皮肤温度（Tsk）与热对比指数（TCI）在递增运动中的可靠性及生理反应性：一项重测分析

《Scientific Reports》：Reliability and physiological responsiveness of skin temperature and thermal contrast index during incremental exercise: a test–retest analysis

　　

为调查皮肤温度（skin temperature, Tsk）与热对比指数（thermal contrast index, TCI）在递增运动中的重测可靠性，并检验其与心血管、代谢及感知参数的反应性，研究人员让19名参与者完成两次标准化递增自行车测试，同步采集热成像、心血管、代谢与感知测量。Tsk与TCI可靠性通过变异系数（coefficient of variation, CV）、 intraclass correlation coefficient（ICC）、Bland–Altman分析与混合效应模型评价。Tsk在各感兴趣区（region of interest, ROI）表现出良好至优秀可靠性（ICCA,1：0.74–0.94 [CI：0.44–0.98]，SEMA,1：0.28–0.53）。TCI可靠性因区域与强度而异，从差到良好（ICCA,1：0.23–0.80 [CI：-0.27–0.92]，SEMA,1：0.29–0.57），在更高运动强度与前 thigh 可靠性倾向更高。置信区间普遍较宽，需谨慎解释。TCI与心率（heart rate, HR）（β=0.46, p<0.001）、血乳酸（blood lactate）（β=0.17, p<0.001）和能量消耗（energy expenditure）（β=0.14, p<0.001）存在一致关联；Tsk更多受个体特征而非生理变化影响。TCI在较高强度与运动相关肌群中可靠性较好，在低强度与非活跃区较低；TCI对内部负荷尤其HR更敏感，Tsk则提供稳定测量并主要反映个体基线特征。

研究背景方面，规律运动可预防非传染性疾病并提升健康与运动表现，但运动产热与全球变暖使热应激风险上升。红外热成像（infrared thermography, IRT）可无创、快速、低成本量化皮肤温度（T_sk）与热对比指数（TCI），用于观察肌肉向皮肤散热。既往研究已表明T_sk在高强度耐力运动中常下降，反映外周血管收缩；TCI与穿支血管（perforasome）激活有关，可表征皮肤散热模式。但TCI与T_sk在相同条件下能否被可靠重复测量仍不清楚。若IRT指标不可靠，便难以用于训练监控、热调节负荷判断与训练周期效果评估。因此，研究人员在《Scientific Reports》发表该研究，检验T_sk与TCI在两次标准化递增自行车测试中的重测可靠性，并分析心血管、代谢与主观参数对二者的影响是否一致。

关键技术方法上，研究人员纳入19名训练有素的男性参与者，按TISEM共识与文献建议控制酒精、咖啡因、进食、化妆、理疗、日晒与剧烈运动等影响因素。研究采用固定式自行车功率计完成两次递增自行车测试：5分钟1 W·kg?1热身，自100 W起每5分钟增加50 W至力竭。同步记录肺气体交换、心率、耳垂毛细血管血乳酸、Borg自觉用力评分（rating of perceived exertion, RPE）。热成像使用FLIR E54相机，距离2.80 m、垂直ROI拍摄大腿前后侧，用Thermacam Researcher Pro软件提取T_sk均值，并按文献以ROI内10%最暗像素减10%最亮像素计算TCI。统计上采用CV、绝对一致ICC（ICC_A,1、ICC_A,2）、标准测量误差（standard error of measurement, SEM）、95%最小可检测变化（minimal detectable change at 95% confidence, MDC95）与Bland–Altman分析，并以线性混合效应模型（linear mixed-effects model, LMM）用z分数比较HR、乳酸、V?O₂、能量消耗、RPE对T_sk与TCI的影响。

研究结果部分，Reliability of TCI and its responsiveness to physiological parameters following two incremental cycling tests表明，TCI可靠性随运动强度升高而改善，前 thigh优于后thigh；在低强度与低活跃区可靠性差。原因是低强度未充分诱导皮肤血流重定向，而高强度时代谢产热增加，perforasome激活更明显，使TCI更可被重复捕捉。即便外部负荷相同，Test 2心率平均低3.53 bpm，说明生理日间波动可影响TCI，因此其较低可靠性部分来自对生理波动的高反应性，即存在可靠性—反应性权衡。

Reliability of T_sk and its responsiveness to physiological parameters following two incremental cycling tests表明，T_sk整体呈良好至优秀可靠性（ICC_A,1：0.74–0.94），优于既往热环境中点测量研究；Day 2较Day 1升高0.12 °C，但低于SEM与MDC95，属测量误差范围内的小偏移。乳酸、HR、V?O₂、能量消耗、RPE均显著影响T_sk，但乳酸与HR的效应在两次测试中不一致；T_sk方差主要由个体特异性基线解释（τ??=0.67 > σ2=0.28，条件R2=0.735），说明其更稳定地反映个体热调节与形态学特征。

Strength, limitations and future research指出，研究优势是同时评价TCI与T_sk可靠性及生理参数影响；局限包括室内无气流固定自行车环境、队列同质化可能压低组间变异、无先验样本量计算。未来应区分测量误差与生物学变异，联合激光多普勒血流仪与肌温验证TCI是否代表激活perforasome，并在户外、不同人群与训练干预中检验。

Practical recommendations指出，解读TCI需考虑强度、肌群与生理响应；TCI与T_sk均有SEM与MDC95误差边界，小于边界的小波动不应过度解释；建议通过多次TCI评估建立个体基线，两次平均可提高ICC_A,2与降低SEM_A,2、MDC95_A,2。

讨论总结为，TCI是高强度与性能相关肌群中对内部负荷敏感的指标准，但因其对生理波动敏感，重测可靠性低于T_sk；T_sk更稳定，却较少反映急性运动生理变化。研究者主张在标准化运动中联合解释TCI与HR、乳酸等内部负荷指标，并以多次测量建立基线。

结论部分译为：本研究显示，红外热成像测得的热对比指数（TCI）可靠性呈梯度特征——在高强度及更参与运动表现的ROI中倾向良好，在低强度及运动中外侧活跃度较低区域中较差。此外，TCI对所选内部负荷参数（最突出为心率）具有反应性，提示其可反映急性生理变化，因此在标准化运动测试中应与这些参数联合解读。皮肤温度（T_sk）除Pre阶段少数场合外呈良好至优秀可靠性；结果表明T_sk更多受受试者相关因素影响，而非运动测试中细微急性生理反应影响，提示其更适合作为稳定个体特征，而非内部负荷的动态响应指标。