Use of Infrared Imaging to Evaluate Sex Differences in Hand and Finger Rewarming Patterns Following Cold Water Immersion

François Haas, Rebecca Altschul, Alexis Kruczek, Alexander O. Haas, Laura Downing, Jeffrey M. Cohen, Mathew H.M. Lee

SUMMARY

We used Infra Red (IR) thermography to evaluate gender differences in local thermal regulation, assessing the response of 18 men and 16 women to a 30-second immersion of the dominant hand and digits in water maintained at 3–5º C. IR images—taken prior to immersion, immediately after withdrawal, at 15 second intervals for 5 minutes and 30-second intervals for the final 5 minutes —were analyzed to obtain surface temperature of the index finger and dorsum of the hand.Men had higher baseline temperatures than women in both hand and finger (P<0.01). Within sex, there were no hand–finger temperature differences. Immediately after withdrawal, temperatures showed that the finger had cooled more than the hand. The contralateral hand and finger showed a modest drop in temperature. After 10 minutes, men’s and women’s hands had rewarmed to 91.5±1% and 86.5±0.9% (m±SE) of baseline, respectively (p<0.001). Men’s fingers rewarmed to 89.5 ± 3.1%, while women’s rewarmed to 77.0 ± 3%(p<0.008). Although our data showed a broad spectrum of rewarming patterns, particularly in fingers, we were able to divide them into slow rewarmers (<90% return to baseline: 12 women, 5 men) and fast rewarmers (>90% of baseline: 13 men, 4 women). Fast rewarmers demonstrated a vasodilation absent in slow rewarmers. As the contralateral side showed a similar pattern, our data suggest that local rewarming is partly mediated by a reflex mechanism that is more prevalent and/or effective in men than women, possibly helping explain the higher incidence of cold-induced vasospastic disorder in women.

Key words: thermogenesis Infrared thermography heat loss rewarming pattern

INFRAROT-THERMOGRAPHIE ZUM NACHWEIS VON GESCHLECHTSUNTERSCHIEDEN BEI DER WIEDERERWÄRMUNG DER FINGER NACH EINEM KALTWASSERBAD

Wir untersuchten mittels Infrarotthermographie Geschlechts abhängige Unterschiede der lokalen Thermoregulation an 18 Männern und 16 Frauen, nachdem sie die dominante Hand 30 Sekunden in ein Wasserbad von 3–5ºCgetaucht hatten. Infrarotbilder wurden vor, unmittelbar nach dem Tauchband und dann in 15 Sekundenabständen 5 Minuten lang und in 30 Sekunden Abständen in den folgenden 5 Minuten aufgenommen. Von den Wärembildern wurden die Oberflächentemperatur des Zeigefingers und des Handrückens bestimmt . Männer boten sowohl am Handrücken auch am Finger höhere Ausgangstemperaturen als Frauen (p<0.01). Innerhalb der Geschlechtsgruppen fand sich kein Temperaturunterschied zwischen Handrücken und Finger. Unmittelbar nach dem Bad fanden sich niedrigere Temperaturen am Finger als an der Hand. An der kontralateralen Hand zeigte sich ein mäßiger Temperaturabfall am Finger und Handrücken. Nach 10 Minutes, hatten sich die Handrücken der Männer zu 91.5 ± 1% des Ausgangswertes wieder erwärmt, Frauen erreichten 86.5 ± 0.9% (Mittel ± Standardfehler) des Startwertes (p<0.001). Die Fingertemperatur erreichte bei Männern 89.5 ± 3.1% und bei Frauen 77.0 ± 3% des Ausgangswertes (p<0.008). Obwohl wir einen großen Bereich von Wiedererwärmungsmustern besonders der Finger fanden, konnten wir langsame Erwärmer (<90% des Ausgangswertes, 12 Frauen, 5 Männer) und schnelle Erwärmer (>90% des Ausgangswertes, 13 Männer, 4 Frauen) unterscheiden. Schnelle Erwärmer boten eine Vasodilation, die bei langsamen Erwärmern fehlte. Da die kontralateral Seite ein ähnliches Verhalten bot, interpretieren wir unsere Daten dahin, dass die lokale Wiedererwärmung zum Teil über einen Reflexmechanismus vermittelt wird, der bei Männern häufiger oder effektiver vorkommt als bei Frauen. Das könnte die größere Häufigkeit von Kälte-induzierten vasospastischen Erkrankungen bei Frauen erklären.

Schlüsselwörter: Thermogenese Infrarot-Thermographie, Wärmeverlust, Wiedererwärmungsmuster

Thermology international 2007, 17(4): 147-153