靜脈曲張輔療產品的設計構想與實驗分析

孔德琪，王維君，陳上

（1.河北科技工程職業技術大學，河北 邢臺 054035；2.河北省服裝個性化定制技術創新中心，河北 邢臺 054035）

引言

項目在研究之初對本市（邢臺市）多家醫院進行了關于靜脈曲張治療方面的實地調查，調查發現：大部分中小型醫院由于技術力量或者資金方面的原因對一些昂貴品牌醫療儀器不感興趣，但表示如果有一種價格較低、治療效果較好且操作簡單的儀器，他們愿意嘗試購買使用；而一些大型醫院則對儀器價錢不太看重，他們對儀器的治療效果、性能、安全性和售后服務的重視程度較高，所以他們更愿意去購買國外高端治療產品。從這點出發，本項目產品具有造價低、使用方便等優勢，同時本設計團隊位于國內，所以在以后的工作中我們能提供優良售后服務。

在所調查邢臺醫院中、邢臺市眼科醫院、第二附屬醫院，咨詢了血管外科的醫生、護士、患者，他們對這種靜脈曲張功能鞋有很大的興趣，但同時也對其安全性表示擔憂。

根據目前的市場調研來看，本設計研究項目的目標顧客主要為國內外大中型醫院、醫療器械專營店。靜脈曲張患者對此類產品有較高的需求，該品類產品因各自存在的問題，在市場中還有待完善和填補空缺，而且長期需求量較大。因此本設計研究有較高的實際需求價值。

1 腿部可變壓力靴筒設計

靜脈曲張患者主要體現在下肢，而最明顯的特征就是青筋暴突，如圖1，因此，對腿部有效束縛，減緩血液回流，可使患者痛感減輕。下肢疼痛主要集中于小腿上，因此本項目的核心關鍵技術，就是通過靴筒對小腿產生壓力，從而使小腿產生束縛感，減緩血液回流，可使患者痛感減輕。通過對靜脈曲張襪的深入調研分析，我們發現患者的腿形粗細不同，因此，靜脈曲張襪采用的是不同型號的襪體來對應不同的腿型，最主要的原因是，襪體的壓力是恒定的，而通過相應的調研分析，我們發現患者疼痛的感知卻是隨著站立或者行走距離的長短而產生的。因此，大多數患者是早起癥狀輕微或無明顯痛感，下午或傍晚痛感增強的，因此不同時段不同痛感狀況下，對壓力的需求值是不同的。

圖1 靜脈曲張患病示意

表1 某三甲醫院30 位靜脈曲張患者調研數據表

1.1 設計構想

基于上述分析，項目研究小組提出假設，即設計一種可依據患病程度對壓力的需求程度不同而調節壓力的裝置，此裝置能滿足以下幾種特征：能夠隨意調整壓力，以對應患者不同痛感的需求；在無痛感時穿著沒有太多束縛力。基于上述情況，項目研究小組首先構想出靴筒可變壓力裝置，并進行了技術分析，將分析后的產品構想圖，借助電腦繪圖軟件，繪制成如下仿真效果圖，如圖2。可變壓力裝置由3 大部分組成，分別是靴筒主體、膝部彈力套、充氣裝置[1]。

圖2 靴筒可變壓力調節構想

1.2 技術分析

通過對靴筒可變壓力調節的效果構想，項目研究小組深入進行了技術分析。首先是靴筒，靴筒的主要材料為面料、里料及面料與里料之間的氣囊夾層，其次是氣囊的形態分布等，詳細如圖3。

圖3 靴筒可變壓力調節技術分析

1.3 產品試制

對腿部進行測量。主要對實驗者的小腿數據進行測量，如圖4，測量包括小腿到膝下長度、腿肚圍、膝下圍、腳腕圍等數據，在短靴半側面版上按照實驗獲取的相關數據，進行標注，并制作樣板，如圖5，在制取靴筒面料樣板時要考慮到里料及夾層氣囊厚度，因此要對數據進行適當修正，修正后的數據要在原始數據的基礎上增加5 mm 左右。

圖4 腿部數據采集

圖5 半側面版樣板選取分析

課題小組在突破項目技術難關的基礎上，對靴筒開展試制。首先到相關鞋材市場挑選實驗鞋材，如圖6，將相關鞋材進行樣品裁剪、收集，回到實驗室對鞋材的性能、特點進行細致比較分析，如圖7，挑選出相對較好的實驗面料、里料。

圖6 挑選實驗材料

圖7 分析實驗所用材料

經過打樣、縫制等實際操作技術環節之后，形成產品模型。產品模型由手握式充氣囊體、導氣管、靴筒夾層氣囊組成。

1.4 實驗分析

項目研究小組對制成的產品模型進行了非穿著狀態下的壓力測試，如圖8。測試結構顯示，當手握充氣囊體對靴筒進行充氣時，靴筒向內膨脹明顯，靜置2 時間后，產品模型無漏氣、跑氣現象。持續向靴筒進行充氣時，靴筒外側材料無明顯開裂、撕破現象發生[2]。實驗結果初步判斷為靴筒在非穿著狀態下，實驗正常，與預期構想吻合，實驗結果初步證明與技術分析一致。

圖8 靴筒可變壓力調節靜態測試實驗過程

項目研究小組在對靴筒進行非穿著狀態下實驗測試通過之后，如圖9，進一步開了穿著狀態感受測試。就下肢靜脈曲張的發病率而言男性高于女性，故選擇男性為實驗對象。預實驗中對6名受試者進行了測試，測試結果顯示受試者腿部尺寸的差異對試驗結果的影響較大，本研究不針對受試者體型差異進行研究，為了避免受試者腿部尺寸差異對實驗結果造成較大影響，故選擇腿部尺寸較為相近的受試者進行小樣本實驗。最終確定3 位年齡在（22±2）周歲、身高（170+3）cm、體重（50 土3）kg 的男大學生為實驗對象。3 位受試者體型勻稱，腿型正常，且小腿尺寸與腿模尺寸相近。為了保證實驗數據的可靠性，3 位受試者均進行多次重復試驗。采集受試者踝部最細處、腓腸肌止點、小腿最大圍、脛骨節下端這四個部位的圍度尺寸信息。

圖9 靴筒可變壓力調節動態測試實驗過程

1.5 實驗結論

經過項目研究小組對靴筒非穿著狀態下壓力測試、穿著狀態下靜態壓力測試并進行行走、上下樓梯、上蹲下蹲、負重等動態測試后，均未發現實驗樣品存在異常。通過測試初步推斷靴筒采用氣囊式自主調節壓力的技術方案可行。且通過對受訪實驗人員調研發現，靴筒在穿著之后亦可呈現出壓力由下到上逐漸減弱，與理論構想一致，結果驗證技術方案可行。

2 結語

目前，針對靜脈曲張的治療性鞋靴產品市場中還較為缺乏，現有產品都有著不同程度的缺陷，而靜脈曲張患者的實際需求又是存在的，所以本設計研究能進一步滿足和完善此品類市場，為靜脈曲張患者提供更好的治療和防護產品。同時本設計采取模塊化的設計方式，為定制化、批量化生產提供了保障，批量化生產可以降低企業生產成本，定制化生產可以提高單品的附加值，從而提高生產效益[3]。從長遠看本設計研究是非常具有發展潛力的和市場需求的。