測量某些肌肉或肌肉群的能量代謝活動提出了重大的技術問題。當前判斷人體運動過程中肌肉代謝速率的方法是基于分析呼出的空氣并計算氧氣的攝入量。但是，這種間接量熱法僅提供有關全身能量需求的信息。測量個體肌肉活動的一種非常好的方法是肌電圖檢查。該方法提供了在代謝活動本身之前的有關電肌肉活動的信息。但是無法全面快捷的了解肌肉活動信息。

人類肌肉工作的機械效率約為50％，肌肉收縮過程中，肌肉中大量的化學能轉化為熱量。較高的工作代謝活性和肌肉組織的灌注會導致肌肉溫度顯著升高。熱能通過在血管中流動的流體傳遞到包括皮膚在內(nèi)的鄰近組織。

圖為游泳前前后紅外熱像圖

紅外熱成像顯示來自人體的熱能輻射。隨后，計算皮膚表面所選點或區(qū)域的溫度。通過熱成像顯示代謝性肌肉活動增加可用于運動醫(yī)學，同時可診斷由超負荷引起的肌炎。許多研究者描述了人類在水以外的身體活動中身體表面的熱變化。

圖為游泳后1分鐘前后紅外熱像圖

這項工作的目的是通過紅外熱像儀描述和評估蛙泳游泳過程中上肢和身體所選肌肉的能量代謝活動。對25名受試者進行了紅外熱像圖拍攝，并在游泳1000 米后15分鐘聚焦了20個感興趣的區(qū)域。結果發(fā)現(xiàn)，肱三頭肌游泳15分鐘后溫度明顯增加。相反，胸大肌，菱形和下斜方肌，腰直肌脊柱和背闊肌的體溫明顯降低。可以得出結論，1,000 m蛙泳會顯著影響目標區(qū)域的溫度升高，即對應于游泳者向前運動的上肢，而溫度的相對下降發(fā)生在身體肌肉中。通過使用僅在出水后第15分鐘進行的紅外熱成像分析圖并用歸一化單位計算相對溫度，解決了因水冷而導致的結果偏差問題。

圖為游泳后15分鐘前后紅外熱像圖

我們的結果有助于了解大學生蛙泳游泳過程中由于肌肉的工作活動而引起的皮膚溫度變化：在接受檢查的人群中，上肢和身體50％的肌肉區(qū)域的溫度正態(tài)分布下降。在幾乎所有地區(qū)，溫度的左右差異都不明顯。蛙泳游泳的結果是，手臂三頭肌區(qū)域的溫度上升幅度最大。

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.