Sindirilebilir bir Telemetrik Sıcaklık hapı kullanma Egzersiz sırasında Gastrointestinal Sıcaklık değerlendirin
Summary
This study describes an accurate, reliable and non-invasive technique to continuously measure gastrointestinal temperature during exercise. The ingestible telemetric temperature pill is suitable to measure gastrointestinal temperature in laboratory settings as well as in field based settings.
Abstract
Exercise results in an increase in core body temperature (Tc), which may reduce exercise performance and eventually can lead to the development of heat-related disorders. Therefore, accurate measurement of Tc during exercise is of great importance, especially in athletes who have to perform in challenging ambient conditions. In the current literature a number of methods have been described to measure the Tc (esophageal, external tympanic membrane, mouth or rectum). However, these methods are suboptimal to measure Tc during exercise since they are invasive, have a slow response or are influenced by environmental conditions. Studies described the use of an ingestible telemetric temperature pill as a reliable and valid method to assess gastrointestinal temperature (Tgi), which is a representative measurement of Tc. Therefore, the goal of this study was to provide a detailed description of the measurement of Tgi using an ingestible telemetric temperature pill. This study addresses important methodological factors that must be taken into account for an accurate measurement. It is recommended to read the instructions carefully in order to ensure that the ingestible telemetric temperature pill is a reliable method to assess Tgi at rest and during exercise.
Introduction
Enerjinin büyük bir kısmı ısı (% 80) 2,3 olarak piyasaya iken kas kasılmaları, gerekli sırasında yüzeylerde oksidasyonu, egzersiz ve fiziksel aktivite gibi sadece% 20 kas gücü 1 için kullanılan önemlisi etkiler bizim termoregülatuar sistemini gerçekleştirmek için. Bunun bir sonucu olarak, fiziksel aktivite ve egzersiz sırasında yüksek metabolik ısı üretimi, tipik olarak vücut sıcaklığında (Tc) 'de bir artışa neden olur, ısı yayma kapasitesine 4,5 aşmaktadır. Buna göre, Tc hipertermi 6 olarak tanımlanır hipotalamik ayar noktasının, yukarıda yükselir ve hatta bir zayıflatılmış egzersiz performans 5,7,8 ve / veya ısı ile ilgili bozuklukların 4,6 gelişimine neden olabilir. Bu nedenle, doğru bir uzun süreli egzersiz sırasında ve yorucu çevre koşulları, özellikle de Tc ölçülmesi önemlidir.
1) Kolay uygulaması olacak: Edebiyat ideal bir yöntemdir Tc gerektiğini ölçmek için bu açıklarlicable, 2) çevre koşulları tarafından önyargılı değil, 3) hızla Tc değişiklikleri izlemek için yüksek zamansal çözünürlüğe sahip ve 4) küçük değişiklikleri tespit etme kapasitesine sahip (Δ0.1 ° C) çekirdek vücut ısısında 9,10. Tc ölçmek için farklı yöntemler genel bir bakış Standardizasyon Örgütü Uluslararası (ISO 9886) 11 tarafından verildi. Bu tedbir hızla sıcaklık 12 (minör) değişiklikleri tespit etmek mümkün iken, sol atrium seviyesinde özofagus sıcaklık, merkez kan sıcaklığı ile yakın anlaşma sağladığı belirtildi. Özofagus sıcaklık ölçümleri genellikle Tc kaydetmek için altın standart olarak kabul edilmektedir rağmen, invaziv doğası, bu yöntemin pratik kullanımını sınırlandırmaktadır. Alternatif önlemler Tc dış kulak zarı, ağız, rektum veya 12 sıcaklık kayıtları güveniyor izlemek için. Bu ölçüm siteleri, methodolog onların invaziv karakter verilen, Tc ölçmek için uygun değildirical zorluklar ve / veya çevresel koşullar 9,12-14 (Tablo 1) potansiyel önyargı. Bu Tc (değişiklikleri) izlemek için alternatif stratejiler keşfetmek için gerekliliğini vurgulamaktadır.
Önceki çalışmalar Tc 9,15 temsili tahmin olan TGI, ölçmek için kolay, uygulanabilir, güvenilir ve geçerli bir yöntem olarak bir hazmedilebilir telemetrik sıcaklık hap kullanımını tarif etmişlerdir. Sıcaklık hap diğer önemli avantaj Tc egzersize bağlı yükseltiler laboratuvar ortamlarında 16 daha alanında genellikle daha yüksektir çünkü büyük önem taşıyor alan bazlı durumlarda uygunluğu vardır. Şu anda, sıcaklık hap bir egzersiz olay ya da önemli bir maç sırasında TGI ölçmek için çok uygundur bu tekniğin yapar ± 0.1 ° C, bir hassasiyetle TGI her 10 saniyede bir ölçebilir. Ayrıca, Stevens ve arkadaşları tarafından yapılan bir çalışmada. 17 o gösterilmiştirtelemetrik sıcaklık hap da mide sıcaklığını izlemek için kullanılıyor olabilir. Yutulabilir sıcaklık hapı NASA Uygulamalı Fizik Laboratuvarı işbirliği ile Johns Hopkins Üniversitesi'nde (Baltimore, ABD) ilk 1961 18 tarif ve daha gelişmiştir. Sonuç telemetri sistemi, mikro pil ve bir kuvars kristali sıcaklık sensörü ile 20 x 10 mm kapsül. Kristal sensörü çevreleyen maddenin sıcaklığı frekans nispetle titreşir. Bu sıcaklık, radyo sinyali harici bir kaydedici (Şekil 1) ile ölçülebilir vücut iletilir. Her sıcaklık hap radyo sinyalini dönüştürmek ve ilgili TGI ölçmek için kaydedici tarafından kullanılabilecek eşsiz bir seri ve kalibrasyon numarası vardır.
Küçük bir manyetik şerit pil devreden sıcaklığı hap, dış takılır. Bu manyetik şerit kaldırıldığında, hap acti olduğuHemen çıkartılmış ve Tc (Şekil 2) ölçme başlar. Casa ve arkadaşları, 19 referans değeri olarak belirlenen rektal sıcaklık ile, Tc ölçmek için altı farklı teknikler (gastrointestinal, rektal, işitsel, zamansal, eksenel ve alnı) kullanıldı. Onlar sıcaklık hap ile Tc gastrointestinal ölçüm referansı Tc ile iyi bir uyum gösteren tek bir teknik olduğunu gösterdi. Diğerleri TGI ve rektal sıcaklık arasındaki ilişkiyi araştırdık ve 0.07 ° C ila 0.20 ° C 9,15,20,21 arasında değişen küçük fakat anlamlı bir önyargı göstermiştir. Yönü ve önyargı büyüklüğü çalışmaları arasında farklılık olmakla birlikte, anlaşmanın Mülayim ve Altman% 95 limitleri ± kabul edilebilir 9,22 olan 0,4 ° C idi. Ayrıca, Byrne ve arkadaşları tarafından bir yorumda. 9 Tgi Tc için bir ölçü olarak rektal ve özofagus sıcaklığı (altın standart) ile karşılaştırılır. Bunlar Tgi te ölçülen olduğunu göstermektedirmperature hap bağırsak ve özofagus sıcaklığı arasındaki iyi anlaşmaya dayalı Tc için geçerli ölçüdür. Ayrıca, anlaşma% 95 Mülayim ve Altman sınırları belirgin önyargı iki ölçüm 9,20,21 arasında bulunurken, C 22 0.4 ° ± ile sınırlı kalmıştır. Bu sonuçlar Tgi Tc için geçerli bir ölçü olduğunu düşündürmektedir.
İyi Tc / Tgi ölçüm tekniğinin bir diğer önemli yönü hızla Tc değişiklikleri izlemek için yüksek çözünürlüklü zamansal olduğunu. Önceki çalışmalar sıcaklık hap ile ölçülen Tgi kalp 10 özofagusun düşük ısı kapasitesi ve yakınlığı nedeniyle açıklanabilir özofagus ölçüm 15,20,23 kıyasla Tc değişikliklere daha yavaş yanıt olduğunu göstermiştir . Özofagus, sıcaklık ölçümü, termistor sol atriyum 10 seviyesinde yerleştirilmiştir. Bu seviyede, pulmoner arter ve yemek borusu temas halindedirve özofagus ölçüm sıcaklık değişimleri hızlı tepki süresine uyarır izotermal 24. Bunun aksine, bağırsak ve rektum, bu anatomik yerle sıcaklık değişimleri ölçmek bir gecikmeye neden yemek borusu göre daha az perfüze bulunmaktadır. Ancak, hazmedilebilir telemetrik sıcaklık hap ± 0.1 ° C'lik bir doğruluğa sahiptir ve TGI her 10 saniyede bir ölçebilir. Bir önceki çalışmada hiçbir ısı egzersiz sırasında 25 kaldırılırsa çekirdek vücut ısısı 1 ° C, her 5 dk bir maksimum çıkabilir bildirdi. Bu nedenle, sıcaklık hap zamansal çözünürlük egzersiz sırasında TGI değişiklikleri ölçmek için uygundur. Bu bulgulara dayanarak, sıcaklık hap TGI ölçmek için geçerli ve güvenilir bir teknik olduğu sonucuna varılabilir. Çalışmaların çok sayıda hap eksik sıcaklığı nasıl kullanılacağı hakkında net bir açıklama telemetrik sıcaklık hap kullanılmasına rağmen.
Bu nedenle, tO bu çalışmanın amacı bir hazmedilebilir telemetrik sıcaklık hapı kullanarak ölçüm protokolü ayrıntılı bir açıklamasını sunmaktır. İkinci olarak, iki farklı çalışma protokollerinde telemetrik sıcaklığı hap uygulama kesitsel (ölçüm farklı kayıt cihazı ile her 5 km) ve sürekli bireylerde TGI kaydeden bir protokol kullanıldığı açıklanmıştır.
Protocol
Representative Results
Discussion
Hazmedilebilir telemetrik sıcaklık hap TGI bir sürekli geçerli ve non-invaziv ölçüm sağlama yeteneğine sahiptir. Ayrıca, sıcaklık hapı bir avantaj kez yutulur gerçektir denekler vücutta veya ölçümler olduğunu hap varlığından habersiz. Bu nedenle bu yöntem, sadece dinlenme şartları altında hem de egzersiz, çalışma katılımcılarının en az bir yükü sırasında kolay uygulanabilir ve bu nedenle alanı ve laboratuvar kullanılabilir. Diğer bir avantajı tek bir kaydedici ile deneklerin bü…
Divulgations
The authors have nothing to disclose.
Acknowledgements
This work was supported by STW (12864, C.C.W.G.B) and the Netherlands Organization for Scientific Research (Rubicon Grant 825.12.016, T.M.H.E).
Materials
| CorTemp data recorder | CorTemp system, HQ Inc., Florida, USA | Not applicable | http://www.hqinc.net/cortemp-data-recorder/ |
| Cortemp ingestible telemetric temperature pill | CorTemp system, HQ Inc., Florida, USA | HT150002 | http://www.hqinc.net/cortemp-sensor-2/ |
| CorTrack II software (Data processing for a PC only) | CorTemp system, HQ Inc., Florida, USA | Not applicable | http://www.hqinc.net/cortrack-ii-data-graphing-software/ |
References
- Hawley, J. A., Hargreaves, M., Joyner, M. J., Zierath, J. R. Integrative Biology of Exercise. Cell. 159, 738-749 (2014).
- American College of Sports Medicine. American College of Sports Medicine position stand. Exercise and fluid replacement. Med Sci Sports Exerc. 39, 377-390 (2007).
- Cheuvront, S. N., Haymes, E. M. Thermoregulation and marathon running: biological and environmental influences. Sports Med. 31, 743-762 (2001).
- Kenefick, R. W., Cheuvront, S. N., Sawka, M. N. Thermoregulatory function during the marathon. Sports Med. 37, 312-315 (2007).
- Tatterson, A. J., Hahn, A. G., Martin, D. T., Febbraio, M. A. Effects of heat stress on physiological responses and exercise performance in elite cyclists. J Sci Med Sport. 3, 186-193 (2000).
- Bouchama, A., Knochel, J. P. Heat stroke. N Engl J Med. 346, (1978).
- Galloway, S. D., Maughan, R. J. Effects of ambient temperature on the capacity to perform prolonged cycle exercise in man. Med Sci Sports Exerc. 29, 1240-1249 (1997).
- Hargreaves, M. Physiological limits to exercise performance in the heat. J Sci Med Sport. 11, 66-71 (2008).
- Byrne, C., Lim, C. L. The ingestible telemetric body core temperature sensor: a review of validity and exercise applications. Br J Sports Med. 41, 126-133 (2007).
- Sawka, M. N., Wenger, C., Pandolf, K. B. . Human performance physiology and environmental medicine at terrestrial extremes. , 97-151 (1988).
- . . Ergonomics — Evaluation of thermal strain by physiological measurements. , (2004).
- Blatteis, C. M., Blatteis, C. M. . Physiology and pathophysiology of temperature regulation. , 273-279 (1998).
- Bagley, J. R., et al. Validity of field expedient devices to assess core temperature during exercise in the cold. Aviat Space Environ Med. 82, 1098-1103 (2011).
- Livingstone, S. D., Grayson, J., Frim, J., Allen, C. L., Limmer, R. E. Effect of Cold-Exposure on Various Sites of Core Temperature-Measurements. J Appl Physiol (1985). 54, 1025-1031 (1983).
- Gant, N., Atkinson, G., Williams, C. The validity and reliability of intestinal temperature during intermittent running. Med Sci Sports Exerc. 38, 1926-1931 (2006).
- Sawka, M. N., et al. Physiologic tolerance to uncompensable heat: intermittent exercise, field vs laboratory. Med Sci Sports Exerc. 33, 422-430 (2001).
- Stevens, C. J., Dascombe, B., Boyko, A., Sculley, D., Callister, R. Ice slurry ingestion during cycling improves Olympic distance triathlon performance in the heat. J Sports Sci. 31, 1271-1279 (2013).
- Wolff, H. S. The radio pill. New Science. 12, 419-421 (1961).
- Casa, D. J., et al. Validity of devices that assess body temperature during outdoor exercise in the heat. J Athl Train. 42, 333-342 (2007).
- Kolka, M. A., Quigley, M. D., Blanchard, L. A., Toyota, D. A., Stephenson, L. A. Validation of a Temperature Telemetry System during Moderate and Strenuous Exercise. J Therm Biol. 18, 203-210 (1993).
- Lee, S. M., Williams, W. J., Schneider, S. M. . Core temperature measurement during submaximal exercise: esophageal, rectal, and intestinal temperatures. , (2000).
- Bland, J. M., Altman, D. G. Statistical methods for assessing agreement between two methods of clinical measurement. Lancet. 1, 307-310 (1986).
- Lim, C. L., Byrne, C., Lee, J. K. Human thermoregulation and measurement of body temperature in exercise and clinical settings. Ann Acad Med Singapore. 37, 347-353 (2008).
- Brengelmann, G. L., Shiraki, K., Yousef, M. K. . Man in a Stressful Environment: Thermal and Work Physiology. , 5-22 (1987).
- American College of Sports Medicine. American College of Sports Medicine position stand. Exertional heat illness during training and competition. Med Sci Sports Exerc. 39, 556-572 (2007).
- Easton, C., Fudge, B. W., Pitsladis, Y. P. Rectal, telemetry pill and tympanic membrane thermometry during exercise heat stress. J Therm Biol. 32, 78-86 (2007).
- Moran, D. S., Mendal, L. Core temperature measurement: methods and current insights. Sports Med. 32, 879-885 (2002).
- Ganio, M. S., et al. Validity and reliability of devices that assess body temperature during indoor exercise in the heat. J Athl Train. 44, 124-135 (2009).
- Kolka, M. A., Levine, L., Stephenson, L. A. Use of an ingestible telemetry sensor to measure core temperature under chemical protective clothing. J Therm Biol. 22, 343-349 (1997).
- Brien, C., Hoyt, R. W., Buller, M. J., Castellani, J. W., Young, A. J. Telemetry pill measurement of core temperature in humans during active heating and cooling. Med Sci Sports Exerc. 30, 468-472 (1998).
- Wilkinson, D. M., Carter, J. M., Richmond, V. L., Blacker, S. D., Rayson, M. P. The effect of cool water ingestion on gastrointestinal pill temperature. Med Sci Sports Exerc. 40, 523-528 (2008).
- Sparling, P. B., Snow, T. K., Millardstafford, M. L. Monitoring Core Temperature during Exercise – Ingestible Sensor Vs Rectal Thermistor. Aviat Space Environ Med. 64, 760-763 (1993).
- Roach, G. D. S. C., Darwent, D., Kannaway, D. J., Furguson, S. A. Lost in transit: The journey of ingestible temperature sensors through the human digestive tract. Ergonomia. 32, 49-61 (2010).
- McKenzie, J. E., Osgood, D. W. Validation of a new telemetric core temperature monitor. J Therm Biol. 29, 605-611 (2004).
- Palit, S., Lunniss, P. J., Scott, S. M. The physiology of human defecation. Dig Dis Sci. 57, 1445-1464 (2012).
- Chien, L. Y., Liou, Y. M., Chang, P. Low defaecation frequency in Taiwanese adolescents: association with dietary intake, physical activity and sedentary behaviour. J Paediatr Child Health. 47, 381-386 (2011).
