基于心率變異和腦波分析的塑身腹帶著裝壓力舒適性研究.pdf

1、壓力舒適性是服裝舒適性,尤其是調(diào)整型功能內(nèi)衣舒適性和功效研究中的一項重要內(nèi)容。目前對壓力舒適性的研究主要是通過客觀上直接測量服裝壓,主觀上進(jìn)行相關(guān)的感知評價,從而建立著裝壓迫感與舒適性的關(guān)系。壓力舒適性由著裝壓力、人的生理、心理因素共同決定,客觀壓力測量,只能獲得服裝力學(xué)舒適性的部分指標(biāo),不能完全反映著裝真正的舒適感覺;而主觀評價,不具備任何的客觀生理學(xué)意義,同時,又受主觀因素影響較大。從生理學(xué)角度看,人體自身的生理參數(shù)應(yīng)該就是可有效地

2、反映人體皮膚受壓舒適狀態(tài)的本質(zhì)性的評價指標(biāo)。用基于不同皮膚壓力舒適狀態(tài)時人體生理參數(shù)的差異情況來評價人體皮膚壓力舒適,更為客觀,同時由于引入了人體生理參數(shù),評價結(jié)果還將具有重要生理學(xué)意義。
　　基于此,本文首次以人體皮膚著裝受壓時的電生理學(xué)指標(biāo)——心率變異和腦波指標(biāo)為參量,系統(tǒng)、定量地研究著裝皮膚壓對心率變異和腦波變化的顯著影響規(guī)律,揭示著裝壓力舒適感的生理機(jī)制和心理機(jī)制,在此基礎(chǔ)上,建立基于著裝壓力、人體心率變異和腦波指標(biāo)的塑身

3、腹帶著裝壓力舒適性的預(yù)測評判系統(tǒng)。具體的研究工作與思路概括如下:
　　(1)選擇對皮膚壓迫感比較敏感的下胸圍至小腹之間的人體軀體皮膚為研究對象,相應(yīng)選擇的調(diào)整型塑身內(nèi)衣的代表產(chǎn)品為三類塑身腹帶。主要通過穿著試驗,測量塑身腹帶的著裝壓力大小,分析影響著裝壓力大小的因素;比較腹帶在人體腰腹部位產(chǎn)生的皮膚壓分布,最后確定腹帶在該軀體的皮膚壓集中區(qū)為腹凸部位和腰側(cè)部位。
　　(2)客觀評價塑身腹帶的著裝壓力對女性體型調(diào)整的影響。使用

4、[TC]2三維人體測量系統(tǒng),進(jìn)行塑身腹帶穿著人體掃描試驗,在[TC]2系統(tǒng)提供的三維人體點云數(shù)據(jù)的基礎(chǔ)上,進(jìn)行特征提取,獲得受試者穿著三類腹帶前后,胸圍、下胸圍、腰圍、腹圍、臀圍五個特征部位圍度、寬度、厚度及面積的特征值,利用對照法定量研究著裝前后五個特征部位的形體變化規(guī)律;進(jìn)一步提取五個部位的水平橫截面曲線,從直觀的角度定性評價塑身腹帶壓力對女性體型的調(diào)整效果。
　　(3)設(shè)計生理反饋實驗,研究腰腹部位施加著裝皮膚壓對人體心率變

5、異、腦波的顯著影響規(guī)律。結(jié)合RM6240C型生理信號采集系統(tǒng),自制氣囊式皮膚壓測試儀,通過該儀器可主動控制施加于人體腰腹部位的著裝皮膚壓。使用實驗腹帶先后在受試者的腹凸和腰側(cè)部位施加漸增皮膚壓,并逐一分析在此皮膚壓力下,人體心率變異和腦波指標(biāo)的變化,獲得著裝皮膚壓對人體心率變異、腦波的顯著影響規(guī)律,進(jìn)而探討著裝皮膚壓物理量與人體生理指標(biāo)、心理感覺之間的內(nèi)在聯(lián)系,揭示著裝皮膚壓舒適感的生理機(jī)制和心理機(jī)制,從生理學(xué)角度客觀確定著裝皮膚壓舒適

6、閾值;最后依據(jù)主觀評價結(jié)果建立著裝皮膚壓舒適感指數(shù)。
　　(4)確定著裝皮膚壓舒適性的等級指標(biāo)。對受著裝皮膚壓力顯著性影響的心率變異和腦波指標(biāo)進(jìn)行因子分析,得到表征著裝皮膚壓舒適性的兩個因子:生理舒適因子和心理舒適因子:以生成的因子得分和皮膚壓舒適感評價指數(shù)為數(shù)據(jù)基礎(chǔ),應(yīng)用有序樣本最優(yōu)分割法,對觀測樣本進(jìn)行聚類劃分,依據(jù)顯著性分段結(jié)果,將著裝皮膚壓舒適性劃分為“優(yōu)”、“良”、“差”三個等級指標(biāo)。
　　(5)建立著裝皮膚壓舒適

7、性預(yù)測評判模型。以主受壓區(qū)著裝皮膚壓、人體心率變異和腦波指標(biāo)參數(shù)為響應(yīng)變量,著裝皮膚壓舒適性指數(shù)為預(yù)測變量,分別用人工智能神經(jīng)網(wǎng)絡(luò)、支持向量機(jī)和隨機(jī)森林三種先進(jìn)的機(jī)器學(xué)習(xí)理論方法建立著裝皮膚壓舒適性的預(yù)測評判模型,并對三種模型的擬合效果用相關(guān)分析的方法加以檢驗。
　　(6)檢驗?zāi)Ｐ?。讓受試者穿著塑身腹帶進(jìn)行生理反饋實驗,以此檢驗著裝皮膚壓對人體心率變異和腦電指標(biāo)的顯著影響規(guī)律;檢驗三種預(yù)測評判模型的準(zhǔn)確度,進(jìn)而比較各種模型的判別效

8、果,篩選最優(yōu)判別方法。
　　本文的創(chuàng)新點主要體現(xiàn)在以下三個方面:
　　(1)首次系統(tǒng)、定量地研究著裝壓力對人體的心率變異與腦電波生理指標(biāo)的影響,提出了進(jìn)行著裝壓力舒適感覺定量評價的新思路。
　　(2)設(shè)計并自制的皮膚壓測試儀可以對人體軀體施以不同大小的著裝皮膚壓、該測試儀的研究及用該測試儀完成的著裝皮膚壓對人體心率變異和腦波影響的實驗,為今后在這方面的研究提供了基礎(chǔ)理論和技術(shù)方法。
　　(3)首次應(yīng)用人工智能神經(jīng)