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運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房振幅影響因素的研究

2021-03-28 02:46:54余越云吳志明
絲綢 2021年3期

余越云 吳志明

摘要: 為了探究在運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房保護(hù)效果的影響因素,文章選擇了7款不同背部款式和面料成分的運(yùn)動(dòng)文胸,運(yùn)用OptiTrack運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)采集了蹦床運(yùn)動(dòng)中6名80B罩杯的年輕女性的乳房各部位的位移數(shù)據(jù)。運(yùn)用Matlab軟件將乳房上各部位的位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化成相對(duì)軀干的位移,并使用SPSS軟件進(jìn)行檢驗(yàn)分析,比較運(yùn)動(dòng)文胸的保護(hù)效果。結(jié)果表明:不同背部款式的運(yùn)動(dòng)文胸從優(yōu)至劣為工字形>X字形>Y字形>一片式;前側(cè)帶拉鏈的運(yùn)動(dòng)文胸與不帶拉鏈的相比,雖然方便穿脫,但對(duì)乳房的保護(hù)效果略差;運(yùn)動(dòng)文胸面料中的氨綸含量越高,面料彈力越大,在運(yùn)動(dòng)時(shí)乳房上各部位的位移極差也越大,對(duì)乳房的保護(hù)效果越弱。

關(guān)鍵詞: 運(yùn)動(dòng)文胸;運(yùn)動(dòng)文胸設(shè)計(jì);乳房振幅;相對(duì)位移極差;三維運(yùn)動(dòng)捕捉;蹦床運(yùn)動(dòng)

Abstract: In order to explore the factors influencing the breast protection effect of sports bras in sports, 7 different sports bras with back styles and fabric compositions have been selected in this article, and the OptiTrack motion capture system has been used to collect the displacement data of each part of the breasts of 6 young women with 80B cups during trampoline sports. The displacement data of each part of the breast has been converted into the displacement relative to the torso through Matlab, and the Spss software has been used for inspection and analysis to compare the protective effect of the sports bras. The results have shown that sports bras with different back styles are categorized from good to bad: Ⅰ-shaped>X-shaped>Y-shaped>one piece; sports bras with zippers on the front side are more convenient to put on and take off than those without zippers, but the protective effect is slightly worse; the higher the spandex content in the fabric of sports bra, the greater the elasticity of the fabric, the greater the displacement of each part of the breast during exercise, and the weaker the protective effect on the breasts.

Key words: sports bra; sports bra design; breast movement amplitute; relative displacement differentiation; three-dimensional motion capture; trampoline sports

隨著全民健身意識(shí)不斷增強(qiáng),女性運(yùn)動(dòng)健身人數(shù)日益增長(zhǎng)。健身房的蹦床運(yùn)動(dòng),有良好的塑形降脂效果,運(yùn)動(dòng)趣味性高,受到越來越多的女性喜愛。隨著運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度增大,乳房晃動(dòng)加劇,乳房疼痛感也會(huì)增加,容易對(duì)乳房造成運(yùn)動(dòng)損傷。據(jù)研究顯示,56%的女性表示在慢跑運(yùn)動(dòng)中感覺到乳房疼痛[1],超過72%的專業(yè)女運(yùn)動(dòng)員表示在運(yùn)動(dòng)中會(huì)感受到乳房不適[2]。因此,研究運(yùn)動(dòng)中乳房的運(yùn)動(dòng)規(guī)律,科學(xué)地設(shè)計(jì)運(yùn)動(dòng)文胸,以增強(qiáng)運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房的保護(hù)作用,對(duì)于喜歡運(yùn)動(dòng)的女性及文胸生產(chǎn)企業(yè)有重要意義。

目前研究顯示運(yùn)動(dòng)速度、不同運(yùn)動(dòng)類型和運(yùn)動(dòng)環(huán)境,以及是否穿著運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房位移均有顯著的影響[3-5]。乳房位移隨著跑步速度和步頻增加而增加[2,6-7]。運(yùn)動(dòng)類型大多圍繞步行、慢跑、快跑、開合跳[8]、游泳[9]等運(yùn)動(dòng)時(shí)乳房的運(yùn)動(dòng)規(guī)律。由于運(yùn)動(dòng)場(chǎng)地限制,大多數(shù)運(yùn)動(dòng)是在跑步機(jī)上進(jìn)行測(cè)試的。本文選擇健身蹦床測(cè)試數(shù)據(jù),豐富了運(yùn)動(dòng)類型,可貼近真實(shí)的運(yùn)動(dòng)方式。

運(yùn)動(dòng)文胸主要由罩杯、肩帶、下圍、背部結(jié)構(gòu)、側(cè)比、夾彎、雞心7個(gè)結(jié)構(gòu)部位組成[10]。不同結(jié)構(gòu)部位對(duì)乳房位移的影響各異,高雞心可增加文胸的穩(wěn)定性,高側(cè)比可增加運(yùn)動(dòng)文胸的聚攏效果[11]。全包裹式罩杯可以最大限度承托乳房,減少乳房振幅[12]。跑步時(shí)乳房位移隨著下圍圍度的減小而減小[12],乳房位移隨著運(yùn)動(dòng)文胸厚度增加而顯著減小[13]。運(yùn)動(dòng)文胸肩帶寬度、方向、面料種類對(duì)乳房位移的影響較小[14]。經(jīng)查閱相關(guān)文獻(xiàn)可知,運(yùn)動(dòng)文胸肩帶、罩杯、下圍等對(duì)乳房位移的影響已有初步研究,因此本文選擇不同背部結(jié)構(gòu)和面料成分的運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)蹦床運(yùn)動(dòng)中乳房振幅的影響進(jìn)行研究。

本文利用三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng),捕捉在蹦床上運(yùn)動(dòng)時(shí)乳房不同部位的運(yùn)動(dòng)數(shù)據(jù),運(yùn)用Matlab將在大地坐標(biāo)系統(tǒng)下的乳房位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為新參考坐標(biāo)系下的相對(duì)位移數(shù)據(jù),并用SPSS軟件分析各測(cè)試點(diǎn)在前后、左右、垂直方向上的相對(duì)位移極差,比較每款運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房的保護(hù)效果,為今后的運(yùn)動(dòng)文胸設(shè)計(jì)與消費(fèi)者選擇運(yùn)動(dòng)文胸提供一定的參考依據(jù)。

1 實(shí) 驗(yàn)

1.1 運(yùn)動(dòng)文胸選擇

根據(jù)市場(chǎng)調(diào)研結(jié)果,選擇迪卡儂7款運(yùn)動(dòng)文胸作為實(shí)驗(yàn)文胸,均為最常見的結(jié)構(gòu),尺寸均為M碼,適合大部分女性穿著,款式如圖1—圖4所示。主體面料、襯里、墊板的纖維成分如表1所示。

其中,4款運(yùn)動(dòng)文胸面料成分相近且背部款式不同,分別為工字形Ⅰ-1、Y字形Ⅱ-1、X字型Ⅲ、一片式Ⅳ;2款運(yùn)動(dòng)文胸,背部為工字形Ⅰ-2、Y字形Ⅱ-2,面料成分與相同款式的成分相差較大;其余1款運(yùn)動(dòng)文胸背部為工字形,前側(cè)帶拉鏈可開Ⅰ-3,面料成分與Ⅰ-2相近。

1.2 三維捕捉實(shí)驗(yàn)

1.2.1 對(duì) 象

本文選擇6名體型接近,胸圍尺寸為80B的女性健身愛好者,平均年齡24周歲,平均身高為165 cm,平均體重為60 kg,沒有懷孕史及乳房手術(shù)史。實(shí)驗(yàn)對(duì)象的基本信息如表2所示。

1.2.2 設(shè)備與工具

實(shí)驗(yàn)使用OptiTrack三維運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng),是一種常用的光學(xué)運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng),8個(gè)攝像機(jī)環(huán)繞測(cè)試場(chǎng)地?cái)[放,受試者按實(shí)驗(yàn)需求在身上關(guān)鍵部位貼上反光標(biāo)記球,標(biāo)記球通過反射LED燈投射的850 nm近紅外光,系統(tǒng)即可計(jì)算出小球的三維位移數(shù)據(jù)。此外,還需健身蹦床、剪刀、醫(yī)用膠帶、可擦記號(hào)筆、卷尺、節(jié)拍器等。

1.2.3 過 程

要求受試者下半身統(tǒng)一穿著緊身運(yùn)動(dòng)長(zhǎng)褲,按順序換上實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)文胸。受試者站在蹦床中央,上身挺直,雙手叉腰,保持穩(wěn)定,跟隨節(jié)拍器(0.5 s/拍),勻速進(jìn)行高抬腿運(yùn)動(dòng),保持交替抬腿至水平。采用運(yùn)動(dòng)捕捉系統(tǒng)測(cè)試乳房位移數(shù)據(jù),每次測(cè)試前均對(duì)乳房進(jìn)行標(biāo)定,確定測(cè)試捕捉點(diǎn)。

1.2.4 標(biāo)記點(diǎn)選取

由于乳房?jī)蓚?cè)的運(yùn)動(dòng)規(guī)律相似[15],故僅選擇左側(cè)乳房進(jìn)行研究,測(cè)試乳頭點(diǎn)及距離乳頭點(diǎn)上、下、左、右各4 cm的點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)(共5點(diǎn))。乳房各部位測(cè)試點(diǎn)的初始數(shù)據(jù)以大地為參考系,數(shù)據(jù)包括乳房自身位移和人體軀干的位移。為了分析乳房振幅規(guī)律,不僅需要在乳房上選擇測(cè)試點(diǎn)代表乳房運(yùn)動(dòng),還需要在人體上選擇參考點(diǎn)代表軀干運(yùn)動(dòng)。為準(zhǔn)確研究乳房相對(duì)軀干的運(yùn)動(dòng),在建立參考坐標(biāo)系時(shí),參考點(diǎn)需與骨骼運(yùn)動(dòng)一致,并且受到皮膚拉伸較小,還應(yīng)避免穿著運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)參考點(diǎn)的遮擋。因此,本文選擇以胸骨角上切跡、右肋弓下緣以及左肋弓下緣,共3點(diǎn)建立軀干坐標(biāo)系[16]。

實(shí)驗(yàn)對(duì)象共需粘貼8個(gè)反光標(biāo)記點(diǎn),粘貼部位如圖5所示,依次為:左側(cè)乳頭點(diǎn)(B1);乳房?jī)?nèi)側(cè)水平4 cm處(B2);乳房外側(cè)水平4 cm處(B3);乳房下側(cè)垂直4 cm處(B4);乳房上側(cè)垂直4 cm處(B5);胸骨角上切跡(O1);右側(cè)第十根肋骨下緣與右乳頭點(diǎn)對(duì)齊處(O2);左側(cè)第十根肋骨下緣與左乳頭點(diǎn)對(duì)齊處(O3)。

1.3 建立相對(duì)位移坐標(biāo)系統(tǒng)

運(yùn)用Matlab將在大地坐標(biāo)系統(tǒng)下的乳房位移數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)化為新參考坐標(biāo)系下的相對(duì)位移數(shù)據(jù),以O(shè)1、O2、O3建立相對(duì)位移坐標(biāo)系i,O1點(diǎn)為坐標(biāo)系原點(diǎn),O2O3確定Y軸方向,Y軸為左右方向,向左為正;三點(diǎn)確定的平面的法向量x=O1O2×O2O3作為X軸,為前后方向,向前為正;XOY面的法向量作為Z軸,z=O2O3×x為垂直方向,向上為正。相對(duì)位移的坐標(biāo)系如圖6所示。

2 實(shí)驗(yàn)結(jié)果分析

2.1 數(shù)據(jù)處理

對(duì)各標(biāo)記點(diǎn)(6名實(shí)驗(yàn)對(duì)象×7款運(yùn)動(dòng)文胸×8個(gè)標(biāo)記點(diǎn)=336個(gè)點(diǎn))的所有實(shí)驗(yàn)數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理,修復(fù)缺失數(shù)據(jù),去除明顯錯(cuò)誤和異常的數(shù)據(jù)后,將所有標(biāo)記點(diǎn)的數(shù)據(jù)均轉(zhuǎn)換成相對(duì)位移坐標(biāo)系下的位移數(shù)據(jù)。

乳房相對(duì)位移極差為1個(gè)穩(wěn)定周期(4 s)中相對(duì)位移的最大值與最小值之差。由于在蹦床上高抬腿運(yùn)動(dòng)時(shí),受到跳躍程度、呼吸強(qiáng)度等因素的影響,導(dǎo)致每個(gè)周期內(nèi)的相對(duì)位移極差有一定差異,因此計(jì)算每位受試者3個(gè)周期的乳房相對(duì)位移數(shù)據(jù),再求每款文胸的均值(每款文胸的樣本數(shù)共為18)作為乳房上5點(diǎn)在各方向上的位移數(shù)據(jù)。

表3為乳房上5點(diǎn)在前后(X)、左右(Y)和垂直(Z)方向上的相對(duì)位移極差均值。相對(duì)位移極差反應(yīng)乳房的震動(dòng)大小,極差越大說明乳房位移幅度越大,晃動(dòng)越劇烈[17]。結(jié)果顯示,穿著每款運(yùn)動(dòng)文胸時(shí),乳房上各點(diǎn)在前后和左右方向上的位移極差較為接近,垂直方向上的相對(duì)位移極差最大,運(yùn)動(dòng)時(shí)乳房在垂直方向上的晃動(dòng)最為劇烈,所以在評(píng)價(jià)運(yùn)動(dòng)文胸保護(hù)效果時(shí),可將垂直方向的保護(hù)效果作為主要參考指標(biāo)。

2.2 數(shù)據(jù)分析

2.2.1 不同方向上乳房各點(diǎn)比較

每位實(shí)驗(yàn)對(duì)象穿著7款不同的運(yùn)動(dòng)文胸,在蹦床上進(jìn)行高抬腿運(yùn)動(dòng),乳房位移存在一定的差異,因此使用SPSS軟件先按7款運(yùn)動(dòng)文胸分析乳房上5點(diǎn)的位移數(shù)據(jù),進(jìn)行正態(tài)分布檢驗(yàn),如表4所示。因樣本量為126,小于2 000,所以通過夏皮洛-威爾克統(tǒng)計(jì),結(jié)果顯示,在垂直(Z)方向七分之六的數(shù)據(jù)P<0.05,不符合正態(tài)分布;在前后(X)和左右(Y)方向也有小部分?jǐn)?shù)據(jù)不符合正態(tài)分布。因此,選用非參數(shù)檢驗(yàn)進(jìn)行數(shù)據(jù)分析。

采用非參數(shù)檢驗(yàn)K個(gè)獨(dú)立樣本,檢驗(yàn)穿著7款運(yùn)動(dòng)文胸時(shí)乳頭點(diǎn)(B1)、乳房?jī)?nèi)側(cè)(B2)、乳房外側(cè)(B3)、乳房下側(cè)(B4)、乳房上側(cè)(B5),此5點(diǎn)在前后(X軸)、左右(Y軸)和垂直(Z軸)3個(gè)方向上的相對(duì)位移極差,如表5所示。結(jié)果顯示:在前后(X軸)和左右(Y軸)方向上,P=0<0.05,乳房上不同測(cè)試部位,相對(duì)位移極差有顯著差異;在垂直(Z軸)方向上,P=0.848>0.05,位移極差無顯著差異。因此,在分析比較不同運(yùn)動(dòng)文胸差異時(shí),不可僅選用乳頭點(diǎn)的位移代表整個(gè)乳房的位移,應(yīng)將5個(gè)點(diǎn)的位移數(shù)據(jù)都作為參考依據(jù)。

2.2.2 不同款式的運(yùn)動(dòng)文胸比較

1)后背款式不同。實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)文胸Ⅰ-1、Ⅱ-1、Ⅲ、Ⅳ的面料成分接近,后背款式不同,分別為工字形、Y字形、X字形、一片式。由于款式不同,無法控制每款運(yùn)動(dòng)文胸的裝飾面料一樣,僅控制主體面料接近,即視為文胸的面料對(duì)防震效果的影響一致。因?yàn)槿榉可喜煌课坏南鄬?duì)位移極差數(shù)據(jù)不符合正態(tài)分布,所以采用非參數(shù)檢驗(yàn)的K個(gè)獨(dú)立樣本進(jìn)行檢驗(yàn),結(jié)果如表6所示。由表6可知,穿著此4款運(yùn)動(dòng)文胸運(yùn)動(dòng)時(shí),乳房上不同部位在各方向的位移存在顯著差異(P<0.05),運(yùn)動(dòng)文胸的后背款式對(duì)乳房振幅有顯著影響。如圖7所示,在垂直方向的位移極差最大,乳房晃動(dòng)最為劇烈,乳房各部位的位移極差依次為Ⅳ>Ⅱ-1>Ⅲ>Ⅰ-1,Ⅲ與Ⅰ-1差異不明顯;在前后方向上,乳房外側(cè)的位移極差最大,綜合乳房上5點(diǎn)數(shù)據(jù),Ⅲ>Ⅰ-1;在左右方向上,乳房下側(cè)的位移極差最大,綜合乳房上5點(diǎn)數(shù)據(jù),Ⅲ>Ⅰ-1,所以Ⅰ-1相比Ⅲ在前后和左右方向的保護(hù)效果較強(qiáng)。

乳房的位移越大,說明運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房的保護(hù)作用越弱,綜合前后、左右、垂直方向的位移極差,4款實(shí)驗(yàn)文胸對(duì)乳房的保護(hù)效果從強(qiáng)到弱依次為工字形Ⅰ-1、X字形Ⅲ、Y字形Ⅱ-1、一片式Ⅳ。

2)前側(cè)是否有拉鏈。實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)文胸Ⅰ-2、Ⅰ-3的主體面料聚酯纖維/氨綸均為90/10,后背款式均為工字形,Ⅰ-3前側(cè)帶拉鏈,Ⅰ-2無。如圖8所示,在前后方向,Ⅰ-2與Ⅰ-3基本無差異;在左右方向,Ⅰ-2的相對(duì)位移極差大于Ⅰ-3,可能由于Ⅰ-3前側(cè)帶有拉鏈,穿著后對(duì)乳房的聚攏效果較好,所以對(duì)乳房左右運(yùn)動(dòng)的保護(hù)效果較好;在垂直方向上,Ⅰ-3大于Ⅰ-2。垂直方向的位移極差遠(yuǎn)大于前后、左右,以垂直方向的位移極差作為主要參考指標(biāo),故工字形不帶拉鏈的運(yùn)動(dòng)文胸比前側(cè)帶拉鏈的文胸保護(hù)效果更好。

2.2.3 不同面料成分的運(yùn)動(dòng)文胸比較

實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)文胸Ⅰ-1、Ⅰ-2款式相同,均為工字形后背,主體面料的聚酯纖維和氨綸成分不同,分別為82/18、90/10。如圖9所示,在前后、左右方向上,Ⅰ-2的相對(duì)位移極差略大于Ⅰ-1,但是差異不明顯,因?yàn)楣ぷ中慰钍降倪\(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房運(yùn)動(dòng)的保護(hù)作用最好,所以乳房運(yùn)動(dòng)的差異不顯著。垂直方向上的位移極差遠(yuǎn)大于前后、左右方向的位移極差,約2倍,故乳房在垂直方向上的晃動(dòng)最劇烈,且垂直方向上Ⅰ-1的相對(duì)位移極差大于Ⅰ-2,以垂直方向的位移極差作為主要參考依據(jù),Ⅰ-2氨綸含量較少的運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房的保護(hù)效果更好。

實(shí)驗(yàn)運(yùn)動(dòng)文胸Ⅱ-1、Ⅱ-2款式相同均為Y形后背,主體面料的聚酯纖維和氨綸成分不同,分別為84/16、90/10。經(jīng)非參數(shù)檢驗(yàn),乳房上不同部位在各方向的相對(duì)位移存在顯著差異(P<0.05)。如圖10所示,在前后、左右和垂直3個(gè)方向上,穿著運(yùn)動(dòng)文胸Ⅱ-1時(shí)乳房上5點(diǎn)的相對(duì)位移極差均大于Ⅱ-2,故Ⅱ-1對(duì)乳房的保護(hù)效果不如Ⅱ-2。

綜合工字形和Y字形的比較結(jié)果,得出結(jié)論:運(yùn)動(dòng)文胸面料成分中,氨綸含量越高,面料彈力越大,穿著時(shí)乳房運(yùn)動(dòng)位移越大,對(duì)乳房的保護(hù)效果越差。

3 結(jié) 論

本文通過測(cè)量7款運(yùn)動(dòng)文胸,探究運(yùn)動(dòng)文胸對(duì)乳房的振幅影響,在健身蹦床上進(jìn)行高抬腿運(yùn)動(dòng),比較乳頭點(diǎn)、乳房?jī)?nèi)側(cè)、乳房外側(cè)、乳房下側(cè)、乳房上側(cè),共5點(diǎn)在前后、左右和垂直方向上的相對(duì)位移極差,得出以下結(jié)論。

1)比較后背款式不同的運(yùn)動(dòng)文胸,對(duì)乳房保護(hù)效果從優(yōu)至劣依次為工字形、X字形、Y字形、一片式。后背均為工字形的2款運(yùn)動(dòng)文胸,其中1款前側(cè)帶拉鏈,雖然方便穿脫,但對(duì)乳房的保護(hù)效果比不帶拉鏈的略差。

2)通過比較面料成分不同、后背款式分別為工字形、Y字形的運(yùn)動(dòng)文胸發(fā)現(xiàn)文胸面料的氨綸含量越高,面料彈力越大,在運(yùn)動(dòng)時(shí)乳房上各部位的位移極差也越大,故對(duì)乳房的保護(hù)效果越弱。

3)在前后、左右、垂直方向上,乳房上各部位的位移有顯著差異,研究乳房運(yùn)動(dòng)時(shí)應(yīng)該測(cè)試多個(gè)部位,不能用乳頭點(diǎn)代表整個(gè)乳房運(yùn)動(dòng)。

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