基于膝關節健康需求的老年褲裝設計方法研究

周佳蔚，張宏婷，肖 平,2,3，于曉坤,2,3

(1.東華大學 服裝與藝術設計學院，上海 200051； 2.東華大學 現代服裝設計與技術教育部重點實驗室，上海 200051； 3.同濟大學 上海國際設計創新研究院，上海 200092)

據《中國統計年鑒》，截至2019年底，我國老齡人口所占比例(18.13%)已遠超國際老齡社會標準(17%)且增速仍在不斷提升[1]。隨年齡增長造成的器官衰老和關節退化使老年人增加了患心血管病、神經系統疾病、關節炎等病癥的風險，尤其是膝骨關節炎(Knee Osteoarthritis, KOA)在中老年人中的發病率可達78.5%左右[2]。膝骨關節炎是一種常見于中老年人的骨科疾病，癥狀包括膝關節紅腫、疼痛、僵硬等，嚴重時甚至引起關節畸形和殘疾、骨質增生，給老年人的日常生活帶來極大不便。因此，以老年健康需求為導向，針對老年人膝部不適的突出共性問題，提出基于膝部健康的差異化、針對性的褲裝功能化設計方案具有重要意義。

目前國內外不少學者側重研究老年人體型特征、服裝結構設計等相關研究，如Joung[3]對韓國70～85歲男性老年人的下半身人體數據進行了體型分類；李明霞[4]和王寶環[5]分析中國不同地區中老年女子的體型特征，修正了相應的中老年女褲的褲裝結構。另外，部分學者面向老年人的特殊需求側重研究功能性褲裝，如Sun等[6]發明了一種設有報警裝置的老年人防摔傷護理褲；于曉坤等[7]研究了一款女性老年人髖關節抗沖擊保護褲裝的設計開發；Liu等[8]設計了一款針對膝關節炎的功能性保健褲；陳蕓等[9]提出將吸濕排汗性面料等具有代表性的功能性新材料應用于中老年女褲設計中；沈雷等[10]研發了一個基于太陽能的電路平衡系統，設計開發了老年保暖充電服裝。除此之外，文獻[11-12]針對老年女性輪椅使用者設計并制作了適合其穿著的家居褲裝，并測試該褲裝的舒適性與功能。可見，目前老年人褲裝研究主要集中在基于人體數據的結構設計和功能防護方面，在針對日常護理等方面的褲裝研究較少，尤其缺少基于差異化需求進行針對性的褲裝設計研究。由于膝部是老年褲裝的重點防護部位之一，因此有關膝關節的老年功能性服裝已成為一個重要的研究方向[13]。

本文通過對60歲以上老年人的調研，分析老年人膝部出現的不適癥狀，并收集以上海地區為主的老年群體健康狀況、褲裝服用評價以及褲裝需求，為老年褲裝的設計提供針對性、差異化的建議方案，為老年人提供更加舒適的穿著體驗。

1 調研設計

1.1 研究方法

本文研究方法遵循圖1中所示的三步研究法。通過深度訪談與問卷調查兩步方法逐步收集數據，從而評估老年人下體健康情況以及他們對現有產品服用的滿意程度，找出目前老年褲裝服用方面上存在的共性問題，結合深度訪談及問卷調查的結果，提出老年褲裝設計的相關建議。

圖1 研究方法

1.2 深度訪談

深度訪談主要分為以下步驟：訪談問題框架設計、訪談實施、訪談結果轉化與分析、建議與結論。

1.2.1 訪談設計與實施

訪談內容主要由3個部分構成：第1部分詢問受訪者的年齡、身高、體重等基本信息；第2部分為身體健康狀況，側重了解受訪者的下體健康問題；第3部分為褲裝服用需求，內容包括受訪者的褲裝產品滿意度、服用需求等。同時，訪談中注重對受訪者的不適癥狀與日常生活的聯系進行挖掘。

抽樣選取上海地區4名60歲以上老年人進行訪談。訪談過程遵循知情參與原則、最小傷害原則及匿名保密原則[14]，在受訪者家中進行，訪談時間持續在30～50 min左右。每次訪談結束后，都要對訪談結果進行評估和反思，由此對訪談問題進行修改，繼而進行下一次訪談。

1.2.2 訪談結果分析

通過訪談分析，發現受訪者在腰部、膝部、腳踝等關節處存在一定不適，其中所有受訪者都談到膝關節問題，癥狀主要包括膝痛、紅腫、僵硬、發冷等，同時該問題對受訪者機體狀態、姿勢形變、出行方式、生活習慣等均造成了不同程度的影響。因此，在設計調查問卷時，著重從膝關節角度入手，例如調查膝關節的疼痛程度、疼痛頻率、時長等問題，進一步探究老年人膝部健康狀況。

此外，不適宜的居住環境和不恰當的運動習慣、行為方式及工作狀態等因素可能直接導致或加劇老年人健康問題，例如上下樓梯會導致膝痛加劇等，因此在問卷設計上增加了關于老年人日常生活行為等問題，以探究其不適癥狀與日常生活動作、行為之間的聯系，設計褲裝的日常輔助治療功能。

通過分析受訪者的褲裝產品穿著需求及針對褲裝產品的開發意見，發現受訪者普遍認為日常貼體褲裝在腰部、襠部、膝部、腳口等部位存在不足。同時，這4位受訪者由于膝部不同程度的不適，對膝部的保暖保護要求較高，因此都有佩戴護膝的日常習慣，普遍認為佩戴護膝的同時引發了褲裝在膝部的合體性差異和著裝的不舒適性等問題。因此，在問卷調研中增加了有關日常佩戴護膝的偏好問題，例如面料、樣式、連接方式等，為褲裝與護膝的結合提供了設計思路。

最后，在功能性方面，受訪者表示可接受電子監測設備，但對外助力裝置持保守意見。除此之外，在褲裝的設計開發建議上，受訪者傾向于貼體隱形的褲裝款式、淺色和保暖舒適的面料，還提出了可拆卸護膝、關節部位增厚、膝部夾層(可放藥包)、側縫開口等諸多設計想法，因此，在問卷設計上增加這方面的問題與選項。

1.3 問卷設計

基于深度訪談結果，在基本信息、健康狀況及褲裝服用需求三大部分上進一步充實完善問卷內容，其中基本信息包括被調查者的年齡、性別、身高、體重、既往工作；由于膝部健康問題的普遍性與嚴重性，健康狀況調查內容以膝部健康狀況為主，包括膝部癥狀、疼痛程度和頻率、確診情況、病因、加劇或緩解不適癥狀的行為等；褲裝服用需求以保暖、保護和支撐三大需求為導向，調查老年人對褲裝及護膝產品保暖性、穿脫便利性、換洗便利性的滿意程度及偏好，了解現有褲裝、護膝產品的不足之處。問卷具體設計流程詳見圖2。

圖2 問卷設計流程

2 結果與分析

問卷采用隨機抽樣的方式進行發放，共收集到205份問卷，其中紙質問卷116份、電子問卷89份。通過信息刷選，最后確認有效問卷190份。本文使用SPSS 25.0進行數據分析，主要采用因子分析、相關性分析等方法探究下體健康情況與老年褲裝服用需求間的聯系，并找出關鍵影響因素，以為針對性設計建議的提出建立理論基礎。

2.1 調查對象的基本信息

問卷調查對象為上海地區60歲及以上老年人，共190名，其中60～70歲老年人占比49.47%，70～80歲老年人占比35.26%，80歲以上老年人占比15.27%。整體BMI(身體質量指數)平均值為(23.60±3.29) kg/m2，其中以男性居多，占比69.4%。此外，受訪者職業主要是工人、教師、技術員等，統計結果發現多數受訪者的工作狀態多處于久坐或久站類型。

2.2 膝部健康狀況

為了解目前上海地區老年人膝部健康狀況，本文對問卷第2部分樣本數據使用KMO(取樣適切性量數)和Bartlett檢驗(KMO=0.744>0.5，Sig.=0<0.5，其中Sig.值代表顯著性)，結果顯示原有變量適合進行因子分析與主成分分析。通過探索性因子分析得到總方差解釋見表1，得出膝部健康評價量表中前3個因子累計方差貢獻率達到83.467%，由此獲得3個公因子，其中因子1反映了膝關節確診情況(Score=0.336)、疼痛頻率(Score=0.529)、疼痛程度(Score=0.415)3個方面，命名為“嚴重程度(W1)”；因子2主要反映膝關節癥狀(Score=1.079)，命名為“關節表現癥狀(W2)”；因子3主要反映患病時長(Score=1.008)，命名為“患病時長(W3)”。

表1 總方差解釋

近年來，國家倡導根據老年人需求特點，提供有效的適老產品，讓老年人能用、會用、敢用、想用。為此，面向老年人不同的膝部健康狀況，進行針對性的褲裝設計，構建了“膝部健康狀態”因子(Y)，反映上述3個公共因子在老年人膝部健康方面的綜合評價，得到綜合因子得分公式，見下式：

式中：Y值得分越高，表示腿部健康狀況越差。

此外，針對受訪者基本特征與膝部健康狀況之間的聯系，基于因子Y進行了Pearson相關性分析，發現BMI對膝部健康狀態具有顯著影響(皮爾遜相關系數為0.225，P=0.002)，隨著BMI值越大，膝部健康狀況越差。同時，各年齡段中50%以上的受訪者均表現出膝痛癥狀，其原因可能是伴隨年齡增長導致的關節退變及老化(皮爾遜相關系數為0.266，P=0.000)。

2.3 基于膝部健康狀況的老年褲裝需求

為了解不同膝部健康狀況老年群體的差異化褲裝需求，基于因子Y進行K-均值聚類，將190名受試者被分成4類，膝部健康狀態群體見表2。第1類群體的特征是膝部狀態良好，代表膝部健康群體；第2類群體出現一些輕微的膝關節問題，但對日常生活影響較小，代表膝部亞健康群體；第3類群體的日常生活中已出現晨僵、疼痛等現象，代表膝部疾病前驅群體；第4類群體的膝關節情況較為嚴重，且多數已確診有膝關節炎，代表膝部疾病群體。

表2 膝部健康狀態群體

為了解各類膝部健康狀況群體的護理需求，針對膝部護理需求進行分析，結果見圖3，可以發現膝部處于健康和亞健康狀態時老年人采取的護理需求主要集中在保暖御寒方面；而膝部疾病前驅群體除保暖需求外還有較為突出的關節保護需求(需求數占膝部疾病前驅群體總數的56.41%)；膝部疾病老年人群在保暖、保護方面需求較強烈，在支撐穩定和關節矯正方面在各特征群體中需求最為顯著。

圖3 群體護理需求分析

圖4示出對老年褲裝膝部結合護膝設計的偏好分析，可以發現對于關節保暖而言，受訪者偏好加絨或艾草等方式；對于關節保護需求，受訪者則對海綿墊的接受度較高；而對于支撐穩定功能設計，受訪者比較接受壓力帶設計及彈簧條支撐。

圖4 膝部需求偏好設計

其次，調研中發現不同膝部健康狀態老年人群在褲裝產品滿意度評價上存在顯著性差異，因此從保暖性、貼體性、穿脫便利性和透氣性4個維度分析膝部健康狀態與褲裝產品滿意度之間的聯系，以識別具體問題區域，具體內容見表3。

表3 褲裝產品滿意度

統計過程中，采用負向計分法，即得分絕對值越高，實際滿意度越低，并對滿意值進行標準化。分析過程中，運用單因素ANOVA檢驗，以上述各群體為因子進行描述統計，發現“健康”和“亞健康”組滿意度較高，分別為0.259和0.075，而“疾病前驅”組和“疾病”組滿意度較低，分別為-0.202和-0.152。

為分析褲裝滿意度平均值較低的具體原因，通過相關性分析得到，影響“疾病前驅”狀態組褲裝滿意度的主要原因為B4(皮爾遜相關系數為-0.393，P=0.013)、C1(皮爾遜相關系數為-0.399，P=0.015)；而影響“疾病”組褲裝滿意度的主要原因為B2(皮爾遜相關系數為-0.280，P=0.037)。由此可見，膝蓋后部面料堆積難以彎曲、穿脫時關節彎曲不便、膝圍處緊繃為老年腿部健康狀態不良群體亟待解決的關鍵問題。

3 設計建議

3.1 褲裝膝部差異化設計建議

通過問卷分析，可以發現不同膝部健康狀態老年群體對于膝關節的護理需求具有差異化，其中健康或亞健康狀態群體側重預防；疾病前驅群體在預防疾病進一步惡化的基礎上強調關節的保護；而膝部存在疾病的群體則具有支撐穩定、關節矯正等更多需求。因此，基于健康需求的老年褲裝設計也需具有針對性，應針對不同需求進行相應的功能設計，由此，提出如下設計建議。

①關節保暖需求。為實現褲裝智能保暖設計，一方面，可以選用保暖效果好、舒適性能佳的發熱材料。傳統的加熱服裝通常通過增加面料層數或厚度實現對熱傳遞的控制，而這類設計往往導致使用者的不適。目前，國內外各類發熱材料及纖維，包括吸濕放熱、電發熱、化學能發熱及太陽能發熱等方式，在提高保暖效果的基礎上具有良好的服用舒適性和加熱穩定性，能良好地滿足褲裝服用需求。另一方面，對于褲裝重點保暖部位(如本文中的膝關節等)，可通過智能溫控系統實現對人體體溫、血壓等狀態參數的監控，合理調節及控制加熱溫度。

②關節保護需求。關節老化退變、腿部無力、骨質疏松的老年人往往更容易受到關節損傷，而對于急性運動損傷或涉及關節面骨折造成軟骨不高程度損傷，若無法進行正確的治療或者有效的護理，將導致創傷性骨關節炎等更為嚴重的后果。因此在褲裝設計時，可通過在膝部增加氣囊、海綿墊、硅膠保護圈及防摔倒裝置等實現對關節的保護，預防關節的二次損傷。

③支撐借力與關節矯正需求。腿部疾病狀態人群存在下肢肌肉無力及關節肌肉抑制等現象，其屈伸肌群力量尤其是股四頭肌肌力下降，矢狀面及冠狀面上肌力不平衡，從而導致關節功能障礙。褲裝中，可采用壓力帶、彈簧條、可穿戴式柔性外骨骼助力系統等設計實現借力功能，采用可穿戴式智能傳感系統進行步態矯正，從而實現關節矯正提升肌力，起到良好的日常康復作用。

綜上所述，不同褲裝功能性可通過相應設計實現。而在實際應用過程中，由于部分老年群體具有多種偏好及需求，因此，也可以根據具體需求情況將不同功能設計進行綜合運用，實現模塊化設計組合，提升靈活性，差異化功能設計如表4所示。

表4 差異化功能設計

3.2 褲裝結構設計建議

根據褲裝產品滿意度相關分析結果，可以發現腿部健康狀態不良的老年群體現有褲裝存在若干問題，因此針對這些問題對褲裝結構設計提出以下建議。

①貼體性需求。問卷結果顯示，膝部健康狀況不良群體穿著褲裝時有較強的膝部貼體性需求。對于膝圍緊繃感，可選擇在面料中加入彈性混紡纖維(如氨綸)，以實現良好的面料延伸性，達到貼體而不緊繃的效果，同時也可在膝部等彎曲部位采用3D立體結構設計。對于膝蓋后部面料堆積感，可考慮在褲裝前片膝部加入可拆卸夾層設計，從而在前側起到保暖作用，而在后側不造成異物感。根據裝卸的便利性，可采用魔術貼、拉鏈或按扣等作為緊固件。對于膝部夾層設計，也需注意內置部件應盡量選擇柔性材質，以減少部件給使用者帶來的異物感與不適。

②穿脫便利性需求。膝部健康狀況不良群體往往由于膝關節彎曲不便導致褲裝穿脫不便，因此可基于褲裝結構進行創新，如在側縫處加入縱向開口設計，或在膝圍附近加入橫向切割可拆卸設計等，從而在使用時可以減小膝關節彎曲程度，降低不適感。在結構設計的過程中，也要注意褲裝整體的貼體性和舒適性。綜合上述設計建議，褲裝款式圖如圖5所示。

圖5 褲裝款式設計圖

4 結束語

隨著我國進入老齡化快速發展期，全社會應積極應對人口老齡化，促進健康老齡化，不斷滿足老年人持續增長的養老服務需求。本文通過深度訪談、問卷調查及設計建議的三步研究法，對老年下肢健康狀況與褲裝需求進行研究。不同老年膝部健康狀況群體具有差異化褲裝需求，且健康狀況越嚴重，需求越豐富。因此，對于褲裝功能性設計，需在滿足人體基本服用需求(如貼體性、透氣性等)的基礎上進行針對性設計，在褲裝中實現綜合應用，以滿足使用者的保暖御寒、保護關節、支撐穩定、關節矯正等需求。本文從適應性褲裝的角度出發，基于結構和功能兩方面提出了一種模塊化設計方案，拓寬設計思路，服務于相關褲裝產品的設計開發。