運動中の消化管の温度を評価するために摂取可能遠隔測定温度ピルを使用します

要約

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.

要約

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.

概要

運動や身体活動を実行するために必要な筋収縮、重要な影響を与える私達の体温調節システム中の基質の酸化のエネルギーの大部分は熱（80％） ^の2,3-として放出される一方で、わずか20％が、筋力¹に使用されます。その結果、身体活動および運動時の上昇、代謝熱生成は、典型的には、コア本体温度（Tc）が大きくなる、熱放散容量^{4,5を超えます} 。従って、Tcは高熱⁶のように定義されている視床下部のセットポイントを超えて上昇し、さらに弱毒運動パフォーマンスの^5,7,8および/ ​​または熱関連障害^4,6の開発をもたらし得ます。この理由のために、正確に激しい環境条件に長時間運動中、特にTcを測定することが重要です。

1）簡単なアプリである：文学のTcを測定するための理想的な方法がなければならないことが記載されていますlicable、2）環境条件によって付勢されていない、3）迅速Tcの変化を監視するために高い時間分解能を有する、4）小さな変化を検出する能力を有する（Δ0.1°C）中核体温^9,10インチTcは測定するためのさまざまな方法の概要は、国際標準化機構（ISO ^9886）11によって与えられました。なお、この測定値が急激に温度^12（マイナー）の変化を検出することが可能であるが、左心房のレベルでの食道の温度が、中央の血液温度との最も近い一致を提供すると述べました。食道の温度測定は、一般のTcを記録するためのゴールドスタンダードとして受け入れられているが、その侵襲性は、この方法の実用的な使用を制限します。 Tcのを監視するための代替策は、外部鼓膜膜、口、または直腸¹²の温度の記録に依存しています。これらの測定サイトは、侵襲的な文字、methodolog与えられ、Tcは測定することが最適ではありませんiCalの困難および/ ​​または環境条件^9,12-14（ 表1）による潜在的バイアス。これは、Tcの（の変化）を監視するための代替戦略を模索する必要性を強調しています。

以前の研究では、Tcの^9,15の代表推定でTgiはを、測定するための簡単に、該当する信頼性が高く、有効な方法として摂取可能な遠隔測定温度ピルの使用が記載されています。温度ピルのもう一つの重要な利点は、Tcの中で運動誘発性上昇は、実験室の設定¹⁶よりもフィールドで一般的に高いしているため非常に重要であるフィールドベースの状況で適合性、です。現在、温度ピルは、運動イベントや重要な試合中Tgiはを測定するために、この技術は非常に適して±0.1℃の精度でTgiは毎10秒を測定することができます。また、スティーブンスらの研究では¹⁷のことが実証されています遠隔測定温度ピルはまた、胃内の温度を監視するために使用することができます。摂取可能な温度ピルは、最初1961年に^18を説明し、さらに、米航空宇宙局（NASA）の応用物理研究所と共同で、ジョンズ・ホプキンス大学（ボルティモア、米国）で開発されています。結果は、遠隔測定システム、マイクロバッテリと水晶温度センサを備えた20×10 mmのカプセルです。水晶センサは、周囲の物質の温度に対する周波数で振動します。この温度無線信号を外部の記録装置（ 図1）により測定することができる本体を透過します。各温度ピルは、無線信号に変換し、対応するTgiはを測定するためにレコーダが使用することができる固有のシリアル番号と較正を有します。

小さな磁気ストリップは、電池を不活性化する温度ピルの外側に取り付けられています。この磁気ストリップが除去されると、ピルはACTIですすぐvatedとのTc（ 図2）を計測を開始します。カーサらは^、19が基準値として設定直腸温度で、Tcのを測定するために、六つの異なる技術（胃腸、直腸、聴覚、時間軸と額）を使用しました。彼らは、温度の丸薬とのTcの胃腸測定は、基準のTcと良い一致を示した唯一の技術であることを実証しました。その他はTgiはと直腸温度との関係を調査し、0.07℃から0.20℃で^9,15,20,21までの小さいが重要なバイアスを示しています。方向バイアスの大きさは研究間で異なっているが、契約のブランドとアルトマン95％の限界は±許容できる^9,22で0.4℃でした。さらに、バーンらのレビューで⁹ TgiははTcのための措置として、直腸および食道温度（ゴールドスタンダード）と比較されます。彼らは、TgiははTEで測定することを示していますmperatureピルは、腸と食道温度との間の良好な一致に基づいて、Tcのための有効な尺度です。有意なバイアスが二つの測定^9,20,21の間に見られなかったさらに、契約の95％ブランドとアルトマンの制限は、0.4℃で^22±に限定されていました。これらの結果は、TgiはTcのために有効な尺度であることを示唆しています。

良好なTC / Tgiは測定技術の別の重要な態様は、急速にTcの変化を監視するために高い時間分解能です。以前の研究では、温度の丸薬で測定Tgiは、心臓¹⁰に食道の低熱容量と近接のために説明することができる食道測定^15,20,23、と比較して、Tcの変化に、よりゆっくりと応答することが実証されています。食道の温度測定では、サーミスタは、左心房¹⁰のレベルに配置されています。このレベルでは、肺動脈と食道は接触しています食道の測定温度の変化に高速な応答時間を刺激等温^24。対照的に、腸及び直腸これらの解剖学的位置での温度変化を測定する際に遅延が生じる、食道に比べ少ない灌流します。しかし、摂取可能な遠隔測定温度ピルは、±0.1℃の精度を有し、Tgiは毎10秒を測定することができます。以前の研究には熱が運動²⁵の間に除去されていない場合、中核体温が1℃の最大で5分ごとに上昇することができることを報告しました。したがって、温度ピルの時間分解能は、運動中のTGI変化を測定するのに適しています。これらの知見に基づいて、温度がTgiはピルを測定するための信頼性の高い有効な手法であると結論付けることができます。多くの研究で遠隔測定温度ピルの使用にもかかわらず、温度の丸薬を使用する方法についての明確な説明が不足しています。

そのため、T彼はこの研究の目的は、摂取可能な遠隔温度ピルを使用して、測定プロトコルの詳細な説明を提供することにあります。第二に、二つの異なる研究プロトコルで遠隔測定温度ピルの適用は、断面設計（測定異なるレコーダーごとに5キロ）、継続的に個人でTgiはを記録するプロトコルが使用されている、記載されています。

プロトコル

次のセクションで説明する手順は、に沿ったものであり、ナイメーヘンラートボウト大学医療センターの医療倫理委員会、オランダで受け入れ。私たちの知る限りでは、摂取可能な温度の丸薬の3つの異なる商用システムは、研究者のために現在利用可能です。摂取可能な温度の丸薬のユーザーマニュアルには、（特定の材料の表）ブランド固有のものですが、すべてのシステムは、運動中や安静時の条件の下での測定に適しています。

1.除外基準と件名命令

1. 遠隔測定温度ピルを使用するための除外基準のための書面または口頭で被写体を確認する：1）体重を36.5キロ、2）閉塞性胃腸疾患、消化器外科手術の3）歴史の下、4）移植された医療機器、および5 ）を予定してMRIは、実験期間中にスキャンします。
2. 温度ピルのシリアルおよびキャリブレーション番号を書き留めます。
3. （セクション2を参照）温度の丸薬を使用する方法を被験者に指示します。
4. 被験者はかなり前実験の温度ピルを受信した場合はセクション2に示す情報が含まれている短い取扱説明書と一緒に対象に丸薬を与え、温度錠剤を摂取するための実験の前日、被写体を思い出させます。

2.温度ピル手順

1. 流体摂取との対話を避けるために、少なくとも6時間、実験前に温度錠剤を摂取する被験者に指示します。正しく温度ピルを摂取するために、後続の手順に従ってください。
2. バッテリーを活性化し、測定を可能にするために、錠剤からの磁気ストライプを削除するには、対象を指示します。
3. ピル摂取を強化するために水のガラスを好ましく温度錠剤を摂取する被験者に指示します。
4. 研究チームに錠剤包装材を返すように対象を掲載し、ので、彼らはCHですることができます実験の開始前にシリアルおよびキャリブレーション番号をECK。
5. 温度ピルは、その自然な形（糞便）を介して体を残して対象を指示し、それはトイレに流しことができます。

3.実験プロトコルI：横断モード

注：断モードでは、同時に最大99の被験者を測定することができます。

1. 測定前に断面測定のための希望の設定にレコーダーを調整します。
   1. 、レコーダーの電源を入れ転送ケーブルでコンピュータとレコーダーを接続すると、パソコンと接続するレコーダーを有効にするには、「F2-PCリンク」ボタンを押してください。
   2. 右の設定を定義するために使用することができるコンピュータ上のTcソフトウェアを開きます。注意：ソフトウェアは、温度ピルとレコーダーの順序で会社によって供給されています。
   3. 設定を調整するには、ProgramR」をクリック17;ソフトウェアのホーム画面で、その後、レコーダーとの接続を行い、適切な設定を選択するには、「オープン・PCリンク」ボタンを使用します。
      1. 「スポーツモードON」を選択することにより、断面測定モードを選択します。
      2. 正しい温度測定スケール（摂氏または華氏）を選択します。レコーダーに設定をコピーするには、ボタン「レコーダーに書くコンフィグ 'を使用します。
      3. 実験中にユーザーを切り替えるためのオプションを可能にする、外部レコーダーにすべての個々の被験者のシリアルおよびキャリブレーション番号を追加します。ソフトウェアで「センサー/バーコードの表示」ボタンを押して、すべてのシリアルおよびキャリブレーション番号を追加します。レコーダーにデータをコピーするには、ボタン「レコーダーにセンサーを書く」押してください。
      4. 測定中に放電したバッテリので、欠落したデータを避けるために、測定前にレコーダーのバッテリーを確認してください。注：通常、batte75％のRY状態が> 10時間測定するのに十分です。
2. すべての準備が完了し、定義済みの設定がチェックされた後、実験を開始します。これを行うには、レコーダーのホーム画面に戻り、データ収集を開始するために「F2-スポーツ」ボタンを使用します。
3. プレイヤーXXは、画面に表示されたら、Tgiはを測定するために「読む」ボタンを押してください。 Tgiは余分な測定のために再び「読む」ボタンを使用してください。
4. 「読む」ボタンを押してTcは、ユーザーを切り替えるレコーダーに正しい番号を押し、続いて測定します。
5. 「停止」ボタンを押してデータ収集を停止します。
6. 測定が終了すると、データの損失を防ぐために、正しい方法でレコーダーをオフにします。これを行うには、「入力」ボタンと「終了」は、ホーム画面上に表示されるようになります。 「F1-終了」ボタンとRECのレコーダーショー「プッシュターンオーダー」。その後、レコーダーをオフにし、電源スイッチを使用します。
7. コンピュータに外部レコーダーからの生データをエクスポートし、保存（第5節参照;データ処理を）。

4.実験プロトコルII：連続モード

注意：連続モードが継続的に、たとえば、事前定義された一定の時間間隔で20秒ごとに個々の被験者のTgiはを測定し、保存することができます。次のセクションでは、このタイプの測定を実行するために使用されるステップのシーケンスについて説明します。

1. （セクション3、3.1.1-3.1.3の手順を参照してください）​​測定前に連続測定モードの正しい設定にレコーダーを調整します。
2. 「スポーツモードをOFF」を選択することによって、連続的な測定モードを選択します。
3. 10秒の最小のサンプリング間隔で、右側の一定の時間間隔（hh：mm：ss）をに「読み取り間隔」を調整することにより、測定周波数を選択します。
4. CORを選択RECT温度測定スケール（摂氏または華氏）。レコーダーに設定をコピーするには、ボタン「レコーダーに書くコンフィグ 'を使用します。
5. 測定中に放電したバッテリので、欠落したデータを避けるために、測定前にレコーダーのバッテリーを確認してください。注意：通常、75％のバッテリ状態は24時間の測定を行うのに十分です。
6. すべての準備が完了し、定義済みの設定がチェックされた後、実験を開始します。レコーダーのホーム画面にある「ファイル名を指定して実行」ボタンを押してデータ収集を開始します。
7. その後、測定誤差を回避するために、被験者の腹部領域に近いウエストバッグ（腹部とレコーダー間の最大30〜40センチ）にレコーダーを接続します。
   注：実験の開始後に、すべての事前定義された時間間隔はTcのの測定が行われます。 「読む」ボタンで余分なサンプリングポイントを追加することができます。
8. Tを停止「停止」ボタンを押してC測定。
9. 「ユニットの電源をオフに」して、レコーダーをオフにし、電源スイッチを使用してメッセージを取得するには「F1-終了」ボタンを使用してください。
10. コンピュータに外部レコーダーからの生データをエクスポートし、保存（第5節参照;データの抽出を）。

5.データの抽出

1. データのエクスポート（セクション3、ステップ3.1.1）を完了するために、パソコンに接続します。
2. ソフトウェアを開き、ソフトウェアのホーム画面で「ダウンロード」ボタンをクリックします。
3. ファイル名を入力し、「OK」ボタンを押してください。注：データは現在、表計算ソフトを使用して開くことができ.cvtファイルとして保存されます。
4. データファイルを開いて、視覚的に不足しているデータや異常値のために収集したデータを確認してください。注：Tgiは大きな減少または増加（≤1℃）短い時間間隔（±1分）内は非常に非現実的であるとdisturによって引き起こされることがあります無線信号のbance。結果として、非現実的なデータ点は、さらなる分析のために除去することができます。
5. 前後の有効な値を平均化することによって欠損値を補間します。注意：データの補間は、連続して3欠損値の最大値で可能です。

結果

法を実証する我々の以前の研究からの代表的な結果を断面（ 図3A）と連続測定（ 図3B）の例が与えられている次のセクションに示されています。

Tgiはの断面測定

断面の測定からのデータの例を図3Aに示されています。ベースラインTgiはを取得した後、被験者は自己選択のペースで30キロを歩きました...

ディスカッション

摂取可能な遠隔測定温度ピルのTgiは、連続的な有効な非侵襲的な測定を提供する能力を有します。また、温度ピルの利点は、一度摂取事実であり、被験者は、体内のか、測定が行われている錠剤の存在に気づいていません。したがって、この方法は、試験参加者のための最小限の負担静止条件下、ならびに運動時に容易に適用可能であり、したがって、フィールドと実験室の設定で使用する?...

資料

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/