（服装设计与工程专业论文）着装压迫下的生理反应研究——压迫对下肢皮肤血流的影响.pdf

着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响英文摘要 s t u d yo nt h ep h y s i o l o g i c a le f f e c t sc a u s e db yg a r m e n tp r e s s u r e s k i nb l o o df l o wa tl o w e rl i m bu n d e re x t e r n a lp r e s s u r e a b s t r a c t p r e s s u r ec o m f o r ti sa l li m p o r t a n tf a c t o rf o re v a l u a t i n gg a r m e n t s n o w a d a y s ，a sm o r ea n d m o r ep e o p l ew e a r i n gv a r i o u st i g h t - f i tg a r m e n t s ，s u c ha sj e a n sa n ds t o c k i n g s ，t h es a f e t ya n d c o m f o r to ft h e s eg a r m e n t sb e g i nt od r a wm o r ea n dm o r ea t t e n t i o n sf r o mc o n s u m e r s ， c l o t h i n gd e s i g n e r sa n dr e s e a r c h e r s i nt h i ss t u d y ，i tf o c u s e do nt h es k i nb l o o df l o wa tt h e l o w e rl i m bu n d e re x t e r n a lp r e s s u r e ，t oe x p l o r et h ep h y s i o l o g i c a le f f e c to fg a r m e n tp r e s s u r e f i v ef e m a l eg r a d u a t es t u d e n t sw e r er e c r u i t e dt ob es u b j e c t sf o rt h i ss t u d y p r e s s u r e so f v a r i o u s m a g n i t u d e s w e r ee x e r t e do na n k l e so rc a l v e s r e s p e c t i v e l yb yu s i n g s p h y g m o m a n o m e t e r , u n d e rw h i c ht h ep r e s s u r ea n ds k i nb l o o df l o ww e r em e a s u r e d s i m u l t a n e o u s l y t h ew i l c o x o ns i g n e dr a n kt e s tw a su s e dt oe v a l u a t ed i f f e r e n c e si ns k i n b l o o df l o ww h e n p r e s s u r ew a sl o a d e do rn o to nt h el o w e rl i m b s t h eo b t a i n e dr e s u l t sa r ea s f o l l o w s ：t h ep r e s s u r ee f f e c to nu n d e r l y i n gs k i nb l o o df l o ww a sd e p e n d e do nt h ed i f f e r e n t m a g n i t u d e so fp r e s s u r e ，l o a d i n gp o s i t i o n s k i nb l o o df l o wi n c r e a s e dw h e np r e s s u r eo f c e r t a i nl e v e lw a sl o a d e da ta n k l eo rc a l f ；h o w e v e r ，a st h ep r e s s u r em a g n i t u d ee x c e e d i n g c e r t a i nr a n g e ，i tt u r n e dt od e c r e a s e m o r e o v e r ，a n k l e ss e e m e dt ob e a rm u c hh i g h e rp r e s s u r e t h a nc a l v e s i no r d e rt of u r t h e re x p l o r et h es k i nb l o o df l o wc o n t r o lm e c h a n i s mo fp r e s s u r e ， w a v e l e tt r a n s f o r mw a su s e dt oa n a l y z et h es i g n a l so fs k i nb l o o df l o w ，t h ed i f f e r e n c e so f m y o g e n i cr e s p o n s ew h e np r e s s u r ew a sl o a d e do rn o tw e r ef o u n d ( t h es m o o t h - - m u s c l e c e i l si nt h ev e s s e lw a l l sr e s p o n d c o n t i n u a l l yt ot h ec h a n g e si ni n t r o v a s c u l a rp r e s s u r e ，w h i c h i sk n o w na st h em y o g e n i cr e s p o n s e ) t h er e s u l t si nt h i ss t u d yc a np r o v i d et h e o r e t i c a l g u i d a n c ef o rt h em e d i c a lp r a c t i c e ，a n dc a np r o v i d er e f e r e n c e sf o rt h ed e s i g no ft i g h t - f i t g a r m e n t s k e y w o r d s ：g a r m e n tp r e s s u r e ；s k i nb l o o df l o w ；l o w e rl i m b ；p h y s i o l o g i c a lc o m f o r t ；w a v e l e t t r a n s f o r ma n a l y s i s w r i t t e n b y ： z h o uf u - - p i n g s u p e r v i s e db y ：l i u g u o - - l i a n d a ix i a o - q u n 苏州大学学位论文独创性声明及使用授权声明 学位论文独创性声明 本人郑重声明：所提交的学位沦文是本人在导师的指导f 。独立迸彳：i ：研究工 作所取得的成果。除文中已经注明引用的内容外，本论文不含其他个人或集体已 经发表或撰写过的研究成果，也不含为获得苏州大学或其它教育机构的学位证书 而使用过的材料。对本文的研究作也重要贡献的个人和集体，均已在文中以明确 方式标明。本人承担本声明的法律责任。 研究生签名：闺依彳n 期。争多呻 学位论文使用授权声明 苏州大学、中国科学技术信息研究所、国家图书馆、清华大学论文合作部、 中国社科院文献信息情报中心有权保留本人所送交学位论文的复印件和电子文 档，可以采用影印、缩印或其他复制手段保存论文。本人电子文档的内容和纸质 论文的内容相一致。除在保密期内的保密论文外，允许论文被查阅和借阅，可以 公布( 包括刊登) 论文的全部或部分内容。论文的公相( 包括刊登) 授权苏州大 学学位办办理。 研究生签 导师签名 f i l l 0 7 、孓砷 日期 呷、曼叶 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响 第一章绪论 第一章绪论 随着经济的发展和人们生活水平的提高，人们对服装的要求不再仅仅停留于漂亮 的外观，而更加看重着装的舒适性。在人体一服装一环境系统中，着装舒适性的研究 主要包括热湿舒适性、接触舒适性和压迫舒适性。着装压迫舒适性的研究是从女性塑 身内衣( 如胸罩、束裤、腹带等) 、泳衣、紧身裤、弹力袜、医用压力衣、绷带等开 始的。近年来，随着各类紧身服装被众多消费者所青睐，着装压迫的安全舒适性越来 越受到有关学者和消费者的重视。 人体在穿着服装或由于动作、姿势变化时，服装与人体相接触产生机械作用，对 服装所包覆的部位产生整体或局部的压力或动态的力学刺激，从而激发各种力学感知 并产生不同的感觉，这就是着装压迫舒适性。着装压迫舒适性的研究与着装压力的大 小密切相关。 1 1 着装压力的产生与影响因素 1 1 1 着装压力的产生 人体着装后，由于服装与体表的动态接触，通常会产生对体表的正压力，这就是 着装压力。着装压力主要由以下两个方面产生f 1 1 ： ( 1 ) 服装自身的重量形成的压力( 重量压) 。当人体处于着装状态( 着普通装) 时，主要的受压部位是肩部、腰侧( 腹) 部。重量压会带给身体额外的负荷，因此各 种防护服、运动服、极地用服装，以及婴儿与高龄者服装的重量设计显得尤其重要。 ( 2 ) 服装裹紧身体而产生的压力( 束缚压) 。服装绷紧在人体表面时，面料会 发生形变以适应人体体形及姿势的变化，面料变形产生的内应力主要包括拉伸、剪切 和弯曲等应力( 如图1 1 所示) ，这些力的合力在接触面的垂直方向上会对人体产生 压力，即为束缚压。着装压在大多数情况下表现为束缚压，束缚压可分为整体压和局 部压两种。整体压的特点是服装包缚下的所有部位都受到压力，如中国的裹脚、西欧 的紧身胸衣、日本的腰带以及现代的紧身衣裤等。局部压主要是服装对局部形态的捆 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第一章绪论 缚形成的压力。局部形态的捆缚有吊袜带、袜口、罗纹克夫等。 纬 图卜1 着装变形产生的力 1 1 2 影响着装压力大小的因素 力 ( 1 ) 人体 体表的曲率：在相同的束缚条件下，人体体表的凸曲率越大，所受的压力就越大。 例如人体躯干部两侧处的压力要比前面和后面的大 2 1 。 姿势和动作：人体姿势改变会造成服装压的大小及分布的变化与转移，如姿势变 化引起束腰带的压迫程度变化。站立、坐椅、席地三种姿势的受压迫程度是不同的， 席地时最大，立姿时最小【1 1 。当穿着无缝紧身弹性裤完成抬腿、坐立以及下蹲三种日 常着装运动中的常见动作时，在三个测试点中( 前膝点、臀凸点、大腿前中点) ，无 论在哪种运动状态下，膝盖部位均为产生服装压力的高压区【3 1 。 皮肤和皮下软组织的力学特征：人体皮肤会由于关节肌肉的变化，在特定的部位 会产生不均一的伸缩，迫使穿着贴身服装时产生的压力增大。人体皮肤最大伸长率垂 直方向可达4 0 - 5 0 ，水平方向可达3 0 - 4 0 ，据有关研究表明【4 j ：人体身体各部位在运 动过程中最大皮肤伸长率为：肩( 1 3 - 1 6 ) ，肘( 1 5 - 4 0 ) ，臀部( 4 - 6 ) ，膝盖 ( 1 2 4 5 ) 。由于人体屈曲，皮肤不仅朝竖直方向，而且朝水平方向( 围度方向) 伸长。人体某些部位皮下软组织比较厚和柔软，受压时易移位和变形，从而产生一定 的缓冲作用，减小了压力；而某些部位，如皮下的肌腱和骨骼，产生的压力则相对较 大。 2 者装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第一章绪论 ( 2 ) 服装 服装本身的重量：人体因着装季节、性别、服装类别以及织物结构的不同，所受 的重量压也不相同，如冬季大于夏季、男装大于女装、外套大于内衣、夹层结构大于 单层结构。 服装款式与尺寸：不同结构的款式导致人体不同部位承受的压力不同。比如：袒 露式晚礼服的主要吊悬压力点在颈椎处，而双肩带的吊带衫主要压力在肩胛骨间，插 肩袖造型的服装使压力在肩、上臂部呈分散状态 4 1 。相同款式结构的服装，紧身的比 宽松的对人体产生的压力大。 服装材料：服装材料的弹性性能、表面粗糙度与压力大小有直接关系。服装材料 因弹性性能的不同而影响着装压的大小、耐受极限和压力支点的转移。如面料在相同 的绷紧程度下，越难伸长的，产生的压力就会越大1 5 1 。穿着紧身衣的人体在背部弯曲 时，由于背部上面人体肌肤的伸长，使紧身衣在背面产生较小的变形和较大的滑移， 而在背部下面由于难以引起滑移，故织物的变形较大，且湿润的紧身衣比干燥的紧身 衣在人体背部更难产生滑移1 6 1 。由于材料作用，高弹材料的紧身裤对人体的压力被分 解，压力支点并非固定在某一位置，两是平均分布，均衡体现。 舒适性是建立在物理、生理和心理过程及各因素交互作用基础上的主观感受和判 断。因此着装压迫舒适性不仅与织物的力学性能和表面性能等基本属性有关，还受到 个体生理、心理以及所处活动状态、环境条件等因素的影响，并且它涉及到许多科学 领域，如人体生理学、心理学、纺织服装科学、力学等等，因而对着装压迫舒适性的 研究主要是从主观评价和客观测试两方面展开的。主观评价是穿着者结合其心理和生 理感觉对着装压迫舒适性做出的综合反应。着装压舒适性的客观评价主要是对着装压 力以及相关的物理量和生理量的测定，着装压力的测量又分为直接测量和间接测量 【7 ，羽。 1 2 国内外研究现状 着装压迫舒适性的概念最早是由i b r a h i m 9 提出的。着装压迫舒适性的研究已历 时近五十年。由于缺乏仪器，早期的研究集中于定性描述着装压力，而且主要是通过 穿着者的主观感觉来评价着装压迫舒适性。 3 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第一章绪论 随着科学的进步，出现了各种测试压力物理量的仪器，国内外学者通过对测试仪 器的改进、进行各种主客观的实验及对着装压迫舒适性的评价，使着装压迫舒适性这 一领域的研究进入全面、系统的阶段。在该领域，国外尤其是日本的一些高校和研究 机构的研究成果比较突出。主要集中在以下几个方面： 1 2 1 着装压测量方面的探讨 i b r a h i m 等在1 9 6 8 年探讨了具有双向拉伸性能的织物制成的保型性服装的力学性 能，并给出了服装压、服装穿着在人体上的外型轮廓、人体在行走时的震颤情况的测 试方法f 删，这是最早测试着装压力的方法之一。1 9 9 1 年，m i t s u n o 等制作了一个经 典的液压平衡式压力测试装置，并且运用该装置进行了实际的测试，这就是服装压直 接测定法中的流体压法。该方法简便直接，但橡胶球的大小及其特性影响着装的真实 状态，进而影响服装压测定的准确性，而且对于动态服装压的测定更困难。目前，常 用的是气压式测定方法【1 2 1 。随着技术的发展，国内徐军1 3 1 ，李炜1 叼等人采用服装压力 测量方法是基于l a b v i e w 虚拟仪器技术的服装压力测量系统。 1 2 2 着装舒适的压力范围研究 不同的服装种类，其压迫感的舒适情况所需的压力各有差异。确定具体服装产品 种类的舒适的压力大小范围被认为着装压迫舒适性研究的一个热点，它可以为服装生 产商提供必要的技术参数。d e n t o n 等指出舒适服装压力的范围为1 9 6 - 3 9 2 k _ p a ，当着 装压力超出此值时会令人感到不舒服，其程度因人和身体部位而异【2 】。m a k a b e 等通 过对文胸的研究得到肩带的压力值为3 2 k p a ，胸下围和侧部的压力范围为1 4 7 - - 2 1 3 k p a 1 5 】。m a k a b e 同时对紧身裤进行了研究，得到裤子舒适的压力范围为4 0 - - 5 3 3 k p a l l 6 1 。m o m o t a 1 刁和h o m a t a 【18 】等通过研究女式长筒袜和男袜的压力，探讨这类 服装的压力与人的感觉之间的关系，得出了穿着者感觉下肢最舒适的压力范围。 t a m u r a 1 明和m i y u k i 2 0 j 等人也研究了下半身受压后，人体感觉舒适或不舒适的着装压 力范围。对于这方面的研究，还有许多研究者【2 1 ，2 2 】通过人体穿着实验，客观上测试服 装对人体不同部位产生的压力和主观上调查受试者的穿着感受，评价穿着时的舒适与 否的情况，从而得到不同产品的压迫舒适值。对于此方面的研究，国内外都取得了一 4 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第一章绪论 定的成果，但是此类研究仍有有待改进之处： 1 ) 研究样本数目较少，一般测试人体为5 - 2 0 人。 2 ) 压力大小的测试状态多为静态，而动态压迫舒适性研究较少。同一款式服装 在同一环境下，穿着于同一人身上时，其在静止状态与运动状态下，身体特定部位的 压感觉是不一样的。为此，有待进一步深入研究人体姿势变化与着装压感觉之间的关 系。 3 ) 主观评价因人而异，存在较大的差异与不确定性。此外，人体各个部位的敏 感程度不相同，所以身体不同部位感觉压迫舒适的范围不同，最大能承受的压力范围 内也不相同。因此不同服装的舒适的压力范围的精确度，有待于进一步提高。 1 2 3 建立人体着装力学模型并模拟压力分布 随着数字化技术和计算机技术的发展，一些学者开始围绕人体与服装之间的动态 接触力学机制对服装压迫舒适性进行了一些探索和研究，运用弹性力学、有限元等方 法，建立人体着装力学模型。如罗笑南【2 3 1 、l i 凶、z 1 1 a n g 圜等人运用基于弹性力学上 的薄膜大变形理论或有限元方法，针对三维着装紧身内衣对人体的压力分布的问题， 提出了可实际操作的模型，模拟三维女体穿着紧身服装过程中的动态着装压力分布情 况，并预测着装过程中的动态力学行为。井上真理等分别运用线性方法【2 6 】和经纬双向 拉伸法【2 刀并结合织物的特性，预测了长筒袜的实际穿着压力。d a i t 2 叼等人建立了一个 三维力学数学模型来模拟并准确预测下肢穿着压力袜时下肢与袜子间相互的力学作 用，预测并使穿着压力袜时压力的大小及分布情况可视化。此外，还有研究人员f 2 9 】 运用有限元方法模拟了脚与袜子之间的力学接触模型，该模型能够模拟穿着袜子的情 形并预测袜子施加的压力大小，从而为袜子的功能设计提供指导。尽管对着装压迫舒 适性的研究在虚拟模型建立和综合预测分析上有了突破，不过这类研究主要还是集中 于三维动态着装压力的分布模拟上，并且这种模拟还是在诸多边界条件限制的前提下 进行的，仿真性离实际应用还存在一定的差距，该类模型还有待进一步深入研究。 1 2 4 着装压的有效利用 自从上世纪9 0 年代末，随着紧身服装的流行以及人们健康着装意识的不断加强， 5 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第一章绪论 人们对于着装压力引起的人体生理反应越来越关注，越来越多的专家和学者开始了这 方面的研究。登仓寻宝【3 0 】研究了长期穿着紧身衣后对人体的正面和负面影响。诸冈晴 美【3 1 】研究了穿着紧身衣对人体形态和心率、呼吸等生理量的影响。m i y u k i 等【3 刁研究 了对下肢不同面积加压后对末梢皮肤血流的影响，发现加压面积越大血流下降也越 快。王佳【3 3 】等也研究了下肢部位受压会导致末梢皮肤血流量的减少，同时也会使末梢 皮肤温度下降。随着研究的进一步深入，在了解压迫下皮肤血流变化趋势的基础上， 许多学者开始对皮肤血流信号进行分析。运用小波变换方法，分析压迫下的皮肤血流 信号，探讨压迫引起皮肤血流变化的机理。如j a i l 【蚓研究团队已经在此方面做了一些 相应的研究，证明了小波变换频谱分析方法可以用来评估皮肤血流的控制机理。研究 了持续与间歇性加压方式下骶骨处( s a c r a l ) 的皮肤血流变化情况，发现间歇性加压 方式更有助于皮肤血流的增加，可使被压部位的软组织缺血减少，并使其活力增强， 从而能减少压力性溃疡的风险。同时通过运用小波变换对无压与受压状态下的皮肤血 流信号进行分析，发现代谢、神经、肌原活动频率段的p o w e r 变化与相应的代谢、神 经、肌原活动控制机理有关。由此可知，压迫会影响人体一系列的生理反应( 在下一 章中将更详细的介绍) ，从而影响皮肤血流的变化。随着对压迫下的一系列生理反应 研究的深入，着装压迫的有效利用也越来越普遍。 ( 1 ) 在医疗保健中的作用 在临床医学上，着装压被用来作为一种治疗的媒介。如王丽卓【3 5 】等报道澳大利亚 学者研究建议乳房比较大的女性在胸部开刀手术后穿着一种经过特殊设计的文胸，以 帮助减少乳房因重力而产生对刀口的拉力，可以更有效地促使刀口愈合，同时可以减 轻刀口疼痛的程度，使病人早日康复。由棉、化纤及高弹丝混纺而成的压力衣【3 6 3 7 1 是一种可以用于协助烧伤恢复的医用服装，烧烫伤后，受伤部位的皮肤会出现疤痕增 生，临床上通过压力衣对疤痕施加持续的压力，可以促使皮肤内部胶原纤维有序的平 行重排，从而延缓疤痕增生，促进疤痕软化平整。 一种由弹性长丝做成的具有一定压力的医用长筒袜即压力袜或弹力袜，通常用来 治疗下肢周围血管疾病。借助压力袜专业的压力梯度设计，产生由脚踝处逐渐向上递 减的压力，来收缩小腿肌肉，从而对血管腔加压，促进静脉血液回流至心脏，确保下 肢静脉的良好循 3 8 , 3 9 1 。国外对于压力袜的研究始于上世纪9 0 年代，而国内开始得 比较晚，直到2 0 0 0 年后关于这方面的研究报道才出现，但国内外专家们的焦点都主 6 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第一章绪论 要集中于它的治疗效果上。w e i s s 等1 4 0 对1 9 名空乘人员进行调查，发现穿上低压力 等级的压力袜后，由于工作中长期站立而导致的腿部疼痛感、不舒服感、肿胀感等均 有明显的改善。日本的h i r a i 等4 1 ，4 2 】研究得出弹性压力袜确实可以预防因静脉疾病引 起的肿胀等症状，并且即使压力很小也可以达到预防的效果。刘跃英等【4 3 1 使用压力袜 对无法进行手术的8 0 例下肢静脉曲张患者实行3 个月的追踪观察，发现这8 0 例静脉 曲张患者的症状都得到了缓解，局部营养不良的症状也得到了改善，治疗有效率达到 9 8 2 1 。单爱静等【4 4 】也发现，医用压力袜在周围血管疾病的治疗中能起到药物和手 术不能起到的作用，并在预防下肢静脉曲张中具有显著的效果。但是，也有一些研究 结果得出使用压力袜不会产生理想的疗效。k a h n 等【4 5 】对患有深度静脉曲张( d v t ) 的病人穿着压力袜的治疗效果进行研究，发现压力袜对于早期的深度静脉曲张并没有 明显的效果。而且在实际应用中，许多患者都抱怨压力袜穿着时可能还带有疼痛感、 不舒适、闷热等症状。 ( 2 ) 在体育运动上的运用 近年来，体育运动服装，尤其是体育防护用品在服装或防护用品的压迫舒适性方 面提出了更高的要求。良好的压迫舒适性以及为满足某些运动机能提供所需的着装压 力值，不但对运动员的穿着舒适性有较大的影响，而且更重要的是起到提高人体运动 的身体素质和运动机能、有利于发挥运动竞技水平以及起到减缓疲劳、恢复疲劳等方 面的作用。 当人体穿着体育防护用品( 护膝、护腿、护臂、护腰) 从事剧烈体育运动时，可 以减少人体肌体无效功量的消耗，同时起到保护肌体免遭损伤以及减轻人体负荷满足 肌体运动的需要m 】。 阿迪达斯生产的连体泳衣，采用梯度压力设计，并使用弹力莱卡作为材料。这种 梯度压力设计能改善血液微循环和减少肌肉颤动，而微循环的改善可以帮助身体更有 效使用血液中的氧，弹力织物使肌肉保持张紧状态，减少由肌肉的颤动带来的能量消 耗。这就意味着，这种泳衣可能使运动员产生更为有效的划水而划水的数量和质量 早已被证明是影响比赛成绩的因素1 4 7 1 。 举重选手们的连体举重服选用短袖设计，这能压迫肌肉，增加运动员的本体感受 能力，产生更有效的运动。专门给中距离跑的选手开发的齐膝高的“活力袜”也采用 了梯度压力设计，踝关节处最紧，这样，可以帮助静脉系统内的非氧合血迅速回流心 7 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响 第一章绪论 脏，也能将更多的氧合血供给那些剧烈运动的肌肉，增加和改善血液循环，同样又能 减少肌肉的颤动【4 7 1 。 综上所述，国内外对于着装压迫舒适性的研究都已经取得了一些成果。随着着装 压迫安全舒适性逐渐成为现代消费者关心的焦点，着装压迫对人体生理反应的影响会 成为着装压迫舒适性研究的发展动向。 1 3 本课题的研究目的及意义 着装压迫舒适性是由人的生理、心理因素共同决定，其评价在一定程度上与受试 者的主观感受有着密切联系，而且国外专家对该领域的研究不仅从主观压感觉( 如紧、 松等) 上进行探讨，而且也深入地从人体生理反应方面( 如皮肤温度、皮肤血流、出 汗等) 着手研究，并取得了许多有价值的研究成果。而国内虽对着装压迫舒适性的研 究已展开，但尚处于初级阶段，而且也集中于宏观研究着装压迫刺激引起的心理反应 即压感觉评价，而对着装前后人体的各项相关的生理指标( 如皮肤血流量、皮肤温度、 心率、血压等) ，特别是压迫前后的皮肤血流变化情况，几乎未见相关文献报道。而 当人体处于着装压迫状态时，紧身服装或裤袜类直接与人体皮肤接触，会压迫接触部 位下的皮下软组织，从而影响其软组织处甚至全身的血液循环。因此本课题研究压迫 前后的皮肤血流变化。 在对压力袜的研究方面，尽管已取得了一些成果，但是都是从治疗效果上着手的。 然而近年来，随着人们对美的追求，紧身裤、紧身长袜成为了女性们流行穿着的服装， 这些紧身裤、紧身长袜穿着时对人体所产生的压力是否为安全压力，是否能促进血液 循环，这些都成为消费者关心的问题。因此本课题的研究对象确定为下肢。 本课题主要是调查压迫对下肢的皮肤血流变化情况，目的在于调查人体下肢所能 承受的压力范围和探讨压迫引起皮肤血流变化的生理机制，从而为医疗实践提供理论 的指导，也为紧身类服装的开发和研究提供科学依据。 8 者装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 第二章着装压迫对人体的影响 本章主要介绍着装压迫对人体的影响，包括对人体形态、血液循环、皮肤等的影 响，重点阐述着装压迫对皮肤血流的影响，从而为本课题的相关研究和分析提供理论 基础。 2 1 压迫对人体形态的影响 由于对美的追求，总是有人认为自己的体型不够完美，为了塑造更加完美的体 型，方面可以通过服装的造型设计在形态和轮廓上产生改变，得到比较理想的视觉 效果，另一方面可以通过穿着塑身服装对体型进行补正，产生理想或接近理想的体型。 这类塑身服装包括胸衣、紧身衣、紧身裤袜及各种腹带等。如1 8 1 9 世纪的欧美女性 为了达到丰乳细腰的效果，穿着用金属制和鲸鱼骨制的紧身胸衣 7 1 ( 如图2 1 ( a ) 所 示) 。这些紧身胸衣不仅使腰部变细，还通过压迫胸的下部，使胸部变美。现代女性 通过胸衣来减少双乳因重力导致的下垂和挤压胸部组织达到丰胸的目的。穿着紧身裤 袜，从而对腿部以及臀部的形态起到较好的调整作用。使用各种腹带、腰带也能很好 的收紧腰腹部，使其具有美好的曲线。 ( a ) 紧身胸衣( b ) 正常胸部和穿紧身胸衣时的胸部 图2 1 紧身胸衣及其危害 从人体防护和审美观点来看，一定程度的压迫对身体是有益的。然而当着装压力 9 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 很大，超过了人体的承受能力或在不适当的部位加上压力，就会造成人体疲乏、甚至 骨骼变形、肺功能和心功能低下等严重损害身体健康的结果( 如图2 - 1 ( b ) 所示) 。 如长期穿用紧身胸衣，会使人体内部器官的横膈膜、心脏及胃的位置发生了移位，使 肺机能低下，妨碍了健康，影响了人体器官的正常生理运行。而且由于长时间不健康 的穿衣习惯，形成了当时欧美社会中的多病美人形象。因此，穿衣后应使身体各部位 适当分担压力，以身体软组织不受压为好。此外，中国封建社会的三寸金莲，是伴随 中国女性由年少时期的血泪史发展起来的。它改变脚部形状，导致脚部骨骼变形，形 成期不但痛苦，并且在今后的生活中也行动不便 1 , 4 8 , 4 9 】。 2 2 压迫对血液循环系统的影响 血液循环系统的功能在于推动血液流动，向器官、组织提供充足的血量以供应氧 和各种营养物质并带走代谢的终产物，使细胞维持正常的代谢和功能。此外，血液防 卫机能的实现以及体温相对恒定的调节也都要依赖血液在血管内不断循环流动。心脏 和血管组成血液循环系统，心脏是推动血液循环的动力装置，血管是运输道路，血液 是运输工具。在血液循环指标中，用于着装压迫舒适性测定的指标有心率、血压、血 流量等。 心率是指心脏在单位时间内( 1 m i n ) 跳动的次数。心输出量则指一侧心室单位时 间射出的血量。心率在一定范围内变化，可影响心输出量。血压是血液在血管内向前 流动时对血管壁造成的侧压力。血压主要由心脏血液排出量与末梢血管阻力的大小决 定。 目前已有不少研究表明压迫对心脏生理和血管生理等方面有影响。如长山芳子【5 0 】 等人研究了穿用短裤对心血管机能的影响，通过对血压、心率以及心率变动的能谱 ( p o w e rs p e c t r a l ) 解析，发现弹力短裤压迫会使收缩期血压有上升趋势，心率降低； 舒张期时血压有下降趋势，心率增加。对紧身裤的研究报道【5 1 1 ，压迫可导致静脉回流 减少，心输出量就减少，心率则会上升。 n a k a h a s h im 【5 2 】等分析了腹带在不同面料、结构、号型和压力情况下对主观感觉 ( 压迫感，舒适感，廓形满意度) 和生理反应( 心率，皮肤血流和口腔温度) 的影响。 刘莉瞄3 】等设计了一组着装实验，考察了调整型内衣压力对人体生理指标( 心率， 1 0 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 呼吸率等7 个代表性生理指标) 的影响，发现内衣的宽裕量和压力覆盖位置是影响生 理指标变化的主要因素。 过大的着装压力会压迫皮肤表层静脉，阻碍流入体内动脉的血液循环，引起自受 压部位至末梢的血液不畅，甚至导致末梢淤血。近年来，有关学者通过对加压和血液 循环关系的研究中发现，着装压迫和末梢的血流量存在关系，并且由于末梢血液循环 的变化，进而影响末梢部位的皮肤温度。随束缚压力增大，下肢受压端末梢的皮肤温 度变低，且持续束缚与间歇束缚相比，持续束缚时的皮肤温度下降明显 7 1 。通过测量 中老年妇女穿用短裤时的心率、手臂皮肤温度以及脑波，发现穿用短裤时的心率与没 有穿用时相比，有加快的趋势，手背温度也有所上升。另外，脑波中的口波出现率比 没有穿用时降低了，相反波的出现率却提高了【5 4 】。 还有研究表明5 5 1 ，当四肢加压超过3 0 m m h g 时，静脉血管由于血管壁薄容易被 压扁，致使静脉回流受阻；而动脉血管由于血管壁厚，且一般分布于较深的位置，所 以不易受外界压迫的影响；结果导致血液滞留于四肢末梢，以致手足处于充血状态， 皮肤温度也会降低。但在另一方面【5 6 】，若在下肢末端施加适当的逐渐向上递减的加压， 就可以促进静脉回流。这是因为借助从脚踝处逐渐向上递减的梯度压力，可以收缩小 腿肌肉，从而对血管腔加压，促进静脉血液回流心脏，确保下肢静脉的良好循环，减 轻下肢肿胀等症状。 2 3 对皮肤的影响 2 3 1 对压感觉的影响 ( 1 ) 皮肤构造 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 图2 - 2 皮肤构造示意图 囊友 友下惫蓑 皮肤覆盖全身，由表皮、真皮、皮下组织三层构成。表皮是皮肤的表层，为角质 化的复层扁平上皮，厚度在l m m 以下。真皮在表皮的深面，由致密基地组织构成，厚 约为2 m m ，具有很大的弹性和韧性。真皮内含有大量的弹性纤维和胶原纤维、以及丰 富的血管、淋巴管、神经和多种感受器，如感受压觉刺激的环层小体等，此外，还有 ，汗腺、皮脂腺等皮肤附属器。真皮下面是含有大量脂肪的皮下组织( 皮下脂肪) 。皮 下组织能够防止身体损伤，分散力的作用，弱化冲击作用，同时，具有一定的隔热性 和调节体温的作用。皮肤的构造如图2 - 2 所示【4 6 7 1 。 ( 2 ) 皮肤感觉 皮肤感觉是指外界刺激感受器或感觉器官，从而形成不同的感觉。皮肤是重要的 感觉器官，感觉神经的神经末梢和特殊感受器广泛分布于皮肤中，以感知体内外各种 刺激。根据皮肤中神经所包含的感觉感受器的不同可以把外界刺激分为3 种类型【4 l ： 与外界物体接触的力学刺激；身体表面热交换而产生的温度变化；破坏性的外伤或化 学物质的侵蚀。皮肤感受器因这些刺激而产生了触、冷、暖和痛等感觉。其中触觉和 压觉在感觉上尚不能严密分开，通常多将触觉和压觉合称为触压觉。在全身大约有触 压觉点5 0 万个，且触压点在之间和嘴唇处分布较多，而在四肢及后背等处分布较少 【7 】。在穿衣过程中，衣服不断地与人体大部分皮肤进行接触，接触面积覆盖具有各种 感受性的区域，再加上人体生理特征( 如皮肤温度、出汗速度等) 的频繁改变，同时 衣服在皮肤上的频繁滑移，产生刺激，形成各种不同的感觉。但是人体各个部分的敏 1 2 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章者装压迫对人体的影响 感程度不尽相耐4 】。有研究表明：人体受到着装压力时，各部位对压迫的敏感程度是 不同的，并且所能承受的最大压力值也不一样。如h o m a t a 7 等报告了一项穿着日本 男袜的着装压迫的研究，测量了人脚上袜子的压力和脚模型的袜子压力，发现袜子在 人脚的压力比脚模型上测量的压力要小。同时发现受试者感觉舒适的压力大小为：上 部1 3 3 k p a ，踝部6 6 6 5 1 3 3 k p a 。m a k a b e 【57 】等测量了调整型腹带的压力，并记录了 受试者对着装压迫感觉的反映。发现受试者对腹部压力的感知为：压力在o 1 4 7 k p a 时无感觉或无不舒服的感觉；压力在1 4 7 - - 2 4 6 k p a 时可忽略不计或有轻微的不舒服 感觉；压力超过2 4 6 k p a 时感觉极不舒服。也有学者对人体下肢做了研究，发现人体 大腿、小腿和脚踝部位所能承受的压力不同，其对压力的敏感程度也不同。即使是相 同部位，不同区域对压力的承受能力也不相同的，如小腿部位，前面区域对压力的感 觉就比后面区域要敏感【5 8 。5 9 】。 2 3 2 对皮肤出汗的影响 人体受压时，会触发皮下的压觉神经末梢，压迫部位皮肤的血流也会受阻，皮肤 温度也会降低，同时皮下汗腺的功能会被抑制，但为了维持人体的体热平衡，未被压 部位的出汗量增加，出现半身出汗现象。半侧出汗现象是指身体或上或下、或左或右 出汗，其分界线是上、下半身以过肚脐眼的水平线为分界线，左、右半身以人体中线 为分界线。随着压力的增大和压迫面积的增加，出汗抑制效果更明显。如人体平躺或 仰卧时，通常某半侧受到压迫，受压迫半侧的发汗量因受到抑制而明显减少，未受压 迫的那半侧的出汗量明显增加。也有研究表明对身体一侧皮肤增加压力刺激，可以发 现受压迫皮肤出汗被抑制，反侧皮肤出汗被促进。如图2 - 3 所示为用红外照射的人体 受压后的体表温度分布图。由于出汗量的不同，皮肤温也会发生变化，这是因为汗液 的蒸发量产生了左右差，反侧的蒸发量多，因而皮肤温比受刺激侧的低【6 0 - 6 1 。 1 3 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响 第二章着装压迫对人体的影响 2 3 3 对皮肤微循环的影响 图2 _ 3 反侧出汗现象 ( 1 ) 皮肤血管 皮肤的血液供给是以形成皮肤动脉网为特征的。动脉由深层进入皮肤，首先在皮 下脂肪和真皮交界处形成真皮下血管网。由此血管网向真皮发出分支形成真皮内血管 网到皮肤附件，并由上行小动脉延伸至乳头下，形成乳头下血管网。再发出许多小动 脉终末支到乳头，构成毛细血管丛，由此构成4 层血管网1 6 2 】，如图2 4 所示。 图2 4 皮肤的血管构筑 ( 2 ) 皮肤微循环机理 微循环的组成与血流通路 1 4 图2 5 微循环的组成 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 微循环是指微动脉与微静脉间的血液循环。皮肤中的循环主要是微循环。由于各 组织器官的形态与功能不同，微循环的组成也有所不同。典型的微循环一般由微动脉、 后微动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管、通血毛细血管、动带脉吻合支( 又称 动- 静脉短路) 和微静脉七个部分组成【6 3 】( 如图2 - 5 所示) 。微动脉与微静脉之间的血 管通道，组成了微循环的机能单位。 微循环的血液从微动脉流向微静脉可通过三条通路【删：直捷通路、动静脉短路 和迂回通路。直捷通路是血液从微动脉经后微动脉和通血毛细血管进入到微静脉。这 条通路经常处于开放状态有血流通过，且血流速度较快，与组织细胞进行物质交换很 少。它的主要功能是使一部分血液能迅速通过微循环而由静脉回流入心脏，安静时大 部分血液通过此路回流。动静脉短路是血液从微动脉经动- 静脉吻合支直接回流到微 静脉。这条通路管壁厚，血流迅速，不进行物质交换，又称为“非营养通路 。在人 体某些部分的皮肤和皮下组织，特别是手掌、足底、耳廓等部位处，这类通路较多。 其功能是在体温调节中发挥作用。迂回通路又叫“营养通路”，是血液经微动脉经后微 动脉、毛细血管前括约肌、真毛细血管网后汇集到微静脉的途径。迂回通路中真毛细 血管穿行于细胞间隙而又互相连通成网络；同时真毛细血管壁薄、通透性大、血流通 路迂回曲折、路径较长、血流缓慢，成为血液与组织液之间进行物质交换的结构基础。 微循环的功能与调节 微循环既是血液循环的重要通路，又是器官、组织、细胞物质、能量、信息传递 的场所。微循环的功能主要是物质交换和调节血量。微循环内物质交换的有效部位在 真毛细血管网，在此血液与组织液之间进行着营养物质与代谢产物、0 2 和c 0 2 的交 换。微循环血管数量多，总容量大，所以它是一个巨大的贮血库。当某种原因引起全 身微循环血管大量开放时，则将出现血液大量潴留于微循环内，从而导致静脉回心血 量和全身循环血量减少，动脉血压降低。可见微循环血管的开放数量对维持微循环血 量、稳定动脉血压以及血量的分配都起到重要作用。 微循环血管的舒缩活动受交感神经和体液因素的调节。在整个微循环系统中除毛 细血管、后微动脉和毛细血管前括约肌外都受交感一肾上腺素缩血管神经支配，并以 微动脉的神经支配密度较大。当交感缩血管神经兴奋时，微血管收缩，微动脉收缩占 优势时，毛细血管前阻力增大，微循环血流减少，毛细血管血压降低；而微静脉收缩 1 5 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 占优势时，毛细血管后阻力增大，毛细血管血液瘀滞，毛细血管血压升高【6 5 】。且交感 缩血管神经的刺激主要增加外周阻力和动脉血压，也能减少静脉血管的容量，增加静 脉回流量和心输出量阁。 后微动脉平滑肌稀疏不完整，毛细血管前括约肌也仅有少量平滑肌，它们的舒缩 活动主要受体液调节。这些体液因素包括全身血管活性物质，如起全身缩血管作用的 肾上腺素、去甲肾上腺素、血管紧张素i i 、内皮素等，可使血管平滑肌收缩，以及起 局部性舒血管作用的局部代谢产物如c 0 2 、乳酸、组胺、缓激肽等，可舒张微动脉、 后微动脉及毛细血管前括约肌。 全身缩血管物质和局部性舒血管物质浓度的变化可能是调节微循环血流的因素。 在静息状况下微循环毛细血管前括约肌周围体液缩血管物质浓度变化不大，舒血管物 质浓度则随血流速度而变化。 正常时，真毛细血管是轮流交替开放的，这是通过局部体液因素的负反馈机制进 行的。安静时，肌肉中大约只有2 0 - - 3 5 的真毛细血管处于开放状态。真毛细血管 的开放与关闭受后微动脉与毛细血管前括约肌控制。当一处的真毛细血管关闭一段时 间后，该处将聚积较多的组织细胞的代谢产物，局部组织中的代谢产物堆积增多，使 该处的后微动脉、毛细血管前括约肌舒张，真毛细血管就开放。由于真毛细血管开放， 有血流通过，可运走局部组织中积聚的代谢产物。由于代谢产物被清除，后微动脉和 毛细血管前括约肌又收缩，使真毛细血管又关闭。如此交替由于代谢产物减少，后微 动脉、毛细血管前括约肌又进入收缩状态，真毛细血管再次关闭。如此不断交替进行， 造成不同部分毛细血管网交替开放的现象( 如图2 - 6 所示) 。在一般情况下，大约每 分钟交替5 - - 1 0 次。当组织代谢水平增高时，局部的代谢产物增多，开放的真毛细血 管数量增加，流经微循环的血液量也增多，以适应组织代谢的需求【6 4 - 6 6 1 。 毛细血管前括约肌真毛细血管网呻局部代谢产物及组胺积聚、 与后微芎脉收缩 血流减少 组织缺氧、1 l p o z 降低 fl 血管平滑肌对缩血管细胞外高渗、血管平滑肌 物质反应 i 生增高 对缩血管物质反应降低 局部代谢产物及组胺真毛细血管网毛细血管前括约肌 被清除、恢复一 血流增加一 与后微动脉舒张 图2 - 6 毛细血管灌流的局部反馈调节 1 6 着装压迫下的生理反应研究压迫对下肢皮肤血流的影响第二章着装压迫对人体的影响 ( 3 ) 压迫对皮肤微循环的影响 末梢皮肤血流变化 对四肢加压，会导致末梢的皮肤血流降低。如h i r a t a 6 7 】等选用了6 名成年女子为 测试者，通过改变上腕加压的压迫强度( 1 0 , - 一4 0 m m h g ) 、压迫带幅宽度( 3 1 5 c m ) 、 压迫部位，分别调查了加压造成的手指血流量、手指皮肤温、前腕皮肤温的变化。发 现对前臂加压时，手腕和手指的皮肤血流量都下降，且手指的皮肤血流量下降得更多； 对手腕加压时，前臂的血流量变化幅度很小，手指的血