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動的生体力学データによる女性の胸部サポート


Key Points

  • ぴったりとフィットしたサポート力のあるスポーツブラは、女性が身体活動に参加するときに、運動による胸部の不快感を軽減できます。

  • 生体力学研究はスポーツブラの設計に基づいた情報を提供してきましたが、多くの研究は貧弱な研究設計と不適切な方法論によって制限されてきました。

  • 将来の乳房バイオメカニクス研究では、世界中のすべての女性を代表する参加者の複雑な三次元の乳房の運動学と動態、および乳房の構造を理解するために、有効で信頼できる方法を使用する必要があります。

  • ブラジャーのフィット感の悪さを改善するには、市販のブラジャーのサイズを国際的に標準化し、年齢、体格指数、人種、胸部と胴体のサイズと形状を超えた女性の胸部と胴体の特徴を組み合わせたものを考慮できる有効で信頼できる方法に基づいていなければなりません。

乳房のバイオメカニクス研究

公表されている乳房生体力学研究の多くは、不十分な研究設計と不適切な生体力学手法によって制限されており、そのような研究の結果に基づいた市販のスポーツブラの多くは、多くの女性の個人的なニーズに応えられていません。スポーツブラのデザインを改善するために必要な証拠を提供するには、改良された研究デザインとは別に、乳房の運動学を超えた包括的な研究が必要です。より良いスポーツブラの設計への貢献は、乳房の構造と解剖学、乳房と胴体のサイズと形状の 3 次元スキャン、臨床測定に関する研究への投資から生じる可能性があります。胴体上部の筋骨格系 、ブラジャーと胴体およびブラジャーと肩の境界面における静的および動的負荷 、筋活動に対する乳房サポートの効果 、乳房の 3 次元モデリング、乳房皮膚組織力学、および材料工学。これらはすべて、より優れたスポーツブラの設計に貢献する可能性があります。また、生体力学者がさまざまな分野(工業デザイン、ヒューマンファクター、アパレルデザイン、マーケティングなど)の研究者と協力して、より優れたスポーツブラの開発に伴う複雑な課題に対処するために最も適切な専門知識を備えた研究チームを編成することも不可欠です。体系的かつ堅牢な方法で実施されれば、このような将来の包括的な学際的研究は、乳房サポートソリューションを開発するための有効で信頼できる証拠を提供し、これらのソリューションがタイムリーに商業的に実行可能な製品に確実に変換されることを保証する可能性があります。これにより、最終的には、あらゆる胸のサイズ、年齢、独自の胸サポート ニーズを持つ女性が、胸に妨げられることなく快適に身体活動やスポーツに参加できるようになります。

生体力学的研究は、女性が身体活動に参加すると、実質的な解剖学的支持がない乳房  が胸壁に対して動くことを一貫して示しています 。この胸の動きは、走ったり跳んだりするなど、女性の胴体が垂直に動く活動中に悪化します 。残念なことに、過度の胸の動きは運動による胸の痛みと関連しており、熟練した女性アスリートのパフォーマンスに悪影響を及ぼし 、一部の女性は身体活動に完全に参加できなくなる場合さえあります 。このため、女性が運動する際には、過剰な乳房の動きやそれに伴う乳房の不快感や痛みを軽減するために、スポーツブラなどの外部乳房サポートを着用することが通常推奨されます 。実際、女性アスリートにとって、ぴったりとサポート力のあるスポーツブラはスポーツ用品の不可欠な部分であると考えられるべきです 。
しかし、驚くべきことに、活動的な女性のための乳房サポートに関する科学的根拠に基づいたガイドラインを提供しているスポーツ団体、スポーツ医学協会、公衆衛生教育プログラムはほとんどありません。ほとんどの女性アスリートは運動時にスポーツブラを着用していると報告していますが、活動的な女性 (44%-72%) と女性アスリート (44%) の両方の高い割合が運動経験も報告しています。誘発された乳房の痛み 、およびスポーツブラによる摩擦損傷 。これらの怪我や痛みは、スポーツブラのデザインを改善するために過去 10 年間にわたって広範な生体力学的研究が行われてきたにもかかわらず発生しています。したがって、身体活動に参加したい女性のためのスポーツブラのデザインを改善するための、有効で信頼できる有意義な情報を提供するには、乳房の生体力学を調査するより体系的な研究と、これらの研究の研究結果をより適切に翻訳することが必要です。

バイオメカニクス研究とスポーツブラのデザイン

ランニング中に女性の胸をサポートするために特別に設計された最初のブラジャーは、1977 年に衣装デザイナーが熱心なランナーのために 2 つのジョックストラップを縫い合わせてプロトタイプ「ジョグブラ」を形成したときに開発されたと考えられています 。米国が法律を導入した後、1970 年代にスポーツ専用のブラジャーの需要が増加しました 。連邦政府の資金提供を受けた教育プログラムまたは活動における性別に基づく差別を禁止しており、これにはスポーツも含まれます 。女性アスリート特有の問題を調査するスポーツ医学研究が浮上し始め、特に女性がランニングを伴うスポーツに参加する場合、運動中の胸痛が問題となる可能性があることが判明した。生体力学者たちは、トレッドミル上で走っている女性の乳房の 3 次元正弦波運動を特徴づけるため、高速映画撮影を使用して、この運動誘発性乳房痛の根本的なメカニズムと、この動きがさまざまなレベルの乳房サポートによってどのように影響を受けるかを調査し始めました。

「胸の跳ね返り」の生体力学

乳房の動きを調査した最初の研究 以来、女性が外部の乳房サポートを着用せずに (つまり、裸の胸で)トレッドミル上で走ると、乳房が大きく動くことが数多くの生体力学的研究で確認されています。垂直方向では、乳房は平均して 4.2 ~ 9.9 cm 動きます。ただし、ジャンプ中に 17 cm もの高さの値が報告されています 。ランニング中の胸の垂直方向の変位は足の着地と密接に関係しています。つまり、女性が走っているときに足が地面に着くと、胴体の垂直方向の降下が急激に減速します。しかし、軟部組織の構造として、女性の胸は下向きに動き続け、その後急激に減速しますが、それは胴体が最低点に達して上昇し始めた後でのみです。女性の胴体と乳房が最低点に達するまでのこの時間差により、乳房が女性の胴体に「叩きつけられる」可能性があります。実際、「胸を叩く」ことは、胸の変位そのものではなく、ランニング中の運動誘発性胸痛の主な原因であると考えられています 。対照的に、内側-外側および前後方向の乳房の動きは、女性が上肢をどのように動かしたり、胴体を回転および横方向に曲げたりする方法と関連しています 。乳房は平均して内側-外側方向に 1.8 ~ 6.2 cm、前後方向に 3.0 ~ 5.9 cm 動くことが報告されています。ただし、これらの乳房の変位値は、以下で説明するように、乳房の生体力学の研究には制限があるため、注意して扱う必要があります。
活動の種類に関係なく、身体活動中の胸の動きの総量は、胸が変位する量と女性の胸が「跳ねる」回数の組み合わせになります。ランニング中の胸の跳ね返りの頻度と総数は、前に説明したように胸の跳ね返りと足の着地との間に固有の関連性があるため、ステップレートによって支配されます。女性がどれだけ活動しているかによって、活動中に蓄積される胸の揺れの回数は膨大になる可能性があります。たとえば、女性が毎分約 160 歩のペースでランニングしている場合、胸は 1 時間のランニング中に約 9,600 回跳ねることがあります。この記事の他の場所で説明されているように、より高いケイデンスでランニングする女性や、ウルトラマラソンなどで長時間ランニングする女性は、胸が跳ねることが多く、胸や胴体に摩擦による損傷を負うリスクが高くなります 。
ランニング中に女性の胸がどのように動くかについては数多くの生体力学的研究が記録されていますが、女性が活動しているときに胸の動きによって生じる力を調査した研究者は比較的少数です。女性が活動している間の乳房の動きに関連する正味の力には、乳房に作用する重力と胴体の推進力が含まれますが、これらは乳房の解剖学的拘束と外部拘束に伴う硬化力と減衰力によって抑制されます。力は質量と加速度の積に等しいため、活動中に乳房によって生成される力は、胸が小さい女性と比較して、胸の大きな女性 (胸の質量が大きい) の方が大きくなります。乳房によって生成される力は、自転車に比べて乗馬中、または歩行に比べて跳躍中など、胴体と乳房の加速度が大きい活動中にも高くなります 。四肢のケイデンスが速くなります 。身体活動中に発生するブラと胸の間の力は、女性が運動するときに発生する負荷を適切かつ快適にサポートできるブラジャーを設計するための重要な情報を提供するため、胸の動態を理解することが重要です。

乳房サポートの生体力学

さまざまなレベルの乳房サポートを着用して女性が運動しているときに生じる乳房の変位は、数多くの生体力学的研究で記録されています 。乳房サポートのレベルが増加するにつれて乳房の変位が減少することが一貫して示されています。さらに、乳房の変位が減少するにつれて、運動による乳房痛の評価も減少する傾向があります 。
この胸のずれの研究結果を実践に移すことにより、ほとんどのスポーツブラは従来、女性が身体活動に参加しているときに発生する胸のずれの量を最小限に抑えるように設計されてきました。胸の変位を制限するように設計されたスポーツ ブラの最も一般的な 2 つのタイプは次のとおりです。
(i) クロップ トップ。
(ii) カプセル化スポーツブラ。
クロップトップは強力な弾性素材で作られているため、胸のズレを制限し、胸を単一ユニットとして胸壁にしっかりと押し付けます。カプセル化スポーツブラは、各胸を別個の構造のカップに包み込み、主に胸を取り囲むバンドを介して胸をサポートし、独立したストラップによって二次サポートを提供することにより、胸の変位を制限します。カプセル化スポーツブラは、乳房の垂直方向の変位を制限する点でクロップトップよりも優れていることがわかっているため 、クロップトップは通常、胸が小さい女性に推奨されますが、胸が大きい女性には通常、クロップトップを使用することが推奨されますがカプセル化ブラジャーを着用すべきである。
また、スポーツ ブラのデザイナーやメーカーは、主にブラジャーが乳房の垂直方向の変位を軽減できる量に基づいてスポーツ ブラの「成功」をマーケティングおよび評価することで、乳房の生体力学研究の結果を翻訳してきました。この種のスポーツ ブラのマーケティング キャンペーンは、最も効果的なスポーツ ブラは胸の動きを最も制限するものであることを暗示しており、一部のスポーツ ブラは胸の跳ね返りを完全に排除しないにしても最小限に抑える機能を売りにしています。しかし、スポーツブラは胸の跳ね返りを完全に排除するように設計されるべきではないため、このようなマーケティングキャンペーンは生体力学研究の結果をどのように解釈すべきかを過度に単純化しています。実際、乳房のずれを最も軽減するスポーツブラは、着用が最も不快であるとも認識されています 。乳房には高い割合で脂肪組織が含まれているため 、スポーツブラが着用できなくなる前に乳房を過度に圧縮または制限する能力や許容範囲には限界があります。代わりに、女性がブラジャーを着用していないときと比較して胸の垂直方向の変位を約 60% 制限するブラジャーは、高サポート スポーツブラとみなされるのに十分です。
最近では、従来のクロップトップとカプセル化ブラの機能を 1 つのブラに統合した「ハイブリッド」スポーツ ブラが登場しました。ハイブリッド スポーツ ブラには、各胸を個別に持ち上げてサポートする 2 つの別々のカップがあり、胸壁に対して胸を圧迫する外層で覆われています。適切に設計されたハイブリッド スポーツ ブラは、乳房のずれを最小限に抑えるだけでなく、乳房の上昇と圧迫を同時に行うことによって達成される「乳房叩き」を最小限に抑えることで、運動による乳房の不快感を軽減できます。乳房を高くすることで、受動的な解剖学的乳房支持構造、上にある皮膚およびクーパー靱帯の張力と負荷を、これらの構造を範囲の端から遠ざけることで軽減できます 。次いで、外層は、乳房を胸部に対して圧迫し、乳房の塊の中心と胸椎との間の距離を減少させることによって、胸椎の周りで乳房によって生成される屈曲トルクを減少させる。ハイブリッド スポーツ ブラは、胸の大きな女性 (つまり、胸の体積 > 700 mL ) が十分な乳房サポートを実現するために 2 つのブラジャー (カプセル化ブラジャーとその上にクロップ トップを着用する) を着用するという推奨事項とも一致しています。

スポーツブラを選ぶときのポイント

ブラの種類に関係なく、スポーツ ブラによって提供される胸のサポートのレベル、およびスポーツ ブラの着用の快適さは、その特定のデザインの特徴によって異なります。すべての女性に合うスポーツ ブラはありませんが、スポーツ ブラを選択する際に考慮する必要がある要素を表にまとめます。重要なのは、胸のズレを制限するスポーツ ブラの能力、そしてより重要なことに、胸の平手打ちを制限する機能は、スポーツ ブラを選択する際に考慮する必要がある多くの要素のうちの 2 つにすぎないことを強調していることです。各要素の重要性は、女性の年齢、胸のサイズ、参加する身体活動の種類によっても異なります。
スポーツブラのデザインは 1970 年代以来進歩し、多様化していますが、女性の 44% ~ 72% とエリート女性アスリートの 44% が依然として運動による胸の不快感を経験していると報告しています。多くの女性はまた、乳房痛と呼ばれる周期的な乳房の痛みを経験しますが、これは身体活動中の乳房の動きによって悪化する可能性があります 。乳房痛は、女性の 51% ~ 79% 、およびエリート女性アスリートの 63% に影響を及ぼしていると報告されています。さらに、大きな胸を持つ女性は、十分な乳房のサポートを実現するために、中程度から高衝撃のスポーツや運動中に通常 2 つのブラジャーを着用します。スポーツや運動中に女性が報告する胸の痛みの頻度の高さ、胸の大きい女性の運動中の乳房サポートの不十分なレベル、女性が嫌がるスポーツブラの特徴の多さは、現在のスポーツブラのデザインが適切ではないことを示唆しています。

ブラのフィット感の誤解

乳房をサポートする重要性にもかかわらず、ブラジャーのフィット感が悪いのは残念なことに一般的であり、約 85% の女性がフィット感の悪いブラジャーを着用していると報告されています 。これは主に 3 つの要因によるものと考えられています:
(i) 身体活動中の適切な乳房サポートの必要性とブラジャーのフィット感に関する知識が女性の間で不足していること
(ii) ブラジャーの標準化が不十分であること
(iii) ブラジャーのメーカーによる不適切なサイズ設定 とデザイン 

活動的な女性にとって適切な胸のサポートの重要性にも関わらず、胸のサポートとブラジャーのフィットに関する教育は、学校のカリキュラムに組み込まれることはあってもめったにありません が、公衆衛生部門によって強調されていますが、スポーツ団体によって女性アスリートに提供されています 。またはスポーツ医学の教科書に掲載されています。正しいブラジャーのフィット感と胸のサポートについて思春期の少女たちを教育すると、少女たちの知識だけでなく、胸部サポートの選択とブラジャーのフィット行動も大幅に向上することがわかっていることを考えると、これは特に憂慮すべきことである。胸のサポートとブラジャーのフィット感に関する研究と教育も、女性が運動時にスポーツブラを着用することを思いとどまらせる可能性がある通説を克服するために重要です。例えば、スポーツブラの使用に対する抑止力として、胸の周りの圧迫感がスポーツのパフォーマンスを妨げるということが述べられていますが、正しくフィットしたスポーツブラは最大運動パフォーマンスや最大値以下の運動中の呼吸機能に大きな影響を与えないことが研究で確認されています。
世界的にブラジャーのサイズを決める多種多様な方法を調査すると、ブラジャーのサイズに関する混乱の原因が明らかになります。例えば、クロップトップは、通常、比較的あいまいな記述(例えば、小、中、大)を使用してサイズ設定されるため、各サイズ記述の基礎となる人体測定範囲(存在する場合)は、ブラのブランド間で大きく異なります。対照的に、カプセル化ブラのサイズは通常、ブラバンドの長さを表す数字とカップ サイズを表す文字 の組み合わせとして表されます。バンドのサイズは通常、女性の胸の真下の胸囲 (つまり、バスト下の胸囲) の測定に基づいています。米国と英国では、バンドのサイズはインチで測定され、通常は 28 ~ 56 の範囲です。ただし、この数値は国際的に大きく異なります。これは、国が異なると、バンド サイズの計算に異なる単位を採用し、バンド サイズをさまざまな方法で表現するため (たとえば、ドレスのサイズと寸法など)、複雑なブラ バンド サイズ換算表が必要になるためです 。カップサイズは通常 A から P までの範囲で、通常は女性のアンダーバスト胸囲 。ただし、ブラのカップのサイズには大きなばらつきがあるため、再びブラのカップ サイズ換算表が必要になります 。さらに、カップサイズはバンドサイズが異なれば均一ではないため、女性のブラジャーのカップサイズもバンドサイズが異なれば異なることになる。さらに重要なことに、研究者らは、単純な胸囲の測定値が女性の乳房の三次元形状や、女性のさまざまな胴体と乳房の寸法を適切に表現できるかどうかを疑問視しています。ブラジャーのフィット感に関連する問題をさらに複雑にするのは、ほとんどのブラジャーのサイジングは、恣意的に「フィットモデル」とみなされる 1 人か 2 人の女性のみを直接測定して得られるプロトタイプのサイズに基づいており、プロトタイプのサイズに基づいてヒューリスティックにサイズを拡大または縮小することです。

既存の研究で、女性が正しくフィットしたブラジャーを着用するようにすることで、サポートが不十分な大きな胸に関連する健康への悪影響を最大 85% 軽減できることが明らかになっていることから、女性が確実にブラジャーを着用できるようにするための戦略を開発することが不可欠です。正しくフィットするブラジャーを選択してください。第一に、ブラジャーのフィット感を向上させるために、市販のブラジャーのサイズは国際的に標準化され、あらゆる年齢層、BMI にわたる女性の胸部と上半身の両方の真の人体測定的寸法と特徴を考慮できる有効で信頼できる方法に基づいている必要があります。 、人種、胸と胴体のサイズと形状。第二に、ブラジャーが正しくフィットするためには、カップが必要な胸の三次元形状とボリュームに一致している必要があります。したがって、女性の乳房の体積と形状の両方を定量化した 3 次元スキャン研究や、現在世界中で公開されている全身スキャンのデータベース。最後に、女性が正しくフィットするスポーツブラをより簡単に選択できるように、ブラジャーメーカーが将来の国際標準化されたブラジャーサイズシステムに準拠した製品を製造することが不可欠です。

大きな胸を持つ女性

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