Skin temperature during exercise: comparison of methods

Esta dissertação foi proposta com o objetivo de analisar o comportamento da temperatura da pele (TP) em diferentes condições de exercício, sendo um de carga progressiva outro de intensidade moderada, avaliados através da termografia infravermelha (TIR), além de comparar os valores da TP obtidos por dois métodos de mensuração: termopares e TIR. Para tal, foram desenvolvidos quatro estudos. No primeiro realizou-se revisão sistemática da literatura utilizando os termos (exercise) and (thermography) nas bases de dados da MEDLINE/PubMed, IEEEXplore e SciELO, tendo como principais fatores de inclusão, estudos com humanos e sem nenhum tipo de comprometimento físico e metabólico durante a realização do exercício físico em esteira ou bicicleta. Foram selecionados, após a aplicação dos critérios, oito estudos. Como resultado, verificou-se que a TP tende a diminuir nos momentos iniciais da execução do exercício, sendo sua magnitude dependente da duração e intensidade da atividade proposta. Em exercícios com carga progressiva observa-se contínua redução da TP em comparação aos valores de repouso. Contudo, em exercícios prolongados, a TP pode variar segundo a região corporal analisada com redução, manutenção ou mesmo aumento. Conclui-se que a TP diminui na fase inicial do exercício. A forma de execução deste, de perfil máximo ou submáximo irá determinar a resposta da TP. Não existe resposta homogênea na TP entre as diferentes regiões corporais indicando assim ser extremamente complexo o processo de controle da temperatura central, de forma que a TIR pode ser um instrumento valioso para analisar tanto a resposta térmica tanto local como global. No segundo estudo, o objetivo foi verificar o comportamento da TP mensurada através da TIR, nas diferentes regiões corporais de interesse (RCI) pré, e pós-exercicio, bem como durante breve período de recuperação da realização do exercício de carga progressiva de característica submáxima. O protocolo de exercício foi composto de um breve período de aquecimento, seguido de incrementos na velocidade da esteira de 1 Km/h a cada 2 minutos, até que se atingisse 85% da frequência cardíaca máxima calculada. Com exceção da face e pernas nas visões anterior e posterior existe uma clara resposta de redução da TP depois de finalizado o exercício de intensidade submáxima quando comparado aos valores de repouso, sendo que, as maiores reduções acontecem nos membros superiores. No terceiro estudo, o objetivo foi estabelecer o comportamento da TP monitorada pela TIR em ambiente temperado com temperatura de 24,9±0,6°C e umidade relativa 62,3±5,7% em três momentos: pré-exercício ao longo de 30 minutos, durante a realização de 1 hora de atividade física em esteira de intensidade moderada a 60% da máxima capacidade aeróbica e na fase de recuperação ao longo de 1 hora. Como resultado tem-se que a TP em todas as RCI estudadas durante o período pré-exercício existe um comportamento de estabilidade. Com o início do exercício observou-se uma redução da TP significativa (P<0,05) nas RCI da face, pescoço, braços, antebraços, mãos nas visões anterior e posterior, peitoral, abdômen, costas e lombar com 10 minutos de sua realização. Com sua sequência, a TP continuou estatisticamente menor do que a de repouso nas regiões da face, pescoço, peitoral, abdômen, antebraços e braços na visão anterior. Com o término do exercício, a TP nas regiões das costas, abdômen, lombar, antebraços e braços nas visões anterior e posterior, e nas pernas na visão anterior a TP manteve-se estável em comparação com o pré-exercício. Já nas regiões das mãos e coxas nas visões anterior e posterior e pernas na visão posterior, foram registrados aumentos significativos da TP (P<0,05). Foi possível demonstrar o quanto é variável o comportamento da TP nas diferentes RCI em diferentes momentos. Isso resulta em importantes evidências para melhor compreensão do sistema termorregulatório humano no que diz respeito à TP, auxiliando, assim, no desenvolvimento de modelos termofisiológicos, projetos de manequins térmicos e para concepção de vestuário esportivo, que devem ser confeccionados em função das respostas termorregulatórias específicas de cada região corporal. No quarto estudo, o objetivo foi verificar se existe concordância entre os valores da temperatura média da pele (TMP) mensurada através de da utilização dos termopares, com a TIR em três diferentes momentos, pré-exercício, exercício e apósexercício. As análises dos escores residuais de Bland-Altman demonstraram baixa concordância entre a TMP obtida pelos termopares e a TIR com erro médio de -0,75°C no pré-exercício, 1,22°C no exercício e -1,16°C pós-exercício, além de baixa confiabilidade entre os métodos, no momento pré-exercício com coeficiente de correlação intraclasse (CCI) (0,75 [0,12-0,93]), no exercício (0,49 [-0,80-0,85]) e no após-exercício 0,35 [-1,22-0,81]. Desta forma, conclui-se que existe baixa concordância entre os valores da TMP mensurada através dos termopares e da TIR nos momentos pré, durante e após-exercício, demonstrando assim baixa confiabilidade na comparação entre as duas formas de mensuração, assim a comparação de resultados de estudos que utilizaram métodos distintos passa a não ser a ideal em todas as situações aqui estudadas.The aim of this work was to analyze the behavior of skin temperature (TSK) in different conditions of exercise (i.e. progressive and moderate intensity exercise) by infrared thermography (IRT). Besides, we compared the values of TSK obtained by two methods of measurement: Thermocouples and IRT. In order to do so, four studies were developed. In the first, a systematic review of the current literature was performed using the keywords &#147;exercise&#148; and &#147;thermography&#148; on the database MEDLINE/PubMed, IEEEXplore and SciELO. The research was made including the articles done with healthy humans without any physical or metabolic impairment while performing the exercise on treadmill or bicycle. After the exclusion process eight articles were selected. TSK tended to decrease at the beginning of the exercise, depending on the duration and intensity of the task. In graded exercises a continuous reduction on TSK was observed. Nevertheless, a bigger duration could lead to different thermal responses depending on the body area: reduction, maintenance or even an increase on the main regions involved on the exercise. TSK has specific thermal responses depending on the body region and the heat loss necessities. TSK decreases during the early stages of exercise. The thermal response will depend on the way of doing the maximal or submaximal exercise. There is a heterogeneous thermal response of TSK between the different body regions, showing the extremely complexity of body temperature control. In the second study, the objective was to verify the behavior of TSK measured by IRT in different body regions of interest (RCI) pre and post-exercise and during brief recovery period of progressive submaximal exercise. The exercise protocol consisted of a brief warm-up period followed by an increased speed training (1 km/h every 2 minutes) on the treadmill until 85% of the estimated maximum heart rate was reached. In this way, with the exception of the head and front and back leg, there is a clear TSK reduction after finishing the submaximal progressive exercise, when compared to rest values, obtaining the largest reductions in the upper limbs. In the third study, the aim was to establish the behavior of TSK monitored by IRT in a controlled environment with a temperature of 24.9 ± 0.6 ° C and relative humidity of 62.3 ± 5.7% at three stages of the exercise: during 30 minutes at rest, while conducting 1 hour of physical activity of moderate intensity on treadmill at 60% of maximal aerobic capacity and at the recovery stage along 1 hour. As a result we found that in the considered RCI the TSK was very stable at rest before exercise. With the beginning of the exercise there was a significant reduction in TSK (P <0.05) in RCI's face, neck, arms, forearms, hands in front and back views, chest, abdomen, back and lower back with 10 minutes of its realization. During the exercise the TSK remained statistically lower than at rest on face, neck, chest, abdomen, arms and forearms in anterior view. At the end of the exercise, TSK regions of the back, abdomen, back, arms and forearms in anterior and posterior views, and legs in the anterior TSK remained stable compared to the pre-exercise. Already in the hand and thigh regions of the anterior and posterior views and legs in posterior view were reported significant increases TSK (P