红外热像仪技术测量竞技游泳者皮肤温度

本研究旨在突出红外热像仪技术在游泳中的可行性和适用性，以量化游泳方式对游泳者皮肤温度制图的影响。尽管红外热像仪是在生活中的热条件下使用的，但文献中没有提及其在游泳中的应用。

该研究是在游泳池中进行的，水池中的水温是一个重要的参数，它决定着生理参数的演变。例如乳酸的产生或心率的提高，并且对温度的变化有直接的影响。游泳引起复杂的温度调节过程，其中一部分热量由游泳者的皮肤散发出去。由于并非所有产生的热量都可以完全散发出去，因此会发生肌肉加热，导致皮肤温度升高。 Robinson和Somers进行的分析表明，自由泳20分钟的最佳水温范围必须在21至33°C之间，最佳盈亏平衡点应在29°C。

图1为静止10分钟的上肢和下肢的红外热像仪技术图

研究在25 米长的游泳池中进行。水的温度为27℃，周围空气的温度为24℃。首先，将游泳者在静态位置下沉到脖子上10分钟。在此期间结束时，游泳者离开水，然后迅速干燥（水对红外辐射不透明）。接下来的任务是身体表面热图的第一个记录，这些图构成了游泳者在静止时的热参考水平。之后，游泳者执行他的第一次100 米蝶泳，离开水，干燥，然后进行第二组热采集，这将在运动后提供人体表面温度的制图。最后，将游泳者再次浸入水中。两个游泳系列之间的持续时间足够长（10分钟）以允许恢复游泳者的热平衡。

应当明确规定，游泳者要根据其训练计划在恢复期间接受测试，这说明了在有水偏离的4×100 m混合泳测试中获得的平均结果。

图2为躯干和上肢的红外热像仪图

为了更好地评估游泳方式对肌肉发热的影响，将皮肤表面分为闭合的多边形表面A，B，…，J。此几何体切割排除了代表身体温度调节过程贡献不佳的区域。 图1显示了游泳者在27°C的游泳池水中呆了10分钟后，其上肢和下肢静止的红外热像图。 为了量化这种分布，让我们介绍图1所示的静止时游泳者皮肤温度的直方图。这些温度构成了研究的参考案例。这些区域的平均温度分布存在差异。最高温度对应于最接近游泳者重要器官的区域（腹部，胸部，背部），而最低温度对应于游泳者前臂的温度。观察到的最大变化约为1.7°C。

图3为下肢红外热像图

图2和图3显示了游泳者在27°C的游泳池水中游泳后的四种样式以及游泳者的上肢和下肢建立的各种红外热像仪图。我们预测游泳方式对皮肤温度分布的显着影响。平均温度差（ΔT）定义为努力后测得的温度与静止时测得的温度之间的差，可以量化游泳方式的影响。直方图表明，根据游泳方式和所考虑的身体部位，皮肤温度可能会显着升高。实际上，似乎在身体的上部达到最高温度，对应于仰泳，其温度为2.50±0.10≤ΔT≤4.55±0.10，而乳房中风在皮肤温度中产生最大的增量，1.25±0.10≤ΔT≤2.05±0.10。相反，自由泳导致下肢的温度变化最弱，为0.30±0.10≤ΔT≤0.90±0.10。

参考资料：

Ahlem Arfaoui, Guillaume Polidori, Redha Taiar and Catalin Popa (2012). Infrared Thermography in Sports Activity, Infrared Thermography, Dr. Raghu V Prakash (Ed.), ISBN: 978-953-51-0242-7.