Termografická analýza hemodynamických změn během a po Wingate testu

Dálkové snímání a měření hemodynamických změn v průtoku krve během a po Wingate Anaerobním testu pomocí infračervených (IR) kamer s novými algoritmy zpracování obrazu. Algoritmus vypočítává distribuci tepla z termosnímků a vypočítává změny teplot naměřených v trupu a naměřených na dolních končetinách před testem, bezprostředně po něm a během 10minutové rekonvalescence.

Pozadí Tepelné zobrazování Lidské tělo se samo generuje a reguluje základní úrovně teploty pro přežití. Tělesné jádro je teplotně relativně stabilní, ale tělesná schránka (povrchové tkáně, což je především kůže) tvoří součást regulačního procesu. Tělesná teplota se používá ke studiu mnoha nemocí, kde teplota kůže může zobrazovat přítomnost zánětu v podložních tkáních nebo kde je průtok krve zvýšený nebo snížený v důsledku klinické abnormality. Termální zobrazování bylo zkoumáno pro řadu lékařských aplikací. Několik studií zkoumalo lékařskou termografii [1-3]. Tepelné zobrazování bylo zkoumáno pro ischemii střeva [4], screening horečky [5], diabetickou nohu, vaskulární poruchu [6], studii termoregulace [7] a rakovinu prsu [8].

Wingate test V posledních 50 letech je Wingate test považován za běžný standard pro hodnocení anaerobní schopnosti sportovců. Test se obvykle provádí na počítačově řízených stacionárních kolech, přičemž účastník musí šlapat co nejsilněji po dobu pouhých 30 sekund při odporu odpovídajícím 0,075 jeho tělesné hmotnosti (3).

Předchozí studie (4) prokázala vysokou korelaci mezi generovaným efektivním výkonem a hemodynamickými změnami mezi svaly nohou a hrudní oblastí účastníka.

Akutní hemodynamické změny jsou důsledkem intenzivní vazodilatace metarteriol obklopujících hlavní svaly nohou a silného prokrvení. Masivní průtok krve v těchto oblastech způsobuje překrvení a zpomaluje žilní návrat do srdce.

Během této fáze očekáváme výrazné změny teploty mezi teplými nohami a relativně chladnějším srdcem (trupem). Jak fáze zotavení postupuje, očekáváme, že se nohy ochladí a trup se zahřeje, dokud nebude dosaženo homeostázy.

Termální zobrazování a analýza Termovizní analýza bude provedena pomocí softwaru MATLAB k extrakci dvou hlavních vlastností: střední teploty a entropie ve vybrané oblasti zájmu (ROI). Nejprve budou parametry termosnímku uloženy do souboru EXCEL jako dvourozměrná matice teplotních hodnot. Poté se obrázek (soubor CSV) načte do programu a celá matice se rozdělí na maximální teplotu v obrázku. Získá se tak soubor normalizovaných teplot, ve kterých je maximální hodnota 1 a které budou měřeny v klidu, před provedením Wingate testu. (Tato normalizace je nutná k získání správných hodnot entropie pomocí příkazu MATLAB.) Velikost obrázku se pak v každé ose čtyřnásobně změní a výsledek se zobrazí uživateli. Uživatel ručně vybere z tohoto obrázku obdélníkovou oblast a program extrahuje střední hodnotu a entropii této oblasti. Získaná střední hodnota se vynásobí maximální teplotou v původním snímku (před normalizací), aby se získala skutečná střední teplota (spíše než normalizovaná teplota) ve vybrané oblasti zájmu.

Hlavní cíl studie naznačuje korelaci mezi výkonem generovaným během 30 sekund Wingate testu a teplotním rozdílem mezi horkými nohami a relativně chladným trupem.

Metoda: 16 - 20 účastníků (10 mužů + 10 žen) zdraví, věk: 18-38 let, se sportovními zkušenostmi.

Uchazeči budou prověřeni dotazníkem + ústním pohovorem a poté podepíší formulář Dobrovolný informovaný souhlas (kopie přiložena). Každý účastník bude dělat svůj test sám po dobu asi jedné hodiny.

Postup testu: 5 minut zahřívání, 2 minuty odpočinek, ½ minuty test, 10-15 minut relaxace na kole, zatímco IR kamery každou minutu synchronně fotografují.

Sběr dat: 3 IR kamery (JEDNA Pro) budou upevněny na 3 stativech, jedna pro každou nohu a jedna pro fotografování trupu. Hlasový záznamník zaznamená každý jednotlivý test kompletně.

Analýza dat Analýza obrázků nám poskytne průměrné (pravé a levé) teploty nohou a trupu každou minutu od začátku testu a 15 minut později.

Cyklocomputer SRM® vytvoří výkonový graf během 30 sekund testu + záznam srdečního tepu účastníka po dobu 15 minut.

Za předpokladu pozitivní korelace mezi průměrným výstupním výkonem a teplotním rozdílem (nohy vs. trup) nakreslíme graf všech účastníků.

Další výsledky: Čas potřebný k úplnému zotavení - homeostáza, změny srdeční frekvence (HR) během doby zotavení. Tyto dodatečné výsledky můžeme porovnat s hlavním korelačním grafem.