Termosüsteemides inimese südamerütmi kasutamise võimalikuse uuring (0)

Termosüsteemides inimese südamerütmi kasutamise võimalikuse uuring

Table of Contents

Termosüsteemides inimese südamerütmi kasutamise võimalikuse uuring 1
Kokkuvõte 1
Sissejuhatus 2
Meetod 2
Tulemused 3
Südamerütmi ja kogu muu katsealuste andmete võrdlus 3
Südamerütmi muutus sõltuvalt soost 4
Südamerütmi ja kehamassiinveksi vaheline seos 4
Analüüs 4
Peamised tulemused 4
Võimalikud probleemid meetodites 4
Tulemuste võrdlus varasemate uuringutega 5
Töös esitatud tulemuste võimalik mõju ja õige kasutaise kontekt 5
Järgmiste uuringute vajadus 5
Kõige olulisem analüüsi järeldus 6
Järeldus 6
Kasutatud kirjandus 6

Kokkuvõte

Tänapäevase temperatuurimugavuse teooria järgi on ainevahetuse kiirus(metabolic rate) ja riiete isolatsioon ühed olulised kriteeriumid mis mõjutavad inimese temperatuuri tunnetust. Südamerütm on olulises seoses inimese ainevahetuse kiirusega seega võib uskuda , et see on otseses või vähemalt kaudses seoses inimese temperatuurimugavusega. Tänapäeva teooriates on inimese temperatuurimugavuse analüüsid tehtud põhiliselt lähtudes erinevate kehaosade temperatuurist või kogu keha temperatuurist, kuid südamerütmi mõju uuritavale valdkonnale pole siiani veel väga põhjalikult analüüsitud.
Selles artiklis kirjeldatakse uuringut, mille eesmärk oli just uurida seos inimese südamerütmi ja välistemperatuuri vahelisi seoseid erinevate tegevuste vältel. Lisaks uuriti kas kehamassiindeks ja katsealuse sugu mõjutavad katsetulemusi.
Tulemused näitasid, et südamerütmis oli märgatavat kiirenemist soojas keskonnas ja suurt füüsilist(metablic rate 2.5- edaspidi met 2.5) pingutust nõudvates tingimustes. Eriti meeste puhul kelle kehamassi indeks oli üle 22.0’i. Lisaks oli märgatav erinevus samades tingimustes 1.0 ja 0.8 Met’i korral.

Sissejuhatus

PMV(predictive mean vote model) mudel on populaarne kasutamaks inimeste reaktsiooni ja vastuvõtmist temperatuurile erinevates hoonetes. Süsteemi on üritatud aina parandada eesmärgiga tõsta inimese mugavust ja minimaliseerida energia kasutust vältides ülekütmist. PMV mudel võtab arvesse 2 inimesest sõltuvat muutujat(riiete isolatsioon ja ainevahetuse kiirus) ja 4 keskkonnast tulenevat( õhu temp.,relatiivne niiskus, õhuliikumist, temperatuuri kiirgavaid objekte).
Rohkelt on tehtud erinevaid katseid erinevate tulemustega uurides inimese erinevate kehaosade ja üldise kehatemperatuuri kasutamise võimalikust. Hiljuti välja tulnud teooriad väidavad, et teoorias peaks olema võimalik kasutada inimese südamerütmi kiirust ainevahetuse olulise mõjutava faktorina taolistes süsteemides. Katse eesmärk saada praktilist teavet antud teooriale.

Meetod

Inimkatsed viidi läbi välimuselt kahes identses kõrvuti olevas ruumis(Pindala 14,84 m2 ja kõrgus 2.4m). Katsealuseid oli 14tki vanuses 19-34 Koera Shingu Ülikoolist( 7 meest ja 7 naist). Kõik katsealused olid korealased ja aasia päritolu. Kehamassiindeks kõikus 16,7 ja 28,7 vahel ning keskmine oli 22,3 mis on standardite järgi täitsa normaalne. Üks ruum oli soe ja teine külm. Iga katse võttis aega 3 tundi arvestades sisse riiete vahetuse , ootealas ruumide temperatuuride stabiliseerumise ootamise ja lõpus küsimustikele vastamise. Mõlemas ruumis toimus kütmine ühe küttepumba abil põranda kaudu. Soojema ruumi temperatuur oli 25-27 C kraadi ning külmemas ruumis oli temperatuur 18-20 kraadi. CO2 tase, õhuliikumine ja niiskus ja kõik muud ruumi näitajad hoiti konstantselt samad. Katsealustele olid tehtud spetsiaalne riietus, mille riide isolatsioon (Clothing insulation - clo) oli umbes 0.8 clo.
Erinevate ainevahetuse kiirust tekitamiseks oli katsealustel palutud vahetada oma tegevusi, mida oli kokku 4. Esimeseks oli põrandal maas lamamine (0.8 Met), teiseks oli põrandal istumine (1.0 Met), kolmandaks oli toolil istumine ja trükkimine (1.2 Met) ja neljanaks ning kõige füüsilisel koormamaks oli rattaga sõitmine (2.5 Met). Rattaga sõimise kiirus polnud väga suur, sest eesmärk oli simuleerida koduste tööde tegemist nagu näiteks korisamine jne. Peale igat tegevust paluti katsealustel hinnata oma temperatuuri tunnetust 7 palli skaalal: külm,jahe, jahedavõitu, neutraalne , soojavõitu, soe, palav . Enne katseid mõõdeti inimeste füüsilised näitajad ning lasti kõigil olla ühes ruumis, et nende näitajad stabiliseeruksid.
Kogu eksperimendi vältel koguti iga 10 sekundi tagant katsealuste ja ruumi seisundi infot. Mõõdeti südamerütmi, temperatuuri 10’st erinevast keha osast ja kõikvõimalikke eelpool mainitud ruumi tingimusi. Katse eesmärk oli uurida südamerütmi seoseid seega kehaosade temperatuur jäeti otsesest analüüsimisest välja. Andmete analüüsiks kasutati ühesuunalist variatsiooni alaüüsi meetodi (ANOVA), paaris T-testi( paired T-test) ning kahe näidisega T-Testi (two-sample T-test). Kõik satistilised numbrid teostati 95%’lisuse täpsusega.

Tulemused

Südamerütmi ja kogu muu katsealuste andmete võrdlus

Individuaalselt olid südamerütmi kiirused väga erinevad, isegi kui arvestadda, et tegevused olid võrdsed kõigil katsealustel. Kuid üleüldine katsetulemuste muster kahe erineva ruumi tingimustes oli sarnane.
Südamerütmi tulemused madala füüsilise tegevuse juures olid üsnagi sarnased, kuid 2.5 Meti korral ja külmades tingimustes olid südamerütmi tulemused katsealustel vägagi varjeeruvad. Katsetulemuste andmed tehtud 0.8,1.0,1.2 Meti juures polnud üldse märkimisväärsed, kuid vägagi märkimis väärne oli P- value (statistikas kasutatav väärtus katseandmete kohta), mis oli alla 0,001 kõigi 4 tegevuse korral.

• Kõrval olev graafik väljendab südamerütmi erinevate tegevuste korral kümas keskkonnas.
  

Külmas ja soojas keskonnas tehtud katsed ei andnud märkimisväärselt erinevaid tulemusi selles valdkonnas. Ainuke märkimisväärne osa oli P-väärtus.
Kuna kõik katsealused läbisid katsed mõlemas keskkonnas andis teha paaris T-katseid (paried T-test). Need ei näidanud huvitavaid tulemusi madalate füüsiliste tegevust korral, kuid 2.5 Meti korral tuli P-väärtusse märkimisväärne väärtus 0.017. Kuumades tingimustes oli südamerütm kiirem 13 löögi võrra minutis . Kuna inimeste südamerütm on looduslikult erinev siis võeti null väärtuseks südamerütm Met 0,8 korral.
Kõige huvitavam tulemus oli ,et madalama ja keskmise füüsilise aktiivsuse juures praktliselt puudus südamerütmis vahe, kui tehti katse soojas või külmas tingimuses. Kõrgema (2.5 Met) korral oli vahe vägagi märgatav- 43% oli kahe tulemuse erinevus.

Südamerütmi muutus sõltuvalt soost

Seda aspekti analüüsiti, sest on täheldatud vägagi märkimisväärset seost sool ja temperatuurimugavusel. Katsealused eraldati vastavalt soole ja tehti katseid,et uurida, kas sugu mängib rolli.
Enamikel tingimustel katsetulemused ei näidanud, et oleks vahet mis soost sa oled kui uuritakse temperatuuri muutuse ja südamerütmi vahelist seost. Ainuke erand , mis välja tuli oli meeste gruppis 2.5 Met juures, kus temperatuur erinevates keskkondades mõjutas südamerütmi märgatavalt-ligi 50 %.

Südamerütmi ja kehamassiinveksi vaheline seos

Kehamassiindeksit (KMI) on uuritud kui ühte faktorit , mis mõjutav temperatuuritundmist. Kuna KMI sõltub rasvakihist, mis mõjutab temperatuuri liikumist keha sisse ja üldised huvitav aine temperatuuri muutumiste korral siis KMI on vägagi huvipakkuv aspekt temperatuurimugavuse hindamisel.
Katsetamiseks jagati osalejad kahte gruppi( alla ja üle KMI 22.0). Tulemused näitasid, et normaal ja alakaaluliste puhul polnud midagi märkimisväärset, kuid ülekaaluliste puhul külma ja sooja keskkonna katsetulemuste vahe oli üle kahe korra.

Analüüs

Peamised tulemused

Ütleks, et antud tingimustes on katse sooritatud vägagi kvaliteetselt ja saadud andmeid on analüüsitud vägagi hästi. Isegi kui ei tulnud välja midagi katsetulemustest suudeti leida märkimisväärselt huvitavaid aspekti statistika valdkonnast.
Tulemuste presenteerimine oleks võin olla tehtud natuke lihtsamaks tavalisele lugejale. Sisust arusaamiseks tuli otsida teooriad hoopis teemaväliste küsimuste lahendamiseks. Näiteks statistiliste terminite mõistmiseks.

Võimalikud probleemid meetodites

Meetod kogu oma ülesseehituselt on hästi läbi mõeldud, kuid juhul kui on soov saada paremaid ja täpsemaid katsetulemusi siis arenemise ruumi on piisavalt.

Ruumi küte

Mõlemat ruumi köeti läbi põranda, mis tähendab, et põranda temperatuur on õhu omast erinev. Pealegi olid 2 madalamat füüsilist pingutust nõudvad tegevused mõeldud põrandal tegemiseks. Mis tähendab, et neil puudus korralik ülevaade, mis katsetingimustel katse reaalselt tehti. Katset mõjutas, et osad tegevused tehti teistest erinevatel tingimustel ruumi siseste osade temperatuuri kõikumisel. Kõige rohkem märkimisväärseid tulemusi andis rattal sõitmine. Ratas on kõrguselt keset ruumi ja kuna soe õhk tõuseb ülesse siis ratturil olid üsnagi erinevad tingimused võrreldes näiteks sellega, kes lamas maas.

Osalejate valik

Osalejaid oli vähe seega üksikud olid võimelised mõjutama kogu katsetulemust. KMI analüüsimisel mängis kindlasti rolli, et kõik ülekaalulised olid mehed ja meeste seas polnud ühtegi alakaalulist. Naiste seas oli aga enamus normaal indeksiga ja paar tükki alakaalulised. On tehtud uurimusi ja selgunud, et vanus mõjutab temperatuuri vastuvõtlikust ja temperatuuri mugavust. Antud katsel katsealuste seas oleks võinud olla suurem vanuseline vaheldus . Meeste keskmine vanus oli 2-3 aastat kõrgem kui naistel. Meeste seas oli 2 inimest, kelle vanus oli 10 aastat kõrgem kui gruppi keskmine vanus.

Katsemeetod

Tuleks analüüsida erinevaid tegevusi ja võibolla välja mõelda uus lahendus. Hetkel rattaga sõites pidid täpsete katsetingimuste saamiseks hoidma kõik ühtlast kiirust, kuid ülekaalulistel ja füüsiliselt nõrgematele oli see suureks probleemiks. Pealegi füüsiliselt heas vormis olevatele ei pruukinud see olla üldse väljakutse.

Südamerütmi mõjutegurid

Füüsiline liigutamine pole ainus tegur, mis mõjutab südamerütmi. Erinevad emotsioonid või tugevad mälestused võivad katsetulemusi mõjutada palju. Väheste osalejate korral võivad need üldisi tingimusi mõjutada rohkem kui lubatud.

Tulemuste võrdlus varasemate uuringutega

Puudus ligipääs otsestele uuringutele, sest ei vabalt kättesaadavaid artikleid ei leindnud ning TTÜ võrgule kodust ligi ei pääsenud.
Loogikast lähtudes ei ole võimalik väga erinevaid tulemusi sellise katse jaoks saada seega eelnevad katsed võivad olla kas siis täpsemad või ebatäpsemad. Kiirelt diagonaalis üle vaadatud wikipeedia linkid vaid kinnitasid seda oletust.

Töös esitatud tulemuste võimalik mõju ja õige kasutaise kontekt

Uuring ei toonud välja midagi ootamatud või maailma muutvat. Teooria ja oletused selle kohta juba eksisteerisid ning katse lihtsalt kinnitas seda. Pealegi on katsetulemustes vägagi palju tegureid, mis võisid mõjutada katsetulemusi (eriti osalejate valik) seega mina ei soovitaks neid tulemusi tõsiselt võtta. Tulid välja üksikud huvitavad aspektid kuid mina ütleks, et need on põhjustatud just osalejate valiku tõttu. Oleks osalejaid olnud rohkem ja oleksid nad katnud kõikide tingimuste kogu määramispiirkonna oleks tulemused võinud olla hoopis teised.
Katset ei tunnistaks kasutuks, sest reaalselt näitas ta ära, et seosed on olemas ja kuna eesmärk oli püstitatud uurimaks, kas südamerütm võib olla mõjuv tegur tarkade kliimaseadmete süsteemides, siis võib järeldada, et eesmärgis püstitatud küsimus sai vastuse.

Järgmiste uuringute vajadus

Järgnevaid uuringuid on kindlasti tarvis. Katse teooria oli hästi püstitatud seega seda väga ei muudaks. Rohkem sooviksin näha sama katset kordades suurema rahvahulgaga vältimaks üksikute võimet muuta tulemusi.

Kõige olulisem analüüsi järeldus

Tulemused vastasid eesmärgis püstitatud küsimusele. Tuues välja, et seos uuritavate objektide vahel on olemas. Katse tulemusi edasiseks arenduseks väga kasutada ei anna sest tulemusi mõjutavaid tegureid oli rohkelt.

Järeldus

Kokkuvõtteks võib öelda, et südamerütm on vägagi seotud ainevahetuse kiirusega, mis on olulisemaid muutujaid PMV valemis defineerimas temperatuuride vastuvõtlikust. Lähtuvalt sellest on südamerütmil potensiaali olla üks infoandja tarkades temperatuuri kontrollisüsteemides erinevates hoonetes. Näiteks haiglad ja vanadekodud, kus inimesed on füüsiliselt limiteeritud ja taoline süsteem tuleks kasuks.

Kasutatud kirjandus

1] Building and Enviornment 50 (2012)165-175
2][WWW] http://en.wikipedia.org/wiki/Basal_metabolic_rate