Использование температуры Pill к употреблению телеметрической для оценки желудочно-кишечном температура во время тренировки
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
Окисление субстратов в течение мышечных сокращений, необходимо выполнить упражнения и физическая активность, важно Воздействия нашу систему терморегуляции, как только 20% используется для мышечной силы 1, в то время как большинство энергии выделяется в виде тепла (80%) 2,3. Как следствие, повышенное метаболического тепла во время физической активности и физических упражнений, как правило, превышает мощность теплоотвода 4,5, что приводит к увеличению температуры тела (TC). Соответственно, Тс поднимается выше уставки гипоталамуса, который определяется как гипертермии 6, и может даже привести к ослабленной 5,7,8 производительности упражнения и / или развития, связанных с тепло-расстройств 4,6. По этой причине очень важно точно измерить Тс при длительном осуществлении и, в частности, в напряженных условиях окружающей среды.
Литература описывает, что идеальный метод для измерения Тс следует: 1) легко приложениеlicable, 2) не быть предвзятым условия окружающей среды, 3) имеют высокую временное разрешение быстро отслеживать изменения в ТК, и 4) имеют способность обнаруживать небольшие изменения (Δ0.1 ° С) в основной температуры тела 9,10. Обзор различных методов измерения Тс было дано Международной организацией по стандартизации (ISO 9886) 11. Было установлено, что температура пищевода на уровне левого предсердия обеспечивает тесную соглашение с центральным температуры крови, в то время как эта мера способна быстро обнаружить незначительные () изменения температуры 12. Хотя измерения температуры пищевода, как правило, принимаются в качестве золотого стандарта для записи Тс, его инвазивность ограничивает практическое использование этого метода. Альтернативные меры для контроля Тк полагаться на записях температуры наружного барабанной перепонки, рот или прямую кишку, 12. Эти сайты измерения не являются оптимальными для измерения Тс, учитывая их инвазивный характер, methodologческие трудности и / или потенциал смещения условий окружающей среды 9,12-14 (таблица 1). Это подчеркивает необходимость изучения альтернативных стратегий для мониторинга (изменения в) Tc.
Предыдущие исследования описывают использование пищевым телеметрической температуры таблетки, как легко применимо, надежного и действенного метода для измерения TGI, который является представителем оценка Тс 9,15. Другой, важный, преимущество температуры таблетки является пригодность в полевых условиях на основе, что имеет большое значение, так как упражнения-индуцированной возвышенностей в Тс, как правило, выше в поле, чем в лабораторных условиях 16. В настоящее время, температура таблетки в состоянии измерить TGI каждые 10 сек с точностью ± 0,1 ° С, что делает этот метод очень подходит для измерения TGI во время мероприятия упражнений или важном матче. Кроме того, в исследовании Стивенс и др 17. Показано, чтотелеметрическая Температура таблетки также могут быть использованы для мониторинга температуры внутрижелудочного. Принимаемую температура таблетки впервые описан в 1961 году 18, и дальнейшее развитие на Хопкинса Университета Джонса (Балтимор, США) в сотрудничестве с прикладной физики лаборатории NASA. В результате 20 х 10 мм капсула с телеметрической системы, микро батареи и датчик температуры кристалла кварца. Датчик кристалл вибрирует на частоте по сравнению с температурой окружающей вещества. Этот сигнал радио температура передается через тело, которое может быть измерено с помощью внешнего записывающего (рисунок 1). Каждый Температура таблетки имеет уникальный серийный номер и калибровки, который может быть использован записывающего преобразовать радиосигнал и измерить соответствующую TGI.
Небольшой магнитная полоса прикреплена к наружной температуре, таблетки, которое выключает батарею. При этом магнитная лента удаляется, таблетки ACTiстар.кон.п сразу и начинает измерения Тс (рисунок 2). Каса и коллеги, 19 используется шесть различных методов (желудочно-кишечного тракта, ректальные, звуковые, временное, осевые и лоб), чтобы измерить Тс, с ректальной температуре, установленной в качестве опорного значения. Они показали, что желудочно-кишечный измерение Тс с температурой таблетки это единственный метод, который показывает хорошее согласие с ссылкой Tc. Другие исследовали соотношение между TGI и ректальной температуре и показали небольшое, но значимое смещение в диапазоне от 0,07 ° C до 0,20 ° C 9,15,20,21. Хотя направление и величина смещения различались исследований, мягкий и Альтман 95% пределы соглашения были ± 0,4 ° С, что является приемлемым 9,22. Кроме того, в обзоре Бирна и др. 9 TGI по сравнению с прямой и пищевода температуре (золотой стандарт) в качестве меры для Тс. Они демонстрируют, что TGI измеряется с Temperature таблетки является действительным мера для Тс на основе соглашения между хорошей кишечной и пищевода температуры. Кроме того, 95% мягкий и Альтман пределы соглашения были ограничены до ± 0,4 ° С 22, в то время никаких существенных смещения не было найдено между двумя измерениями 9,20,21. Эти результаты показывают, что TGI является действительным мерой Tc.
Еще один важный аспект хорошей техники измерений Тс / TGI является высоким временным разрешением, чтобы быстро отслеживать изменения в ТК. Предыдущие исследования показали, что TGI измеряется с температурой таблетки реагирует медленнее на изменения в Тс по сравнению с пищевода измерения 15,20,23, что может быть объяснено в связи с низкой теплоемкостью пищевода и близости к сердцу 10 , При измерении температуры пищевода, термистор находится на уровне левого предсердия 10. На этом уровне, легочной артерии, и пищевод находятся в контактеи изотермические 24, который стимулирует быстрое время отклика на изменение температуры измерения пищевода. В противоположность этому, кишечник и прямой кишки менее орошаемый сравнению с пищевода, в результате чего задержки в измерении изменения температуры в этих местах анатомических. Тем не менее, принимаемую телеметрическая температура таблетки имеет точность ± 0,1 ° С и способен измерять TGI каждые 10 сек. Предыдущее исследование сообщили, что температура ядра тела может повыситься на максимум 1 ° С каждые 5 мин, если нет тепла удаляется во время тренировки 25. Таким образом, временное разрешение температуры таблетки подходит для измерения изменений в TGI во время физических упражнений. Основываясь на этих выводах, то можно сделать вывод, что температура таблетки является надежным и действительным методика для измерения TGI. Несмотря на использование телеметрической температуры таблетки в большом количестве исследований, четкое описание о том, как использовать температуру таблетки отсутствует.
Таким образом, тон Цель данного исследования заключается в предоставлении подробное описание протокола измерения с помощью приема внутрь телеметрической температуры таблетку. Во-вторых, применение телеметрической температуры таблетки в двух различных протоколов исследований описаны, в которой в поперечном сечении конструкции (измерение каждые 5 км с другом рекордер) и протокол, который непрерывно записывает TGI у людей используют.
Protocol
Representative Results
Discussion
Принимаемую телеметрическая температура таблетки имеет возможность обеспечить непрерывную, достоверной и неинвазивный измерение TGI. Кроме того, преимуществом температуры таблетки является то, что при оральном введении, субъекты не знают о присутствии таблетки в организме или что из?…
Divulgazioni
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/ |
Riferimenti
- 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).
