基于頸部血流變化的男裝頸部壓力舒適感分析

趙莉，陳東生

(1. 閩江學院 服裝與藝術工程學院，福建 福州 350108；2.江西服裝學院 校長辦公室，江西 南昌 330201)

隨著科學技術水平的快速發展及人們生活水平的提高，人們對服裝的選擇，不再以美觀為唯一標準，舒適性成為人們選擇服裝的重要指標之一[1]。文中通過對服裝產品壓力舒適感的研究，以期優化服裝舒適性指標，改善消費者的著裝體驗。目前，對服裝頸部的研究大多圍繞人體形態、領部結構，針對頸部壓力的研究較少。吳志明等[2]基于BP神經網絡評價方法得出人體頸部壓力舒適閾值為1.046 kPa；王珊珊等[3]根據頸部的舒適感和壓力范圍，并結合李克特量表給出了頸部面料合理拉伸率范圍。文中選取脂肪含量適中的青年男性為實驗對象，通過逐漸減小領圍的方式給其頸部施壓，結合主客觀評測的方式，得出靜態下頸部舒適感、壓力與皮下血流的相關性，以期指導消費者著裝和企業產品規格設計。

1 實驗方案

1.1 實驗理論基礎

產生服裝壓的3大要素分別是質量壓、束縛壓和面壓。當束縛壓和面壓過大時，身體形態將會發生改變，如緊身衣、塑身內衣、緊身褲等[4]。當人體受到服裝壓時，除了皮膚發生形變，皮下壓覺神經末梢受到壓迫，使人感受到壓迫感以外，還會因受壓部位皮下血管受到擠壓，造成血流的變化[5]。

1.2 實驗對象及設備

1.2.1實驗對象 實驗對象選擇年齡23～25周歲、平均年齡(24±1)歲、平均身高(170±2) cm、平均體質量(65±3) kg的健康青年男性，并利用脂肪測試儀等篩選出5名BMI 18～21 kg/m2、頸圍36 cm的青年男性作為受試者。

為了探索頸部受壓前后的血液變化情況，文中分別從頸根部、頸中部、頸上部挑選出前頸點、頸橫靜脈、側頸點、頭夾肌下、胸骨舌骨肌、頸動脈竇、下頜后靜脈、頭夾肌中、下頜下腺9個部位為實驗待測點，具體如圖1所示。

1.2.2實驗服裝 實驗服裝選擇領圈部分面料成分為60%羊毛、35%腈綸、5%氨綸，織物組織結構為2×2羅紋的高領針織衫[6]。實驗基礎服裝規格見表1。依據領口圍與頭部尺寸的相關性及面料彈性，通過大量的預實驗，服裝領上口圍檔差設定為2 cm，實驗設計5個檔次。由于服裝其他部位對實驗沒有影響，為防止產生實驗誤差，毛衫其他部位尺寸保持不變。領口圍的各檔尺寸分別36，34，32，30，28 cm[7]。

圖1 實驗頸部測量部位點 Fig.1 Neck measurement points of the experiment

cm

1.2.3實驗儀器 AMI3037S-5型激光組織血流量計，日本AMI公司制造。

1.2.4實驗環境 由于人體血流變化受到心理、生理和環境等多方面因素的影響，為保證實驗數據的有效性，實驗時間固定在12:30至16:00，室內環境溫度保持為(25±2) ℃。受試者進入實驗室，適應環境20 min后開始進行測量。

1.3 實驗方法

實驗選取頸部9個部位作為服裝受壓預測點，選用相同款式不同領口圍的針織高領毛衫對其加壓，測得頸部待測點在領圍收縮0，2，4，6，8，10 cm狀態下的血流量、血液量、血流速度和皮膚溫度的數據。首先對頸部預測點進行預實驗，剔除了頸部加壓過程中，受壓變化不明顯的實驗點，然后對加壓效果明顯的待測點進行正式實驗。通過不同領圍的高領毛衫對人體進行均勻施壓[8]，測得人體頸部在加壓過程中的血液變化情況，最后采用SPSS軟件進行數據處理和分析，進而得出人體頸部各點的血液變化情況與受服裝壓的關系。

通過預實驗分析，人體頸部在受到服裝壓時，側頸點、下頜下腺、頸橫靜脈和前頸點位于頸部的邊緣區域，受到的加壓效果不明顯，所以在正式實驗中剔除。通過相同款式不同領圍的高領毛衫對人體頸部進行施壓，測得下頜后靜脈、胸骨舌骨肌、頸動脈竇、頭夾肌中和頭夾肌下5個點受壓前后的皮下血液變化，并對實驗測試得到的數據采用SPSS軟件進行分析處理，從而得到頸部受壓對血流變化影響的關聯性。

2 實驗數據與分析

2.1 實驗數據預處理

實驗數據采用服裝接觸壓測量儀測得，數據通過電壓的方式表達[9]，電壓原始數據如圖2所示。

圖2 電壓原始數據 Fig.2 Original data of the voltage

實驗要求測試數據達到2 min，實驗數據實際收集的過程中需要將測量時間延長至3 min，其間會產生約200個數據，將初始數據根據換算關系進行處理，把數據前后10%的部分減除，并剔除數據中存在的異常個案，得到滿足數據分析需求的150個數據，再將150個數據通過求方差和平均值方式進行處理，體現實驗結果的特征性[9]。

2.2 實驗數據分析

2.2.1不同部位血液變化分析

1)下頜后靜脈。通過原數據的預處理和樣本數據的整理，得到：下頜后靜脈受到加壓后的血液變化數據，具體結果見表2。下頜后靜脈受到加壓后的血液變化曲線如圖3所示。

表2 下頜下靜脈受到加壓血液變化數據

注：p為壓力；F為血流量；Fmax為最大血流量；v為血流速度；T為皮膚溫度。

圖3 下頜后靜脈受到加壓血液變化曲線Fig.3 Pressure and flood data of the under jaw intravenous point

在領圍收縮范圍低于2 cm時，服裝壓低于0.655 kPa，血流量開始上升；當領圍尺寸收縮值為2～6 cm時，服裝壓力低于0.926 kPa，壓力使皮膚產生形變，并且壓迫到血管，從而導致血流速度和血流量降低；而當領圍收縮值超過6 cm，服裝壓力高于0.926 kPa時，血流量開始上升，血流速度開始趨于平緩。

2)胸骨舌骨肌。通過原數據的預處理和樣本數據的整理，得到：胸骨舌骨肌受到不同壓力加壓后的血液變化數據，具體結果見表3；胸骨舌骨肌受到加壓后的血液變化曲線如圖4所示。

表3 胸骨舌骨肌加壓血液變化數據

圖4 胸骨舌骨肌加壓血液變化曲線 Fig.4 Pressure and flood data of the hyoid point

由圖4可以看出，胸骨舌骨肌隨著壓力的增大，血流量先是增高然后是開始下降；而當領圍收縮值在2～6 cm時，服裝開始壓迫到毛細血管，導致血流量和血流速度都緩慢下降，頸部組織皮下最大血流量上升，此時人體皮膚血管達到壓力閾值；而當領圍收縮值超過6 cm時，壓力超過1.119 kPa，人體神經系統開始調節，從而導致血流速度上升，直至符合人體生理需求[10]。

3)頸動脈竇。通過原數據的預處理和樣本數據的整理，得到：頸動脈竇受到不同壓力加壓后的血液變化情況，具體結果見表4；頸動脈竇受到加壓后的血液變化情況如圖5所示。

表4 頸動脈竇受到加壓血液變化數據

圖5 頸動脈竇受到加壓血液變化曲線 Fig.5 Pressure and flood data of the carotid sinus

由圖5可以看出，當領圍收縮值在6 cm以下時，血流量有所升高，此時服裝壓低于0.847 kPa，沒有引起反射調節；而當領圍收縮值超過6 cm時，服裝壓大于0.847 kPa，血流量開始下降。

4)頭夾肌。通過原數據的預處理和樣本數據的整理，得到了頭夾肌中、頭夾肌下受到不同壓力加壓后的血液變化情況分別見表5和表6；頭夾肌中、頭夾肌下受到加壓后的血液變化情況分別如圖6和圖7所示。

從圖6、圖7可以看出，當頭夾肌受到服裝壓力時，人體血流量、最大血流量、血流速度所做出反應的趨勢相同。當著裝壓低于0.539 kPa時，測得的血流量上升；當著裝壓力繼續增大達到0.815 kPa時，較大的壓力使得毛細血管壓縮，導致血流量、血流速度和最大血流量降低，下降趨勢較為明顯；當壓力增大到0.834 kPa時，血流量、最大血流量和血流速度繼續下降，但下降幅度緩慢；當著裝壓力大于0.834 kPa時，人體毛細血管微循環開始參與血液的調節，從而加快了血流速度。

相對于頸部其他各點，頭夾肌下部肌肉和脂肪較為厚實，無大動脈及靜脈，主要為豐富的皮下毛細血管，壓力增大后的血流量變化和血流速度較為平穩，能耐受較大壓力。在頸部舒適評價階段，遵循舒適度的壓力數據取小不取大的原則，故此點數據剔除。

表5 頭夾肌中受到加壓血液變化數據

表6 頭夾肌下受到加壓血液變化數據

圖6 頭夾肌中受到加壓血液變化曲線 Fig.6 Pressure and flood data of the middle head splenius point

圖7 頭夾肌下受到加壓血液變化曲線Fig.7 Pressure and flood data of the lower head splenius point

2.2.2壓力與頸部血流量相關性分析 將實驗數據通過SPSS進行相關性分析，其中樣本的相關性系數用R表示，描述的是兩個變量間線性相關程度的強弱。系數相關性分為4個等級，分別為：0.8≤|R|<1.0 極強相關；0.6≤|R|<0.8 強相關；0.4≤|R|<0.6 中等程度相關；0.0≤|R|<0.4 弱相關或者無相關。對受試者的壓力和血流量進行相關性分析，得出相關性系數統計見表7。

表7 壓力與血流量的相關性分析

由表7得出，頸動脈竇點壓力與血流量有很強的相關性，下頷后靜脈與血流量的相關性一般，而胸骨舌骨肌點和頭夾肌中點壓力與血流量的相關性較小。

頸動脈竇下有頸靜脈、頸動脈等豐富的血管，壓力變化對其產生的影響比較明顯，這與吳志明等[11]關于頸部服裝壓對人體頸動脈竇生理影響的研究結論相吻合。胸骨舌骨肌點、頭夾肌處無主要動靜脈血管，為大量毛細血管，受壓力影響不明顯。下頜后靜脈處有頸內靜脈及面靜脈，其壓力與血流量相關性不大，究其原因，一是該點處于領子上邊緣，偏離施壓范圍；二是頸內靜脈位置較深，不容易因面壓而產生形變[12]。

3 結語

通過本次實驗研究，發現男裝頸部壓力與血流影響存在一定的關系。當領圍收縮值低于4 cm，壓力低于0.815 kPa時，人體處于舒適性范圍，血流量達到最大值；當領圍收縮值在4～6 cm時，壓力為0.815～1.119 kPa，人體處于一般舒適范圍，此時的血流量為3.05～4.96 mL/min，與人體正常血流量相吻合，表明此時的壓力值可以為舒適閾值；當領圍收縮值超過6 cm時，壓力大于1.119 kPa，人體處于不舒適狀態，毛細血管受到壓迫，血流速度降低，血流量減少，人體為維護機體供氧等機能，需進行反射調節，不能滿足服裝穿著舒適性。文中得出的相關結論對研究男裝領型設計的合體性和舒適性有科學的理論支持。