Termografisk analys av hemodynamiska förändringar genom och efter Wingate-testet

Fjärravkänning och mätningar av hemodynamiska förändringar i blodflödet under och efter Wingate Anaerobic test med infraröda (IR) kameror med nya bildbehandlingsalgoritmer. Algoritmen beräknar värmefördelningen från värmebilderna och beräknar förändringarna i temperaturer uppmätta i bålen och de som uppmätts i de nedre extremiteterna före testet, omedelbart efter och under 10 minuters återhämtningsperiod.

Bakgrund Värmeavbildning Människokroppen är självgenererande och reglerar de nödvändiga temperaturnivåerna för överlevnad. Kroppskärnan är relativt stabil i temperatur, men kroppens skal (ytvävnaderna, som huvudsakligen är huden) är en del av regleringsprocessen. Kroppstemperaturen har använts för att studera många sjukdomar där hudtemperaturen kan visa närvaron av inflammation i underliggande vävnader, eller där blodflödet ökar eller minskar på grund av en klinisk abnormitet. Värmeavbildning har undersökts för många medicinska tillämpningar. Flera studier granskade medicinsk termografi [1-3]. Termisk avbildning har undersökts för tarmischemi [4], feberscreening [5], diabetisk fot, vaskulär sjukdom [6], termoregleringsstudie [7] och bröstcancer [8].

Wingate Test Under de senaste 50 åren anses Wingate Test vara en vanlig standard för bedömning av idrottares anaeroba förmåga. Testet utförs vanligtvis på datoriserade stationära cyklar, medan deltagaren måste trampa så hårt som möjligt i endast 30 sekunder vid ett motstånd motsvarande 0,075 av sin kroppsvikt (3).

En tidigare studie (4) har visat en hög korrelation mellan den effektiva kraften som genereras och de hemodynamiska förändringarna mellan benmusklerna och bröstområdet hos deltagaren.

Akuta hemodynamiska förändringar är resultatet av intensiv vasodilatation av metarterioler som omger huvudbenets muskler och kraftig blodperfusion. Det massiva blodflödet i dessa områden orsakar trängsel och bromsar den venösa återgången till hjärtat.

Under denna fas förväntar vi oss att se betydande temperaturförändringar mellan de varma benen och relativt kallare hjärta (torso). När återhämtningsfasen fortskrider förväntar vi oss att se benen svalna och bålen värmas upp tills homeostas uppnås.

Värmeavbildning och analys Värmeavbildningsanalysen kommer att utföras med hjälp av MATLAB-mjukvaran för att extrahera två huvudfunktioner: medeltemperatur och entropi, i en vald region av intresse (ROI). Först kommer värmebildsparametrarna att lagras i en EXCEL-fil som en tvådimensionell matris av temperaturvärden. Därefter läses bilden (CSV-fil) till programmet och hela matrisen delas upp i den maximala temperaturen i bilden. Detta ger en uppsättning normaliserade temperaturer där det maximala värdet är 1 och som kommer att mätas i vila, innan Wingate-testet har utförts. (Denna normalisering krävs för att erhålla korrekta entropivärden med MATLAB-kommandot.) Bildens storlek ändras sedan fyra gånger i varje axel och resultatet visas för användaren. Användaren väljer manuellt från denna bild ett rektangulärt område, och programmet extraherar medelvärdet och entropin för denna region. Det erhållna medelvärdet multipliceras med den maximala temperaturen i originalbilden (före normalisering) för att få den faktiska medeltemperaturen (snarare än den normaliserade temperaturen) i den valda ROI.

Huvudmålet för studien antyder en korrelation mellan den kraft som genereras under de 30 sekunderna av Wingate-testet och temperaturskillnaden mellan de varma benen och den relativt kalla bålen.

Metod: 16 - 20 deltagare (10 män + 10 kvinnor) friska, ålder: 18-38, med viss idrottserfarenhet.

Kandidater kommer att granskas genom frågeformulär + muntlig intervju, och sedan kommer de att underteckna formuläret för frivilligt informerat samtycke (kopia bifogas). Varje deltagare kommer att göra sitt test ensam i ungefär en timme.

Testprocedur: 5 minuters uppvärmning, 2 minuters vila, ½ minuts test, 10-15 minuter avslappnad på cykeln medan IR-kamerorna tar bilder synkront varje minut.

Datainsamling: 3 IR-kameror (ONE Pro) kommer att fästas på 3 stativ, ett för varje ben och ett för bålfotografering. En röstinspelare kommer att spela in varje enskilt test helt.

Dataanalys Bildanalysen kommer att ge oss genomsnittliga (höger & vänster) ben- och båltemperaturer varje minut från teststart och 15 minuter senare.

SRM®-cykeldatorn kommer att producera en effektgraf över 30 sekunder av testet + hjärtfrekvensregistrering av deltagaren i 15 minuter.

Om vi ​​antar en positiv korrelation mellan den genomsnittliga uteffekten och temperaturskillnaden (ben vs bål), kommer vi att rita en graf över alla deltagare.

Ytterligare resultatresultat: Tid som krävs för full återhämtning - homeostas, hjärtfrekvensförändringar (HR) under återhämtningstiden. Vi kan jämföra dessa ytterligare resultat med huvudkorrelationsgrafen.