侯玉
(南京藝術(shù)學(xué)院 設(shè)計(jì)學(xué)院,江蘇 南京 210013)
2020年初,新型冠狀病毒肺炎(簡(jiǎn)稱新冠肺炎)爆發(fā),給社會(huì)帶來(lái)了巨大的影響和沖擊。在抗擊疫情過程中,廣大醫(yī)護(hù)人員始終在抗疫一線,為保障人民生命安全付出了巨大努力甚至作出犧牲。在這過程中,醫(yī)用防護(hù)服在保護(hù)醫(yī)護(hù)人員安全的同時(shí),也暴露出其舒適性差、穿著困難、識(shí)別性差、生理適應(yīng)性低等問題,給醫(yī)護(hù)人員帶來(lái)諸多不便,甚至嚴(yán)重影響其工作效率,因此醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計(jì)值得深入研究。
由于新冠肺炎具有很強(qiáng)的傳染性,醫(yī)護(hù)人員在對(duì)病患進(jìn)行診療的過程中存在高度風(fēng)險(xiǎn),因此防護(hù)服成為其必不可少的生命防線。目前,一線醫(yī)護(hù)人員使用的防護(hù)服主要為一次性醫(yī)用防護(hù)服,根據(jù)GB 19082—2009《醫(yī)用一次性防護(hù)服技術(shù)要求》[1]進(jìn)行生產(chǎn)制造。醫(yī)用防護(hù)服對(duì)結(jié)構(gòu)、液體阻隔性能、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)力、過濾效率、阻燃性能等關(guān)鍵性防護(hù)指標(biāo)有明確的參數(shù)要求,在單次穿著周期內(nèi)(一般為4 h)可以滿足醫(yī)護(hù)人員的基本使用要求,有效抵御外部工作環(huán)境可能帶來(lái)的感染。同時(shí),由于制造成本較低,工藝要求較為簡(jiǎn)單,使得防護(hù)服使用成本較低,因而可大規(guī)模應(yīng)用于抗疫一線,但在新冠肺炎的診療過程中,此類型防護(hù)服也暴露出一些明顯缺陷。
根據(jù)目前媒體報(bào)道及一線醫(yī)護(hù)人員反映,由于新冠肺炎具有高風(fēng)險(xiǎn)性且傳染渠道多樣,醫(yī)護(hù)人員必須長(zhǎng)時(shí)間穿著防護(hù)服。例如,北京協(xié)和醫(yī)院副院長(zhǎng)韓丁指出,一線病房排班時(shí),護(hù)士一個(gè)班的工作時(shí)間為4~6 h,醫(yī)生一個(gè)班的工作時(shí)間為6~8 h,但由于需要交接班以及會(huì)發(fā)生各種特殊情況,導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員在一個(gè)班中的實(shí)際工作時(shí)長(zhǎng)要大于醫(yī)院規(guī)定工作時(shí)間[2]。由于防護(hù)服對(duì)液體、氣體具有較好的阻隔性,其內(nèi)部的熱量及水汽無(wú)法排出,穿著者深感不適,特別是經(jīng)過幾個(gè)小時(shí)的高強(qiáng)度勞作后,全身已被汗水浸透(見圖1),因此穿著醫(yī)用防護(hù)服時(shí)無(wú)法長(zhǎng)時(shí)間進(jìn)行高強(qiáng)度的活動(dòng)[3]。 另外,由于防護(hù)服材料易被刮破,穿著者不能用手指進(jìn)行抓撓,當(dāng)醫(yī)護(hù)人員由于防護(hù)服內(nèi)部環(huán)境濕熱而引起皮膚瘙癢時(shí),只能選擇忍耐。
醫(yī)用防護(hù)服的穿脫過程較為復(fù)雜,因其阻隔性要求較高,故設(shè)計(jì)為連身款,穿著者需從上衣位置處將腿部先伸入防護(hù)服中,然后上拉防護(hù)服,再依次將手臂穿入,隨后需將褲腳蓋住腳踝及安全鞋,并依次佩戴好護(hù)目鏡等其他防護(hù)用具,最后完成戴防護(hù)帽、拉拉鏈等一些列操作(見圖2)。在脫下防護(hù)服時(shí),由于防護(hù)服內(nèi)部水汽無(wú)法排出,導(dǎo)致防護(hù)服與內(nèi)部衣物貼合在一起,加大了脫下防護(hù)服的難度。此外,醫(yī)用防護(hù)服袖子、褲腿與軀干相連處較為肥大,在肢體伸展時(shí)容易刮到其他物體,影響工作;而在上肢自然下垂時(shí),腋窩處又容易形成衣物材料堆疊,不便于人體活動(dòng)。
基于防護(hù)密閉性要求,目前醫(yī)用防護(hù)服沒有快速開合的結(jié)構(gòu)設(shè)計(jì),醫(yī)護(hù)人員在進(jìn)行如廁時(shí)需要將防護(hù)服全部脫下,如廁后再將其按操作規(guī)程穿好,整個(gè)過程需要花費(fèi)較長(zhǎng)時(shí)間。因此,在此次新冠肺炎疫情期間,許多一線醫(yī)護(hù)人員為減少由于如廁而產(chǎn)生的穿脫操作,不得不控制食物和水分?jǐn)z入,這在一定程度上損害了醫(yī)護(hù)人員的身體健康。
目前疫情一線醫(yī)護(hù)工作者所穿著的防護(hù)服普遍沒有合適的身份標(biāo)示方式。由于醫(yī)用防護(hù)服需將穿著者全身包裹起來(lái),并使用護(hù)目鏡等附件遮蓋面部,使得無(wú)法明確、快速地識(shí)別醫(yī)護(hù)人員面貌(見圖3)。而在實(shí)際工作中,醫(yī)護(hù)人員之間需要進(jìn)行一些必不可少的交流,較差的識(shí)別性會(huì)導(dǎo)致工作效率下降。
目前醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)中存在的問題主要反映在設(shè)計(jì)理念、設(shè)計(jì)方法及設(shè)計(jì)形式等方面。
防護(hù)級(jí)別是防護(hù)服設(shè)計(jì)、制作的核心指標(biāo),通常具有多項(xiàng)技術(shù)參數(shù)要求,而不同的國(guó)家根據(jù)自身需求在參數(shù)要求上有所差異。以GB 19082—2009為例,其中對(duì)液體阻隔功能、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長(zhǎng)力、過濾效率、阻燃性能有著明確、詳盡的參數(shù)規(guī)定,但對(duì)防護(hù)服的結(jié)構(gòu)、款式設(shè)計(jì)要求較為簡(jiǎn)單,且更多地強(qiáng)調(diào)制作工藝,表現(xiàn)出重參數(shù)、輕設(shè)計(jì)的傾向。而在實(shí)際穿著過程中,防護(hù)服不僅要求防護(hù)級(jí)別達(dá)標(biāo),在此基礎(chǔ)上也要充分考慮穿著者的需求,以獲取既安全又便捷的穿著體驗(yàn)。因此必須轉(zhuǎn)變醫(yī)用防護(hù)服單純以防護(hù)級(jí)別為中心的設(shè)計(jì)理念。
醫(yī)護(hù)人員是穿著防護(hù)服的主體,但目前的防護(hù)服設(shè)計(jì)卻忽略了對(duì)穿著者需求的研究,將其需求簡(jiǎn)化為參數(shù)指標(biāo)的達(dá)成,因此在實(shí)際穿著過程中產(chǎn)生一系列的困擾和問題,且長(zhǎng)期得不到有效解決。例如,防護(hù)服的舒適度、便利性、可操作性等方面的不足在新冠肺炎疫情期間暴露得非常明顯,而這些問題在以往的使用過程中就已存在。與之相對(duì)的是,已有學(xué)者在其他領(lǐng)域的防護(hù)服設(shè)計(jì)中找到一些高效的解決方案,并在生產(chǎn)中實(shí)施。例如,BSL-4實(shí)驗(yàn)室的一體正壓防護(hù)服設(shè)計(jì)根據(jù)實(shí)驗(yàn)人員需求配備了空氣輸送系統(tǒng)、聽覺保護(hù)系統(tǒng)、故障報(bào)警裝置、通信裝置等,在保證穿著者安全的基礎(chǔ)上,提供了更為優(yōu)良的工作環(huán)境[4];美國(guó)約翰·霍普金斯中心生物醫(yī)療工程實(shí)驗(yàn)室對(duì)在西非工作的抗擊埃博拉病毒一線醫(yī)護(hù)人員調(diào)研的基礎(chǔ)上,于2014年推出改良版正壓防護(hù)服,采用了新的結(jié)構(gòu)及版式設(shè)計(jì),更方便穿脫,且增加了正壓通風(fēng)系統(tǒng),使穿著者不再覺得悶熱、潮濕,極大地改善了醫(yī)護(hù)人員的穿著體驗(yàn)[5]。
目前醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計(jì)是以醫(yī)院日常工作場(chǎng)景為背景,在非緊急情況下基本可以滿足一般的防護(hù)需求。但在此次新冠肺炎疫情下,醫(yī)護(hù)人員的工作場(chǎng)景發(fā)生明顯改變,工作時(shí)長(zhǎng)、工作內(nèi)容、工作環(huán)境以及勞動(dòng)強(qiáng)度都不同以往。在短時(shí)工作場(chǎng)景內(nèi)不會(huì)出現(xiàn)或短暫出現(xiàn)的狀況轉(zhuǎn)變?yōu)橐环N常態(tài)化現(xiàn)象,對(duì)醫(yī)護(hù)人員的耐力、體力乃至健康造成了很大影響。另外,在這種高強(qiáng)度工作環(huán)境下的人員交流、工作交接也不同于一般醫(yī)療工作場(chǎng)景,防護(hù)服內(nèi)部悶熱環(huán)境與外部工作環(huán)境都極大影響了工作效率。因此,有必要從防護(hù)服的使用場(chǎng)景層面提出新的設(shè)計(jì)思路。
在當(dāng)今的功能性服裝設(shè)計(jì)領(lǐng)域,情感、直覺的量化成為服裝安全性研究的重點(diǎn)[6],設(shè)計(jì)師不僅要滿足防護(hù)指標(biāo),也要重視對(duì)穿著者需求的研究。
針對(duì)此次疫情暴露的醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)中的問題,有必要從穿著者角度提出新的設(shè)計(jì)思路。新型醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)的核心是充分考慮穿著者的舒適性需求。服裝舒適性從廣義上而言,是指著裝者通過感覺(視覺、觸覺、聽覺、嗅覺、味覺)和知覺等對(duì)所穿著服裝的綜合體驗(yàn),包括生理上的舒適感、心理上的愉悅感和社會(huì)文化方面的自我實(shí)現(xiàn)、自我滿足感[7]。 新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計(jì)原則是以生理舒適感為主,綜合考慮穿著者的心理需求和工作需求,總體可以歸納為CUAE原則,即舒適性(comfort)、通用性(universality)、審美性(aesthetic)和經(jīng)濟(jì)性(economy)。
醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)的核心是安全性,所以防護(hù)等級(jí)、參數(shù)指標(biāo)仍然是其設(shè)計(jì)的基礎(chǔ)。但正如馬斯洛需求層次理論指出,人的需要是由低級(jí)向高級(jí)不斷發(fā)展的,這一理論對(duì)服裝設(shè)計(jì)師如何有效設(shè)計(jì)出適用于各需求層次人員的服裝具有啟發(fā)作用[8]。因此,醫(yī)用防護(hù)服在保證防護(hù)性能的基礎(chǔ)上,應(yīng)當(dāng)進(jìn)一步從設(shè)計(jì)層面提升其穿著的舒適度、便利性,并充分考慮特殊場(chǎng)景下的用戶需求。
新冠肺炎疫情中醫(yī)用防護(hù)服的使用暴露了舒適度、便利性、識(shí)別度等諸多問題,背后的原因是長(zhǎng)時(shí)間穿戴防護(hù)服。目前醫(yī)用防護(hù)服都是針對(duì)短時(shí)間穿著而設(shè)計(jì),不能滿足當(dāng)下新冠肺炎疫情期間高強(qiáng)度、長(zhǎng)時(shí)間的工作需求,因此有必要將穿戴時(shí)長(zhǎng)作為新型醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)的重要考量指標(biāo),借鑒通用設(shè)計(jì)的思維方法,研究長(zhǎng)時(shí)間工作條件下醫(yī)護(hù)人員的具體需求,進(jìn)而解決目前醫(yī)用防護(hù)服在穿戴過程中暴露的問題。
醫(yī)護(hù)人員在救治病人過程中不可避免地需要進(jìn)行一定的工作交流,但在長(zhǎng)時(shí)間穿著防護(hù)服的封閉工作環(huán)境下,防護(hù)服內(nèi)的高溫高濕會(huì)產(chǎn)生大量水汽,嚴(yán)重阻擋穿著者的視線,影響正常的工作交流。因此,在提升防護(hù)服排濕性能的同時(shí),需增加有助于穿著者視覺識(shí)別和身份界定的設(shè)計(jì)元素,通過對(duì)尺寸、色彩等視覺要素的強(qiáng)化處理,彌補(bǔ)穿著者視覺辨識(shí)度的不足。此時(shí),審美要素不僅是對(duì)防護(hù)服的視覺美化,也具有一定的補(bǔ)償功能。
醫(yī)護(hù)人員在工作期間會(huì)接觸并使用多種醫(yī)療器械,較容易導(dǎo)致醫(yī)用防護(hù)服的破損并引發(fā)感染,存在極大的安全隱患。因此,防護(hù)服必須使用具有一定強(qiáng)度的材料,以避免上述狀況的發(fā)生。另外,在此次抗疫過程中,醫(yī)用防護(hù)服的使用量非常大,這就要求控制防護(hù)服材料的成本,因此需要在材料的性能及成本之間達(dá)成平衡。
目前常用于制造醫(yī)用防護(hù)服的材料主要包括機(jī)織面料、非織造布以及復(fù)合材料。機(jī)織面料具有結(jié)構(gòu)穩(wěn)定、布面平整適合多種裁剪方法的特點(diǎn),多用于可重復(fù)使用的低防護(hù)等級(jí)防護(hù)服,但經(jīng)過多次使用、洗滌和消毒后,其材料強(qiáng)度和對(duì)有害物質(zhì)的阻抗性會(huì)明顯下降,因此不適用于防護(hù)等級(jí)要求高的防護(hù)服。非織造布和復(fù)合材料多用于一次性防護(hù)服,不同的材料通常具有各自的特點(diǎn),例如:SMS(聚丙烯紡黏-熔噴-紡黏復(fù)合非織造布)在對(duì)微生物及血液的阻隔性能上優(yōu)勢(shì)突出,材料強(qiáng)度能滿足國(guó)內(nèi)醫(yī)用一次性防護(hù)服的力學(xué)性能要求,且其制作工藝較為成熟,制造成本也較低;微孔聚四氟乙烯薄膜與織物復(fù)合材料的阻隔性能非常好,但材料價(jià)格較為昂貴,不適宜大規(guī)模生產(chǎn)使用;杜邦公司開發(fā)的Tyvek(特衛(wèi)強(qiáng))也具有良好的阻隔性能,且具有很好的透氣性和抗拉、抗剪切力性能,生產(chǎn)成本也能得到較好的控制。因此,根據(jù)經(jīng)濟(jì)性原則,SMS和Tyvek更加符合新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計(jì)要求。
文中對(duì)新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計(jì)要點(diǎn)進(jìn)行具體闡述,其中生理舒適性要素的設(shè)計(jì)主要基于服裝熱阻理論。影響服裝熱阻的因素主要有:覆蓋面積、衣下空氣層、服裝開口、服裝穿著層數(shù)、服裝質(zhì)量、服裝組合搭配形式、風(fēng)速、人體動(dòng)作與姿勢(shì)。在醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)中,覆蓋面積有硬性要求,不可改變;服裝質(zhì)量受材料影響較大;風(fēng)速、人體動(dòng)作與姿勢(shì)屬于服裝外部因素,不受設(shè)計(jì)的影響,因此在設(shè)計(jì)過程中主要綜合考慮的因素是衣下空氣層、服裝開口、服裝穿著層數(shù)、服裝組合搭配形式。
圖4為醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)。
醫(yī)護(hù)人員在日常著裝外直接穿著防護(hù)服會(huì)形成多層重疊著裝,導(dǎo)致各織物層透濕性、透氣性下降,考慮到醫(yī)護(hù)人員對(duì)防護(hù)服舒適性、便利性及防護(hù)功能的總體要求,新型醫(yī)用防護(hù)服可采用內(nèi)外分離兩件套設(shè)計(jì)。具體而言,即將外層設(shè)計(jì)為主要的防護(hù)隔離層,以達(dá)到阻隔外界環(huán)境、防止感染的功能;內(nèi)層為醫(yī)用工作服,通過連接件在腋下、褲襠等位置與外層防護(hù)服連接并形成夾層,在夾層中放置吸水棉墊,作為排尿系統(tǒng)及吸汗系統(tǒng)。醫(yī)護(hù)人員穿著時(shí),可先在消毒更衣室將自己的日常衣物更換為內(nèi)層醫(yī)用工作服,再穿著外層防護(hù)服,既起到隔離防護(hù)的作用,也可以充分滿足其工作時(shí)舒適性、便利性以及工作后清潔消毒的需求。
在版型方面,外層防護(hù)服的版型設(shè)計(jì)首先遵循整體性原則,不進(jìn)行過多的分片處理,以減少不必要的拼接縫隙,通過一條拉鏈實(shí)現(xiàn)開合,便于穿著,并在拉鏈處設(shè)置密封條,有效阻隔外部物質(zhì)滲入,確保其阻隔性。防護(hù)服表面的開口位置直接決定了人體表面的空氣流走向,進(jìn)而影響服裝的散熱效果,因此通過在肩部和腋下設(shè)計(jì)通風(fēng)結(jié)構(gòu),結(jié)合材料拼搭,利用“煙囪效應(yīng)”使散熱效果得到顯著提升。內(nèi)層醫(yī)用工作服為常規(guī)上下分體款式,便于衣內(nèi)空氣流通。由于衣下空氣層較小(即松量較小)的服裝總熱阻、總濕阻較小,服裝熱濕舒適性較好[9],因此兩層衣物間的衣下空氣層不宜過大。通過以上設(shè)計(jì),可使防護(hù)服具備適用于多種工作場(chǎng)景的通用性,醫(yī)護(hù)人員即使在較高的工作強(qiáng)度下和較長(zhǎng)的工作時(shí)間內(nèi),也能保持較為舒適的穿著體驗(yàn)。
新型醫(yī)用防護(hù)服材料首先需考慮阻隔滲透功能,通過與美國(guó)、歐盟防護(hù)服性能測(cè)試方法的比較可以看出,國(guó)內(nèi)醫(yī)用防護(hù)服缺少對(duì)微生物滲透的測(cè)試,而國(guó)外醫(yī)用防護(hù)服對(duì)此類測(cè)試均有相關(guān)技術(shù)要求,其防病毒能力更強(qiáng)[10]。 這些安全性的差異主要體現(xiàn)在材料選用方面,因此,必須提高對(duì)材料防護(hù)等級(jí)的要求。
此外,一次性防護(hù)服的排濕透氣性較差,這就需要通過采用具有一定排濕透氣性能的材料,同時(shí)基于防護(hù)性的要求,防護(hù)服材料的排濕透氣應(yīng)該具有單向性,以保證外界空氣不會(huì)反向滲透到防護(hù)服內(nèi)。周曉潔等[11]利用FG-910型含氟類拒水整理劑對(duì)純棉水刺非織造布進(jìn)行整理,發(fā)現(xiàn)當(dāng)整理液質(zhì)量濃度在40 g/L時(shí),整理的樣品可達(dá)到良好的單向?qū)裥裕┲弋a(chǎn)生的汗水被迅速導(dǎo)出,從而保證人體干爽、舒適。
相關(guān)實(shí)驗(yàn)結(jié)果顯示,除頭部外,人體顯性出汗最多的部位在后背,且相比于上背,中下背的顯性出汗率更高,而由軀干到四肢呈現(xiàn)逐漸減少的趨勢(shì),四肢的出汗率最低[12]。 因此,可以通過在下背部采用單向滲透材料來(lái)增強(qiáng)防護(hù)服的排濕排熱能力,提高穿著舒適度。例如,可以采用SMS復(fù)合材料,因其是紡黏材料和熔噴材料復(fù)合而成,具備熔噴材料優(yōu)異阻隔性能的同時(shí),還具有紡黏材料良好的強(qiáng)力和透濕性[13]。另外,由于SMS復(fù)合材料屬于非織造材料,材料成本較低,生產(chǎn)工藝簡(jiǎn)單,因此經(jīng)濟(jì)性較好,適用于大規(guī)模生產(chǎn)。
基于一線醫(yī)護(hù)人員對(duì)穿著防護(hù)服后辨識(shí)度降低的反饋,新型醫(yī)用防護(hù)服需在前胸和后背分別增加可以用于辨識(shí)的姓名標(biāo)簽,標(biāo)簽可采用粘貼方式附著于防護(hù)服上,并采用軟質(zhì)材料,以防止劃破防護(hù)服或影響穿著者操作。同時(shí),為適應(yīng)不同光線條件下的辨識(shí)度要求,可通過可視距離測(cè)量法、圖像分析法和眼動(dòng)跟蹤分析法[14]對(duì)姓名標(biāo)簽的尺寸、色彩和材料進(jìn)行整體設(shè)計(jì)。醫(yī)護(hù)人員在工作過程中的相互空間距離屬于一般社交距離,通常約1 200~3 700 mm,基于此,前胸標(biāo)簽尺寸設(shè)計(jì)為120 mm×80 mm,放置于右側(cè)胸部,后背標(biāo)簽的尺寸設(shè)計(jì)為200 mm×100 mm,居中放置,以滿足一般視力狀況下對(duì)文字的快速識(shí)別要求。標(biāo)簽色彩根據(jù)醫(yī)護(hù)人員職責(zé)分工進(jìn)行區(qū)分,醫(yī)生標(biāo)簽設(shè)計(jì)為淺藍(lán)色,護(hù)士標(biāo)簽設(shè)計(jì)為淺綠色,便于工作人員及患者快速識(shí)別。同時(shí),標(biāo)簽可使用自發(fā)光材料,使其在弱光環(huán)境下也具有良好的識(shí)別性。另外,在防護(hù)服透氣透濕區(qū)域采用不同的色彩搭配,配合整體版型,使防護(hù)服在一定程度上擺脫刻板的視覺形象,具有一定的審美性。
由新冠肺炎疫情引發(fā)的對(duì)醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)缺陷的反思,促使人們對(duì)新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計(jì)進(jìn)行深入思考,防護(hù)用品的優(yōu)劣不能簡(jiǎn)單地以防護(hù)指標(biāo)參數(shù)為唯一的評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)用防護(hù)服的舒適性、便利性是對(duì)穿著者的充分保護(hù)和尊重,因此設(shè)計(jì)的介入極其必要。文中從穿著者的具體需求和穿著場(chǎng)景入手進(jìn)行研究,幫助設(shè)計(jì)師建立新的思路,設(shè)計(jì)出更加人性化的防護(hù)服裝,以適應(yīng)多種惡劣環(huán)境下的工作需求,這也是未來(lái)防護(hù)服裝及防護(hù)用品設(shè)計(jì)的發(fā)展趨勢(shì)。