机械按摩效应的心理和生理评价方法

　　摘要：为科学评价机械按摩产品的按摩效应，提高产品设计质量和用户体验，从医学、心理学、人体工程学等方向，对近年来按摩效应及其研究思路进行了梳理。从心理评价方法和生理评价方法两个方面，对主观量表评价、脑电测试与评价、常用生理评价指标等进行了文献整理和分析。总结了现有的研究成果及存在的不足，提出主观与客观相结合、心理与生理相结合，可行、可靠的按摩效应评价指标体系的建立与评价方法研究、按摩效应的影响因素及按摩参数的优化设计方法研究、按摩对象的个体差异性特征对按摩效应的影响研究是从人体工程学领域开展机械按摩后续研究的重点。

　　关键词：机械按摩效应； 人体工程学； 心理评价； 生理评价；

　　Abstract:In order to evaluate the massage effect of mechanical massage products scientifically and improve the design quality and user experience,the massage effect and its research ideas in recent years were analyzed from the perspective of medicine,psychology and ergonomics. From the psychological evaluation method and physiological evaluation method,the literature analysis was used in aspects of subjective scale evaluation,EEG/ERP test and evaluation,and typical physiology evaluation indicators. The research findings and shortcomings of existing research were summarized. The author pointed out three emphases of research direction on mechanical massage from point of view of ergonomics:the establishment of feasible and reliable evaluation index system of massage effect and the evaluation method in combination with subjective and objective,psychological and physiological;the influencing factors of massage effect and the optimization design method of massage parameters;the influence of inpidual difference characteristics of massage object on massage effect.

　　Keyword:mechanical massage effect; ergonomics; psychological evaluation; physiological evaluation; evaluation index;

　　随着中国人口老龄化现象的加剧以及现代社会过快的工作节奏和巨大的工作压力，亚健康人群日益增加。中医按摩推拿通过对肌肉、穴位等部位进行按压、拉伸等行为，达到疏通经络，滑利关节，促使气血运行，调整脏腑功能，消除身体疲劳，增强人体抗病能力，进而治愈病痛，预防和治疗躯体疼痛性"亚健康"症状[1,2,3],但国内优秀中医按摩人才缺口高达90%,无法满足市场需求。机械按摩通过按摩机械结构和自动控制技术，模仿手法按摩实现捶打、揉捏、指压、振动等多种按摩模式，具有行走式按摩、按摩轮加热、气囊挤压、零重力等众多人性化功能[4,5].但机械按摩行业发展迅速，产品表现出无法完全满足用户需求、人体工程学的基础及系统研究欠缺、各项核心按摩参数的设计缺乏科学依据、产品使用体验不佳等问题，按摩体验无法与传统手法按摩媲美，按摩效应无法得到科学评价。

　　1 按摩效应及其研究思路

　　按摩效应是用于评价按摩的重要概念，指通过手法按摩或机械按摩技术手段，缓解人体疲劳，并获得人体休闲放松的整体舒适性感受。机械按摩的各种模式及参数设置均以实模拟现手法按摩为设计目标。因此，手法按摩效应的研究思路对机械按摩效应的研究具有重要的借鉴作用。

　　在手法按摩效应研究方面，多采用对照实验研究法，通过进行对照组实验，对手法按摩在病症辅助治疗、运动疲劳缓解、"亚健康"症状调治、机体能力提升等方面的辅助疗效进行研究与评价。评价手段主要采用量表法主观评价和生理指标客观评价，医学研究领域多采用量表法主观评价与生化指标客观评价相结合、短期评价与长期评价相结合[6,7,8];少量研究通过采集手法按摩手部主要部位的运动学和力信号，对按摩力进行定量分析，建立生物力学模型[9],从而探寻手法按摩效应产生的机理。但总体来说，对手法按摩效应的基础定量研究不足，使得机械按摩对手法按摩的模拟应用及其效应评价缺少必要的基础理论支撑，难以获得与手法按摩相媲美的按摩效果。

　　在机械按摩研究方面，机械按摩结构的创新设计和按摩的智能化控制是近年来的研究热点[10,11],但由于对按摩效应的基础定量研究不足，导致对机械按摩的结构与控制研究缺少人体工程学基础研究数据的支撑，按摩效应难以达到理想效果。目前，对机械按摩效应的研究多采用将主观心理感受与客观生理指标相结合，再进行按摩前后的对比研究。

　　在按摩效应的综合评价研究方面，多选用市场上现有机械按摩产品，针对长时间工作、驾驶、剧烈运动等人群，对被试者进行5~20 min按摩，对按摩前后心理感受和生理指标进行对比研究。也有将按摩椅应用于工作场合，研究机械按摩对女性参与者关节活动程度、肌肉骨骼疼痛或不适程度等的影响。Durkin等[12]采用了3种按摩模式的座椅，对8名被试者在1 h模拟驾驶任务中的座椅舒适度、肌肉疲劳、肌肉氧合、肌肉血流量和驾驶性能进行了实验研究。Zhong等[13]通过对12名男性大学生运动员进行按摩效应对照实验，探讨了机械床按摩对运动员运动性背部疲劳的影响。通过机械按摩效应的综合评价研究，可明确机械按摩对于运动、工作、机体老化等原因产生的肌肉疲劳缓解、"亚健康"症状调治、机体能力提升等方面具有比较明显的效果。

　　2 机械按摩效应的心理评价方法

　　机械按摩效应的心理评价是指综合运用心理学、社会学、医学等学科的研究方法，采用观察、谈话、测试等方式，对被试机械按摩前后的心理感受进行全面、系统和深入分析。心理评价也是人体工程学领域的重要研究方法。通过心理评价，可对"人-机械按摩产品"系统中的人机相互关系及作用机理开展主客观相结合的研究，理解用户通过机械按摩产生的实际体验和主观感受以及背后的作用机理。

　　主观心理评价多采用量表法进行。Durkin等[12]通过舒适性量表评估驾驶员的驾驶舒适性；Zhong等[13]采用VAS量表评价机械床按摩对运动员运动性背部疲劳的影响；Lee等[14]采用量表法对按摩前后的心理变量、焦虑状态、心神稳定性等进行对比分析；Kim等[15]通过STAI量表、VAS量表，对推拿疗法的疗效进行综合评价；Cornell通过骨骼肌肉系统疾病问卷测试评价按摩对改善颈部和上背部的疼痛症状的有效性；也有学者通过量表进行主观评价成为按摩舒适性评价研究中最为通用的方法。

　　近年来随着认知科学的兴起，以EEG、ERP为代表的脑电技术成为心理学研究中较为广泛应用的方法之一，人体工程学研究领域也逐步将其应用于"人-机-环境"系统的安全性、舒适性、工作效能等评价中。尹玲[16]基于脑电指标开展了塑身腹带着装压力舒适性研究，系统、定量地研究了着装皮肤压对脑波变化的影响规律，揭示了着装压力舒适感的心理机制。郭元兆[17]基于脑电开展了疲劳驾驶检测技术研究，通过测量脑电信号找到驾驶疲劳的主要影响因素，揭示了驾驶疲劳产生的机理。陈浩淼、邵婷婷等[18,19]对机械按摩前后脑电信号的变化规律进行了对比研究，基于脑电对按摩椅按摩舒适性进行了评价，发现脑波波型呈现一些基本变化规律：在按摩前半段，α波下降且θ波上升，表明人的身体和精神均呈现放松状态，且精神逐渐呈现进入睡眠状态；在按摩后半段，α波呈现显著上升且θ波持续下降，表明人的身体和精神呈现愈加清醒的状态；主观舒适度与脑电各指标之间存在一定相关性，有研究发现主观舒适度与脑电P3、P4的θ波所占比例中度正相关。

　　但由于个体差异性和外部因素的影响，机械按摩效应主观评价结果与脑认知实验研究结果之间的相关性还需进一步深入研究，从而建立机械按摩效应的心理评价机制。

　　3 机械按摩效应的生理评价方法

　　随着学科的交叉融合与发展，医学、心理学、力学、计算机科学等领域的许多新型测试技术和手段已被广泛应用于按摩效应的测试与评价实验研究中，用于采集被试的生理指标。其中常用的生理评价指标主要有：

　　（1）肌肉血流

　　可通过激光血流测量仪，对相关部位肌肉血量（MBV）、皮肤血流（SBF）、血液流动速度等指标进行测试，验证按摩作用对于促进血液流通、缓解肌肉疲劳的效果。

　　（2）血液成分

　　按摩对于受试者外周血清中的一氧化氮、丙二醛、超氧化物歧化酶等指标含量产生了积极的影响，按摩对中老年人的免疫平衡具有调节作用。

　　（3）表面肌电（s EMG）

　　可通过采集按摩主要作用肌群的肌电信号进行前后对比分析，直接证明按摩对肌肉疲劳的缓解作用及评价按摩效果[20,21],也有采集非按摩直接作用肌群（如额前肌及腓肠肌）肌电进行对比分析，通过论证按摩可迅速诱导远端肌肉放松，间接证明按摩对机体疲劳的缓解作用。

　　（4）皮肤表面温度

　　非接触式红外线热成像技术广泛应用于按摩前后人体皮肤表面温度测定。通过按摩前后皮肤表面温度对比分析发现按摩后皮肤温度有显著提高。

　　（5）心率变异性

　　Zhong等[13]在机械床按摩对运动员运动性背部疲劳的影响研究中，利用生物反馈仪对心率变异性SDNN、RMSSD、p NN50、LF、HF和LF/HF等指标进行了测试，发现实验组干预后的HF指标明显高于对照组，LF、LF/HF指标明显低于对照组，说明机械床按摩对神经系统的自动活动，特别是平衡交感神经和副交感神经的活动具有较好的调节作用。Kim等[15]将心率变异性测试与脑电测试相结合，研究联合红外线加热按摩疗法对生理和心理的影响。

　　综上，机械按摩效应生理评价方法大多通过对按摩前后的客观生理指标数据采集与分析，开展定性和定量对比研究。但是客观生理指标的种类很多，测试对设备、实验、数据处理都提出了很高的要求，在实际推广应用中具有较大困难；另一方面，由于测试对象个体差异性及个体本身的诸多不确定因素[22,23,24],对测试结果造成了很大的影响，因此，目前基于生理指标的按摩效应评价研究虽然较多，但多为定性描述或对比客观生理指标在按摩前后的变化趋势，未能总结出通用性的设计模型和具有实际应用价值的设计参数，理论研究与应用研究未能较好结合。

　　4 结语

　　现代社会人们的亚健康问题越来越普遍，在手法按摩人才缺乏的情况下，开发出能够满足用户个性化需求的机械按摩产品，基于人们对按摩保健的需求，提升按摩效应与体验，改善亚健康问题，是机械按摩基础研究与应用研究的重要方向。通过对机械按摩现有相关研究梳理发现：有关机械按摩效应测试指标与评价方法的研究较多，但由于按摩本身是基于个体的个性化操作与体验，因此有关仍缺少基于人机关系的按摩效应研究，使得机械按摩未能较好实现模拟手法按摩并满足对象个体差异性特征的按摩效果。因此，机械按摩的后续研究重点应围绕人体工程学开展深入的基础研究：1）主观与客观相结合、心理与生理相结合的，可行、可靠的按摩效应评价指标体系的建立与评级方法研究；2）按摩效应的影响因素及按摩参数的优化设计方法研究[25,26,27];3）按摩对象的个体差异性特征对按摩效应的影响研究。在此基础上进一步开展新型机械按摩结构与控制方法等应用研究，从而不断提升机械按摩产品的设计质量与用户体验。

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