持續性低強度運動下正常青年男性足部體表溫度變化研究

阮果清，曾全壽，鄭志藝，楊 禮

(安踏(中國)有限公司 運動科學實驗室，福建 晉江 362212)

持續性低強度運動下正常青年男性足部體表溫度變化研究

阮果清，曾全壽，鄭志藝，楊 禮

(安踏(中國)有限公司 運動科學實驗室，福建 晉江 362212)

目的：探討健康人體足部體表溫度的分布情況和隨運動的變化規律。方法：使用高精度的紅外熱像儀，采用持續性低強度運動方案，對9名健康青年男性進行足部體表溫度測量。主要結果：安靜狀態下，足面部的平均體表溫度存在非常顯著性差異(Plt;0.01)。外側面的最低，為30.0±1.2℃；內側面和足背面的接近，分別為30.8±0.9℃和30.9±1.0℃。持續性低強度運動30min后，足面部各區域的體表溫度無統計學差異(Pgt;0.05)。結論：安靜狀態下，足面部各區域的體表溫度存在差異；隨著運動時間的延長，各區域體表溫度逐步增加并趨向一致。

足部；體表溫度；持續運動；健康青年

0 前 言

體表溫度是分析人體體溫調節、了解體表散熱規律等生理活動的一個重要參數，準確的觀察這一指標，對于預測運動損傷、制作運動鞋等具有重要意義。熱成像法作為一種無損、非接觸式和快速的溫度測量方法，能夠在幾秒鐘內逐點掃描整個體表，提供全面的體表溫度信息。紅外熱像儀是根據其吸收人體向周圍空間發散紅外輻射熱能的原理工作的，熱像圖反映了人體體表溫度的分布。因此，紅外熱像儀在醫學和體育學領域上得到了廣泛的應用[1-4]。

目前對于體表溫度的研究，多集中于整個人體體表，而對于人體局部體表溫度研究較少。如李順月等[5]對背部體表溫度的研究。本研究采用高精度的紅外熱像儀，對足部的體表溫度進行研究。觀察和分析人體足部體表溫度的分布和隨運動的變化規律，可以為了解足部生理機能提供參考，也可作為鞋的制造，特別是運動鞋提高舒適性提供客觀依據。

1 研究對象與方法

1.1實驗對象

實驗招募9名男性青年志愿者，身體健康，全身無任何疾患，足部健康。實驗時身體狀態良好，實驗前24h無劇烈運動，配合良好。具體基本信息見表1。

表1 受試者基本信息

1.2主要測試儀器

使用大立科技生產的DL700系列高靈敏度紅外熱像儀，熱靈敏度為0.06℃@30℃，空間分辨率為1.13mrad，圖像像素為384×288，測溫范圍為-20℃～+500℃。儀器自帶有熱像圖分析處理軟件。測量前，對紅外熱成像系統進行溫度校準。其他儀器包括跑臺、秒表、溫度濕度測試儀等。

1.3測量環境

測量是在配有冷暖空調的密閉實驗室內進行的，控制室溫在26℃左右，室溫波動范圍不超過1℃；相對濕度在60%～70%之間。測試時周圍無強紅外輻射源存在，室內氣流穩定，空氣無明顯的流動。

1.4足部熱像圖的研究分區

為詳細了解足部體表溫度的情況，將足面部細分為3個面和10個小區域，具體如圖1所示。

足內側面：內側前部(N1)、內側中部(N2)、內側跟部(N3)和內側踝部(N4)。

足正背面：足背前部(B1)和足背后部(B2)。

足外側面：外側前部(W1)、外側中部(W2)、外側跟部(W3)和外側踝部(W4)。

圖1 足面部體表分區，(a)內側面；(b)背面；(c)外側面

1.5實驗方案

本研究采用中低強度的慢跑作為持續性運動方案，在跑臺進行(跑臺速度：8km/h；坡度：0℃；時間：30min)。為保持實驗條件的一致性，所有測試在每天固定時間測試，并在1周內完成。測試過程中受試者均穿著統一新襪子進行，測試步驟如下：

①測試開始前，讓受試者靜坐休息10min后，用紅外熱像儀測量足部體表溫度一次。

②讓受試者上跑臺開始跑步，秒表開始計時。

③5min后，實驗暫停，實驗員快速進行體表溫度測量。

④測量結束后，受試者馬上繼續進行跑步運動，秒表同時開始計時。

⑤5min后，實驗暫停，重復步驟3；依此類推直至實驗累計進行30min，測量并記錄相關數據。

1.6數據統計與處理

所有測試數據以平均數±標準差(—(—測)±s)表示，熱像圖采用紅外熱像儀自帶的分析軟件進行處理，所得的溫度數據使用spss11.5統計軟件進行統計學分析。體表溫度分布的比較采用獨立樣本t檢驗和配對樣本t檢驗；體表溫度變化的比較采用重復測量的方差分析(repetitive measure ANOVA)。所有的統計檢驗均采用雙側檢驗，顯著性水平為plt;0.05，非常顯著性水平為plt;0.01。

2 結果與分析

2.1安靜狀態下足部分區體表溫度分布

表2 安靜狀態下足面部各區體表溫度分布特征℃)

注：與同一足面部各區域相比，*表示plt;0.05，**表示plt;0.01；與整個足面部各區域相比，#表示plt;0.05，##表示plt;0.01

安靜狀態下足面部各區域體表溫度的分布情況詳見表2和圖2。研究結果表明：足部各面和區域的平均體表溫度均存在統計學差異(plt;0.01)。其中，在各個面上，足內側面，中部(N2)和踝部(N4)的平均體表溫度高于前部(N1)和跟部(N4)；足外側面，也是中部(W2)和踝部(W4)的平均體表溫度高于前部(W1)和跟部(W4)；足背面，后部(B2)的平均體表溫度高于前部(B1)。在全部區域上，內側踝部(N4)和足背后部(B2)的平均體表溫度最高，分別為31.6±0.8℃和31.5±0.9℃；外側前部(W1)和外側跟部(W4)的平均體表溫度最低，分別為29.2±1.5℃和29.6±1.4℃。各區域的最高溫度和最低溫度的差異也同平均體表溫度表現一致。

圖2 持續運動過程中足部各面平均體表溫度變化

前面比較了足部各小區域的體表溫度的情況，現比較安靜狀態下足部三個面的體表溫度情況，具體見表3。從表中可知，足部三個面的平均體表溫度存在顯著性差異(Plt;0.01)。外側面的平均溫度最低，為30.0±1.2℃；內側面和足背面的平均溫度接近，分別為30.8±0.9℃和30.9±1.0℃。最高溫度和最低溫度也呈現相同的差異。

表3 安靜狀態下足部三個面體表溫度差異性比較℃)

注：與內側面和正背面相比，*表示plt;0.05，**表示plt;0.01

2.2持續運動30min后足部分區體表溫度分布

表4 持續運動30min后足面部各區體表溫度分布特征℃)

表5 持續運動30min后足部三個面體表溫度差異性比較℃)

持續運動30min后，足部各區域和三個面的體表溫度的情況見表4和表5。從表中可知，運動30min后，足部不管是細分的10個小區域之間，還是整體的三個足面之間，它們之間的平均體表溫度、最高溫度和最低溫度都不存在統計學差異(pgt;0.05)。說明經過一定時間的持續運動，整個足部體表溫度會趨向一致。

表6 持續運動過程中足面部平均體表溫度變化情況℃)

注：與10min前體表溫度相比(包含10min)，*表示plt;0.05，**表示plt;0.01

2.3持續運動中足面部體表溫度變化趨勢

持續運動30min各階段足面部平均體表溫度的變化情況見表6，從表中可知，足部各面的體表溫度隨著運動時間的增加，也呈現逐步增加的趨勢。只有足部內側面在5min的時，體表溫度低于安靜狀態，如圖3所示；外側面和背面在5min時，體表溫度與安靜狀態無變化。分析原因可能運動剛開始，足部血流量增加不明顯，加之由于足部運動，周圍空氣流動量變化，導致足部體表溫度出現了暫時性的下降。隨后體表溫度逐步升高。

同時我們也發現，足部內側面和背面在15min后的平均體表溫度高于10min(包含10min)前的溫度，外側面則在20min出現。說明對于整個足部而言，持續低強度運動15min左右，是足部體表溫度變化的一個轉折點，從圖3中可直觀的看出。

圖3 持續運動過程中足部各面平均體表溫度變化

3 小 結

人體是一個自發的紅外輻射源，不斷地向周圍環境散發紅外輻射能。人體紅外輻射與機體的能量代謝、體熱平衡以及組織結構等有著密切的內在聯系，有其特定的生理機制和結構基礎。皮膚是人體散熱的最重要場所，皮膚血液循環的結構特點決定了皮膚血流量可以在很大范圍內變動[6]。體表溫度的變化受到多種因素的影響，主要與皮膚微循環血流量的多少和交感神經興奮性的高低，以及局部組織的代謝活動有關；另外還可能受到環境溫度、空氣流動、人的精神狀態和汗腺的分泌活動的影響[7]。因此本研究所有測試過程，嚴格控制相關條件在同一水平下，確保測試數據客觀準確。

本研究通過對健康青年持續運動過程中足部體表溫度的分析，得出以下結論：

3.1 安靜狀態下，足面部平均體表溫度存在差異，其中內側面和足背面的溫度接近，分別為30.8±0.9℃和30.9±1.0℃；均高于外側面的溫度，為30.0±1.2℃。足內側面，中部(N2)和踝部(N4)的平均體表溫度高于前部(N1)和跟部(N4)；足外側面，也是中部(W2)和踝部(W4)的平均體表溫度高于前部(W1)和跟部(W4)；足背面，后部(B2)的平均體表溫度高于前部(B1)。在整個足部區域，內側踝部(N4)和足背后部(B2)的平均體表溫度最高；外側前部(W1)和外側跟部(W4)的平均體表溫度最低。

3.2 在低強度的持續運動下，隨著運動時間的增加，足面部各區域的體表溫度逐步升高，運動30min后，整個足面部體表溫度大小趨向一致，約33℃左右。其中在持續運動約15min左右時，是足部區域體表溫度變化的一個轉折點。

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[5] 李順月,張棟,馬惠敏,等.正常人體全背部紅外熱像圖分析[J].陜西中醫,2010,31(3):369-370.

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TheResearchofFootSkinTemperatureinHealthyYouthUnderaPersistentLow-intensityExercise

RUAN Guo-qing，ZENG Quan-shou，ZHENG Zhi-yi，YANG Li

(Sports Science Laboratory，ANTA Sports Products Limited，Jinjiang 362212，China)

Objective: To investigate the distribution and change law with exercise of the normal youth skin surface temperature of foot. Method: Using high-precision Infrared Thermal Imager and a continual low-intensity exercise project for measurement of the foot skin surface temperature on 9 healthy young men. Result: Under the quiet situation, the average skin surface temperature of foot exists a significant difference (plt;0.01). The lateral minimum were 30.0±1.2℃; the Medial and the Instep value is close, were 30.8±0.9℃ and 30.9±1.0℃. After 30min persistent low-intensity exercise each area of the foot skin surface temperature was no statistical difference (pgt;0.05). Conclusion: Under the quiet situation, the region of the foot skin surface temperature is different; with the prolongation of exercise time, the regional surface temperature gradually increase and convergence.

foot；skin temperature；continual exercise；healthy youth

1004-3624(2013)04-0066-04

G804.2

A

2013-04-07

阮果清(1981-),男,福建龍巖人,主要研究方向為運動生物力學.