行走過程中左右側(cè)乳房運(yùn)動的不對稱性研究

任景萍 孫萌梓 周興龍 張健

摘要：探討左右側(cè)乳房的運(yùn)動學(xué)特征和差異，為運(yùn)動中如何保護(hù)乳房及運(yùn)動文胸的研究和設(shè)計提供理論依據(jù)和建議。方法：運(yùn)用Qualisys 紅外光動作捕捉系統(tǒng)測試12名C罩杯女性在6 km/h行走過程中裸胸及穿運(yùn)動文胸狀態(tài)下左右兩側(cè)乳房的運(yùn)動學(xué)特征，采集頻率為200 Hz。結(jié)果：兩側(cè)乳房在著運(yùn)動文胸和裸胸2種狀態(tài)下有相似的運(yùn)動軌跡；裸胸走時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍差異較大，著運(yùn)動文胸走時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍差異較小。結(jié)論：裸胸時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍存在顯著性差異，左側(cè)乳房的運(yùn)動范圍明顯大于右側(cè)乳房；著運(yùn)動文胸時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍差異減小，左側(cè)乳房位移減小率明顯大于右側(cè)乳房位移減小率，著運(yùn)動文胸可以減小兩側(cè)乳房運(yùn)動范圍的差異。

關(guān)鍵詞： 行走；左右側(cè)乳房；乳房運(yùn)動；不對稱性；裸胸；運(yùn)動文胸

中圖分類號： G 804.6文章編號：1009783X（2016）04036005文獻(xiàn)標(biāo)志碼： A

發(fā)育成熟的女性在乳房大小、輪廓及密度上都有顯著差異[1]，兩側(cè)乳房不對稱性在大多數(shù)女性生長發(fā)育中是正常存在的[2]。據(jù)研究，左右乳房不對稱人數(shù)約占總?cè)丝诘?2%[3]和82%[4]，通常左側(cè)乳房要大于右側(cè)乳房[3]。非哺乳期乳房質(zhì)量為150～225 g[5]，不同的乳房尺寸是由于脂肪組織不同造成的[6]。有研究顯示乳房質(zhì)量與胸骨上切跡到乳頭間距離有關(guān)，在靜止?fàn)顟B(tài)時伴隨乳頭位置向下偏移會增加乳房質(zhì)量[7]。在運(yùn)動過程中，乳房軟組織的運(yùn)動受控于軀干的驅(qū)動力、軟組織的黏彈性及外在的穿著文胸的支撐[8]。進(jìn)行身體活動，例如跑步時，乳房質(zhì)量不對稱可能導(dǎo)致同樣的軀干驅(qū)動力產(chǎn)生左右兩側(cè)不同的運(yùn)動學(xué)表現(xiàn)，但實驗研究通常根據(jù)單側(cè)乳房的數(shù)據(jù)（左側(cè)乳房[910]、右側(cè)乳房[1114]）結(jié)果提出改善文胸整體支撐水平設(shè)計的建議。如果穿著對稱設(shè)計的文胸，則意味著對于所有乳房不對稱的女性而言，較小一側(cè)的乳房得到的支撐會更少，因為顧客普遍選擇與較大一側(cè)的乳房相適應(yīng)的文胸[15]。有研究比較了在跑步機(jī)上運(yùn)動時左側(cè)與右側(cè)乳房合位移，發(fā)現(xiàn)沒有明顯差別[16]。Zelazniewicz等[17]研究發(fā)現(xiàn)：在妊娠期中，女性兩側(cè)乳房的體積差會隨時間的推移逐漸變小。另外，一些制作文胸的企業(yè)做文胸效果驗證實驗，在測試受試者乳房數(shù)據(jù)時，通常通過測試左側(cè)乳房一側(cè)的數(shù)據(jù)來代表乳房的整體數(shù)據(jù)。鑒于以上問題，本研究為了探討左右兩側(cè)乳房運(yùn)動有無差異性，選取了12名C罩杯的無妊娠史的未婚女性作為研究對象，在裸胸和著運(yùn)動文胸2種不同狀態(tài)下，通過測試6 km/h速度的走時乳房的運(yùn)動學(xué)參數(shù)，比較左右兩側(cè)乳房的運(yùn)動特征和運(yùn)動學(xué)差異，為運(yùn)動中如何保護(hù)乳房及運(yùn)動文胸的研究和設(shè)計提供理論依據(jù)和建議。

1研究對象與方法

1.1研究對象

選取12名未婚健康女性，無妊娠或哺乳經(jīng)歷。乳房尺寸均為C罩杯，測試前由專業(yè)人員測量受試者的乳房基本信息，保證上下胸圍差在14～17 cm。受試者基本信息見表1。

1.2研究方法

受試者在實驗前簽寫實驗知情同意書，并填寫基本信息（姓名、出生年月、體重、身高、優(yōu)勢側(cè)），本次實驗受試者口述習(xí)慣優(yōu)勢側(cè)均為右側(cè)。測試場地中間放置一臺h/p/cosmos跑步機(jī)，坡度均為0°。正式測試前受試者以6 km/h的速度在跑步機(jī)上先熱身6 min，再休息6 min，休息期間，在受試者乳房及身體上貼反光標(biāo)志點(diǎn)。測試時，受試者在裸胸和穿文胸2種狀態(tài)下分別以6 km/h的速度行走6 min，中間休息6 min，裸胸和穿文胸測試的順序隨機(jī)，有的受試者先裸胸測試，有的受試者先穿文胸測試，隨機(jī)的目的是減小受試者對跑臺的適應(yīng)性對實驗的影響，保證實驗數(shù)據(jù)的真實可靠。采用10個鏡頭的Qualisys紅外光動作捕捉系統(tǒng)獲取運(yùn)動學(xué)數(shù)據(jù)，采集頻率為200 Hz。測試現(xiàn)場布置如圖1所示。

全身共貼23個反光標(biāo)志點(diǎn)，身體反光標(biāo)志點(diǎn)的名稱和貼點(diǎn)位置見表2，乳房及運(yùn)動文胸上貼點(diǎn)位置如圖2所示，文胸和乳房上5個貼點(diǎn)位置使用皮尺準(zhǔn)確測量距離。軀干上T4、T7、胸骨角3點(diǎn)用來作坐標(biāo)轉(zhuǎn)換。

受試者實驗測試時穿戴統(tǒng)一配置的帆布鞋、緊身短褲、運(yùn)動文胸。運(yùn)動文胸設(shè)計為背心式、高雞心、無鋼托、背部為鏤空設(shè)計、背部肩帶呈工字型。其材料為面料1：80%錦綸、20%氨綸；面料2：75%錦綸、25%氨綸；里料：65%錦綸、35%氨綸。運(yùn)動文胸的款式如圖3所示。

2數(shù)據(jù)處理與分析

2.1絕對坐標(biāo)和相對坐標(biāo)的轉(zhuǎn)換

2.1.1大地坐標(biāo)系

額狀軸（左右）為X軸，向右為正；矢狀軸（前后）方向為Y軸，向前為正；垂直軸（上下）為Z軸，向上為正。

2.1.2軀干坐標(biāo)系

在運(yùn)動過程中，乳房的運(yùn)動包含了軀干的運(yùn)動，若想得到乳房本身準(zhǔn)確的運(yùn)動，必須排除身體的牽連運(yùn)動，得到乳房的相

對運(yùn)動，需要建立軀干坐標(biāo)系。要求在軀干上找出能代表軀干自身運(yùn)動，又相對固定，相互間沒有相對運(yùn)動的3個點(diǎn)確定一個平面：S點(diǎn)（胸骨角中點(diǎn)）、T4（背部胸骨角等高點(diǎn)）、T7（第7～8胸椎棘突）符合上述條件，在此3點(diǎn)貼反光標(biāo)志點(diǎn)，貼點(diǎn)時請受試者保持自然站立，利用水平尺使T4點(diǎn)和S點(diǎn)保持水平。故T4S與水平面平行，設(shè)T4為坐標(biāo)原點(diǎn)，T4S為X軸。從后面觀察脊柱，所有椎骨棘突連貫形成縱嵴，位于背部正中線上[18]，所以由S、T4、T7 3點(diǎn)可以確定一平面即為XZ矢狀面。XZ矢狀面的法向量為n=T7T4×T4S為Y軸，根據(jù)右手法則由X軸、Y軸方向確定Z軸的方向。綜上，軀干坐標(biāo)系方向為：矢狀軸（前后）為X軸，向前為正，額狀軸（左右）為Y軸，向左為正，垂直軸（上下）為Z軸，向上為正。

2.1.3坐標(biāo)轉(zhuǎn)換

在大地坐標(biāo)中，乳房的運(yùn)動包含了軀干的運(yùn)動，需要將乳房的絕對坐標(biāo)通過坐標(biāo)系轉(zhuǎn)換變成相對坐標(biāo)，排除運(yùn)動中軀干對乳房的影響，得到乳房的“真正”運(yùn)動，即相對運(yùn)動位移。

2.2數(shù)據(jù)分析

以左足跟著地到左足跟再次著地為一個步態(tài)周期，選取連續(xù)10個周期數(shù)據(jù)，使用 Motion Analysis 處理數(shù)據(jù)，采用低通濾波法平滑，截斷頻率為8 Hz[1920]。

2.2.1數(shù)據(jù)指標(biāo)

位移極差：一個運(yùn)動周期中，乳房各點(diǎn)在3個方向上的位移的最大值減最小值，取10個周期的平均值。位移減小率：一

個運(yùn)動周期中，裸胸時乳房各點(diǎn)的位移與著文胸時乳房各點(diǎn)的位移之差除以裸胸時乳房的位移。

位移減小率=

裸胸時乳房各點(diǎn)的位移-著文胸時乳房各點(diǎn)的位移裸胸時乳房的位移×100%

2.2.2統(tǒng)計分析

使用SPSS 19.0進(jìn)行數(shù)據(jù)統(tǒng)計學(xué)分析。比較裸胸狀態(tài)和著文胸狀態(tài)下左右兩側(cè)乳房的相對位移極差和位移減小率的運(yùn)動差異時使用配對樣本t檢驗分析，顯著性水平為0.05。

3研究結(jié)果與分析

3.1乳房三維及二維運(yùn)動軌跡

根據(jù)乳房的絕對坐標(biāo)，選取一個步態(tài)周期，使用Origin 8.1繪制左、右乳頭點(diǎn)的運(yùn)動軌跡，用來表現(xiàn)乳房整體的運(yùn)動。

3.1.1裸胸走時乳房的運(yùn)動軌跡

從乳房的三維運(yùn)動軌跡中可以看到，乳房上5個點(diǎn)的運(yùn)動軌跡形態(tài)相同，所以用乳頭點(diǎn)代表乳房整體運(yùn)動軌跡的變化趨勢[11]。乳房的三維軌跡如圖6所示：兩側(cè)乳房軌跡的形態(tài)相似，但運(yùn)動范圍有差異；兩側(cè)乳房在水平面上的運(yùn)動范圍顯示左側(cè)的運(yùn)動范圍大于右側(cè)且運(yùn)動軌跡形狀不同；相比于水平面的運(yùn)動軌跡，額狀面和矢狀面上，兩側(cè)乳頭點(diǎn)的運(yùn)動軌跡形狀相似，但兩側(cè)的運(yùn)動范圍有大小之分。3個方向上兩側(cè)乳頭點(diǎn)的運(yùn)動范圍差別較明顯。

3.1.2著運(yùn)動文胸走時乳房的運(yùn)動軌跡

由圖7可知，相比于裸胸狀態(tài)，著運(yùn)動文胸走時的兩側(cè)乳頭點(diǎn)的三維軌跡較裸胸時更加相似，矢狀面和額狀面上的運(yùn)動范圍趨近相同，運(yùn)動的軌跡也基本相同，但水平面上兩側(cè)乳頭點(diǎn)的運(yùn)動范圍相差依然較大。相比于垂直方向和前后方向，兩側(cè)乳頭點(diǎn)在左右方向上的運(yùn)動范圍相差較大。說明運(yùn)動文胸對于控制兩側(cè)乳房的運(yùn)動，減小運(yùn)動范圍的差異有一定作用。

3.2乳房的相對位移極差

3.2.1裸胸走時的相對位移極差

這個指標(biāo)反映了裸胸-行走狀態(tài)下的乳房各點(diǎn)的相對運(yùn)動范圍。

裸胸狀態(tài)下對兩側(cè)乳房各點(diǎn)的位移極差進(jìn)行配對樣本t檢驗得出，在前后方向上：左側(cè)乳房外點(diǎn)和右側(cè)乳房外點(diǎn)的位移極差具有非常顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.32 mm（t=3.1，P=0.01）；兩側(cè)乳房上點(diǎn)的位移極差具有非常顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.42 mm（t=3.33，P=0.007）。在左右方向上：左側(cè)乳房乳頭點(diǎn)和右側(cè)乳房乳頭點(diǎn)的位移極差具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為1.84 mm（t=2.48，P=0.031）；兩側(cè)乳房內(nèi)側(cè)點(diǎn)的位移極差具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.36 mm（t=2.50，P=0.03）；兩側(cè)乳房上側(cè)點(diǎn)的位移極差具有非常顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.11 mm（t=3.08，P=0.01）；在上下方向上：兩側(cè)乳房內(nèi)側(cè)點(diǎn)的位移極差具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.49 mm（t=2.74，P=0.019）；兩側(cè)乳房外側(cè)點(diǎn)的位移極差具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.88 mm（t=2.998，P=0.012）；兩側(cè)乳房上側(cè)點(diǎn)的位移極差具有非常顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為3.05 mm（t=3.42，P=0.006）；兩側(cè)乳房下側(cè)點(diǎn)的位移極差具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為2.64 mm（t=2.40，P=0.036）。

3.2.2著運(yùn)動文胸走時的相對位移極差

這個指標(biāo)反映了著運(yùn)動文胸-行走狀態(tài)下的乳房各點(diǎn)的相對運(yùn)動范圍。

在著運(yùn)動文胸狀態(tài)下對兩側(cè)乳房各點(diǎn)的位移極差進(jìn)行配對樣本t檢驗得出，左右兩側(cè)乳房的位移極差只有在前后方向上有顯著性差異：左右兩側(cè)乳房的外側(cè)點(diǎn)的位移極差具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為1.05 mm（t=2.40，P=0.038）；左右兩側(cè)乳房的上側(cè)點(diǎn)的位移極差具有非常顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為1.52 mm（t=3.73，P=0.003）。

3.3乳房的位移減小率

兩側(cè)乳房的同一標(biāo)志點(diǎn)的位移減小率值越大，則表明文胸對于該點(diǎn)的位移控制作用越好[9]。

對兩側(cè)乳房各點(diǎn)的位移減小率進(jìn)行配對樣本t檢驗得出，在左右方向上：左右兩側(cè)乳房的上側(cè)點(diǎn)的位移減小率具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為3.41%（t=2.98，P=0.013）。在上下方向上：左右兩側(cè)乳房的乳頭點(diǎn)的位移減小率具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為4.28%（t=2.23，P=0.048）；左右兩側(cè)乳房的乳頭內(nèi)側(cè)點(diǎn)的位移減小率具有非常顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為9.70%（t=3.27，P=0.007）；左右兩側(cè)乳房的乳頭下側(cè)點(diǎn)的位移減小率具有顯著性差異，左側(cè)明顯大于右側(cè)，差值均值為5.31%（t=2.40，P=0.035）。

從左右兩側(cè)乳房的運(yùn)動軌跡（如圖6和圖7所示）可以看出，相比于著運(yùn)動文胸，裸胸時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍差異更大。裸胸狀態(tài)下兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍有顯著性差異，左側(cè)乳房的運(yùn)動范圍明顯大于右側(cè)乳房，見表3。著運(yùn)動文胸時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍差異減小，見表4。左側(cè)乳房位移減小率明顯大于右側(cè)乳房位移減小率，見表5。Mills等[21]通過測試10個罩杯為32D的女性分別在裸胸、著日常文胸和運(yùn)動文胸3種狀態(tài)下以10 km/h速度跑時乳房運(yùn)動的不對稱性，根據(jù)乳房運(yùn)動位移的大小將乳房分為優(yōu)勢側(cè)（位移最大）和非優(yōu)勢側(cè)（位移最?。l(fā)現(xiàn)：裸胸時乳房優(yōu)勢側(cè)與非優(yōu)勢側(cè)在3個方向上均有顯著性差異；著日常文胸時，乳房在前后方向和上下方向上有顯著性差異；著運(yùn)動文胸時，只有在上下方向上有顯著性差異，所以，裸胸時乳房運(yùn)動的不對稱性更明顯。

乳房的內(nèi)容物是乳腺和脂肪，固定結(jié)構(gòu)是皮膚、淺筋膜和乳房懸韌帶[22]。胸壁淺筋膜不僅形成乳腺的包裹，而且發(fā)出許多小的纖維束，向深層連于胸筋膜，在淺層連于皮膚，稱為乳房懸韌帶，或Cooper韌帶，對乳房起支持和固定作用，可以限制乳房過度移動[18]。有研究表明左側(cè)乳房略大于右側(cè)[3，6]，造成兩側(cè)乳房運(yùn)動差異的原因可能是由于心臟在左側(cè)，受左側(cè)心臟的影響，左側(cè)乳房的供血量大于右側(cè)乳房，導(dǎo)致左側(cè)乳房在尺寸上略大于右側(cè)乳房。同時也有研究證明質(zhì)量會影響其運(yùn)動表現(xiàn)，例如同樣的身體驅(qū)動力作用于腿或手臂時，質(zhì)量不同會產(chǎn)生不同的運(yùn)動學(xué)參數(shù)[23]。盡管兩側(cè)乳房的運(yùn)動趨勢相似，但同樣的身體驅(qū)動力作用于左右側(cè)乳房時，質(zhì)量不同會產(chǎn)生不同的運(yùn)動表現(xiàn)，它們的運(yùn)動范圍表現(xiàn)出不對稱性差異；所以，將來再通過測試乳房運(yùn)動特征來提供運(yùn)動文胸設(shè)計建議時，應(yīng)該全面考慮兩側(cè)乳房的運(yùn)動學(xué)特征，而不應(yīng)該片面根據(jù)單側(cè)乳房的數(shù)據(jù)來提供參考。同時，左右側(cè)乳房運(yùn)動的不對稱性也帶來一個問題，運(yùn)動文胸制作企業(yè)能否開發(fā)出不對稱罩杯的運(yùn)動文胸或通過定制運(yùn)動文胸以解決乳房運(yùn)動的不對稱問題。

4結(jié)論與建議

4.1結(jié)論

兩側(cè)乳房在裸胸和著運(yùn)動文胸的狀態(tài)下均有相似的運(yùn)動軌跡； 裸胸時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍有顯著性差異，左側(cè)乳房的運(yùn)動范圍明顯大于右側(cè)乳房；著運(yùn)動文胸時兩側(cè)乳房的運(yùn)動范圍差異減小，左側(cè)乳房位移減小率明顯大于右側(cè)乳房位移減小率，著運(yùn)動文胸可以減小兩側(cè)乳房運(yùn)動范圍的差異。

4.2建議

設(shè)計師設(shè)計運(yùn)動文胸時應(yīng)對乳房運(yùn)動的不對稱性特征加以考慮；研究者可針對不同運(yùn)動形式、不同優(yōu)勢側(cè)人群對乳房不對稱性特征進(jìn)行進(jìn)一步研究。

參考文獻(xiàn)：

[1]HOFFMANN S J.Breast health in active and athletic women[J].Womens sports medicine and rehabilitation，2001：132.

[2]CHAN W Y，BHAGWAT M，DIANAi S，et al.Developmental Breast Asymmetry[J].The Breast Journal，2011，17（4）：391.

[3]LOSKEN A，F(xiàn)ISHMAN I，DONALD D，et al.An objective evaluation of breast symmetry and shape differences using 3dimensional images[J].Annals of plastic surgery，2005，55（6）：571.

[4]GABRIEL A，F(xiàn)RITZSCHE S，et al.Incidence of breast and chest wall asymmetries：4D photography[J].Aesthetic Surgery Journal，2011（31）：506.

[5]MACEA J，F(xiàn)REGNANI J.Anatomy of the thoracic wall，axilla and breast[J].Interntional Journal of Morphology，2006，24（4）：700.

[6]PAGE K，STEELE J R.Breast motion and sports brassiere design：Implications for future research[J].Sports medicine，1999，27 （4）：206.

[7]BROWN N，WHITE J.The relationship between breast size and anthropometric characteristics[J].American journal of human biology，2012（24）：159.

[8]HAAKE S，SCURR J.A dynamic model of the breast during exercise[J].Sports Engineering，2010（12）：189.

[9]JIE Z，WINNIE Y，SUNPUI N G，et al.Evaluation of Shock Absorbing Performance of Sports bras[J].Journal of Fiber Bioengineering and Informatics，2009，2（2）：110.

[10]ZHOU J，YU W，NG S P.Identifying effective design features of commercial sports bras[J].Textile Research Journal，2012，83（14）：1503.

[11]任景萍，閆穎，周興龍.不同速度走和跑運(yùn)動中運(yùn)動文胸對乳房振幅的影響[J].首都體育學(xué)院學(xué)報，2015，27（2）：174.

[12]JOANNA S，JENNIFER W，WENDY H.Breast Displacement in Three Dimensions During the Walking and running Gait Cycles[J].Journal of Applied Biomechanics，2009，25（4）：323.

[13]BRIDGMAN C，SCURR J，WHITE J，et al.Threedimensional kinematics of the breast during a twostep star jump.Journal of applied biomechanics，2010，26（4）：467.

[14]WHITE J，SCURR J，SMITH N A.The effect of breast support on kinetics during overground running performance.Ergonomics，2009，52（4）：495.

[15]FIGLEAVES.The bra book：8 easy steps to your true bra size[M].2007：42.

[16]SCURR J，WHITE J，HEDGER W.Supported and unsupported breast displacement in three dimensions across treadmill activity levels[J].Journal of Sports Sciences，2011，29（1）：58.

[17]AGNIESZKA Z，BOGUSLAW P.Breast Size and Asymmetry During Pregnancy in Dependence of a Fetuss Sex[J].American journal of human biology，2015，27：690.

[18]羅冬梅，徐剛.運(yùn)動解剖學(xué)[M].北京：北京體育大學(xué)出版社，2013：381.

[19]JIE Z，WINNIE Y，SUNPUI N G.3D dynamic analysis of breast without and with a sports bra[C].Proceedings of the 17th World Congress on Ergonomics，2009：4.

[20]CHOW DHK，LEUNG KTY.Changes in spinal curvature and proprioception of schoolboys carrying different weights of backpack[J].Ergonomics，2007，50（12）：2150.

[21]MILLS C，RISIUS D，SCURR J，et al.Breast motion asymmetry during running[J].Journal of sports sciences，2015，33（7）：746.

[22]王向義，鐘純，聶云飛，等.乳房固定結(jié)構(gòu)的解剖[J].鄭州大學(xué)學(xué)報（醫(yī)學(xué)版），2005，40（4）：638.

[23]WERNER S，SURI M，GUIDO A，et al.Relationships between ball velocity and throwing mechanics in collegiate baseball pitchers[J].Journal of Shoulder and Elbow Surgery，2008，17（6）：908.