CC BY
65
Технические средства обеспечения термонейтрального окружения для новорожденных и детей раннего возраста
Шишко ГА1, Артюшевская М.В.1, Качан С.Э.3, Чура А.Н.3, Демченко А.И.2, Безъязычная В.В.2, Безъязычная А.В.2
1 Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск
2 Белорусский национальный технический университет, Минск
3 Клинический родильный дом Минской области, Беларусь
Shishko G.A.1, Artjushevskaya M.V.1, Kachan S.E.3, Chura A.N.3, Demchenko A.I.2, Bezyazychnaya V.V.2, Bezyazychnaya A.V.2
1 Belarusian Medical Academy for Post-Graduate Education, Minsk 2 Belarusian National Technical University, Minsk 3 Clinical maternity hospital of Minsk region, Belarus
Termoneutral strength environment for newborns hardware software and infants
Резюме. Представлены основные подходы к техническому обеспечению терморегуляции у новорожденных и детей раннего возраста. Описаны сравнительные технические характеристики пеленальных столов для медицинских процедур с новорожденными. Ключевые слова: термонейтральное окружение, теплоотдача, столы пеленальные, инфракрасное излучение.
Медицинские новости. — 2014. — № 2. — С. 30-34. Summarу. The article presents the main approaches to the technical support of thermoregulation in newborns and infants. The comparative characteristics of changing tables for medical procedures wtth newborns are described. Keywords: thermoneutral environment, heat, swaddling tables, the infrared radiation. Meditsinskie novosti. - 2014. - N 2. - P. 30-34.
Тщательный термомониторинг и профилактика холодного стресса (создание термонейтрального окружения) являются одними из основополагающих принципов современной неона-тологии, соблюдение которых позволит добиться значительных успехов в выхаживании новорожденных. Известно, что терморегуляция у новорожденных характеризуется лимитированным процессом термопродукции и повышенными термопотерями, поэтому основную проблему для этой группы пациентов представляет гипотермия [1]. Существует прямая линейная зависимость между гипотермией и уровнем заболеваемости и младенческой смертности [2].
Для понимания процессов терморегуляции у новорожденных важное значение имеет понятие термонейтрального окружения, то есть условий окружающей среды, при которых организм тратит минимум энергии для поддержания нормальной температуры. Примерные границы термонейтральной зоны для здоровых новорожденных и грудных детей составляют 32-36 °С, для недоношенных и простывших детей - 35-38 °С.
Основными механизмами теплоотдачи являются:
- потеря тепла путем инфракрасного излучения, при окружении новорожденных холодными предметами, даже если нет непосредственного теплового контакта;
- потеря тепла путем кондукции при непосредственном контакте кожи ребенка с холодной поверхностью, особенно, металлической;
- потеря тепла путем конвекции в случае окружения холодным воздухом, особенно при его движении (сквозняк);
- потеря тепла путем испарения влаги с поверхности кожи ребенка (эвапора-ция).
Уменьшение уровня испарения влаги с поверхности кожи ребенка достигается поддержанием заданной повышенной влажности в помещении или применением специальных увлажнителей в районе ложа, конвекционные потоки устраняются конструкцией бортов вокруг ложа (кюветы). Применение теплоизолирующих матрасов из пористого или гелеобразно-го материала, имеющего низкую теплопроводность и большую теплоемкость, использование термоматрасов (подогреваемых горячей водой или с помощью электрических терморезистивных нагревателей, температура которых регулиру-
ется величиной протекающего через них электрического тока) позволяют снизить потери путем кондукции. Потери тепла за счет инфракрасного излучения, на долю которых приходится более половины потерь, компенсируются применением источников лучистого тепла достаточно большой интенсивности.
Инфракрасное излучение имеет две важные, требующие контроля, характеристики: интегральную интенсивность излучения (удельную интегральную мощность) и ее распределение по длине волны (спектральную мощность излучения).
Греющее воздействие инфракрасного излучения на организм ребенка определяется величиной превышения падающего на поверхность тела потока над потоком излучения с поверхности тела. Для оценки теплопотерь путем инфракрасного излучения принимают для расчетов температуру поверхности тела (кожи) 36 °С и степень черноты кожи человека 0,95. Если принять температуру окружающих стен и потолка (источники фонового инфракрасного излучения) равной 18-20 °С при степени черноты 0,91 (штукатурка), то теплопотери путем инфракрасного излучения голого ребенка (как результирующая истинного излу-
чения тела и излучения фоновых источников) на пеленальном столе без обогрева составят 50-70 мВт/см2. В соответствии и нормативными документами, удельная интегральная мощность на поверхности объекта не должна превышать принятых допустимых значений (60 мВт/см2), следовательно, такого вида нагреватели обеспечивают режим нагрева на грани допустимого [3].
Кроме суммарной интегральной мощности инфракрасного излучения имеет большое значение его спектральная мощность.
Учитывая физиологические особенности человека, современная медицина делит инфракрасную область оптического излучения на три диапазона:
- длина волны 0,75-1,5 мкм - «жесткое» инфракрасное излучение, проникающее в глубь кожи человека (диапазон IR-A);
- длина волны 1,5-5 мкм - излучение, поглощаемое эпидермисом и соединительнотканным слоем кожи (диапазон IR-B);
- длина волны 5-8 мкм и более - излучение, поглощаемое на поверхности кожи (диапазон IR-C).
Наибольшее проникновение инфракрасного излучения через кожу наблюдается в диапазоне от 0,75 до 2,5 мкм (его называют «окном терапевтической прозрачности») [4]. Установлено, что низкоинтенсивное лазерное излучение видимой и ближней инфракрасных спектральных областей, приходящихся на «окно терапевтической прозрачности», обладают высокой биологической активностью регуляторного характера и являются одним из наиболее эффективных фототерапевтических средств широкого спектра действия [5].
При сравнительно длительном воздействии инфракрасного излучения данного спектрального диапазона из-за прозрачности эпидермиса и соединительных тканей, даже не принимая во внимание его высокую биологическую активность на клетки живого организма, существует вероятность перегрева внутренних органов ребенка, то есть может произойти внутренний ожог.
Исходя из приведенного выше, считаем, что из-за недостаточной изученности физиологического действия «жесткого» инфракрасного излучения высокой интенсивности на организм ребенка оборудование с такого вида нагревателями целесообразно применять лишь при проведении кратковременных процедур.
С точки зрения безопасности использования инфракрасного излучения в медицинских целях максимальный уровень интенсивности облучения в любой точке матраса неонатального стола в соответствии с нормативными документами не должен превышать 60 мВт/см2 во всем инфракрасном спектре, а у верхней границы (от 760 до 1400 нм), приходящей на диапазон «окна терапевтической прозрачности», не должны превышать 10 мВт/см2.
Оптимальным спектральным диапазоном инфракрасного излучения, применяемым для обогрева новорожденных, является диапазон с длинами волн 1,55 мкм. Из различных видов источников лучистого тепла, в частности ламп накаливания большой мощности, нихромовых спиралей, помещенных в металлические или кварцевые трубки, силитовых стержней, керамических термопластин, по данным анализа научно-технической литературы и проведенных нами исследований, наиболее перспективными являются керамические термонагреватели, нагретые до определенных температур.
Для оценки эффективности обогрева ребенка использовалось расчетное распределение спектральной интенсивности излучения поверхности керамического излучателя ИКН-102 при температуре излучающей поверхности Тиз.=570 °С и степени черноты виз.=0,98 (рис.1). Максимум спектральной интенсивности излучения 1тах=5397,3 Вт/(м2^мкм) приходится на длину волны А,тах=3,43 мкм, эффективный диапазон спектральной
интенсивности (80% мощности излучения) приходится на диапазон длин волн 1,75-8,45 мкм (точки \ и А,2). На диапазон «окна терапевтической прозрачности» приходится лишь 17,3% мощности излучения. Таким образом, практически исключается возможность перегрева внутренних органов ребенка «жестким» инфракрасным излучением с длиной волны 0,75-1,4 мкм.
Применение разнесенных по площади источников инфракрасного излучения и системы отражателей позволяет сформировать необходимую эллиптическую диаграмму распределения удельной интегральной мощности излучения по поверхности стола.
В результате измерений определены следующие усредненные значения удельной мощности инфракрасного излучения и характеристики распределения ее по поверхности пеленального стола: в режиме разогрева Е1ср.=15,3±1,0 мВт/ см2 и в номинальном рабочем режиме Е2ср.=8,6±1,1 мВт/см2.
Таким образом, на практике доказано, что создавая термонейтральное окружение за счет равномерного инфракрасного обогрева мощностью 8-16 мВт/м2 с максимумом спектральной мощности излучения в области 2,5-5 мкм возможно в значительной мере компенсировать теплопотери тела путем излучения и в процессе конвекции и эвапорации.
Поддержание теплового баланса и создание термонейтрального окружения должно осуществляться на всех стадиях оказания помощи ребенку в родильном
№2^ 2014
медицинские новости |э1
Таблица 1 Сравнительные характеристики пеленальных столов для новорожденных, производимых в Республике Беларусь
Основные технические характеристики Стол «Малыш» Стол СП-01 Стол «Малышка» Стол «Солнышко»
Производитель НТЦ БНТУ «Политехник», Минск РУП «Завод Эвистор», Витебск ОАО «Интеграл», Минск ОДО «Евролиния», Минск
Год разработки и начала производства 2001 2003 2007 2013
Габаритные размеры (без полок), мм 1800*720*680 1800*950*1400 1900*780*800 1850*780*560
Габаритные размеры в упакованном (транспортном) положении, мм 930*730*700 (конструкция основания стола неразборная) 940*960*700 (конструкция основания стола неразборная) 920*800*800 (конструкция основания стола неразборная) 800*560*800 (конструкция основания стола сборная)
Масса стола, кг 50 80 55 45
Высота от пола до поверхности ложа, мм 900 920 930 920
Высота от поверхности ложа до инфракрасных излучателей, мм 650 800 700 750
Размер инфракрасного модуля, мм 240*240*200 600*400*120 540*380*180 500*280*90
Тип нагревательного элемента Лампа накаливания с отражателем без защитной сетки Спираль в кварцевой трубе, без защитной сетки Четыре кварцевые лампы с отражателем, стекло Два керамических нагревателя, защитная металлическая сетка
Максимум спектральной интенсивности излучения, мкм 0,5-0,8 0,75-1,0 0,75-1,0 2,5-5
Диапазон обеспечения температуры ложа при температуре окружающей среды от 18 до 25 °С 25-34 32-38 28-38 32-38
Мощность инфракрасных нагревателей, Вт 250 700 600 300 (рабочий режим) 600 (при подогреве)
Электропитание, В/Гц 220/50 220/50 220/50 220/50
Время установления рабочего режима, мин 40 20 30 15-20
Тип индикатора температуры Отсутствует Отсутствует Жидкокристаллический без подсветки Двухразрядный светодиодный
Диапазон отображаемых температур, °С Не отображается Не отображается 15-40 15-40
Аварийная световая и звуковая сигнализация Не предусмотрена конструкцией Не предусмотрена конструкцией Отсутствие электросети -красный светодиод и зуммер 1. Отсутствие электросети - красный светодиод и зуммер. 2. Достижение 32°С - зеленый светодиод. 3. Температура выше 38 °С - красный светодиод и зуммер
Блок защиты от кондуктивных радиопомех Отсутствует Отсутствует Отсутствует Есть
Тип осветителя ложа Ртутная люминесцентная лампа Галогенная лампа с отражателем Ртутная люминесцентная лампа Галогенная лампа с отражателем
зале, в реанимационных отделениях при проведении мероприятий интенсивной терапии, различных физиотерапевтических процедур, при транспортировке [6]. В современных родовспомогательных, неона-тальных и перинатальных стационарах с
целью уменьшения нагрузки инфракрасного излучения широко используется комплексный подход при создании для новорожденных детей термонейтрального окружения, то есть обеспечения температурного режима, превышающего
на 15-20 °С коммунальный тепловой режим в помещениях (18-20 °С). Превышение температуры окружающей среды на 5-10 °С в помещениях обеспечивается применением общих нагревательных и кондиционирующих устройств, еще
5-10 °С - применением локальных систем жизнеобеспечения.
Наиболее распространены и применяются следующие локальные системы жизнеобеспечения.
Открытые реанимационные системы, обеспечивающие возможность проведения реабилитационных, оксигено-, фото-и физиотерапевтических, диагностических процедур в комфортных условиях, создаваемых при совместной работе систем нижнего и верхнего инфракрасного обогрева ложа.
Инкубаторы закрытого типа, максимально обеспечивающие комфортные условия для длительного пребывания детей, в том числе недоношенных, включая оптимальную температуру, химический состав, влажность, скорость движения воздуха.
Термокроватки, которые позволяют обеспечить длительное пребывание ребенка при оптимальной температуре. С применением дополнительного оборудования возможно проведение оксигено-и фототерапевтических, а также других медицинских процедур.
Столы пеленальные, обеспечивающие возможность проведения медицинских процедур с новорожденными и грудными детьми, включая медицинский осмотр, санитарную медикаментозную обработку, пеленание и одевание ребенка. Обогрев ложа с превышением температуры на 12-18 °С относительно комнатной обеспечивается верхними источниками лучистого тепла достаточно большой интенсивности.
Первые три группы оборудования относятся к оборудованию высокого уровня, производимого ведущими зарубежными фирмами, имеют высокую стоимость (десятки тысяч евро) и поступали до недавнего времени в ограниченном коли-
честве лишь в ведущие перинатальные центры, работающие с особо сложными пациентами.
Столы пеленальные для новорожденных относятся к оборудованию среднего уровня, которое производится и поставляется учреждениям здравоохранения Республики Беларусь преимущественно белорусским производителям. Стоимость такого оборудования доступная -не более 1000 евро. Учитывая тот факт, что пеленальные столы можно достаточно широко использовать (в родильных отделениях и отделениях новорожденных, палатах совместного пребывания матери и ребенка, стационарах детских клинических больниц, в том числе районного и поселкового звена, детских поликлиниках, фельдшерско-акушерских пунктах), представляется целесообразным провести сравнительный анализ различных видов продукции, выпускаемой в республике (табл. 1).
В разработанных и освоенных в производстве ОДО «Евролиния» в 2013 г. с консультативной помощью сотрудников кафедры неонатологии и медицинской генетики БелМАПО столах-трансфор-мерах для новорожденных «Солнышко» (рис. 2), в значительной мере свободных от перечисленных недостатков, используются современные регулируемые по температуре керамические нагреватели отечественного производства (аналогичные используют в зарубежных открытых реанимационных системах), имеющие максимум спектральной интенсивности излучения в области 2,5-5,5 мкм, и обеспечивающей достаточно оптимальное поглощение тепла эпидермисом и соединительнотканным слоем кожи [7].
Базовая конфигурация стола-транс-формера для новорожденных «Сол-
нышко», комплектность ИТ, является функциональным аналогом открытых реанимационных систем лучших мировых производителей. Стол имеет возможность верхнего и нижнего регулируемого в диапазоне температур 32-38 °С обогрева пациента, гелевый матрас, рент-генопрозрачное ложе с держателем R-кассеты, возможность установки в пределах от -10 до 15 градусов уровня ложа (угол Тренделенбурга), открываемые с трех сторон борта, приборные полки и кронштейны, позволяющие разместить на них необходимую медицинскую аппаратуру (кардиомониторы, шприц-дозаторы, аппараты ИВЛ, оксиге-но- и фототерапии, отсасыватели жидкости и т. д.). Шкафчик под ложем позволяет разместить под ним медицинские инструменты, расходные материалы и гигиенические средства.
При необходимости стол-трансформер «Солнышко» легко трансформируется в более простую конфигурацию СК (стол-кроватка), позволяющую обеспечить длительное пребывание (сон) ребенка, а также проведение оксигено- и фототерапевтических процедур.
Столы «Солнышко» в комплектности СО имеют двухуровневый режим обогрева - «форсированный» на стадии выхода на заданную температуру обогрева ложа (без присутствия на них ребенка) и более «мягкий» рабочий режим поддержания оптимальной температуры ложа при нахождении на нем ребенка.
По своим функциональным возможностям столы «Солнышко» значительно превосходят более ранние по времени разработки-аналоги.
Использованные при создании оборудования модульные принципы построения из унифицированных блоков, современные технологии объемного формирования деталей, новая элементно-узловая электронная база позволили сделать указанное оборудование не только более эргономичным, но и существенно снизить стоимостно-экономиче-ские показатели.
Столы-трансформеры для новорожденных «Солнышко» в различной комплектности успешно прошли гигиенические, технические и клинические испытания, получили высокую оценку специалистов неонатологов и рекомендованы Минздравом Республики Беларусь для серийного производства и применения в клинической практике на территории страны [8].
Для организации в составе отделения реанимации и интенсивной терапии ново-
№2^ 2014
медицинские новости |ээ
рожденных рабочих мест по проведению реанимационных и терапевтических мероприятий, а также организации учебно-практических занятий со слушателями БелМАПО и стажировок врачей, для получения практических навыков по работе с новым современным неонатальным оборудованием планируется передать комплект столов-трансформеров «Солнышко» в Родильный дом Минской области, где они проходили клинические испытания.
Л И Т Е Р А Т У Р А
1. Шабалов Н.П. Неонатология: уч. пособие в 2 т. -М., 2004. - 640 с.
2. Effect of body weight on temperature control and energy expenditure in preterm infants / T.-H. Lei et al.// Pediatr. Neonatol. - 2010. - Vol. 51, N 3. - P. 178-181.
3. ГОСТ 50267.27-96 (раздел 5 «Защита от опасности нежелательного или чрезмерного излучения»).
4. Henderson R. Wavelength considerations. - Instituts fur Umform- und Hochleistungs, 2007.
5. ООО «ЛЮЗАР». Препринт «Лазерные и светодиодные фототерапевтические многофункциональные малогабаритные аппараты». - Минск, 2010.
6. Безъязычная А.В., Демченко А.И., Шишко ГА. и др.
Медицинское оптоэлектронное оборудование для лечения и выхаживания новорожденных детей // Сб. трудов XX Международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». -Севастополь, 2010. - С. 1173-1174.
7. Демченко А.И., Безъязычная В.В., Безъязычная А.В. и др. Многофункциональная система обеспечения термонетрального окружения для новорожденных детей // Сб. трудов XXII Международной конференции «СВЧ-техника и телекоммуникационные технологии». - Севастополь, 2012. - С. 989-990.
8. Регистрационное удостоверение Министерства здравоохранения Республики Беларусь №ИМ-7.100584.
Поступила 21.10.2013 г.
Индукторы интерферонов в профилактике и комплексном лечении острых респираторных инфекций у детей1
Беляева Л.М., Микульчик Н.В.
Белорусская медицинская академия последипломного образования, Минск
Belyaeva L.M., Mikulchik N.V.
Belarusian Medical Academy of Post-Graduate Education, Minsk
Inducers of interferon in the prevention and complex treatment
of acute respiratory infections in children
В структуре общей заболеваемости детей значительный вклад принадлежит респираторным болезням. Сохраняется четкая тенденция к увеличению частоты этой патологии. Нередко болезни проявляют себя затяжными и рецидивирующими формами, резистентными к общепринятым методам терапии, включающим противовирусные и антибактериальные препараты. Особого внимания заслуживают пациенты, часто и длительно болеющие (ЧДБ) острыми респираторными инфекциями (ОРИ), которые составляют около 30% всех детей второй группы здоровья [2, 11, 17, 20, 27].
Возбудители респираторных заболеваний (вирусы, бактерии) у ребенка с «незрелой» иммунной системой нередко приводят к угнетению защитных иммунных механизмов и к различным осложнениям, что способствует формированию хронических форм болезней. Причины, способствующие этому, многообразны. Наиболее значимой среди них является высокая распространенность в природе респираторных вирусов, патогенной микробной флоры и простейших. Повторяющиеся вирусные и вирусно-бактериальные инфекции инициируют развитие вторичных им-мунодефицитных состояний. Чаще всего
1Печатается на правах рекламы
они формируются у детей со сниженными функциональными возможностями системы иммунитета [2, 8, 31].
Вторичные иммунодефицитные состояния К факторам, способствующим развитию индуцированных вторичных иммуно-дефицитных состояний, относят также наличие у ребенка с рождения каких-либо «малых аномалий» иммунитета [2, 8, 30]. Частое использование антибиотиков наряду с их токсическим влиянием нередко приводит к нарушению состава микрофлоры слизистых оболочек, формируя дисбиоз кишечника [17-19, 27].
Вторичным иммунодефицитным состоянием принято считать симптомокомплекс, при котором вследствие повреждающего действия внешней и/или внутренней среды нарушена функция иммунной системы, что приводит к снижению показателей функции фагоцитоза, дисбалансу субпопуляций лимфоцитов, ряда цитокинов и биологически активных веществ, что формирует иммунодефицитное состояние различной степени тяжести, продолжительности, с разной степенью и характером вовлечения иммунной системы [1, 17, 22].
Значительное влияние оказывает и физиологическая незрелость иммунной
системы ребенка, которая может проявляться в различных вариантах временного иммунодефицита, таких как:
- количественный и функциональный дефицит Т-лимфоцитов;
- дефицит образования цитокинов;
- временный дефицит иммуноглобулинов классов А, М и G;
- дефицит гранулоцитарного и моно-цитарно-макрофагального хемотаксиса и др. [1, 2, 17, 22].
Указанные выше проявления недостаточности иммунной защиты наиболее явно регистрируются после перенесенной острой инфекции и частично влекут за собой формирование порочного круга, который обуславливает рецидивы респираторных инфекций [4, 6]. Эпителиальные клетки респираторного тракта слабо реагируют на вирусную инфекцию, продуцируя альфа/бета-интерферон (ИФН), интерлейкины 1 и 6 и фактор некроза опухоли альфа на низком уровне в ответ на ее воздействие. Это может служить объяснением легочного тропизма вируса гриппа и других респираторных вирусов. При ослабленной защитной функции легочного эпителия компенсаторным механизмом защиты и продукции цитокинов служат макрофаги-моноциты дыхательных путей
