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Article de méthode

En utilisant une température Pill ingérable télémétrique pour évaluer Température gastro pendant l'exercice

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DOI :

10.3791/53258

⸱

7 octobre 2015

 ,  , 
1Radboud Institute for Health Sciences, Department of Physiology, Radboud University Medical Center

Dans cet article

Résumé

Cette étude décrit une technique précise, fiable et non invasive pour mesurer en continu la température gastro-intestinale pendant l’exercice. La pilule de température télémétrique ingérable convient pour mesurer la température gastro-intestinale en laboratoire ainsi que sur le terrain.

Résumé

L’exercice entraîne une augmentation de la température corporelle centrale (Tc), ce qui peut réduire les performances physiques et éventuellement conduire au développement de troubles liés à la chaleur. Par conséquent, une mesure précise de la Tc pendant l’exercice est d’une grande importance, en particulier chez les athlètes qui doivent performer dans des conditions ambiantes difficiles. Dans la littérature actuelle, un certain nombre de méthodes ont été décrites pour mesurer le Tc (œsophage, membrane tympanique externe, bouche ou rectum). Cependant, ces méthodes ne sont pas optimales pour mesurer la Tc pendant l’exercice, car elles sont invasives, ont une réponse lente ou sont influencées par les conditions environnementales. Des études ont décrit l’utilisation d’une pilule de température télémétrique ingérable comme une méthode fiable et valide pour évaluer la température gastro-intestinale (Tgi), qui est une mesure représentative de la Tc. Par conséquent, l’objectif de cette étude était de fournir une description détaillée de la mesure de Tgi à l’aide d’une pilule de température télémétrique ingérable. Cette étude aborde des facteurs méthodologiques importants qui doivent être pris en compte pour une mesure précise. Il est recommandé de lire attentivement les instructions afin de s’assurer que la pilule de température télémétrique ingérable est une méthode fiable pour évaluer Tgi au repos et pendant l’exercice.

Introduction

L'oxydation des substrats pendant les contractions musculaires, nécessaire pour effectuer l'exercice et l'activité physique, surtout un impact sur ​​notre système de thermorégulation que seulement 20% est utilisé pour la puissance musculaire 1, tandis que la majorité de l'énergie est libérée sous forme de chaleur (80%) 2,3. En conséquence, la production de chaleur élevée métabolique au cours de l'activité physique et l'exercice dépasse généralement la capacité de dissipation thermique de 4,5, ce qui entraîne une augmentation de la température corporelle centrale (Tc). En conséquence, Tc dépasse le point de consigne hypothalamique, qui est défini comme l'hyperthermie 6, et peut même entraîner une 5,7,8 de la performance de l'exercice atténué et / ou le développement de troubles liés à la chaleur 4,6. Pour cette raison, il est important de mesurer avec précision Tc durant un exercice prolongé et en particulier dans les conditions ambiantes ardues.

Littérature décrit qu'une méthode idéale pour mesurer Tc doit: 1) être application facilelicable, 2) de ne pas être biaisée par les conditions environnementales, 3) avoir une haute résolution temporelle pour surveiller rapidement les changements dans Tc, et 4) ont la capacité de détecter de petits changements (Δ0.1 ° C) de la température centrale du corps 9,10. Un aperçu des différentes méthodes pour mesurer le Tc a été donnée par l'Organisation internationale de normalisation (ISO 9886) 11. Il a été indiqué que la température de l'œsophage au niveau de l'oreillette gauche fournit l'accord proche avec la température centrale du sang, alors que cette mesure est en mesure de détecter rapidement les modifications (mineures) de la température 12. Bien que les mesures de température de l'œsophage sont généralement acceptées comme l'étalon-or pour enregistrer Tc, sa nature invasive limite l'utilisation pratique de cette méthode. Les mesures de rechange pour surveiller Tc comptent sur ​​les enregistrements de température de la membrane tympanique externe, la bouche ou le rectum 12. Ces sites de mesure ne sont pas optimales pour mesurer la Tc, compte tenu de leur caractère invasif, méthodologdifficultés iCal et / ou le risque de biais par les conditions environnementales 9,12-14 (tableau 1). Cela met en évidence la nécessité d'explorer des stratégies alternatives pour surveiller (changements) Tc.

Des études antérieures ont décrit l'utilisation d'une pilule télémétrique de température ingérable comme une méthode facilement applicable, valide et fiable pour mesurer TGI, qui est une estimation représentant de Tc 9,15. Un autre important, l'avantage de la pilule de la température est la pertinence dans des situations sur le terrain, ce qui est d'une grande importance puisque les élévations induits par l'exercice de Tc sont généralement plus élevés dans le domaine de en laboratoire 16. Actuellement, la pilule de la température est capable de mesurer TGI toutes les 10 secondes avec une précision de ± 0,1 ° C, ce qui rend cette technique très approprié pour mesurer le Tgi lors d'un événement d'exercice ou un match important. En outre, dans une étude de Stevens et al., 17 il est démontré quela pilule de température télémétrique peut également être utilisé pour surveiller la température intra-gastrique. La pilule de la température ingérable est décrite pour la première en 1961 18, et développé à l'Université Johns Hopkins (Baltimore, Etats-Unis) en collaboration avec le Laboratoire de physique appliquée de l'NASA. Le résultat est une capsule 20 x 10 mm avec un système de télémétrie, micro batterie et un capteur de température à quartz. Le capteur de cristal vibre à une fréquence par rapport à la température de la matière environnante. Ce signal radio de température est transmise à travers le corps, qui peut être mesurée par un enregistreur externe (figure 1). Chaque pilule de température a un numéro de série et calibrage unique, qui peut être utilisé par l'enregistreur pour convertir le signal de la radio et de mesurer le Tgi correspondant.

Une petite bande magnétique est fixée à l'extérieur de la pilule de la température, ce qui désactive la batterie. Lorsque cette bande magnétique est supprimé, la pilule est activée et commence immédiatement la mesure de Tc (figure 2). Casa et ses collègues, 19 ont utilisé six différentes techniques (gastro-intestinal, du rectum, sonores, temporelle, axiales et le front) pour mesurer Tc, avec la température rectale défini comme la valeur de référence. Ils ont démontré que la mesure de Tc gastro-intestinal avec la pilule de la température est la seule technique qui montre un bon accord avec la référence Tc. D'autres ont étudié la relation entre TGI et la température rectale et ont montré une petite mais significative biais allant de 0,07 ° C à 0,20 ° C 9,15,20,21. Bien que la direction et l'ampleur du biais différaient entre les études, les 95% les limites de Bland et Altman d'accord étaient de ± 0,4 ° C, ce qui est acceptable 9,22. En outre, dans une revue de Byrne et al. 9 du TGI est comparée à la température rectale et de l'œsophage (gold standard) comme une mesure pour la Tc. Ils démontrent que le Tgi mesurée avec le température pilule est une mesure valable pour Tc basée sur le bon accord entre la température intestinale et de l'œsophage. En outre, les limites de Bland et Altman 95% d'entente ont été limités à ± 0,4 ° C 22, alors qu'aucun biais significative a été trouvée entre les deux mesures 9,20,21. Ces résultats suggèrent que la Tgi est une mesure valide de Tc.

Un autre aspect important d'une bonne technique de mesure Tc / IGC est un haute résolution temporelle pour surveiller rapidement les changements dans Tc. Des études antérieures ont démontré que la Tgi mesuré avec la pilule de température répond plus lentement sur ​​les changements de Tc par rapport à la mesure de l'œsophage 15,20,23, ce qui peut être expliqué en raison de la faible capacité calorifique de l'oesophage et la proximité par rapport au 10 cœur . Dans la mesure de la température de l'œsophage, la thermistance est placée au niveau de l'oreillette gauche 10. A ce niveau, l'artère pulmonaire et l'œsophage sont en contactet isotherme 24, ce qui stimule un temps de réponse rapide à des variations de température de la mesure de l'œsophage. En revanche, les intestins et le rectum sont moins perfusé par rapport à l'œsophage, ce qui entraîne un retard dans la mesure de variations de température à ces endroits anatomiques. Cependant, la pilule télémétrique de température susceptible d'être ingérée a une précision de ± 0,1 ° C et est capable de mesurer Tgi toutes les 10 sec. Une étude antérieure a rapporté que la température du corps peut augmenter à un maximum de 1 ° C toutes les 5 minutes si aucune chaleur est enlevée pendant l'exercice 25. Par conséquent, la résolution temporelle de la pilule de température est adapté pour mesurer les changements dans Tgi pendant l'exercice. Basé sur ces résultats, on peut conclure que la pilule de la température est une technique fiable et valide pour mesurer Tgi. Malgré l'utilisation de la pilule de température télémétrique dans un grand nombre d'études, une description claire sur la façon d'utiliser la température pilule est manquant.

Par conséquent, til but de cette étude est de fournir une description détaillée du protocole de mesure en utilisant un télémétrique pilule de la température ingérable. En second lieu, l'application de la pilule de température télémétrique sur deux protocoles d'étude différentes sont décrites, dans lequel un plan transversal (mesure toutes les 5 km avec un enregistreur différent) et un protocole qui enregistre en continu chez les individus Tgi sont utilisés.

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Protocole

Les étapes décrites dans la section suivante sont en ligne avec et acceptées par le comité d'éthique médicale de l'University Medical Center Radboud à Nimègue, Pays-Bas. À notre connaissance, 3 systèmes commerciaux différents de ingérables pilules de température sont actuellement disponibles pour les chercheurs. Le manuel d'utilisation de la pilule de température ingérables est spécifique de la marque (Table des matériaux spécifiques), mais tous les systèmes sont adaptés pour les mesures pendant l'exercice et dans des conditions de repos.

1. Critères d'exclusion et Instruction Objet

  1. Demandez sujets sous forme écrite ou verbale pour les critères d'exclusion pour l'utilisation de la pilule de température télémétrique: 1) pesant moins de 36,5 kg, 2) la maladie gastro-intestinale obstructive, 3) l'histoire de la chirurgie gastro-intestinale, 4) un dispositif médical implanté, et 5 ) une IRM scan programmé pendant la période expérimentale.
  2. Notez le numéro de série et le calibrage de la pilule de la température.
  3. Demandez aux sujets comment utiliser la pilule de la température (voir la section 2).
  4. Donner la pilule pour le sujet avec un manuel d'instruction court, qui contient les informations affichées dans la section 2. Si les sujets reçoivent la pilule de température bien en avance sur l'expérience, de rappeler l'objet le jour précédant l'expérience d'ingérer la pilule de la température.

2. Température Pill Instructions

  1. Charger le sujet ingère la pilule de la température d'au moins 6 heures avant l'expérience, afin d'éviter toute interaction avec l'ingestion de fluide. Suivez les étapes ultérieures à ingérer la pilule de la température correctement.
  2. Demandez le sujet pour enlever la bande magnétique de la pilule, pour activer la batterie et permettre à mesure.
  3. Demandez l'objet d'ingérer la pilule de la température de préférence avec un verre d'eau pour améliorer la pilule ingestion.
  4. Demandez au sujet de retourner le matériel d'emballage pilule à l'équipe de recherche, afin qu'ils puissent chEck numéros de série et d'étalonnage avant le début de l'expérience.
  5. Demandez le sujet que la pilule de la température va quitter le corps à travers sa façon naturelle (dans les selles) et il peut être rincé dans les toilettes.

3. Protocole expérimental I: Croix mode sectionnelles

Remarque: Dans le mode coupe, il est possible de mesurer jusqu'à 99 sujets simultanément.

  1. Réglez l'enregistreur des paramètres souhaités pour la mesure de section transversale avant la mesure.
    1. Tournez sur l'enregistreur, connectez l'enregistreur à l'ordinateur avec un câble de transfert et appuyez sur le bouton 'F2-PC Link' pour activer l'enregistreur à connecter à l'ordinateur.
    2. Ouvrir le logiciel sur l'ordinateur Tc, qui peut être utilisé pour définir les bons réglages. Remarque: Le logiciel est fourni par la société avec l'ordre de la pilule de la température et de l'enregistreur.
    3. Pour ajuster les paramètres, cliquez sur 'ProgramR17; dans l'écran d'accueil du logiciel, et ensuite utiliser le bouton «Ouvrir le lien de PC 'pour établir une connexion avec l'enregistreur et sélectionnez les paramètres corrects.
      1. Sélectionnez le mode de mesure de section transversale en sélectionnant «mode Sport ON '.
      2. Sélectionnez l'échelle de mesure de la température correcte (Celsius ou Fahrenheit). Utilisez le 'Ecrire Config pour Recorder' bouton pour copier les réglages sur l'enregistreur.
      3. Ajouter le numéro de série et l'étalonnage de tous les sujets individuels à l'enregistreur externe, qui permet la possibilité de changer d'utilisateur lors de l'expérience. Appuyez sur le bouton «capteur / Barcode Affichage" dans le logiciel et ajouter tous les numéros de série et d'étalonnage. Poussez les «Ecrire Capteurs Enregistreur de 'bouton pour copier les données vers l'enregistreur.
      4. Vérifier la batterie de l'enregistreur avant la mesure, afin d'éviter une batterie déchargée lors de la mesure et par conséquent les données manquantes. Remarque: Normalement, une batteétat de 75% de Ry est suffisante pour mesurer de> 10 h.
  2. Une fois tous les préparatifs sont terminés et les paramètres prédéfinis sont vérifiés, commencer l'expérience. Pour ce faire, revenir à l'écran d'accueil de l'enregistreur et utiliser le bouton 'F2-Sport' pour lancer l'acquisition de données.
  3. Lorsque Joueur XX apparaît sur l'écran, appuyez sur le bouton «Lecture» pour mesurer Tgi. Utilisez à nouveau le bouton «Lire» pour une mesure supplémentaire de TGI.
  4. Pour changer d'utilisateur, appuyez sur le nombre correct de l'enregistreur et ensuite mesurer la Tc en appuyant sur le bouton «Lire».
  5. Arrêtez la collecte de données en appuyant sur le bouton «Stop».
  6. Lorsque la mesure est terminée, éteignez l'enregistreur dans le bon sens pour éviter la perte de données. Pour ce faire, utilisez le bouton 'Entrée' et 'Exit' devient visible sur l'écran d'accueil. Appuyez sur le bouton 'F1-sortie »et le tour de rec l'enregistreur de spectaclescommande'. Par la suite, utiliser l'interrupteur pour éteindre l'enregistreur.
  7. Exporter et stocker les données brutes de l'enregistreur externe à un ordinateur (voir section 5, la manipulation de données).

4. Protocole expérimental II: mode continu

Remarque: Le mode continu permet de mesurer en continu et enregistrer le Tgi d'un sujet individuel sur un intervalle constant prédéfini de temps, par exemple toutes les 20 secondes. Dans la section suivante, la séquence d'étapes utilisées pour effectuer ce type de mesure est décrit.

  1. Réglez l'enregistreur pour les bons réglages pour le mode de mesure en continu avant la mesure (voir l'article 3, les étapes 3.1.1-3.1.3).
  2. Sélectionnez le mode de mesure en continu en sélectionnant «mode Sport OFF '.
  3. Sélectionnez une fréquence de mesure en ajustant le 'Lire Interval »vers la droite intervalle de temps constant (hh: mm: ss), avec un intervalle d'échantillonnage minimale de 10 sec.
  4. Sélectionnez le coréchelle de mesure de la température rect (Celsius ou Fahrenheit). Utilisez le 'Ecrire Config pour Recorder' bouton pour copier les réglages sur l'enregistreur.
  5. Vérifier la batterie de l'enregistreur avant la mesure, afin d'éviter une batterie déchargée lors de la mesure et par conséquent les données manquantes. Remarque: Normalement, un état de 75% de la batterie est suffisante pour effectuer une mesure de 24 heures.
  6. Une fois tous les préparatifs sont terminés et les paramètres prédéfinis sont vérifiés, commencer l'expérience. Commencez l'acquisition de données en appuyant sur le bouton «Exécuter» sur l'écran d'accueil de l'enregistreur.
  7. Par la suite, fixer l'enregistreur dans un sac de taille proche de la zone abdominale du sujet (maximum 30-40 cm entre la zone abdominale et l'enregistreur) pour éviter les erreurs de mesure.
    Remarque: Après le début de l'expérience, chaque intervalle de temps prédéfini une mesure de Tc sera prise. Avec le bouton 'Lecture' points d'échantillonnage supplémentaires peuvent être ajoutés.
  8. Arrêtez le Tc la mesure en appuyant sur le bouton «Stop».
  9. Utilisez le bouton 'F1-Exit' pour faire passer le message «Désactiver l'unité» et ensuite utiliser l'interrupteur pour éteindre l'enregistreur.
  10. Exporter et stocker les données brutes de l'enregistreur externe à un ordinateur (voir section 5, l'extraction de données).

5. Extraction des données

  1. Connectez l'enregistreur à l'ordinateur pour terminer l'exportation de données (article 3, étape 3.1.1).
  2. Ouvrez le logiciel et cliquez sur le bouton «Télécharger» dans l'écran d'accueil du logiciel.
  3. Entrez un nom de fichier et appuyez sur le bouton 'OK'. Note: Les données seront désormais stockées dans un fichier de .cvt, qui peut être ouvert en utilisant un logiciel de tableur.
  4. Ouvrez le fichier de données et vérifier visuellement les données recueillies pour les données manquantes et les valeurs aberrantes. Remarque: Une grande diminution ou une augmentation du TGI (≤1 ° C) dans un court intervalle de temps (± 1 min) est très réaliste et peut être causée par une perturbabance du signal radio. En conséquence, le point de données irréaliste peut être retiré pour une analyse supplémentaire.
  5. Interpoler les valeurs manquantes par la moyenne de la valeur valide précédente et suivante. Remarque: interpolation des données est possible avec un maximum de trois valeurs manquantes dans une rangée.

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Résultats

Les résultats représentatifs de nos précédents travaux démontrant les méthodes sont présentées dans la section suivante, dans laquelle un exemple de section transversale (figure 3A) et une mesure en continu (figure 3B) sont donnés.

Mesure transversale de TGI

Un exemple de données d'une mesure de section transversale est représentée sur la figure 3A. Après l'obtention de base TGI sujets marchaient 30 km à ...

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Discussion

La pilule télémétrique de température susceptible d'être ingérée est capable de fournir une mesure continue, valide et non invasive du TGI. En outre, un avantage de la pilule de la température est le fait que, une fois ingéré, les sujets ne sont pas conscients de la présence de la pilule dans le corps ou que les mesures sont effectuées. Par conséquent, cette méthode est facilement applicable en vertu des conditions de repos ainsi que pendant l'exercice, une charge minimale pour les participants de l'étude, e...

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Déclarations de divulgation

Aucun conflit d’intérêts n’a été déclaré.

Remerciements

Ce travail a été soutenu par STW (12864, C.C.W.G.B) et l’Organisation néerlandaise pour la recherche scientifique (Rubicon Grant 825.12.016, T.M.H.E).

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Matériaux

Liste des matériaux utilisés dans cet article
NomEntrepriseNuméro de catalogueCommentaires
Enregistreur de données CorTempsystème CorTemp, HQ Inc., Floride, États-UnisSans objethttp://www.hqinc.net/cortemp-data-recorder/
Pilule de température télémétrique ingérable CorTempsystem, HQ Inc., Floride, États-UnisHT150002http://www.hqinc.net/cortemp-sensor-2/
Logiciel CorTrack II (Traitement des données pour un PC uniquement)Système CorTemp, HQ Inc., Floride, États-UnisSans objethttp://www.hqinc.net/cortrack-ii-data-graphing-software/

Références

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