馮向偉， 韓 猛， 王 旭， 高 雅， 王士鑫， 楊凱鑫

(1.河南工程學院 紡織學院， 河南 鄭州 450007； 2.河南工程學院 服裝學院， 河南 鄭州 451191)

頭面部測量是人體測量學的一個重要組成部分，是頭面部用具設計與制作的基礎。1998年，我國頒布了GB/T2428-1998《成年人頭面部尺寸》[1]，該標準沿用至今。然而隨著經濟水平的提高和營養(yǎng)狀況的改善，中國成年人的身高、體重均發(fā)生了明顯的變化，人體頭面部尺寸也相應地發(fā)生了一定變化[2]，因此，原有的頭面部國標數(shù)據(jù)難以滿足頭面部用具規(guī)格化設計的精準性要求。近年來，研究人員不斷地對不同地區(qū)、不同民族人群的頭面部尺寸進行測量和分析[3-6]，發(fā)現(xiàn)人體的頭面部指標具有民族相似性，不同民族或種族間具有一定差異[7-8]，人體頭面部形狀與年齡、性別有一定的相關性[9]。

河南省地處中原地區(qū)，人口眾多，截至2018年年底，全省人口總數(shù)10 906萬人，占全國人口總數(shù)的7.8%，其中以漢族人口居多，占全省人口總數(shù)的98.78%[10-11]。本文采用手工測量的方法對河南省漢族青年男性的頭面部尺寸進行測量，并重點分析其頭型、面型和鼻型結構。本研究為完善或更新河南省的人體數(shù)據(jù)庫、頭面部模型的重建及面部防護用具的設計提供數(shù)據(jù)參考。

1 測量

1.1 樣本選取

實驗安排在2019年2月至2019年6月，參考河南省人口統(tǒng)計局2017年年底公布的河南省18個地級市人口數(shù)量，按比例抽取在鄭州高校就讀的男大學生參與實驗。要求志愿者為河南籍男性，漢族，年齡18～25歲，身高160～190 cm，體重55～85 kg，五官端正，面部軟組織形態(tài)正常，咬合關系良好，無面部缺陷。

為了確保樣本的代表性，根據(jù)國標GB/T 2428-1998《成年人頭面部尺寸》的調查結果可知，我國男性頭面部尺寸近似服從正態(tài)分布N(μ，σ2)[1]，利用計算公式N=(tCV/A)2可估算出所需的樣本量[12]，其中：t為正態(tài)函數(shù)系數(shù)；變異系數(shù)CV值為樣本標準差與樣本平均值之比；A為相對誤差。為保證較高的精確度，在a=0.01的置信水平下，選取t=2.58，A=1%。根據(jù)國標GB/T 2428-1998中的CV值計算出11項待測指標的最大樣本量為202個，考慮到測量誤差的影響，本次實驗的樣本量定為210個。

1.2 測量指標

參照國標GB/T 2428-1998《成年人頭面部尺寸》[1]和席煥久等的《人體測量方法》[13]，依據(jù)12個骨骼標志點，選取了6項頭面部測量指標，5項頭部控制尺寸指標(詳見表1、表2及圖1)。

表1 骨骼標志點及定義

表2 頭面部測量項目及定義

(a) 正視圖 (b) 側視圖1 (c) 側視圖2圖1 頭面部測量項目示意圖

1.3 測量工具

測量過程中使用的主要工具有：直腳規(guī)(量程0～20 cm)、彎腳規(guī)(量程0～30 cm)、馬丁測量儀(量程0～200 cm)。輔助測量工具有：標記筆、標記帶、棉簽、卸妝水、卷尺、三角尺、人體脂肪秤等。

1.4 測量方法

測量前，要排除頭發(fā)對測量工作的干擾，用標記筆在志愿者面部準確標記出所需的骨骼標志點，標記錯誤時可用棉簽和卸妝水改動。測量過程中，志愿者應自然靜坐，目視前方，面部肌肉放松，上、下嘴唇輕觸。測得的頭面部數(shù)據(jù)由記錄員當場紙質記錄，每名志愿者單個部位至少被測3次，數(shù)據(jù)誤差不得超過2 mm，若超出預計誤差范圍，需重新測量，測量次數(shù)無上限，直至數(shù)據(jù)在某個數(shù)值附近波動，取最接近該數(shù)值的3個數(shù)據(jù)，最終數(shù)據(jù)取其平均值。測量結束后，擦除志愿者面部標記點。

2 數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析

2.1 樣本分布情況

為了分析各項測試指標的數(shù)據(jù)分布情況，對數(shù)據(jù)進行了K-S正態(tài)性檢驗。統(tǒng)計學中規(guī)定，當樣本量小于等于2 000時，正態(tài)性檢驗結果以夏皮洛-威爾克(W檢驗)為準；當樣本量大于2 000時，正態(tài)性檢驗結果以柯爾莫戈洛夫-斯米諾夫(D檢驗)為準。本次有效樣本量為210個，因此主要觀察W檢驗結果。觀察頭面部數(shù)據(jù)正態(tài)檢驗表(表3)發(fā)現(xiàn)，形態(tài)面高、鼻深、頭長和頭圍的sig值均大于0.05，符合正態(tài)分布，而鼻寬、下頜間寬、面寬、鼻高、容貌面高、頭寬和頭高的sig值均小于0.05，不符合正態(tài)分布。分析這些指標的正態(tài)Q-Q圖(圖2)可知，除個別數(shù)據(jù)點游離在外，絕大部分數(shù)據(jù)都聚集在直線附近，整體近似符合正態(tài)分布。因此，在后續(xù)的數(shù)據(jù)統(tǒng)計分析中剔除一些異常值，最終得到有效的樣本量為194個。

表3 頭面部數(shù)據(jù)正態(tài)檢驗表

2.2 數(shù)據(jù)描述性分析

根據(jù)各項指標的描述性統(tǒng)計分析結果(表4)可知：鼻寬、面寬、鼻高、形態(tài)面高、鼻深、容貌面高近似服從左偏正態(tài)分布；下頜間寬、頭寬、頭長、頭高和頭圍近似服從右偏正態(tài)分布。當前河南省漢族青年男性的鼻寬為3.93 cm±0.25 cm，分布范圍是3.07～4.61 cm；下頜角間寬為11.46 cm±0.77 cm，分布范圍是9.37～14.23 cm；面寬為15.08 cm±0.69 cm，分布范圍是11.53～16.53 cm；鼻高為5.21 cm±0.27 cm，分布范圍是3.98～6.15 cm；形態(tài)面高為11.78 cm±0.60 cm，分布范圍是10.04～13.39 cm；鼻深為1.64 cm±0.16 cm，分布范圍是1.10～2.08 cm；容貌面高為18.81 cm±1.00 cm，分布范圍是11.52～21.35 cm；頭寬為15.83 cm±0.69 cm，分布范圍是13.37～19.10 cm；頭長為18.62 cm±0.67 cm，分布范圍是17.12～20.52 cm；頭高為22.94 cm±1.02 cm，分布范圍是20.98～26.47 cm；頭圍為58.31 cm±1.37 cm，分布范圍是55.10～61.84 cm。

對比發(fā)現(xiàn)，河南省漢族青年男性作為中國成年男性群體的一部分，其測量數(shù)據(jù)的平均值與國家標準數(shù)據(jù)有一定差異，鼻寬、面寬、鼻高、頭寬、頭長、頭高和頭圍的均值均高于國標數(shù)據(jù)，下頜間寬、形態(tài)面高、鼻深和容貌面高的均值均低于國標均值，各項差值分布在0.11～2.21 cm之間，其中差異率最大的是鼻深，與國標數(shù)據(jù)相差18%，差異率最小的是容貌面高，與國標數(shù)據(jù)相差1.0%。

2.3 測量指標的相關性分析

經相關性分析(見表5)可知，各項測量指標間的相關性不大，其中頭長與頭圍具有較高的正相關性，形態(tài)面高與容貌面高、頭高、鼻高均有一定的正相關關系，其余測量指標兩兩之間的相關性都比較小。

(a) 鼻寬 (b) 下頜間寬 (c) 面寬

(d) 鼻高 (e) 容貌面高 (f) 頭寬

(g) 頭高圖2 不同測量指標的Q-Q正態(tài)分布圖

測量項目國標值/cm平均值/cm標準差/cm最小值/cm最大值/cm全距/cm偏度統(tǒng)計量標準誤差峰度統(tǒng)計量標準誤差鼻寬3.603.930.2503.074.611.54-0.4070.1750.9070.347下頜間寬11.6011.460.7669.3714.234.860.7260.1751.4040.347面寬14.3015.08 0.69111.5316.535.00-1.0670.1754.5770.347鼻高5.105.210.2713.986.152.17-0.3270.1752.2930.347形態(tài)面高11.9011.780.60010.0413.393.35-0.1110.1750.2810.347鼻深2.001.640.1571.102.080.98-0.2530.1750.2640.347容貌面高19.0018.811.00311.5221.359.83-1.8590.17513.6920.347頭寬15.4015.830.68813.3719.105.730.2720.1753.0840.347頭長18.4018.620.66617.1220.523.400.2760.1750.2320.347頭高22.3022.941.02620.9826.475.490.5790.1750.1800.347頭圍56.1058.311.37355.1061.846.740.1510.175-0.4650.347

表5 頭面部測量指標的Pearson相關系數(shù)表

注：“*”指在0.05級別(雙尾)，相關性顯著；“**”指在0.01級別(雙尾)，相關性顯著

3 鼻型、面型和頭型劃分

為了對河南省漢族青年男性的頭面部輪廓進行類型劃分，參考《人體測量方法》[13]，根據(jù)式(1)-式(3)計算出所有樣本的鼻指數(shù)、面指數(shù)和頭長寬指數(shù)。對照指數(shù)分型表(表6-表8)發(fā)現(xiàn)：本次測量的樣本主要以中鼻型為主，占74.74%；其次是狹鼻型，約占18.56%；闊鼻型較少，占6.19%；超闊鼻型最少，只占0.51%；樣本中不存在特狹鼻型、超狹鼻型和特闊鼻型。樣本的面型以超闊面型為主，所占比例為60.31%；其次是闊面型，占27.84%；中面型占比較少，為8.25%；狹面型、超狹面型占比最少，分別為2.58%和1.02%。樣本的頭型中除了不存在特長頭型外，其余的頭型均有占比，其中特圓頭型和圓頭型較多，分別占38.66%和32.47%；中頭型和超圓頭型占比較小，分別為17.53%和8.76%，長頭型占比最少，只有2.58%。與鼻型、面型分布相比，頭型分布比較均勻。

鼻指數(shù)：

(1)

形態(tài)面指數(shù)：

(2)

頭長寬指數(shù)：

(3)

表6 鼻指數(shù)分型表

表7 面指數(shù)分型表

表8 頭長寬指數(shù)分型表

4 結論

本研究發(fā)現(xiàn)：河南省青年男性頭面部尺寸與現(xiàn)行的國標數(shù)據(jù)有一定差異，其中鼻寬、面寬、鼻高、頭寬、頭長、頭高和頭圍的均值均高于國標數(shù)據(jù)；下頜間寬、形態(tài)面高、鼻深和容貌面高的均值均低于國標數(shù)據(jù)。各項測量指標中，頭長與頭圍具有較高的正相關性，形態(tài)面高與頭高、鼻高及容貌面高均有一定的正相關性。河南省漢族青年男性以中鼻型、超闊面型和特圓頭型為主，所占樣本比例分別為74.74%、60.31%和38.66%，基本不存在特狹鼻型、超狹鼻型、特闊鼻型和特長頭型。與鼻型和面型相比，頭型分布較為均勻。