李標(biāo) 王革輝 陳藝娟 楊樂(lè) 田和檬

摘 要：提出一種新的測(cè)量人體手部非顯性出汗率的方法——質(zhì)量差法，并通過(guò)該方法測(cè)量環(huán)境溫度為22℃、25℃時(shí)，10名受試者以0m/s、0.68m/s、1.35m/s的速度運(yùn)動(dòng)后手部的非顯性出汗率。運(yùn)用配對(duì)t檢驗(yàn)，對(duì)測(cè)量的手部非顯性出汗率進(jìn)行分析后發(fā)現(xiàn)，環(huán)境溫度和活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)人體手部的非顯性出汗率均有顯著影響。

關(guān)鍵詞：非顯性出汗率;環(huán)境溫度;活動(dòng)強(qiáng)度;質(zhì)量差法

中圖分類(lèi)號(hào)： R131 文獻(xiàn)標(biāo)識(shí)碼：B 文章編號(hào)：1674-2346（2016）01-0030-06

1 前言

出汗是一種生理現(xiàn)象，可分為非顯性出汗（也稱(chēng)“非感覺(jué)性出汗”）和顯性出汗（也稱(chēng)“感覺(jué)性出汗”）2種[1]。

非顯性出汗是正常人體的組織間液直接滲出皮膚或者是體內(nèi)水分通過(guò)皮膚角質(zhì)層擴(kuò)散到體表繼而蒸發(fā)后散失到大氣中的水蒸氣，它不受體溫調(diào)節(jié)中樞的控制，其值隨人體的活動(dòng)狀態(tài)和環(huán)境溫度的變動(dòng)而有所變化[2]。人體局部非顯性出汗的測(cè)量研究對(duì)評(píng)價(jià)服裝的濕舒適性、改進(jìn)服裝的結(jié)構(gòu)、完善暖體假人的非顯性出汗量以及對(duì)皮膚健康程度的評(píng)價(jià)有著重要的意義。目前測(cè)量人體局部非顯性出汗率的方法有2種：動(dòng)態(tài)箱法和靜態(tài)箱法[3]，靜態(tài)箱法又包括非通氣室法和冷凝器室法[3，4]。由于這2種方法測(cè)量原理不同，根據(jù)這兩種方法制成的儀器，一方面價(jià)格昂貴另一方面還需要進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化測(cè)試處理，整體操作程度比較繁瑣。

本文旨在提出一種新的測(cè)量人體手部非顯性出汗率的方法——質(zhì)量差法，通過(guò)該方法測(cè)量不同環(huán)境溫度和不同活動(dòng)強(qiáng)度下人體手部非顯性出汗率，并分析環(huán)境溫度和活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)人體手部非顯性出汗率的影響。

2 實(shí)驗(yàn)部分

2.1 環(huán)境條件

本實(shí)驗(yàn)是在恒溫恒濕室內(nèi)進(jìn)行的，在2種環(huán)境溫度下進(jìn)行，即（22？）℃和（25？）℃;相對(duì)濕度為50？%，風(fēng)速恒定為<0.1m/s。

2.2 實(shí)驗(yàn)活動(dòng)強(qiáng)度的設(shè)定說(shuō)明

目前國(guó)際上廣泛認(rèn)可的體力活動(dòng)強(qiáng)度的評(píng)價(jià)指標(biāo)是代謝當(dāng)量（metabolic equivalent，MET），它是一種表示相對(duì)能量代謝水平和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度的重要指標(biāo)[5]，1MET=耗氧量3.5ml/（kg min）。按照活動(dòng)強(qiáng)度，可將METs分為輕、中、重3個(gè)等級(jí)，輕度<3METs;中度3～6METs;重度>6METs[6]。

由于本實(shí)驗(yàn)測(cè)量的是手部的非顯性出汗量，為了防止手部出現(xiàn)顯性出汗，根據(jù)MET劃分的等級(jí)、METs值表和預(yù)實(shí)驗(yàn)進(jìn)行的測(cè)試，將跑步機(jī)的速度分別設(shè)置為0m/s、0.68m/s（1.5mi/h）和1.35m/s（3mi/h）。根據(jù)2種環(huán)境溫度3種步行速度可以組合成6種實(shí)驗(yàn)條件，即環(huán)境溫度為22℃、步行速度為0m/s;環(huán)境溫度為22℃、步行速度為0.68m/s;環(huán)境溫度為22℃、步行速度為1.35m/s;環(huán)境溫度為25℃、步行速度為0m/s;環(huán)境溫度為25℃、步行速度為0.68m/s;環(huán)境溫度為25℃、步行速度為1.35m/s。

2.3 受試者的選擇

由于人體皮膚的出汗量存在個(gè)體的差異性，在特定的環(huán)境溫度和運(yùn)動(dòng)強(qiáng)度下，有些人的皮膚會(huì)出汗而有些人的皮膚不會(huì)出汗。根據(jù)人體出汗的定性測(cè)量方法——碘淀粉法[7]，來(lái)判斷在特定條件下待定受試者的手部是否出汗。

具體操作如下：

1）在待定受試者的手心與手背涂上碘與酒精的混合溶液，干燥后再涂上干燥的淀粉;

2）按照設(shè)定的環(huán)境溫度（25℃）、時(shí)間（17min）和跑步機(jī)的運(yùn)動(dòng)速度（1.35m/s），讓待定受試者在此環(huán)境溫度與活動(dòng)強(qiáng)度下進(jìn)行運(yùn)動(dòng);

3）待定受試者運(yùn)動(dòng)結(jié)束后，觀察待定受試者手背與手心的淀粉是否變藍(lán)。如果受試者手部與手心的淀粉變藍(lán)，則不能選為受試者，如果手心與手背的淀粉不變色則選為受試者。

2.4 受試者情況介紹

根據(jù)2.3受試者的選擇方法篩選了10名男性受試者，身體狀態(tài)均無(wú)重大疾病史，并且受試者皮膚均沒(méi)有大面積燒傷和患有皮膚疾病的經(jīng)歷，受試者基本信息見(jiàn)表1。

2.5 實(shí)驗(yàn)步驟

2.5.1 運(yùn)動(dòng)前材料稱(chēng)重

受試者運(yùn)動(dòng)開(kāi)始前15min，讓受試者熟悉實(shí)驗(yàn)流程，常溫下靜坐休息。主持者將白色純棉手套、干燥劑（8小包）、醫(yī)用膠帶、寬橡皮筋等放入特制的塑料密封袋中，再用細(xì)橡皮筋進(jìn)行捆扎，最后用量程為510g、精度為1mg的型號(hào)JA5003N的電子秤稱(chēng)重實(shí)驗(yàn)材料3次，記錄數(shù)據(jù)后求得均值記為Wpre。稱(chēng)量效果圖見(jiàn)圖1。

2.5.2 運(yùn)動(dòng)前實(shí)驗(yàn)材料準(zhǔn)備

在運(yùn)動(dòng)開(kāi)始前，先讓受試者把手洗干凈后用吹風(fēng)機(jī)吹干，以免殘留在手上的污漬對(duì)實(shí)驗(yàn)產(chǎn)生干擾。受試者左手戴上白色手套，再用塑料密封袋套在手上，最后用寬橡皮筋在手腕處進(jìn)行捆扎。整個(gè)過(guò)程保證在60s以?xún)?nèi)，以減少因空氣濕度的干擾而引起的實(shí)驗(yàn)誤差。手部捆扎后的效果見(jiàn)圖2。

2.5.3 運(yùn)動(dòng)過(guò)程

運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，以環(huán)境溫度為25℃，步行速度為1.35m/s的狀態(tài)為例。受試者在運(yùn)動(dòng)狀態(tài)下，右手緊握跑步機(jī)的扶手，左手成伸展?fàn)顟B(tài)輕放在跑步機(jī)扶手上，以1.35m/s的速度在跑步機(jī)上行走，運(yùn)動(dòng)時(shí)間為12min，運(yùn)動(dòng)狀態(tài)效果如圖3。

2.5.4 步行結(jié)束后

在受試者步行時(shí)間結(jié)束后，迅速解開(kāi)寬橡皮筋，脫掉手套后立即放入到密封塑料袋里，同時(shí)將醫(yī)用膠帶，寬橡皮筋也放入到密封塑料袋內(nèi)，并用細(xì)橡皮筋進(jìn)行捆扎。整個(gè)過(guò)程保證在1min內(nèi)，以免有過(guò)多水蒸氣擴(kuò)散到空氣中而增大實(shí)驗(yàn)的誤差。

2.5.5 測(cè)試后稱(chēng)重

在材料整理完畢放入塑料密封袋后，迅速進(jìn)行稱(chēng)重。稱(chēng)重方法與運(yùn)動(dòng)前的材料稱(chēng)重方法一樣，時(shí)間不超過(guò)1min，最后得出3次稱(chēng)重?cái)?shù)據(jù)的平均值，記為Wpost。

2.5.6 實(shí)驗(yàn)說(shuō)明

在其他5種實(shí)驗(yàn)條件下，測(cè)試手部非顯性出汗量的過(guò)程和測(cè)試方法均與在環(huán)境溫度為25℃，步行速度為1.35m/s的實(shí)驗(yàn)條件下的測(cè)試過(guò)程類(lèi)似。需要指出的是在步行速度為0m/s時(shí)，測(cè)試的時(shí)間為20min。

2.5.7 手部出汗率的計(jì)算方法

本試驗(yàn)提出一種新的測(cè)定人體手部非顯性出汗率的方法——質(zhì)量差法，其主要思想是利用吸濕性好的服裝材料吸收手部蒸發(fā)的水蒸氣。由于人體的蒸發(fā)是一直存在的，所以在測(cè)試前后放入實(shí)驗(yàn)材料的密封袋的質(zhì)量之差就是手部的非顯性出汗量，由測(cè)得的出汗量可根據(jù)公式（1）和公式（2）計(jì)算出手部的非顯性出汗率。

W=（Wpost—Wpre）/t （1）

Ws=W/S （2）

其中W為單位時(shí)間的手部非顯性出汗量，單位為g/h;Ws為手部的非顯性出汗率，單位為g/（m2·h）;Wpost和Wpre分別為測(cè)量后和測(cè)量前放入實(shí)驗(yàn)材料的密封袋的質(zhì)量，單位為g;t為運(yùn)動(dòng)時(shí)間，單位為h;S為手部的面積，單位為m2。

3 實(shí)驗(yàn)結(jié)果與分析

3.1 實(shí)驗(yàn)結(jié)果

根據(jù)公式（1）可以得到10名男性受試者在6種實(shí)驗(yàn)條件下手部單位時(shí)間的非顯性出汗量，見(jiàn)表2。

為了進(jìn)一步得到男性受試者手部的非顯性出汗率，要先計(jì)算出人體手部的面積。本論文采用趙松山[8]等人的計(jì)算中國(guó)成年男子表面積的相關(guān)的公式，男子總體表面積按公式（3）進(jìn)行計(jì)算，再根據(jù)人體手部面積占全身體表面積的比例，其中男性一只手的面積S=0.02465a。由此可得到男性受試者手部的面積，見(jiàn)表3。

a=0.00607h+0.0127y-0.0698 （3）

其中a為人體體表面積，單位為m2;h為身高，單位為cm;y為體重，單位為kg。

根據(jù)表3，結(jié)合公式（2），計(jì)算得出10名男性受試者在不同實(shí)驗(yàn)條件下手部的非顯性出汗率，見(jiàn)表4。

3.2 結(jié)果分析

3.2.1 數(shù)據(jù)初步分析

根據(jù)表4可以得到，在6種實(shí)驗(yàn)條件下，10名男性受試者手部的非顯性出汗率范圍為27.048～128.326 g/（m2h）;在環(huán)境溫度為25℃、步行速度為0m/s條件下，男性受試者手部的非顯性出汗率為38.889～74.557g/（m2h），均值為53.448g/（m2h）;在環(huán)境溫度為25℃、步行速度0.68m/s條件下，男性受試者手部的非顯性出汗率為45.405～99.261g/（m2h），均值為76.149g/（m2h）;在環(huán)境溫度為25℃、步行速度為1.35m/s條件下，男性受試者手部的非顯性出汗率為53.526～128.326 g/（m2h），均值為87.451g/（m2h）;在環(huán)境溫度為22℃、步行速度0m/s條件下，男性受試者手部的非顯性出汗率為27.048～69.384 g/（m2h），均值為46.400g/（m2h）;在環(huán)境溫度22℃、步行速度為0.68m/s條件下，男性受試者手部非顯性出汗率為34.43～83.750 g/ （m2h），均值為60.953g/（m2h）;在環(huán)境溫度22℃、步行速度1.35m/s條件下，男性受試者手部非顯性出汗率為38.718～94.886 g/（m2h），均值為66.969g/（m2h）。

3.2.2 活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)手部非顯性出汗率的影響

運(yùn)用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件，采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析相同環(huán)境下不同活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)人體手部的非顯性出汗率的影響。配對(duì)t檢驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表5。

從表5中可以看出，上述實(shí)驗(yàn)條件的6種配對(duì)中，男性受試者的p值均小于0.05。這表明在相同的環(huán)境溫度下，不同的活動(dòng)強(qiáng)度（步行速度為0m/s、0.68m/s、1.35m/s）之間男性手部的非顯性出汗率有顯著差異，說(shuō)明人體的活動(dòng)強(qiáng)度對(duì)手部的非顯性出汗率有顯著影響。從表5中還可以看出，在環(huán)境溫度為25℃時(shí)，步行速度為0m/s和步行速度1.35m/s條件下，男性受試者手部非顯性出汗率的差值最大，為34.004 g/（m2h）;在環(huán)境溫度為22℃時(shí)，步行速度為0.68m/s和步行速度為1.35m/s條件下，男性受試者手部的非顯性出汗率的差值最小，為6.016 g/（m2h）。

3.2.3 環(huán)境溫度對(duì)手部非顯性出汗率的影響

運(yùn)用SPSS數(shù)據(jù)處理軟件，采用配對(duì)t檢驗(yàn)分析相同活動(dòng)強(qiáng)度下不同環(huán)境溫度對(duì)人體手部的非顯性出汗率的影響。配對(duì)t檢驗(yàn)的結(jié)果見(jiàn)表6。

可以從表6中可以看出，在上述的3種配對(duì)情況下，配對(duì)樣本p值為0.002～0.005，均小于0.05，表明在相同的活動(dòng)強(qiáng)度下，不同的環(huán)境溫度（22℃、25℃）之間受試者手部的非顯性出汗率均有顯著差異，說(shuō)明環(huán)境溫度對(duì)手部的非顯性出汗率有顯著影響。從表6中還可以看出，在環(huán)境溫度為25℃時(shí)，步行速度為0m/s和步行速度1.35m/s兩種條件下，男性受試者手部非顯性出汗率的差值最大，為20.617 g/（m2h）;在環(huán)境溫度為22℃時(shí)，步行速度為0.68m/s和步行速度為1.35m/s條件下，男性受試者手部的非顯性出汗率的差值最小，為7.048g/（m2h）。

4 結(jié)論

通過(guò)以上的實(shí)驗(yàn)和結(jié)果分析，可以得到以下結(jié)論：

1）質(zhì)量差法通過(guò)實(shí)驗(yàn)材料測(cè)量前后的質(zhì)量之差來(lái)計(jì)算人體手部的非顯性出汗率，實(shí)驗(yàn)證明該方法是可行的。

2）在相同的環(huán)境溫度（22℃、25℃）下，不同的活動(dòng)強(qiáng)度（步行速度為0m/s、0.68m/s、1.35m/s）之間男性手部的非顯性出汗率有顯著差異。

3）在相同的活動(dòng)強(qiáng)度（步行速度為0m/s、0.68m/s、1.35m/s）下，不同的環(huán)境溫度（22℃、25℃）之間男性手部的非顯性出汗率均有顯著差異。

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Abstract：This paper puts forward the mass difference method， a new method used to measure the inapparent perspiration rates of a human hand. With this method， the rates have been measured after 10 subjects ran at the speeds of 0m/s， 0.68m/s， 1.35m/s and in the ambient temperatures of 22℃and 25℃ respectively. By using the paired t test and analyzing the measurement results， it is found that both temperature and activity intensity have significant effects on the inapparent perspiration rate of human hand.

Key words： inapparent perspiration; ambient temperature; activity intensity; mass difference method

（責(zé)任編輯：田犇）