在卧床休息过程中，无论是心理因素和生理条件都会影响睡眠质量。多数人认为只有符合人体工程学的床垫能使整个肌肉骨骼系统在夜间休养生息，不舒适的床垫或人体不正确的睡姿，尤其是脊柱支撑不够，会导致腰痛或一般的睡眠障碍。人类有三分之一的时间是在床上度过的，现在越来越多的人感觉到床垫对人们生活的重要性，好的床垫必须有一个良好的身体支撑，以确保最大的肌肉放松，保持最不疲劳的身体姿势。 

人的睡眠是个动态的过程，几种睡姿在作更替，想寻求一个比较舒适的姿势。大部分人都有一个惯性的睡姿来入睡，这往往是婴儿式睡姿。此外，睡眠运动系统开始工作后，有65％的人习惯侧卧，30%的人习惯仰卧，其余5%的人习惯俯卧。

英国权威的睡眠专家克里斯教授通过研究，已经确认了六种最常见的睡觉姿势，即胎儿式、圆木式、思念式、士兵式、自由俯卧式和海星式，如图1。

Defloor等人在研究睡姿和床垫对界面压力的影响中，定义了十种睡姿，即四种仰睡姿势；一种30度的半坐卧姿；三种侧睡姿势；两种俯睡姿势。四种仰睡只改变床头的仰角为0度，30度，60度和90度。30度半坐卧姿将床头和床尾被抬高30度。第一种侧姿是受试者的背部和床垫成30度。另两种都是受试者的背部和床垫成90度，上腿放在下腿前面。不同的是，一种是躺在肩膀和上臂上；一种是手臂压在身体下。还有两种俯睡姿势是手臂向上抬起，手贴在一起位于前额下，头部靠在手上；和手臂平在身体两侧，头部转向左侧。

施加在皮肤上的压力主要取决于人体的重量、体型、睡姿、接触面积及床垫的力学特性。压力高的区域一般位于骨突起的地方。Defloor研究了62个健康受试者以十种不同睡姿在两款不同的床垫上的压力。结果表明，30度半坐卧姿的界面压力最低，90度侧睡躺在肩上的这种睡姿产生的压力最高。聚乙烯聚氨酯比标准医院床垫一般能减少界面压力20%～30%。Moody等人研究四种姿势两款床垫的界面压力。床头抬起30度侧睡时的压力比其他三种仰姿（床头抬起45度、60度和65度）要小。床头抬起角度越大，界面压力越高。聚乙烯聚氨酯床垫的界面压力比动态漂浮床垫平均高于13%。

不同的睡姿在床垫上的体压分布情况不一样，对人体脊柱形态也有影响，如图2。 

 侧睡

侧睡是最容易被采用的睡姿。在这个睡姿中，当床垫软硬适中，它能正确的支撑人体脊柱成一条直线，同时保持颈椎前凸，胸椎后凸和腰椎前凸的自然“S”形曲线。左侧睡和右侧睡的脊柱形态是没有区别，由于人体心脏位于身体左侧，左侧卧会压迫心脏。

当侧睡时，身体侧向一边，重力中心变高，形成一种不稳定的状态，且接触面积变小，身体重力集中在肩膀和臀部两个主要区域，椎间盘压力增大，压力比较集中，局部压力增加。可弯曲手臂和腿来扩大支撑区域，稍能改善稳定性。

当床垫太软，由于重力作用，重的身体部分如肩部和臀部下陷就深，有些肌肉可能可以放松，但脊柱受到不对称载荷而产生不正常的扭曲。当床垫太硬，脊柱受到不正确的支撑，只有肩部和臀部这两个人体宽度尺寸大的地方才能受到支撑，腰部将弯曲，特别是那些有明显曲线的女性，如图3。

 仰睡

仰睡是仅次于侧睡被采用的睡姿，因为大约30%的人喜欢这个姿势。通常，臀部和背部接触床垫，而腰部只获得很少的支持。这个姿势可引起背部疲劳和疼痛。当手臂平放在身体两侧时，颈部的底部处的锁骨神经是压紧的，导致肩臂疼痛。当手臂放在头上,颈部和肩膀肌肉间的神经被扭曲，胸部到肩膀的肌肉被拉伸导致手臂和手的麻木。

当下巴侧向下一边肩膀时，造成颈部肌肉的扭曲，肩臂神经是压紧的也会导致麻木和疼痛。这个姿势最主要的优势在于体重分布在大的接触面积上，来优化压力分布和稳定性。脊柱的腰部通常位于平滑的前凸和轻微后凸之间，主要取决于床垫、脊柱的自然曲线和睡眠时肌肉的紧张状况。

当床垫太软时，重的身体部分（臀部）下陷深，轻的部分下陷浅，这样使腹部相对上浮造成身体呈W型，使脊柱的椎间盘内压力增大。在前侧的椎间盘将被压缩，然而后侧的软组织（如韧带）处于紧张中。如果床垫太硬，背部的接触面积减少，局部压力变大，背部肌肉收缩增强，也会使人不舒服。

因此为了实现更好的睡眠，在睡眠时床垫需要支撑人体的颈部、腰部和膝盖。需放置一个能支撑颈部的枕头来维持脊柱的颈椎曲线。床垫的腰部区和膝盖区具有稳固的特性，能给腰部和膝盖提供合适的支撑。这些做法都是为了能使重力沿着脊柱长度进行分布，降低了睡眠中颈部或背部疼痛的可能性。 

俯睡时，虽然接触面积比较大，会有良好的体压分布，但对于脊柱形态或者高质量的睡眠来说，俯睡是最不利的睡姿。重力使人体最重的中间部分深深陷入床垫而腿仍伸直着。因此，腰椎前凸会明显增加，而且会加大脊柱关节后面的压力，同时前面的软组织（如韧带）会处于压力下。尤其柔软的床面，会使腰部的腰椎曲线成一个扁平姿势，引起肌肉拉伤，导致背部疼痛。

当俯卧睡觉时，人体压着胸腔和肠子被隔膜挤压的共同作用，加大了对肺部的压力，这可能会导致呼吸困难。此外，头部多数转向侧面改善呼吸，会增加颈部旋转，导致颈部扭伤。可在头转向的一侧，放置一个枕头，能降低头和颈部旋转的程度。

人体压力分布测量和脊柱形态测量可用来评估不同睡姿在床垫上的体压分布和脊柱形态情况。体压分布测量可适用于仰睡、侧睡和俯睡，而脊柱形态测量的2D摄像和3D扫描只适用于侧睡和俯睡，而床垫下陷量测试系统只适用于俯睡的脊柱形态。

人体以不同睡姿在床垫上的重量分布可以通过压力分布测试系统来测试并评估。此系统可对床垫的压力分布进行静态和动态测量，以直观、形象的二维、三维图像实时显示压力分布的轮廓和各种数据，并对整个测量过程进行“录像”、存储，对测量记录进行查看、分析。通过这一方法测得的数据可以评估侧睡、仰睡、俯睡时在床垫上的重量分布情况，不仅用于评价重量分布的状况，还可以辅助校准脊柱形态。体压分布情况可用最大压力、平均压力、最大压力梯度、平均压力梯度和接触面积等体压分布指标进行评估，如表1的三种睡姿在床垫的体压分布指标值，由此可以看出，仰睡和俯睡时的体压分布情况比侧睡时的体压分布情况要好，侧睡时接触面积小，局部压力大。

如大多数人体工程学专家所建议的，床垫必须支撑人体脊柱，使睡姿时的脊柱自然状态被假定为与站立时的脊柱形态等同。因此，仰睡时的理想支撑应使脊柱保持站立时相同的胸椎后凸和腰椎前凸，但由于重力原因会使脊柱稍微变光滑；侧睡时的理想身体支撑会使脊柱成一条直线。

仰睡时，采用实验室研制的脊柱形态下陷量测定系统。标杆插入床垫，将人体躺在插有标杆的床垫上，可测量出人体仰卧前后标杆在床垫各测点上的数值，计算出脊柱各测点在床垫上的形变量，可反映人体卧姿状态下脊柱形态。

也可采用MetraSCAN三维扫描技术，定位睡眠过程中人体脊柱刺突点和扫描背部形态来评价不同睡姿下的脊柱形态，但需要背部可见，因此也只适用于侧睡和俯睡。此技术是市场上最精确的扫描和检测解决方案，无论是在实验室或是现场环境中使用。相比较拍摄定位标识点来说，三维扫描能更精确的反映人体的脊柱形态。

睡眠是每个人每天都进行的一种生理过程。在睡眠中，由于人体都会争取选择对身体产生最小负荷的睡姿，大多数人会自动调整姿势来适应他们的床垫。每个人都有喜欢的睡姿，不同的睡姿对床垫设计的软硬度要求也不一样，应使床垫压力分布均匀，能支撑身体使脊柱处于自然状态。侧卧时使脊柱呈一条直线。通过压力分布测试系统和脊柱形态测量评价人体舒适性，为床垫的舒适性提供依据。