持续性低强度运动下正常青年男性足部体表温度变化研究

阮果清，曾全寿，郑志艺，杨 礼

(安踏(中国)有限公司 运动科学实验室，福建 晋江 362212)

持续性低强度运动下正常青年男性足部体表温度变化研究

阮果清，曾全寿，郑志艺，杨 礼

(安踏(中国)有限公司 运动科学实验室，福建 晋江 362212)

目的：探讨健康人体足部体表温度的分布情况和随运动的变化规律。方法：使用高精度的红外热像仪，采用持续性低强度运动方案，对9名健康青年男性进行足部体表温度测量。主要结果：安静状态下，足面部的平均体表温度存在非常显著性差异(Plt;0.01)。外侧面的最低，为30.0±1.2℃；内侧面和足背面的接近，分别为30.8±0.9℃和30.9±1.0℃。持续性低强度运动30min后，足面部各区域的体表温度无统计学差异(Pgt;0.05)。结论：安静状态下，足面部各区域的体表温度存在差异；随着运动时间的延长，各区域体表温度逐步增加并趋向一致。

足部；体表温度；持续运动；健康青年

0 前 言

体表温度是分析人体体温调节、了解体表散热规律等生理活动的一个重要参数，准确的观察这一指标，对于预测运动损伤、制作运动鞋等具有重要意义。热成像法作为一种无损、非接触式和快速的温度测量方法，能够在几秒钟内逐点扫描整个体表，提供全面的体表温度信息。红外热像仪是根据其吸收人体向周围空间发散红外辐射热能的原理工作的，热像图反映了人体体表温度的分布。因此，红外热像仪在医学和体育学领域上得到了广泛的应用[1-4]。

目前对于体表温度的研究，多集中于整个人体体表，而对于人体局部体表温度研究较少。如李顺月等[5]对背部体表温度的研究。本研究采用高精度的红外热像仪，对足部的体表温度进行研究。观察和分析人体足部体表温度的分布和随运动的变化规律，可以为了解足部生理机能提供参考，也可作为鞋的制造，特别是运动鞋提高舒适性提供客观依据。

1 研究对象与方法

1.1实验对象

实验招募9名男性青年志愿者，身体健康，全身无任何疾患，足部健康。实验时身体状态良好，实验前24h无剧烈运动，配合良好。具体基本信息见表1。

表1 受试者基本信息

1.2主要测试仪器

使用大立科技生产的DL700系列高灵敏度红外热像仪，热灵敏度为0.06℃@30℃，空间分辨率为1.13mrad，图像像素为384×288，测温范围为-20℃～+500℃。仪器自带有热像图分析处理软件。测量前，对红外热成像系统进行温度校准。其他仪器包括跑台、秒表、温度湿度测试仪等。

1.3测量环境

测量是在配有冷暖空调的密闭实验室内进行的，控制室温在26℃左右，室温波动范围不超过1℃；相对湿度在60%～70%之间。测试时周围无强红外辐射源存在，室内气流稳定，空气无明显的流动。

1.4足部热像图的研究分区

为详细了解足部体表温度的情况，将足面部细分为3个面和10个小区域，具体如图1所示。

足内侧面：内侧前部(N1)、内侧中部(N2)、内侧跟部(N3)和内侧踝部(N4)。

足正背面：足背前部(B1)和足背后部(B2)。

足外侧面：外侧前部(W1)、外侧中部(W2)、外侧跟部(W3)和外侧踝部(W4)。

图1 足面部体表分区，(a)内侧面；(b)背面；(c)外侧面

1.5实验方案

本研究采用中低强度的慢跑作为持续性运动方案，在跑台进行(跑台速度：8km/h；坡度：0℃；时间：30min)。为保持实验条件的一致性，所有测试在每天固定时间测试，并在1周内完成。测试过程中受试者均穿着统一新袜子进行，测试步骤如下：

①测试开始前，让受试者静坐休息10min后，用红外热像仪测量足部体表温度一次。

②让受试者上跑台开始跑步，秒表开始计时。

③5min后，实验暂停，实验员快速进行体表温度测量。

④测量结束后，受试者马上继续进行跑步运动，秒表同时开始计时。

⑤5min后，实验暂停，重复步骤3；依此类推直至实验累计进行30min，测量并记录相关数据。

1.6数据统计与处理

所有测试数据以平均数±标准差(—(—测)±s)表示，热像图采用红外热像仪自带的分析软件进行处理，所得的温度数据使用spss11.5统计软件进行统计学分析。体表温度分布的比较采用独立样本t检验和配对样本t检验；体表温度变化的比较采用重复测量的方差分析(repetitive measure ANOVA)。所有的统计检验均采用双侧检验，显著性水平为plt;0.05，非常显著性水平为plt;0.01。

2 结果与分析

2.1安静状态下足部分区体表温度分布

表2 安静状态下足面部各区体表温度分布特征℃)

注：与同一足面部各区域相比，*表示plt;0.05，**表示plt;0.01；与整个足面部各区域相比，#表示plt;0.05，##表示plt;0.01

安静状态下足面部各区域体表温度的分布情况详见表2和图2。研究结果表明：足部各面和区域的平均体表温度均存在统计学差异(plt;0.01)。其中，在各个面上，足内侧面，中部(N2)和踝部(N4)的平均体表温度高于前部(N1)和跟部(N4)；足外侧面，也是中部(W2)和踝部(W4)的平均体表温度高于前部(W1)和跟部(W4)；足背面，后部(B2)的平均体表温度高于前部(B1)。在全部区域上，内侧踝部(N4)和足背后部(B2)的平均体表温度最高，分别为31.6±0.8℃和31.5±0.9℃；外侧前部(W1)和外侧跟部(W4)的平均体表温度最低，分别为29.2±1.5℃和29.6±1.4℃。各区域的最高温度和最低温度的差异也同平均体表温度表现一致。

图2 持续运动过程中足部各面平均体表温度变化

前面比较了足部各小区域的体表温度的情况，现比较安静状态下足部三个面的体表温度情况，具体见表3。从表中可知，足部三个面的平均体表温度存在显著性差异(Plt;0.01)。外侧面的平均温度最低，为30.0±1.2℃；内侧面和足背面的平均温度接近，分别为30.8±0.9℃和30.9±1.0℃。最高温度和最低温度也呈现相同的差异。

表3 安静状态下足部三个面体表温度差异性比较℃)

注：与内侧面和正背面相比，*表示plt;0.05，**表示plt;0.01

2.2持续运动30min后足部分区体表温度分布

表4 持续运动30min后足面部各区体表温度分布特征℃)

表5 持续运动30min后足部三个面体表温度差异性比较℃)

持续运动30min后，足部各区域和三个面的体表温度的情况见表4和表5。从表中可知，运动30min后，足部不管是细分的10个小区域之间，还是整体的三个足面之间，它们之间的平均体表温度、最高温度和最低温度都不存在统计学差异(pgt;0.05)。说明经过一定时间的持续运动，整个足部体表温度会趋向一致。

表6 持续运动过程中足面部平均体表温度变化情况℃)

注：与10min前体表温度相比(包含10min)，*表示plt;0.05，**表示plt;0.01

2.3持续运动中足面部体表温度变化趋势

持续运动30min各阶段足面部平均体表温度的变化情况见表6，从表中可知，足部各面的体表温度随着运动时间的增加，也呈现逐步增加的趋势。只有足部内侧面在5min的时，体表温度低于安静状态，如图3所示；外侧面和背面在5min时，体表温度与安静状态无变化。分析原因可能运动刚开始，足部血流量增加不明显，加之由于足部运动，周围空气流动量变化，导致足部体表温度出现了暂时性的下降。随后体表温度逐步升高。

同时我们也发现，足部内侧面和背面在15min后的平均体表温度高于10min(包含10min)前的温度，外侧面则在20min出现。说明对于整个足部而言，持续低强度运动15min左右，是足部体表温度变化的一个转折点，从图3中可直观的看出。

图3 持续运动过程中足部各面平均体表温度变化

3 小 结

人体是一个自发的红外辐射源，不断地向周围环境散发红外辐射能。人体红外辐射与机体的能量代谢、体热平衡以及组织结构等有着密切的内在联系，有其特定的生理机制和结构基础。皮肤是人体散热的最重要场所，皮肤血液循环的结构特点决定了皮肤血流量可以在很大范围内变动[6]。体表温度的变化受到多种因素的影响，主要与皮肤微循环血流量的多少和交感神经兴奋性的高低，以及局部组织的代谢活动有关；另外还可能受到环境温度、空气流动、人的精神状态和汗腺的分泌活动的影响[7]。因此本研究所有测试过程，严格控制相关条件在同一水平下，确保测试数据客观准确。

本研究通过对健康青年持续运动过程中足部体表温度的分析，得出以下结论：

3.1 安静状态下，足面部平均体表温度存在差异，其中内侧面和足背面的温度接近，分别为30.8±0.9℃和30.9±1.0℃；均高于外侧面的温度，为30.0±1.2℃。足内侧面，中部(N2)和踝部(N4)的平均体表温度高于前部(N1)和跟部(N4)；足外侧面，也是中部(W2)和踝部(W4)的平均体表温度高于前部(W1)和跟部(W4)；足背面，后部(B2)的平均体表温度高于前部(B1)。在整个足部区域，内侧踝部(N4)和足背后部(B2)的平均体表温度最高；外侧前部(W1)和外侧跟部(W4)的平均体表温度最低。

3.2 在低强度的持续运动下，随着运动时间的增加，足面部各区域的体表温度逐步升高，运动30min后，整个足面部体表温度大小趋向一致，约33℃左右。其中在持续运动约15min左右时，是足部区域体表温度变化的一个转折点。

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[5] 李顺月,张栋,马惠敏,等.正常人体全背部红外热像图分析[J].陕西中医,2010,31(3):369-370.

[6] 炉庆洪,杨洪钦,陈丽,等.正常青年体表温度分布的红外热像分析[J].中国生物医学工程学报:2007,26(4):528-531,536.

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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,福建龙岩人,主要研究方向为运动生物力学.