基于人体需求的压力袜压力与压力分布及其产品开发*

1． 苏州大学纺织与服装工程学院，江苏 苏州 215006；2. 江苏省先进纺织工程技术中心，江苏 南通 226000；3． 江苏华佳丝绸股份有限公司，江苏 苏州 215000

医用纺织品是产业用纺织品的一个重要应用分支，其应用范围在不断扩大。用于辅助治疗静脉曲张疾病的压力袜(也称“压缩袜”)，正在得到越来越广泛的应用。国际和国内市场对压力袜的需求正呈现爆发式增长。作为一类特殊的产业用纺织品，医用纺织品必须满足人体需求才能达到相应的效果。压力袜是否能起到防病治病的作用，重要的是其在人体日常穿着中所施加的压力(也称“压缩力”)与压力分布是否满足人体需求。

压力与压力分布是压力袜最重要的性能指标。如果压力袜的压力与压力分布不符合人体需求，则人体穿着压力袜不仅可能起不到保健及辅助治疗作用，而且可能会引起多方面的不良反应[1]。因此，合格的压力袜产品出厂前，其压力与压力分布都经过严格检测且符合相关要求。目前，作为压力袜产品合格与否的控制指标，压力袜的压力与压力分布检测主要根据相关标准在模腿或其他模拟装置上完成。然而，压力袜在人体日常穿着中的压力与压力分布可能与上述方法的测试结果不同，其主要原因：一是人体腿部的实际尺寸、形状等与模腿或其他模拟装置存在差异；二是人体姿势、日常活动不同会引起压力袜的压力与压力分布发生变化。

因此，本文首先分析人体需求，然后测试常规压力袜在人体日常穿着中的压力与压力分布；，再在此基础上，针对人们日常穿着常规压力袜时所存在的问题，进行产品开发，以期生产出压力与压力分布符合有关标准要求且在日常穿着中满足人体需求的改良压力袜产品。

1 人体需求分析

静脉曲张是一种由于血液回流障碍引起的病变。压力袜主要用作静脉曲张辅助治疗和预防的手段。符合人体需求的压力袜，在人体日常穿着中应对踝部施加最大的压力，并沿腿部向上呈现逐步递减的压力分布[2]。这样的压力与压力分布可以促进静脉血液自远端向心脏的回流，使下肢静脉血液循环良好，起到辅助治疗与预防静脉曲张的作用。

人体需求主要包括两个方面：

(1) 正确的压力等级。压力等级根据压力袜对人体踝部施加的压力确定。医药行业标准YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》[3]把压缩袜的压缩力等级分为轻、中、强、很强四级。

(2) 自踝部向上压力分布按一定比例递减。压力袜的压力分布非常重要。YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》规定了不同测试部位的压缩力相对于踝部的压缩力的百分比。

2 国内现行压力袜产品标准

目前，国内的压力袜产品标准主要有两个：纺织行业标准FZ/T 73031—2009《压力袜》[4]和YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》。

2.1 FZ/T 73031—2009《压力袜》

该标准内容主要包括外观质量和内在质量两个方面：外观质量包括规格尺寸、表面疵点、缝制要求；内在质量包括各部位压力值、纤维含量、甲醛含量、pH值、耐水色牢度、耐汗渍色牢度、耐摩擦色牢度、耐皂洗色牢度、异味、可分解芳香胺染料等。

此标准规定压力袜的压力与压力分布测试在模腿上进行。压力袜的压力分布主要关注腿部典型截面压力自下向上递减的规律，测试部位如图1所示，压力袜各测试部位压力值见表1。

2.2 YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》

该标准主要涉及压缩力、压缩力等级、持久性、伸展性、压缩力系、公称尺寸和标准规格、足跟、接缝、袜边、压缩力系的实现、力学性能等内容。

此标准也规定压力袜的压力测试在模腿上进行，测试部位同“2.1”节，压缩袜的压缩力等级与压力分布标准分别见表2和表3。

表1 FZ/T 73031—2009《压力袜》规定的压力袜各测试部位压力值

图1 测试部位示意

表2 YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》规定的压缩袜压缩力等级

表3 YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》规定的压缩袜压缩力系范围

2.3 标准对比

纺织行业标准FZ/T 73031—2009《压力袜》，在压力袜压力规定方面比较简单，只规定了模腿各测试部位的压力值，没有考虑对压力袜的压力等级进行划分，其各测试部位压力值只规定了不小于医药行业标准YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》规定的CclI级(即轻压缩力等级)范围。

医药行业标准YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》，在压缩袜压力规定方面涉及两项内容：一是根据踝部的压缩力大小，将压缩袜的压缩力分为4个等级；二是通过模腿几个关键部位的压缩力占踝部压缩力的百分比，对压缩力分布做出了规定。

这两个标准规定的压力袜的压力与压力分布在轻压缩力等级下是一致的，均符合沿人体腿部自踝部向上逐步递减的规律。

两个标准都规定压力袜压力测试在模腿或其他模拟装置上进行。

3 压力袜人体穿着试验

通过上面的分析得知：

(1) 从人体需求看，在日常穿着中，压力袜的压力必须呈现沿腿部自下向上按一定比例逐步递减的规律，才能起到防病冶病的作用。

(2) 国内现行压力袜产品标准规定，压力袜的压力测试在模腿或其他模拟装置上进行，压力与压力分布都符合标准要求的压力袜产品，则认为是合格产品。

然而，根据国内现行的两个行业标准检测合格的压力袜，在人体日常穿着过中，其压力与压力分布可能会发生变化，不一定能够满足人体需求。因此，有必要进行常规压力袜人体穿着试验，考察人们日常生活中常见的人体姿势和运动状态对压力袜的压力与压力分布的影响。

3.1 试验

3.1.1 试验样品

人体下肢静脉曲张的发病率高，因此选用短筒常规压力袜作为试验样品，其组织结构采用平针衬垫组织，底纱采用4.4 tex氨纶/4.4 tex锦纶/4.4 tex锦纶包芯纱、衬垫纱采用31.1 tex氨纶/4.4 tex锦纶/4.4 tex锦纶包芯纱。试验样品共6只，每只测试3次。

3.1.2 测试仪器

压力测试采用日本AMI Techno Co. Ltd.公司生产的AMI-X3P扁平气囊式压力测试系统进行。

3.1.3 测试部位

(1) 横截面方向。对于横截面方向的测试部位，两个标准的规定一致，选择图1中的cB、cB1、cC、cD作为测试部位，在cB进行测试时仪器的内侧探头位于胫骨端上侧。

(2) 纵向。对于纵向的测试部位，YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》要求在压力袜的中心线，FZ/T 73031—2009《压力袜》规定的测试部位是模腿腿部内侧，两个标准的纵向测试部位是一致的。

本试验中，横截面方向的压力测试均在人体腿部内侧进行，纵向的压力测试按照YY/T 0853—2011《医用静脉曲张压缩袜》进行，并与模腿测试进行比较。

3.2 结果与分析

3.2.1 人体姿势的影响

根据人们日常生活中常见的姿势，选取三种人体姿势：站姿、坐姿和卧姿。不同人体姿势下常规压力袜的压力与压力分布测试结果见表4。

表4 不同人体姿势下常规压力袜的压力与压力分布测试结果

从表4中的数据可以看出：

(1) 穿着试验中，人体姿势会影响压力袜施加于踝部的压力。人体站姿和坐姿时其踝部压力测试结果大于模腿测试结果，但人体卧姿时其踝部压力测试结果小于模腿测试结果。

(2) 人体站姿时，测得的压力分布符合沿人体腿部自踝部向上逐步递减的规律；人体坐姿和卧姿时，测得的压力分布不符合沿人体腿部自踝部向上逐步递减的规律。

(3) 三种人体姿势下，cC压力与cD压力都增加，这两个测试部位的压力相对于cB压力的百分比均大于标准规定。

3.2.2 人体运动状态的影响

根据人们在日常生活中常采用的运动方式，选取三种运动状态：踏步、踮脚和踝部转动。测试不同人体运动状态下常规压力袜的压力与压力分布，结果见表5。

表5 不同人体运动状态下常规压力袜的压力与压力分布测试结果

由表5中的数据可以看出：

(1) 三种运动状态下，cC压力与cD压力均增加，这两个测试部位的压力相对于cB压力的百分比都大于标准规定。

(2) 踮脚状态下，cB1压力增加，其相对于cB压力的百分比大于标准规定。

4 满足人体需求的压力袜产品开发

通过常规压力袜的人体穿着试验发现，根据国内现行标准测试的压力与压力分布合格的压力袜产品，其在人体日常穿着过程中施加于人体腿部的压力与压力分布会发生变化，主要体现在cC压力与cD压力过大，使得常规压力袜的压力分布不再满足沿人体腿部自踝部向上逐渐递减的人体需求。

因此，本文在上述分析与试验的基础上，重新设计压力袜工艺参数，重点是在合理的范围内减小cC压力和cD压力，其压力设计方案：在cC压力不低于cB压力的50%及cD压力不低于cB压力的20%的情况下，cC压力与cD压力尽量取低值。然后，在MERZ 专业袜机上编织压力袜，通过调整衬垫纱的送纱量实现上述压力设计方案。对制备的改良压力袜进行人体穿着试验，不同人体姿势、不同人体运动状态下的压力与压力分布测试结果分别见表6和表7，并与模腿测试结果进行比较。

表6 不同人体姿势下改良压力袜的压力与压力分布测试结果

表7 不同人体运动状态下改良压力袜的压力与压力分布测试结果

表6中的数据表明，三种人体姿势下，改良压力袜的压力分布均呈现沿人体腿部自踝部向上逐渐递减的规律，但在人体坐姿及卧姿时cD压力的递减比例略大于标准规定。

表7中的数据表明，三种人体运动状态下，改良压力袜的压力分布呈现沿人体腿部自踝部向上逐渐递减的规律，但在人体踮脚状态时cC压力的递减比例略大于标准规定。

综合表6与表7的测试结果，改良压力袜在模腿测试中，各部位压力相对于cB压力的百分比均符合标准规定；在人体穿着试验中，不同人体姿势或不同人体运动状态下，压力分布都呈现沿人体腿部自踝部向上逐渐递减的规律，这符合人体需求。

5 结论

为达到防病治病的效果， 压力袜应对人体施加沿腿部自踝部向上逐渐递减的压力。但人们在日常穿着中，不同的人体姿势和运动状态都会使人体腿部cC压力与cD压力远远大于根据相关标准在模腿上测得的压力。这意味着，根据相关标准检测，压力与压力分布均合格的压力袜产品，其在人们实际穿着中所施加的压力不一定呈现沿人体腿部自踝部向上逐渐递减的分布规律。因此，本文针对常规压力袜人体穿着试验发现的问题，调整压力袜的压力设计方案，并在编织过程中调节送纱量，将cC压力与cD压力在标准允许范围内尽量减小。改良压力袜经人体穿着试验结果表明，其能够较好地满足人体需求，对人体施加的压力呈现沿人体腿部自踝部向上逐渐递减的分布规律。