Mit Hilfe einer einnehmbaren Telemetrische Temperatur Pill Magen-Darm-Temperatur während des Trainings zu beurteilen,

Zusammenfassung

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.

Zusammenfassung

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.

Einleitung

Die Oxidation von Substraten während der Muskelkontraktionen, notwendig, um Bewegung und körperliche Aktivität, vor allem Auswirkungen unserer Wärmeregulationssystem nur 20% ist für die Muskelkraft ¹ verwendet durchführen, während der Großteil der Energie wird als Wärme (80%) ^2,3 freigesetzt. Als Konsequenz der erhöhte metabolische Wärmeproduktion bei körperlicher Aktivität und Bewegung in der Regel übersteigt die Wärmeabführvermögen ^4,5, was zu einem Anstieg der Körpertemperatur (Tc). Dementsprechend steigt Tc über der Hypothalamus-Sollwert, der als Hyperthermie ⁶ definiert ist, und kann sogar in einem abgeschwächten Trainingsleistung ^5,7,8 und / oder der Entwicklung von hitzebedingten Erkrankungen ^4,6 führen. Aus diesem Grund ist es wichtig, Tc während längerer Übung und insbesondere in anstrengende Umgebungsbedingungen genau zu messen.

Literatur beschreibt, dass eine ideale Methode zur Messung Tc sollte: 1) leicht Applicable, 2) nicht durch Umgebungsbedingungen, vorgespannt werden, 3) eine hohe Zeitauflösung auf Änderungen Tc rasch zu überwachen, und 4) die Fähigkeit, kleine Änderungen zu erkennen (Δ0.1 ° C) in der Körperkerntemperatur ^9,10. Eine Übersicht über die verschiedenen Methoden, um den TZ-Maßnahme wurde von der Internationalen Organisation für Normung (ISO 9886) ¹¹ gegeben. Es wurde festgestellt, dass der Ösophagus Temperatur auf der Ebene des linken Atriums liefert die beste Übereinstimmung mit der zentralen Bluttemperatur, wobei diese Maßnahme in der Lage ist (kleine) Temperaturänderungen ¹² schnell zu erfassen. Obwohl der Speiseröhre Temperaturmessungen sind in der Regel als Goldstandard akzeptiert, um Tc aufzunehmen, begrenzt seine invasive Art der praktischen Anwendung dieser Methode. Alternative Maßnahmen zur Überwachung Tc verlassen sich auf Temperaturaufzeichnungen externer Trommelfell, Mund oder Rektum ^12. Diese Messstellen nicht optimal sind, um die Tc zu messen, aufgrund ihrer invasiven Charakter, methodologschen Schwierigkeiten und / oder die potenzielle Verzerrung durch Umweltbedingungen ^9,12-14 (Tabelle 1). Dies unterstreicht die Notwendigkeit, alternative Strategien zu erforschen, um (Veränderungen) Tc überwachen.

Frühere Studien haben die Verwendung eines aufnehmbaren Telemetrie Temperatur Pille als leicht anwendbar, zuverlässige und gültige Methode TGI, die eine repräsentative Schätzung Tc ^9,15 zu messen beschrieben. Ein weiterer, wichtiger Vorteil der Temperatur Pille ist die Eignung in feldbasierte Situationen, die von großer Bedeutung ist, da körperliche Belastung ausgelöste Erhöhungen der Tc sind im Feld der Regel höher als in Labor-Einstellungen ^16. Derzeit wird die Temperatur Pille in der Lage, das TGI mit einer Genauigkeit von ± 0,1 ° C, was diese Technik sehr gut geeignet, um die Tgi während einer Trainingsereignis oder einem wichtigen Spiel messen macht Messung alle 10 Sek. Ferner wird in einer Studie von Stevens et al. ¹⁷ nachgewiesen wird, dasstele Temperatur Pille kann auch zur intragastrischen Temperatur zu überwachen. Die einnehmbare Temperatur Pille wird zuerst im Jahre 1961 ¹⁸ in Zusammenarbeit mit dem Applied Physics Laboratory der NASA beschrieben und an der Johns Hopkins Universität (Baltimore, USA) weiterentwickelt. Das Ergebnis ist ein 20 x 10 mm Kapsel mit einem Telemetriesystem, Mikrobatterie und einen Quarzkristall-Temperatursensor. Die Kristallsensor schwingt mit einer Frequenz relativ zu der Temperatur der umgebenden Substanz. Diese Temperatur Funksignal wird durch den Körper, die durch ein externes Aufzeichnungsgerät (Figur 1) gemessen werden kann, übertragen wird. Jeder Temperatur Pille hat eine eindeutige Seriennummer und Kalibrierung, die vom Recorder verwendet werden können, um das Funksignal zu konvertieren und messen Sie die entsprechende Tgi.

Ein kleiner Magnetband auf der Außenseite der Temperatur Pille, welche die Batterie deaktiviert befestigt. Wenn diese Magnetstreifen entfernt wird, ist die Pille actischaltet sofort und startet die Messung Tc (Abbildung 2). Casa und ^Kollegen, 19 verwendet sechs verschiedene Techniken (Magen-Darm, rektale, akustischer, zeitliche, axiale und Stirn) zu messen, Tc, bei der rektalen Temperatur als Referenzwert festgelegt. Sie zeigten, daß die Magen-Darm-Messung von Tc mit der Temperatur Pille ist die einzige Technik, die gute Übereinstimmung mit dem Referenz Tc zeigt. Andere untersuchten die Beziehung zwischen TGI und Rektaltemperatur und haben eine kleine, aber signifikante Vorspannung im Bereich von 0,07 ° C bis 0,20 ° C ^9,15,20,21 gezeigt. Zwar ist die Richtung und die Größe der Vorspannung zwischen Studien unterschied, wurden die Bland und Altman 95% Grenzen der Übereinstimmung ± 0,4 ° C, was akzeptabel ist ^9,22. Darüber hinaus in einer Bewertung durch Byrne et al. ⁹ TGI mit der rektalen und Speiseröhrentemperatur (Goldstandard) als Maß für die Tc verglichen. Sie zeigen, dass das TGI mit dem te gemessenmperatur Pille ist ein gültiges Maß für Tc auf der Grundlage der gute Übereinstimmung zwischen Darm- und Speiseröhrentemperatur. Darüber hinaus wurden die 95% Bland und Altman Grenzen der Übereinstimmung auf ± 0,4 ° C ^22, während keine signifikante Vorspannung wurde zwischen den beiden Messungen ^9,20,21 gefunden. Diese Ergebnisse legen nahe, dass die Tgi ein gültiges Maß für Tc.

Ein weiterer wichtiger Aspekt einer guten Tc / Tgi Meßverfahren ist eine hohe zeitliche Auflösung, um Änderungen in Tc rasch zu überwachen. Frühere Studien haben gezeigt, dass die mit der Temperatur Tgi Pille gemessen langsamer reagiert auf Änderungen im Tc gegenüber dem Ösophagus Mess ^15,20,23, die aufgrund der geringen Wärmekapazität der Speiseröhre und der Nähe zum Herzen ¹⁰ erklärt werden kann . In der Speiseröhre Temperaturmessung wird der Thermistor in der Höhe des linken Atriums ^{10 angeordnet.} Auf dieser Ebene wird die Lungenarterie und die Speiseröhre in Berührungund isotherme ^{24, der} eine schnelle Reaktionszeit auf Temperaturänderungen des Ösophagus Mess stimuliert. Im Gegensatz dazu sind die Eingeweide und Rektum weniger perfundierten Vergleich zu der Speiseröhre, was zu einer Verzögerung in der Messung der Temperaturänderungen an diesen anatomischen Stellen. Jedoch weist das einnehmbare Telemetrie Temperatur Pille eine Genauigkeit von ± 0,1 ° C messen kann Tgi alle 10 Sek. In einer früheren Studie berichtet, dass die Kernkörpertemperatur auf einem Maximum von 1 ° C pro 5 min zu erhöhen, wenn keine Wärme während der Übung ^{25 entfernt.} Daher ist die zeitliche Auflösung der Temperatur Pille geeignet auf Änderungen in Tgi während der Übung zu messen. Aufbauend auf diesen Erkenntnissen, kann gefolgert werden, dass die Temperatur-Pille ist eine zuverlässige und gültige Technik Tgi messen. Trotz der Verwendung von telemetrischen Temperatur Pille in einer Vielzahl von Studien, eine klare Beschreibung, wie Sie die Temperatur Pille fehlt verwenden.

Daher ter Ziel dieser Studie ist es, eine detaillierte Beschreibung des Messprotokolls mit einem einnehmbaren Telemetrie Temperatur Pille bereitzustellen. Zweitens die Anwendung der telemetrischen Temperatur Pille in zwei verschiedenen Studienprotokolle beschrieben, bei dem eine Querschnittsgestaltung (Messung alle 5 km mit einem anderen Recorder) und ein Protokoll, das kontinuierlich aufzeichnet Tgi in Individuen eingesetzt werden.

Protokoll

Die im folgenden Abschnitt beschriebenen Schritte sind im Einklang mit und durch die medizinische Ethikkommission der Radboud University Medical Center in Nijmegen, Niederlande übernommen. Nach unserer Kenntnis gibt 3 verschiedene kommerzielle Systeme von einnehmbaren Temperatur Pillen derzeit Forschern zur Verfügung. Die Bedienungsanleitung der einnehmbaren Temperatur Pillen ist markenspezifischen (Tabelle spezifischer Materialien), aber alle Systeme während des Trainings und unter Ruhebedingungen für Messungen.

1. Ausschlusskriterien und Betreff Instruction

1. Stellen Sie Themen in schriftlicher oder mündlicher Form für die Ausschlusskriterien für die Verwendung der telemetrischen Temperatur Pille: 1) Körpergewicht unter 36,5 kg, 2) obstruktive Magen-Darm-Erkrankungen, 3) Geschichte der Magen-Darm-Chirurgie, 4) einem implantierten medizinischen Gerät, und 5 ) eine geplante MRT-Untersuchung während des Versuchszeitraums.
2. Notieren Sie sich die Seriennummer und die Kalibrierung der Temperatur Pille.
3. Weisen Sie die Themen, wie die Temperatur Pille (siehe Abschnitt 2) zu verwenden.
4. Geben Sie die Pille auf das Thema zusammen mit einer kurzen Anleitung, die die in Abschnitt 2 gezeigt, wenn Themen erhalten die Temperatur Pille deutlich vor dem Experiment Informationen enthält, daran zu erinnern, das Thema der Tag vor dem Experiment, um die Temperatur Pille einnehmen.

2. Temperatur Pill Anleitung

1. Weisen Sie den Gegenstand, um die Temperatur Pille mindestens 6 Stunden vor dem Experiment einnehmen, um eine Interaktion mit Flüssigkeit Verschlucken zu verhindern. Folgen Sie den nachfolgenden Schritten, um die Temperatur Pille richtig einnehmen.
2. Weisen Sie den Gegenstand, den Magnetstreifen von der Pille zu entfernen, um die Batterie zu aktivieren und ermöglichen Mess.
3. Weisen Sie den Gegenstand, um die Temperatur Pille vorzugsweise mit einem Glas Wasser einnehmen zu Pilleneinnahme zu erhöhen.
4. Ersucht den Patienten, die Pille Verpackungsmaterial auf die Research-Team zurück, so dass sie ch kanneck serielle und Kalibrierungswerte vor dem Beginn des Experiments.
5. Weisen Sie das Thema, das die Temperatur Pille wird der Körper durch seine natürliche Art und Weise (Fäkalien) zu verlassen und es kann durch die Toilette gespült werden.

3. Experimentelles Protokoll I: Leiterquerschnitt-Modus

Anmerkung: In der Querschnittsmodus ist es möglich, bis zu 99 Fächer gleichzeitig zu messen.

1. Stellen Sie den Recorder auf die gewünschten Einstellungen für die Querschnittsmessung vor der Messung.
   1. Schalten Sie den Recorder, den Recorder mit dem Computer mit einem Übertragungskabel und drücken Sie die "F2-PC-Link-Taste, um den Recorder zu ermöglichen, mit dem Computer zu verbinden.
   2. Öffnen Sie das Tc-Software auf dem Computer, der verwendet werden kann, um die richtigen Einstellungen zu definieren. Hinweis: Die Software wird von der Firma mit der Ordnung des Temperatur Pille und Rekorder versorgt.
   3. So passen Sie die Einstellungen, klicken Sie auf 'ProgramR17; in dem Startbildschirm der Software, und anschließend verwenden Sie die "offene PC-Link", um eine Verbindung mit dem Rekorder zu machen, und wählen Sie die korrekten Einstellungen.
      1. Wählen Sie den Querschnittsmessmodus, indem Sie "Sport-Modus ON '.
      2. Wählen Sie die richtige Temperaturmessskala (Celsius oder Fahrenheit). Verwenden Sie die 'schreiben Config Recorder zu ", um die Einstellungen auf den Recorder zu kopieren.
      3. Fügen Sie die Seriennummer und Kalibrierung aller einzelnen Themen auf den externen Recorder, die die Möglichkeit für die Nutzer während des Experiments zu wechseln können. Drücken Sie den 'Sensor / Barcode-Anzeige' Button in der Software und fügen Sie alle Seriennummern und Kalibrierung. Drücken Sie die "Write Sensoren Recorder zu", um die Daten auf den Recorder zu kopieren.
      4. Überprüfen Sie die Batterie des Rekorders vor der Messung, um eine entladene Batterie während der Messung und damit fehlender Daten zu vermeiden. Hinweis: Normalerweise wird ein battery Zustand von 75% ausreichend ist, um> 10 Stunden zu messen.
2. Sobald alle Vorbereitungen abgeschlossen und die vordefinierten Einstellungen überprüft werden, starten Sie den Versuch. Um dies zu tun, kehren Sie zum Startbildschirm des Recorders und verwenden Sie die "F2-Sport", um die Datenerfassung zu starten.
3. Wenn Spieler XX auf dem Bildschirm erscheint, drücken Sie die "Lesen", um Tgi messen. Verwenden Sie die Schaltfläche "Lesen" wieder für eine zusätzliche Messung der Tgi.
4. Um Benutzer durch Drücken der Taste "Lesen" zu wechseln, drücken Sie auf die richtige Nummer auf dem Recorder und anschließend Messung der Tc.
5. Stoppen Sie die Datensammlung, indem Sie die Schaltfläche "Stop".
6. Wenn die Messung beendet ist, schalten Sie den Recorder in der richtige Weg, um Datenverlust zu vermeiden. Um dies zu tun, verwenden Sie die "Enter" -Taste und "Exit" auf dem Startbildschirm sichtbar wird. Drücken Sie die "F1-Exit 'Button und Wende rec Der Recorder zeigt"Auftrag'. Anschließend verwenden Sie den Netzschalter, um den Recorder ausschalten.
7. Export und die Rohdaten aus dem externen Recorder speichern, an einen Computer (siehe Kapitel 5, Datenverarbeitung).

4. Versuchsprotokoll II: Continuous Mode

Hinweis: Die Dauerbetrieb ermöglicht, kontinuierlich zu messen und speichern Sie die Tgi eines einzelnen Gegenstand auf einem vorgegebenen konstanten Zeitintervall, beispielsweise alle 20 sec. Im nächsten Abschnitt wird die Schrittfolge verwendet, um diese Art von Messung durchzuführen beschrieben.

1. Stellen Sie den Recorder an den richtigen Einstellungen für die kontinuierliche Messung Modus vor der Messung (siehe Abschnitt 3, Schritte 3.1.1-3.1.3).
2. Wählen Sie die kontinuierliche Messung Modus durch Auswahl von "Sport-Modus OFF '.
3. Wählen einer Messfrequenz durch Einstellen der "Leseintervall" rechts konstanten Zeitintervall (hh: mm: ss), mit einer minimalen Abtastintervall von 10 Sek.
4. Wählen Sie das correct Temperaturmessskala (Celsius oder Fahrenheit). Verwenden Sie die 'schreiben Config Recorder zu ", um die Einstellungen auf den Recorder zu kopieren.
5. Überprüfen Sie die Batterie des Rekorders vor der Messung, um eine entladene Batterie während der Messung und damit fehlender Daten zu vermeiden. Anmerkung: In der Regel ist ein Batteriezustand von 75% ausreichend, um eine 24-Stunden-Messung durchzuführen.
6. Sobald alle Vorbereitungen abgeschlossen und die vordefinierten Einstellungen überprüft werden, starten Sie den Versuch. Starten Sie die Datenerfassung, indem Sie den "Ausführen" Knopf auf dem Home-Bildschirm des Recorders.
7. Anschließend befestigen Sie den Recorder in einer Gürteltasche in der Nähe von den Bauchbereich des Themas (maximal 30-40 cm zwischen den Bauchbereich und dem Recorder), um Messfehler zu vermeiden.
   Anmerkung: Nach dem Start des Experiments wurde jeder vordefinierten Zeitintervall eine Messung der Tc genommen wird. Mit der Schaltfläche "Lesen" zusätzliche Probenahmestellen können hinzugefügt werden.
8. Stoppen Sie den Tc Messung durch Drücken der "Stopp" -Taste.
9. Verwenden Sie die 'F1-Exit', um die Meldung zu "deaktivieren Einheit" und verwenden Sie dann den Netzschalter, um den Recorder ausschalten.
10. Export und die Rohdaten aus dem externen Recorder speichern, an einen Computer (siehe Kapitel 5, Datenextraktion).

5. Datenextraktion

1. Schließen Sie den Recorder an den Computer, um Daten-Export abzuschließen (§ 3, Schritt 3.1.1).
2. Öffnen Sie die Software und klicken Sie auf die Schaltfläche "Download" im Startbildschirm der Software.
3. Geben Sie einen Dateinamen ein und drücken Sie die Schaltfläche "OK". Hinweis: Die Daten werden nun als .cvt-Datei, die unter Verwendung von Tabellenkalkulationsprogramm geöffnet werden können gespeichert werden.
4. Öffnen Sie die Datendatei und die gesammelten Daten visuell zu überprüfen, für fehlende Daten und Ausreißern. Anmerkung: Eine große Abnahme oder Zunahme des Tgi (≤1 ° C) innerhalb eines kurzen Zeitintervalls (± 1 Min) ist sehr unrealistisch und kann durch eine Stö verursacht werdenBancé des Funksignals. Als Ergebnis kann der unrealistischen Datenpunkt für eine weitere Analyse entnommen werden.
5. Interpolieren, die fehlenden Werte durch Mittelung des vorherigen und nächsten gültigen Wert. Hinweis: Interpolation der Daten mit einem Maximum von drei fehlenden Werte in Folge möglich ist.

Ergebnisse

Repräsentative Ergebnisse aus unserer früheren Arbeit demonstriert die Verfahren sind in dem nächsten Abschnitt, in dem ein Beispiel einer Querschnitts (3A) und einer kontinuierlichen Messung (3B) gegeben werden vorgestellt.

Querschnittsmessung Tgi

Ein Beispiel von Daten von einem Querschnittsmessung ist in 3A gezeigt. Nach Erhalt Basis Tgi, ging Probanden 30 km an einem selbst gewählten Tempo. Während des T...

Diskussion

Die einnehmbare Telemetrie Temperatur Pille hat die Fähigkeit, einen kontinuierlichen, gültig und nicht-invasive Messung der Tgi bereitzustellen. Weiterhin ist ein Vorteil der Temperatur Pille die Tatsache, daß nach der Einnahme sind Gegenstand keine Kenntnis von der Gegenwart der Pille in den Körper oder daß die Messungen durchgeführt werden. Daher ist dieses Verfahren unter Ruhebedingungen als auch während der Bewegung, eine minimale Belastung für die Studienteilnehmer leicht anwendbar und kann daher in den Fe...

Materialien

Name	Company	Catalog Number	Comments
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/