适用于肩臂骨折患者的功能性服装设计与研究

卜雨青，朱婉奕，陆雯琪，冯易佳，郑 彤

（上海工程技术大学 纺织服装学院，上海 201600）

在快节奏的现代生活中，劳动伤害和各种运动伤害所造成的骨折问题已经在中国居民健康伤害中占据了极大比例。统计调查显示[1]，中国每年至少有2亿人次受到各种伤害，其中，骨折为伤害死亡的首要临床后果。这一特殊群体在日常生活中面临的困境亟需解决，目前，在市面上针对肩臂骨折患者所设计的服装中，缺少一些能真正让他们独立完成穿着的功能性服装，进而极大程度地浪费了护理成本。基于此，本研究着眼于这一问题展开思考与设计研究。

1 肩臂骨折患者调查及结论

为了更准确地了解骨折患者的受伤程度、行动受限范围及其对服装功能性的要求，通过对正在遭受骨折及曾经骨折过的人群进行调研，得到了一些具有建设性的意见。调研发现，小臂骨折患者占多数，70%的患者达到了“骨折”与“粉碎性骨折”的程度，说明他们的手臂处于只能轻微动弹的状态，已经严重影响患臂的运动幅度。同时，调研结果反馈，骨折患处确实对患者的日常穿衣造成各种不便，患者希望可以依靠自己独立穿衣来降低护理成本。基于调研的结论，本研究所探讨的重点是：以结构功能性的设计解决患者独立穿衣的实际问题。

2 肩臂骨折患者的运动规律分析

2.1 患臂运动规律分析

对于具体的骨折病患而言，肩臂骨折通常可以分为3种类型：肩部骨折、上臂骨折以及小臂骨折。不同部位的骨折，其运动缺失程度差异性较大。

2.1.1 肩部骨折

陈辰等[2]在《肩部骨折治疗进展》中提到，肩部作为上肢最近端的关节，对上肢活动范围起到非常重要的作用。由此可见，肩部是一个极其重要的关节，直接牵连大臂以及小臂的运动幅度。肩部骨折患者需要用绑带对手臂进行固定，因此，手臂的运动幅度基本为零。

2.1.2 上臂骨折

相比肩部骨折，上臂骨折的运动受限程度较低。当面临上臂骨折时，多数患者会采取石膏结合绑带的形式，此时的肩部肌肉会适当放松，但上臂与小臂的运动幅度依旧大受影响。

2.1.3 小臂骨折

相比以上两种受伤类型，小臂骨折对上臂和肩部的影响较小，因此，患臂可以做有限的运动。小臂骨折的治疗方案有绑带与打石膏，针对这两种不同的包扎方式，设计方案也需要进行调整：（1）采用绑带方式包扎时，服装需要避开绑带位置进行设计，同时，由于受到绑带的牵制，患臂运动幅度也相应减小，进而增加了服装设计难度。（2）采用打石膏的方式包扎时，服装设计则相对简单。小臂骨折包扎与运动限制部位如图1所示。

图1 小臂骨折包扎与运动限制部位

与此同时，由于绝大部分骨折患者会抱着让患臂尽快恢复的心理，在行为表现上，会主观地减少运动，进而在现实生活中展现出的患臂实际运动幅度就会小于其本身的可运动幅度，导致骨折患臂整体运动幅度更小。

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，其实主要依靠的是没有患病的正常手臂。因此，对正常手臂的运用规律及运动幅度的研究，是研制骨折病患服装的重点。近年来，越来越多的研究者通过模拟人运动仿真对人体肢体各个部分进行探究，如顾岩等[3]研究了狭小空间下手臂装配运动规划，可以有效提高操作人员的舒适度；杨锋等[4]以所用关节力矩与关节最大可用力矩的比值描述了人体的舒适程度，并定义了舒适度，以提高工人的工作效率。本研究所要探讨的是在患者一侧手臂运动幅度极其受限的情况下，最大限度地发挥另一侧正常手臂的功能性，以达到让患者能独立穿衣的目的。

2.2.1 正常手臂向上的最大运动幅度

（1）通过肩关节带动肘关节及腕关节，将正常手臂的运动极限位置控制在人体后背的肩胛骨处（图2）。

图2 正常手臂肩关节向上的最大运动幅度

（2）手臂向上举过头顶到达极限距离时，手臂与身体的夹角约为170°（图3）。

图3 正常手臂向上举的最大运动幅度

2.2.2 正常手臂向下的最大运动幅度

通过人体的前胸，连带肘关节和腕关节能将手指端触及手臂相对一侧的后背后中线的1/2处。当患臂处于捆绑姿势时，正常手臂到另一侧腰间的最大伸展范围大致为指尖超出侧缝5～10 cm（图4）。

图4 正常手臂肩关节向下的最大运动幅度

3 产品的研发过程

对于肩臂骨折患者，最为困难的是患臂的穿脱衣问题。朱骏等[5]在《创伤骨科病人服装结构解析》中指出，骨科病员服应具备以下条件：（1）可节省换衣时间，减少换衣环节；（2）可减少换衣障碍，减轻患部疼痛 ；（3）方便护理，便于观察；（4）能给予身体舒适感和心理稳定感；（5）容易洗涤保管。其中并未提及“节省护理成本”这一要素，而本次设计的服装能令患者充分运用正常手臂去完成独立穿衣的同时，很大程度地节省护理成本。

3.1 服装款式1的穿着步骤与正常手臂运动幅度的关联性解析

针对需要绑带固定的患者，设计的主要特征为服装的开启方式以及相对开放的袖子结构。这种特殊的开启方式，正符合正常手臂在不同方向的最大运动幅度及运动规律，款式如图5所示（为方便理解，下文将衣片用数字进行区分）。

图5 服装款式1

首先，在确定衣片1的大小时，需结合人体正常手臂绕过背部至另一侧肩部的最大运动幅度，因此，将衣片1设计成正常手臂能轻松绕过颈部并将袖子穿上的尺寸。

图6 正常手臂运动幅度与衣片1的关系

其次，对于衣片2与衣片3，需要结合正常手臂向上与向下的最大运动幅度，正常手臂以图中的伸展姿势可以轻松触及衣片2与衣片3（图7、图8）。

图7 正常手臂运动幅度与衣片2的关系

图8 正常手臂运动幅度与衣片3的关系

最后，利用磁吸扣将衣片1、2、3固定。确定袖子的磁吸扣位置时，为方便患者穿着，将扣子设计在患臂内侧，进而减轻患臂的负担，达到舒适穿衣的效果。

3.2 服装款式2的穿着步骤与正常手臂运动幅度的关联性解析

针对不需要绑带固定的患者，设计的主要特征为套头式的穿衣方式与开放性的袖子结构。这种特殊的设计方式符合正常手臂向上与向下的最大运动幅度，并给患者一种便利的穿着体验（图9）。

图9 服装款式2

（1）结合人体手臂举过头顶的极限范围，将袖笼的尺寸加大、围度增加，使穿着空间扩大，方便套头穿着（图10）。

图10 正常手臂运动幅度与服装肩袖部位的关系

结合正常手臂可触及另一侧腰部的最大运动幅度，扣好侧缝处的衣服和袖子内侧后再拉住衣袖，保持患臂肩处衣片平整（图11）。

图11 正常手臂运动幅度与服装开口部位的关系

3.3 款式1与款式2的设计特点分析

两款产品针对不同部位骨折患者和不同治疗方案进行设计。服装款式1是针对需要绑带的患者，通过款式的创新能在不拆卸绑带的情况下让衣片巧妙地穿过绑带的羁绊，以达到让患者独立穿衣的目的。服装款式2是针对不需要绑带的患者。由于是套头式服装，相比服装款式1，服装款式2的穿衣步骤简单易操作，能有效节省时间。患者可以根据自身运动受限的不同情况选择相应的服装款式，选择较多。

4 结语

本研究对肩臂骨折患者的3种受伤类型进行差异化分析，确定了对不同部位运动的限制程度，进而针对需要绑带与不需要绑带这两种情况分别设计了两款服装。另外，通过人体正常手臂运动幅度以及功能性分析，解决了设计中的结构问题，比较这两款服装的不同之处，最终达到了使患者独立穿衣与节省护理成本的目的。