Summary

Anvendelse af termiske Infra-Red Imaging til at opdage forsinket start muskelømhed

Published: January 22, 2012
doi:

Summary

Formålet med denne undersøgelse var at vurdere, om der ved hjælp af en infrarød termisk kamera er et brugbart redskab til at afsløre og kvantificere de muskelømhed efter træning.

Abstract

Forsinket indtræden muskel ømhed (DOMS), også kendt som motion inducerede muskelskader (EIMD), er almindeligvis opleves hos personer, som har været fysisk inaktiv i længere tid, og begynde med en uventet anfald af motion 1-4, men kan også optræder i atleter, der udøver ud over deres normale grænser for uddannelse 5. De symptomer forbundet med denne smertefulde fænomen kan variere fra let muskelømhed, til svære invaliderende smerter 1,3,5. Intensiteten af disse symptomer og de ​​relaterede ubehag øges inden for de første 24 timer efter afslutningen af øvelsen, og toppe mellem 24 til 72 timer efter motion 1,3. Af denne grund er DOMS en af de mest almindelige tilbagevendende former for sports skade, som kan påvirke den enkeltes præstation, og blive skræmmende for mange 1,4.

For de sidste 3 årtier har DOMS fænomenet fået en betydelig mængdeaf interessen blandt forskere og specialister inden for motion fysiologi, sport og genoptræning felterne 6. Der har været en række offentliggjorte undersøgelser af denne smertefulde forekomst i forhold til de underliggende mekanismer, behandling interventioner og forebyggende strategier 1-5,7-12. Men det fremgår af litteraturen, at DOMS ikke er en nem patologi at kvantificere, da der er en bred mængde af variation mellem de måleredskaber og metoder til at kvantificere denne betingelse 6. Det er indlysende, at der ikke er indgået aftale om en bedste vurdering foranstaltning for DOMS, hvilket gør det vanskeligt at kontrollere, om en specifik intervention virkelig hjælper med at reducere symptomer forbundet med denne form for ømhed eller ej. Således kan DOMS ses som noget tvetydig, fordi mange undersøgelser er afhængige af at måle ømhed ved hjælp af en visuel analog skala (VAS) 10,13-15, som er en subjektiv snarere end et objektivt mål. Selvom nålbiopsier af musklen, og blodets indhold af myofibre proteiner kan anses for en guldstandard til omkring 6, store variationer i nogle af disse blodets proteiner er blevet dokumenteret 6,16, i tillæg til den høje risiko, undertiden forbundet med invasive teknikker.

Derfor, i den aktuelle undersøgelse, testede vi en termisk infrarød (IR) til billeddannelse teknik af huden over udøves muskel til at opdage de tilknyttede muskelømhed. Infrarød termografi er blevet brugt, og fundet at få succes med at opdage forskellige typer af sygdomme og infektioner siden 1950'erne 17. Men overraskende nok, er tæt på intet blevet gjort på DOMS og ændringer i hudens temperatur. Hovedformålet med denne undersøgelse var at undersøge ændringer i DOMS bruge denne sikker og non-invasiv teknik.

Protocol

1. Udnyttelsesperioden Musklen af ​​interesse for dette eksperiment var det albuen flexors (biceps brachii). Muskelstyrke blev målt for hver deltager at være i stand til at give hver enkelt en passende modstand. Dette blev bestemt ved at teste hver enkelt deltager for deres modstand maksimum (RM). For at teste RM, brugte vi en strain gauge enhed tilsluttes en computer via en BioPac (DA-100C) bioelektrisk forstærker modul (BioPac Systems, Goleta, CA) til at måle muskelstyrke. Module…

Discussion

Det primære formål med denne undersøgelse var at vurdere nytten af ​​termisk IR-billeddannelse i detektering og måling af muskelømhed efter anstrengende motion, og vores resultater tyder på, at IR-billeddannelse kunne være en brugbar metode til påvisning af DOMS, især inden for de første 24 timer efter motion. Dette er ikke overraskende, eftersom Pennes 18, såfremt en meget detaljeret model af varmestrøm fra muskel til huden i lemmerne. Denne model forudsiger, at varmen i dybere væv som muskl…

Disclosures

The authors have nothing to disclose.

Acknowledgements

Vi ønsker at anerkende en kontrakt (WS1763368) fra Pfizer Pharmaceuticals for støtte i dette arbejde. Vi vil også gerne takke de saudiarabiske Ministeriet for Videregående Uddannelser (Mohe) for deres støtte.

Materials

Name of the Device Company Catalogue number Comments
Infra-Red Thermal Camera FLIR FLIR SC660  
Thermal Infra-Red Analysis Software ThermoVision ExaminIR Software Version 1.10.2  
Bioelectric Amplifier Module BioPac DA100C The DA100C provides variable gain settings, and adjustable voltage references.
Analog to Digital Converter Module BioPac MP100  
Automated enzyme Immunoassay Analyzer TOSOH AIA -360 This device was used to analyze the blood samples, and obtain the myoglobin readings.

References

  1. Cheung, K., Hume, P. A., Maxwell, L. Delayed Onset Muscle Soreness: Treatment strategies and Performance Factors. Sports. Med. 33, 145-164 (2003).
  2. MacIntyre, D. L., Reid, W. D., McKenzie, D. C. Delayed Muscle Soreness: The Inflammatory Response to Muscle Injury and its Clinical Implications. Sports. Med. 20, 24-40 (1995).
  3. Armstrong, R. B. Mechanisms of exercise-induced delayed onset muscular soreness: a brief review. Medicine and Science in Sports and Exercise. 16, 529-538 (1984).
  4. Howatson, G., Someren, K. A. V. The Prevention and Treatment of Exercise-Induced Muscle Damage. Sports. Med. 38, 483-503 (2008).
  5. Petrofsky, J. Comparison of Different Heat Modalities for Treating Delayed-Onset Muscle Soreness in People with Diabetes. Diabetes Technology & Therapeutics. 13, 645-655 (2011).
  6. Warren, G. L., Lowe, D. A., Armstrong, R. B. Measurement Tools Used in the Study of Eccentric Contraction-Induced Injury. Sports. Med. 27, 43-59 (1999).
  7. Hilbert, J. E., Sforzo, G. A., Swensen, T. The Effects of Massage on Delayed Onset Muscle Soreness. Br. J. Sports. Med. 37, 72-75 (2003).
  8. Symons, T. B., Clasey, J. L., Gater, D. R., Yates, J. W. Effects of Deap Heat as a Preventative Mechanism on Delayed Onset Muscle Soreness. Journal of Strength and Conditioning Research. 18, 155-161 (2004).
  9. Vaile, J. M., Gill, N. D., Blazevich, A. J. The Effect of Contrast Water Therapy on Symptoms of Delayed Onset Muscle Soreness. Journal of Strength and Conditioning Research. 21, 697-702 (2007).
  10. Stone, M. B., Merrick, M. A., Ingersoll, C. D., Edwards, J. E. Preliminary Comparison of Bromelain and Ibuprofen for Delayed Onset Muscle Soreness Management. Clinical Journal of Sports Medicine. 12, 373-378 (2002).
  11. Barlas, P. Managing Delayed-Onset Muscle Soreness: Lack of Effect of Selected Oral Systemic Analgesics. Arch. Phys. Med. Rehabil. 81, 966-972 (2000).
  12. Jackman, S. R., Witard, O. C., Jeukendrup, A. E., Tipton, K. D. Branched-Chain Amino Acid Ingestion Can Ameliorate Soreness from Eccentric Exercise. Medicine & Science in Sports & Exercise. 42, 962-970 (2010).
  13. Law, F. r. e. y., A, L. Massage Reduces Pain Perception and Hyperalgesia in Experimental Muscle Pain: A Randomized, Controlled Trial. The Journal of Pain. 9, 714-721 (2008).
  14. Vaile, J., Halson, S., Gill, N., Dawson, B. Effect of hydrotherapy on the signs and symptoms of delayed onset muscle soreness. European Journal of Applied Physiology. 102, 447-455 (2007).
  15. Vinck, E., Cagnie, B., Coorevits, P., Vanderstraeten, G., Cambier, D. Pain reduction by infrared light-emitting diode irradiation: a pilot study on experimentally induced delayed-onset muscle soreness in humans. Lasers in Medical Science. 21, 11-18 (2006).
  16. Clarkson, P. M., Ebbeling, C. Investigation of Serum Creatine Kinase Variability after Muscle-Damaging Exercise. Clin. Sci. 75, 257-261 (1988).
  17. Jiang, L. J. A perspective on medical infrared imaging. Journal of Medical Engineering & Technology. 29, 257-267 (2005).
  18. Pennes, H. H. Analysis of Tissue and Arterial Blood Temperatures in the Resting Human Forearm. J. Appl. Physiol. 1, 93-122 (1948).
  19. Ivanitsky, G. R., Khizhnyak, E. P., Deev, A. A., Khizhnyak, L. N. Thermal imaging in medicine: A comparative study of infrared systems operating in wavelength ranges of 3–5 and 8-12 μm as applied to diagnosis. Doklady Biochemistry and Biophysics. 407, 59-63 (2006).
  20. Herman, C., Cetingul, M. P. Quantitative Visualization and Detection of Skin Cancer Using Dynamic Thermal Imaging. J. Vis. Exp. (51), e2679-e2679 (2011).
  21. Wang, J. Evaluation of the diagnostic performance of infrared imaging of the breast: a preliminary study. BioMedical Engineering OnLine. 9, 3-3 (2010).
  22. Murray, A. K. Noninvasive imaging techniques in the assessment of scleroderma spectrum disorders. Arthritis & Rheumatism. 61, 1103-1111 (2009).
  23. Zaproudina, N., Ming, Z., Hanninen, O. O. P. Plantar Infrared Thermography Measurements and Low Back Pain Intensity. Journal of Manipulative and Physiological Therapeutics. 29, 219-223 (2006).
  24. Kim, Y. -. C., Bahk, J. -. H., Lee, S. -. C., Lee, Y. -. W. Infrared Thermographic Imaging in the Assessment of Successful Block on Lumbar Sympathetic Ganglion. Yonsei Medical Journal. 44, 119-124 (2003).
  25. Brancaccio, P., Lippi, G., Maffulli, N. Biochemical markers of muscular damage. Clinical Chemistry and Laboratory Medicine. 48, 757-767 (2010).
  26. Neubauer, O., König, D., Wagner, K. -. H. Recovery after an Ironman triathlon: sustained inflammatory responses and muscular stress. European Journal of Applied Physiology. 104, 417-426 (2008).

Play Video

Cite This Article
Al-Nakhli, H. H., Petrofsky, J. S., Laymon, M. S., Berk, L. S. The Use of Thermal Infra-Red Imaging to Detect Delayed Onset Muscle Soreness. J. Vis. Exp. (59), e3551, doi:10.3791/3551 (2012).

View Video