红外热成像仪检测脚跟抬高运动的皮肤温度变化

不管环境条件或体力劳动如何变化，人体的温度调节系统都能够保持恒定的温度。人体与环境之间的热交换控制对于调节体温至关重要。皮肤则具有通过传导，对流，辐射和蒸发等形式来调节热交换的基本作用。在肌肉活动过程中，通过减少内脏区域和皮层的血流量来激活身体血管舒张。激烈的运动会在核心结构中产生热量并激活肌肉，从而使温暖的血液大量地从身体内部转移到表层。因此，这些区域中的血管收缩增加了肌肉区域中的血液流动，而肌肉的血液量保持恒定，人体内部和周围的血液量减少。

通常，皮肤温度是通过用接触温度探头记录在预定感兴趣区域（ROI）中的皮肤温度值来估算的。经过多年的发展，如今能够使用红外热成像（IRT）来测量这些值。红外热成像是一种非侵入性技术，可以直观地代表运动过程中和运动后的整个过程。该设备允许对皮肤温度的空间分布和时间演变进行定量和精确的评估，从而允许数据记录速率高达100 Hz。红外热成像现今被广泛用于医学诊断分析，并且正越来越多地用于记录与体育锻炼有关的皮肤温度变化。

图为站立小腿重复一次的红外热图像

这项研究的目的是检验受过训练和未经训练的受试者，与运动相关的皮肤温度变化的动力学差异。研究者使用红外热像仪检测了参与局部稳定负荷运动（站立时脚跟抬起）的局部肌肉区域的温度调节。将七个受过训练的女性受试者和七个未经训练的女性作为对照。每个受试者进行站立式脚跟抬高运动2分钟。运动前（1分钟），运动中（2分钟）和运动后（7分钟）记录红外热图像。对红外热图像的分析提供了皮肤温度随时间变化的过程。表明运动受试者与未经训练的受试者相比，皮肤温度的升高有所不同。

总而言之，体育锻炼可提高响应女性受试者的局部运动而迅速升高皮肤温度的能力。这项工作有助于提高有关红外热成像潜力的知识，以提供对局部运动引起的皮肤温度变化的详细描述。这种方法学可能对于研究皮肤温度变化的生理病理学很有用，也可能对旨在研究运动表现产生启示。

参考资料：

Damiano Formenti, Nicola Ludwig, Marco Gargano, et al. Thermal Imaging of Exercise-Associated Skin Temperature Changes in Trained and Untrained Female Subjects. Annals of Biomedical Engineering. 41(4):863-871, 2013.