שימוש בגלולת טמפרטורת Ingestible telemetric להערכת טמפרטורה במערכת העיכול במהלך תרגיל

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

החמצון של מצעים בהתכווצויות שרירים, יש צורך לבצע פעילות גופנית ופעילות גופנית, חשוב השפעות מערכת thermoregulatory כמו שרק 20% משמש לכוח השרירים ^1, בעוד מרבית האנרגיה משתחרר כחום (80%) ^2,3. כתוצאה מכך, ייצור חום מטבולים הגבוה במהלך פעילות ופעילות גופניות בדרך כלל עולה על קיבולת פיזור חום ^4,5, וכתוצאה מכך עלייה בטמפרטורת גוף ליבה (TC). בהתאם לכך, TC עולה מעל נקודת סט ההיפותלמוס, אשר מוגדרת כהיפרתרמיה ^6, ואף עלול לגרום ^ל5,7,8 ביצועי תרגיל מוחלשים ו / או ההתפתחות של הפרעות הקשורות לחום ^4,6. מסיבה זו חשוב למדוד במדויק Tc במהלך פעילות גופנית ממושכת ובמיוחד בתנאי סביבה מאומצים.

ספרות מתארת ​​כי שיטה אידיאלית למדידת Tc צריך: 1) להיות יישום קלlicable, 2) לא להיות מוטה על ידי תנאים סביבתיים, 3) יש לי רזולוציה גבוהה זמנית כדי לפקח על מהירות שינויים בTC, ו -4) יש את היכולת לזהות שינויים קטנים (Δ0.1 מעלות צלזיוס) בטמפרטורת גוף ליבת ^9,10. סקירה של השיטות השונות למדידת Tc ניתנה על ידי הארגון הבינלאומי של תקינה (ISO 9886) ^11. נקבע כי טמפרטורת הוושט ברמה של הפרוזדור השמאלי מספקת את הסכם הקרוב ביותר עם ​​טמפרטורת דם מרכזית, ואילו מדד זה הוא מסוגל לזהות במהירות שינויים (קטין) בטמפרטורה ^12. למרות שמדידות טמפרטורת הוושט הם מקובלים כתקן הזהב להקליט TC, הטבע פולשנית שלה מגביל את השימוש המעשי של שיטה זו. אמצעים חלופיים כדי לפקח Tc להסתמך על הקלטות טמפרטורה של קרום חיצוני התוף, פה, פי הטבעת או ^12. אתרי מדידה אלה אינם אופטימליים כדי למדוד את TC, נתנו האופי פולשני שלהם, methodologקשיי iCal ו / או ההטיה הפוטנציאלית על ידי תנאים סביבתיים ^9,12-14 (טבלה 1). זה מדגיש את הצורך לבחון אסטרטגיות חלופיות לניטור (שינויים ב) Tc.

מחקרים קודמים תיארו את השימוש בגלולה לבליעת טמפרטורת telemetric כשיטת ישימה בקלות, אמינה ותקפה למדידת TGI, המהווה להערכת נציג של Tc ^9,15. נוסף, חשוב, יתרון של גלולת הטמפרטורה הוא ההתאמה במצבים מבוסס שדה, שהוא בעל חשיבות רבה שכן גבהים מושרה תרגיל בTc הם בדרך כלל גבוהים יותר בתחום מאשר בהגדרות מעבדה ^16. נכון לעכשיו, את גלולת הטמפרטורה היא מסוגלת למדוד TGI כל 10 שניות עם דיוק של ± 0.1 ° C, מה שהופך את טכניקה זו מתאימה מאוד למדידת TGI במהלך אירוע תרגיל או משחק חשוב. יתר על כן, במחקר על ידי אל סטיבנס et. ¹⁷ הוא הראה שגם גלולת טמפרטורת telemetric ניתן להשתמש כדי לעקוב אחר טמפרטורת intragastric. גלולת טמפרטורת הבליעה מתוארת ראשונה בשנת 1961 ^18, ופיתוח נוסף באוניברסיטת ג'ונס הופקינס (בולטימור, ארה"ב) בשיתוף עם המעבדה לפיזיקה יישומית של נאס"א. התוצאה היא כמוסת 20 x 10 מ"מ עם מערכת טלמטריה, סוללה מיקרו וחיישן טמפרטורת גביש קוורץ. חיישן הגביש רוטט בתדירות היחסית לטמפרטורה של החומר שמסביב. אות רדיו טמפרטורה זו מועברת דרך הגוף, שניתן למדוד על ידי מקליט חיצוני (איור 1). לכל כדור טמפרטורה מספר סידורי וכיול ייחודי, אשר יכול להיות בשימוש על ידי המקליט להמיר את אות הרדיו ולמדוד את TGI המקביל.

פס מגנטי קטן מחובר לחלק החיצוני של כדור הטמפרטורה, אשר מנטרל את הסוללה. כאשר פס מגנטי זה מוסר, הגלולה היא Activated מייד ומתחיל מדידת TC (איור 2). Casa ועמיתים, ¹⁹ השתמשו בשש טכניקות שונות (במערכת העיכול, פי הטבעת, שמיעתי, זמני, צירי ומצח) כדי למדוד TC, עם הטמפרטורה רקטלית המוגדרת כערך ההתייחסות. הם הראו שהמדידה במערכת העיכול של Tc עם גלולת הטמפרטורה היא הטכניקה היחידה שמראה הסכם טוב עם ההתייחסות TC. אחרים חקרו את הקשר בין TGI וטמפרטורה רקטלית והראו הטיה קטנה אך משמעותית החל 0.07 ° C עד 0.20 מעלות צלזיוס ^9,15,20,21. למרות שהכיוון והעצמה של ההטיה שונה בין מחקרים, גבולות 95% בלנד ואלטמן ההסכם היו ± 0.4 ° ​​C, שהוא ^9,22 מקובלים. בנוסף, בביקורת על ידי בירן ואח '. ⁹ TGI הוא בהשוואה לטמפרטורה רקטלית וושט (תקן זהב) כאמצעי לTC. הם מראים כי TGI נמדד עם teגלולת mperature היא מדד תקף לTc המבוסס על ההסכם הטוב בין טמפרטורת מעיים וושט. יתר על כן, את הגבולות בלנד ואלטמן 95% מסכם היו מוגבלים ל- ± 0.4 ° ​​C ^22, ואילו לא הטיה מובהקת בין שתי המדידות ^9,20,21. תוצאות אלו מצביעות על כך שTGI הוא מדד תקף לTC.

היבט חשוב נוסף של טכניקת מדידת TC / TGI טוב הוא רזולוציה גבוהה זמנית כדי לפקח על מהירות שינויים בTC. המחקרים קודמים הראו כי TGI נמדד עם גלולת הטמפרטורה מגיב לאט יותר על שינויים בTc בהשוואה למדידת הוושט ^15,20,23, אשר יכול להיות מוסברת עקב הקיבולת הנמוכה החום של הוושט והקרבה ללב ¹⁰ . במדידת טמפרטורת הוושט, thermistor ממוקם ברמה של הפרוזדור השמאלי ^10. ברמה זו, עורק הריאה והוושט נמצא בקשרובידוד תרמי ^24, אשר מגרה זמן תגובה מהיר לשינויים בטמפרטורה של מדידת הוושט. לעומת זאת, במעיים ובפי הטבעת פחות מרוססים בהשוואה לוושט, וכתוצאה מכך עיכוב במדידת שינויי טמפרטורה במקומות אנטומיים אלה. עם זאת, יש לו את גלולת טמפרטורת telemetric בליעת דיוק של ± 0.1 ° C, והוא מסוגל למדוד TGI כל 10 שניות. מחקר קודם דיווח כי טמפרטורת גוף ליבה יכולה לעלות במקסימום של 1 ° C כל 5 דקות אם אין חום מוסר במהלך התרגיל ^25. לכן, ההחלטה הזמנית של גלולת הטמפרטורה מתאימה למדידת שינויים בTGI במהלך פעילות גופנית. בהתבסס על ממצאים אלה, ניתן להסיק כי גלולת הטמפרטורה היא טכניקה אמינה ותקפה למדידת TGI. למרות השימוש בגלולת טמפרטורת telemetric במספר רב של מחקרים, תיאור ברור על אופן שימוש בטמפרטורת הכדור חסר.

לכן, לאהוא מטרה של מחקר זה היא לספק תיאור מפורט של פרוטוקול המדידה באמצעות גלולת טמפרטורת telemetric בליעה. שנית, היישום של גלולת טמפרטורת telemetric בשני פרוטוקולי מחקר שונים מתוארים, שבעיצוב חתך (מדידה כל 5 קילומטר עם מקליט שונה) ופרוטוקול שברציפות רשומות TGI ביחידים משמשים.

Protocol

הצעדים שתוארו בסעיף הבא בקנה אחד עם והתקבלו על ידי ועדת האתיקה הרפואית של המרכז הרפואי באוניברסיטת Radboud ניימיכן, הולנד. למיטב ידיעתנו, 3 מערכות מסחריות שונות של גלולות לבליעת טמפרטורה כרגע זמינות לחוקרים. המדריך למשתמש של גלולות לבליעת הטמפרטורה הוא מותג ספציפי (טבלה של חומרים ספציפיים), אבל כל המערכות מתאימות למדידות במהלך פעילות גופנית ובתנאים שנחו.

1. קריטריונים לאי הכללה והוראת נושא

1. שאל נושאים בצורה כתובה או מילולית לקריטריוני ההדרה לשימוש בגלולת טמפרטורת telemetric: 1) משקל גוף מתחת 36.5 קילוגרם, 2) מחלה חסימתית העיכול, 3) היסטוריה של ניתוח במערכת העיכול, 4) מכשיר רפואי מושתל, ו -5 ) MRI מתוכנן לסרוק בתקופת הניסוי.
2. רשום את המספר הסידורי וכיול של גלולת הטמפרטורה.
3. להורות לנושאים כיצד להשתמש בגלולת הטמפרטורה (ראה סעיף 2).
4. תן את הגלולה לנושא יחד עם מדריך הוראות קצרות, אשר מכיל את המידע המוצג בסעיף 2. אם נושאים לקבל את גלולת הטמפרטורה הרבה לפני הניסוי, להזכיר את הנושא ביום שקדם לניסוי לבלוע את גלולת הטמפרטורה.

2. הוראות גלולת הטמפרטורה

1. להורות לנושא לבלוע את גלולת הטמפרטורה לפחות 6 שעות לפני הניסוי, כדי למנוע כל אינטראקציה עם בליעת נוזל. בצע את השלבים הבאים כדי לבלוע את גלולת הטמפרטורה נכונה.
2. הדריכו את הנושא כדי להסיר את הפס המגנטי מהגלולה, כדי להפעיל את הסוללה ולאפשר מדידה.
3. להורות לנושא לבלוע את גלולת הטמפרטורה רצוי עם כוס מים כדי לשפר את בליעת הגלולה.
4. שאל את הנושא כדי להחזיר את חומר אריזת הגלולה לצוות המחקר, כך שהם יכולים CHאק מספרים סידוריים וכיול לפני תחילת הניסוי.
5. להורות לנושא שאת גלולת הטמפרטורה תעזוב את הגוף דרך הדרך הטבעית שלה (צואה) ויכול להיות סמוק זה דרך האסלה.

3. פרוטוקול ניסויי אני: חתך רוחב מצב

הערה: במצב החתך ניתן למדוד עד 99 נושאים בו זמנית.

1. התאם את המקליט להגדרות הרצויות למדידת החתך לפני המדידה.
   1. הפעל את מכשיר ההקלטה, לחבר את מכשיר ההקלטה עם המחשב באמצעות כבל העברה וללחוץ על כפתור "F2-מחשב הקישור" כדי לאפשר המקליט להתחבר עם המחשב.
   2. פתח את תוכנת Tc במחשב, אשר יכול לשמש לקביעת ההגדרות הנכונות. הערה: התוכנה מסופקת על ידי החברה עם סדר גלולת הטמפרטורה והמקליט.
   3. כדי לכוונן את ההגדרות, לחץ על "ProgramR17; במסך הבית של התוכנה, ולאחר מכן להשתמש בלחצן 'קישור מחשב פתוח "ליצירת חיבור עם המקליט ובחר את ההגדרות הנכונות.
      1. בחר את מצב מדידת החתך על ידי בחירה "על ספורט במצב".
      2. בחר את קנה המידה הנכונה מדידת טמפרטורה (צלזיוס או פרנהייט). השתמש ב'Config הוסף למקליט 'כדי להעתיק את ההגדרות למקליט.
      3. הוסף את המספר הסידורי וכיול של כל נושאי הפרט למקליט החיצוני, המאפשר למשתמשי האפשרות לעבור במהלך הניסוי. לחץ על כפתור "תצוגת החיישן / ברקוד" בתוכנה ולהוסיף את כל המספרים הסידוריים וכיול. לדחוף את 'חיישני כתיבה למקליט' כדי להעתיק את הנתונים למכשיר ההקלטה.
      4. בדוק את הסוללה של מכשיר ההקלטה לפני המדידה, כדי להימנע מסוללה ריקה במהלך המדידה ונתונים לכן חסרים. הערה: בדרך כלל, Batteמדינת ר"י של 75% מספיקה כדי למדוד ל> 10 שעות.
2. לאחר שכל ההכנות הושלמו וההגדרות שנקבעו מראש נבדקות, להתחיל את הניסוי. כדי לעשות זאת, לחזור למסך הבית של המקליט ולהשתמש בלחצן "F2-הספורט 'להתחיל רכישת נתונים.
3. כאשר שחקן XX מופיע על המסך, ללחוץ על הכפתור "לקרוא" למדידת TGI. השתמש בכפתור "לקרוא" שוב למדידה נוספת של TGI.
4. כדי לעבור משתמשים, לדחוף את המספר הנכון ברשמקול ולאחר מכן למדוד את Tc על ידי לחיצה על הכפתור "לקרוא".
5. לעצור את איסוף הנתונים על ידי לחיצה על הכפתור "עצור".
6. כאשר המדידה סיימה, לכבות את מכשיר ההקלטה בדרך הנכונה כדי למנוע אובדן נתונים. כדי לעשות זאת, להשתמש בלחצן 'הזן' ו 'היציאה' הופכים לגלויים במסך הבית. לחץ על הכפתור 'F1-היציאה' והתורם של מופעי המקליט של recכדי ". בהמשך לכך, השתמש במתג ההפעלה כדי לכבות את מכשיר ההקלטה.
7. יצוא ולאחסן את הנתונים הגולמיים מהמקליט החיצוני למחשב (ראה סעיף 5; טיפול בנתונים).

4. פרוטוקול ניסויי השני: מצב רציף

הערה: המצב המתמשך מאפשר למדוד ברציפות ולשמור TGI של נושא אישי על מרווח זמן קבוע מראש, לדוגמא כל 20 שניות. בחלק הבא, רצף הצעד משמש לביצוע סוג זה של מדידה מתואר.

1. התאם את המקליט להגדרות הנכונות עבור מצב המדידה הרציף לפני המדידה (ראה סעיף 3, צעדים 3.1.1-3.1.3).
2. בחר את מצב המדידה הרציף על ידי בחירה "מצב ספורט OFF".
3. בחר תדירות מדידה על ידי התאמת 'המרווח קרא "למרווח הזמן הקבוע תקין (hh: mm: ss), עם מרווח דגימה מינימאלי של 10 שניות.
4. בחר corבקנה מידה rect מדידת טמפרטורה (צלזיוס או פרנהייט). השתמש ב'Config הוסף למקליט 'כדי להעתיק את ההגדרות למקליט.
5. בדוק את הסוללה של מכשיר ההקלטה לפני המדידה, כדי להימנע מסוללה ריקה במהלך המדידה ונתונים לכן חסרים. הערה: בדרך כלל, מדינת סוללה של 75% מספיקה כדי לבצע מדידת 24 שעות.
6. לאחר שכל ההכנות הושלמו וההגדרות שנקבעו מראש נבדקות, להתחיל את הניסוי. התחל רכישת נתונים על ידי לחיצה על הכפתור "הפעל" במסך הבית של מכשיר ההקלטה.
7. בהמשך לכך, לצרף המקליט בשקית מותניים קרובה לאזור הבטן של הנושא (30-40 סנטימטר המקסימאלי בין אזור הבטן והמקליט), כדי למנוע טעויות מדידה.
   הערה: לאחר תחילת הניסוי, כל מרווח זמן מוגדר מראש מדידה של Tc יילקח. עם הכפתור "לקרוא" ניתן להוסיף נקודות דגימה נוספות.
8. לעצור את Tמדידת ג על ידי לחיצה על הכפתור "עצור".
9. השתמש בלחצן 'F1-היציאה' כדי לקבל את ההודעה "לכבות את היחידה 'ולאחר מכן השתמשתי במתג ההפעלה כדי לכבות את מכשיר ההקלטה.
10. יצוא ולאחסן את הנתונים הגולמיים מהמקליט החיצוני למחשב (ראה סעיף 5; חילוץ נתונים).

5. הפקת נתונים

1. חבר את המכשיר למחשב כדי להשלים יצוא נתונים (הסעיף 3, צעד 3.1.1).
2. פתח את התוכנה ולחץ על לחצן 'הורד' במסך הבית של התוכנה.
3. הזן את שם קובץ וללחוץ על הכפתור "אישור". הערה: הנתונים עכשיו יהיו מאוחסנים כקובץ .cvt, שניתן לפתוח באמצעות תוכנת גיליון אלקטרוני.
4. פתח את קובץ הנתונים ולבדוק חזותי את הנתונים שנאספו לנתונים חסרים וחריגים. הערה: ירידה או עלייה גדולה של TGI (≤1 מעלות צלזיוס) תוך זמן קצר מרווח (± 1 דק ') הוא מאוד לא מציאותי ועלול להיגרם על ידי disturbance של אות הרדיו. כתוצאה מכך, נקודת נתונים מציאותית ניתן להסיר לניתוח נוסף.
5. לשרבב את הערכים החסרים על ידי ממוצעי הערך חוקי הקודם והבא. הערה: אינטרפולציה של נתונים אפשרית עם מקסימום של שלושה ערכים חסרים ברציפות.

תוצאות

נציגי תוצאות מהעבודה הקודמת שלנו הוכיחו את השיטות שהוצגו בסעיף הבא, שבם מתקיימים דוגמא של חתך (איור 3 א) ומדידה רציפה (איור 3).

מדידת חתך של TGI

דוגמא של נתונים ממדידת חתך מוצגת <...

Discussion

יש גלולה לבליעת טמפרטורת telemetric היכולת לספק מדידה רציפה, בתוקף ולא פולשנית של TGI. יתר על כן, יתרון של גלולת הטמפרטורה הוא העובדה שבלע פעם אחת, הנושאים אינם מודעים לנוכחותו של הגלולה בגוף או שהמדידות מבוצעות. לכן, שיטה זו היא בקלות ישימה בתנאי מנוחה, כמו גם בזמן פעילות גו?...

Materials

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/