滑雪压缩裤局部压力对男子下肢疲劳的影响_王建萍.pdf

2023 年第 2 期制衣技术随着2022年北京冬奥会的举办，滑雪运动逐渐成为一项大众化运动，消费者对滑雪装备的需求愈发专业化和功能化，专业滑雪服装市场需求也随之剧增。滑雪运动的技术特点对滑雪者肌肉控制能力要求较高，寒冷状态下肌肉消耗相对于常温时更大，达到肌肉疲劳阈值的时间会相对提前，影响运动表滑雪压缩裤局部压力对男子下肢疲劳的影响基金项目：中央高校基本科研业务费专项基金（2232022G08）；国家重点研发计划“科技冬奥”重点专项（2019YFF0302100）；上海市浦江人才计划资助（2020PJC001）；上海市科学技术委员会“科技创新行动计划”“一带一路”国际合作项目（21130750100）；上海市设计学IV类高峰学科资助项目服装科技创新研究团队（DD18005）。作者简介：王建萍（1962），女，教授，博士。主要从事服装结构数字化研究。王建萍1，2，3，4，苗明珠1，2，姚晓凤1，2，苏勉1，2摘要：探究滑雪压缩裤局部压力对下肢发力部位肌肉疲劳的影响，筛选5名有滑雪经历的1825岁健康男性为试验对象，利用服装压力测试仪和表面肌电测试系统，分别采集不同压力着装条件下滑雪时目标肌肉位置压力、表面肌电信号和主观疲劳指标。研究表明：频域指标MF的斜率值可作为客观评价指标对局部肌肉疲劳进行表征；整体高压着装下，局部服装压对滑雪运动中疲劳客观指标有显著影响；滑雪裤局部压力对下肢肌肉疲劳具有正向延缓作用，作用效果因位置不同存在差异，臀大肌效果最显著，大腿肌群效果优于小腿肌群。该研究对优化滑雪裤压力分区、提高国内滑雪服装研发水平具有一定参考意义。关键词：滑雪裤；压缩服装；服装压力；表面肌电；肌肉疲劳中图分类号：TS 941.17文献标志码：B文章编号：1000-4033（2023）02-0050-04Effect of Local Pressure on Lower Limbs Fatigue inMen with Ski Compression PantsWang Jianping1，2，3，4，Miao Mingzhu1，2，Yao Xiaofeng1，2，Su Mian1，2（1College of Fashion and Design，Donghua University，Shanghai 200051，China；2Key Laboratory of Clothing Design and Technology，Ministry of Education，Donghua University，Shanghai 200051，China；3Shanghai Belt and Road Joint Laboratory of Textile Intelligent Manufacturing，Shanghai 200051，China；4Shanghai Institute of International Design Innovation，Tongji University，Shanghai 200092，China）Abstract：In order to investigate the influence of local pressure of ski compression pants on muscle fatigue oflower limbs，five healthy men aged 18 to 25 years with skiing experience were recruited as volunteers Targetmuscle position pressure，surface EMG signal and subjective fatigue indices during skiing under different pressuredressing conditions were collected by using clothing pressure tester and surface EMG testing system The resultsshow that the slope value of MF can be used as an objective evaluation index to characterize local muscle fatigueUnder high pressure clothing，local clothing pressure has a significant effect on the objective index of fatigue Localpressure of skiing pants has a positive delay effect on lower limb muscle fatigue，and the effect varies withdifferent positions The effect of gluteus maximus muscle is the most significant，and the effect of thigh musclegroup is higher than that of calf muscle group This study has certain reference significance to optimize the designof skiing pants pressure zone and improve the research and development level of skiing apparel in ChinaKey words：Skiing Pants；Compressed Clothing；Clothing Pressure；Surface EMG；Muscle Fatigue（1东华大学 服装与艺术设计学院，上海200051；2东华大学 现代服装设计与技术教育部重点实验室，上海200051；3上海市纺织智能制造与工程一带一路国际联合实验室，上海200051；4同济大学 上海国际设计创新研究院，上海200092）502023 年第 2 期制衣技术现甚至引起肌肉痉挛并造成运动损伤。根据对青年滑雪爱好者的访谈得知，在滑雪运动中下肢肌肉痉挛现象较为普遍，因此滑雪运动中的肌肉疲劳问题亟须解决。压缩服装是一种利用弹性面料张力对身体局部位置进行针对性压迫的运动装备，通过施加压力控制特定肌肉的振动以减少不必要的能量消耗，延缓肌肉疲劳，对运动表现的提高和运动损伤的防护都有一定的效果1。目前一些学者对动态压力方面进行了深入研究23，将其应用到滑雪裤的设计中，具有一定的现实意义。表面肌电（sEMG）技术由于其无创性、时序性的特点，在运动神经领域研究中被广泛应用。国内外学者在骑行、跑步等运动中利用这一技术对着装压力和肌肉疲劳的相关关系进行了研究，并对其作用机理进行了阐述47。滑雪运动中压缩服局部压力可对缓解肌肉疲劳产生影响，对提升滑雪运动员竞赛表现和肌肉恢复具有实际意义，但目前国内还缺乏相关理论研究。本文基于双板滑雪运动动作的下肢发力特征，运用表面肌电技术采集滑雪运动中下肢主要发力部位在压缩裤梯度压力作用下的频域（MF）指标，探究滑雪压缩裤局部压力对下肢特定部位肌肉疲劳的影响。1试验设计11试验对象选取5名有滑雪经历的1825岁男性作为试验受试者，量体数据均满足175/96A范围。所有受试者均无关节、肌肉及骨骼损伤史，BMI指数范围在1924，有健身或运动习惯，对电极片无过敏反应。受试者在试验前一周均保持良好的生活作息习惯并心情愉悦，未进行剧烈运动。所有受试者在试验前均提前熟悉了试验规范动作、流程及环境，并同意进行试验。5名受试者下肢数据范围见表1。12试验样衣以男式紧身滑雪压缩裤为试验样裤，款式如图1所示，由上海圣东尼（Santoni）有限公司制作。滑雪压缩裤由75 dtex双股丙纶做地纱，30 dtex锦纶包裹30 dtex氨纶做面纱，根据压力需求不同，织造3条同一款式不同规格的男式滑雪裤作为试验样裤，编号分别为1、2、3，规格尺寸见表2。裤口为宽25 cm的31假罗纹；腰头为宽40 cm的21假罗纹；后腰织造多分叉立体通道组织，横、纵向弹性回复率分别为81、80；膝盖、小腿、腹部织造直线通道组织，横、纵向弹性回复率分别为78、77；大腿部织造斜线通道组织，横、纵向弹性回复率分别为83、80。13试验设备压力测试设备：采用AMI气囊式接触压力测量系统，由气囊式传感器、主机及其他附件组成，能实时显示压力数值。系统利用接触的方式，实现微小的穿戴压力的测量，具有重复性强、精度高等特点，并且可根据需要进行多个位置的动态数据测量和分析。表面肌电测试设备：采用No-raxon myo MUSCLE肌电系统，通过该系统自带的Direct Transmis-sion System（DTS）传感器模块采集信号，可同步采集16块肌肉的表面肌电信号数据，采样频率可达到1 500 Hz，电极片采用杭州迅达无线电器材有限公司生产的银-氯化银一次性电极片。14试验动作和测试位置选取试验动作选择滑雪运动中最常见的滑行动作，如图2所示。在完成这些滑雪动作时，下肢发力部位主要集中在臀大肌、股外侧肌、股直肌、股二头肌、胫骨前肌及腓肠肌。臀大肌在滑雪动作中主要提供爆发力；大腿肌肉群（股外侧肌、股直肌、股二头肌）在滑雪运动中是动力的主要输出和传导位置；小腿肌肉群（胫骨前肌、腓肠肌）可以产生下肢关节矢状面最大的驱动力矩，同时可以保持踝关节稳定，保证身体动态平衡。综合考虑发力特点及试验可行性，选取6块肌肉作为目标测试位置，按序号标记为AF，如图3所示。15试验方法考虑到在雪场中滑雪者贴身穿着紧身滑雪裤同时外搭滑雪服，项目数值项目数值年龄/岁232臀围/cm94.05.0身高/cm175.03.0大腿根围/cm57.04.0体质量/kg655大腿中围/cm55.03.0腿长/cm108.05.0膝围/cm41.02.0腰围/cm80.04.0小腿中围/cm45.03.0表1受试者下肢数据范围（a）正面（b）背面图1样裤款式示意图表2试验样裤尺寸规格样裤编号1/2腰围1/2臀围1/2横裆1/2脚口裤长132.038.044.011580.0233.040.046.012.080.0334.042.048.012580.0cm512023 年第 2 期制衣技术表4不同压力着装条件下各测试部位MF斜率值与主观疲劳指标的相关性样裤编号ABCDEF10483*0425*0357*0431*0257*0395*20393*0268*04710336*01240216*30155*01860347009401680421注：*表示P005；*表示P001。（a）动作1（b）动作2（c）动作3（d）动作4图2滑雪动作示意图为模拟紧身滑雪裤的真实着装环境，试验在室温为（101）、相对湿度为（652）的生物力学试验室中进行，受试者们提前40 min进入试验室中，熟悉试验流程及动作。在试验开始前10 min左右进行统一的热身动作，激活关节和肌肉。试验开始前先将压力测试仪的量程调整到合适范围，在受试者待测位置处进行刮毛和去角质层处理，并用酒精清洁处理，用蘸有浓度为75酒精的棉签擦拭粘贴部位，使皮肤阻抗小于10 k89。随后固定好气囊传感器，依次按照滑雪裤编号顺序循环完成滑雪动作，待稳定后从1个动作周期初始状态开始记录压力值，到第4个动作周期结束后停止记录。每更换一次紧身滑雪裤，休息10 min后再继续此流程。在完成所有压力试验之后，中间间隔30 min，之后进行表面肌电测试工作。将蓝牙肌电传感器固定在目标部位。试验同样按照紧身滑雪裤编号顺序分别循环完成技术动作，每组试验动作总时间为15min，将其以3 min为间隔，按照先后顺序分为5段，分别记为T1、T2、T3、T4、T5。受试者在完成表面肌电测试的同时