Bruke en ingestible Telemetrisk Temperatur Pill å vurdere Gastrointestinal Temperatur under trening

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

Oksidasjon av substrater under muskelsammentrekninger, er nødvendig for å utføre trening og fysisk aktivitet, ikke minst påvirker vår thermoregulatory system som bare 20% går til muskelkraft ^1, mens mesteparten av energien frigjøres som varme (80%) ^2,3. Som en konsekvens, typisk overskrider den forhøyede metabolske varmeproduksjonen ved fysisk aktivitet og mosjon varmeavledningskapasitet ^4,5, noe som resulterer i en økning i kroppstemperatur (Tc). Følgelig stiger Tc ovenfor hypothalamus settpunkt, som er definert som hypertermi ^6, og kan også resultere i en svekket trening ytelse ^5,7,8 og / eller utvikling av varme-relaterte lidelser ^4,6. Av denne grunn er det viktig å måle Tc ved langvarig trening, og spesielt i anstrengende omgivelsesbetingelser.

Litteraturen beskriver som en ideell metode for å måle Tc bør: 1) være enkelt applicable, 2) ikke være forspent av forhold i omgivelsene, 3) har en høy tidsmessig oppløsning til raskt å overvåke endringer i Tc, og 4) har evnen til å oppdage små endringer (Δ0.1 ° C) kjernetemperatur ^9,10. En oversikt over de ulike metoder for å måle Tc ble gitt av International Organization for Standardization (ISO 9886) ^11. Det ble opplyst at esophageal temperaturen i høyde med venstre atrium gir den nærmeste overensstemmelse med sentrale blod temperatur, mens dette tiltaket er i stand til å raskt detektere (moll) forandringer i temperatur ^12. Selv esophageal temperaturmålinger er generelt akseptert som gullstandarden for å registrere Tc, begrenser dens invasive natur praktisk bruk av denne metoden. Alternative tiltak for å overvåke Tc stole på temperatur opptak av ekstern trommehinne, munn eller endetarm ^12. Disse målepunktene ikke er optimalt å måle Tc, gitt deres invasiv karakter, methodologiCal vansker og / eller potensial skjevhet av miljømessige forhold ^9,12-14 (tabell 1). Dette understreker behovet for å utforske alternative strategier for å overvåke (endringer i) Tc.

Tidligere studier har beskrevet bruken av en inntakbar telemetrisk temperatur pille som et lett anvendelig og pålitelig og gyldig metode for å måle TGI, som er en representativ estimering av Tc ^9,15. Et annet, viktig, fordel av temperaturen pillen er egnetheten i feltbaserte situasjoner som er av stor viktighet, siden treningsinduserte økning i Tc er generelt høyere i felt enn i laboratoriet ^16. For tiden, er temperaturen pillen i stand til å måle TGI hver 10 sek med en nøyaktighet på ± 0,1 ° C, noe som gjør denne teknikk meget godt egnet til å måle TGI under en øvelse hendelse eller et viktig kamp. Videre er ¹⁷ i en studie av Stevens et al., Er det vist attelemetrisk temperatur pillen kan også brukes til å overvåke intragastrisk temperatur. Den spiselige temperatur pillen er først beskrevet i 1961 ^18, og videreutviklet ved Johns Hopkins University (Baltimore, USA) i samarbeid med Applied Physics Laboratory av NASA. Resultatet er en 20 x 10 mm kapsel med et telemetrisystem, micro batteri og et kvartskrystall temperatursensor. Krystallen sensor vibrerer med en frekvens i forhold til temperaturen av det omgivende stoff. Dette radiosignal temperatur blir overført gjennom kroppen, som kan måles ved hjelp av en ekstern opptaker (figur 1). Hver temperatur pille har et unikt serienummer og kalibrering, som kan brukes av spilleren for å omdanne radiosignalet og måle den tilsvarende Tgi.

En liten magnetisk strimmel er festet til utsiden av den temperatur pille, som deaktiverer batteriet. Når denne magnetstripen er fjernet, er aktivi pillengende umiddelbart og begynner å måle Tc (figur 2). Casa og kolleger, ¹⁹ brukte seks forskjellige teknikker (gastrointestinal, endetarms, auditiv, timelig, aksiale og panne) for å måle Tc, med rektal temperatur satt som referanseverdi. De viste at det gastrointestinale måling av Tc med temperaturen pillen er den eneste teknikk som viser god overensstemmelse med referanse Tc. Andre undersøkte forholdet mellom Tgi og rektal temperatur og har vist en liten, men signifikant skjevhet i området fra 0,07 ° C til 0,20 ° C ^9,15,20,21. Selv om retningen og størrelsen av skjevhet varierte mellom studiene, blid og Altman 95% grensene for avtalen var ± 0,4 ° C, noe som er akseptabelt ^9,22. I tillegg, i en gjennomgang av Byrne et al. ⁹ TGI sammenlignes med rektal temperatur og spiserøret (gullstandard) som et mål for Tc. De viser at Tgi målt med temperature pillen er et gyldig mål for Tc basert på god overensstemmelse mellom tarm og esophageal temperatur. Videre ble 95% Blid og Altman grensene for avtalen begrenset til ± 0,4 ° C ^22, mens ingen signifikant skjevhet ble funnet mellom de to målingene ^9,20,21. Disse resultater antyder at TGI er et gyldig mål for Tc.

Et annet viktig aspekt ved en god Tc / Tgi måleteknikken er en høy tidsmessig oppløsning til raskt å overvåke endringer i Tc. Tidligere studier har vist at TGI målt med temperatur pillen reagerer saktere på endringer i Tc forhold til esophageal måle ^15,20,23, som kan forklares på grunn av den lave varmekapasitet av spiserøret og nærhet til hjertet ¹⁰ . I esophageal temperaturmåling, er termistoren plassert på nivå med den ¹⁰ venstre atrium. På dette nivået, lungearterien og spiserøret er i berøringog isoterm ^24, som stimulerer en rask responstid på endringer i temperaturen av esophageal målingen. I motsetning til dette, tarm og rektum er mindre perfusert i forhold til spiserøret, noe som resulterer i en forsinkelse i å måle temperaturendringer ved disse anatomiske steder. Imidlertid har den spiselige telemetrisk temperatur pille en nøyaktighet på ± 0,1 ° C og er i stand til å måle Tgi hvert 10 sek. En tidligere studie rapporterte at kjernen kroppstemperatur kan stige til maksimalt 1 ° C hvert 5 min hvis ingen varme fjernes under trening ^25. Derfor er den tidsmessige oppløsningen av temperaturen pille egnet til å måle endringer i Tgi under trening. Basert på disse funnene, kan det konkluderes med at temperaturen pillen er en pålitelig og gyldig teknikk for å måle Tgi. Til tross for bruken av telemetrisk temperatur pillen i et stort antall studier, en klar beskrivelse om hvordan man skal bruke temperatur pillen mangler.

Derfor, than Hensikten med denne studien er å gi en detaljert beskrivelse av måle protokollen med en ingestible telemetrisk temperatur pille. For det andre er anvendelse av telemetrisk temperatur pillen i to forskjellige studieprotokoller som er beskrevet, hvor et tverrsnitts (måling hver 5 km med en annen recorder), og en protokoll som kontinuerlig registrerer Tgi hos individer blir brukt.

Protocol

Trinnene som er beskrevet i det følgende avsnittet er i tråd med og akseptert av medisinsk etisk komité av Radboud University Medical Center i Nijmegen, Nederland. Så vidt vi vet, 3 ulike kommersielle systemer av fordøyelige temperatur piller er for tiden tilgjengelig for forskere. Brukerhåndboken for den spiselige temperatur piller er helt spesifikke (Table of Spesifikke Materials), men alle systemer er egnet for målinger under trening og under hvile forhold. 1. Eksklusjonskriterier og…

Representative Results

Representative resultater fra vårt tidligere arbeid som demonstrerer metoder er presentert i neste avsnitt, hvor et eksempel på et tverrsnitt (figur 3A), og en kontinuerlig måling (figur 3B) er gitt. Tverrsnitt måling av Tgi Et eksempel på data fra en tverrsnittsmåling, er vist i figur 3A. Etter å ha fått baseline Tgi, fag gikk 30 km på en selvvalgt tempo. Under treningen Tgi måles hver 5 km samt direkt…

Discussion

Den spiselige telemetrisk temperatur pille har evnen til å tilveiebringe en kontinuerlig, gyldig og ikke-invasiv måling av TGI. Videre er en fordel ved den temperatur pille det faktum at når det svelges, fagene er klar over nærværet av pillen i legemet, eller at målingene utføres. Derfor er denne metoden lett anvendelig under hvile forhold samt under trening, en minimal belastning for deltagerne, og kan derfor brukes i felt- og laboratorie innstillinger. En annen fordel er muligheten til å måle en stor gruppe a…

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/