Gecikmeli Onset Kas Aci Algılama için Termal Infra-Red Görüntüleme Kullanımı

Özet

Bu araştırmanın amacı, bir kızıl-ötesi termal kamera ile tespit etmek ve egzersiz sonrası kas ağrıları niceleme için geçerli bir araç olup olmadığını değerlendirmek için.

Özet

Aynı zamanda egzersiz kaynaklı kas hasarı (EIMD) olarak bilinen geç başlangıçlı kas ağrıları (DOM'lar), genellikle uzun süre için fiziksel olarak aktif olmayan ve beklenmedik bir ^egzersiz 1-4 maçı ile başlayan kişilerde deneyimli, ancak aynı zamanda ⁵ eğitim onların normal sınırlar ötesinde egzersiz sporcular ortaya çıkar. Bu acı olay ile ilişkili semptomlar, hafif kas ağrısı şiddetli zayıflatıcı ağrı ^1,3,5 uzanabilir. Yoğunluğu ve bu belirtiler ilk 24 saat içinde ilgili rahatsızlık artar, egzersizin sona erdirilmesinden sonra ve 24 ila 72 saat egzersiz ^1,3 arasında doruklarına. Bu nedenle, bir bireyin performansını etkileyebilir ve birçok ^1,4 için korkutucu olabilir, spor yaralanması en sık rastlanan tekrarlayan formları DOM'lar biridir .

Son 3 yıl için DOM'lar fenomen önemli miktarda kazanmıştıregzersiz fizyolojisi, spor ve rehabilitasyon alanlarında ⁶ araştırmacılar ve uzmanlar arasında ilgi. Bu acı olay soruşturma altında yatan mekanizmaları, tedavi müdahaleler, ve önleyici stratejilerin ^1-5,7-12 konusunda yayınlanmış çalışmaların bir dizi olmuştur. Ancak, bu durum ⁶ ölçmek için kullanılan ölçme araçları ve yöntemleri arasındaki değişkenlik geniş bir miktarı vardır DOM'lar ölçmek için kolay bir patoloji olmadığı literatürde bellidir. Bu, herhangi bir anlaşma, zor, aci ya da bu tip ile ilgili belirtileri azaltmada belirli bir müdahale gerçekten yardımcı olup olmadığını doğrulamak için DOM'lar, en iyi değerlendirme ölçüsüdür yapılmış olduğu açıktır. Böylece, pek çok çalışmada, öznel değil, nesnel bir ölçü bir görsel analog skala ^(VAS) 10,13-15, aci ölçüm bağlıdır çünkü DOM'lar biraz muğlak olarak görülebilir yapabilirsiniz . Rağmen iğnekas biyopsileri ve myofibre proteinlerin kan düzeyleri, bazı bazı, bu ^{kan proteinleri} 6, büyük farklılıklar bir altın standart, bazen invaziv teknikler ile ilişkili yüksek risklere ^ek olarak, 6,16 dokümante edilmiştir düşünülebilir.

Bu nedenle, mevcut soruşturmada, ilgili kas ağrıları tespit etmek için cilt egzersiz kas üzerinde bir termal kızıl ötesi (IR) görüntüleme tekniği test etti. Infra-red termografi kullanılan ve 1950 ¹⁷ yılından bu yana farklı türde hastalıklar ve enfeksiyonlar tespit etmede başarılı olduğu tespit edilmiştir. Ama şaşırtıcı bir şekilde, hiçbir şey yakın DOM'lar ve cilt sıcaklığı değişiklikler yapılır olmuştur. Bu araştırmanın temel amacı, bu güvenli ve non-invaziv tekniği kullanılarak DOM'lar değişiklikleri incelemek için.

Protokol

1. Egzersiz

1. Bu deneme için ilgi dirsek fleksör kas (biceps brachii'nin) oldu.
2. Kas gücü, her bireyin uygun bir direnç verebilmek için her bir katılımcı için ölçüldü. Bu, onların direnci maksimum (RM) için her katılımcı testi ile tespit edildi.
3. RM test etmek için, kas gücünü ölçmek için bir BIOPAC (DA-100C) biyoelektrik amplifikatör modülü (BIOPAC Sistemleri, Santa Barbara, CA) aracılığıyla bilgisayar arabirim strain gauge cihazı kullanılır. Saniyede 1000 hertz frekans, dijital dönüştürücü, örnekleme bir MP-100 analog modülü bağlı ve 24 bit çözünürlükte (Şekil 10).
4. 45 ° 'lik açıyla strain gauge cihazı bir tezgah tespit edildi. Konularda efor gücü kendi bilek yoluyla, böylece cihazın arkasına yaslanın ve yastıklı alanda dirsek dinlenmek istendi. Bu konuda hiçbir sigortalamak için en iyi yolut işe pazı (Şekil 11) başka herhangi bir kas.
5. Güç her kasılma kasılmaların ayıran yaklaşık 45 saniye süresi 3 saniye ile 3 kez tespit edildi. 3 ölçümlerinin ortalama RM idi.
6. Her katılımcının pazı kas RM belirledikten sonra, egzersiz istenen oturum, RM% 35 ile gerçekleştirildi.
7. Tüm konular, kas ağrıları (DOM'lar) ikna etmek için uygun ağırlıklı dumbell ile aynı egzersiz uygulandı. Bu bir sandalyede otururken, 4 set 25 tekrarlar biseps konsantrasyon bukleler yaparak yürütülen, dirsek, uyluk (Şekil 12) desteklenir.
8. Her konu, her set arasında 90 saniyelik bir dinlenme dönemi verildi. Başlık 25 tekrarlar ya tam seti, ya da sürekli egzersiz sırasında kilo kontrolü için başarısız olursa durdurmak için talimat verilmiştir.

2. Infra-Red CaMera Hazırlık ve Kurulum

1. Kızıl ötesi görüntüleme gerçekleşir oda yanlış termal okumaları yol açabilecek farklılıklar, oda sıcaklığında herhangi bir dış önyargı en aza indirmek için sabit bir sıcaklıkta kuruldu. Bu deneyde amaç için yaklaşık 23 muhafaza sıcaklık kontrollü bir oda vardı ° C (+ / - 0.5 ° C).
2. Kamera 1 metre uzaklıkta bir mesafede kurulmuştur ve cilde dik bir açıyla (Şekil 9a) ölçülen *.
3. Gerekli mesafe kurulduktan sonra, denekler alınmıştır kadar hareketsiz durmak tavsiye edilmiştir. Bu birkaç saniye daha fazla zaman gerektiğini, ancak bu hareketi en aza indirmek için alınan görüntünün doğruluğunu sigortalamak için çok kritik.
4. Bu oda, daha koyu renkli boya, açık renkler yerine, kızıl ötesi herhangi bir girişimi en aza indirmek için olması tercih edilir.
5. , Kızıl ötesi resimler, beca ile uğraşırken Aydınlatma da kritik., kızıl ötesi dalgalar veya tungsten floresan aydınlatma gibi yanlış ölçüm verebilir yayan ışık kaynağı kullanın. LED ışıklar neredeyse hiç kızıl ötesi girişim (Şekil 9b) ürettiğimiz en iyi aydınlatma seçeneği, tek tip LED ışıkları ile donatılmış bir oda olurdu *.

* Bir dizi testler cilt görüntüleri farklı açılardan (0 (dik), 15, 30, 45 ve 60 derece) karşılaştırıldığında FLIR 660 IR Kamera (Şekil 8) kullanılarak laboratuvarlarımızda yapılmaktadır. cilt uzaklıkları farklıdır (1, 2 ve 5 metre), deri sıcaklığı doğru algılamak için. Tüm görüntüleri kalibre termokupl ile karşılaştırıldığında, en iyi görüntü ve termokupl okuma arasında korelasyon dik bir açıyla ve 1 metre mesafeden cilt (r = 0.93) uzak. Farklı açılardan ve mesafeler pixilation kaybına neden ve genel görüntüler ve termokupl okumaları arasındaki korelasyon azaldı.

3. Resim Acquirement

1. Bu deneyin amacı için, egzersiz kas görüntü, egzersiz öncesi ve 24 ve 48 saat egzersiz oldu.
2. Hedef başka kaynaklardan vücut ısısını termal görüntüsünü bozabilir ve yanlış okumalar verebilir. Bu nedenle amaçlanan hedef, hiç kimsenin yanında veya arkasında duran olmalıdır.
3. Bu soruşturma, hem de icra ve icra olmayan kol resimleri karşılaştırma amaçları için alınmıştır. Biz, silah icra Daha önce de belirtildiği gibi, diğer kol (Şekil 4 ve 5) ve bir kontrol olarak kullanılmıştır.
4. IR kamera Image numaraları bu resmin kime ait olduğunu tespit etmek zor olabilir, ayrı bir tablo üzerinde hemen kaydedildi.

4. Görüntü İşleme ve Analizi

1. 1.10.2: "ThermoVision ExaminIR" Software Version elde edilen kızılötesi görüntüleri kullanılarak işlendi.
2. Için gerekli olan görüntü seçtikten sonrar analizi, faiz dört bölgeden elde edilen görüntü üzerinde yazılım arayüzü (Şekil 6) istatistiksel kutularını kullanarak kolu tespit edildi.
3. Kol boyunca gerekli bölgelerinde yer olduğunda, yazılım seçilen bölgelerin her biri için sıcaklık ortalamaları ve standart sapmaları gösterir. Daha sonra da çapraz her bölgede ayrı ayrı karşılaştırmak veya tüm kol ortalama sıcaklığı (Şekil 7) elde edebilirsiniz.

5. Görsel Analog Ölçeği ve Kan Analizi

1. Görsel analog skala (VAS) kol subjektif ağrıyı değerlendirmek için kullanılır oldu. Ölçek ters sonunda "son derece ağrılı bir" 10 cm (100mm), bir ucunda "ağrı yok" işaretli uzun çizgi ve vardı. Her katılımcı bir işareti yapmak aci tepki göstermek için 10 cm hattı boyunca yönetti.
2. VAS egzersiz, egzersiz sonrası 24 saat, 48 saat önce deneklere uygulandı.
3. Periferik kan colkandaki miyoglobin konsantrasyon düzeylerini ölçmek için denekler olarak toplanmaktadır.
4. Egzersiz öncesi kan konuları antekübital venden çekildi, egzersiz sonrası 30 dakika sona erdi ve 48 saat.
5. Kan hücreleri, serum ayırmak için 4000 rpm'de 10 dakika santrifüj edildi. Miyoglobin analizler yapıldı ° C ye kadar numuneler daha sonra -80 C'de saklandı.
6. Miyoglobin Tosoh "AIA-360" Otomatik enzim İmmünoassay Analyzer (Tosoh Corp, Tokyo, Japonya) kullanılarak ölçüldü. Talimatları üreten göre, miyoglobin Testi kitleri (Myo 025.297, ST AIA-PACK Miyoglobin) kullanılmıştır.

6. Temsilcisi Sonuçlar

Bu soruşturma sırasında alınan kızılötesi termal görüntü sonuçları Şekil 1'de açıkça temsil edilmektedir. 41 konuların icra silah için 3 süreler (egzersiz öncesi, egzersiz sonrası 24 saat ve 48 saat egzersiz sonrası), alınan görüntüler gösterdiegzersiz öncesi sıcaklıklar, ve 48 saatte alınan sıcaklıklara göre 2 gün sıcaklık gözle görülür bir artış (egzersiz sonrası 24 saat). Şekil 1'de gösterildiği gibi, ortalama cilt sıcaklığı 32,80 + / - 1.03 ° C 1 gün (egzersiz öncesi) ve 33,96 + / - 1.46 ° C 2 gün (24 saat sonrası egzersiz) ve 32,82 + / - - 3 gün için 1.29 (egzersiz sonrası 48 saat). Gün 1 gün 2 cilt sıcaklığı bu fark anlamlıydı (ANOVA p <0.01).

Ancak, un-icra kolu, 3 süreler arasında değişiklikler belirgin değildi. Ortalama cilt sıcaklığı 33,08 olduğunu Şekil 1 + / - 0.83 ° C (1 gün egzersiz öncesi) ve 32,79 + / - 1.42 ° C gün 2 (egzersiz sonrası 24 saat) ve 33.17 + / - 0.95 3. gün (48 saat sonrası egzersiz). 3 gün içinde cilt sıcaklığı bu fark anlamlı değildi (ANOVA p = 0.38).

VAS ağrı okumaları sonuçları Şekil 2'de gösterilmiştir. Şekil görüldüğü gibiSekil 2, 2 ve 3 gün rapor ağrı dramatik bir artış vardı. Egzersiz kas ağrı düzeyleri 3.6 + / arttı - 36.3 6.1 gün 1 gün 2 + / - 22.8 ve 37.5 + / - 25.3 3. gün. 1. gün bu artış anlamlıydı (ANOVA p <0.01).

Miyoglobin konsantrasyon düzeylerinde sonuçları Şekil 3'te gösterilmiştir. Bu resimde görüldüğü gibi, 1 gün 2 miyoglobin konsantrasyonları (öncesi ve sonrası 30 dakika egzersiz) arasında herhangi bir değişiklik yoktu. Ama 3. gününde, miyoglobin artışı çok büyük oldu. 1. gün ilk 2 konsantrasyonları karşılaştırıldığında bu artış 3. günde yaklaşık 147 nanogram (ng / ml) kan mililitrede oldu. Miyoglobin konsantrasyonları 30.12 + / - + / - 11,89 ng / ml 30 dakika egzersiz ve 178,96 başlangıçta 7.66 ng / ml, 31,66 + / - 3. gününde 249,51 ng / ml. 3. gün bu artış son derece anlamlı idi (ANOVA p <0.01).

Cilt sıcaklıkları arasındaki korelasyon analizi yapıldıIR görüntüleri ve VAS aci seviyeleri elde. Bu gün 2 VAS okuma ve günde 2 cilt sıcaklığı ölçümü arasında önemli bir korelasyon olduğunu tespit edildi. Bu korelasyon anlamlıydı (r = 0.312, p <0.05). Ancak, VAS okumalar ve günde 3 cilt sıcaklıkları arasında belirgin bir korelasyon vardı. Bu ilişki anlamlı değildi (r = 0.047, p = 0.77).

Şekil 1: icra silah (Elmas) cilt sıcaklık farklılıkları ve 3 günlük süre içinde 41 olgu un icra silahlar (Kareler) temsil eden bir grafik .

Şekil 2, 41 olgu için 3 günlük süre içinde VAS ile ölçülen algılanan kas ağrıları farklılıkları bir temsilci grafik .

Şekil 3. 3 süreler içinde 41 olgu için miyoglobin konsantrasyonlarda farklılıkları bir temsilci grafik.

Şekil 4. Egzersize başlamadan önce bir konu icra kolu A) tipik bir IR görüntü. B) 24 saat egzersiz sonrası aynı konu kol IR görüntü.

Şekil 5 egzersiz öncesi bir konu un icra kolu A) tipik bir IR görüntü. B) 24 saat egzersiz sonrası aynı konu kol IR görüntü.

Şekil 6: 4 bölge ilgi therm analiz için bir örnekkol al görüntü.

Şekil 7 icra kolu IR görüntü 4 kutu ilgi gösteren "ThermoVision ExaminIR" için yazılım arabirimi. Ayrıca her kutu için istatistiksel yorumlara gösterilir.

Şekil 8, bu soruşturma (FLIR 660) için kullanılan IR termal kamera .

Şekil 9 A) IR Kamera 1 metre uzakta konular kol Kurulum. B) görüntüleri alındı, laboratuvarda kullanılan LED ışıkları.

Şekil 10 A) kas gücünü ölçmek için kullanılan BIOPAC Modülleri. B) strain gauge cihazı, 4 sabit5 ° açılı tezgah ve BIOPAC sistemine bağladım.

Şekil 11 strain gauge cihazı tarihinde yürürlüğe uygulamakla tipik bir konu.

Şekil 12, kas ağrıları inducing için egzersiz protokolü uygulanan bir konu .

Tartışmalar

Bu araştırmanın temel amacı, tespit etmek ve yorucu egzersizden sonra kas ağrıları ölçen termal kızılötesi görüntüleme yararlılığını değerlendirmek için, ve sonuç kızılötesi görüntüleme, egzersiz, özellikle ilk 24 saat içinde tespit DOM'lar için geçerli bir tekniği, etkili olabileceğini düşündürmektedir. Pennes ¹⁸ kas bacaklarda cilt ısı akışı çok ayrıntılı bir model oluşturduğunu, bu durum şaşırtıcı değildir. Bu modelin olduğu gibi kasları gibi de...

Malzemeler

Name	Company	Catalog Number	Comments
Aygıt Adı	Şirket	Katalog numarası	Yorumlar
Kızılötesi Termal Kamera	FLIR	FLIR SC660
Infra-Red Termal Analiz Yazılımı	ThermoVision ExaminIR	Yazılım Sürüm 1.10.2
Biyoelektrik Amplifikatör Modülü	BIOPAC	DA100C	DA100C, değişken kazanç ayarları ve ayarlanabilir voltaj başvuruları sağlar.
Dijital Dönüştürücü Modülü Analog	BIOPAC	MP100
Otomatik enzim İmmünoassay Analyzer	Tosoh	AIA -360	Bu cihaz, kan örnekleri analiz etmek için kullanılır ve miyoglobin okumaları elde edildi.