Name: Ustandaryzowany protokół monitorowania zmęczenia mięśni i biomechaniki u amatorskich rowerzystów z wykorzystaniem termografii w podczerwieni (Wideo) | JoVE Journal
Uploaded: 2026-03-20T14:30:00.000+00:00
Duration: 6 min 19 s
Description: Dowiedz się, jak monitorować zmęczenie mięśni i biomechanikę u amatorskich rowerzystów za pomocą termografii w podczerwieni. Ta metoda pozwala wykryć subkliniczne asymetrie termiczne i zapobiegać urazom.

ai_agent_IP

ai_agent

maintenance

instantTrialDurationMinutes

isBiopharma

enableNewMyJoveSectionDesign

educationFeatures

seoMetaApi

ai_copilot_institution_blacklist

ai_chat_institution_blacklist

freeAccessWindow

ssoRoleCapture

scheduledMaintenanceBanner

joveLabsFeatures

disable_autoplay_for_bots

extended_trial_duration

5 minutes

Autorzy pragną podziękować Humberto Aguirre Becerra za krytyczną lekturę rękopisu.

Protokół badawczy został przeprowadzony zgodnie z zasadami etycznymi Deklaracji Helsińskiej. Ze względu na nieinwazyjny i bezkontaktowy charakter termografii w podczerwieni, bezpieczeństwo uczestników było gwarantowane przez cały proces monitoringu. Wszyscy uczestnicy udzielili pisemnej świadomej zgody przed rozpoczęciem jakichkolwiek zabiegów, zgadzając się na wykorzystanie swoich danych fizjologicznych do celów badawczych. Badanie realizowało wewnętrzne wytyczne badawcze Wydziału Inżynierii Uniwersytetu Autónoma de Querétaro, zapewniając anonimowość uczestników i ochronę danych.
UWAGA: Aby przezwyciężyć niespójności metodologiczne zidentyfikowane w poprzednich badaniach, protokół zaproponowany w tym badaniu jest ściśle zgodny z międzynarodowymi standardami termografii klinicznej i sportowej. Konkretnie, parametry przygotowania do badania i kontroli środowiskowej są zgodne z wytycznymi ustalonymi przez Międzynarodową Akademię Termologii Klinicznej (IACT), Amerykańską Akademię Termologii (AAT) oraz Protokół Glamorgan. Ponadto ustawienia techniczne, takie jak emisyjność i ocena odkształceń termicznych, są zgodne z normami ISO 9886 oraz zaleceniami Europejskiego Stowarzyszenia Termologii (EAT). Wykonalność tego protokołu została zweryfikowana przez 60 studentów inżynierii biomedycznej z Universidad Autónoma de Querétaro w wieku od 20 do 25 lat, aby zapewnić przestrzeganie protokołu i jednolitość wyjściową. Ta konkretna populacja zapewniła wysokie przestrzeganie ograniczeń przed testami i zapewniła jednorodną bazę fizjologiczną do weryfikacji spójności termograficznych uchwyceń.
1. Przygotowanie tematu i kontrola środowiskowa (replikowalność i wpływ demograficzny)
<ol>
	<li>Kryteria włączenia i czynniki tematyczne<ol>
		<li>Zapisz wiek i płeć każdego z uczestników do analizy różnic wieku i wpływu płci.</li>
		<li>Zapisz wzrost i masę obiektu do zastosowań w parametrach anatomicznych.</li>
		<li>Przeprowadz skalę Borg Rating of Perceived Exertion (RPE) (6–20). Polec badanemu wskazać liczbę reprezentującą jej aktualny poziom wysiłku przed i po teście, aby powiązać dane fizjologiczne z subiektywnym zmęczeniem.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Ograniczenia spożycia i przygotowanie skóry<ol>
		<li>Zakaz spożywania alkoholu i nikotyny przez 24 godziny przed pomiarem.</li>
		<li>Zapobiegaj spożywaniu kofeiny i intensywnemu ćwiczeniu przez 3 godziny przed testem.</li>
		<li>Poinstruuj badanego, aby nie nakładał kremów, kosmetyków ani maści na kończyny dolne w ciągu 12 godzin przed badaniem.</li>
		<li>Potwierdź, że badany jest odpowiednio nawodniony i zapisz to w arkuszu danych przed testem.</li>
		<li>Użyj skali klinicznej, aby zarejestrować masę ciała przed testem. Poproś badanego o spożycie 300 ml wody na 30 minut przed sesją, aby zapewnić ustandaryzowany stan nawodnienia na poziomie wyjściowym.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Standaryzacja ubioru i postawy<ol>
		<li>Polec badanemu całkowicie rozebrać dolne kończyny ciała.</li>
		<li>Zapewnij standaryzowane spodenki rowerowe (lycra, bez widocznych szwów).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Standaryzacja warunków środowiskowych i spoczynku<ol>
		<li>Umieść cyfrowy termohigrometr 1 m od obiektu na wysokości 1 m. Sprawdź, czy temperatura otoczenia wynosi od 18 do 25 °C, a wilgotność względna od 40% do 55%. Zapisuj te wartości co 5 minut w arkuszu kalkulacyjnym.</li>
		<li>Upewnij się, że nie ma bezpośrednich przeciągów, ekspozycji na światło słoneczne ani źródeł ciepła/zimna, które mogłyby wpływać na termoregulację.</li>
		<li>Wykonaj 15-minutowy statyczny okres odpoczynku w siedzącym miejscu, aby przyzwyczaić się do warunków środowiskowych.</li>
		<li>Umieść obiekt na rowerze stacjonarnym w wymaganej pozycji.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
2. Konfiguracja i pozyskiwanie obrazów termograficznych
<ol>
	<li>Otwórz wewnętrzne menu ustawień kamery termowizyjnej. Przejdź do Parametrów Obiektu i ręcznie wprowadź 0,98 dla emisywności (ε). Ustaw odbitą temperaturę pozorną tak, aby odpowiadała temperaturze otoczenia mierzonej w kroku 1.4.1.<ol>
		<li>Użyj termografu na podczerwień (IRF) z minimalną rozdzielczością 320 x 240 pikseli.</li>
		<li>Ustaw emisyjność (ε) na 0,98 dla powierzchni ludzkiej skóry.</li>
		<li>Użyj laserowego miernika odległości lub fizycznej taśmy miarkowej, aby umieścić statyw dokładnie 100 cm od bocznej płaszczyzny korbowego zestawu rowerowego. Zaznacz pozycje nóg statywu na podłodze taśmą klejącą, aby zapewnić brak przemieszczeń między przechwytami.</li>
		<li>W ustawieniach instrumentów wejdź względną wilgotność otoczenia.</li>
		<li>Ustaw temperaturę atmosferyczną laboratorium i wprowadź temperaturę zewnętrzną.</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Pozycja anatomiczna i przyswajanie.<ol>
		<li>Umieść termograf na statywie i ustaw wysokość kamery na 30 cm nad podłogą.</li>
		<li>Ustaw obiektyw pod kątem prostopadłym (≈90°) do dolnego końca obiektu.</li>
		<li>W oprogramowaniu do analizy termicznej wybierz narzędzie ROI Polygon/Rectangle. Kliknij i przeciągnij, aby wyznaczyć ramkę o wymiarach 10 x 5 cm nad mięśniem prostym udowym (w połowie drogi między przednim górnym kolcem biodrowym a rzepką). Kliknij Oczy, aby wyodrębnić średnią temperaturę (średnią T).</li>
	</ol>
	</li>
	<li>Protokół punktu pomiarowego<ol>
		<li>Zrób obraz termograficzny natychmiast po zakończeniu 15-minutowego okresu odpoczynku.</li>
		<li>Aby zapewnić uchwycenie w ciągu 5 sekund, niech badacz stanie za aparatem z ustawioną ostrością. Na sygnale "Stop pedaling" wyprostuj dominującą nogę do pozycji 6 godziny; natychmiast naciśnij przycisk Capture/Freeze na spustzie kamery.</li>
		<li>Regeneracja po ćwiczeniu: Zrób trzecie zdjęcie termograficzne 10 minut po zakończeniu ćwiczenia.</li>
	</ol>
	</li>
</ol>
3. Wykonanie protokołu ćwiczenia 
<ol>
	<li>Ustaw rower stacjonarny w trybie Ergometru przy stałym obciążeniu 150 W (korygując do wagi obiektu, jeśli potrzebna jest normalna moc).</li>
	<li>Umieść cyfrowy metronom lub użyj wbudowanej konsoli roweru, aby wymusić stałą kadencję 80 obr./min. Poinstruuj badanego, aby utrzymywał to tempo w granicach ±5 obr./min, aby zapewnić ustaloną odpowiedź termoregulacyjną.</li>
	<li>Sprawdź, czy kamera termowizyjna jest ustawiona na standardowy tryb rejestracji z zakresem temperatur od 20 °C do 45 °C i emisyjnością 0,98.</li>
</ol>
4. Analiza i standaryzacja danych
<ol>
	<li>Oblicz przesunięcie termiczne (ΔT) według wzoru: ΔT = Tpo - Tpre. Wykonaj to obliczenie zarówno dla kończyn dominującej, jak i niedominującej, aby określić asymetrię termiczną (asymetria ΔT = |T w prawo - Tw lewo|)</li>
	<li>Unikaj manipulacji lub przycinania oryginalnego obrazu termograficznego.</li>
	<li>Zachowaj początkową rozdzielczość obrazu i kompletne metadane do analizy.</li>
</ol>

<ol><li>Gou, X., Xiong, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Research+on+the+application+of+sports+biomechanics+in+optimizing+the+effect+of+physical+training%5BTitle%5D)+AND+%22Mol+Cell+Biomech%22%5BJournal%5D)">Research on the application of sports biomechanics in optimizing the effect of physical training.</a> Mol Cell Biomech. 22 (2), 1133(2025).</li>
<li>Penichet-Tomas, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Applied+biomechanics+in+sports+performance%2C+injury+prevention%2C+and+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Appl+Sci%22%5BJournal%5D)">Applied biomechanics in sports performance, injury prevention, and rehabilitation.</a> Appl Sci. 14 (24), 11623-11623 (2024).</li>
<li>Al Ardha, M. A., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Identifying+the+research+trend+of+sport+biomechanics+over+the+last+20+years%3A+A+bibliometric+analysis+of+the+Scopus+journal+database%5BTitle%5D)+AND+%22Phys+Educ+Theory+Methodol%22%5BJournal%5D)">Identifying the research trend of sport biomechanics over the last 20 years: A bibliometric analysis of the Scopus journal database.</a> Phys Educ Theory Methodol. 25 (1), 172-182 (2025).</li>
<li>Dhahbi, W. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Editorial%3A+Advancing+biomechanics%3A+Enhancing+sports+performance%2C+mitigating+injury+risks%2C+and+optimizing+athlete+rehabilitation%5BTitle%5D)+AND+%22Front+Sports+Act+Living%22%5BJournal%5D)">Editorial: Advancing biomechanics: Enhancing sports performance, mitigating injury risks, and optimizing athlete rehabilitation.</a> Front Sports Act Living. 7, 1556024-1556024 (2025).</li>
<li>Shakhih, M. F. M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-obstructive+monitoring+of+muscle+fatigue+for+low+intensity+dynamic+exercise+with+infrared+thermography+technique%5BTitle%5D)+AND+%22Med+Biol+Eng+Comput%22%5BJournal%5D)">Non-obstructive monitoring of muscle fatigue for low intensity dynamic exercise with infrared thermography technique.</a> Med Biol Eng Comput. 59, 1447-1459 (2021).</li>
<li>Li, N., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Non-invasive+techniques+for+muscle+fatigue+monitoring%3A+A+comprehensive+survey%5BTitle%5D)+AND+%22ACM+Comput+Surv%22%5BJournal%5D)">Non-invasive techniques for muscle fatigue monitoring: A comprehensive survey.</a> ACM Comput Surv. 56 (9), 221-221 (2024).</li>
<li>Clarys, W., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Thermography+in+bike+fitting%3A+A+literature+review%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">Thermography in bike fitting: A literature review.</a> Sensors (Basel). 25 (8), 2356(2025).</li>
<li>Quesada, J. I. P. <a target="_blank" href="http://scholar.google.com/scholar?hl=en&safe=off&q=author%3aQuesada%2C+JIP+%22Application+of+Infrared+Thermography+in+Sports+Science%22">Application of Infrared Thermography in Sports Science</a>. , Springer. Cham. (2017).</li>
<li>Hadžić, V., Širok, B., Malneršič, A., Čoh, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+infrared+thermography+be+used+to+monitor+fatigue+during+exercise%3F+A+case+study%5BTitle%5D)+AND+%22J+Sport+Health+Sci%22%5BJournal%5D)">Can infrared thermography be used to monitor fatigue during exercise? A case study.</a> J Sport Health Sci. 8 (1), 89-92 (2019).</li>
<li>Hu, C., Du, N., Liu, Z., Song, Y. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Can+infrared+thermal+imaging+reflect+exercise+load%3F+An+incremental+cycling+exercise+study%5BTitle%5D)+AND+%22Bioengineering%22%5BJournal%5D)">Can infrared thermal imaging reflect exercise load? An incremental cycling exercise study.</a> Bioengineering. 12 (3), 280-280 (2025).</li>
<li>Verderber, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+alternative+metrics+in+the+application+of+infrared+thermography+to+detect+muscle+damage+in+sports%5BTitle%5D)+AND+%22Physiol+Meas%22%5BJournal%5D)">Assessment of alternative metrics in the application of infrared thermography to detect muscle damage in sports.</a> Physiol Meas. 45 (9), 095014-095014 (2024).</li>
<li>Raharjo, A., Akhiruyanto, A. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Analysis+of+roll+spike+techniques+in+sepak+takraw+players+reviewed+based+on+sport+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Sports+Sci+Health%22%5BJournal%5D)">Analysis of roll spike techniques in sepak takraw players reviewed based on sport biomechanics.</a> Sports Sci Health. 14 (2), 224-230 (2024).</li>
<li>Huang, L., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Electrical+impedance+myography+applied+to+monitoring+of+muscle+fatigue+during+dynamic+contractions%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Access%22%5BJournal%5D)">Electrical impedance myography applied to monitoring of muscle fatigue during dynamic contractions.</a> IEEE Access. 8, 13056-13065 (2020).</li>
<li>Sheng, X., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Toward+an+integrated+multi-modal+sEMG%2FMMG%2FNIRS+sensing+system+for+human-machine+interface+robust+to+muscular+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Sens+J%22%5BJournal%5D)">Toward an integrated multi-modal sEMG/MMG/NIRS sensing system for human-machine interface robust to muscular fatigue.</a> IEEE Sens J. 21, 3702-3712 (2021).</li>
<li>Qu, M., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Continuously+monitoring+of+muscle+fatigue+based+on+a+wearable+micromachined+ultrasonic+transducer+probe%5BTitle%5D)+AND+%22Sens+Actuators+A+Phys%22%5BJournal%5D)">Continuously monitoring of muscle fatigue based on a wearable micromachined ultrasonic transducer probe.</a> Sens Actuators A Phys. 365, 114892-114892 (2024).</li>
<li>Al-Mulla, M., Sepulveda, F., Colley, M. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((A+review+of+non-invasive+techniques+to+detect+and+predict+localised+muscle+fatigue%5BTitle%5D)+AND+%22Sensors+%28Basel%29%22%5BJournal%5D)">A review of non-invasive techniques to detect and predict localised muscle fatigue.</a> Sensors (Basel). 11, 3545-3594 (2011).</li>
<li>Cifrek, M., Medved, V., Tonkovic, S., Ostojic, S. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Surface+EMG+based+muscle+fatigue+evaluation+in+biomechanics%5BTitle%5D)+AND+%22Clin+Biomech%22%5BJournal%5D)">Surface EMG based muscle fatigue evaluation in biomechanics.</a> Clin Biomech. 24 (4), 327-340 (2009).</li>
<li>Guo, W., Sheng, X., Zhu, X. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Assessment+of+muscle+fatigue+based+on+motor+unit+firing%2C+muscular+vibration+and+oxygenation+via+hybrid+mini-grid+sEMG%2C+MMG%2C+and+NIRS+sensing%5BTitle%5D)+AND+%22IEEE+Trans+Instrum+Meas%22%5BJournal%5D)">Assessment of muscle fatigue based on motor unit firing, muscular vibration and oxygenation via hybrid mini-grid sEMG, MMG, and NIRS sensing.</a> IEEE Trans Instrum Meas. 71, 1-10 (2022).</li>
<li>Quesada, J. I. P., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Relationship+between+skin+temperature+and+muscle+activation+during+incremental+cycle+exercise%5BTitle%5D)+AND+%22J+Therm+Biol%22%5BJournal%5D)">Relationship between skin temperature and muscle activation during incremental cycle exercise.</a> J Therm Biol. 48, 28-35 (2015).</li>
<li>Formenti, D., et al. <a target="_blank" href="http://www.ncbi.nlm.nih.gov/pubmed?term=((Dynamics+of+thermographic+skin+temperature+response+during+squat+exercise+at+two+different+speeds%5BTitle%5D)+AND+%22J+Therm+Biol%22%5BJournal%5D)">Dynamics of thermographic skin temperature response during squat exercise at two different speeds.</a> J Therm Biol. 59, 58-63 (2016).</li>
</ol>

Autorzy deklarują, że nie mają znanych konkurujących ze sobą interesów finansowych ani relacji osobistych, które mogłyby wpłynąć na prace opisane w tym artykule.

Badania opierają się na dwóch filarach: skuteczności termografii podczerwieni (IRT) jako nieinwazyjnego narzędzia do pomiaru stresu fizjologicznego oraz pilnej potrzebie standaryzacji protokołu metodologicznego. Uzasadnienie stosowania IRT do oceny zmęczenia w kolarstwie potwierdza analiza sieciowa (Rysunek 2), która ustala Temperaturę Skóry i monitorowanie Aktywności Fizycznej jako centralne tematy literatury 1,2,4.
<p clas...

Biomechanika jazdy na rowerze to wieloaspektowa dyscyplina, która integruje zasady ruchu człowieka, fizjologii mięśni oraz transferu energii, aby zoptymalizować wydajność i zapobiegać kontuzjom. W swojej istocie jazda na rowerze polega na cyklicznym naprzemiennym etapie pracy — gdzie czworogłowy, mięśnie pośladkowe i mięśnie brzutka niezmieściowego generują większość siły napędowej — a fazą regeneracji, podczas której ścięgna uda i zginacze bioder ułatwiają powrót nogi do pierwotnej pozycji. Efektywne przekazywanie energii do pedałów nie zależy tylko od aktywacji mięśni kończyn dolnych, ale także zależy w dużej mierze od stabilizacji mięśni core, która zapewnia efektywność biomechaniczną i minimalizuje ruchy kompensacyjne, które mogłyby predysponować rowerzystę do kontuzji 1,2,3.
Obecnie naukowcy koncentrują się na ocenie wzorców aktywacji mięśni, zmęczenia oraz reakcji termoregulacyjnych podczas cykli 3,4,5. Zainteresowanie to wynika z uznania, że zmęczenie mięśni to złożone zjawisko, które obniża wydajność i zwiększa ryzyko urazów, a jego wczesne wykrywanie i zarządzanie są niezbędne zarówno dla elitarnych, jak i rekreacyjnych rowerzystów 2,6. Spośród dostępnych narzędzi oceniających, termografia podczerwieni (IRT) została uznana za obiecującą, nieinwazyjną technikę monitorowania aktywności mięśni i zmęczenia5. IRT umożliwia wizualizację zmian temperatury skóry, co może odzwierciedlać aktywację mięśni i procesy termoregulacyjne podczas ćwiczeń, mające bezpośredni wpływ na metabolizm sportowców 5,7.
Pomimo potencjału, zastosowanie IRT w badaniach i praktyce biomechaniki rowerowej napotyka kilka wyzwań metodologicznych. Chociaż niektóre standardowe procedury operacyjne (SOP) zostały zaproponowane w ogólnych kontekstach sportowych i klinicznych 8,9, istnieje uznana potrzeba dalszego udoskonalenia istniejących protokołów, aby sprostać unikalnym wymaganiom fizjologicznym i chłodzenia konwekcyjnego amatorskiego kolarstwa 7,10. Zmienność warunków środowiskowych, niespójności w przygotowaniu do tematu oraz brak konsensusu co do wyboru anatomicznych obszarów zainteresowania ograniczyły powtarzalność i porównywalność wyników w badaniach 1,5,7,9. Te ograniczenia podkreślają potrzebę rygorystycznych ram metodologicznych, aby w pełni wykorzystać potencjał IRT w kontekście cyklowania 7,10,11,12.
Literatura pokazuje, że główne osie tematyczne w tej dziedzinie obejmują fizjologię wysiłku, IRT, monitorowanie temperatury skóry, wydajność fizyczną oraz termoregulację 2,5,7. Badania wykazały istotne korelacje między temperaturą skóry a parametrami aktywacji mięśni, takie jak te uzyskane za pomocą powierzchniowej elektromiografii (sEMG), sugerując, że IRT może pełnić rolę zastępczego markera zmęczenia mięśni podczas dynamicznego ćwiczenia5. Jednak czynniki zewnętrzne, takie jak pocenie, temperatura otoczenia oraz indywidualne różnice w zdolności termoregulacyjnych, mogą wpływać na wyniki termograficzne, co wymaga starannej kontroli i raportowania warunków eksperymentalnych7.
Podobnie postępy w nieinwazyjnym monitorowaniu zmęczenia mięśni wykraczają poza IRT, obejmując techniki takie jak sEMG, mechanomiografia (MMG), spektroskopia w bliskiej podczerwieni (NIRS) oraz obrazowanie ultrasonograficzne 13,14,15,16,17. Każda z tych metod oferuje unikalne wglądy w funkcjonowanie mięśni: sEMG ilościowo mierzy aktywność elektryczną podczas skurczu, MMG rejestruje drgania mechaniczne, NIRS ocenia natlenowanie mięśni, a ultrasonografia wizualizuje deformacje mięśni. Integracja IRT w tym wielomodalnym środowisku daje szczególne obietnice dla kolarstwa, gdzie ciągły, bezkontaktowy monitoring jest korzystny. IRT może uzupełniać inne metody, dostarczając przestrzennie rozdzielonych, w czasie rzeczywistym danych o rozkładzie temperatury skóry, które mogą odzwierciedlać lokalną aktywację mięśni, asymetrie oraz potencjalne miejsca nadmiernego używania lub urazu14,18.
Aby przezwyciężyć niespójności metodologiczne zidentyfikowane w poprzednich badaniach, protokół zaproponowany w tym badaniu jest ściśle zgodny z międzynarodowymi standardami termografii klinicznej i sportowej. Konkretnie, parametry przygotowania do badania i kontroli środowiskowej — takie jak ograniczenie stymulantów i aktywności fizycznej oraz stosowanie standaryzowanych okresów aklimatyzacji — opierają się na wytycznych ustalonych przez Międzynarodową Akademię Termologii Klinicznej (IACT), Amerykańską Akademię Termologii (AAT) oraz Protokół Glamorgan8. Ponadto środowiskowe i techniczne ustawienia, w tym emisyjność i ocena odkształceń termicznych, są zgodne ze standardami ISO 9886 oraz zaleceniami Europejskiego Stowarzyszenia Termologii (EAT). Integrując te ustalone regulacje, badanie zapewnia, że pomiary IRT są wiarygodnym odzwierciedleniem reakcji fizjologicznych, zapewniając solidne ramy do monitorowania zmęczenia mięśni i biomechaniki u rowerzystów rekreacyjnych.
Niemniej jednak, skuteczne zastosowanie IRT w biomechanice rowerowej wymaga ustanowienia ustandaryzowanych metodologii. Obejmuje to definicję okresów aklimatyzacji przed ćwiczeniem, kontrolę temperatury i wilgotności otoczenia, konsekwentne przygotowanie obiektu oraz precyzyjne wyznaczenie anatomicznych obszarów zainteresowanych do analizy termicznej 5,7. Ponadto opracowanie solidnych protokołów analizy danych zwiększy interpretowalność i użyteczność danych IRT5.
Niniejsze badanie rozwiązuje te luki, proponując i potwierdzając kompleksowe ramy metodologiczne integracji IRT w analizie biomechanicznej u rowerzystów rekreacyjnych. Systematyczne monitorowanie zmiennych środowiskowych i związanych z badaniem oraz korelacja danych termicznych z ustnymi markerami aktywacji i zmęczenia mięśni, podejście to ma na celu optymalizację monitorowania zmęczenia mięśni, przyczynianie się do zapobiegania urazom oraz poprawę wyników wydajnościowych 2,5,7,14.

<table><tbody><tr><td>Skala Borgów</td><td>Percepcja Borgów</td><td>Skala RPE 6-20</td><td>Skala RPE 6-20 służąca do korelacji subiektywnego zmęczenia z obiektywnymi asymetriami termicznymi i subklinicznymi hotspotami.</td></tr><tr><td>Komora kontrolowana</td><td>Obiekty wewnętrzne</td><td>Laboratorium Fizjologii</td><td>Środowisko utrzymywane na poziomie 18 stopi; C do 25 stopni; C i 40&ndash; 55% wilgotności, aby zapewnić stabilną temperaturę skóry i zminimalizować zakłócenia konwekcyjne.</td></tr><tr><td>Arkusze dzienników danych</td><td>Google</td><td>Google Forms (Wpis cyfrowy)</td><td>Standaryzowane formularze do rejestrowania danych antropometrycznych (wiek, płeć, BMI) oraz stanu nawodnienia w celu kontroli indywidualnych zmiennych termoregulacyjnych.</td></tr><tr><td>Świadoma zgoda</td><td>Lokalny Komitet Etyki</td><td>Format instytucjonalny</td><td>Dokumentacja zatwierdzona przez lokalny Komitet Etyki, zapewniająca przestrzeganie Deklaracji Helsińskich dotyczących monitoringu nieinwazyjnego.</td></tr><tr><td>Kamera na podczerwień</td><td>FLIR Systems</td><td>49001-2001</td><td>Wysokorozdzielczy (320 x 240 px) termowizator ustawiony na &epsilon; = 0,98 do pomiaru lokalnych przesunutych ciepła metabolicznych i termicznych (&Delta; T).</td></tr><tr><td>Narzędzia do markowania</td><td>BIC / Body Med</td><td>Marker do skóry / taśma podłogowa</td><td>Bezpieczne dla skóry markery i taśma podłogowa używane do ustalenia odległości aparatu do obiektu dokładnie 100 cm i zapewnienia spójnego anatomicznego zwrotu z inwestycji.</td></tr><tr><td>Stadiometr i Skala</td><td>SECA</td><td>763 (Stacja Cyfrowa)</td><td>Narzędzia do zapisywania wzrostu i masy ciała; niezbędne do obliczania znormalizowanej mocy i dokumentowania specyficznych dla danej dziedziny bazowych baz fizjologicznych.</td></tr><tr><td>Standaryzowane Shorts</td><td>Nike</td><td>HV0411-010 / CZ9831-010</td><td>Czarne ubrania z lycry służą do standaryzacji emisyjności skóry i zapewnienia nieograniczonego dostępu do obszarów zainteresowania kończyn dolnych (ROI).</td></tr><tr><td>Rower stacjonarny</td><td>Monark</td><td>828E Ergomedic</td><td>Elektromagnetyczny ergometr ustawiony na stałe obciążenie (np. 150 W) i stałą kadencję (80 obr./min), aby zapewnić ustaloną produkcję ciepła metabolicznego.</td></tr><tr><td>Stoper</td><td>Casio</td><td>HS-3V-1RET</td><td>Kluczowe dla wyczucia czasu 15-minutowego okresu aklimatyzacji oraz zapewnienia, że wychwyt IR nastąpi w ciągu 5 sekund po ćwiczeniu, aby uniknąć szybkiego upadku termicznego.</td></tr><tr><td>Termometr-higrometr</td><td>Firma kontrolna/Śledzenie</td><td>4040</td><td>Urządzenie monitorujące w czasie rzeczywistym; służył do wprowadzania temperatury otoczenia i wilgotności do parametrów obiektu kamery IR w celu korekcji atmosferycznej.</td></tr><tr><td>Trójnóg</td><td>FLIR Systems</td><td>T197731</td><td>Stabilne podparcie ustawione na wysokość 30 cm i kąt prostopadły (&asymp; 90 stopni do dolnych kończyn dla powtarzalnego akwizycji obrazu.</td></tr></tbody></table>

ustandaryzowany protokół monitorowania zmęczenia mięśni i biomechaniki u amatorskich rowerzystów z wykorzystaniem termografii w podczerwieni

Standardized Protocol For Monitoring Muscle Fatigue and Biomechanics In Amateur Cyclists Using Infrared Thermography

Korzystanie z rowerów stacjonarnych znacznie wzrosło, czyniąc aktywność fizyczną bardziej dostępną dla ogółu społeczeństwa. Jednak brak precyzyjnego, nieinwazyjnego monitorowania podczas treningów może maskować zaburzenia mięśniowe i nieefektywne wzorce biomechaniczne. Te czynniki, będące podkliniczne w początkowych stadiach, mogą prowadzić do wysokiej częstości urazów układu mięśniowo-szkieletowego. Obecnie ocena ćwiczeń opiera się na subiektywnym postrzeganiu wysiłku lub konwencjonalnych wskaźników wydajności, tworząc istotną lukę w wczesnym wykrywaniu problemów fizjologicznych, zanim przejdą one w przewlekłe choroby. Biorąc pod uwagę kluczową rolę ćwiczeń w zdrowiu publicznym, konieczne jest wdrożenie zrównoważonych strategii oceny stosowanych do różnych poziomów sprawności. W tym kontekście termografia podczerwieni (IRT) wyłania się jako obiecująca alternatywa ze względu na zdolność do ilościowego określania temperatury powierzchni skóry, co jest bezpośrednim wskaźnikiem aktywności metabolicznej, termoregulacji i przepływu krwi. Projekt ten ustanawia ustandaryzowany protokół metodologiczny wykorzystujący IRT do monitorowania reakcji fizjologicznej podczas sesji rowerowych w populacji niesportowej. Zastosowanie tego protokołu wykazało, że standaryzowane IRT może skutecznie wykrywać subkliniczne asymetrie termiczne oraz lokalne "gorące punkty" w stawach (np. kolano w temperaturze 32,8 °C), które w innym przypadku są niewykrywalne przez subiektywne postrzeganie wysiłku (skala Borga) lub monitorowanie kadencji pedałowania. Systematycznie kontrolując zmienne środowiskowe i związane z tematem, badania analizują rozkład temperatury powierzchniowej w dolnej części ciała, aby ocenić biomechanikę i zmęczenie mięśni. Konkretnie, protokół ułatwia korelację między wzorcami termicznymi, poziomem zmęczenia a kadencją pedałowania. Takie podejście nie tylko wspiera innowacje technologiczne w medycynie zapobiegawczej i zdrowiu publicznym, ale także tworzy fundamenty pod narzędzie wczesnego wykrywania zdolne do ograniczania ryzyka urazów i optymalizacji dobrostanu populacji zaangażowanej w tę działalność.

Biomechanika jazdy na rowerze: 
Biomechanika jazdy na rowerze opiera się na cyklu pedałowania. Faza pchania (ruch w dół) generuje główną siłę: mięśnie czworogłowe (mięsień prosty uda, mięsień obszerny boczny, przyśrodkowy i pośredni) pełnią funkcję głównych silników, prostując kolano i napędzając pedał. Mięśnie pośladkowe wspomagają wyprost w stawie biodrowym, zapewniając moc i stabilność. Mięśnie łydki (mięsień brzuchaty i mięsień płaszczowaty) dopełniają transfer siły. Faza przyciągania i powrotu (r...

Biomechanika cyklowania opiera się na efektywnej aktywacji mięśni i stabilizacji mięśni głębokich. Termografia w podczerwieni (IRT) umożliwia nieinwazyjne monitorowanie zmęczenia mięśni. Protokół ten ustanawia ustandaryzowaną metodologię integracji IRT z analizą biomechaniczną, mającą na celu optymalizację wydajności i zapobieganie urazom u amatorów rowerzystów poprzez precyzyjne monitorowanie fizjologiczne.

Ustandaryzowany protokół monitorowania zmęczenia mięśni i biomechaniki u amatorskich rowerzystów z wykorzystaniem termografii w podczerwieni

The use of stationary bikes has increased significantly, making physical activity more accessible to the general population. However, the lack of precise, ...

Badamy zmęczenie mięśni oraz biomechanikę u amatorów kolarstwa z wykorzystaniem termografii w podczerwieni. Obecne metody nie są zestandaryzowane. Niniejsze protokoły pomagają wykrywać zmęczenie za pomocą termografii w podczerwieni.Na początek należy ustawić w kolejce ochotników, którzy wyrazili zgodę na udział w badaniu. Zapisz wiek i płeć każdego badanego. Następnie zmierz i zapisz wzrost oraz masę badanego.Opisz badanym skalę odczuwanego wysiłku Borga w zakresie od 6 do 20. Poproś badanego o wskazanie liczby reprezentującej poziom wysiłku przed i po przeprowadzeniu testu. Poinformuj badanego o zakazie spożywania alkoholu i nikotyny na 24 godziny przed pomiarem.Poinstruuj badanego, aby przez trzy godziny przed testem unikał spożywania kofeiny oraz intensywnego wysiłku fizycznego. Poinstruuj badanego, aby na 12 godzin przed testem nie nakładał kremów, kosmetyków ani maści na kończyny dolne. Po potwierdzeniu stanu nawodnienia należy go odnotować w arkuszu danych przedtestowych.Użyj wagi klinicznej, aby zapisać masę ciała przed testem. Poproś badanego o wypicie 300 mililitrów wody na 30 minut przed sesją. Poinstruuj badanego, aby całkowicie rozebrał kończyny dolne i przebrał się w s

standardized-protocol-for-monitoring-muscle-fatigue-biomechanics

Research

JoVE Journal

Bioengineering

Bioinżynieria

Celem niniejszego badania była ocena, czy zastosowanie podczerwonej kamery termowizyjnej jest wiarygodnym narzędziem do wykrywania i ilościowego określania tkliwości mięśni po wysiłku fizycznym.

Wykorzystanie obrazowania termowizyjnego w podczerwieni do wykrywania opóźnionej bolesności mięśniowej

Ten protokół opisuje elektromiograficzny próg zmęczenia, który rozdziela niemęczące i męczące obciążenia związane z ćwiczeniami. Informacje te można wykorzystać do opracowania bardziej zindywidualizowanego programu treningowego.

Określanie progu zmęczenia elektromiograficznego po teście wysiłkowym podczas jednej wizyty

Ten protokół opisuje procedurę nieinwazyjnej oceny rekonwalescencji podczas 72-godzinnego okresu rekonwalescencji. Protokół ten indukuje wyczerpanie mięśni przedniej części ud za pomocą skoków przeciwbieżnych i wykorzystuje miejscową aplikację zimnego mankietu lub termoneutralnego mankietu jako metodę regeneracji.

Nieinwazyjne oceny subiektywnych i obiektywnych cech powrotu do zdrowia po wyczerpującym protokole skoku

Tutaj opisujemy proste, nieinwazyjne podejście wykorzystujące spektroskopię bliskiej podczerwieni do oceny reaktywnego przekrwienia, sprzężenia nerwowo-naczyniowego i zdolności oksydacyjnej mięśni szkieletowych podczas jednej wizyty klinicznej lub laboratoryjnej.

Sprzężenie nerwowo-naczyniowe mięśni szkieletowych, zdolność oksydacyjna i funkcja mikrokrążenia dzięki spektroskopii bliskiej podczerwieni "One Stop Shop"

Tutaj prezentujemy protokół do ilościowego określenia fizjologicznego znaczenia wpływu aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej (BAT) na metabolizm człowieka. Osiąga się to poprzez połączenie obciążenia węglowodanami i kalorymetrii pośredniej z pomiarami zmian temperatury nadobojczykowej. To nowatorskie podejście może pomóc w opracowaniu celu farmakologicznego dla termogenezy BAT u ludzi.

Wykorzystanie kombinacji kalorymetrii pośredniej, termografii w podczerwieni i poziomu glukozy we krwi do pomiaru termogenezy brunatnej tkanki tłuszczowej u ludzi

Tutaj prezentujemy protokół pomiaru aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej po posiłku u ludzi i zwierząt laboratoryjnych.

Termografia w podczerwieni do wykrywania zmian w aktywności brunatnej tkanki tłuszczowej

Opisujemy protokół do nieinwazyjnego i ciągłego pomiaru bezwzględnego wskaźnika przepływu krwi w mikronaczyniach krwionośnych i nasycenia krwi tlenem za pomocą multimodalnego urządzenia opartego na optyce dyfuzyjnej bliskiej podczerwieni. Następnie oceniamy tempo metabolizmu zużycia tlenu i reaktywnego przekrwienia za pomocą testu okluzji naczyniowej.

Nieinwazyjne monitorowanie utlenowania mikrokrążenia i reaktywnego przekrwienia przy użyciu hybrydowej, rozproszonej spektroskopii optycznej w bliskiej podczerwieni do intensywnej terapii

Ten protokół integruje technologię bliskiej spektroskopii w podczerwieni (NIRS) do oceny miejscowych zmian hematologicznych i tlenowych w korze przedczołowej, mięśniach oddechowych (m.Intercostales) i lokomotorycznych (m.Vastus Lateralis) podczas testów wysiłkowych krążeniowo-oddechowych, umożliwiając identyfikację centralnych i obwodowych czynników ograniczających wpływających na wydajność ćwiczeń.

Wykorzystanie urządzeń ubieralnych do spektroskopii bliskiej podczerwieni w celu identyfikacji ograniczeń centralnych i obwodowych podczas ćwiczeń

Spektroskopia Ramana jest odpowiednią techniką do bezkontaktowej, bezetykietowej analizy żywych komórek, konstruktów inżynierii tkankowej oraz tkanek natywnych. Specyficzne dla źródła sygnatury spektralne mogą być generowane i analizowane przy użyciu analizy wielowariancyjnej.

Bezkontaktowy i bezetykietowy monitoring komórek oraz macierzy pozakomórkowej z wykorzystaniem spektroskopii Ramanowskiej

Sztucznie wytworzona tkanka mięśniowa ma ogromny potencjał w medycynie regeneracyjnej, jako model chorób, a także jako alternatywne źródło mięsa. W niniejszej pracy opisujemy proces tworzenia konstruktu mięśniowego, w tym przypadku z progenitorowych mioblastów mysich, oraz jego stymulację impulsami elektrycznymi.

Inżynieria tkanek mięśni szkieletowych z murynych komórek progenitorowych mioblastów i zastosowanie stymulacji elektrycznej

Dowiedz się, jak monitorować zmęczenie mięśni i biomechanikę u amatorskich rowerzystów za pomocą termografii w podczerwieni. Ta metoda pozwala wykryć subkliniczne asymetrie termiczne i zapobiegać urazom.

Ustandaryzowany protokół monitorowania zmęczenia mięśni i biomechaniki u amatorskich rowerzystów z wykorzystaniem termografii w podczerwieni (Wideo) | JoVE Journal

Ustandaryzowany protokół monitorowania zmęczenia mięśni i biomechaniki u amatorskich rowerzystów z wykorzystaniem termografii w podczerwieni

Przeglądaj więcej filmów