遠紅外面料騎行褲對運動疲勞的影響

李萱 閻玉秀 金子敏 陶建偉

摘要： 為了探究遠紅外面料騎行褲對運動疲勞的影響，選用EMANA遠紅外紗線及普通錦綸紗線織造了15條遠紅外無縫針織騎行褲。通過騎行褲功能測試，利用時頻聯合分析、多因素方差分析和二維核密度分布分析EMANA遠紅外紗線含量及其組織結構對其功能的影響。結果表明：遠紅外面料騎行褲可以緩解運動產生的疲勞，遠紅外紗線含量對抗肌肉疲勞有顯著影響，其影響順序為100%>75%>25%>50%>0，其中含量75%與100%的騎行褲效果相近且較為明顯，含量25%與50%的效果相似且較弱。在運動過程中，遠紅外面料騎行褲對肌肉疲勞一般會產生2次恢復作用，分別在14～20min及26～36min。

關鍵詞： EMANA遠紅外紗線;運動疲勞;時頻聯合分析;肌肉狀態等級劃分;多因素方差分析;二維核密度圖

Abstract： To explore the effect of riding pants with far-infrared fabric on sports fatigue，the EMANA far-infrared yarn and ordinary nylon yarn were selected to weave 15 seamless knitted riding pants. Through the function test of riding pants，the effects of EMANA far-infrared yarn content and structure on its function were analyzed by time-frequency conjoint analysis，multi-factor variance analysis and 2D kernel density distribution. The results showed that the riding pants with far-infrared fabric could alleviate the fatigue caused by exercise. The far-infrared yarn content has a significant effect on muscle fatigue. The order of its effect is 100%>75%>25%>50%>0. The effect of 75% and 100% riding pants is similar and obvious，while the effect of 25% and 50% is similar and weak. In the process of exercise，riding pants with far-infrared fabric generally have the recovery effect twice on muscle fatigue，respectively in 14～20min and 26～36min.

Key words： EMANA far-infrared yarn; sports fatigue; time-frequency conjoint analysis; muscle state grading; multi-factor variance analysis; 2D kernel density graph

隨著健身塑型需求及健身房運動的興起，越來越多的人開始熱衷于騎行運動。而如果忽視運動中運動疲勞的產生及其恢復，可能會直接影響其運動能力的發揮，甚至帶來運動傷病，因此及時緩解運動疲勞顯得尤為重要。遠紅外紡織品可以吸收紅外輻射后作用于人體，使人體的血液循環加快，改善微循環，具有提高免疫力、消炎、消腫、鎮痛、減輕肌肉張力等功效[1]。近年來，有不少專家學者對遠紅外紡織品的保溫、保健和衛生抗菌功效進行了探究和臨床試驗[2];屈春燕[3]在2017年通過SiO2面料女內褲對皮膚微循環的影響進行了研

究;吳繼輝等[4]探究了遠紅外功能織物對乳腺增生的保健效果;鄧亞敏等[5]對咖啡炭纖維性能進行了研究，證實其抗菌效果顯著。但就目前而言，還鮮有學者對遠紅外紡織品在緩解運動疲勞方面進行研究。

EMANA遠紅外纖維由比利時Solvay公司發明，是一種在聚合物基質中添加了生物活性礦物晶體的錦綸66（PA66）長絲[6]，其晶體顆粒多數極其微小，嵌在聚合物表面不易因外力作用而脫落，可反復水洗;礦物晶體只存在纖維表面，可從外界吸收大量紅外輻射并反射回人體，適于開發直接接觸人體的紡織品，以達到最優的遠紅外效果。

本文考慮到運動員緩解運動疲勞的裝置需要具備便攜性、及時性及安全性等特點，從騎行運動時穿著的服裝入手，選用EMANA遠紅外紗線織造針織騎行褲，對EMANA遠紅外紗線形態結構及其騎行褲穿著狀態下的功能性進行了研究，探究遠紅外功能服裝對運動過程中疲勞的緩解作用。

1 試 驗

1.1 材料及儀器

材料：選用7.78tex（70D）普通錦綸為面紗、EMANA-氨綸包覆紗44.4dtex（40D）EMANA/22.2dtex（20D）氨綸和普通錦氨包覆紗44.4dtex（40D）錦綸/22.2dtex（20D）氨綸作為底紗（浙江棒杰數碼針織品股份有限公司），采用SM8-TOP2s無縫型針織機（意大利圣東尼公司）編織試樣。選用8路喂紗方式，通過改變喂紗路數來改變底紗的交織比例，組織結構選擇針織騎行褲常用的平紋、1+2假羅紋及1+1假羅紋組織。經織造A、B、C三個系列共15條無縫針織騎行褲，具體紗線及面料規格見表1。騎行褲采用最常見的無縫緊身式樣，穿著效果見圖1，成衣尺寸：腰圍64cm，臀圍72cm，大腿圍40cm，褲長86cm;拉伸尺寸：腰圍67～80cm，臀圍76～110cm，大腿圍48～60cm。

儀器：美國Tekscan公司生產的MFF多點薄膜壓力測試系統、德國Custo med公司生產的ec 3000功率車、美國Delsys Trigno公司生產的全無線GPS表面肌電測試系統。

1.2 騎行褲測試

相關研究表明，服裝壓對運動疲勞有一定影響[7]。故在功能測試前，先分別測試3條平紋及3條1+2假羅紋100%錦氨包覆紗試驗騎行褲的著裝壓力值，取均值后得到數據如表2所示。

通過SPSS統計軟件分析，檢驗的原假設是騎行褲組織結構及壓力測試部位對壓力值沒有顯著性影響，取檢驗的顯著性水平為α=0.05。結果顯示壓力值檢驗P=0.713>0.05，無顯著差異，表明組織結構對服裝壓無顯著影響，排除不同組織結構壓力對疲勞的干擾。

1.3 試驗設計

1）受試者：年齡為24周歲有運動習慣的健康女性，身高163cm，體重58kg，腰圍68cm，臀圍96cm，大腿圍54cm，樣衣穿著在人體上舒適不緊繃。每次穿著一條騎行褲，在每天固定時間進行試驗，每條騎行褲測試間隔至少24h，保證受試者睡眠充足，且排除生理期干擾。

2）受試肌肉：腓腸肌、脛骨前肌、股直肌、股內側肌[8]。

3）試驗方法：受試者穿著試驗騎行褲靜坐30min后開始測試，全程保持（60±5）r/min勻速蹬踏。從0負荷開始蹬踏1min后;進行0～80W遞增負荷蹬踏至6min;然后保持80W負荷蹬踏直至力竭;最后維持4min、40W低負荷蹬踏。

2 數據分析

時域分析法是應用表面肌電曲線在時間維度上的特征對肌肉狀態進行評價的方法，常用的指標有積分肌電值（IEMG）、均方根值（RMS）等。頻域分析是時域信號通過快速傅里葉轉換得到的頻率或功率譜，在頻率方面評價肌電信號的分析方法，常用平均功率頻率（MPF）和中位頻率（MF）表示[9]。本文采用時頻聯合分析法，同時結合時域指標和頻域指標對肌肉疲勞進行評價。根據圖2所示，第一象限中振幅和頻率變化率同時增加，說明肌肉力量增大;第二象限的頻率變化率增大而振幅變化率減小，說明此時肌肉處于疲勞后的恢復中;第三象限中頻率和振幅變化率同時減小，提示肌肉力量下降;而第四象限振幅變化率增大而頻率變化率減小，顯示肌肉處于疲勞狀態。在此對運動中肌肉的4種狀態進行等級劃分，以便于后續對運動中肌肉疲勞是否緩解做出評判，將恢復期記為“1”、肌力增大記為“2”、肌力減小記為“3”、疲勞期記為“4”，等級越低肌肉恢復狀態越好。

將運動過程按時間順序每隔4min劃分為一個階段，對每個階段的肌肉狀態進行等級劃分。現將15條試驗騎行褲進行功能測試后，取其等級的均值如表3所示。

2.1 多因素方差分析

由于組織結構、遠紅外紗線含量及作用運動肌肉可能對運動肌肉狀態產生影響，因此以組織結構、遠紅外紗線含量及作用運動肌肉對等級值進行方差分析。由圖3可以看出，各折線在各水平基本平行，三因素間不存在交叉作用。因此，本文運用無交互作用的多因素方差分析法對肌肉狀態等級影響進行定量分析。

通過SPSS統計軟件計算，得出結果如表4所示。檢驗的原假設是各因素對肌肉疲勞等級值沒有顯著性影響，取檢驗的顯著性水平為α=0.05。由表4可知，只有遠紅外紗線含量的檢驗P值小于0.05，表明只有遠紅外紗線含量對肌肉疲勞等級值有顯著影響，組織結構和運動肌肉對肌肉疲勞等級值沒有顯著影響。

通過多重比較檢驗可以看出，不含遠紅外紗線與遠紅外紗線含量為25%、50%、75%、100%比較的檢驗P值均小于0.05，表明不含遠紅外面料的騎行褲與含遠紅外面料的騎行褲對運動疲勞的影響有顯著差異;除此之外，遠紅外紗線含量100%與含量25%及50%比較的檢驗P值小于0.05，表明遠紅外紗線含量100%的騎行褲與含量25%及50%的騎行褲對運動疲勞的影響有顯著差異;遠紅外紗線含量100%與含量75%比較的檢驗P值大于0.05，表明遠紅外紗線含量100%的騎行褲與含量75%的騎行褲對運動疲勞的影響無顯著差異。

經S-N-K檢驗得出，遠紅外紗線含量75%與100%的騎行褲對運動疲勞的影響具有相似性;遠紅外紗線含量25%與50%的騎行褲對運動疲勞的影響具有相似性。

2.2 肌肉狀態時段分析

為了探究不同遠紅外紗線含量下，腿部各肌肉在運動過程中的狀態與時間的關系，本文利用Origin軟件對各時間段下的肌肉狀態等級進行了二維核密度分布，結果如圖5所示。二維核密度可以直觀地展示兩變量下值的分布情況，所對應的區域顏色越深，表明該區域下的因變量分布越密集。

研究認為，乳酸堆積會直接或間接地導致肌肉機能水平下降，產生疲勞[13]。遠紅外面料加速血液循環，使肌肉含氧量增加，乳酸的積累減少，肌力可在一定程度上得到恢復。試驗結果表明，遠紅外紗線含量75%和100%的騎行褲對疲勞的恢復作用較為明顯，且肌肉處于恢復階段的時間隨著遠紅外紗線含量的增加而增長。

3 結 論

本文通過多因素方差分析，定性得出了騎行褲遠紅外紗線含量、騎行褲組織結構及作用肌肉對騎行運動時肌肉疲勞的影響，創新地采用二維核密度分布，對不同遠紅外紗線含量下各時間段肌肉狀態進行等級劃分，首次發掘了遠紅外騎行褲緩解運動疲勞的時間規律，得出以下結論：

1）只有遠紅外紗線含量對肌肉疲勞有顯著影響，其中遠紅外紗線含量100%的騎行褲抗疲勞效果最優，其次為含量75%、25%、50%，最次為不含遠紅外紗線面料的騎行褲。遠紅外紗線含量75%與含量100%的騎行褲抗疲勞效果相近，對緩解運動疲勞效果較為明顯;遠紅外紗線含量25%與含量50%的騎行褲抗疲勞效果相似，對疲勞的緩解作用較弱。

2）遠紅外面料騎行褲確實可以緩解運動產生的疲勞。隨著遠紅外紗線含量的增加，肌肉處于恢復階段的時間明顯增多，處于疲勞狀態的時間明顯減少。在運動過程中，8～12min時較易出現疲勞狀態，遠紅外面料騎行褲對肌肉疲勞一般會產生2次恢復作用，第一次恢復時間在14～20min，第二次恢復時間在26～36min。

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