Wpływ gwałtownego stresu cieplnego na ryzyko urazów mięśniowo-szkieletowych strażaków

W badaniu tym zastosowano projekt krzyżowy, w którym uczestnicy pełnili rolę własnych kontroli i uczestniczyli zarówno w warunkach kontrolnych (stopniowe niekompensowane ciepło), jak i eksperymentalnych (szybki stres cieplny (RHS)). Zmienną niezależną jest rodzaj stresu cieplnego (niekompensowany lub szybki). Zmiennymi zależnymi są: szczytowy koncentryczny moment obrotowy mięśni (odwodziciele bioder, przywodziciele stawu biodrowego, zginacze stawu kolanowego, prostowniki kolana), równowaga dynamiczna (test równowagi Y, test równowagi funkcjonalnej dla strażaków (FFSFBT)) i jakość ruchu w płaszczyźnie czołowej (do przodu). -Test obniżania napięcia (FSDT)). Zostaną one zmierzone trzy razy, raz podczas testów wstępnych i dwa razy podczas testów po nich, jak opisano poniżej.

Badanie będzie składać się z czterech wizyt. Pierwsza wizyta będzie polegała na wyrażeniu świadomej zgody i zapoznaniu się z wynikami pomiaru. Uczestnicy zostaną przeszkoleni w zakresie wypełniania 24-godzinnego dziennika posiłków i napojów oraz poproszeni o standaryzację swojej diety na 24 godziny przed wizytami 2, 3 i 4 o jak najbardziej zbliżoną do tego zapisu. Historia urazów i dane demograficzne będą zbierane pod adresem odwiedź 1.

Podczas drugiej wizyty odbędzie się gromadzenie danych przed testem, które odbędzie się w temperaturze około 22°C. Uczestnicy wykonają wszystkie pomiary wyniku (moment obrotowy, równowaga, miary jakości ruchu). W tym czasie w BodPod będzie mierzony również skład ciała.

Przed wizytami 2, 3 i 4 uczestnicy będą przestrzegać poniższych wskazówek dotyczących bezpieczeństwa, aby zapewnić odpowiednie nawodnienie:

• 48 godzin wcześniej: brak stresu cieplnego (skontaktuje się z uczestnikiem w celu ustalenia, czy został wezwany do żywego pożaru). W takim przypadku gromadzenie danych zostanie przełożone)
• 24 godziny wcześniej: nie spożywaj alkoholu, nie spożywaj napojów energetyzujących (dozwolona jest zwykła kawa/herbata)
• 24 godziny wcześniej: brak aktywności fizycznej (ćwiczeń lub energicznych zabaw)
• 24 godziny wcześniej: wypij 3,7 l wody, aby upewnić się, że jesteś dobrze nawodniony
• 2 godziny wcześniej: zjedz ostatni posiłek

Wizyty trzecia i czwarta będą obejmować protokół na bieżni w stanie ustalonym w komorze środowiskowej (37–38°C, wilgotność 50%), a następnie pomiary po badaniu. Podczas trzeciej lub czwartej sesji uczestnik zakłada swój sprzęt strażacki (kurtkę, spodnie, kaptur, buty, rękawiczki) i wykonuje test na bieżni z założonym sprzętem. To jest próba RHS i będzie oznaczona jako GEAR. Podczas drugiej sesji uczestnik będzie miał na sobie strój do ćwiczeń (koszulę i spodenki) oraz obciążony plecak, który będzie odzwierciedlał ciężar sprzętu. Jest to stopniowa, niekompensowana próba stresu cieplnego i będzie oznaczona jako NOGEAR. Kolejność sesji GEAR i NOGEAR będzie losowa i równoważona, aby zapobiec efektom krzyżowania się.

Po przybyciu na wizytę przedtestową (sesja druga) uczestnikom zostanie zmierzony wzrost za pomocą stadiometru i wagi. Skład ciała zostanie zmierzony jednorazowo za pomocą BodPod (Cosmed, USA). Rozgrzeją się przez pięć minut na rowerze treningowym lub bieżni, a następnie przystąpią do pomiaru wyników.

Po przybyciu na trzecią i czwartą wizytę uczestnicy zostaną ponownie zważeni. Zostanie pobrana próbka moczu w celu oceny stanu nawodnienia. Połykają kapsułkę zawierającą temperaturę rdzenia (Tc) na 40–45 minut przed rozpoczęciem sesji, popijając niewielką ilością wody o temperaturze 20°C, bez dalszego połykania wody przez cały czas trwania protokołu, aby uniknąć sztucznego obniżenia Tc. Uczestnicy będą wyposażeni w system Equivital EQLife Monitor (Equivital, NY) do rejestrowania tętna (HR) i Tc. Następnie wykonają protokół na bieżni, a pomiary po badaniu zostaną zakończone natychmiast po zakończeniu testu na bieżni wraz ze zdjęciem sprzętu. Zostaną zważone po wysiłku fizycznym, aby określić zmiany masy ciała spowodowane poceniem.

Sesje trzecia i czwarta będą oddzielone co najmniej siedmiodniowymi przerwami, aby zmniejszyć wpływ aklimatyzacji w upale i zmęczenia. Ciągłe monitorowanie Tc i HR pomoże zapewnić bezpieczeństwo uczestnikom.

Protokół ćwiczeń na bieżni rozpoczyna się od stopniowego podejścia do osiągnięcia aerobowego stanu ustalonego. Protokół na bieżni obejmuje początkowy pięciominutowy etap przy prędkości 3 mil na godzinę i nachyleniu 0%, po którym następuje wzrost procentowy nachylenia o 4% w 5. minucie i 8% w 10. minucie i kontynuowany przez cały test. Po ostatecznym planowanym stopniowym zwiększaniu nachylenia bieżni, nachylenie zostanie następnie dostosowane, aby zapewnić, że pacjent pozostanie w stanie stacjonarnym przez cały czas trwania protokołu, zdefiniowanym na podstawie współczynnika wymiany oddechowej w zakresie 0,9–0,99 przy użyciu laboratoryjnego wózka metabolicznego (Parvomedics , Stany Zjednoczone). HR, ocena odczuwanego wysiłku (RPE), komfort cieplny i odczucia termiczne będą rejestrowane w odstępach co 0,5°C. Test na bieżni zostanie zatrzymany, gdy uczestnicy osiągną Tc wynoszącą 39°C lub zamierzone maksimum (uczestnik nie będzie mógł kontynuować ćwiczeń). Badacze zatrzymają również badanie, jeśli wystąpią oznaki nadmiernego stresu cieplnego (niepewny chód, dezorientacja, zawroty głowy, niewyraźna mowa itp.). Jeżeli uczestnik nie spełni żadnego z kryteriów zakończenia, protokół na bieżni będzie miał 50 minut dla warunku GEAR i limitu 2 godzin dla warunku NOGEAR. Zarówno sesje GEAR, jak i NOGEAR rozpoczną się od tego samego testu na bieżni.

Po teście na bieżni uczestnicy wykonają pomiary wyników po teście. Należą do nich moment izokinetyczny odwodzicieli i przywodzicieli stawu biodrowego, moment izokinetyczny zginaczy i prostowników stawu kolanowego, test równowagi Y, FFSFBT i FSDT. Uczestnicy zdejmą sprzęt natychmiast po zakończeniu testu na bieżni. W przypadku badań jednostronnych rejestrowana będzie noga dominująca, która będzie wykorzystywana w tych badaniach; to jest noga używana do kopania piłki. Kolejność pomiarów wyników zostanie ujednolicona dla każdego uczestnika, a kolejność testów będzie oparta na głównych wynikach i trudności każdego testu. W pierwszej kolejności zostanie wykonane FSDT, ponieważ jest to główny wynik, a poprzednie badania wykazały, że regeneracja po bodźcu o maksymalnym wysiłku następuje szybko. Następnie zostanie przeprowadzony test FFSFBT, po którym nastąpi test równowagi Y. Testy izokinetyczne będą ostatnimi ze względu na męczący charakter tych testów. W pierwszej kolejności badane będą mięśnie bioder, a następnie mięśnie ud. Pomiędzy każdym pomiarem wyniku zostaną przeznaczone trzy minuty na odpoczynek i instruktaż. Pomiędzy testami izokinetycznymi zostanie zapewniona pięciominutowa przerwa, aby umożliwić ustawienie maszyny i instrukcje. Pomiędzy każdą prędkością izokinetyczną zostanie zapewniona jedna minuta odpoczynku, przy trzech prędkościach testowanych dla mięśni bioder (30°, 60° i 120° na sekundę) i kolan (60°, 180° i 300° na sekundę).

Uczestnicy będą obserwowani przez 2 lata, z 6-miesięcznymi rozmowami kontrolnymi w celu ustalenia stanu urazu. Zostaną zebrane szczegółowe informacje na temat rodzaju urazu, lokalizacji urazu i czasu straconego na pracę.