Sikkerhed og præstationsovervågning under erhvervsmæssig arbejde II (COBRAII)

Denne undersøgelse vil anvende et randomiseret, cross-over-design til at vurdere effekten af ​​tre forskellige kolde omgivelsestemperaturer på hudtemperaturen i perifere regioner, kernetemperatur (rektal), metabolisk varmeproduktion, håndhændelsesmål i hvile og atletisk præstationsvurdering efter hvile i kolde omgivelsestemperaturer. De tre forskellige forsøg til denne undersøgelse vil omfatte omgivelsestemperaturer ved: A. 0 ° C (32 ° F), B. -10 ° C (14 ° F) og C. surrogat -20 ° C (-10 ° C + 3 m/s vindhastighed [14 ° F + 6 mph]). Dette opnås ved brug af et miljøkammer.

Deltagerne tildeles, efter at der er tildelt medicinsk godkendelse. Besøg specifikke oplysninger er beskrevet nedenfor, men specifikke dataindsamlingsprotokoller for afhængige variabler og procedurer er inkluderet under beskrivelsen af ​​undersøgelsesdesignet. Deltagerne bliver bedt om at underskrive en formular til foto/videoudgivelse, der skal bruges i forskningsprojekter, videnskabelige publikationer/konferencer og til uddannelsesmæssige formål. Deltagerne kan blive videoet eller fotograferet, mens de træner eller hviler i miljøkammeret.

Under 0 ° C (32 ° F) og -10 ° C (14 ° F) forsøg vil deltagerne bære koldt vejrudstyr som beskrevet af BHSAI. Alt koldt vejrudstyr kan maskinvaskes, leveret til deltagerne og korrekt monteret på hver enkelt person. Tøj opbevares i laboratoriet, maskinvasket af producentanbefalinger. Deltagerne vil ikke være i stand til at holde tøj, der bruges efter afslutningen af ​​undersøgelsen. Disse forsøg vil også have en vindhastighed på 1 m/s. For surrogatet -20 ° C (-4 ° F) eksperiment vil omgivelsestemperatur være -10 ° C (14 ° F) med vindhastighed ca. ved 3 m/s (6 mph) til at tjene som et aggregat til -20 ° C (-4 ° F). Vind står ikke over for deltageren. Deltagerne bærer alt det koldt vejrudstyr, der er anført ovenfor med undtagelse af mikrofleecehætten og skallaget til hånd (figur 2). For alle forsøg vil deltagerne hvile lodret på en stol med fødder over jorden og hænderne på stolens arme (udsat for luft). Deltageren forbliver siddende i 120 minutter. For yderligere sikkerhed for deltagerne afsluttes eksperimentet, hvis kernetemperaturen falder til under 35 ° C (95 ° F), og/eller hudtemperaturen i nogen af ​​de perifere regioner falder under 8 ° C (46 ° F). Under de tre testsessioner bærer deltagerne et Samsung Gear S3-smartwatch på deres ikke-dominerende arm og en polær brystrem. Disse enheder ville blive parret med en Samsung Galaxy Note 4-smartphone, der kører 2b-cool-algoritmen til estimering af kernetemperatur ved hjælp af data fra SmartWatch. Disse enheder vil blive brugt i forbindelse med data fra rektal- og hudtemperatursensorer for at validere sponsorers temperaturforudsigelsesalgoritme. Alle enheder rengøres før og efter deltagerens brug pr. Producentinstruktioner. Disse enheder vil blive leveret af BHSAI til University of Connecticut. Under de tre testsessioner vil deltagerne ud over de BHSAI-leverede enhed Metabolisk varmeproduktion. Håndterføden vil blive vurderet ved hjælp af den validerede Purdue Pegboard -test.

Under alle tre sessioner vil forskere sikre, at smartwatch er placeret ca. 1 tommer proximal til håndleddet og passer snuggly for at sikre nøjagtige hjertefrekvensmålinger. Forskere vil også sikre, at enhederne er parret med smartphonen, og de fysiologiske variabler registreres på telefonen, inden sessionen påbegyndes. Da forskellige enheder vil blive brugt til måling af de fysiologiske variabler og den tilhørende guldstandard, registrerer forskere starttidsstemplet fra smartphonen og den guldstandard-optagelsescomputer for at sikre tidssynkronisering.

Efter den 120 minutters siddende hvileperiode vil der blive brugt et ydelsesbatteri til at vurdere atletisk præstation i 3 forskellige kolde miljøer. Agility/reaktionstid, kraft, muskelstyrke, sprint-ydeevne på et cyklus ergometer og 1-mils tidsforsøg på en motoriseret løbebånd vil blive vurderet. Et miljømæssigt symptomspørgeskema (ESQ) administreres i slutningen af ​​ydelsesbatteriet inden udgangen af ​​kammeret. Alle forsøg vil være cirka 3-4 timer hver. Den samlede deltagelse i undersøgelsen er cirka 12-14 timers tid for deltageren.

Baseline -test (besøg 1)

Deltagere, der er godkendt til at deltage, vil blive planlagt til baseline -antropometri og VO2max -testbesøg. Før ankomst til laboratoriet får deltagerne instruktioner (bilag K) om korrekt hydratiseringspraksis, undgåelse af alkohol og koffein (henholdsvis 24 og 12 timer). Deltagerne får lov til at forbruge deres normale diæt under undersøgelsen. Deltagerne skal tage Korey Stringer Institute Covid-19 Pre-Screening-spørgeskemaet (tillæg J) eksternt gennem Qualtrics. Ved ankomsten til laboratoriet giver deltagerne en urinprøve i en ren urinkop. Nøgleundersøgelsespersonale bestemmer deltagerne Urinfarve ved hjælp af et valideret urinfarvekort af Armstrong et al.3 Urinspecifik tyngdekraft (USG) vurderes også. Euhydrering defineres USG ≤1.020. Urinspecifik tyngdekraft og urinfarve vurderes. Deltagerne har kun tilladelse til at fortsætte til VO2max -testen, hvis de euhydrerede kriterier for en USG ≤ 1.025 er opfyldt. Hvis deltageren ankommer med en USG mellem 1.020 og 1.025, bliver deltageren bedt om at drikke 500 ml vand for at sikre korrekt hydratiseringsstatus. Nøgen kropsmasse registreres også. Privatliv vil få til rådighed for hver deltager, mens man opnår kropsmasseforanstaltninger ved at foretage målinger med deltageren alene i et privat rum bag en solid, lukket dør, og forskningen, der læser skalaen uden for rummet (forsvarer R7000 Xtreme; Ohaus Corp., Parsippany, NJ, USA). Vægt registreres i kilogram. Deltagerne udfylder en Karolinska Sleep Diary (tillæg I) inden indsamling af antropometrik. Højden måles med en målebånd. Procent kropsfedt måles ved hjælp af luftfortrængningsplethysmografi (Bodpod®; Cosmed, software version 4.2+, Concord, CA, USA). Dette vil tage mindre end ~ 5 minutter at gennemføre. Deltagerne vil også blive bedt om at gennemføre en maksimal iltoptagelse (VO2max) -test på en løbebånd i et termoneutralt miljø. Denne test giver deltagernes aerobe kondition. En pulsmåler og rem vil blive givet til deltagerne til at bære under VO2max -testen. En metabolisk maske vil blive brugt til at bestemme RER. Når deltageren er klar, begynder testen. Denne test begynder med en hastighed svarende til en joggel ved 2% klasse, og hastigheden stiger trinvist hvert 2. minut, indtil deltageren når en følsom træthed. Maksimalt iltforbrug, respiratorisk udvekslingsforhold (RER), hjerterytme og vurdering af den opfattede anstrengelse (RPE) indsamles i hele denne test. Denne test tager cirka 20 minutter. Efter VO2MAX -test vil forskere gøre deltageren bekendt med Hand -fingerfærdighedstesten og ydelsesbatteriet. Agility/reaktionstid, kraft, muskelstyrke, sprint-ydeevne på et cyklus ergometer og 1-mils tidsforsøg. Derudover vil deltagerne blive fortrolige med alle skalaer (RPE, Termisk sensationsskala, tørstskala, træthedsskala og spørgeskema for miljøstymptom [ESQ]) under denne session (tillæg C). Planlægning afsluttes for hver deltager inden decharge fra baseline -fortrolighedsbesøget. Dette besøg tager cirka 1-2 timer.

Prøvedagsprocedurer (alle 3 forsøg på koldtemperatur)

Deltagerne får lov til at make-up-prøvebesøg, hvis de er syge, lider af en skade eller ikke opfylder hydratiseringskravene. Deltagerne bliver spurgt, om de har en nuværende sygdom eller tager medicin for at afgøre, om de kan gennemføre forsøget. Deltagerens besøg vil blive omplanlagt, hvis de har feber, nuværende sygdom eller at tage medicin, der påvirker kropstemperaturen. Hvis deltageren angiver, at de har haft en eksponering for Covid-19 inden et planlagt forsøg, skal de følge universitetsprotokoller og erhverve et negativt testresultat for at forblive berettiget til undersøgelsen. Forsøg vil være på separate dage med mindst 3 dages mellemrum.

Deltagerne får lov til at forbruge deres normale diæter inden alle besøg. Ved ankomsten til laboratoriet vil deltagerne også blive bedt om at indikere, om de har indtaget alkohol eller koffein inden for henholdsvis de sidste 24 timer og 12 timer. De bliver ikke bedt om at specificere nøjagtigt, hvad de har fortæret, men hvis de giver en positiv indikation, vil deres retssag blive omplanlagt til en anden dag. Deltagerne bliver også bedt om at udfylde et subjektivt søvnspørgeskema, når det ankommer til laboratoriet. Dernæst leverer deltagerne en urinprøve i en ren urinkop. Urinspecifik tyngdekraft og urinfarve vurderes. Nøgen kropsmasse registreres. Privatliv vil få til rådighed for hver deltager, mens man opnår kropsmasseforanstaltninger ved at foretage målinger med deltageren alene i et privat rum bag en solid, lukket dør og forskningen, der læser skalaen uden for rummet. Hydratiseringsstatus for hver deltager vil også blive behandlet inden indgange og forlade kammeret. Deltagerne får kun tilladelse til at fortsætte til forsøget, hvis de euhydrerede kriterier for en urinspecifik tyngdekraft (USG) ≤1,025 er opfyldt. Hvis deltageren ankommer med en USG mellem 1.020 og 1.025, bliver deltageren bedt om at drikke 500 ml vand for at sikre korrekt hydratiseringsstatus. Deltagerne får instruktioner ved det foregående besøg om, hvordan man får den ønskede hydratiseringsstatus til den kommende prøve.

Deltagerne indsætter privat et rektalt termometer 15 cm ud over den analiske sfinkter og bærer en hjerterytme monitorrem. Derudover vil deltagerne bære 9-siders hudtemperatursensorer (biopac, se diagram nedenfor hudtemperatur). Nøglepersonale påfører hudtemperaturfølerne med medicinsk tape på deltagernes fingerspids og fingerbase, hånd dorsum, stor tå, næse, kind, ørespids, hage og pande. Deltagerne har også 4 iButton -hudtemperatursensorer placeret fire steder (skulder, bryst, kalv, lår) for at vurdere gennemsnitlig hudtemperatur. Deltagerne bærer et Samsung Gear S3-smartwatch på deres ikke-dominerende arm og en hjertefrekvensmonitor brystrem. Disse enheder ville blive parret med en Samsung Galaxy Note 4-smartphone, der kører 2b-cool-algoritmen til estimering af kernetemperatur ved hjælp af data fra SmartWatch. Disse enheder leveres af BHSAI til University of Connecticut. Deltagerne vil derefter donere det kolde miljøbeklædning (købt fra Grant Funding), der er beskrevet tidligere, før de går ind i kammeret. VO2 -data vil også blive vurderet for at indsamle metabolisk varmeproduktion. Deltagerne hviler i en loungeformand i 2 timer med hånd-dexterity-tests udført hvert 30. minut. Alle deltagere vil drikke ad libitum gennem alle forsøg. Efter den 120 minutters siddende hvileperiode vil der blive brugt et ydelsesbatteri til at vurdere atletisk præstation i 3 forskellige kolde miljøer: agility/reaktionstid, kraft, muskelstyrke, sprintpræstation på et cyklus ergometer og 1-mils tidsforsøg. USG og urinfarve og vil blive vurderet inden udledningen af ​​deltageren fra laboratoriet. Disse besøg vil tage cirka 3-4 timer.