基于人體工學(xué)的一次性醫(yī)用防護(hù)服結(jié)構(gòu)研究

賈紀(jì)玉，曹佳想，尹 伊

（山東工藝美術(shù)學(xué)院 服裝學(xué)院，山東 濟(jì)南 250300）

1 引言

在基于穿著者需求的醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計(jì)中，表明了在新冠肺炎疫情期間醫(yī)用防護(hù)服的穿著現(xiàn)狀，穿著舒適性較差：主要體現(xiàn)在防護(hù)服面料的透氣透濕性能較差，醫(yī)護(hù)人員在夏天長(zhǎng)時(shí)間穿著防護(hù)服十分濕熱；便利性差：防護(hù)服過(guò)于肥大，容易被刮蹭，穿脫不便；如廁困難；身份識(shí)別困難?；谌梭w工學(xué)的搶險(xiǎn)救援服結(jié)構(gòu)的設(shè)計(jì)與研究，分析了醫(yī)護(hù)人員的動(dòng)作特征，針對(duì)動(dòng)作特征分析設(shè)計(jì)了分體式的醫(yī)用防護(hù)服裝。在連體防護(hù)服樣板結(jié)構(gòu)的優(yōu)化研究中，對(duì)防護(hù)服的尺寸和結(jié)構(gòu)進(jìn)行了優(yōu)化設(shè)計(jì)，使防護(hù)服的尺寸和結(jié)構(gòu)更加合理。針對(duì)目前新冠肺炎疫情的防護(hù)服結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，在基于人體工學(xué)的基礎(chǔ)上，通過(guò)試穿調(diào)查分析，對(duì)一次性醫(yī)用防護(hù)服的結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)創(chuàng)新，使功能和外觀更加契合醫(yī)護(hù)人員的工作，穿著舒適無(wú)負(fù)擔(dān)，在一定程度上對(duì)身體和心理進(jìn)行雙向保護(hù)。

2 基于人體工程學(xué)的一次性醫(yī)用防護(hù)服的概述

2.1 人體工程學(xué)與一次性醫(yī)用防護(hù)服結(jié)構(gòu)的關(guān)系

人體工程學(xué)屬于綜合類學(xué)科，由6門(mén)分支學(xué)科構(gòu)成，即：人體測(cè)量學(xué)、環(huán)境心理學(xué)、工程心理學(xué)、環(huán)境生理學(xué)、勞動(dòng)生理學(xué)、生物力學(xué)、時(shí)間與工作研究學(xué)。人體工程學(xué)作為一個(gè)獨(dú)立學(xué)科在二戰(zhàn)中大量應(yīng)用于軍工領(lǐng)域，而后在各類生活領(lǐng)域快速發(fā)展起來(lái)，其重視“以人為本，為人服務(wù)”的設(shè)計(jì)理念正符合一次性醫(yī)用防護(hù)服的研究?？梢允挂淮涡葬t(yī)用防護(hù)服更符合人體活動(dòng)的功能性需要和外觀的心理需求。

2.2 基于人體工程學(xué)的一次性醫(yī)用防護(hù)服結(jié)構(gòu)的研究意義

醫(yī)用防護(hù)服的研究大多從面料的防護(hù)性入手，對(duì)于服裝的結(jié)構(gòu)和款式方面的研究還不夠充分，但隨著醫(yī)用防護(hù)服面料的研發(fā)更加成熟和多樣化，醫(yī)用防護(hù)服款式方面的研究正引起專業(yè)人士的重視。從查閱的相關(guān)資料來(lái)看，國(guó)內(nèi)外對(duì)醫(yī)用防護(hù)服的款式結(jié)構(gòu)研究主要圍繞著服裝的功能性和舒適性兩個(gè)方面展開(kāi)。資料顯示，國(guó)內(nèi)醫(yī)用防護(hù)服領(lǐng)域?qū)τ诨顒?dòng)功能性的研究正處在不斷探索之中，而穿著舒適性方面的研究則處于初級(jí)階段。從心理學(xué)角度來(lái)說(shuō)，醫(yī)護(hù)人員的著裝不僅只有隔離防護(hù)的作用，服裝的美觀性和親和力的表現(xiàn)直接影響著醫(yī)生和患者的心情，也可以更好地保護(hù)和幫助醫(yī)護(hù)人員開(kāi)展救助工作。

3 醫(yī)用防護(hù)服的現(xiàn)狀調(diào)查和分析

3.1 三維人體掃描

運(yùn)用三維人體測(cè)量?jī)x器，測(cè)量試穿防護(hù)服模特的身體維度。選擇身材在標(biāo)準(zhǔn)體重左右浮動(dòng)的人員，身體維度在合理范圍內(nèi)的人員，沒(méi)有特殊的維度變化，如下肢肥胖等。在一定程度上有利于獲得更準(zhǔn)確的試穿評(píng)價(jià)。

3.2 防護(hù)服試穿體驗(yàn)

如圖1防護(hù)服縫紉線在袖子下方，腰部有松緊，并采用粘貼松緊的方式在防護(hù)服內(nèi)部進(jìn)行收腰，隱蔽性和安全性較高；在坐下或蹲下時(shí)后背均有不同程度的拉扯感，有些甚至導(dǎo)致帽子拉扯頭部、下巴等位置，非常不舒適；防護(hù)服整體都很肥大，導(dǎo)致腹部、大腿部堆積了很多余量，對(duì)走路和活動(dòng)形成牽絆，視覺(jué)效果不美觀。

圖1 防護(hù)服試穿

3.3 調(diào)研問(wèn)題分析

（1）開(kāi)敞式面部結(jié)構(gòu)防護(hù)效果差，需要佩戴多件防護(hù)設(shè)備，如護(hù)目鏡、口罩、面罩和頭套等，對(duì)臉部壓迫較大。（2）佩戴多件防護(hù)設(shè)備遮擋面部，不便于認(rèn)出對(duì)方（3）領(lǐng)口結(jié)構(gòu)與面部貼合不緊密，防護(hù)效果差，如果領(lǐng)口過(guò)高會(huì)使呼吸不暢和交流不便。（4）前門(mén)襟雙面膠貼條不容易撕開(kāi)，不便于脫防護(hù)服，如過(guò)度用力撕開(kāi)會(huì)扯壞防護(hù)服面料，容易在脫防護(hù)服時(shí)可能造成二次感染。（5）彎腰或者下蹲時(shí)后背有明顯的拉扯感，會(huì)拉扯帽子和下巴。（6）防護(hù)服褲腳的松緊在穿脫防護(hù)服時(shí)容易卡在鞋子上，不利于穿脫防護(hù)服。（7）防護(hù)服腳套不防滑，鞋底磨損消耗大。（8）防護(hù)服整體外觀比較肥大，容易被刮破，在站立時(shí)，肚子和背部的面料堆積過(guò)多，影響視覺(jué)美觀。（9）市面上大多防護(hù)服面料過(guò)于悶熱，不透濕、不透氣。

4 醫(yī)用防護(hù)服結(jié)構(gòu)的創(chuàng)新設(shè)計(jì)

4.1 功能與結(jié)構(gòu)

（1）面部結(jié)構(gòu)：設(shè)計(jì)為連體密封式防護(hù)服，將防護(hù)服面部設(shè)計(jì)為透明PVC面罩，透明PVC面罩、帽子和領(lǐng)口緊密連接，形成全密閉式防護(hù)服，既增加了防護(hù)的安全性，又減少了長(zhǎng)時(shí)間佩戴防護(hù)設(shè)備對(duì)面部的壓迫。而且面部PVC是透明的，有便于防護(hù)人員之間的識(shí)別?？紤]到透明PVC可能會(huì)起霧，此處可以采用與美國(guó)Lab Safety防護(hù)用品公司護(hù)目鏡一樣的材料，此材料防護(hù)性能強(qiáng)，通風(fēng)性能好，不起霧。（2）穿脫便利性：將垂直方向的前門(mén)襟，改為傾斜的門(mén)襟，下面可以打開(kāi)到大腿處，并給褲腳的松緊增加了可調(diào)節(jié)的松量，有利于防護(hù)服的穿脫。（3）穿著舒適性：在胸部?jī)蓚?cè)和后背增設(shè)有可以開(kāi)合的活褶，胸部為垂直方向活褶，便于手臂活動(dòng)，后背為水平方向的活褶，便于后背的活動(dòng)拉伸；適當(dāng)增加背部垂直方向防護(hù)服面料，以滿足醫(yī)護(hù)人員在彎腰和下蹲時(shí)所需活動(dòng)用量，在增加垂直方向余量的基礎(chǔ)上增加垂直方向的松緊，以便于在站立時(shí)收縮多余余量。（4）透氣舒適性：在面部使用駝人醫(yī)療的醫(yī)用硅膠防護(hù)口罩，口罩內(nèi)部為充氣硅膠，非常柔軟對(duì)臉部壓迫較小，可以緊密貼合人臉，將呼吸產(chǎn)生的水霧和熱氣排出防護(hù)服；在后背利用空調(diào)服的原理安裝可過(guò)濾空氣的風(fēng)扇，左右各一個(gè)，風(fēng)扇里面有過(guò)濾層，可以過(guò)濾被污染的空氣，防護(hù)服內(nèi)部的熱氣可以散發(fā)出來(lái)，風(fēng)扇可以調(diào)節(jié)檔位，抵擋時(shí)有微風(fēng)吹拂的感覺(jué)，這樣可以避免風(fēng)太大把衣服吹鼓起來(lái)，這很不利于醫(yī)護(hù)人員的工作。風(fēng)扇有配備的充電寶，內(nèi)置于服裝里面，重量只有150g，便于隨身攜帶，電量可以使用5個(gè)小時(shí)左右，使用完可以取下消毒，然后重復(fù)使用。（5）調(diào)節(jié)抽繩：在手臂下部和小腿外側(cè)增設(shè)抽繩設(shè)計(jì)，在一定程度上可以滿足不同身高的醫(yī)護(hù)人員的需求。以上設(shè)計(jì)點(diǎn)并非全部用于一款防護(hù)服，而是將上面提出的問(wèn)題一一進(jìn)行解答，以上設(shè)計(jì)可以用于多款防護(hù)服。

4.2 外觀與結(jié)構(gòu)

因目前市面上的防護(hù)服大多都比較肥大，不符合人體基本形態(tài)，視覺(jué)效果不美觀，浪費(fèi)防護(hù)服面料，而且在發(fā)生緊急情況下容易發(fā)生刮蹭劃破等現(xiàn)象，所以在不影響醫(yī)護(hù)人員工作的前提下，對(duì)防護(hù)服的外觀與結(jié)構(gòu)進(jìn)行設(shè)計(jì)，盡可能使防護(hù)服契合人體活動(dòng)所需，減少多余余量，既增加了防護(hù)安全性，也使視覺(jué)效果更加美觀，在一定程度上可以使醫(yī)護(hù)人員和患者心情舒暢。

因需要使防護(hù)服契合人體，減少多余余量，所以為滿足活動(dòng)所需必須在特殊活動(dòng)關(guān)節(jié)部位加量，以下是加量的兩個(gè)方法：（1）加褶加量方法：可以在胳膊肘或者膝蓋內(nèi)側(cè)分割線位置單向折疊，可折疊三道，直立時(shí)多余面料變?yōu)轳揲g，腿部彎曲時(shí)褶間可以滿足膝蓋處的活動(dòng)所需松量。（2）折疊結(jié)構(gòu)加量方法：可以在肩膀、胳膊肘或膝蓋處使用，折疊結(jié)構(gòu)形狀如圖2膝蓋處，z字和垂直翻轉(zhuǎn)的z字結(jié)合，也可以是單邊z字結(jié)構(gòu)加量，在伸展時(shí)余量可以滿足活動(dòng)所需。

圖2 款式圖

5 防護(hù)服輔料的改進(jìn)

5.1 雙面膠貼條

針對(duì)防護(hù)服前門(mén)襟的雙面膠貼條不容易撕開(kāi)的問(wèn)題，在此次的防護(hù)服設(shè)計(jì)中使用了3M的9425HT透明雙面膠帶PET可移動(dòng)膠帶，一面為高強(qiáng)度粘合，適合永久粘貼固定，另一面為中等黏性可重復(fù)粘合，而且無(wú)痕、耐高溫、防水。將中等粘性膠條的一面粘在防護(hù)服門(mén)襟開(kāi)合面上，既可以滿足防護(hù)功能性要求，又便于在脫防護(hù)服時(shí)撕開(kāi)。

5.2 拉鏈

將前門(mén)襟的普通拉鏈更換為防水氣密拉鏈，以增加防護(hù)服的安全防護(hù)性能。

5.3 硅膠鞋底保護(hù)貼

在一次性防護(hù)服鞋底增加硅膠鞋底保護(hù)貼，可以防止打滑，也可以使鞋底更加耐磨，減少破損，增強(qiáng)鞋底的安全防護(hù)性。

6 現(xiàn)存問(wèn)題與發(fā)展趨勢(shì)預(yù)測(cè)

6.1 如廁便捷性

一般在疫情期間醫(yī)護(hù)人員的工作時(shí)間在4~6個(gè)小時(shí)，如果有突發(fā)情況可能會(huì)增加工作時(shí)長(zhǎng)，這也意味著不能吃飯、喝水、如廁的時(shí)間延長(zhǎng)，這無(wú)疑使本來(lái)就勞累的身體更加疲憊。因?yàn)楫?dāng)時(shí)防護(hù)物資有限，防護(hù)服很短缺，脫防護(hù)服存在一定的危險(xiǎn)，而且會(huì)耽誤救助病人的時(shí)間，所以醫(yī)護(hù)人員一般在工作之前會(huì)少吃飯、少喝水、盡量減少如廁次數(shù)。目前的醫(yī)用防護(hù)服還不能解決這一類問(wèn)題，在緊急情況之下，醫(yī)護(hù)人員有使用成人紙尿褲來(lái)解決這一問(wèn)題，但是紙尿褲還存在很多不足之處，比如會(huì)使防護(hù)服內(nèi)部環(huán)境更加濕熱，只能解決小便問(wèn)題，會(huì)使醫(yī)護(hù)人員心理不適。希望隨著科學(xué)技術(shù)的快速發(fā)展，醫(yī)用防護(hù)服的如廁便捷性問(wèn)題可以逐漸得到解決。

6.2 防護(hù)服面料研制

6.2.1 目前成功研發(fā)的新型面料

圣泉集團(tuán)研發(fā)出可以滅殺新冠病毒的面料，而且這種Nano-VTS抗菌抗病毒面料能長(zhǎng)時(shí)間扼殺接觸到的細(xì)菌、病毒，阻斷傳播。國(guó)家高級(jí)別生物安全實(shí)驗(yàn)室的檢測(cè)數(shù)據(jù)證實(shí)，對(duì)于新型冠狀病毒細(xì)胞毒（HRB25株），作用于該面料60分鐘可100%滅活。英國(guó)獨(dú)立第三方檢測(cè)機(jī)構(gòu)VRS（Virology Research Services）的檢測(cè)數(shù)據(jù)同樣證實(shí)：新型冠狀病毒接觸該面料5分鐘后，病毒數(shù)減少90%；接觸該面料120分鐘后，病毒數(shù)減少99.99%。經(jīng)過(guò)實(shí)驗(yàn)檢測(cè)，該種面料還可以反復(fù)使用，比起一次性醫(yī)用防護(hù)服面料，可以減少資源污染和浪費(fèi)。該面料用途廣泛，適用于醫(yī)院床單、隔離服、手套等產(chǎn)品。希望這種面料可以盡快得到普及，抵抗并消滅病毒，造福人類。

6.2.2 面料現(xiàn)存問(wèn)題

目前市面上防護(hù)服面料主要有SMS復(fù)合面料、微孔透膜和閃蒸法面料，閃蒸法面料在防護(hù)性和透氣性二者之間達(dá)到較好的平衡，但是目前市面上使用的防護(hù)服面料大多都不是閃蒸法面料，比較悶熱不透氣，希望閃蒸法面料可以盡快得到普及，也希望隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展可以研發(fā)出防護(hù)性能和透氣舒適性能更加優(yōu)越的防護(hù)服面料。

基于圣泉集團(tuán)防護(hù)服面料的研發(fā)，展望未來(lái)的防護(hù)服面料發(fā)展定會(huì)是更加優(yōu)良、完善，防護(hù)性能和舒適性能都達(dá)到最更好的狀態(tài)。

6.3 防護(hù)服智能穿戴設(shè)備展望

6.3.1 清除空氣中病毒的儀器

可以檢測(cè)并殺死空氣中病毒的儀器，這源于PH酸堿試紙和新冠肺炎病毒檢測(cè)試紙，如果儀器可以檢測(cè)空氣中的病毒，并將其扼殺，阻斷傳播，這樣無(wú)論是在醫(yī)院病房，還是在室外都可以及時(shí)發(fā)現(xiàn)病毒，消滅病毒，提高警惕，減少感染。

6.3.2 服裝內(nèi)部變溫空調(diào)

目前市面上的正壓防護(hù)服會(huì)使防護(hù)服內(nèi)部膨脹，手和腿等關(guān)節(jié)處行動(dòng)不便，不利于醫(yī)護(hù)人員工作。希望可以設(shè)計(jì)出調(diào)節(jié)防護(hù)服內(nèi)部溫度的變溫空調(diào)，可以控制防護(hù)服內(nèi)部的溫度，而且不會(huì)使防護(hù)服內(nèi)部膨脹。適用范圍為一年四季，這樣無(wú)論什么季節(jié)醫(yī)護(hù)人員都可以在防護(hù)服內(nèi)部穿著適量服裝，既方便工作活動(dòng)，也有利于減少醫(yī)護(hù)人員的心理負(fù)擔(dān)。在價(jià)格方面需要經(jīng)濟(jì)實(shí)惠，有利于普遍實(shí)施。在規(guī)格形狀上需要靈活小巧、便于攜帶。

7 結(jié)論

7.1 本文結(jié)論

基于人體工學(xué)的設(shè)計(jì)原理，結(jié)合功能性服裝的功能需求，對(duì)目前尚存的一次性醫(yī)用防護(hù)服進(jìn)行的結(jié)構(gòu)以及與結(jié)構(gòu)相關(guān)的功能和外觀兩個(gè)方面進(jìn)行的創(chuàng)新設(shè)計(jì)研究，在一定程度上解決了現(xiàn)有防護(hù)服的一些不足，可以更好地契合和幫助醫(yī)生活動(dòng)和工作。

7.2 本文不足

只進(jìn)行了部分樣衣的制作，如需實(shí)施，還需更為嚴(yán)謹(jǐn)?shù)恼{(diào)試。

8 結(jié)束語(yǔ)

希望本次的設(shè)計(jì)研究對(duì)醫(yī)用防護(hù)服的發(fā)展有一定的幫助。雖然目前醫(yī)用防護(hù)服還存在需要改進(jìn)的地方，但是隨著未來(lái)的經(jīng)濟(jì)和科技的發(fā)展，相應(yīng)的設(shè)施和技術(shù)會(huì)日漸完善，更加方便、實(shí)用和高效，更好的為每一位醫(yī)護(hù)人員保駕護(hù)航。