行走过程中左右侧乳房运动的不对称性研究

任景萍 孙萌梓 周兴龙 张健

摘要：探讨左右侧乳房的运动学特征和差异，为运动中如何保护乳房及运动文胸的研究和设计提供理论依据和建议。方法：运用Qualisys 红外光动作捕捉系统测试12名C罩杯女性在6 km/h行走过程中裸胸及穿运动文胸状态下左右两侧乳房的运动学特征，采集频率为200 Hz。结果：两侧乳房在着运动文胸和裸胸2种状态下有相似的运动轨迹；裸胸走时两侧乳房的运动范围差异较大，着运动文胸走时两侧乳房的运动范围差异较小。结论：裸胸时两侧乳房的运动范围存在显著性差异，左侧乳房的运动范围明显大于右侧乳房；着运动文胸时两侧乳房的运动范围差异减小，左侧乳房位移减小率明显大于右侧乳房位移减小率，着运动文胸可以减小两侧乳房运动范围的差异。

关键词： 行走；左右侧乳房；乳房运动；不对称性；裸胸；运动文胸

中图分类号： G 804.6文章编号：1009783X（2016）04036005文献标志码： A

发育成熟的女性在乳房大小、轮廓及密度上都有显著差异[1]，两侧乳房不对称性在大多数女性生长发育中是正常存在的[2]。据研究，左右乳房不对称人数约占总人口的62%[3]和82%[4]，通常左侧乳房要大于右侧乳房[3]。非哺乳期乳房质量为150～225 g[5]，不同的乳房尺寸是由于脂肪组织不同造成的[6]。有研究显示乳房质量与胸骨上切迹到乳头间距离有关，在静止状态时伴随乳头位置向下偏移会增加乳房质量[7]。在运动过程中，乳房软组织的运动受控于躯干的驱动力、软组织的黏弹性及外在的穿着文胸的支撑[8]。进行身体活动，例如跑步时，乳房质量不对称可能导致同样的躯干驱动力产生左右两侧不同的运动学表现，但实验研究通常根据单侧乳房的数据（左侧乳房[910]、右侧乳房[1114]）结果提出改善文胸整体支撑水平设计的建议。如果穿着对称设计的文胸，则意味着对于所有乳房不对称的女性而言，较小一侧的乳房得到的支撑会更少，因为顾客普遍选择与较大一侧的乳房相适应的文胸[15]。有研究比较了在跑步机上运动时左侧与右侧乳房合位移，发现没有明显差别[16]。Zelazniewicz等[17]研究发现：在妊娠期中，女性两侧乳房的体积差会随时间的推移逐渐变小。另外，一些制作文胸的企业做文胸效果验证实验，在测试受试者乳房数据时，通常通过测试左侧乳房一侧的数据来代表乳房的整体数据。鉴于以上问题，本研究为了探讨左右两侧乳房运动有无差异性，选取了12名C罩杯的无妊娠史的未婚女性作为研究对象，在裸胸和着运动文胸2种不同状态下，通过测试6 km/h速度的走时乳房的运动学参数，比较左右两侧乳房的运动特征和运动学差异，为运动中如何保护乳房及运动文胸的研究和设计提供理论依据和建议。

1研究对象与方法

1.1研究对象

选取12名未婚健康女性，无妊娠或哺乳经历。乳房尺寸均为C罩杯，测试前由专业人员测量受试者的乳房基本信息，保证上下胸围差在14～17 cm。受试者基本信息见表1。

1.2研究方法

受试者在实验前签写实验知情同意书，并填写基本信息（姓名、出生年月、体重、身高、优势侧），本次实验受试者口述习惯优势侧均为右侧。测试场地中间放置一台h/p/cosmos跑步机，坡度均为0°。正式测试前受试者以6 km/h的速度在跑步机上先热身6 min，再休息6 min，休息期间，在受试者乳房及身体上贴反光标志点。测试时，受试者在裸胸和穿文胸2种状态下分别以6 km/h的速度行走6 min，中间休息6 min，裸胸和穿文胸测试的顺序随机，有的受试者先裸胸测试，有的受试者先穿文胸测试，随机的目的是减小受试者对跑台的适应性对实验的影响，保证实验数据的真实可靠。采用10个镜头的Qualisys红外光动作捕捉系统获取运动学数据，采集频率为200 Hz。测试现场布置如图1所示。

全身共贴23个反光标志点，身体反光标志点的名称和贴点位置见表2，乳房及运动文胸上贴点位置如图2所示，文胸和乳房上5个贴点位置使用皮尺准确测量距离。躯干上T4、T7、胸骨角3点用来作坐标转换。

受试者实验测试时穿戴统一配置的帆布鞋、紧身短裤、运动文胸。运动文胸设计为背心式、高鸡心、无钢托、背部为镂空设计、背部肩带呈工字型。其材料为面料1：80%锦纶、20%氨纶；面料2：75%锦纶、25%氨纶；里料：65%锦纶、35%氨纶。运动文胸的款式如图3所示。

2数据处理与分析

2.1绝对坐标和相对坐标的转换

2.1.1大地坐标系

额状轴（左右）为X轴，向右为正；矢状轴（前后）方向为Y轴，向前为正；垂直轴（上下）为Z轴，向上为正。

2.1.2躯干坐标系

在运动过程中，乳房的运动包含了躯干的运动，若想得到乳房本身准确的运动，必须排除身体的牵连运动，得到乳房的相

对运动，需要建立躯干坐标系。要求在躯干上找出能代表躯干自身运动，又相对固定，相互间没有相对运动的3个点确定一个平面：S点（胸骨角中点）、T4（背部胸骨角等高点）、T7（第7～8胸椎棘突）符合上述条件，在此3点贴反光标志点，贴点时请受试者保持自然站立，利用水平尺使T4点和S点保持水平。故T4S与水平面平行，设T4为坐标原点，T4S为X轴。从后面观察脊柱，所有椎骨棘突连贯形成纵嵴，位于背部正中线上[18]，所以由S、T4、T7 3点可以确定一平面即为XZ矢状面。XZ矢状面的法向量为n=T7T4×T4S为Y轴，根据右手法则由X轴、Y轴方向确定Z轴的方向。综上，躯干坐标系方向为：矢状轴（前后）为X轴，向前为正，额状轴（左右）为Y轴，向左为正，垂直轴（上下）为Z轴，向上为正。

2.1.3坐标转换

在大地坐标中，乳房的运动包含了躯干的运动，需要将乳房的绝对坐标通过坐标系转换变成相对坐标，排除运动中躯干对乳房的影响，得到乳房的“真正”运动，即相对运动位移。

2.2数据分析

以左足跟着地到左足跟再次着地为一个步态周期，选取连续10个周期数据，使用 Motion Analysis 处理数据，采用低通滤波法平滑，截断频率为8 Hz[1920]。

2.2.1数据指标

位移极差：一个运动周期中，乳房各点在3个方向上的位移的最大值减最小值，取10个周期的平均值。位移减小率：一

个运动周期中，裸胸时乳房各点的位移与着文胸时乳房各点的位移之差除以裸胸时乳房的位移。

位移减小率=

裸胸时乳房各点的位移-着文胸时乳房各点的位移裸胸时乳房的位移×100%

2.2.2统计分析

使用SPSS 19.0进行数据统计学分析。比较裸胸状态和着文胸状态下左右两侧乳房的相对位移极差和位移减小率的运动差异时使用配对样本t检验分析，显著性水平为0.05。

3研究结果与分析

3.1乳房三维及二维运动轨迹

根据乳房的绝对坐标，选取一个步态周期，使用Origin 8.1绘制左、右乳头点的运动轨迹，用来表现乳房整体的运动。

3.1.1裸胸走时乳房的运动轨迹

从乳房的三维运动轨迹中可以看到，乳房上5个点的运动轨迹形态相同，所以用乳头点代表乳房整体运动轨迹的变化趋势[11]。乳房的三维轨迹如图6所示：两侧乳房轨迹的形态相似，但运动范围有差异；两侧乳房在水平面上的运动范围显示左侧的运动范围大于右侧且运动轨迹形状不同；相比于水平面的运动轨迹，额状面和矢状面上，两侧乳头点的运动轨迹形状相似，但两侧的运动范围有大小之分。3个方向上两侧乳头点的运动范围差别较明显。

3.1.2着运动文胸走时乳房的运动轨迹

由图7可知，相比于裸胸状态，着运动文胸走时的两侧乳头点的三维轨迹较裸胸时更加相似，矢状面和额状面上的运动范围趋近相同，运动的轨迹也基本相同，但水平面上两侧乳头点的运动范围相差依然较大。相比于垂直方向和前后方向，两侧乳头点在左右方向上的运动范围相差较大。说明运动文胸对于控制两侧乳房的运动，减小运动范围的差异有一定作用。

3.2乳房的相对位移极差

3.2.1裸胸走时的相对位移极差

这个指标反映了裸胸-行走状态下的乳房各点的相对运动范围。

裸胸状态下对两侧乳房各点的位移极差进行配对样本t检验得出，在前后方向上：左侧乳房外点和右侧乳房外点的位移极差具有非常显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.32 mm（t=3.1，P=0.01）；两侧乳房上点的位移极差具有非常显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.42 mm（t=3.33，P=0.007）。在左右方向上：左侧乳房乳头点和右侧乳房乳头点的位移极差具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为1.84 mm（t=2.48，P=0.031）；两侧乳房内侧点的位移极差具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.36 mm（t=2.50，P=0.03）；两侧乳房上侧点的位移极差具有非常显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.11 mm（t=3.08，P=0.01）；在上下方向上：两侧乳房内侧点的位移极差具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.49 mm（t=2.74，P=0.019）；两侧乳房外侧点的位移极差具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.88 mm（t=2.998，P=0.012）；两侧乳房上侧点的位移极差具有非常显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为3.05 mm（t=3.42，P=0.006）；两侧乳房下侧点的位移极差具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为2.64 mm（t=2.40，P=0.036）。

3.2.2着运动文胸走时的相对位移极差

这个指标反映了着运动文胸-行走状态下的乳房各点的相对运动范围。

在着运动文胸状态下对两侧乳房各点的位移极差进行配对样本t检验得出，左右两侧乳房的位移极差只有在前后方向上有显著性差异：左右两侧乳房的外侧点的位移极差具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为1.05 mm（t=2.40，P=0.038）；左右两侧乳房的上侧点的位移极差具有非常显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为1.52 mm（t=3.73，P=0.003）。

3.3乳房的位移减小率

两侧乳房的同一标志点的位移减小率值越大，则表明文胸对于该点的位移控制作用越好[9]。

对两侧乳房各点的位移减小率进行配对样本t检验得出，在左右方向上：左右两侧乳房的上侧点的位移减小率具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为3.41%（t=2.98，P=0.013）。在上下方向上：左右两侧乳房的乳头点的位移减小率具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为4.28%（t=2.23，P=0.048）；左右两侧乳房的乳头内侧点的位移减小率具有非常显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为9.70%（t=3.27，P=0.007）；左右两侧乳房的乳头下侧点的位移减小率具有显著性差异，左侧明显大于右侧，差值均值为5.31%（t=2.40，P=0.035）。

从左右两侧乳房的运动轨迹（如图6和图7所示）可以看出，相比于着运动文胸，裸胸时两侧乳房的运动范围差异更大。裸胸状态下两侧乳房的运动范围有显著性差异，左侧乳房的运动范围明显大于右侧乳房，见表3。着运动文胸时两侧乳房的运动范围差异减小，见表4。左侧乳房位移减小率明显大于右侧乳房位移减小率，见表5。Mills等[21]通过测试10个罩杯为32D的女性分别在裸胸、着日常文胸和运动文胸3种状态下以10 km/h速度跑时乳房运动的不对称性，根据乳房运动位移的大小将乳房分为优势侧（位移最大）和非优势侧（位移最小），发现：裸胸时乳房优势侧与非优势侧在3个方向上均有显著性差异；着日常文胸时，乳房在前后方向和上下方向上有显著性差异；着运动文胸时，只有在上下方向上有显著性差异，所以，裸胸时乳房运动的不对称性更明显。

乳房的内容物是乳腺和脂肪，固定结构是皮肤、浅筋膜和乳房悬韧带[22]。胸壁浅筋膜不仅形成乳腺的包裹，而且发出许多小的纤维束，向深层连于胸筋膜，在浅层连于皮肤，称为乳房悬韧带，或Cooper韧带，对乳房起支持和固定作用，可以限制乳房过度移动[18]。有研究表明左侧乳房略大于右侧[3，6]，造成两侧乳房运动差异的原因可能是由于心脏在左侧，受左侧心脏的影响，左侧乳房的供血量大于右侧乳房，导致左侧乳房在尺寸上略大于右侧乳房。同时也有研究证明质量会影响其运动表现，例如同样的身体驱动力作用于腿或手臂时，质量不同会产生不同的运动学参数[23]。尽管两侧乳房的运动趋势相似，但同样的身体驱动力作用于左右侧乳房时，质量不同会产生不同的运动表现，它们的运动范围表现出不对称性差异；所以，将来再通过测试乳房运动特征来提供运动文胸设计建议时，应该全面考虑两侧乳房的运动学特征，而不应该片面根据单侧乳房的数据来提供参考。同时，左右侧乳房运动的不对称性也带来一个问题，运动文胸制作企业能否开发出不对称罩杯的运动文胸或通过定制运动文胸以解决乳房运动的不对称问题。

4结论与建议

4.1结论

两侧乳房在裸胸和着运动文胸的状态下均有相似的运动轨迹； 裸胸时两侧乳房的运动范围有显著性差异，左侧乳房的运动范围明显大于右侧乳房；着运动文胸时两侧乳房的运动范围差异减小，左侧乳房位移减小率明显大于右侧乳房位移减小率，着运动文胸可以减小两侧乳房运动范围的差异。

4.2建议

设计师设计运动文胸时应对乳房运动的不对称性特征加以考虑；研究者可针对不同运动形式、不同优势侧人群对乳房不对称性特征进行进一步研究。

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