红外热成像中蛙泳游泳对年轻人肌肉活动的影响

测量某些肌肉或肌肉群的能量代谢活动提出了重大的技术问题。当前判断人体运动过程中肌肉代谢速率的方法是基于分析呼出的空气并计算氧气的摄入量。但是，这种间接量热法仅提供有关全身能量需求的信息。测量个体肌肉活动的一种非常好的方法是肌电图检查。该方法提供了在代谢活动本身之前的有关电肌肉活动的信息。但是无法全面快捷的了解肌肉活动信息。

人类肌肉工作的机械效率约为50％，肌肉收缩过程中，肌肉中大量的化学能转化为热量。较高的工作代谢活性和肌肉组织的灌注会导致肌肉温度显着升高。热能通过在血管中流动的流体传递到包括皮肤在内的邻近组织。

图为游泳前前后红外热像图

红外热成像显示来自人体的热能辐射。随后，计算皮肤表面所选点或区域的温度。通过热成像显示代谢性肌肉活动增加可用于运动医学，同时可诊断由超负荷引起的肌炎。许多研究者描述了人类在水以外的身体活动中身体表面的热变化。

图为游泳后1分钟前后红外热像图

这项工作的目的是通过红外热像仪描述和评估蛙泳游泳过程中上肢和身体所选肌肉的能量代谢活动。对25名受试者进行了红外热像图拍摄，并在游泳1000 米后15分钟聚焦了20个感兴趣的区域。结果发现，肱三头肌游泳15分钟后温度明显增加。相反，胸大肌，菱形和下斜方肌，腰直肌脊柱和背阔肌的体温明显降低。可以得出结论，1,000 m蛙泳会显着影响目标区域的温度升高，即对应于游泳者向前运动的上肢，而温度的相对下降发生在身体肌肉中。通过使用仅在出水后第15分钟进行的红外热成像分析图并用归一化单位计算相对温度，解决了因水冷而导致的结果偏差问题。

图为游泳后15分钟前后红外热像图

我们的结果有助于了解大学生蛙泳游泳过程中由于肌肉的工作活动而引起的皮肤温度变化：在接受检查的人群中，上肢和身体50％的肌肉区域的温度正态分布下降。在几乎所有地区，温度的左右差异都不明显。蛙泳游泳的结果是，手臂三头肌区域的温度上升幅度最大。

参考资料：

Jan Novotny, Silvie Rybarova, Dan Zacha, et al. The influence of breaststroke swimming on the muscle activity of young men in thermographic imaging. Acta of Bioengineering and Biomechanics. 17(2):121-129, 2015.