健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)著裝壓力及皮膚血流的影響

衛(wèi)斗妮,劉 馳

(西安工程大學(xué) 服裝與藝術(shù)設(shè)計(jì)學(xué)院,陜西 西安 710048)

0 引 言

隨著社會(huì)發(fā)展及人們生活水平的進(jìn)步,人們對(duì)健康問(wèn)題越來(lái)越重視．健美操運(yùn)動(dòng)以其健身、娛樂(lè)、塑形等多種功能受到群眾的喜愛(ài),并且逐漸發(fā)展和進(jìn)步[1]．在健美操運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，運(yùn)動(dòng)文胸的壓力舒適性就顯得尤為重要,運(yùn)動(dòng)文胸良好的壓力舒適性不但能減少因胸部晃動(dòng)產(chǎn)生的疼痛,而且有利于促進(jìn)人體血液循環(huán),提高運(yùn)動(dòng)機(jī)能．但目前對(duì)于健美操運(yùn)動(dòng)文胸的壓力舒適性研究較少．

皮膚的血液來(lái)源于皮膚下的毛細(xì)血管,人體的新陳代謝及正常的生理活動(dòng)都依賴于人體的血液循環(huán),它在為人體組織細(xì)胞提供氧氣的同時(shí),也起到調(diào)節(jié)人體體溫的作用[2]．文獻(xiàn)[3-5]顯示著裝壓對(duì)人體生理活動(dòng)的影響是目前較為關(guān)注的話題.文獻(xiàn)[6]通過(guò)對(duì)受試者下肢不同面積進(jìn)行施壓,發(fā)現(xiàn)加壓面積越大，皮膚末梢的血流下降越快,兩者之間呈正比關(guān)系．對(duì)手指皮膚分別施加不同壓力,發(fā)現(xiàn)在低壓力下手指皮膚血流量明顯增加,當(dāng)壓力增大到“毛細(xì)血管關(guān)閉”時(shí),皮膚血流量則減少[7]．盧業(yè)虎等[8]從壓力大小,不同姿勢(shì),分析不同下肢部位壓力對(duì)血流的影響．而目前對(duì)皮膚血流的研究多集中于下肢、末梢等部位,對(duì)其他部位的皮膚血流研究較少．

本文分別在胸部、背部、側(cè)部、肩部取點(diǎn),并選取9種健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)，通過(guò)測(cè)量實(shí)驗(yàn),得到受試者穿著 3 個(gè)不同尺寸的運(yùn)動(dòng)文胸在健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的血流變化和壓力變化,研究健美操不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)壓力及血流各參數(shù)的影響,從生理學(xué)角度為研究人體著裝皮膚壓舒適機(jī)制提供參考．

1 實(shí)驗(yàn)設(shè)計(jì)

1.1 實(shí)驗(yàn)對(duì)象和實(shí)驗(yàn)樣衣

由于健美操良好的塑形效果,使越來(lái)越多的年輕女性選擇健美操運(yùn)動(dòng)進(jìn)行健身和美體.研究表明，女大學(xué)生在進(jìn)行健美操運(yùn)動(dòng)時(shí),平均心率范圍在健身指數(shù)范圍內(nèi), 符合健身要求, 長(zhǎng)期堅(jiān)持可以達(dá)到健身的目的, 并對(duì)大學(xué)生的心血管系統(tǒng)功能起到促進(jìn)作用[9]．所以本次實(shí)驗(yàn)對(duì)象為22～25歲,體型接近160/84A的10名年輕女性大學(xué)生．通過(guò)問(wèn)卷調(diào)查[10]選取頻次最多的防震功能較好的迪卡儂工字背運(yùn)動(dòng)文胸作為樣衣,其穿著效果，如圖1所示,樣衣號(hào)型為L(zhǎng)，M，S,對(duì)應(yīng)編號(hào)分別為 1#,2#,3#,其面料成分為9%氨綸,91%錦綸．

(a) 正面 (b) 側(cè)面 (c) 背面圖 1 穿著效果圖Fig.1 Wearing effect diagram

圖 2 壓力測(cè)試點(diǎn)示意圖Fig.2 Pressure test points diagram

1.2 測(cè)試點(diǎn)及測(cè)試動(dòng)作選取

1.2.1 測(cè)試點(diǎn)選取 考慮到健美操運(yùn)動(dòng)的基本上肢和下肢動(dòng)作姿勢(shì)和女性在一般運(yùn)動(dòng)中乳房的受力情況,借鑒文獻(xiàn)[11]并經(jīng)過(guò)大量預(yù)實(shí)驗(yàn),最后從運(yùn)動(dòng)文胸覆蓋的胸、背、肩、側(cè)4個(gè)部位進(jìn)行衡量,選定壓力值變化較大的7個(gè)位置(A ～G) 作為壓力測(cè)試點(diǎn)，如圖2所示．其中，A為側(cè)頸點(diǎn)，B為BP點(diǎn)，C為乳房側(cè)下點(diǎn)，D為腋下點(diǎn)，E為側(cè)中點(diǎn)，F(xiàn)為肩胛骨提肌點(diǎn)，G為肩胛骨下角點(diǎn).

1.2.2 測(cè)試動(dòng)作的選取 成套的健美操動(dòng)作由從事健美操行業(yè)的專家在標(biāo)準(zhǔn)動(dòng)作的基礎(chǔ)上改編而成,所以本次健美操的動(dòng)作主要采取《全國(guó)健美操大眾鍛煉標(biāo)準(zhǔn)》第三套中第三級(jí)動(dòng)作中的部分動(dòng)作,如圖3所示．0:雙腿并攏,正常站立.1-4:下肢步伐:左腳開(kāi)始吸腿跳2次;上肢動(dòng)作:1側(cè)上舉,2雙臂胸前平屈,3側(cè)上舉,4叉腰．5-8:下肢步伐:右腿上步吸腿;上肢動(dòng)作:4雙臂做向前沖拳5后拉1次,7肩上側(cè)屈,8胸前屈[12]．本實(shí)驗(yàn)采用的動(dòng)作名稱以上肢動(dòng)作命名．

1.3 實(shí)驗(yàn)方法和原則

實(shí)驗(yàn)于2017年11～12月,在室溫為(23±2) ℃,相對(duì)濕度為(65±2)%的恒溫恒濕實(shí)驗(yàn)室中進(jìn)行．因?yàn)槿渴茉囌邽榕?所以避免在生理期內(nèi)進(jìn)行實(shí)驗(yàn)．所有受試者被要求在實(shí)驗(yàn)前24 h內(nèi)無(wú)劇烈運(yùn)動(dòng),17 h內(nèi)不食用辛辣或含酒精等刺激性食物的食品,以免興奮對(duì)實(shí)驗(yàn)結(jié)果造成影響．由于人體的血流變化受到多方面微小因素的影響,即使同一個(gè)人,所處環(huán)境不同,心境不同,每天的血流變化也不相同,因此測(cè)試時(shí)間選定為每天的14∶00～18∶00,以確保實(shí)驗(yàn)的準(zhǔn)確性．每位受試者提前1 h進(jìn)入實(shí)驗(yàn)室學(xué)習(xí)健美操動(dòng)作．實(shí)驗(yàn)前30 min,受試者應(yīng)保持心態(tài)平和．先進(jìn)行裸胸狀態(tài)的血流及壓力的測(cè)量實(shí)驗(yàn),休息30 min后,依次穿著1#～ 3#的樣衣,進(jìn)行持續(xù)健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的30 s壓力及血流的測(cè)量實(shí)驗(yàn),其中每更換1件樣衣休息30 min后再進(jìn)行相同步驟的測(cè)量實(shí)驗(yàn)．

圖 3 健美操動(dòng)作圖解Fig.3 Diagram of aerobics

1.4 實(shí)驗(yàn)設(shè)備與主要測(cè)試指標(biāo)

本實(shí)驗(yàn)主要完成在不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下對(duì)壓力與皮膚血流數(shù)據(jù)的采集．實(shí)驗(yàn)測(cè)試設(shè)備主要有壓力轉(zhuǎn)換器、血流儀和壓力-溫度-血流集成傳感器,并通過(guò)配套軟件進(jìn)行數(shù)據(jù)收集．血流儀是測(cè)量皮膚、大腦、內(nèi)在器官等組織血流量的有效工具,其優(yōu)點(diǎn)為無(wú)創(chuàng),持續(xù)性的測(cè)量皮膚血流,測(cè)量深度大約為1 mm,輸出3個(gè)血流參數(shù),分析運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)生理的影響．采用壓力-溫度-血流集成傳感器可以同時(shí)測(cè)得壓力、溫度和皮膚血流的3個(gè)參數(shù),分別是“Flow”，“Mass”和“Velocity”3個(gè)參數(shù)量．其中,“Flow”是指100 g組織在1 min內(nèi)輸送血液量的多少,它是以毛細(xì)血管的血液循環(huán)為對(duì)象,而不是血管;“Mass”是指組織中的血液密度,是Flow的輔助性參數(shù),為了推測(cè)血液的循環(huán)動(dòng)態(tài)而存在．“Velocity”是指血液流動(dòng)的速度，三者的關(guān)系是Flow=Mass×Velocity，三者輸出均為電壓信號(hào)，單位用V表示.

2 結(jié)果與討論

2.1 健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)壓力的影響

整理所有受試者的壓力數(shù)據(jù),通過(guò)篩選,保留有效數(shù)據(jù),計(jì)算在不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下各個(gè)壓力測(cè)試點(diǎn)的平均壓力值、極值差與標(biāo)準(zhǔn)差,分析不同部位壓力在健美操不同運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的變化趨勢(shì)．各測(cè)試點(diǎn)在9個(gè)健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下標(biāo)準(zhǔn)差與極值差見(jiàn)表1.從表1可以看出,F,A,D點(diǎn)的標(biāo)準(zhǔn)差與極值差都較大,說(shuō)明該部位的壓力受到健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)較大的影響,各測(cè)試點(diǎn)的壓力范圍從大到小依次是F,A,D,G,E,C,B．說(shuō)明F點(diǎn)的承壓能力較強(qiáng),B點(diǎn)的承壓能力較弱．

表 1 各測(cè)試點(diǎn)在9種健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)的標(biāo)準(zhǔn)差與極值差

受試者在9種健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下不同部位的平均服裝壓力直方圖如圖4所示．從圖4可以看出,健美操運(yùn)動(dòng)對(duì)F點(diǎn)著裝壓的影響,從大到小依次是胸前屈>后拉>站立>胸前平屈>叉腰>向前沖拳>肩上側(cè)屈>側(cè)上舉2>側(cè)上舉1．做胸前屈動(dòng)作,背部發(fā)力,肩胛骨上角曲率變大,故受到較大壓力．

健美操運(yùn)動(dòng)對(duì)A點(diǎn)著裝壓的影響從大到小依次是側(cè)上舉2>側(cè)上舉1>站立>胸前平屈>向前沖拳>叉腰>胸前屈>肩上側(cè)屈>后拉．側(cè)上舉時(shí),雙臂斜向上張開(kāi),肩部向上使力,肩部受到的乳房重量及運(yùn)動(dòng)壓力方向向下,肩部反而產(chǎn)生更大壓力．

健美操運(yùn)動(dòng)對(duì)D點(diǎn)著裝壓的影響從大到小依次是向前沖拳>后拉>側(cè)上舉2>胸前屈>站立>肩上側(cè)屈>側(cè)上舉1>叉腰>胸前平屈．身體兩側(cè)的曲率較大[13-15],向前沖拳時(shí)會(huì)摩擦腋下，增加體側(cè)的剪切壓，導(dǎo)致壓力增大.

綜上所述,在健美操運(yùn)動(dòng)過(guò)程中,人體曲率的變化以及人體的受力方向是影運(yùn)動(dòng)文胸壓力舒適性的關(guān)鍵因素,著裝壓力隨著人體的曲率增大而增大．

2.2 健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)皮膚血流的影響

對(duì)每個(gè)測(cè)試點(diǎn)在不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的Flow,Mass,Velocity求均值,并生成直方圖,不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下各測(cè)試點(diǎn)的Flow值、Mass值、Velocity值如圖5～7所示.

圖 5 不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下各測(cè)試點(diǎn)的Flow值Fig.5 The Flow value of each test point in different aerobic exercises

圖 6 不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下各測(cè)試點(diǎn)的Mass值Fig.6 The Mass value of each test point in different aerobic exercises

從圖5可以看出,B點(diǎn)的Flow較大,因?yàn)槿辄c(diǎn)皮下毛細(xì)血管分布密集且血流量豐富,相對(duì)于靜止站立狀態(tài),側(cè)上舉2,向前沖拳,肩上側(cè)屈和胸前屈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,此點(diǎn)的血流量增大;側(cè)上舉1,后拉,胸前平屈,叉腰運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下,此點(diǎn)的血流量減少．

從圖6可以看出,B點(diǎn)的Mass較大,說(shuō)明在14∶00～18∶00之間B點(diǎn)的血液量較大,相對(duì)于靜止站立狀態(tài),側(cè)上舉2,肩上側(cè)屈,胸前屈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的B點(diǎn)的血液量增大；側(cè)上舉1,叉腰,向前沖拳,后拉,胸前平屈運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的血液量減少．

圖 7 不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下各測(cè)試點(diǎn)的Velocity值Fig.7 The Velocity of each test point in different aerobic exercises

狀態(tài)名稱極值差FlowMassVelocity狀態(tài)名稱極值差FlowMassVelocityA0.090.350.09E0.070.210.05 B0.040.130.04F0.090.250.07 C0.080.150.04G0.050.180.03 D0.070.310.08

從圖7可以看出,C點(diǎn)與D點(diǎn)的血流速度較大,當(dāng)血流通過(guò)狹窄處時(shí),引起血流速度的增高,口徑越小,血流速度越高,說(shuō)明C點(diǎn)和D點(diǎn)的皮下毛細(xì)血管較細(xì),且隨著健美操運(yùn)動(dòng)的進(jìn)行,側(cè)上舉1,胸前平屈,側(cè)上舉2,向前沖拳,后拉,肩上側(cè)屈,胸前屈促進(jìn)了乳房側(cè)下點(diǎn)C點(diǎn)和腋下點(diǎn)D的血液循環(huán),加快了血流速度．

計(jì)算各測(cè)試點(diǎn)的Flow,Mass,Velocity在不同健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下的極值差見(jiàn)表2.從表2可以看出，A點(diǎn)的各項(xiàng)血流參數(shù)極值差較大,說(shuō)明健美操運(yùn)動(dòng)對(duì)肩部的血流變化影響較大,而B(niǎo),C點(diǎn)各項(xiàng)血流參數(shù)極值差較小,說(shuō)明健美操運(yùn)動(dòng)對(duì)胸部的血流變化影響較?。?/p>

3 結(jié) 論

(1) 健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)各測(cè)試部位的壓力影響從大到小依次為背>肩>側(cè)>胸,其中胸前屈對(duì)背部的壓力影響較大,向前沖拳對(duì)側(cè)部的壓力影響較大,側(cè)上舉對(duì)肩部的影響較大,在設(shè)計(jì)健美操運(yùn)動(dòng)文胸款式時(shí)要考慮健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)時(shí)人體曲率變化對(duì)著裝壓的影響.

(2) 健美操運(yùn)動(dòng)狀態(tài)對(duì)肩部的血流影響較大,對(duì)胸部的血流影響較小;相對(duì)于其他部位，胸部的血流量較大,且側(cè)上舉2、肩上側(cè)屈、胸前屈可以促進(jìn)胸部的血液循環(huán)；相對(duì)于正常站立,健美操動(dòng)作均加快了側(cè)部的血流速度．在進(jìn)行健美操運(yùn)動(dòng)文胸設(shè)計(jì)時(shí),應(yīng)考慮其穿著后的生理舒適性,使人們?cè)诮∶啦龠\(yùn)動(dòng)過(guò)程中,達(dá)到真正的健身目的．

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