很多時候我們形容一張「床墊很軟，很有彈性；床墊很硬，很有彈力」；有些形容「睡在床墊上，好像睡在雲朵，就像躺在棉花上，非常貼合」、「均衡釋壓，能明顯感到壓力的釋放，偏硬與扎實的睡感，對人體沒有反作用力，可以徹底放鬆頸間部及腰部」這些描述你能完全理解嗎？你能判斷業者講的話有問題嗎？
這篇文章是一連串文章的開始，主要是從一些技術角度更深入介紹床墊這個日常生活中，每個人都需要的家具──床墊。本文首先討論軟硬度，因為這是床墊的基本核心，軟硬度不適合您，床墊再貴，對您也不算是一張好床。
我們形容床墊時可能會提到床太軟、床太硬、不死硬、有彈性、很有彈力、能釋壓、貼合、有支撐力、不干擾、穩定性，這些形容詞都是對床墊性能的一種評價，但如何準確理解這些形容詞的意義，是了解床墊的基礎。
床墊軟硬度容易比較，但難以判斷是否適合
大部分人可以憑藉經驗去分辨兩張床哪一張較軟，哪一張較硬，但如果是自己要睡的床，那麼到底適合哪一張床，應該多軟，應該多硬，這就有了難度，因此說床墊軟硬度好比較，但難判斷。
床墊軟硬度的判斷不能單純只靠一般人的經驗和語意形容，需要更多知識的理解，因為床墊設計從老師傅一雙巧手，逐漸成為一門人體工學的藝術與科學，即使大多數業者、銷售人員可能都是從經驗中累積對床墊的看法，但知識稅的消費總是要花得更合理，我們買一張 5萬、10 萬或是幾十萬的床，總不能只是豁達的說錢多人傻老子爽，一張床，值得你花點時間重新認識，因為它要陪伴你三分之一的人生。
如果在網路上搜尋一些建議，例如問：老人適合怎樣的床？回答：「老人的骨骼出現退化，偏硬的床比較好，尤其是能貼合老人身體曲線的床是最合適的。」但也有這樣的意見：「事實上有不少患者年輕時脊椎柔軟度佳、容易彎曲，但到了中年以後就開始僵硬、難以活動，能活動的範圍變少了，此時就比較建議選擇偏軟的床墊。」這不禁讓人左右為難，到底要選哪一種？
兩句相反意見的建議透露出的訊息可以整理如下：
- 骨骼出現退化；
- 因為骨骼退化，偏硬的床比較好；
- 貼合老人身體曲線最合適；
- 中年以後僵硬、難以活動，能活動的範圍變少了；
但這樣的訊息其實隱藏了很多問題，例如：
- 骨骼退化是指骨質疏鬆？還是椎間盤出問題？老人都有這些問題嗎？
- 為什麼骨骼退化，睡偏硬的床比較好？
- 偏硬的床是木板床？還是彈簧床？還是傳統木板鋪上棉被？
- 怎樣算硬？怎樣算貼合身體曲線？
- 偏硬的床怎麼貼合老人身體曲線？身體曲線會因為年紀改變嗎？
- 中年以後僵硬、難以活動，能活動的範圍變少了？睡覺需要很大的活動範圍？
- 僵硬？所以適合偏軟的床墊？
看似很有道理的建議，一分析後其實有很多問題。不管是文字不夠精確，或是受眾對語意產生不同的理解，都需要對健康、材質有更完整的認識，對挑選床墊才有正確幫助。
- 人體的曲線不必然因為年齡改變，但會因為長期的勞動或不正確的姿勢而改變，諸如駝背，但不健康的症狀，並非老人專利，患者應該聽從醫師的建議與指示。
- 常見老人骨骼相關疾病：五十肩、退化性膝關節炎、骨折、骨質疏鬆症、痛風症，這些骨骼疾病通常與床墊無因果關係。討論老人與床墊軟硬度，關鍵點是老年人退化引起的行動力降低與注意力減退。
- 肌力減退建議選擇偏硬床墊，或者說是高回彈床墊，以提供翻身的反作用力，減輕翻身難度。
- 老人骨骼退化，通常是骨質疏鬆而不察覺。此外就是骨頭相接的韌帶、軟骨或相關結締組織，這些可能因為退化流失，因此要注意提供軟組織充分的休息與減壓。因此挑選床墊時同樣要注意軟硬度對骨骼排列的正確性。
- 大部分骨科醫師建議骨骼患者選擇軟硬適中、偏硬的床墊，但絕非木板床，有相關的背景條件需要注意。
- 貼合老人身體曲線才是重點。老人的身體已經養成習慣，如果身體健康，行動自如，建議選擇和以往習慣相等軟硬度的床墊，不要偏離以往的習慣太多。
- 補充一點，家中長輩選床要先了解健康狀況，並非一味選擇偏硬或偏軟的床墊。應該重視的是老人的肌肉肌力是否退化，對重力、內應力與接觸面的壓力忍受會更敏感，因此應該挑選表面柔軟，但具有合理支撐的床墊。
- 什麼是硬床？什麼是軟床？什麼是床太軟？什麼是床太硬？這是本文要進一步說明的主題。
結論：健康老人與正常人的床墊軟硬度挑選方式一致，同樣要保持身體曲線，枕頭高度與床墊軟硬度搭配要合適，但應該更加重視彈力與穩定性，避免翻身困難。如果有身體痠痛，請就診，找出問題才是正解，因為床墊不具治療功能。
以下插播廣告，推薦 2 張所謂軟硬適中偏硬的床墊。
認識床墊性能，從軟硬度開始
我們判斷摩托車的性能，要跑得快、省油、避震性要好；電視色彩要豐富、夠大、玩遊戲不能卡，這些是都是性能。要求每小時市區油耗 38~40Km/L，能輕鬆上 80Km/h，電視解析度要 HDMI，電視要有 7.2 毫秒的低延遲……，諸如此類，但床墊呢？
下圖中描繪了人體躺在床墊，頭部有枕頭支撐的矢面圖。姑且不論這張床是不是因為太軟讓身體下沉很明顯，基本上在這張圖中指出人體躺在床墊上時，第一會有人體的重力（gravity），這是因為受到地心引力的力量，有向下的方向性，根據牛頓的第三運動定律，會有相等的反作用力，但因為人體沒有完全水平，因此會產生支撐力與摩擦力，在下圖中，兩者等於重力，當然這是簡化的情形，實際情況更複雜。
讓人體穩定維持睡眠姿勢，需要床墊多種力學性能交互作用，基本上包含：床墊的硬度（Hardness）、床墊的彈性（Resilience）、床墊的黏彈性（Viscoelasticity）、床墊支撐（support）與床墊的穩定堅固，這些特性是評價床墊性能的最基本因素。
床墊軟硬度是床墊的基礎
接下來，我們看看關於床軟硬度的一個有趣假設：
物理老師出過的一道思考題：如何用大理石做一張床，使人躺上去感覺像席夢思一樣柔軟，答案是把大理石表面挖出一個與人的身體背部一模一樣形狀的坑，躺到坑裡，壓強均勻分佈，感覺就十分柔軟了。
這道題有顛覆想像嗎？違反常識？大理石與席夢思怎麼可能一樣「軟」？但從物理學家對軟硬度的定義來看，這句話有其道理，再看看下圖的裝置。
如果床是這樣的裝置，柔軟嗎？另一種類似的例子就是懶骨頭。懶骨頭也能依照人體曲線塑形，那麼躺在懶骨頭上睡覺，會感覺到舒服嗎？
當人體平躺在床墊時，從坐到躺下、睡著，偶爾不自覺翻身，這些都會受到床墊的影響，床墊提供休息者穩定、舒適的環境，讓人體在睡眠期間不受干擾，保持健康狀態，就是床墊性能設計的基本目標。
我們觀察人體平躺在床墊上時，首先看到的是身體下沉，身體如何下沉、下沉多深，就是由床墊軟硬度決定。如果軟硬度選擇錯誤，那麼床墊的其他性能顯然就有如空中樓閣。
床墊的軟硬度是什麼？
床墊的軟硬度是銷售床墊或選擇床墊時，買方和賣方都關注的焦點，買方想要買到一張躺起來舒適的床墊；姑且不論軟硬度的好壞評價，一般人應該都能認同柔軟會帶來舒適感，只是太過柔軟對健康有風險。因此大部分的床墊業者也認同床墊軟硬度是最基本而重要的功能，因此選床，從軟硬度入手。
床墊的硬度等級（軟硬度）無疑是床墊所有基本性能中，最容易被人們所感知的，也就理所當然的成為最關注的焦點之一。
使用者躺臥在床墊上時的身體下陷深度。身體下陷越深表明這張床墊越軟；反之身體下陷越淺則表明這張床墊越硬。
一般在保持身體自然曲度的前提下，床墊越軟越給人的「舒適感」越高。當我們手從床墊按下去，很容易就分辨哪張床軟，哪張較硬，這基本上符合經驗法則。但床墊的軟硬度同時也是最容易混淆的概念。
從以上兩個例子可知，人體與床墊材料特性都會影響軟硬度的評價，當然不僅僅是這些，人體過去的經驗、習慣都會影響對床墊軟硬度的不同評價，這給床墊設計帶來三個重要的啟示：
- 第一是每個人感知的軟硬度可能不同，不僅體型不同，經驗或習慣等帶來的語意描述也會不同，因此需要更客觀的描述方式，也就是需要可複製、客觀一致的軟硬度測量。
- 第二是靈活利用材料的軟硬度特性，提供更好的舒適體驗，簡單說就是要會用材料；
- 第三則是床墊軟硬度要同時考慮體重與體型，體重與體型的變化可以簡化成 BMI 值，這需要人體工學。
軟硬度的測量方式與標準
因為人體對軟硬度的感知有可能因為時間、經驗、體徵等出現模糊與誤差，因此需要透過一致性的測量方式來觀察變量大小成為描述軟硬度的方式。
硬度不能直接測出，不像長度可以直接得出一個數值，硬度需要透過測量變量所得出（如測試負載、壓痕深度、壓痕面積）來評價描述。根據不同的測試方法，硬度值可透過以下方法之一測定：
- 測試負載和表徵壓痕硬度的幾何值之一（例如壓痕深度），例如：海綿、乳膠等。
- 僅透過長度表徵壓痕；
- 透過不同的材料反應（例如抗刮傷性），例如：小時候的小實驗，礦石的硬度。
常見的硬度測量有刮痕硬度（Scratch hardness）、壓入硬度（Indentation hardness）與反跳硬度（Rebound hardness）。抗刮性與礦物使用刮痕硬度；而在塑橡膠領域的表面硬度是指壓入硬度；反跳硬度類似彈力，是動態硬度的觀察。
在床墊設計中，與人體接觸的材料都會具有柔軟性，因此量測方式採用壓入硬度，觀察表面下沉的距離，也就是壓陷的位移，牽涉到的是壓入時，力的單位以及受測材料位移距離的單位。
國際標準中對軟質發泡類（最普遍的床墊材料）材質的軟硬度的測量有幾種不同的方式，最常見而通用的是 ISO 2439 提出 ILD 硬度（壓痕負載撓度 Indentation Load Deflection）測量方法與 ISO 3386 標準的 CLD 硬度（cld 25%）（抗壓縮硬度 Compression Load Deflection）。
這種兩種方法同樣是用圓盤施壓，將樣品壓縮到其初始厚度的 25% 所需的力，差別是力的單位。前者 ILD 美國測量值以磅力為單位，歐洲測量值以牛頓為單位。後者是以千帕斯卡（kpa）為單位（kpa），兩種原理相同，只是要注意的是壓縮 25% 或 50%。我們在另一篇談天然乳膠密度與彈性的文章中介紹過。
因為泡沫材料都會呈現施力越重，硬度越大的特性，也就是非線性關係，因此不能簡單地只將 25% 壓縮值加倍來了解材料對更大壓力的反應。所以除了標準的 25% 測試外，通常還會量測 50% 壓縮值，這是將泡棉樣品壓縮至其一半高度所需的磅數的測量，這兩者不是成固定比例變化。
床墊軟硬度的設計其實有很多科學而務實的角度需要考量。首先要界定人體工學的常態範圍，最軟的程度以及最硬的程度，都需要符合人體需要。
符合人體常態特徵的需要與使用情境
ILD 對軟質泡沫材料的測量方式可以一定體現材料的軟硬度，根據數值可以將硬度用以下方式作簡單分級，這是在評價床墊軟硬度時的合理範圍。不過前文提到的研究，硬床墊已經遠遠高出這個範圍。
比較好奇的是，班尼斯的天然乳膠大概多硬？因為軟硬度會受到孔洞分佈、厚薄等很多影響，班尼斯的黃金 85 天然乳膠硬度約在 ILD 32-40 之間。
ILD 測量數值在 20 到 40 之間代表受測的泡棉或其他材料具有舒適性和支撐性的平衡，這個數值適合用來製造床墊或枕頭。ILD 值在 50 或以上是硬度較高，具高支撐性能，常用於以較小區域為中心承受身體全部重量的座墊、汽車座椅或沙發。這兩者的差別是因為人體平躺時的壓力與坐著時完全不同，當人體呈現坐姿時，需要更大的硬度來提供足夠的支撐。
不過這種測試是針對軟發泡類的單一材料的評價，不能代表對整個床墊軟硬度的客觀評量。對於床墊整體軟硬度量測標準比較常見的有 ISO2349／BmODI（簡稱 CTBA 測試方法）、EN 1957:2000（簡稱 LGA 測試法）等，都綜合考慮了床墊不同力下的位移大小。這些方法都設計了不同的計算方式，來測量床墊的軟硬度，雖然每個方法都不能說盡善盡美，但可惜的是這些標準並非強制性，因此台灣也很少床墊採用。
不過這些評價方式也有值得借鑒參考的優點，指出床墊非均質特性的考量。床墊並不是整體都有相同的軟硬度，包含床墊的表層、中層、底層都可能軟硬度不同，其次床墊材料軟硬度也不是成比例的數值，不同力道位移的比例也不同，簡單說施力 1 公斤，下沉 1 公分，但施力 3 公斤位移並非 3 公分，可能是 2.5 公分，施力 6 公斤位移可能只有位移 4 公分，這稱為非線性關係，這種非線性關係成為所有床墊開發業者數十年研究、控制的焦點。
床墊軟硬度非線性特點
因為材料本身特性，加上人體並非平面，因此身體的每個部位重量不同、面積不同，對床墊表面的壓力也不同，此外每個人的體重、體型也不相同，因此如果床墊的非線性軟硬度能提供不同重力下不同的軟硬度，就能提供理想的支撐性能。
實務上將不同力下的位移變化作記錄，再繪製成圖，就更能說明床墊的軟硬度性能，如下圖左。不過要繪製出每個點位移，現實執行上顯然不太可能，因此需要藉由數學公式來描繪。
透過微積分可以推導出曲線的變化，就是應力-應變曲線（stress-strain curve）。應力-應變曲線記錄材料在不同的拉伸和壓縮加載（應力）下的形變（應變）來繪製，也可以是拉伸，通常是透過數學模型來推斷，因此與真實的表現會有些微差別，但差別不大可以忽略不計。
應力應變的曲線就如同下圖所描繪的圖表。
應力-應變曲線可以表示出不同力量下的不同軟硬度表現，更適合運用在類似泡棉、乳膠等泡沫軟質材料。因為這類材料會在壓力大時改變分子排列，增加密度，產生更大的抵抗變形力量，也就是力量越大會變硬，更有支撐力，這也就是軟硬度呈現非線性關係。
這種表現方式可以解釋床墊力學的各種特徵，因此非常實用，很容易就能判斷出哪種材料的最佳使用條件、哪種適合體重更重、哪種適合體重更輕，在特定力學方面，那種材料性能更好。
如同下圖，可以快速判斷左邊的材料比較硬，因為斜率較陡。此外左右兩邊可以看出右邊在 600N 時，位移快速變小，也就是在約 61.18 公斤力（600N 牛頓力的換算）時，有很強的抵抗變形能力；左邊則是在 700N 時有同樣的現像，因此設計產品時，就能依照需要選擇哪一種材料。
例如製作椅墊，因為人體體重可能超過 80 公斤，因此這兩種材料都能使用，因為都會在接近 7 公分時有很強的抗型變力。其次至少要用到 8 公分厚度材料，才足夠使用。如果要挑一種，右邊的材料會感覺更柔軟，左邊材料感覺更硬，哪種適合就要考慮到使用情境，是辦公椅、餐椅還是沙發、窗邊軟墊等不同情境。
了解床墊軟硬後，選擇合適軟硬度的評估基準就是健康，不合適的床墊確實會影響身體健康。要選擇軟一點或是硬一點的床墊，首先要了解床墊軟硬度如何影響人體健康。
床墊軟硬度如何影響健康
人體睡眠時，利用枕頭將頭部抬高，這是為了保持人體頸椎的自然角度，但如果床墊太軟、枕頭太高，都可能讓人體的頸椎角度或腰椎角度改變，引起一連串複雜的改變。其中人體內部骨骼角度改變，對肌肉、軟組織等影響，可以稱為內應力，內應力與外部的力共同影響人體的骨骼與軟組織，帶來對身體的影響。
也因此，床墊的軟硬度對人體的影響有兩方面：一是人體皮膚與床墊接觸產生的壓力；二是對脊柱排列的影響。這兩種造成的問題不太相同，但都對身體造成傷害。因此選擇床墊軟硬度時，一定要考量對健康的影響。
床墊軟硬度會改變身體壓力分佈與大小
人體躺在床墊上，皮膚與床墊接觸，接觸面會因為人體的重量產生壓力。但因為身體有內臟、曲線、脂肪等，因此各部位重量不同，壓力就有大有小。重量大、接觸面積小，壓力較大；重量小，接觸面積大，壓力就小。
合適的床墊能讓人體的各部位壓力都維持在較小的理想情況，但人體的各部位並不是相同的質量，因此造成的下沉程度會不同，那麼到底哪些部位是受壓的熱點呢？要回答這個問題就要先了解人體的比例，哪些部位重，哪些部位輕，所幸這個問題很早就引起醫學家的興趣。
人體各部位的質量不同，接觸面壓力也不同
要了解人體每個部位的重量可以從一份研究中初步了解，這是一份 1884 年針對人體各部位質量的測量。
根據這份研究，人體質量大的部位主要集中在軀幹，包括胸、腹與臀，這三個部位占全身一半的質量，如下表數字。表格將人體質量用 1000 代表，標示各部位的占比。這份研究中得出的比例指出人體在胸(背)、臀部的重量是人體壓力的主要部位。
不過因為亞洲人與歐美人士仍有明顯的比例差異，因此設計實務上會參考亞洲人的體型特徵，網路上有一份關於中國大陸的人體統計，包括了常態分佈的中位數與5 / 95百分比的統計，可以將人體各部位比例的可能性考慮得更周延。
台灣也有類似的量測資料，這份是勞工靜態與動態人體計測資料庫的統計。
除了性別會有差異外，其實還有一個 BMI 值會影響分佈比例，因為肥胖會影響人體各部分區段的質量比例，讓軀幹的重量相對於頭與四肢增加更大，因而影響脊椎曲度的變化。因此 BMI 大的人體需要更重視軟硬度帶來的脊椎曲線變化。
這些影響人體體壓分佈的因素只是說明床墊設計的複雜性，不過好消息是，人體的感知並不總是那麼精準，椎間盤軸向扭轉也有約 6 度的容許空間，因此軟硬度有個別人體的偏好喜愛與健康容許範圍。
體表接觸壓力與壓力性損傷和翻身有關
人體平躺在床墊上時，體表與床墊的接觸面會因為重力、支撐力、體內的內應力對人體體表產生壓力，壓力直接顯示了身體各部位的壓力，體表壓力有什麼關聯呢？
人體的小動脈的微血管壓力約為 3.3-4.6kPa（25-35mmHg），小靜脈的平均壓力約為 1.6kPa（12mmHg），臨界值約為 4kPa（30mmHg）。這表示如果圖中的壓力超過小動脈血壓，血管血流就會減少，甚至可能阻塞毛細血管，影響營養的輸送。
當床墊太硬，如果人體與床墊之間的界面局部壓力大於人體末梢小動脈血管壓力，且壓力持續時間 1 至 2 小時，就可能阻斷毛細血管對組織的灌流，引起組織缺氧。這也是人體受壓時間超過 2 小時以上，就會引起人體肌肉軟組織不可逆的損傷，形成壓力性損傷，也就是褥瘡的原因。
褥瘡潰瘍的形成是多因素的（外部和內部因素），但所有這些都會導致缺血和壞死的共同途徑。組織可以承受異常的外部壓力，但長期持續施加的壓力是主因。外部壓力必須超過動脈毛細血管壓力以阻礙血流，且必須大於靜脈毛細血管閉合壓力（ 8 至 12 mmHg）以損害靜脈血液的回流。如果維持高於這些數值的壓力，則會導致組織缺血並進一步導致組織壞死。因此如果床墊壓力能避免出現壓力值超過微血管壓力，就能避免增加翻身的次數。
不過有個方式能夠更直覺認識人體在不同床墊的體壓分佈狀態。
在一份醫學研究報告中，利用鋪放在床墊上的感應器（body pressure distribution of mattress）量測。
- 床的軟硬度：比較人體躺在軟、適中與硬三種床墊的壓力分佈情況。
- 床墊以 ILD@25% 的量測，軟床墊：20lbs 約 9.07 公斤力[1]、適中床墊：42lbs 約 19.05 公斤力、硬床墊：120lbs，約 54.43 公斤力。
- 真實測量：邀請 16 位受測者，體型 BMI 值在正常範圍，沒有脊椎損傷、畸形或病理史的測試志願者（29.4 ± 5.1 歲）。平均身高、體重分別為 162.5~178.1 公分、77.6~51.2 公斤，。
- 因為需要觀察脊椎角度，因此創造了一個39歲，176公分，74公斤男性實驗模型，並驗證與真實情況差異不明顯，可以用來推估。
下圖是報告中的一小部分，透過感應儀器將人體躺在不同床墊時，身體各部位的壓力描繪標示，用顏色區別壓力等級，紅色是壓力大區域，藍色與綠色則是壓力相對較小的區域。這是以實驗模型作量測的結果。
結果顯示人體躺在較硬的床墊時，接觸面積較小，因此人體重量集中的部位就會出現壓力較大的「壓力值」；在較軟的床墊時，接觸面積較大，整體壓力就會下降。圖中的數字就是該點壓力，這是以 kPa 單位表示。
從前文得知，壓力理想狀態低於 8~12 kPa，因此可以得知實驗中的硬床墊可能帶來壓力損傷的風險。不過正常在人體內，局部缺血誘導產生一種可以刺激神經末梢的物質，使健康的人在經歷疼痛之前就會轉身，以釋放壓力，這也是睡眠時翻身的原因。健康的人會透過翻身等適度的動作，減小人與床墊界面壓力對人體肌肉軟組織的影響（正常情況下，每晚翻身次數約為 20 次到 35 次左右，因人而異）。
人床接觸壓力「過於均勻」不見得提高睡眠品質
睡眠中過於頻繁的動作會使睡眠時斷時續，不利於睡眠質量的提升。人體翻身正常是發生在淺睡眠階段，翻身太困難可能會中斷睡眠狀態，導致淺睡眠無法進入深層睡眠。
人體翻身次數太少，則會導致人體局部處於持續受壓的狀態，雖不致於導致細胞壞死，但同樣不利於人體的血液循環和神經傳導與肌肉放鬆。極端的情形就是發生在行為受限或長期臥床者，在負荷承載作用時間和作用強度雙重影響下，會進一步導致褥瘡的形成。因此對於防止褥瘡的床墊設計目標就是在不影響身體曲度的情況下，讓身體表面壓力能平均且小。
看到這裡，我們可能會覺得人體與床墊之間壓力分佈越平均（最高值與最低值差距越小、平均壓力越小、接觸面積越大）對健康有正面幫助，但這個認知似乎與研究結論並不一致。壓力過於集中對健康有疑慮，但壓力過於平均不見得有助於睡眠品質，反而是壓力分佈居中的床墊評價更好。
該研究認為適當的界面壓力分佈才有利於改善睡眠質量，壓力過於集中或分佈均勻則無助於良好的睡眠。至於為什麼，研究並沒有特別指出，也許與太空人在無壓力狀態下的情況有異曲同工之妙，但仍有待於醫學上進一步研究，當然也不排除床墊的其他性能影響睡眠品質，例如：回彈性、透氣、保暖或過熱等，床墊「過於均勻」可能太熱、床墊「過於均勻」可能不透氣等等。
不同睡姿時的壓力集中部位不同
我們可能會好奇，仰睡的壓力分佈較大還是側睡時壓力比較大？這個問題有助於理解軟硬度的選擇是不是要考慮睡姿。如果依照推論，因為側睡的面積應該比仰睡小，同樣重量下，側睡應該會有更大的局部壓力。
在一份研究中，量測了 1 名男性舉重運動員進行體壓採集，被試者身高 173 公分、體重 101.5 公斤、BMI 為 33.9。分別採用仰臥和側臥 2 種睡姿在軟床墊和硬床墊上進行試躺，並對其臀部和肩部的體壓進行採集，共獲取 8 張體壓圖。
仰臥和側臥 2 種睡姿在軟床墊和硬床墊體壓圖。當以仰臥姿勢在硬床墊時，臀部有19.56kPa 的壓力，肩部 13.26kPa；臀部高於同床墊的肩部壓力 15.59kPa。在軟床墊時，仰臥壓力都大於側臥壓力。但整體來說硬床墊仰睡臀部平均壓力大於肩部，側睡時則肩部略高於臀部，但肩、臀平均壓力都明顯增加，硬床墊不利於側睡。軟床墊平均壓力小於硬床墊，側睡時主要壓力點在肩頭。側睡與仰睡姿勢壓力在兩種床墊中，都出現在臀部。
當人體採用仰臥睡姿時，臀部會產生最大的壓強；採用側臥睡姿時，肩部會產生最大的壓強。同時，最大壓強會受被試者的胖瘦程度、性別以及床墊硬度等因素的影響，一般身體品質指數（BMI）較大的男性被試者在硬床墊上會產生較大的壓強。
- 床墊過硬時，容易在體表出現壓力峰值，高的峰值容易導致人體翻身頻繁；體表壓力會讓身體的軟組織受壓產生創傷。
- 床墊過軟時，人體會深深陷入床墊之中，人體翻身或姿勢調節需要消耗較大的能量，增加翻身的難度，有時甚至會睡眠中斷而醒來。
床墊軟硬度影響脊椎排列
雖然統計上顯示，人體習慣側睡數量最多，俯臥最小，但實際上睡眠時，人通常會呈現不同姿勢，入睡時可能是側睡，醒來時變成仰睡，這些變化的姿勢是人體不自覺地放鬆肌肉、骨骼壓力的表現。
睡眠姿勢影響脊椎排列
床墊軟硬度也會影響脊椎的排列，尤其是睡姿影響更大，這可以從仰睡和側睡兩種姿勢來看。
人體仰睡時，最好的情況是脊椎排列能與直立姿勢時呈現的雙微 S 型；側睡時，則應該保持一致的直線形狀。床墊軟硬度會改變人體脊椎的排列，任何不是自然角度下的改變，都會影響椎間盤的休息，同時也讓肌肉緊繃來維持身體姿勢需要的力量。
如下圖，左側是仰睡時，人體矢狀面的脊椎排列；中間則是側睡時，人體額狀面的脊椎排列，應該呈現一直線。右側則是分佈在頸椎、胸椎、腰椎的不同椎骨，每塊椎骨間有椎間盤組成，成為可以變化角度的脊椎，因此椎間盤成為脊椎健康中至關重要的部位。
床墊太軟對脊椎排列的風險較高
藉由同一份研究來說明，如下圖定義了各種平躺時的脊椎參數，這是了解人體平躺時，床墊軟硬度改變如何影響脊椎參數變化。好的床墊就是讓這些變化最小，或保持在人體能透過自身保護機制，例如翻身來補償或修正，避免產生累積傷害。
從上圖可以知道，HD 就是枕頭高度；TI 則是因為床墊軟硬度造成的角度。CLD 與 LLD 分別代表頸椎與腰椎兩個前凸與 TI 的距離觀察變化。
該研究找了16 名 BMI 幾乎都在正常範圍到略偏重的體型，因此可以作為正常體重範圍的參考，記錄角度後結果如下圖。
再看真實情況與電腦模擬結果如下圖。
人體平躺在軟、中、硬三種床墊時，脊椎水平會接近床墊水平，但仍有仰角。偏硬的床約在 1~2 度間，偏軟的床可能會擴大到 4~8 度之間。因為研究中使用同樣硬度的枕頭，因此軟床墊對頸椎影響最大，產生對健康明顯影響的曲度與壓力變化，這因為腰椎、胸椎下沉較深，因此增加了頸椎的壓力。
研究指出適中床墊是最佳選擇，這與班尼斯天然乳膠床墊的軟硬度相近。而硬床墊可能帶來軟組織的壓力損傷。使用軟床墊時，需要注意的是，枕頭的支撐力可能會被放大，建議選擇較軟或更薄的枕頭。不過如果進一步考量 BMI 值大的人體，由於脂肪堆積在腹、臀部間，可能讓 TI 角度更大，從而讓軟床墊 CLD 距離更大，對頸椎產生更大的壓力。
研究雖然有限制，例如，真實生活人可能會透過試躺選擇更合適的枕頭，避免頸椎過高的問題。但該實驗結論符合一般真實經驗，常見骨科醫生對於患有脊椎疾病病患建議選擇稍硬的床墊，避免軟床帶來無法控制的脊椎曲度問題，尤其在複雜的人體與床墊之間，適中到偏硬的床墊優點遠大於可能的缺點。
不過這個研究並沒有討論到側睡時的問題。人體側臥位的身體輪廓與仰臥位的背部輪廓不同，一般而言，男性肩寬大於臀寬，女性則臀略大於肩。床墊要同時讓人體在仰睡與側睡時脊椎排列正確，就是床墊設計最重要的挑戰。
睡眠姿勢影響軟硬度的需要
人體的骨盆區域更寬、更重，但胸部區域並非如此。肺部雖然較寬但並不更重，如果床墊太硬肩膀無法下垂到床墊中，那麼肩關節的接觸面會受到高應力，導致疼痛和不舒適。不過在側睡時，更重要的其實是枕頭的搭配，通常習慣側睡需要高一點的枕頭。
另外，雖然側睡時的脊椎排列經常用 90 度側臥位說明，不過實際上睡覺時，人體為了維持身體穩定，通常不會以 90 度的側臥位，而是會透過手、腳的屈伸讓身體能夠穩定，這同樣會降低接觸面的壓力，同時減輕脊椎彎曲的問題。例如：一種介於側睡和俯臥睡姿之間的姿勢，以消除有害的側彎，這種姿勢被稱為半俯臥位姿勢（Sim’s Position），大多數人在床墊上睡覺時採取這種姿勢會感到較為舒適。
有研究指出，人體雖然有偏好的姿勢，而且會在偏好姿勢保持更久，但大部分人在睡眠中仍然會變換睡眠姿勢，且主要在左側位與右側臥位間轉換，較少的是俯臥位。翻身的頻率範圍為 1.86 次/小時至 2.40 次/小時，受試者在一個晚上的睡眠中可以翻身數十次，表明每個人在睡眠期間不會長時間保持同一姿勢，睡眠品質越好，翻身頻率越低。
利用睡眠工具是更積極有效的助眠方法
如下圖，若床墊偏硬，側臥位呈現水平，需要額外的輔助工具補足身體曲線的空隙。床墊如果太軟，就可能形成脊椎側彎。
床墊真正影響人體脊椎的問題主要出自椎間盤。椎間盤是每節脊椎相連的軟組織，具有彈性。椎間盤在睡眠休息時應該處於零壓力狀態，這有利於補充水分，保持隔日日間的彈性。椎間盤負荷過高可能會干擾椎間盤補液並導致局部疼痛感，如果長期處於壓力下，就有可能在日後出現椎間盤突出等問題。
床太軟、床太硬對健康的影響
床墊過硬不利於人體脊柱處於自然彎曲狀態和肌肉的放鬆。
床墊過硬時，人床界面壓力分佈較為集中，仰臥睡姿時，壓力主要集中於臀部、肘部、頭部等骨突部位，腰部處於懸空狀態，缺乏支撐，不利於肌肉放鬆和脊柱保持自然的狀態；側臥睡姿壓力主要集中於大拐子點、肩部和頭部，側臥在硬度較大的床墊時，人體的穩定性較差，為了保持睡姿，部分肌肉將處於緊繃施力狀態，長時間會造成肌肉疲勞。而一旦脊柱處於非自然彎曲的狀態，椎間盤受壓就會增加。
床墊太硬相較於軟床墊對於脊椎排列的影響較小，問題主要凸顯在局部壓力容易產生壓力點，同時也容易因為肌肉疲勞產生痠痛問題。
太軟的床墊影響脊椎曲度，限制睡姿的改變
太軟的床墊會導致脊柱因過度彎曲，讓椎間盤得不到應有的休息與水分補充，久而久之產生一些問題，例如：椎間盤突出等脊椎病症。
吊床效應
當床太軟導致臀部下沉太多，身體脊椎也會跟隨下垂的床墊曲線，形成「吊床效應 Hammock-effect」，脊椎呈現異常彎曲。如圖所示，脊椎未正確對齊，不會緩解背痛。但吊床效應通常出現在軟床，仰睡或側睡都可能，只是側睡更嚴重。硬床相對比較容易排列整齊，但腿部的擺放卻可能帶來對脊椎的扭轉，問題也不小。
活動自由度
床墊過軟，臀部極易深深陷入床墊之中，不僅不利於脊柱保持自然的狀態，同時也可能增加翻身、變換睡姿的困難，尤其對於體重過重的使用者問題更明顯。
進階閱讀：床墊太軟？床太硬？晚上睡覺上背痛？腰痠背痛看這篇：仰睡、趴睡、側睡床墊如何選，改善方式
床墊軟硬度的選擇建議
因此消費者在選擇床墊時，對於軟硬度的判斷必須要作一些調整：
成人挑選床墊軟硬度的建議
- 一般床墊中，軟硬度影響健康的幅度最大，因此選床時先挑對軟硬度。
- 請先確認枕頭是否要一併更換，枕頭軟硬度與高度影響床墊軟硬度的選擇。床墊偏軟時，枕頭不能太高，讓頭部與床墊距離偏高，否則會增加頸椎的壓力。因此若挑選新床的軟硬度比舊床軟，建議枕頭要更換或調整高度。
- 人體對床墊軟硬度的需求是具有不同層次的。對表面要柔軟，以避免軟組織壓力，但同時需要舒適層核心要堅實，提供必要的支撐力。
- 挑選方式首先考慮 BMI 值，了解自己的身高、體重與體型。若不是體重超重類型，可以從軟硬度適中開始。
- 一般床墊業者會提供軟硬度建議，挑選時應該要從適中開始調整。
- 雙人使用床墊，那麼軟硬度應先依照 BMI 較大，體重較大一方為準，考慮其他性能後決定，也可以利用其他寢具調整。合理的分層軟硬度設計，能縮短兩人感受差異。
- 人體能感受的軟硬度並不是很精確，而是有模糊適應範圍，床墊軟硬度的合適度問題，同樣能有適應範圍，因此即使客觀最適合的軟硬度，仍然可以接受依照主觀偏好調整±1級。
青少年挑選床墊軟硬度的建議
- 青少年選床要考量的是年齡段。尤其在國中時期，青少年的身高體重是變化最快的時期，因此應該將成長納入考慮。
- 適當的身體壓力是促進青少年骨骼與肌肉生長的必要條件，挑選床墊時，脊椎排列正確是首重要素，選擇軟硬適中到偏硬都在適應範圍。
- 以台灣人口來看，小六男生從 149 公分（中位數）長高到 168 公分，接近成人 170 公分，因此床墊尺寸以成年人需要考慮。
- 小六男童、女童體重到國中畢業會成長快速，因此若在此時選擇床墊，偏硬床墊能在幾年內隨著體重增加逐漸成為軟硬適中床墊。
兩人分享一張床墊時，軟硬度怎麼選？
兩人分享床墊，如果遇到 BMI 值相差巨大，是床墊設計上的難題。目前市場上也提出以兩張不同軟硬度的單人床合併，再鋪設一張軟墊組合成一張雙人床，但這種解決方案仍然有使用上的疑慮。
如果是同一張床，那麼就講究床墊設計選料的技術。其實一張床墊的軟硬度是有層次的，透過多層次的軟硬度設計，可以達成不同 BMI 且差距明顯的兩個人，取得相近的感受。舉彈簧床為例，從表布層、舒適層到支撐層，都能設計不同的軟硬度與應力、應變。3 公分讓你體驗柔軟，3 公分後體驗支撐回彈，支撐層提供穩定堅固與彌補軟硬度與彈性。
很多研究或醫師會給出選擇床墊的建議，絕大部分都有其道理，但問題其實出現在界定軟硬度以及個別體型的需求。到底什麼床墊才算軟，什麼床墊才算硬？本文最後提供幾個簡單的判斷方式。
挑對床墊軟硬度的實務建議
當我們身在門市或甚至在網路時，如何挑選床墊軟硬度？首先如果要透過人體去準確感受床墊軟硬度，其實是有困難的
標準軟硬度分級
如果有標準軟硬度分級，例如歐盟或其他組織標準（非賣家自己評定的），可以依照標準來選擇。例如前面提到的 EN 1957:2000 的硬度評價（firmness, Hs），共分 10 級，1 為最硬，10 為最軟，5 ~ 7 為適中，一般人可以確認最中等級，往左右設定 1 級都是合理的選擇範圍。不過若是歐美地區標準，需要考慮歐美人士通常體型偏重，因此軟硬度要略為向偏硬方向移動一級。
BMI 判斷法
BMI 是衡量體型變異的有效方式，國際間雖然認為 BMI 不足以衡量身體健康，應該進一步考慮體脂。但 BMI 簡單易用，尤其在判斷人體體型時，仍有一定參考性。
不同的 BMI 值對床墊軟硬度需求不同。
輕度肥胖以上的體型，可以明顯發現在腹部、臀部的重量增加，相較於正常範圍的人體，更容易影響軀幹水平與腰椎角度，因此選擇床墊時，更應該注意軟硬度。
因此實務上若是在一家床墊門市，通常會給出建議，依照建議先體驗，中度肥胖再往偏硬的床墊選擇，如果以 10 級畫分軟硬度，數字小者軟，數字大者硬，5 代表適中，可以挑選 6~7 以上。體重較重需要偏硬一點的舒適層，這是因為能夠獲得比較小的身體位移，確保身體曲線不會變化太大。
有一篇文章這是這樣建議的：
偏瘦的人睡硬床會覺得磕磕碰碰，而且體重較輕，床墊不易下陷，適合偏軟的床。偏壯的人可以考慮睡相對硬一些的床墊，這樣人體壓力可以更加平均地分佈到床墊上。但更合理的說法是體重特別輕的使用者，適合較軟的床墊，10 級分法的居中往軟偏 1~2 級即可，但也不適合選擇 1~3 等級。偏壯的人選相對硬的床墊主要是為了讓脊椎排列角度不會太大，造成椎間盤的負荷過大，不利於休息與補充水分，並非壓力的問題。
沒有任何資訊下的方法
若沒有任何資訊，選擇床墊只能單憑身體感覺與量測時，以下提供幾個網路提到的辦法，供網友參考。
手掌測試法
用手伸進後頸、腰部、膝蓋後部還有沒有餘位，如果沒有，但手還能輕鬆伸進去，就是軟硬適中；如果有餘位，就是偏硬；如果手伸進去很費力，就是偏軟。
這個方法網路上很多文章轉貼或建議，基本上有其道理。當手中沒有足夠的資訊時，這能幫助你測量身體貼合度。試躺時請確認店家是否提供合適的枕頭，不要在沒有枕頭的情況下試躺，因為這會讓頸椎偏離實際高度，可能現場覺得適合的床墊，回家後會太軟。因為枕頭會拉高頸椎對軀幹水平的距離，進而讓腰椎下沉。
試躺測試法
- 試躺床墊時，先採仰躺位，感受腰部、臀部、背部與肩頭的壓感，如果覺得舒適，再改採側臥位，若肩頭沒有明顯壓感，這張床大致上適合使用。
- 你坐在床墊上覺得它非常軟，但躺下卻沒那麼軟，這張床墊可能是合適的；相反，你坐在上面覺得它非常軟，躺下來還是覺得它非常軟，這張床墊可能是不合適的。
- 如果仰躺後，身體下沉超過 5 公分以上，這張床墊很大可能是太軟的。
- 但請注意必須在習慣的枕頭類型與高度下測量。枕頭不同，床墊軟硬度感受有很大可能會產生不適合的情況。如果可能，可以帶自己習慣的枕頭去體驗，或是選用同規格、同類型的枕頭。
- 試躺後應該靜止 10~15 分鐘，體驗背部溫度是否太熱、腰部間隙大小、頸椎間隙是否明顯。
三分之一法或拳頭下壓法
- 按壓床墊，不要深入超過 1/3 ，10 公分厚度不要下沉超過 3 公分。
- 拳頭下壓，如果下壓在 1~2 公分偏硬，3~5 公分適中，6~8 公分太軟。
這兩種方法看似有道理，但實際上作用不大。這兩種方法都會因為施力者力量、床墊設計產生太大誤差。例如兩名男士，相同體重，相同 BMI，一位是健身房教練，另一位是電腦文書，兩人的判斷可能就落差很大。再者若是一張床舒適材料厚度 5 公分，下壓時下沉超過 2 公分，超過 5 公分的 1/3，但實際上平躺時，並不代表該材質偏軟。再如一張床墊，舒適層 5 公分，拳頭一壓就接近 5 公分，碰觸到 2.4 線徑彈簧，壓不下去，這並不代表適中，有可能舒適層太軟。
因此這兩種方法其實只能比較兩張床之間哪一張軟，哪一張硬，並無法正確得出是否適合自己。
綜合各種建議，可能會發現都不推薦偏軟的床墊，似乎這是一種包裹糖衣的毒藥，但事實上好的床墊設計是既能柔軟，同時也能提供足夠的硬度支撐。網路上有些對軟硬度的建議是以不同類型的床墊來區分，例如椰棕床墊是偏硬，乳膠床墊偏軟；彈簧床偏硬，泡棉床墊偏軟，但這種方式其實並不正確，實際上乳膠床墊也能有偏硬的選擇，彈簧床也能作到偏軟的性能設計，這都取決於材料的搭配運用。
網友如果覺得實在太過複雜，也可以前往班尼斯門市試躺，確認軟硬度是否合適。班尼斯乳膠床墊在設計時，床墊軟硬度是參考台灣人體常態數據，挑選成年人體中中位數與5% 和 95% 百分位為範圍，提供從軟到硬的床墊。同時選用不同軟硬度性能的材料，滿足不同使用者情境與需求。
如果您在網路上或實際聽過哪些判斷方式，也歡迎您留言或詢問。希望藉由本文能帶給大家對於選床時一點小小的幫助。
最後，提醒所有的讀者，床墊設計與床墊銷售截然不同，床墊設計需要科學嚴謹的實驗與思考，班尼斯在漫長的床墊製造經歷過程，從傳統土師傅作法轉型到透過各種科技精細床墊的實際細微體驗，本文是一個簡單的開始，實際上床墊軟硬度還有多的細節與令人意想不到的技術，也歡迎讀者前來體驗。
[1] Indentation Hardness（ILD）壓陷硬度是用半徑約10公分的金屬圓盤在受測軟質泡沫材料加壓變形25%，量測需要的力度。半徑10公分大約是322平方公分的接觸面積。