Effekten av snabb värmestress på brandmäns risk för muskel- och skelettskador

Denna studie använder en crossover-design, där deltagarna fungerar som sina egna kontroller och deltar i både kontrollförhållanden (gradvis okompenserbar värme) och experimentella (snabb värmestress (RHS)). Den oberoende variabeln är typen av värmestress (okompenserbar eller snabb). De beroende variablerna är: topp koncentriskt muskelvridmoment (höftabduktorer, höftadduktorer, knäböjare, knäextensorer), dynamisk balans (Y-Balance Test, Firefighter-Specific Functional Balance Test (FFSFBT)) och frontalplanets rörelsekvalitet (Forward) -Step-Down Test (FSDT)). Dessa kommer att mätas tre gånger, en gång under förtestning och två gånger under eftertestning enligt beskrivningen nedan.

Studien kommer att bestå av fyra besök. Besök ett kommer att vara informerat samtycke och bekantskap med resultatet åtgärder. Deltagarna kommer att utbildas i att fylla i 24-timmars mat-/dryckdagboken och ombeds att standardisera sin kost så nära detta rekord som möjligt 24 timmar före besök 2, 3 och 4. Skadehistorik och demografiska data kommer att samlas in kl. besök 1.

Besök två kommer att vara datainsamlingen före testet, som kommer att ske vid cirka 22°C. Deltagarna kommer att slutföra alla resultatmått (moment, balans, rörelsekvalitetsmått). Kroppssammansättning kommer också att mätas i BodPod vid denna tidpunkt.

Före besök 2, 3 och 4 kommer deltagarna att följa säkerhetsriktlinjerna nedan för att säkerställa korrekt hydrering:

• 48 timmar innan: ingen värmestress (kommer att kontakta deltagaren för att avgöra om de har kallats ut till en levande brand. Datainsamling kommer att skjutas upp i så fall)
• 24 timmar innan: ingen alkoholkonsumtion, ingen energidryck (vanligt kaffe/te är tillåtet)
• 24 timmar innan: ingen fysisk aktivitet (motion eller intensiv lek)
• 24 timmar innan: drick 3,7L totalt vatten för att se till att vara väl återfuktad
• 2 timmar innan: ät sista måltiden

Besök tre och fyra kommer att bestå av ett löpbandsprotokoll i stadigt tillstånd inne i miljökammaren (37-38°C, 50 % luftfuktighet) följt av åtgärder efter testet. Under antingen pass tre eller fyra kommer deltagaren att ta på sig sin brandbekämpningsutrustning (jacka, byxor, huva, stövlar, handskar) och utföra löpbandstestet med utrustningen på. Detta är RHS-försöket och kommer att betecknas GEAR. I den andra sessionen kommer deltagaren att bära träningskläder (skjorta och shorts) plus en viktad ryggsäck för att replikera utrustningens vikt. Detta är den gradvisa okompenserbara värmestressförsöket och kommer att betecknas NOGEAR. Ordningen på GEAR- och NOGEAR-sessionerna kommer att randomiseras och balanseras för att förhindra crossover-effekter.

Vid ankomst till förtestbesöket (session två) kommer deltagarna att mätas för längd med hjälp av en stadiometer och vikt. Kroppssammansättningen kommer att mätas en gång med BodPod (Cosmed, USA). De kommer att värma upp i fem minuter på en motionscykel eller löpband och sedan fortsätta med att vidta resultatmått.

Vid ankomst för besök tre och fyra kommer deltagarna att vägas igen. Ett urinprov kommer att samlas in för att bedöma hydreringsstatus. De kommer att svälja kärntemperaturkapseln (Tc) 40-45 minuter före början av sessionen med en liten mängd 20°C vatten, utan ytterligare vattenintag under hela protokollet för att undvika artificiell sänkning av Tc. Deltagarna kommer att passa med Equivital EQLife Monitor (Equivital, NY)-systemet för att registrera hjärtfrekvens (HR) och Tc. De kommer sedan att utföra löpbandsprotokollet, och åtgärder efter testet kommer att slutföras omedelbart efter att löpbandstestet upphört med borttagning av deras redskap. De kommer att vägas efter träning för att fastställa förändringar i kroppsvikt på grund av svettning.

Sessionerna tre och fyra kommer att separeras med minst sju dagar för att minska påverkan av värmeacklimatisering och trötthet. Kontinuerlig övervakning av Tc och HR hjälper till att säkerställa deltagarnas säkerhet.

Löpbandets träningsprotokoll börjar med ett graderat tillvägagångssätt för att nå aerobt stabilt tillstånd. Löpbandsprotokollet inkluderar ett initialt femminuterssteg i 3 miles per timme och en 0% lutning, följt av ökningar i procentgrad på 4% vid minut 5 och 8% vid minut 10 och fortsatte under hela testet. Efter den slutliga planerade stegvisa ökningen av löpbandets lutning kommer lutningen sedan att justeras för att säkerställa att patienten förblir i steady-state under hela protokollet, definierat av ett respiratoriskt utbytesförhållande mellan 0,9-0,99 med hjälp av labbets metaboliska vagn (Parvomedics , USA). HR, värdering av upplevd ansträngning (RPE), termisk komfort och termisk känsla kommer att registreras vid varje 0,5°C-intervall. Löpbandstestet kommer att stoppas när deltagarna antingen når en Tc på 39°C eller ett frivilligt maximum (deltagaren kan inte fortsätta träna). Utredarna kommer också att stoppa testet om tecken på överdriven värmestress är närvarande (ostadig gång, förvirring, yrsel, sluddrigt tal, etc.) Om deltagaren inte uppfyller något av avslutningskriterierna kommer det att finnas en 50 minuters tidsgräns för löpbandsprotokollet för GEAR-tillståndet och 2 timmars gräns för NOGEAR-tillståndet. Både GEAR- och NOGEAR-sessionerna börjar med samma löpbandstest.

Efter löpbandstestet kommer deltagarna att slutföra resultatmåttet efter testet. Dessa består av isokinetiskt vridmoment för höftabduktorerna och adduktorerna, isokinetiskt vridmoment för knäböjarna och -extensorerna, Y-Balance Test, FFSFBT och FSDT. Deltagarna kommer att ta av sin utrustning omedelbart efter avgivandet av löpbandstestet. För ensidiga tester kommer det dominerande benet att registreras och användas för dessa tester; detta är benet som används för att sparka en boll. Resultatmåttordningen kommer att standardiseras för varje deltagare med testordning baserad på primära resultat och svårighetsgrad för varje test. FSDT kommer att utföras först, eftersom detta är det primära resultatet och tidigare forskning har visat att återhämtning efter en maximal ansträngningsstimulans sker snabbt. FFSFBT kommer att utföras härnäst, följt av Y-balanstestet. Isokinetisk testning kommer att vara den sista på grund av den utmattande naturen hos denna testning. Höftmusklerna testas först, följt av lårmusklerna. Tre minuter kommer att avsättas för vila och instruktion mellan varje resultatmått. Fem minuters vila kommer att ges mellan isokinetiska tester för att möjliggöra maskininställning och instruktioner. En minuts vila kommer att ges mellan varje isokinetisk hastighet, med tre hastigheter testade för höftmusklerna (30°, 60° och 120° per sekund) och knämusklerna (60°, 180° och 300° per sekund).

Deltagarna kommer att följas i 2 år, med 6-månaders uppföljningssamtal för att spåra skadestatus. Uppgifter om typ av skada, plats för skadan och tid som går förlorad till arbetet kommer att samlas in.