遠(yuǎn)紅外面料騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響

李萱 閻玉秀 金子敏 陶建偉

摘要： 為了探究遠(yuǎn)紅外面料騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響，選用EMANA遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)及普通錦綸紗線(xiàn)織造了15條遠(yuǎn)紅外無(wú)縫針織騎行褲。通過(guò)騎行褲功能測(cè)試，利用時(shí)頻聯(lián)合分析、多因素方差分析和二維核密度分布分析EMANA遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量及其組織結(jié)構(gòu)對(duì)其功能的影響。結(jié)果表明：遠(yuǎn)紅外面料騎行褲可以緩解運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的疲勞，遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量對(duì)抗肌肉疲勞有顯著影響，其影響順序?yàn)?00%>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(yùn)動(dòng)過(guò)程中，遠(yuǎn)紅外面料騎行褲對(duì)肌肉疲勞一般會(huì)產(chǎn)生2次恢復(fù)作用，分別在14～20min及26～36min。

關(guān)鍵詞： EMANA遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn);運(yùn)動(dòng)疲勞;時(shí)頻聯(lián)合分析;肌肉狀態(tài)等級(jí)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(yùn)動(dòng)的興起，越來(lái)越多的人開(kāi)始熱衷于騎行運(yùn)動(dòng)。而如果忽視運(yùn)動(dòng)中運(yùn)動(dòng)疲勞的產(chǎn)生及其恢復(fù)，可能會(huì)直接影響其運(yùn)動(dòng)能力的發(fā)揮，甚至帶來(lái)運(yùn)動(dòng)傷病，因此及時(shí)緩解運(yùn)動(dòng)疲勞顯得尤為重要。遠(yuǎn)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(huán)加快，改善微循環(huán)，具有提高免疫力、消炎、消腫、鎮(zhèn)痛、減輕肌肉張力等功效[1]。近年來(lái)，有不少專(zhuān)家學(xué)者對(duì)遠(yuǎn)紅外紡織品的保溫、保健和衛(wèi)生抗菌功效進(jìn)行了探究和臨床試驗(yàn)[2];屈春燕[3]在2017年通過(guò)SiO2面料女內(nèi)褲對(duì)皮膚微循環(huán)的影響進(jìn)行了研

究;吳繼輝等[4]探究了遠(yuǎn)紅外功能織物對(duì)乳腺增生的保健效果;鄧亞敏等[5]對(duì)咖啡炭纖維性能進(jìn)行了研究，證實(shí)其抗菌效果顯著。但就目前而言，還鮮有學(xué)者對(duì)遠(yuǎn)紅外紡織品在緩解運(yùn)動(dòng)疲勞方面進(jìn)行研究。

EMANA遠(yuǎn)紅外纖維由比利時(shí)Solvay公司發(fā)明，是一種在聚合物基質(zhì)中添加了生物活性礦物晶體的錦綸66（PA66）長(zhǎng)絲[6]，其晶體顆粒多數(shù)極其微小，嵌在聚合物表面不易因外力作用而脫落，可反復(fù)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(kāi)發(fā)直接接觸人體的紡織品，以達(dá)到最優(yōu)的遠(yuǎn)紅外效果。

本文考慮到運(yùn)動(dòng)員緩解運(yùn)動(dòng)疲勞的裝置需要具備便攜性、及時(shí)性及安全性等特點(diǎn)，從騎行運(yùn)動(dòng)時(shí)穿著的服裝入手，選用EMANA遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)織造針織騎行褲，對(duì)EMANA遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)形態(tài)結(jié)構(gòu)及其騎行褲穿著狀態(tài)下的功能性進(jìn)行了研究，探究遠(yuǎn)紅外功能服裝對(duì)運(yùn)動(dòng)過(guò)程中疲勞的緩解作用。

1 試 驗(yàn)

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(shù)碼針織品股份有限公司），采用SM8-TOP2s無(wú)縫型針織機(jī)（意大利圣東尼公司）編織試樣。選用8路喂紗方式，通過(guò)改變喂紗路數(shù)來(lái)改變底紗的交織比例，組織結(jié)構(gòu)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(jīng)織造A、B、C三個(gè)系列共15條無(wú)縫針織騎行褲，具體紗線(xiàn)及面料規(guī)格見(jiàn)表1。騎行褲采用最常見(jiàn)的無(wú)縫緊身式樣，穿著效果見(jiàn)圖1，成衣尺寸：腰圍64cm，臀圍72cm，大腿圍40cm，褲長(zhǎng)86cm;拉伸尺寸：腰圍67～80cm，臀圍76～110cm，大腿圍48～60cm。

儀器：美國(guó)Tekscan公司生產(chǎn)的MFF多點(diǎn)薄膜壓力測(cè)試系統(tǒng)、德國(guó)Custo med公司生產(chǎn)的ec 3000功率車(chē)、美國(guó)Delsys Trigno公司生產(chǎn)的全無(wú)線(xiàn)GPS表面肌電測(cè)試系統(tǒng)。

1.2 騎行褲測(cè)試

相關(guān)研究表明，服裝壓對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞有一定影響[7]。故在功能測(cè)試前，先分別測(cè)試3條平紋及3條1+2假羅紋100%錦氨包覆紗試驗(yàn)騎行褲的著裝壓力值，取均值后得到數(shù)據(jù)如表2所示。

通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)軟件分析，檢驗(yàn)的原假設(shè)是騎行褲組織結(jié)構(gòu)及壓力測(cè)試部位對(duì)壓力值沒(méi)有顯著性影響，取檢驗(yàn)的顯著性水平為α=0.05。結(jié)果顯示壓力值檢驗(yàn)P=0.713>0.05，無(wú)顯著差異，表明組織結(jié)構(gòu)對(duì)服裝壓無(wú)顯著影響，排除不同組織結(jié)構(gòu)壓力對(duì)疲勞的干擾。

1.3 試驗(yàn)設(shè)計(jì)

1）受試者：年齡為24周歲有運(yùn)動(dòng)習(xí)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(shí)間進(jìn)行試驗(yàn)，每條騎行褲測(cè)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(nèi)側(cè)肌[8]。

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

2 數(shù)據(jù)分析

時(shí)域分析法是應(yīng)用表面肌電曲線(xiàn)在時(shí)間維度上的特征對(duì)肌肉狀態(tài)進(jìn)行評(píng)價(jià)的方法，常用的指標(biāo)有積分肌電值（IEMG）、均方根值（RMS）等。頻域分析是時(shí)域信號(hào)通過(guò)快速傅里葉轉(zhuǎn)換得到的頻率或功率譜，在頻率方面評(píng)價(jià)肌電信號(hào)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(shí)頻聯(lián)合分析法，同時(shí)結(jié)合時(shí)域指標(biāo)和頻域指標(biāo)對(duì)肌肉疲勞進(jìn)行評(píng)價(jià)。根據(jù)圖2所示，第一象限中振幅和頻率變化率同時(shí)增加，說(shuō)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(shuō)明此時(shí)肌肉處于疲勞后的恢復(fù)中;第三象限中頻率和振幅變化率同時(shí)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(tài)。在此對(duì)運(yùn)動(dòng)中肌肉的4種狀態(tài)進(jìn)行等級(jí)劃分，以便于后續(xù)對(duì)運(yùn)動(dòng)中肌肉疲勞是否緩解做出評(píng)判，將恢復(fù)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(jí)越低肌肉恢復(fù)狀態(tài)越好。

將運(yùn)動(dòng)過(guò)程按時(shí)間順序每隔4min劃分為一個(gè)階段，對(duì)每個(gè)階段的肌肉狀態(tài)進(jìn)行等級(jí)劃分?，F(xiàn)將15條試驗(yàn)騎行褲進(jìn)行功能測(cè)試后，取其等級(jí)的均值如表3所示。

2.1 多因素方差分析

由于組織結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量及作用運(yùn)動(dòng)肌肉可能對(duì)運(yùn)動(dòng)肌肉狀態(tài)產(chǎn)生影響，因此以組織結(jié)構(gòu)、遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量及作用運(yùn)動(dòng)肌肉對(duì)等級(jí)值進(jìn)行方差分析。由圖3可以看出，各折線(xiàn)在各水平基本平行，三因素間不存在交叉作用。因此，本文運(yùn)用無(wú)交互作用的多因素方差分析法對(duì)肌肉狀態(tài)等級(jí)影響進(jìn)行定量分析。

通過(guò)SPSS統(tǒng)計(jì)軟件計(jì)算，得出結(jié)果如表4所示。檢驗(yàn)的原假設(shè)是各因素對(duì)肌肉疲勞等級(jí)值沒(méi)有顯著性影響，取檢驗(yàn)的顯著性水平為α=0.05。由表4可知，只有遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量的檢驗(yàn)P值小于0.05，表明只有遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量對(duì)肌肉疲勞等級(jí)值有顯著影響，組織結(jié)構(gòu)和運(yùn)動(dòng)肌肉對(duì)肌肉疲勞等級(jí)值沒(méi)有顯著影響。

通過(guò)多重比較檢驗(yàn)可以看出，不含遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)與遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量為25%、50%、75%、100%比較的檢驗(yàn)P值均小于0.05，表明不含遠(yuǎn)紅外面料的騎行褲與含遠(yuǎn)紅外面料的騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響有顯著差異;除此之外，遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量100%與含量25%及50%比較的檢驗(yàn)P值小于0.05，表明遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量100%的騎行褲與含量25%及50%的騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響有顯著差異;遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量100%與含量75%比較的檢驗(yàn)P值大于0.05，表明遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量100%的騎行褲與含量75%的騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響無(wú)顯著差異。

經(jīng)S-N-K檢驗(yàn)得出，遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量75%與100%的騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響具有相似性;遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量25%與50%的騎行褲對(duì)運(yùn)動(dòng)疲勞的影響具有相似性。

2.2 肌肉狀態(tài)時(shí)段分析

為了探究不同遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量下，腿部各肌肉在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中的狀態(tài)與時(shí)間的關(guān)系，本文利用Origin軟件對(duì)各時(shí)間段下的肌肉狀態(tài)等級(jí)進(jìn)行了二維核密度分布，結(jié)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(duì)應(yīng)的區(qū)域顏色越深，表明該區(qū)域下的因變量分布越密集。

研究認(rèn)為，乳酸堆積會(huì)直接或間接地導(dǎo)致肌肉機(jī)能水平下降，產(chǎn)生疲勞[13]。遠(yuǎn)紅外面料加速血液循環(huán)，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(fù)。試驗(yàn)結(jié)果表明，遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量75%和100%的騎行褲對(duì)疲勞的恢復(fù)作用較為明顯，且肌肉處于恢復(fù)階段的時(shí)間隨著遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量的增加而增長(zhǎng)。

3 結(jié) 論

本文通過(guò)多因素方差分析，定性得出了騎行褲遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量、騎行褲組織結(jié)構(gòu)及作用肌肉對(duì)騎行運(yùn)動(dòng)時(shí)肌肉疲勞的影響，創(chuàng)新地采用二維核密度分布，對(duì)不同遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量下各時(shí)間段肌肉狀態(tài)進(jìn)行等級(jí)劃分，首次發(fā)掘了遠(yuǎn)紅外騎行褲緩解運(yùn)動(dòng)疲勞的時(shí)間規(guī)律，得出以下結(jié)論：

1）只有遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量對(duì)肌肉疲勞有顯著影響，其中遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量100%的騎行褲抗疲勞效果最優(yōu)，其次為含量75%、25%、50%，最次為不含遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)面料的騎行褲。遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量75%與含量100%的騎行褲抗疲勞效果相近，對(duì)緩解運(yùn)動(dòng)疲勞效果較為明顯;遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量25%與含量50%的騎行褲抗疲勞效果相似，對(duì)疲勞的緩解作用較弱。

2）遠(yuǎn)紅外面料騎行褲確實(shí)可以緩解運(yùn)動(dòng)產(chǎn)生的疲勞。隨著遠(yuǎn)紅外紗線(xiàn)含量的增加，肌肉處于恢復(fù)階段的時(shí)間明顯增多，處于疲勞狀態(tài)的時(shí)間明顯減少。在運(yùn)動(dòng)過(guò)程中，8～12min時(shí)較易出現(xiàn)疲勞狀態(tài)，遠(yuǎn)紅外面料騎行褲對(duì)肌肉疲勞一般會(huì)產(chǎn)生2次恢復(fù)作用，第一次恢復(fù)時(shí)間在14～20min，第二次恢復(fù)時(shí)間在26～36min。

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