Termografisk analyse af hæmodynamiske ændringer gennem og efter Wingate-test

Fjernmåling og målinger af hæmodynamiske ændringer i blodgennemstrømningen under og efter Wingate Anaerobic test ved hjælp af infrarøde (IR) kameraer med nye billedbehandlingsalgoritmer. Algoritmen beregner varmefordelingen ud fra de termiske billeder og beregner ændringerne i temperaturer målt i torsoen og den målt i underekstremiteterne før testen, umiddelbart efter og i løbet af 10 minutters restitutionsperiode.

Baggrund Termisk billeddannelse Den menneskelige krop er selvgenererende og regulerer de væsentlige temperaturniveauer for overlevelse. Kropskernen er relativt stabil i temperatur, men kroppens skal (overfladevævene, som hovedsageligt er huden) indgår i reguleringsprocessen. Kropstemperaturen er blevet brugt til at studere mange sygdomme, hvor hudtemperaturen kan vise tilstedeværelsen af ​​betændelse i underliggende væv, eller hvor blodgennemstrømningen er øget eller nedsat på grund af en klinisk abnormitet. Termisk billeddannelse er blevet undersøgt for adskillige medicinske anvendelser. Adskillige undersøgelser gennemgik medicinsk termografi [1-3]. Termisk billeddannelse er blevet undersøgt for tarmiskæmi [4], feberscreening [5], diabetisk fod, vaskulær lidelse [6], termoreguleringsundersøgelse [7] og brystkræft [8].

Wingate Test I de sidste 50 år anses Wingate Test for at være en fælles standard for vurdering af atleters anaerobe evne. Testen udføres normalt på computeriserede stationære cykler, mens deltageren skal træde så hårdt som muligt i kun 30 sekunder ved modstand svarende til 0,075 af deres kropsvægt (3).

En tidligere undersøgelse (4) har vist en høj korrelation mellem den effektive genererede kraft og de hæmodynamiske ændringer mellem benmusklerne og thoraxområdet hos deltageren.

Akutte hæmodynamiske ændringer er resultatet af intensiv vasodilatation af metarterioler, der omgiver de vigtigste benmuskler og kraftig blodperfusion. Den massive blodgennemstrømning i disse områder forårsager overbelastning og bremser den venøse tilbagevenden til hjertet.

I denne fase forventer vi at se en betydelig temperaturændring mellem de varme ben og det relativt køligere hjerte (torso). Efterhånden som genopretningsfasen skrider frem, forventer vi at se benene køles ned og torsoen varmes op, indtil homeostase er nået.

Termisk billeddannelse og analyse Den termiske billeddannelsesanalyse vil blive udført ved hjælp af MATLAB-software til at udtrække to hovedtræk: middeltemperatur og entropi i et udvalgt område af interesse (ROI). Først vil de termiske billedparametre blive gemt i en EXCEL-fil som en todimensionel matrix af temperaturværdier. Derefter læses billedet (CSV-fil) til programmet, og hele matrixen opdeles i den maksimale temperatur i billedet. Dette giver et sæt normaliserede temperaturer, hvor den maksimale værdi er 1, og som vil blive målt i hvile, før Wingate-testen er udført. (Denne normalisering er nødvendig for at opnå korrekte entropiværdier ved hjælp af MATLAB-kommandoen.) Billedet bliver derefter firedoblet i hver akse, og resultatet vises for brugeren. Brugeren vælger manuelt fra dette billede et rektangulært område, og programmet udtrækker middelværdien og entropien af ​​denne region. Den opnåede middelværdi ganges med den maksimale temperatur i det originale billede (før normalisering) for at få den faktiske middeltemperatur (i stedet for den normaliserede temperatur) i det valgte ROI.

Hovedundersøgelsens mål antyder en sammenhæng mellem den effekt, der genereres i løbet af de 30 sekunder af Wingate-testen, og temperaturforskellen mellem de varme ben og den relativt kolde torso.

Metode: 16 - 20 deltagere (10 mænd + 10 kvinder) raske, alder: 18-38, med nogen sportserfaring.

Kandidater vil blive screenet ved spørgeskema + mundtlig interview, og derefter vil de underskrive den frivillige informerede samtykkeformular (kopi vedhæftet). Hver deltager vil lave sin test alene i cirka en time.

Testprocedure: 5 minutters opvarmning, 2 minutters hvile, ½ minuts test, 10-15 minutter afslappet på cyklen, mens IR-kameraerne tager billeder synkront hvert minut.

Dataindsamling: 3 IR-kameraer (ONE Pro) vil blive fastgjort på 3 stativer, et til hvert ben og et til torsofotografering. En stemmeoptager optager hver enkelt test fuldstændigt.

Dataanalyse Billedanalysen vil give os gennemsnitlige (højre og venstre) ben- og torsotemperaturer hvert minut fra teststart og 15 minutter senere.

SRM® cykelcomputeren vil producere en effektgraf over 30 sekunder af testen + hjertefrekvensregistrering af deltageren i 15 minutter.

Forudsat en positiv korrelation mellem den gennemsnitlige udgangseffekt og temperaturforskellen (ben vs torso), vil vi tegne en graf over alle deltagere.

Yderligere resultatresultater: Tid, der kræves til fuld restitution - homeostase, pulsændringer (HR) under restitutionstiden. Vi kan sammenligne disse yderligere resultater med hovedkorrelationsgrafen.