远红外面料骑行裤对运动疲劳的影响

来源:用户上传      作者:李萱 阎玉秀 金子敏 陶建伟

　　摘要： 为了探究远红外面料骑行裤对运动疲劳的影响，选用EMANA远红外纱线及普通锦纶纱线织造了15条远红外无缝针织骑行裤。通过骑行裤功能测试，利用时频联合分析、多因素方差分析和二维核密度分布分析EMANA远红外纱线含量及其组织结构对其功能的影响。结果表明：远红外面料骑行裤可以缓解运动产生的疲劳，远红外纱线含量对抗肌肉疲劳有显著影响，其影响顺序为100%>75%>25%>50%>0，其中含量75%与100%的骑行裤效果相近且较为明显，含量25%与50%的效果相似且较弱。在运动过程中，远红外面料骑行裤对肌肉疲劳一般会产生2次恢复作用，分别在14～20min及26～36min。
　　关键词： EMANA远红外纱线;运动疲劳;时频联合分析;肌肉状态等级划分;多因素方差分析;二维核密度图
　　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
　　随着健身塑型需求及健身房运动的兴起，越来越多的人开始热衷于骑行运动。而如果忽视运动中运动疲劳的产生及其恢复，可能会直接影响其运动能力的发挥，甚至带来运动伤病，因此及时缓解运动疲劳显得尤为重要。远红外纺织品可以吸收红外辐射后作用于人体，使人体的血液循环加快，改善微循环，具有提高免疫力、消炎、消肿、镇痛、减轻肌肉张力等功效[1]。近年来，有不少专家学者对远红外纺织品的保温、保健和卫生抗菌功效进行了探究和临床试验[2];屈春燕[3]在2017年通过SiO2面料女内裤对皮肤微循环的影响进行了研
　　究;吴继辉等[4]探究了远红外功能织物对乳腺增生的保健效果;邓亚敏等[5]对咖啡炭纤维性能进行了研究，证实其抗菌效果显著。但就目前而言，还鲜有学者对远红外纺织品在缓解运动疲劳方面进行研究。
　　EMANA远红外纤维由比利时Solvay公司发明，是一种在聚合物基质中添加了生物活性矿物晶体的锦纶66（PA66）长丝[6]，其晶体颗粒多数极其微小，嵌在聚合物表面不易因外力作用而脱落，可反复水洗;矿物晶体只存在纤维表面，可从外界吸收大量红外辐射并反射回人体，适于开发直接接触人体的纺织品，以达到最优的远红外效果。
　　本文考虑到运动员缓解运动疲劳的装置需要具备便携性、及时性及安全性等特点，从骑行运动时穿着的服装入手，选用EMANA远红外纱线织造针织骑行裤，对EMANA远红外纱线形态结构及其骑行裤穿着状态下的功能性进行了研究，探究远红外功能服裝对运动过程中疲劳的缓解作用。
　　1 试 验
　　1.1 材料及仪器
　　材料：选用7.78tex（70D）普通锦纶为面纱、EMANA-氨纶包覆纱44.4dtex（40D）EMANA/22.2dtex（20D）氨纶和普通锦氨包覆纱44.4dtex（40D）锦纶/22.2dtex（20D）氨纶作为底纱（浙江棒杰数码针织品股份有限公司），采用SM8-TOP2s无缝型针织机（意大利圣东尼公司）编织试样。选用8路喂纱方式，通过改变喂纱路数来改变底纱的交织比例，组织结构选择针织骑行裤常用的平纹、1+2假罗纹及1+1假罗纹组织。经织造A、B、C三个系列共15条无缝针织骑行裤，具体纱线及面料规格见表1。骑行裤采用最常见的无缝紧身式样，穿着效果见图1，成衣尺寸：腰围64cm，臀围72cm，大腿围40cm，裤长86cm;拉伸尺寸：腰围67～80cm，臀围76～110cm，大腿围48～60cm。 　　仪器：美国Tekscan公司生产的MFF多点薄膜压力测试系统、德国Custo med公司生产的ec 3000功率车、美国Delsys Trigno公司生产的全无线GPS表面肌电测试系统。
　　1.2 骑行裤测试
　　相关研究表明，服装压对运动疲劳有一定影响[7]。故在功能测试前，先分别测试3条平纹及3条1+2假罗纹100%锦氨包覆纱试验骑行裤的着装压力值，取均值后得到数据如表2所示。
　　通过SPSS统计软件分析，检验的原假设是骑行裤组织结构及压力测试部位对压力值没有显著性影响，取检验的显著性水平为α=0.05。结果显示压力值检验P=0.713>0.05，无显著差异，表明组织结构对服装压无显著影响，排除不同组织结构压力对疲劳的干扰。
　　1.3 试验设计
　　1）受试者：年龄为24周岁有运动习惯的健康女性，身高163cm，体重58kg，腰围68cm，臀围96cm，大腿围54cm，样衣穿着在人体上舒适不紧绷。每次穿着一条骑行裤，在每天固定时间进行试验，每条骑行裤测试间隔至少24h，保证受试者睡眠充足，且排除生理期干扰。
　　2）受试肌肉：腓肠肌、胫骨前肌、股直肌、股内侧肌[8]。
　　3）试验方法：受试者穿着试验骑行裤静坐30min后开始测试，全程保持（60±5）r/min匀速蹬踏。从0负荷开始蹬踏1min后;进行0～80W递增负荷蹬踏至6min;然后保持80W负荷蹬踏直至力竭;最后维持4min、40W低负荷蹬踏。
　　2 数据分析
　　时域分析法是应用表面肌电曲线在时间维度上的特征对肌肉状态进行评价的方法，常用的指标有积分肌电值（IEMG）、均方根值（RMS）等。频域分析是时域信号通过快速傅里叶转换得到的频率或功率谱，在频率方面评价肌电信号的分析方法，常用平均功率频率（MPF）和中位频率（MF）表示[9]。本文采用时频联合分析法，同时结合时域指标和频域指标对肌肉疲劳进行评价。根据图2所示，第一象限中振幅和频率变化率同时增加，说明肌肉力量增大;第二象限的频率变化率增大而振幅变化率减小，说明此时肌肉处于疲劳后的恢复中;第三象限中频率和振幅变化率同时减小，提示肌肉力量下降;而第四象限振幅变化率增大而频率变化率减小，显示肌肉处于疲劳状态。在此对运动中肌肉的4种状态进行等级划分，以便于后续对运动中肌肉疲劳是否缓解做出评判，将恢复期记为“1”、肌力增大记为“2”、肌力减小记为“3”、疲劳期记为“4”，等级越低肌肉恢复状态越好。
　　将运动过程按时间顺序每隔4min划分为一个阶段，对每个阶段的肌肉状态进行等级划分。现将15条试验骑行裤进行功能测试后，取其等级的均值如表3所示。
　　2.1 多因素方差分析
　　由于组织结构、远红外纱线含量及作用运动肌肉可能对运动肌肉状态产生影响，因此以组织结构、远红外纱线含量及作用运动肌肉对等级值进行方差分析。由图3可以看出，各折线在各水平基本平行，三因素间不存在交叉作用。因此，本文运用无交互作用的多因素方差分析法对肌肉状态等级影响进行定量分析。
　　通过SPSS统计软件计算，得出结果如表4所示。检验的原假设是各因素对肌肉疲劳等级值没有显著性影响，取检验的显著性水平为α=0.05。由表4可知，只有远红外纱线含量的检验P值小于0.05，表明只有远红外纱线含量对肌肉疲劳等级值有显著影响，组织结构和运动肌肉对肌肉疲劳等级值没有显著影响。
　　通过多重比较检验可以看出，不含远红外纱线与远红外纱线含量为25%、50%、75%、100%比较的检验P值均小于0.05，表明不含远红外面料的骑行裤与含远红外面料的骑行裤对运动疲劳的影响有显著差异;除此之外，远红外纱线含量100%与含量25%及50%比较的检验P值小于0.05，表明远红外纱线含量100%的骑行裤与含量25%及50%的骑行裤对运动疲劳的影响有显著差异;远红外纱线含量100%与含量75%比较的检验P值大于0.05，表明远红外纱线含量100%的骑行裤与含量75%的骑行裤对运动疲劳的影响无显著差异。
　　经S-N-K检验得出，远红外纱线含量75%与100%的骑行裤对运动疲劳的影响具有相似性;远红外纱线含量25%与50%的骑行裤对运动疲劳的影响具有相似性。
　　2.2 肌肉状态时段分析
　　为了探究不同远红外纱线含量下，腿部各肌肉在运动过程中的状态与时间的关系，本文利用Origin软件对各时间段下的肌肉状态等级进行了二维核密度分布，结果如图5所示。二维核密度可以直观地展示两变量下值的分布情况，所对应的区域颜色越深，表明该区域下的因变量分布越密集。
　　研究认为，乳酸堆积会直接或间接地导致肌肉机能水平下降，产生疲劳[13]。远红外面料加速血液循环，使肌肉含氧量增加，乳酸的积累减少，肌力可在一定程度上得到恢复。试验结果表明，远红外纱线含量75%和100%的骑行裤对疲劳的恢复作用较为明显，且肌肉处于恢复阶段的时间随着远红外纱线含量的增加而增长。
　　3 结 论
　　本文通过多因素方差分析，定性得出了骑行裤远红外纱线含量、騎行裤组织结构及作用肌肉对骑行运动时肌肉疲劳的影响，创新地采用二维核密度分布，对不同远红外纱线含量下各时间段肌肉状态进行等级划分，首次发掘了远红外骑行裤缓解运动疲劳的时间规律，得出以下结论：
　　1）只有远红外纱线含量对肌肉疲劳有显著影响，其中远红外纱线含量100%的骑行裤抗疲劳效果最优，其次为含量75%、25%、50%，最次为不含远红外纱线面料的骑行裤。远红外纱线含量75%与含量100%的骑行裤抗疲劳效果相近，对缓解运动疲劳效果较为明显;远红外纱线含量25%与含量50%的骑行裤抗疲劳效果相似，对疲劳的缓解作用较弱。
　　2）远红外面料骑行裤确实可以缓解运动产生的疲劳。随着远红外纱线含量的增加，肌肉处于恢复阶段的时间明显增多，处于疲劳状态的时间明显减少。在运动过程中，8～12min时较易出现疲劳状态，远红外面料骑行裤对肌肉疲劳一般会产生2次恢复作用，第一次恢复时间在14～20min，第二次恢复时间在26～36min。 　　參考文献：
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