باستخدام درجة الحرارة حبوب منع الحمل هضم القياس عن بعد لتقييم درجة الحرارة الجهاز الهضمي أثناء التمرين
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
أكسدة ركائز خلال تقلصات العضلات، ضرورية لأداء التمارين الرياضية والنشاط البدني، والأهم من آثار النظام الحراري لدينا كما يستخدم٪ 20 فقط من أجل القوة العضلية 1، في حين تم الإفراج عن معظم الطاقة على شكل حرارة (80٪) 2،3. ونتيجة لذلك، فإن ارتفاع إنتاج الحرارة الأيضية أثناء ممارسة النشاط البدني وممارسة الرياضة عادة يتجاوز قدرة تبديد الحرارة 4،5، مما أدى إلى زيادة في درجة حرارة الجسم الأساسية (ح). وفقا لذلك، ح يرتفع فوق نقطة مجموعة المهاد، الذي يعرف بأنه ارتفاع الحرارة 6، ويمكن أن يؤدي حتى في موهن 5،7،8 أداء التمرين و / أو تطوير الاضطرابات المرتبطة بارتفاع درجات الحرارة 4،6. لهذا السبب من المهم لقياس بدقة ح أثناء ممارسة الرياضة لفترات طويلة وخاصة في الظروف المحيطة مضنية.
يصف الأدب أن الأسلوب الأمثل لقياس يجب ح: 1) أن يكون من السهل التطبيقlicable، 2) لا يكون متحيزا بسبب الظروف البيئية، 3) لديها قرار زمنية عالية لرصد التغيرات السريعة في التعاون التقني، و4) لديها القدرة على اكتشاف التغيرات الصغيرة (Δ0.1 ° C) في درجة حرارة الجسم الأساسية 9،10. أعطيت لمحة عامة عن الطرق المختلفة لقياس ح من قبل المنظمة الدولية للتوحيد القياسي (ISO 9886) 11. وذكر أن درجة حرارة المريء على مستوى الأذين الأيسر توفر أقرب اتفاق مع درجة حرارة الدم المركزية، في حين أن هذا الإجراء غير قادرة على الكشف بسرعة (طفيفة) التغيرات في درجات الحرارة 12. على الرغم من أن قياسات درجات الحرارة المريء المقبولة عموما باعتبارها معيار الذهب لتسجيل ح، يحد طبيعته الغازية والاستخدام العملي لهذه الطريقة. تدابير بديلة لرصد ح تعتمد على التسجيلات درجة حرارة الغشاء الخارجي طبلي، الفم، أو المستقيم 12. هذه المواقع القياس ليست الأمثل لقياس ح، نظرا طابعها الغازية، منهجيهصعوبات كال و / أو التحيز المحتمل بسبب الظروف البيئية 9،12-14 (الجدول 1). هذا يسلط الضوء على الحاجة إلى استكشاف استراتيجيات بديلة لمراقبة (التغيرات في) ح.
وقد وصفت دراسات سابقة استخدام حبوب منع الحمل درجة حرارة القياس عن بعد هضم كطريقة للتطبيق بسهولة، موثوقة وصحيحة لقياس TGI، وهو تقدير تمثيلية للتعاون التقني 9،15. آخر مهمة، الاستفادة من حبوب منع الحمل درجة الحرارة ملاءمة في الحالات الميدانية، والتي هي ذات أهمية كبيرة منذ الارتفاعات ممارسة النشاط في ح هي أعلى عموما في هذا المجال مما كانت عليه في بيئة معملية 16. حاليا، وحبوب منع الحمل ودرجة الحرارة قادر على قياس تجي كل 10 ثانية مع دقة ± 0.1 درجة مئوية، مما يجعل هذه التقنية مناسبة جدا لقياس TGI خلال حدث ممارسة أو مباراة مهمة. وعلاوة على ذلك، في دراسة أجرتها ستيفنز وآخرون 17. ثبت أنويمكن أيضا أن تستخدم حبوب منع الحمل درجة حرارة القياس عن بعد لمراقبة درجة الحرارة داخل المعدة. وأول وصف حبوب منع الحمل درجة الحرارة هضم في عام 1961 18، ومزيد من التطوير في جامعة جونز هوبكنز (بلتيمور، الولايات المتحدة الأمريكية) بالتعاون مع مختبر الفيزياء التطبيقية من وكالة ناسا. والنتيجة هي 20 × 10 مم كبسولة مع نظام القياس عن بعد، بطارية صغيرة واستشعار درجة الحرارة الكوارتز الكريستال. يهتز أجهزة الاستشعار وضوح الشمس في التردد قريب لدرجة حرارة المادة المحيطة بها. تنتقل هذه الإشارة الراديوية درجة الحرارة من خلال الجسم، والتي يمكن أن تقاس مسجل الخارجي (الشكل 1). كل حبة درجة الحرارة لديه الرقم التسلسلي ومعايرة فريدة من نوعها، والتي يمكن استخدامها من قبل مسجل لتحويل الإشارات اللاسلكية وقياس TGI المقابلة.
وترد الشريط المغناطيسي صغير إلى خارج الحبة درجة الحرارة، مما يعطل البطارية. عند إزالة هذا الشريط المغناطيسي، وحبوب منع الحمل هو ACTIتفعيل الصوت الرقمي على الفور ويبدأ قياس ح (الشكل 2). كازا والزملاء، 19 تستخدم ستة تقنيات مختلفة (الجهاز الهضمي، والمستقيم، السمعية والزمانية، محوري والجبين) لقياس والتعاون التقني، مع درجة حرارة الجسم على النحو القيمة المرجعية. وأظهروا أن قياس الهضمي للتعاون التقني مع حبوب منع الحمل في درجة الحرارة هو الأسلوب الوحيد الذي يظهر اتفاق جيد مع الإشارة ح. التحقيق آخرين العلاقة بين TGI ودرجة حرارة الجسم وأظهرت وجود تحيز صغيرة ولكنها مهمة تتراوح بين 0.07 درجة مئوية إلى 0.20 درجة مئوية 9،15،20،21. على الرغم من أن اتجاه وحجم التحيز اختلف بين الدراسات، كانت 95٪ في حدود بلاند والتمان الاتفاق ± 0.4 ° C، وهو مقبول 9،22. بالإضافة إلى ذلك، في مراجعة من جانب بايرن آخرون 9 تتم مقارنة تجي مع درجة حرارة المستقيم والمريء (المعيار الذهبي) كمقياس لح. أنها تثبت أن TGI قياس مع الشركة المصرية للاتصالاتحبوب منع الحمل mperature هو مقياس صحيح لح استنادا إلى اتفاق جيد بين درجة الحرارة في الأمعاء والمريء. وعلاوة على ذلك، حدود بلاند والتمان 95٪ من اتفاق اقتصرت على ± 0.4 ° C 22، في حين تم العثور على أي تحيز كبير بين اثنين من القياسات 9،20،21. وتشير هذه النتائج إلى أن TGI هو مقياس صحيح لح.
جانب آخر مهم من تقنية قياس ح / TGI جيدة هو قرار زمنية عالية لرصد التغيرات السريعة في ح. وقد أثبتت دراسات سابقة أن TGI قياس مع حبوب منع الحمل درجة الحرارة يستجيب ببطء أكثر على التغيرات في ح مقارنة لقياس المريء 15،20،23، الذي يمكن تفسيره بسبب السعة الحرارية المنخفضة من المريء والقرب من القلب 10 . في قياس درجة الحرارة المريء، يتم وضع الثرمستور على مستوى الأذين الأيسر (10). على هذا المستوى، والشريان الرئوي والمريء على اتصالومتساوي الحرارة 24، والذي يحفز وقت استجابة سريع على التغيرات في درجة حرارة قياس المريء. في المقابل، فإن الأمعاء والمستقيم أقل perfused مقارنة المريء، مما أدى إلى تأخير في قياس التغيرات في درجات الحرارة في هذه المواقع التشريحية. ومع ذلك، فإن حبوب منع الحمل درجة حرارة القياس عن بعد هضم لديه دقة ± 0.1 ° C وقادرة على قياس تجي كل 10 ثانية. وأفادت دراسة سابقة أن درجة حرارة الجسم الأساسية يمكن أن يرتفع في مدة أقصاها 1 ° C كل 5 دقائق إذا تم إزالة أي حرارة أثناء ممارسة الرياضة 25. ولذلك، فإن القرار الزمني للحبوب منع الحمل درجة حرارة مناسبة لقياس التغيرات في TGI أثناء ممارسة الرياضة. وبناء على هذه النتائج، فإنه يمكن استنتاج أن حبوب منع الحمل في درجة الحرارة هو أسلوب موثوقة وصحيحة لقياس TGI. على الرغم من استخدام حبوب منع الحمل درجة حرارة القياس عن بعد في عدد كبير من الدراسات، وصفا واضحا حول كيفية استخدام درجة حرارة حبوب منع الحمل مفقود.
ولذلك، ركان الغرض من هذه الدراسة هو تقديم وصف مفصل للبروتوكول القياس باستخدام حبوب منع الحمل درجة حرارة القياس عن بعد هضم. ثانيا، تم وصفها تطبيق حبوب منع الحمل درجة الحرارة القياس عن بعد في بروتوكولين الدراسة المختلفة، والتي تستخدم لتصميم مستعرضة (قياس كل 5 كم مع مسجل مختلفة) وبروتوكول الذي يسجل باستمرار تجي في الأفراد.
Protocol
Representative Results
Discussion
حبوب منع الحمل درجة حرارة القياس عن بعد هضم لديه القدرة على تقديم القياس المستمر، صحيح وغير الغازية من TGI. وعلاوة على ذلك، ميزة من حبوب منع الحمل في درجة الحرارة هو حقيقة أن تناولها مرة واحدة، والموضوعات غير مدركين لوجود حبوب منع الحمل في الجسم أو أن يتم تنفيذ القياسا?…
Disclosures
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).
