Analisi termografica dei cambiamenti emodinamici attraverso e dopo il test Wingate

Telerilevamento e misurazioni dei cambiamenti emodinamici nel flusso sanguigno durante e dopo il test Wingate Anaerobic utilizzando telecamere a infrarossi (IR) con nuovi algoritmi di elaborazione delle immagini. L'algoritmo calcola la distribuzione del calore dalle immagini termiche e calcola le variazioni di temperatura misurate nel tronco e quella misurata negli arti inferiori prima del test, subito dopo e durante il periodo di recupero di 10 minuti.

Introduzione Immagini termiche Il corpo umano è autogenerante e regola i livelli essenziali di temperatura per la sopravvivenza. Il nucleo del corpo è relativamente stabile alla temperatura, ma il guscio del corpo (i tessuti superficiali, che sono principalmente la pelle) fa parte del processo di regolazione. La temperatura corporea è stata utilizzata per studiare molte malattie in cui la temperatura cutanea può rappresentare la presenza di infiammazione nei tessuti sottostanti o in cui il flusso sanguigno è aumentato o diminuito a causa di un'anomalia clinica. La termografia è stata studiata per numerose applicazioni mediche. Diversi studi hanno esaminato la termografia medica [1-3]. La termografia è stata studiata per l'ischemia intestinale [4], lo screening della febbre [5], il piede diabetico, i disturbi vascolari [6], lo studio della termoregolazione [7] e il cancro al seno [8].

Wingate Test Negli ultimi 50 anni, il Wingate Test è considerato uno standard comune per la valutazione della capacità anaerobica degli atleti. Il test viene solitamente eseguito su cyclette computerizzate, mentre il partecipante deve pedalare il più forte possibile per soli 30 secondi con una resistenza pari a 0,075 del proprio peso corporeo (3).

Uno studio precedente (4) ha mostrato un'elevata correlazione tra la potenza effettiva generata ei cambiamenti emodinamici tra i muscoli delle gambe e l'area toracica del partecipante.

I cambiamenti emodinamici acuti sono il risultato di un'intensa vasodilatazione delle metarteriole che circondano i muscoli principali della gamba e di un'elevata perfusione sanguigna. Il massiccio afflusso di sangue in queste aree provoca congestione e rallenta il ritorno venoso al cuore.

Durante questa fase, ci aspettiamo di vedere un significativo cambiamento di temperatura tra le gambe calde e il cuore relativamente più freddo (torso). Man mano che la fase di recupero avanza, ci aspettiamo di vedere le gambe raffreddarsi e il busto riscaldarsi fino al raggiungimento dell'omeostasi.

Immagini termiche e analisi L'analisi delle immagini termiche verrà eseguita utilizzando il software MATLAB per estrarre due caratteristiche principali: la temperatura media e l'entropia, in una regione di interesse (ROI) selezionata. Innanzitutto, i parametri dell'immagine termica verranno memorizzati in un file EXCEL come matrice bidimensionale dei valori di temperatura. Quindi, l'immagine (file CSV) viene letta nel programma e l'intera matrice viene suddivisa nella temperatura massima nell'immagine. Ciò produce un insieme di temperature normalizzate in cui il valore massimo è 1 e che saranno misurate a riposo, prima che sia stato eseguito il test Wingate. (Questa normalizzazione è necessaria per ottenere valori di entropia corretti utilizzando il comando MATLAB.) L'immagine viene quindi ridimensionata di quattro volte in ciascun asse e il risultato viene visualizzato all'utente. L'utente seleziona manualmente da questa immagine una regione rettangolare e il programma estrae il valore medio e l'entropia di questa regione. Il valore medio ottenuto viene moltiplicato per la temperatura massima nell'immagine originale (prima della normalizzazione) per ottenere la temperatura media effettiva (piuttosto che la temperatura normalizzata) nella ROI selezionata.

L'obiettivo principale dello studio suggerisce una correlazione tra la potenza generata durante i 30 secondi del Wingate Test e la differenza di temperatura tra le gambe calde e il busto relativamente freddo.

Metodo: 16 - 20 partecipanti (10 uomini + 10 donne) sani, età: 18-38, con qualche esperienza sportiva.

I candidati saranno selezionati mediante questionario + colloquio verbale, quindi firmeranno il modulo di consenso informato volontario (copia allegata). Ogni partecipante farà il suo test da solo per circa un'ora.

Procedura del test: 5 minuti di riscaldamento, 2 minuti di riposo, ½ minuto di test, 10-15 minuti rilassati sulla bici mentre le telecamere IR scattano fotografie in sincronia ogni minuto.

Raccolta dati: 3 telecamere IR (ONE Pro) saranno fissate su 3 treppiedi, uno per ogni gamba e uno per fotografare il busto. Un registratore vocale registrerà completamente ogni singolo test.

Analisi dei dati L'analisi dell'immagine ci fornirà le temperature medie (destra e sinistra) delle gambe e del busto ogni minuto dall'inizio del test e 15 minuti dopo.

Il ciclocomputer SRM® produrrà un grafico di potenza su 30 secondi del test + registrazione della frequenza cardiaca del partecipante per 15 minuti.

Assumendo una correlazione positiva tra la potenza di uscita media e la differenza di temperatura (gambe vs busto), disegneremo un grafico di tutti i partecipanti.

Ulteriori risultati dei risultati: tempo necessario per il recupero completo - omeostasi, variazioni della frequenza cardiaca (HR) durante il tempo di recupero. Possiamo confrontare questi risultati aggiuntivi con il grafico di correlazione principale.