；初中及以下學歷的產婦認知度最低，為33.33%。由此可知，不同年齡段及文化程度的產婦對盆底功能障礙認知程度不同。

在產婦對盆底功能障礙認知的4項內容中（圖1），盆底功能障礙的預防方法知曉率為32%，盆底肌鍛煉方法的知曉率為39%，改善盆底功能障礙的知曉率為46%，盆底功能障礙癥狀的知曉率為47%。由此可知，多數產婦對盆底功能障礙疾病的認知度較低，可能會降低產婦盆底肌訓練的依從性。

由圖2可見，產婦對4項盆底康復知識的需求普遍較高，其中96%的產婦更希望了解康復訓練的方法，而預防知識與日常注意事項的僅有78%和74%的需求率。可以看出，產婦對盆底肌康復知識的需求更為顯著。

1.2.3 盆底肌訓練褲的具體設計需求情況

問卷第4部分的調查結果顯示，92%的產婦在盆底肌訓練過程中難以感受盆底肌發力，由于無法感受康復治療效果，訓練積極性受到打擊，可能使得依從性降低。因此，在后續盆底肌訓練褲設計中，需解決盆底肌發力困難的問題，強化對盆底肌群受力的精準感知。在產婦對盆底肌訓練褲的設計需求中（圖3），產婦對于保護隱私性的需求高達98%，對服裝安全性和穿著舒適度的需求為93%與96%，褲型美觀性需求率、日常訓練實用性分別為88%與85%。這反映產婦側重關注盆底肌訓練過程中的隱私性，同時對安全性、舒適度、美觀性也有不同程度的需求。

2 盆底肌訓練褲設計

根據調研結果，本設計主要圍繞提升盆底肌訓練依從性與隱私性展開，同時兼顧其安全性、舒適度、美觀性。盆底肌訓練褲的硬件部分運用肌肉電刺激（Electrical Muscle Stimulation，EMS）原理來提升產婦盆底肌訓練依從性，款式上設計特定褲裝結構隱藏EMS相關設備，以保護女性隱私。材料選用高安全性能元件與面料，充分運用人體工學與美學，保證其安全性、舒適性、美觀性等。

2.1 基于EMS的硬件設計

EMS是應用低頻脈沖電流刺激神經或肌肉使其收縮，以達到康復的治療方法［15］。圖4為EMS肌肉電脈沖訓練原理，EMS電脈沖片將低頻脈沖電流導入神經中樞，刺激神經興奮傳導至肌肉組織，最終達到肌肉收縮。其具備治療方便、易操作、無創等優點，被廣泛應用于現代醫療康復訓練［16］。本研究選用該技術精準刺激盆底肌群發力，將EMS電脈沖片植入褲裝襠部，貼合盆底肌，有效地刺激盆底肌發力，解決產婦盆底肌發力不足的問題，提升產婦盆底肌訓練依從性。EMS電脈沖片的尺寸、位置等參考現有的盆底肌訓練康復產品與醫師建議展開具體設計［17-18］。

結合圖3中產婦對“服裝的安全性”設計需求，本研究的EMS電脈沖片是采用導電銀漿電路技術印刷合成的特殊材料，皮膚接觸面為進口水凝膠材質，柔薄貼服，安全低敏;蝶形電脈沖片完全貼合盆底肌覆蓋面，具有良好的針對性;可水洗的電脈沖片使用壽命長，可反復使用，易清潔;位于褲型內部的電極線，通過平縫走雙線的方式將其夾在兩塊面料之中，安全絕緣，如圖5所示。在硬件黏接上，采用熱黏合技術實現襠部內層與電脈沖片的黏接，以增加黏接處的牢固性。在可穿戴體驗上，為實現更好的應用效果，內置鋰電池提供EMS控制器電源，具有良好的比容量與循環穩定性;控制器內設智能微控單元芯片，使電脈沖波形平穩，無刺痛感，肌肉感知強;LED清晰大屏使訓練模式可視化;電極線底端連接電脈沖片，頂端連接EMS控制器，使用時按下控制器的“開/關”按鈕即可啟動;控制器20檔低頻脈沖可隨意調節，以滿足產婦對各種強度的需求，可由0 mA開始逐漸增大電流強度，直至達到最佳肌肉收縮狀態與盆底肌訓練強度。

基于圖3中“日常訓練實用性”的設計需求與盆底肌訓練依從性提升需求，EMS控制器為用戶提供3種訓練模式。模式的擬定建立在現有盆底肌訓練方法、醫師建議、國內醫療指南［19］的基礎上，如表2所示。在應用過程中，產婦可根據自身情況，選擇相應模式，達到盆底肌訓練的最佳效果。

2.2 面料設計

盆底肌訓練褲的面料設計結合了圖3中產婦對“服裝安全性”和“穿著舒適度”的需求，考慮女性盆底肌位于隱私部位，材質選擇更注重考量舒適度。通過市場調研，本設計選取膚感柔軟、透氣性好、彈力強的面料。褲型外層甄選高彈萊卡，以提高褲裝延伸性和彈性回復率。此外，面料的彈力使褲裝易穿脫，可滿足不同體型產婦的穿戴需求。襠部裁片在原有面料上，內嵌銀纖維導電面料，可抗菌除臭、抗靜電，保障其安全性［20］。襠部最內層另設有電脈沖片，貼片接觸面為水凝膠生物醫用材料，安全親膚［21］，可直接接觸產婦的隱私部位，從而達到刺激盆底肌群訓練的作用。面料運用如圖6所示。

2.3 外觀設計及工藝

盆底肌訓練褲的色彩設計結合了圖2中產婦對“心理調適”和圖3中“褲型美觀性”的設計需求，采用經典莫蘭迪色系（Morandi color），以紫色為例，利用色彩視覺上舒緩情緒的性能來調適產婦心理［22］。在配色方面，添加灰色基調，略顯穩重、安寧，中和紫色的溫柔，凸顯低調大氣，一定程度地化解產婦的焦慮情緒，增加康復信心。

盆底肌訓練褲的款式設計結合了圖3中產婦對“褲型美觀性”“穿著舒適度”與“保護隱私性”的需求，款式選用傳統瑜伽褲的褲型，褲長至膝蓋以上，易穿脫。按照女性人體結構廓形，裁片嚴格依據臀、腿肌群結構走向展開設計。襠部的EMS電脈沖片設計為蝶形，更貼合女性盆底肌群結構。褲型正面兩側設有電極線出口和口袋，便于電極線安全連接控制器和EMS控制器的隨身攜帶。結合色彩設計構思，盆底肌訓練褲的款式整體如圖7所示。

基于產婦形態恢復體型數據［23］，本研究以基礎號型160/74A為例進行褲裝設計。盆底肌訓練褲規格尺寸如表3所示，褲裝結構樣板如圖8所示。由于面料為彈力萊卡面料，需采用四針六車拼縫機及高彈力滌棉縫紉線，實現裁片的拼合與并接。襠部裁片在原有面料上，采用銀纖維導電縫紉線縫制一層銀纖維導電面料。襠部最內層由于設有EMS電脈沖片，故采用聚氨酯樹脂材料的熱黏合技術與銀纖維導電面料進行黏接，實現可穿戴設備與褲裝的結合。

3 盆底肌訓練褲可行性評估

本研究采用“情景模擬法+模糊評價法”來評價設計方案。“情景模擬法”指在真實的環境中模擬情景［24］，獲取用戶群體的具體評價;“模糊評價法”指對受多個因素影響的事物進行全面有效的綜合評價方法［25］。首先構建盆底肌訓練褲評價的指標體系，然后將其運用于情景模擬法獲取產婦的主觀評分，最終通過模糊評價法對盆底肌訓練褲進行可行性評估。

3.1 評價因素

3.1.1 評價指標

盆底肌訓練褲設計的評價指標選取與構建，主要參考模糊評價法的相關文獻和產品設計評估方法［26-28］，如表4所示。情景模擬法實驗研究中，選用盆底肌訓練褲的評價指標進行評分。

3.1.2 情景模擬與評估

在情景模擬法的實驗過程中，通過開放式訪談問卷的方式搜集消費者群體的評價，并充分考慮目標用戶群體的社交場所。評價環境包括室內和室外的3種場所（醫院、商場、街道），每種場所內隨機采訪產婦，共計50名被試者，年齡范圍24～42歲，平均年齡為30歲。在方案評價過程中，當場向被試者展示盆底肌訓練姿勢圖片及相關盆底肌訓練動作視頻，同時向被試者描述盆底肌訓練褲設計方案，要求其在腦海中想象該產品的使用畫面，如圖9所示。根據示意的盆底肌訓練褲，調研產婦在家中進行盆底肌訓練并佩戴本設計的可能性。隨后，邀請被試者對本設計方案的二級指標進行主觀評分，評價內容如表4所示。被試者要在1～5分進行打分，評分等級為優秀（5）、良好（4）、一般（3）、差（2）、非常差（1）五個等級，所得評分數據將用于方案評價結果的計算。

本設計評價模型共涉及兩類評分：一為二級指標評分，二為設計的總評分。二級指標評分計算時依據上述50位被試者對二級指標的評分作平均值運算，即得二級指標評分。二級指標基本達標分是評判二級指標評分是否達標的重要依據。二級指標基本達標分計算依據上述35位行業專家對二級指標的評分數據，去除最高分與最低分，再對其評分進行平均值運算［31］，即得二級指標基本達標分為4.15分。總評分計算時以一個一級指標為單位，將一級指標下二級指標的平均得分與二級指標對應的權重A相乘后相加，再乘以一級指標對應的權重A，最后將各一級指標的計算結果相加，即得到設計的總評分［32］。

3.3 評估結果

根據上述設計總評分與二級指標評分的計算方法，以前述的50名被試者評價數據為基礎，計算得出盆底肌訓練褲設計的總評分為4.574。根據總評分的評價標準，其遠高于優秀評語賦值的4分，可判定設計方案等級為優秀。圖10為本設計根據上述方法計算得到的二級指標評分。可以看出，本設計在“保護女性隱私性U23”獲得了最高分4.800，遠超過基本達標分數4.150，表明本設計具有良好的隱私性。其次，在“訓練計劃有效性U24”評分中獲得了4.700，評分指標值也遠超基本達標分4.150，可見運用EMS原理能有效提升康復效果，且在一定程度上可改善產婦訓練依從性。此外，“款式設計感U31”與“色彩美感U32”的得分4.200，屬于基本達標，其原因可能是受產婦產后心理狀態多樣性的影響，導致其對產品外觀、色彩、造型等意見不一。

結合模糊評價方法的結果，該方案的評價結論驗證了本研究為較優設計，表明設計者利用前期調研得到的用戶需求具有一定的針對性和代表性，能較好地解決盆底康復現狀中訓練依從性不足及保護隱私性不佳的問題。

4 結 論

本研究針對盆底康復現狀中存在的產婦盆底肌訓練依從性不足，以及盆底康復設備缺乏對女性隱私保護等問題，根據產婦盆底康復需求，基于肌肉電刺激訓練理論展開盆底肌訓練褲設計，并引入模糊評價法對本設計方案進行可行性評估，得到以下結論。

1） 圍繞產婦盆底康復需求進行用戶調研，發現盆底肌康復產品中所存在的盆底肌訓練依從性不足及隱私性不佳等主要問題，得到產婦對盆底肌訓練褲在依從性、隱私性、安全性、舒適性等方面的具體需求，并提出相關設計要素。

2） 本研究的盆底肌訓練褲設計基于EMS技術，以褲裝為載體，在褲襠處通過電極系統刺激肌群收縮，被動提高產婦盆底肌肌力。款式設計貼合人體結構，并利用拼接方式實現了對EMS系統的隱藏，兼顧了隱私保護與外觀設計。

3） 采用模糊綜合評價方法對盆底肌訓練褲的整體性能進行評估。評估結果表明，本設計的可行性與滿意度較高，產婦通過該著裝訓練來刺激盆底肌群收縮，改善了產婦盆底肌訓練依從性不足的問題，并具有較好的隱私性。本設計可為其他有關疾病康復訓練的功能服研究提供一定的參考。未來本設計可從情感方向深入，結合心理學相關理論，從設計上提升產婦著裝的積極情感與正面情緒。

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Abstract： Pelvic floor dysfunction is a common disease of puerperae， and seriously affects their physical and mental health and quality of life. To prevent and cure the disease， an autonomous pelvic floor muscle training method is widely used in pelvic floor rehabilitation. Through investigation， it is found that puerperae cannot go through continuous rehabilitation training according to the doctors advice. In the current situation of pelvic floor rehabilitation， puerperae have a prominent problem of low compliance with pelvic floor muscle training. In view of this problem， the medical community has developed passive pelvic floor muscle rehabilitation equipment， which can improve the stimulation efficiency of target muscles and achieve the diversity of training environment. This kind of pelvic floor muscle rehabilitation equipment improves the lack of compliance of maternal training to a certain extent， but it cannot avoid the exposure of puerperaes privacy parts， which will lead to their aversion to medicine and psychological shadow.

To solve the problem of inadequate maternal compliance and the lack of privacy protection for women in assistive devices in pelvic floor muscle rehabilitation training， we optimized the style and structure of the wearable pelvic floor muscle training system. Firstly， we carried out research to grasp the importance of puerperae with pelvic floor dysfunction to the above problems and their willingness to solve the problems. We obtained the specific needs of puerperae in terms of compliance， privacy， safety， comfort and aesthetics of pelvic floor muscle training pants， and proposed relevant design elements. According to the research results， this design mainly focused on improving the compliance and privacy of pelvic floor muscle training， while taking into account its safety， comfort and aesthetics. As for the hardware part of pelvic floor muscle training pants， we used the principle of muscle electrical stimulation training to improve the compliance of maternal pelvic floor muscle training. We first implanted the electric pulse piece into the crotch of the pants to make it fit the pelvic floor muscle， and then applied the low-frequency pulse current to stimulate the nerve or muscle to make it contract， effectively stimulating the pelvic floor muscle strength to restore the pelvic floor muscle strength and improving the compliance of maternal pelvic floor muscle training. In terms of style， related equipment was designed to hide the principle of muscle electrical stimulation training with specific trouser structure. According to the profile of womens body structure， the cutting pieces were designed strictly according to the direction of hip and leg muscle group structure. The electric pulse tablet in the crotch was designed as a butterfly shape， which is more suitable for the structure of womens pelvic floor muscle group， so as to protect female privacy. In the selection of materials， high safety performance components and high comfort fabrics were used. Ergonomics and aesthetics were used to fully consider the appearance and technological design of pelvic floor muscle training pants， so as to ensure the safety， comfort and aesthetics of pelvic floor muscle training pants. Finally， we used scenario simulation and fuzzy evaluation method to evaluate the design scheme. In this study， the evaluation index system of pelvic floor muscle training pants was first constructed， and was applied in the scenario simulation method to obtain the subjective score of the maternal. Finally， the feasibility evaluation of pelvic floor muscle training pants was carried out through the fuzzy evaluation method. The evaluation results show that the feasibility and satisfaction of this design are high， which indicates that the designer has certain pertinence and representativeness of the user needs obtained from the preliminary research. This design can better solve the problems of inadequate training compliance and poor privacy protection in the current situation of pelvic floor rehabilitation by stimulating the contraction of pelvic floor muscle group in parturient women wearing this dress.

In this study， the feasibility and satisfaction of the design schemeare are evaluated to verify the effectiveness of the design， so as to lay a foundation for the continuous optimization of the design. This research idea can provide some reference for other functional clothing research related to disease rehabilitation training. In the future， this study can be deepened from the emotional direction， combined with psychology and other related theories， to enhance the positive emotion and positive emotion of maternal dress from the design， and to maintain maternal physical and mental health.

Key words： pelvic floor muscle training pants; puerperae; pelvic floor rehabilitation; muscle electrical stimulation training; design; fuzzy evaluation method