具有預防乳腺炎功能的哺乳期智能文胸設計

楊安妮,張英姿,張技術

(常熟理工學院 紡織服裝與設計學院,江蘇 常熟215500)

乳腺炎是臨床中哺乳期女性極為常見的感染性疾病,發病率高達20%[1],不僅會影響到正常母乳喂養,而且會影響產婦的身心健康[2]。急性乳腺炎多發生于產后2～4周,在初產婦中尤為常見,發病率比經產婦高1倍[3]。哺乳期穿戴哺乳專用文胸不僅方便哺乳,而且能夠對乳腺炎起到一定的緩解作用,通過設計便利的開口方式來達到方便哺乳的目的,使用起來比較方便;通過選用功能面料起到預防哺乳期乳房細菌滋生和其他疾病問題。經調研,當今市場上不少品牌都開發了哺乳專用功能文胸,但是,消費者對現有哺乳功能文胸的滿意度不是很高[4],存在款式設計單一、功能單一、缺乏針對預防乳腺炎的有效設計等問題,急需進一步改良。

為了開發具有預防乳腺炎功能的哺乳期智能文胸,采用問卷調查的方式,對哺乳期患有乳腺炎的女性進行了調研,結合調查結果,對哺乳期文胸進行了改良設計,以期實現哺乳期女性預防乳腺炎的初衷。

1 哺乳期女性文胸需求的調研

1.1 調查內容與問卷設計

產后急性乳腺炎產生的主要原因是由于睡眠期間乳汁分泌過多,未能及時疏通,形成乳汁淤積,導致細菌感染而產生炎癥[5],俗稱“壓奶”。因此,解決壓奶問題是有效避免哺乳期女性乳腺炎的核心。此次調研主要內容集中在壓奶的形成原因和處理方式、文胸的結構和功能需求等方面。

1.2 調查對象及樣本容量

本次調研共選取100名20～40歲哺乳期有過壓奶經歷的女性,并通過采訪一些產后護理催奶通乳技師、婦產科護士進行調研內容完善。共發放120份問卷,回收108 份問卷,有效問卷為100 份,回收率90.0%,有效率83.3%。

1.3 調查結果與分析

1.3.1 哺乳期壓奶的形成原因與處理方式

圖1給出了哺乳期壓奶的形成原因分布情況。從圖1可以看出,93%的壓奶起因于側睡。相關研究表明女性側睡1～1.5 h就會導致壓奶[6]。乳汁分泌過多時,長時間受到身體壓力會形成奶水堵塞,導致壓奶,從而誘發乳腺炎。哺乳期側睡和仰睡交叉進行可以有效防止側睡壓奶,但初乳期女性白天過于勞累,夜晚睡覺很難有意識去改變睡姿。

圖1 哺乳期壓奶的形成原因分布

圖2 給出了初乳期女性出現壓奶問題的處理方式。從圖2看出,由于缺乏產后壓奶意識,41%的被調研者壓奶后選擇在家自行處理,沒有意識到壓奶后并發乳腺炎的嚴重性。然而,通過自行按摩腫塊很難將其揉開并且可能因為按摩的手法和力度問題加重病癥,也有少部分通過工具按摩(如振動洗臉儀、震動牙刷等)的自行按摩處理方式,研究結果表明被調研者利用有震動的儀器貼在乳房結塊部位能有效疏通奶塊,預防乳腺炎。

圖2 壓奶后處理方式分布

1.3.2 哺乳期文胸的部件結構設計需求

隨著女性產后生理的變化,普通的內衣部件結構已經不再符合她們的需要。對于母乳喂養孩子的產婦來說,哺乳期最好用專用哺乳文胸。

圖3給出了哺乳期女性對文胸肩帶設計的需求。從圖3可以看出,67%的被調查者有肩帶加寬設計的需求。肩帶加寬設計不僅不會造成肩部酸痛而且可以減少胸部增重或下垂所造成的皮膚拉扯,以避免胸部、腋下妊娠紋的產生。哺乳期女性乳房會明顯增大,加上乳汁的分泌,乳房重量明顯增加,在哺乳前后,乳房的體積會隨著乳汁的充盈和排空而變化,變化范圍可達2～3個罩杯[7-8]。哺乳文胸需要為乳房提供有力支撐,肩帶設計也可以相對較寬,這樣不會造成肩部酸痛。哺乳期女性除了胸部變大外,肩膀的厚度也會增加,肩帶寬度設置在1.5～3.0 cm 之間。

圖3 文胸肩帶設計需求分布

圖4 給出了文胸后背結構設計的需求。從圖4可以看出,66%的被調研者選擇“U”字型后背結構,只有小部分胸圍小的女性選擇“一”字型后背。“U”字型文胸后背款式更適合哺乳期女性,因為“U”字型結構不僅定力好,能防止人體活動移位帶來的不便,不會因為胸部向下的拉力而從背后往上移動,而且還具有減輕肩部負荷的功能[9]。由于哺乳期女性在哺乳期間乳房會明顯增大,寬肩帶可以分散壓力,減少胸部對人體的負荷。同時,由于胸部豐滿,女性在活動時,乳房會有向前向下拉的力,因此“U”字型文胸后背款式寬肩帶不易滑落。“一”字型結構也是哺乳期文胸最常見的形式,更適合身材瘦小和胸部嬌小的女性,但肩帶容易下滑。但仍然有24%的女性選擇“一”字型結構,還有10%的女性選擇其他款式。這說明哺乳期文胸的設計款式應以“U”字型結構為主,“一”字型結構為輔,兼顧其他設計需求,不僅注重美觀性,也要關注功能性,給哺乳期女性身心雙重舒適感。

圖4 文胸后背結構設計需求分布

1.3.3 哺乳期文胸的功能需求

圖5給出了哺乳期女性文胸附加功能的需求。從圖5可以看出,82%的哺乳期女性對文胸的按摩功能表示關注,65%的女性對提醒功能表示關注。按摩功能是目前功能文胸設計的主要方向,胸部長時間受到壓力后自動按摩,起到促進血液循環、緩解乳房腫脹及奶塊堆積的作用。大部分被調研者表示非常期待在睡眠時間穿戴舒適、具有感壓自動振動按摩和提醒功能的哺乳期文胸。

圖5 哺乳期女性文胸附加功能的需求

2 哺乳期智能文胸的設計構想

2.1 核心問題

根據調查結果分析得出,由于哺乳期女性睡眠的無意識狀態,哺乳期女性期望在文胸功能上具有自動感壓計時震動模式。考慮到個體承受震動力度不同,不同女性適應的震動提醒強度大小應有所不同。

2.2 解決方法

隨著科學技術的發展,許多適應時代要求的新技術、新方法可以用于未來哺乳功能服裝的設計制作中,如信息技術和微電子技術[10],包括應用導電材料、柔性傳感器技術等,借助這些新媒介、新科技實現哺乳期文胸的創新設計。柔性可穿戴電子傳感器實現新型傳感原理、多功能集成、復雜環境分析等科學問題上的重大進展,以及制備工藝、材料合成與器件整合等技術上的突破,使功能文胸在滿足各種功能需求的同時具有良好的舒適性。

3 哺乳期智能文胸的設計實踐

3.1 部件結構設計

3.1.1 肩帶結構設計

肩帶分為固定式肩帶和可拆卸式肩帶2種,肩帶上的調節環可以根據需要進行調節。在公眾場合哺乳時不用將胸罩脫下,就很好地保護了私密性。穿著時,肩帶兩端分別受到罩杯和后側片的拉力,沿肩帶方向的拉力,在肩部受到人體的支撐,支撐力方向垂直于肩帶與肩的接觸平面。同時肩帶還受沿肩斜向上靜摩擦力的作用,若肩帶的位置和方向不合適,也會引起肩帶下滑[11],肩帶的滑落主要是由于沿肩斜向上的作用力減弱或消失,或肩帶與上杯片的連接點處所受的上拉力小于下拉力。若能及時調節肩帶的受力大小,問題就能解決,所以肩帶方向應與內衣垂直。

3.1.2 哺乳開口方式設計

考慮到有些哺乳期女性擔心前開口方式會對嬰兒皮膚造成傷害,同時單手無法觸及后背開口,可采用一片式結構,向上全掀式哺乳,直接穿脫,無開口;也可采用前開口式,可在肩帶處設計B型哺乳搭扣,可單手開合,全掀式下拉設計,快速喂奶,不會弄濕文胸,與嬰兒零距離接觸,增進寶寶的親密度與安全感;考慮不便單手解或哺乳期胸部罩杯前后變化的問題,后背開口方式可采用魔術貼調節的設計,不僅方便穿脫,而且方便調節大小,隨時可以改變內衣胸圍;考慮女性懷孕之后身材的變化,容易造成胸部下垂的問題,背部結構可選擇排扣式,加大型5 排扣,適合習慣用排扣內衣的女性。

3.2 功能設計

哺乳期預防乳腺炎的智能文胸重點在于附加功能設計。借助信息技術和微電子技術,通過附加電子元件和電路板,附加設計了“震動按摩功能”和“壓奶預警提醒”兩大功能。

通過運用微電子技術,使電子元件在體積上變小,有利于將電子器件隱藏在內衣中,使得電子器件在紡織面料上自由配置,從而使內衣的外觀設計表達更加自由,減少因電子元器件嵌入帶來的異物感。電子元件和電路板是各自獨立的元件。通過將電子元件嵌入內衣內部,如將壓電傳感器、微型振動馬達等嵌入手指杯模中。電子載具方式采用軟式載具,軟式載具的電路板需具備輕薄、柔軟等特性。

3.3 整體結構設計

文胸結構設計是文胸設計生產的核心技術[12],文胸整體結構包含一片式主體、襯里、肩帶和下托4 部分,如圖6所示。一片式主體包裹住人體的前胸和后背部位,在胸部位置粘合襯里,上方設有肩帶,下方設有1圈下托。杯模插設在一片式主體和襯里之間,壓力傳感按摩裝置和電池設置在杯模內。考慮文胸的可水洗性和可充電循環使用,杯模是可拆卸的。杯模使用3D 立體棉或嬰兒棉,使用熱燙模塑工藝,模擬乳房形狀將杯模一次成型。凹面使用魔力手指模,模擬人體手指造型承托胸部,里外面料都呈現突起弧度貼合胸部。針對漏奶問題,在杯模中間插入雙層吸水性良好的竹纖維紗布。杯模由2個杯罩和連接2個杯罩的中間連接體構成。每個杯罩靠近左右兩外側處均設有5個壓力傳感按摩裝置,杯模的中間連接體處安裝有可充電的軟包微型電池。每個壓力傳感按摩裝置均安裝于魔力手指內部,分別與對應的壓力傳感器并聯,與電池串聯連接,形成微型智能預警設備。智能預警和按摩系統前端由多個壓力傳感器相互并聯組成。

當壓力傳感器受到一定壓力并達到規定時長時產生電阻,單個電路接通,電流就能啟動對應振動馬達開始按摩運作,這種方案靈敏度更高。壓力傳感裝置是實現預警功能和按摩功能的技術關鍵,包括壓力傳感器和微型振動馬達。壓力傳感器要受到一定壓力并達到規定時長時才產生電阻的作用,這是為了防止不小心觸動傳感器或是有意識翻身壓到傳感器而接通電路帶來的誤動作。

圖6 智能文胸結構示意圖

3.4 五檔位壓力傳感控制設計

智能預警和按摩系統左右每邊前端由5個壓力傳感器相互并聯組成,通過10個AD 采樣通道采集傳感器壓力數據(壓力數據分成5檔),傳感器所測得的電壓值會隨著壓力的變化而同步變化,且成反比關系。通過分壓關系,每個傳感器隨著壓力不同將會對應不同的電壓。中端所獲得的前端數據將會傳輸到單片機控制器,通過進行ADC采樣并轉換后,利用數字算法,對采集的數據進行運算,同時利用單片機的軟件定時器設置好時間算法進行延時,然后對其判斷是否有不少于7個數據所對應的檔位大于等于第4檔,開始計時;然后進行采樣并判斷,若判斷結果滿足,則繼續采樣判斷;若判斷結果不滿足,則時間置0且計時結束,又重新開始不斷采集AD 數據,然后重新判斷其是否滿足上述條件,一直循環該過程。

4 結語

哺乳期預防乳腺炎的智能文胸從預防哺乳期女性壓奶導致乳腺炎問題出發,結合問卷調查結果,從部件結構優化和附加功能2個方面進行設計。在生理上符合人體工程學結構,在預防乳腺炎的智能結構設計中,傳感器能夠近距離監測數據,可以有效提高數據的準確性。附加了具有智能感壓震動按摩和預防警報功能,預防乳腺炎問題以及哺乳期乳房各種敏感問題,解決現有哺乳期智能文胸結構設計的不足。部件結構與智能技術結合運用,具有美觀性、便攜性、安全舒適性和智能性等特點,滿足了哺乳期女性身心雙重需求。