河南省汉族青年男性头面部尺寸测量及分析

冯向伟， 韩 猛， 王 旭， 高 雅， 王士鑫， 杨凯鑫

(1.河南工程学院 纺织学院， 河南 郑州 450007； 2.河南工程学院 服装学院， 河南 郑州 451191)

头面部测量是人体测量学的一个重要组成部分，是头面部用具设计与制作的基础。1998年，我国颁布了GB/T2428-1998《成年人头面部尺寸》[1]，该标准沿用至今。然而随着经济水平的提高和营养状况的改善，中国成年人的身高、体重均发生了明显的变化，人体头面部尺寸也相应地发生了一定变化[2]，因此，原有的头面部国标数据难以满足头面部用具规格化设计的精准性要求。近年来，研究人员不断地对不同地区、不同民族人群的头面部尺寸进行测量和分析[3-6]，发现人体的头面部指标具有民族相似性，不同民族或种族间具有一定差异[7-8]，人体头面部形状与年龄、性别有一定的相关性[9]。

河南省地处中原地区，人口众多，截至2018年年底，全省人口总数10 906万人，占全国人口总数的7.8%，其中以汉族人口居多，占全省人口总数的98.78%[10-11]。本文采用手工测量的方法对河南省汉族青年男性的头面部尺寸进行测量，并重点分析其头型、面型和鼻型结构。本研究为完善或更新河南省的人体数据库、头面部模型的重建及面部防护用具的设计提供数据参考。

1 测量

1.1 样本选取

实验安排在2019年2月至2019年6月，参考河南省人口统计局2017年年底公布的河南省18个地级市人口数量，按比例抽取在郑州高校就读的男大学生参与实验。要求志愿者为河南籍男性，汉族，年龄18～25岁，身高160～190 cm，体重55～85 kg，五官端正，面部软组织形态正常，咬合关系良好，无面部缺陷。

为了确保样本的代表性，根据国标GB/T 2428-1998《成年人头面部尺寸》的调查结果可知，我国男性头面部尺寸近似服从正态分布N(μ，σ2)[1]，利用计算公式N=(tCV/A)2可估算出所需的样本量[12]，其中：t为正态函数系数；变异系数CV值为样本标准差与样本平均值之比；A为相对误差。为保证较高的精确度，在a=0.01的置信水平下，选取t=2.58，A=1%。根据国标GB/T 2428-1998中的CV值计算出11项待测指标的最大样本量为202个，考虑到测量误差的影响，本次实验的样本量定为210个。

1.2 测量指标

参照国标GB/T 2428-1998《成年人头面部尺寸》[1]和席焕久等的《人体测量方法》[13]，依据12个骨骼标志点，选取了6项头面部测量指标，5项头部控制尺寸指标(详见表1、表2及图1)。

表1 骨骼标志点及定义

表2 头面部测量项目及定义

(a) 正视图 (b) 侧视图1 (c) 侧视图2图1 头面部测量项目示意图

1.3 测量工具

测量过程中使用的主要工具有：直脚规(量程0～20 cm)、弯脚规(量程0～30 cm)、马丁测量仪(量程0～200 cm)。辅助测量工具有：标记笔、标记带、棉签、卸妆水、卷尺、三角尺、人体脂肪秤等。

1.4 测量方法

测量前，要排除头发对测量工作的干扰，用标记笔在志愿者面部准确标记出所需的骨骼标志点，标记错误时可用棉签和卸妆水改动。测量过程中，志愿者应自然静坐，目视前方，面部肌肉放松，上、下嘴唇轻触。测得的头面部数据由记录员当场纸质记录，每名志愿者单个部位至少被测3次，数据误差不得超过2 mm，若超出预计误差范围，需重新测量，测量次数无上限，直至数据在某个数值附近波动，取最接近该数值的3个数据，最终数据取其平均值。测量结束后，擦除志愿者面部标记点。

2 数据统计分析

2.1 样本分布情况

为了分析各项测试指标的数据分布情况，对数据进行了K-S正态性检验。统计学中规定，当样本量小于等于2 000时，正态性检验结果以夏皮洛-威尔克(W检验)为准；当样本量大于2 000时，正态性检验结果以柯尔莫戈洛夫-斯米诺夫(D检验)为准。本次有效样本量为210个，因此主要观察W检验结果。观察头面部数据正态检验表(表3)发现，形态面高、鼻深、头长和头围的sig值均大于0.05，符合正态分布，而鼻宽、下颌间宽、面宽、鼻高、容貌面高、头宽和头高的sig值均小于0.05，不符合正态分布。分析这些指标的正态Q-Q图(图2)可知，除个别数据点游离在外，绝大部分数据都聚集在直线附近，整体近似符合正态分布。因此，在后续的数据统计分析中剔除一些异常值，最终得到有效的样本量为194个。

表3 头面部数据正态检验表

2.2 数据描述性分析

根据各项指标的描述性统计分析结果(表4)可知：鼻宽、面宽、鼻高、形态面高、鼻深、容貌面高近似服从左偏正态分布；下颌间宽、头宽、头长、头高和头围近似服从右偏正态分布。当前河南省汉族青年男性的鼻宽为3.93 cm±0.25 cm，分布范围是3.07～4.61 cm；下颌角间宽为11.46 cm±0.77 cm，分布范围是9.37～14.23 cm；面宽为15.08 cm±0.69 cm，分布范围是11.53～16.53 cm；鼻高为5.21 cm±0.27 cm，分布范围是3.98～6.15 cm；形态面高为11.78 cm±0.60 cm，分布范围是10.04～13.39 cm；鼻深为1.64 cm±0.16 cm，分布范围是1.10～2.08 cm；容貌面高为18.81 cm±1.00 cm，分布范围是11.52～21.35 cm；头宽为15.83 cm±0.69 cm，分布范围是13.37～19.10 cm；头长为18.62 cm±0.67 cm，分布范围是17.12～20.52 cm；头高为22.94 cm±1.02 cm，分布范围是20.98～26.47 cm；头围为58.31 cm±1.37 cm，分布范围是55.10～61.84 cm。

对比发现，河南省汉族青年男性作为中国成年男性群体的一部分，其测量数据的平均值与国家标准数据有一定差异，鼻宽、面宽、鼻高、头宽、头长、头高和头围的均值均高于国标数据，下颌间宽、形态面高、鼻深和容貌面高的均值均低于国标均值，各项差值分布在0.11～2.21 cm之间，其中差异率最大的是鼻深，与国标数据相差18%，差异率最小的是容貌面高，与国标数据相差1.0%。

2.3 测量指标的相关性分析

经相关性分析(见表5)可知，各项测量指标间的相关性不大，其中头长与头围具有较高的正相关性，形态面高与容貌面高、头高、鼻高均有一定的正相关关系，其余测量指标两两之间的相关性都比较小。

(a) 鼻宽 (b) 下颌间宽 (c) 面宽

(d) 鼻高 (e) 容貌面高 (f) 头宽

(g) 头高图2 不同测量指标的Q-Q正态分布图

测量项目国标值/cm平均值/cm标准差/cm最小值/cm最大值/cm全距/cm偏度统计量标准误差峰度统计量标准误差鼻宽3.603.930.2503.074.611.54-0.4070.1750.9070.347下颌间宽11.6011.460.7669.3714.234.860.7260.1751.4040.347面宽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形态面高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头宽15.4015.830.68813.3719.105.730.2720.1753.0840.347头长18.4018.620.66617.1220.523.400.2760.1750.2320.347头高22.3022.941.02620.9826.475.490.5790.1750.1800.347头围56.1058.311.37355.1061.846.740.1510.175-0.4650.347

表5 头面部测量指标的Pearson相关系数表

注：“*”指在0.05级别(双尾)，相关性显著；“**”指在0.01级别(双尾)，相关性显著

3 鼻型、面型和头型划分

为了对河南省汉族青年男性的头面部轮廓进行类型划分，参考《人体测量方法》[13]，根据式(1)-式(3)计算出所有样本的鼻指数、面指数和头长宽指数。对照指数分型表(表6-表8)发现：本次测量的样本主要以中鼻型为主，占74.74%；其次是狭鼻型，约占18.56%；阔鼻型较少，占6.19%；超阔鼻型最少，只占0.51%；样本中不存在特狭鼻型、超狭鼻型和特阔鼻型。样本的面型以超阔面型为主，所占比例为60.31%；其次是阔面型，占27.84%；中面型占比较少，为8.25%；狭面型、超狭面型占比最少，分别为2.58%和1.02%。样本的头型中除了不存在特长头型外，其余的头型均有占比，其中特圆头型和圆头型较多，分别占38.66%和32.47%；中头型和超圆头型占比较小，分别为17.53%和8.76%，长头型占比最少，只有2.58%。与鼻型、面型分布相比，头型分布比较均匀。

鼻指数：

(1)

形态面指数：

(2)

头长宽指数：

(3)

表6 鼻指数分型表

表7 面指数分型表

表8 头长宽指数分型表

4 结论

本研究发现：河南省青年男性头面部尺寸与现行的国标数据有一定差异，其中鼻宽、面宽、鼻高、头宽、头长、头高和头围的均值均高于国标数据；下颌间宽、形态面高、鼻深和容貌面高的均值均低于国标数据。各项测量指标中，头长与头围具有较高的正相关性，形态面高与头高、鼻高及容貌面高均有一定的正相关性。河南省汉族青年男性以中鼻型、超阔面型和特圆头型为主，所占样本比例分别为74.74%、60.31%和38.66%，基本不存在特狭鼻型、超狭鼻型、特阔鼻型和特长头型。与鼻型和面型相比，头型分布较为均匀。