測量(liang)(liang)某些肌(ji)(ji)肉(rou)或(huo)肌(ji)(ji)肉(rou)群的能(neng)(neng)量(liang)(liang)代(dai)謝(xie)(xie)活(huo)動(dong)提出(chu)了重大的技術(shu)問題。當前判(pan)斷(duan)人體運動(dong)過程(cheng)中肌(ji)(ji)肉(rou)代(dai)謝(xie)(xie)速(su)率(lv)的方(fang)(fang)法是(shi)基于分析呼出(chu)的空(kong)氣并計(ji)算氧氣的攝入量(liang)(liang)。但是(shi)，這種間接量(liang)(liang)熱(re)法僅(jin)提供有關(guan)全身能(neng)(neng)量(liang)(liang)需求(qiu)的信(xin)息。測量(liang)(liang)個(ge)體肌(ji)(ji)肉(rou)活(huo)動(dong)的一種非常(chang)好的方(fang)(fang)法是(shi)肌(ji)(ji)電圖檢查。該(gai)方(fang)(fang)法提供了在代(dai)謝(xie)(xie)活(huo)動(dong)本(ben)身之前的有關(guan)電肌(ji)(ji)肉(rou)活(huo)動(dong)的信(xin)息。但是(shi)無(wu)法全面(mian)快捷的了解肌(ji)(ji)肉(rou)活(huo)動(dong)信(xin)息。

人類肌(ji)肉(rou)工(gong)作的(de)(de)機械效率約為(wei)50％，肌(ji)肉(rou)收縮過程中(zhong)，肌(ji)肉(rou)中(zhong)大量的(de)(de)化(hua)學能(neng)轉(zhuan)化(hua)為(wei)熱量。較(jiao)高(gao)的(de)(de)工(gong)作代謝活性和肌(ji)肉(rou)組(zu)織的(de)(de)灌注會(hui)導致肌(ji)肉(rou)溫度顯著升高(gao)。熱能(neng)通過在血(xue)管中(zhong)流動的(de)(de)流體傳遞到包括皮(pi)膚(fu)在內的(de)(de)鄰近(jin)組(zu)織。

圖為游泳前前后紅(hong)外熱(re)像(xiang)圖

紅外(wai)熱成(cheng)像顯(xian)示來自(zi)人體(ti)的(de)熱能輻射。隨后，計算皮(pi)膚表(biao)面所選點(dian)或區域的(de)溫度。通過(guo)熱成(cheng)像顯(xian)示代謝(xie)性肌肉活(huo)動(dong)(dong)增加(jia)可用于運動(dong)(dong)醫學(xue)，同時可診(zhen)斷由超負荷引(yin)起的(de)肌炎。許多研究(jiu)者描述了人類在(zai)水(shui)以外(wai)的(de)身體(ti)活(huo)動(dong)(dong)中身體(ti)表(biao)面的(de)熱變化。

圖為游泳后1分鐘(zhong)前后紅外熱(re)像圖

這項工作的目的是通過紅外熱像儀描(miao)述和評(ping)估蛙泳(yong)(yong)游(you)泳(yong)(yong)過程(cheng)中(zhong)上(shang)肢和身體所(suo)選肌(ji)肉的(de)能量(liang)代謝活動。對25名受試者進行了紅(hong)(hong)外(wai)熱(re)像圖(tu)拍攝(she)，并在游(you)泳(yong)(yong)1000 米后(hou)(hou)15分鐘(zhong)(zhong)聚焦了20個感興趣的(de)區(qu)域(yu)。結(jie)果(guo)發(fa)現，肱三頭肌(ji)游(you)泳(yong)(yong)15分鐘(zhong)(zhong)后(hou)(hou)溫(wen)度(du)明顯增加。相反，胸大(da)肌(ji)，菱形(xing)和下(xia)斜方肌(ji)，腰(yao)直(zhi)肌(ji)脊柱(zhu)和背闊肌(ji)的(de)體溫(wen)明顯降低。可以得出結(jie)論，1,000 m蛙泳(yong)(yong)會(hui)顯著影響目標(biao)區(qu)域(yu)的(de)溫(wen)度(du)升高，即對應于游(you)泳(yong)(yong)者向前(qian)運(yun)動的(de)上(shang)肢，而(er)溫(wen)度(du)的(de)相對下(xia)降發(fa)生在身體肌(ji)肉中(zhong)。通過使用僅在出水后(hou)(hou)第(di)15分鐘(zhong)(zhong)進行的(de)紅(hong)(hong)外(wai)熱(re)成像分析圖(tu)并用歸(gui)一化單位計算(suan)相對溫(wen)度(du)，解決(jue)了因水冷(leng)而(er)導致的(de)結(jie)果(guo)偏差問題。

圖為游泳后(hou)15分(fen)鐘前后(hou)紅外(wai)熱(re)像圖

我們的結(jie)果有助于了解大學生蛙泳(yong)(yong)游(you)泳(yong)(yong)過(guo)程中由于肌肉的工(gong)作活動而引(yin)起的皮(pi)膚溫(wen)度變化：在(zai)接受檢查(cha)的人(ren)群中，上肢和身(shen)體50％的肌肉區域的溫(wen)度正態分(fen)布下降。在(zai)幾乎(hu)所(suo)有地區，溫(wen)度的左右(you)差異都不明(ming)顯。蛙泳(yong)(yong)游(you)泳(yong)(yong)的結(jie)果是，手臂三頭肌區域的溫(wen)度上升幅度最大。

參考資料：

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.