电理疗功能服装的开发需求调研与分析

陈慧娴，鲁 虹,2

(1.东华大学 服装与艺术设计学院，上海 200051；2.东华大学 现代服装设计与技术教育部重点实验室，上海 200051)

青年女性的多重角色使得女性健康问题一直备受关注。据健康预测调查报告显示[1]，白领亚健康比例高达76%，大多数女性处于亚健康状态。亚健康[2]被定义为介于健康与疾病之间的一种生理功能处于低下的状态。学习、工作压力大，身体负荷过重严重影响女性生理与心理健康，导致神经、内分泌功能失调，此类亚健康状况又被称为慢性疲劳综合征[3]。颈肩综合征是指颈肩周围肌肉韧带劳损及其关节失稳而造成颈肩部的疼痛与僵硬[4-5]。随着电脑的普及，长期紧张工作、生活不规律、颈椎过度前屈等均是导致颈肩疾病的原因，且该现象日益呈现年轻化的发病趋势[6]。随着科学技术的发展，人们不断改善生活环境，更加关注自己的健康状况，操作简单、携带方便的健康理疗产品应运而生。

电理疗功能服装需具有良好的透气性、柔软性、可折叠性且穿着舒适、长期使用无皮肤刺激等特点。目前已有比较丰富的电理疗电子类产品和可穿戴纺织品问世，但其在舒适性、稳定性、美观性、方便性等方面均存在诸多不足[7-8]，国内相关产品线和产品类目均不够完善[9]，缺少电理疗功能服装设计与研发方面的研究。随着智能可穿戴技术的发展[10]，将电理疗技术运用于纺织服装中，通过将服装设计技术、低频脉冲按摩技术、智能可穿戴技术、电子信息技术交互集成，制成以服装为载体的舒适柔软、适合多场合使用的电理疗功能服装，将为改善女性健康问题提供有效帮助。

本文为了解消费者对电理疗功能服装的用户需求，对电理疗原理及电理疗可穿戴纺织品研究现状进行归纳总结；结合市场需求分析，对电理疗产品的使用评价和电理疗功能服装开发需求进行量化分析，为电理疗功能服装的研发提供数据参考。

1 电理疗及其可穿戴纺织品

电理疗作为物理疗法中的一种，其具有疗效好、副作用小、无痛无创等特点，已在现代医学领域得到广泛应用。现代医学研究证明，微弱电流通过人体皮肤刺激神经、肌肉、穴位等，可促使人体产生天然的吗啡样多肽物质，实现阻止疼痛信号传递、缓解疼痛，同时引起肌肉收缩和松弛、促进局部血液循环、缓解酸胀和放松肌肉的效果[11]，如经皮穴位电刺激疗法(Transcutaneous Electrical Acupoint Stimulation，TEAS)、经皮肌肉电刺激疗法(Transcutaneous Muscular Electrical Stimulation，TMES)、经皮神经电刺激疗法(Transcutaneous Electrical Nerve Stimulation，TENS)以及神经肌肉电刺激疗法(Neuromuscular Electrical Stimulation，NMES)等被广泛应用于医疗康复、家用理疗和运动健身等领域[12-13]。

1.1 电学与解剖生理学基础

1.1.1 人体电学特性

人体接触电流的大小和持续时间会对人体产生不同的效应，某些医疗电气设备采用对人体无害且有益的微电流进行诊断和治疗疾病，但通过人体的电流过大、持续时间过长时，会对人体产生伤害甚至会导致死亡。GB/T 13870.1—2008 《电流通过人体的效应》中规定电流通过人体时有以下3个主要的阈值：①感知阈，即通过人体能引起任何感觉的最小电流值；②反应阈，即通过人体能引起肌肉不自觉收缩的最小电流值；③摆脱阈，即手握电极能自行摆脱电极的最大电流值，摆脱阈的平均阈值为10 mA。阈值大小与人体和电极的接触面积、接触状态(干、湿、压力、温度)以及个人的生理特点等因素有关。

1.1.2 解剖生理学特性

皮肤由表皮、真皮、皮下组织、血管、神经及皮肤附属器等构成，能接受各种物理性刺激而产生冷、热、痛、触等感觉；肌肉和神经是体内最普遍的基本组织，可表现如兴奋、传导、刺激和反应等基本特性；人体肌肉可分为横纹肌、平滑肌和心肌，其中平滑肌兴奋性最大，对电刺激敏感；神经调节基本方式为反射，反射的结构基础为反射弧：感受器→传入神经→中枢→传出神经→效应器[14]。穴位在纵向上由皮肤、肌肉、神经等组成，多数学者认为穴位是一个半径为0.2～0.5 cm的圆形区域[15]，其三维结构是以体表穴区为底垂直于皮肤指向体内的圆柱体，“穴位电阻”指上述圆柱体的电阻；以穴区纵向两端作为电流的输入与输出端，穴位的电阻为不同组织的电阻之和，穴位除皮肤外，其余结构均处在人体体液中，电阻相当小，穴位的电阻主要由皮肤电阻构成。

1.2 电理疗可穿戴纺织品研究现状

目前，国内外对电理疗功能纺织品的研究还处于发展和试验探索阶段，大部分可穿戴纺织品将传感器与纺织品机械地结合，以实现纺织品的刺激功能。由于导线、测试系统、集成连接方式等因素的综合作用，电理疗可穿戴纺织品在舒适性、美观性、方便性等方面存在明显不足。

Andrea等[16]开发了一种新型的可穿戴式NMES刺激系统，其在服装中设计多个独立的电极阵列，将电子硬件与纺织品相结合，通过导线传输电信号来刺激手部肌肉，以恢复手的抓握功能。Seetharaman等[17]设计一款抗疲劳纺织腰带，将镀银尼龙织物与电脉冲传递电路集成到纺织品中制成柔性纺织品电极，利用TENS技术通过诱导电流频率刺激肌肉，达到不使用药物的情况下缓解肌肉疲劳的效果。Li等[18]基于针织技术利用导电纱线和纺织电极设计了一种具有经皮神经电刺激的智能服装，相比机械结合TENS转置的纺织品，该服装更加灵活轻便、耐洗且制造相对简单，该服装可有效地将电能传输到人体的目标区域和镇痛部位。Nisar等[19]通过电刺激臀肌压力点设计了一种用于预防压疮的无线控制治疗性可穿戴服装，该智能服装包括嵌入式电刺激装置以及柔性皮肤粘附电极，通过智能手机应用程序调整电理疗技术参数，预防肌肉收缩。Lo等[20]设计了一种可穿戴矫形器，整个系统包括一个微处理器、一个肌电图传感电路和一个功能电刺激单元，可实现肌电图功能监测和神经肌肉电刺激功能，在检测到患者上肢肌肉活动不正常时释放电刺激，帮助病人收缩前臂屈肌和伸肌，减轻上肢肌肉张力、疼痛和水肿，同时改善关节的灵活性。Goncu[21]设计开发了一款用户友好型、基于电子纺织品的无线可穿戴疼痛管理系统，通过在非导电织物表面刺绣导电纱线，研制出可穿戴式针迹系统电极，主要作用于膝盖、肘部和颈部等的疼痛区域，旨在消除传统的TENS设备使用过程中对于特殊部位的使用局限性以及电信号传输稳定性、洗可穿性等用户问题。Howe等[22]为治疗慢性创伤设计了一款电治疗可穿戴式刺激绷带，该塑料绷带包括可编程的刺激器和2个水凝胶电极，通过微控制的刺激器产生特定参数的脉冲电刺激。

2 电理疗功能服装用户需求调研

2.1 调研目的与方式

本文研究采用随机抽样法，通过线上调研的方式进行问卷的发放与回收。为了解青年女性消费者对电理疗功能服装的潜在需求和接受度，于2019年12月13-27日对全国不同学历、职业、地区，年龄在20～45岁的青年女性发放线上问卷调研。本问卷调研内容主要包括青年女性消费者的基本信息(教育程度、职业)，理疗市场潜在需求，电理疗功能服装的开发需求3个部分，其中电理疗功能服装的开发需求选项设计主要参考产品设计规格(Product Design Specification，PDS)，其在产品设计制作过程中能完整反映用户对产品的评价和需求[23]。以PDS中的功能表现、美学材料、产品寿命、人体工学、品质与可靠性、安全性六大元素为关键指标，可为后期开发新类型的电理疗功能纺织品提供数据参考。

2.2 调研结果与分析

2.2.1 调查对象基本信息

本次线上问卷调研，共回收问卷223份，通过筛选，将错误问卷、答题不完整问卷、选项一致性问卷剔除，实际回收有效问卷194份，问卷有效率为87%。采用SPSS软件对问卷结果进行信度检验，信度系数值为0.924，大于0.9，说明研究数据信度很高；针对“校正项总体相关性(Corrected Item Total Correlation，CITC)值”，分析项对应的CITC值均高于0，说明分析项之间具有良好的相关关系，同时也说明信度水平良好。在194份有效问卷中，调研对象覆盖了不同学历和职业。调研数据显示，本科或硕士学历的青年女性占92.78%，说明高等教育的青年女性更加关注电理疗功能服装；调研对象职业分布见表1，主要以学生和办公室职员为主，其中大学生占比最大，为75.26%，说明理疗类功能服装不仅适用于中老年，在大学生群体以及办公室职员中也越来越受关注。

表1 调研对象职业分布

2.2.2 电理疗功能服装潜在市场需求分析

青年女性的生活习惯见表2，由表示出82.47%的青年女性平均每日的久坐时间(X)超过6 h，将近一半的女性久坐时间(X)超过8 h；而93.81%的女性平均每日的锻炼时间(Y)小于1 h，甚至是不锻炼，长时间久坐与少量的锻炼形成鲜明对比。

表2 调查对象生活习惯

不正确的坐姿、长时间维持一个动作或重复性操作等不良的行为习惯和生活作息，使得女性上半身出现各类慢性疲劳综合征，如颈肩综合征，后背胀痛、腰部酸痛等亚健康状态。调研数据显示92.78%的女性上半身存在疼痛困扰，上半身疼痛部位见图1，由图示出颈部和肩部区域的疼痛占比最大；各部位疼痛发生频率见图2，由图示出疼痛发生频率多为偶尔或经常性，且是持续累积的过程，严重时甚至影响日常生活和工作。

图1 疼痛部位

图2 疼痛发生频率

据调研统计显示，有34.02%的女性使用过电理疗产品。本文针对电理疗产品的适用环境、携带方便性、使用安全性、外观设计、功能效果、续航能力、操作简易性7个方面对使用过电理疗产品的青年女性进行用户满意度分析，电理疗产品的用户满意度得分见表3，满分为10分，由表示出用户对电理疗产品的整体满意度较差，其中产品的适用环境受限、便携性不足以及产品的安全不足是目前电理疗产品面临的主要问题。

表3 电理疗产品用户满意度得分

青年女性消费者对电理疗功能服装的接受度所占比例见图3。可以看出，约45%的青年女性愿意接受电理疗功能服装，24%的女性保持中立，由此可以预测电理疗功能服装在一定程度上可以弥补电理疗产品在适用环境、外观设计等方面存在的不足，具有一定的市场前景和开发价值。

图3 电理疗功能服装的接受程度

2.2.3 电理疗功能服装开发需求分析

通过对以上市场需求的初步分析，可以看出电理疗功能服装的开发有一定的竞争优势。为明确青年女性消费者的理疗需求和电理疗功能服装的主要功能部位分布，将女性上半身划分为颈A、肩B、背C、胸D 4个大区域，再结合人体的神经肌肉分布、经络学原理将每个大区域划分为不同面积的小区域。根据用户的选择，通过数据处理得到每个区域的疼痛阈值。青年女性各部位疼痛区域划分见图4，由图示出A、B1为疼痛的高发区，疼痛阈值达到12～13；胸部区域的疼痛阈值最低，在1～2之间。颈部疼痛主要由于长期伏案和低头，使颈椎长期处于被动拉伸的状态，造成颈部肌肉过度紧绷，血液循环不佳，久而久之引发慢性肌肉劳损颈椎变形，严重时会影响大脑血液供应，出现头晕头疼，椎间盘突出等问题。

图4 疼痛区域划分

结合电理疗产品的使用评价，针对电理疗功能服装的9项开发需求(缓解酸痛的功能性、穿着舒适性、穿脱方便性、用电安全性、洗可穿性、款式设计美观性、携带方便性、使用寿命、APP智能操控)进行关注度排序，关注度排序平均综合得分见表4。由表4示出194名用户对电理疗功能服装的开发需求更关注缓解酸痛的功能性、穿着舒适性和穿脱方便性。功能服装的智能操控和使用寿命相比之下关注度较小，其原因可能是蓝牙设置、APP操控等技术在电子产品中已广泛普及，相比之下用户更关注服装作为载体与科技结合后的产物的舒适性。

表4 开发需求关注度得分

用户开发需求对比分析如图5所示，由图示出使用和未使用过电理疗产品的用户对电理疗功能服装的开发需求无显著性差异，但相比较而言有体验经历的用户相比未体验过的用户更关注功能服装的外观设计、携带方便性、使用寿命以及智能操控设计。

图5 用户开发需求对比分析

3 结束语

本文通过对国内外电理疗可穿戴纺织品研究现状的总结，以及对电理疗功能服装的用户需求调研，得出以下结论：

①目前亚健康人群逐渐趋向于年轻化，长期的电子化办公，缺乏运动休息的生活模式，使得女性上半身出现各类慢性疲劳综合征，从而反映出理疗类产品市场需求愈演愈烈。而市场上出现的电理疗产品在适用环境、便携性以及产品安全性等问题上存在明显不足，同时理疗类功能服装还处于研发和探索阶段，开发符合消费者需求的电理疗功能服装具有广阔的市场前景和重要意义。

②电理疗功能服装主要通过电理疗原理达到缓解部位酸痛的效果，其目标消费群体主要为有长期伏案办公习惯的大学生和办公室职员，理疗部位主要集中于颈部和肩部区域。

③随着技术的发展，功能服装的舒适性越来越受消费者关注，电理疗功能服装在开发上除了保证具有缓解部位酸痛的功能性，应注重其穿着舒适性、穿脱方便性、用电安全性以及洗可穿性等用户需求的开发。