侯玉

(南京藝術(shù)學(xué)院 設(shè)計學(xué)院，江蘇 南京 210013)

2020年初，新型冠狀病毒肺炎(簡稱新冠肺炎)爆發(fā)，給社會帶來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，也暴露出其舒適性差、穿著困難、識別性差、生理適應(yīng)性低等問題，給醫(yī)護(hù)人員帶來諸多不便，甚至嚴(yán)重影響其工作效率，因此醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計值得深入研究。

1 新冠肺炎疫情期間醫(yī)用防護(hù)服使用現(xiàn)狀

由于新冠肺炎具有很強(qiáng)的傳染性，醫(yī)護(hù)人員在對病患進(jìn)行診療的過程中存在高度風(fēng)險，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)服對結(jié)構(gòu)、液體阻隔性能、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長力、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)境可能帶來的感染。同時，由于制造成本較低，工藝要求較為簡單，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。

1.1 穿著舒適性差

根據(jù)目前媒體報道及一線醫(yī)護(hù)人員反映，由于新冠肺炎具有高風(fēng)險性且傳染渠道多樣，醫(yī)護(hù)人員必須長時間穿著防護(hù)服。例如，北京協(xié)和醫(yī)院副院長韓丁指出，一線病房排班時，護(hù)士一個班的工作時間為4～6 h，醫(yī)生一個班的工作時間為6～8 h，但由于需要交接班以及會發(fā)生各種特殊情況，導(dǎo)致醫(yī)護(hù)人員在一個班中的實際工作時長要大于醫(yī)院規(guī)定工作時間[2]。由于防護(hù)服對液體、氣體具有較好的阻隔性，其內(nèi)部的熱量及水汽無法排出，穿著者深感不適，特別是經(jīng)過幾個小時的高強(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)服時無法長時間進(jìn)行高強(qiáng)度的活動[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，只能選擇忍耐。

1.2 便利性差

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，由于防護(hù)服內(nèi)部水汽無法排出，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，在肢體伸展時容易刮到其他物體，影響工作；而在上肢自然下垂時，腋窩處又容易形成衣物材料堆疊，不便于人體活動。

1.3 如廁操作復(fù)雜

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，醫(yī)護(hù)人員在進(jìn)行如廁時需要將防護(hù)服全部脫下，如廁后再將其按操作規(guī)程穿好，整個過程需要花費較長時間。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。

1.4 身份識別難

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，并使用護(hù)目鏡等附件遮蓋面部，使得無法明確、快速地識別醫(yī)護(hù)人員面貌(見圖3)。而在實際工作中，醫(yī)護(hù)人員之間需要進(jìn)行一些必不可少的交流，較差的識別性會導(dǎo)致工作效率下降。

2 醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計現(xiàn)狀

目前醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計中存在的問題主要反映在設(shè)計理念、設(shè)計方法及設(shè)計形式等方面。

2.1 以防護(hù)級別為核心的設(shè)計理念

防護(hù)級別是防護(hù)服設(shè)計、制作的核心指標(biāo)，通常具有多項技術(shù)參數(shù)要求，而不同的國家根據(jù)自身需求在參數(shù)要求上有所差異。以GB 19082—2009為例，其中對液體阻隔功能、斷裂強(qiáng)力、斷裂伸長力、過濾效率、阻燃性能有著明確、詳盡的參數(shù)規(guī)定，但對防護(hù)服的結(jié)構(gòu)、款式設(shè)計要求較為簡單，且更多地強(qiáng)調(diào)制作工藝，表現(xiàn)出重參數(shù)、輕設(shè)計的傾向。而在實際穿著過程中，防護(hù)服不僅要求防護(hù)級別達(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。因此必須轉(zhuǎn)變醫(yī)用防護(hù)服單純以防護(hù)級別為中心的設(shè)計理念。

2.2 以參數(shù)驗證為主的設(shè)計方法

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)計卻忽略了對穿著者需求的研究，將其需求簡化為參數(shù)指標(biāo)的達(dá)成，因此在實際穿著過程中產(chǎn)生一系列的困擾和問題，且長期得不到有效解決。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。與之相對的是，已有學(xué)者在其他領(lǐng)域的防護(hù)服設(shè)計中找到一些高效的解決方案，并在生產(chǎn)中實施。例如，BSL-4實驗室的一體正壓防護(hù)服設(shè)計根據(jù)實驗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]；美國約翰·霍普金斯中心生物醫(yī)療工程實驗室對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，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[5]。

2.3 以一般性場景取代特殊場景的設(shè)計形式

目前醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計是以醫(yī)院日常工作場景為背景，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)人員的工作場景發(fā)生明顯改變，工作時長、工作內(nèi)容、工作環(huán)境以及勞動強(qiáng)度都不同以往。在短時工作場景內(nèi)不會出現(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)服的使用場景層面提出新的設(shè)計思路。

在當(dāng)今的功能性服裝設(shè)計領(lǐng)域，情感、直覺的量化成為服裝安全性研究的重點[6]，設(shè)計師不僅要滿足防護(hù)指標(biāo)，也要重視對穿著者需求的研究。

3 新型醫(yī)用防護(hù)服的基本設(shè)計原則

針對此次疫情暴露的醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計中的問題，有必要從穿著者角度提出新的設(shè)計思路。新型醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計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)和知覺等對所穿著服裝的綜合體驗，包括生理上的舒適感、心理上的愉悅感和社會文化方面的自我實現(xiàn)、自我滿足感[7]。 新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計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)。

3.1 平衡防護(hù)等級與生理需求的舒適性原則

醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計的核心是安全性，所以防護(hù)等級、參數(shù)指標(biāo)仍然是其設(shè)計的基礎(chǔ)。但正如馬斯洛需求層次理論指出，人的需要是由低級向高級不斷發(fā)展的，這一理論對服裝設(shè)計師如何有效設(shè)計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)計層面提升其穿著的舒適度、便利性，并充分考慮特殊場景下的用戶需求。

3.2 滿足多種場景需求的通用性原則

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、識別度等諸多問題，背后的原因是長時間穿戴防護(hù)服。目前醫(yī)用防護(hù)服都是針對短時間穿著而設(shè)計，不能滿足當(dāng)下新冠肺炎疫情期間高強(qiáng)度、長時間的工作需求，因此有必要將穿戴時長作為新型醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計的重要考量指標(biāo)，借鑒通用設(shè)計的思維方法，研究長時間工作條件下醫(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。

3.3 提升穿著者視覺識別和身份界定的審美性原則

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，但在長時間穿著防護(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，需增加有助于穿著者視覺識別和身份界定的設(shè)計元素，通過對尺寸、色彩等視覺要素的強(qiáng)化處理，彌補(bǔ)穿著者視覺辨識度的不足。此時，審美要素不僅是對防護(hù)服的視覺美化，也具有一定的補(bǔ)償功能。

3.4 強(qiáng)化材料耐用和使用成本的經(jīng)濟(jì)性原則

醫(yī)護(hù)人員在工作期間會接觸并使用多種醫(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，多用于可重復(fù)使用的低防護(hù)等級防護(hù)服，但經(jīng)過多次使用、洗滌和消毒后，其材料強(qiáng)度和對有害物質(zhì)的阻抗性會明顯下降，因此不適用于防護(hù)等級要求高的防護(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，例如：SMS(聚丙烯紡黏-熔噴-紡黏復(fù)合非織造布)在對微生物及血液的阻隔性能上優(yōu)勢突出，材料強(qiáng)度能滿足國內(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)計要求。

4 基于CUAE原則的醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計要素

文中對新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計要點進(jìn)行具體闡述，其中生理舒適性要素的設(shè)計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、人體動作與姿勢。在醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計中，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、人體動作與姿勢屬于服裝外部因素，不受設(shè)計的影響，因此在設(shè)計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。

4.1 合理的結(jié)構(gòu)設(shè)計

圖4為醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計。

醫(yī)護(hù)人員在日常著裝外直接穿著防護(hù)服會形成多層重疊著裝，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。具體而言，即將外層設(shè)計為主要的防護(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，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，可使防護(hù)服具備適用于多種工作場景的通用性，醫(yī)護(hù)人員即使在較高的工作強(qiáng)度下和較長的工作時間內(nèi)，也能保持較為舒適的穿著體驗。

4.2 新穎的材料應(yīng)用

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、歐盟防護(hù)服性能測試方法的比較可以看出，國內(nèi)醫(yī)用防護(hù)服缺少對微生物滲透的測試，而國外醫(yī)用防護(hù)服對此類測試均有相關(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，必須提高對材料防護(hù)等級的要求。

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，整理的樣品可達(dá)到良好的單向?qū)裥?，穿著者產(chǎn)生的汗水被迅速導(dǎo)出，從而保證人體干爽、舒適。

相關(guān)實驗結(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，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，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)工藝簡單，因此經(jīng)濟(jì)性較好，適用于大規(guī)模生產(chǎn)。

4.3 差異化的裝飾識別

基于一線醫(yī)護(hù)人員對穿著防護(hù)服后辨識度降低的反饋，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，為適應(yīng)不同光線條件下的辨識度要求，可通過可視距離測量法、圖像分析法和眼動跟蹤分析法[14]對姓名標(biāo)簽的尺寸、色彩和材料進(jìn)行整體設(shè)計。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)計為120 mm×80 mm，放置于右側(cè)胸部，后背標(biāo)簽的尺寸設(shè)計為200 mm×100 mm，居中放置，以滿足一般視力狀況下對文字的快速識別要求。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)計為淺藍(lán)色，護(hù)士標(biāo)簽設(shè)計為淺綠色，便于工作人員及患者快速識別。同時，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。

5 結(jié)語

由新冠肺炎疫情引發(fā)的對醫(yī)用防護(hù)服設(shè)計缺陷的反思，促使人們對新型醫(yī)用防護(hù)服的設(shè)計進(jìn)行深入思考，防護(hù)用品的優(yōu)劣不能簡單地以防護(hù)指標(biāo)參數(shù)為唯一的評價標(biāo)準(zhǔn)。醫(yī)用防護(hù)服的舒適性、便利性是對穿著者的充分保護(hù)和尊重，因此設(shè)計的介入極其必要。文中從穿著者的具體需求和穿著場景入手進(jìn)行研究，幫助設(shè)計師建立新的思路，設(shè)計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，這也是未來防護(hù)服裝及防護(hù)用品設(shè)計的發(fā)展趨勢。