Assessment of personal protective equipment for medical personnel during a new coronavirus pandemic

Cover Page


Cite item

Abstract

BACKGROUND: The use of personal protective equipment in contact with patients with new coronavirus infection is the basic measure to ensure the safety of medical personnel. It is known that the use of protective equipment made of materials with low hygroscopicity, air and vapor permeability, under high ambient temperatures and physical activity, can cause overheating of the body. Objectively, during the pandemic, medical personnel reported a deterioration in the functional state up to and even fainting, caused by prolonged use of protective suits. Protective equipment made it difficult to perform routine tasks and led to a reduction in the quality of work performed.

PURPOSE OF THE STUDY: Assessment of the effect of personal protective equipment on the functional status of medical personnel.

MATERIALS AND METHODS: A survey of 156 medical workers of military medical organizations was carried out using the original questionnaire. The ease of use of protective equipment was assessed, and at the same time the negative aspects of its use were identified. A study of the thermal condition of 6 volunteers during the use of reusable and disposable personal protective equipment sets was carried out under laboratory conditions.

RESULTS AND DISCUSSION: The majority of respondents reported a negative impact on the functional state of the body when using personal protective equipment. According to questionnaire data, skin damage occurred in 88% of cases; fogging of safety glasses in 81%; visual impairment in 70%; inadequate suit size in 61%; subjective feeling of heat at work in 61%; headaches in 45% of cases. An assessment of the thermal condition of the reusable and disposable suits at a temperature of 25°C and light physical work indicated that the body heat levels of the volunteers were within acceptable normative values.

CONCLUSIONS: The use of personal protective equipment has a negative effect on the functional state of the medical workers body, which requires a rational approach to the selection of protective the provision of an optimal regime of work and rest Considering the possibility of using personal protective equipment under different conditions, including increased ambient temperatures (over +30°С) and/or intense physical exertion, there is a need for further study of their effects in order to develop preventive measures.

Full Text

АКТУАЛЬНОСТЬ

Пандемия новой коронавирусной инфекции способствовала внедрению своевременных мер по защите медицинского персонала от риска заражения ею. Использование средств индивидуальной защиты (СИЗ) при контакте с пациентами с новой коронавирусной инфекцией обеспечило безопасность медицинских работников [1, 2]. В начале пандемии специалистами Всемирной организации здравоохранения и Роспотребнадзора были разработаны рекомендации по рациональному использованию СИЗ в зависимости от характера работ и категории профессионального риска. Максимальная биологическая защита использовалась в условиях работы с больными новой коронавирусной инфекцией при проведении процедур образования аэрозоля. В этих случаях требовалось применение противочумных костюмов I типа или их аналогов [3, 4].

Важной характеристикой применяемых СИЗ является степень защиты от проникновения биологических агентов. Но повышение барьерных свойств применяемых материалов приводит к ухудшению теплового обмена организма и негативному влиянию на функциональное состояние и работоспособность медиков [5].

В период пандемии возросли продолжительность смен и количество персонала, работающего в СИЗ, что стало дополнительной нагрузкой на организм специалистов. Современная линейка используемых СИЗ довольно разнообразна и представлена широким перечнем изделий одноразового и многоразового применения. Изготовление защитных костюмов осуществляется из разных типов материалов. Известны свойства материалов, такие как гироскопичность, воздухо- и паропроницаемость, которые оказывают непосредственное влияние на тепловой обмен и эргономику [6].

Широкое распространение в настоящее время получили костюмы из нетканых материалов (спанбонд, трехслойная ткань спанбонд-мельтблаун-спанбонд, полиэфирные ткани с соответствующими пропитками, полипропиленовые материалы с гидрофобными и гидрофильными мембранами). Для нетканных материалов в основном характерна микропористая структура, при которой обеспечивается защитный водо- и кровеотталкивающий эффекты с возможностью отвода влаги и теплого воздуха из-под одежного пространства.

Однако практика применения СИЗ в условиях пандемии свидетельствует о том, что медицинский персонал отмечал ухудшение функционального состояния, вплоть до потери сознания, при длительном применении защитных костюмов. Средства защиты затрудняли выполнение привычных манипуляций и приводили к снижению качества выполняемых работ [7, 8]. Данная информация послужила основой для проведения исследований СИЗ, применяемых для защиты от биологических агентов.

Цель оценка влияния СИЗ на функциональное состояние медицинского персонала.

МАТЕРИАЛЫ И МЕТОДЫ

Проведен опрос 156 медицинских работников военно-медицинских организаций с использованием оригинальной анкеты. Она включала вопросы по режиму труда и отдыха, характеристикам условий труда, субъективной оценки работоспособности и функционального состояния, эргономики.

На базе лаборатории Государственного научно-исследовательского испытательного института военной медицины Минобороны РФ проведены одобренные его локальным этическим комитетом исследования теплового состояния 6 добровольцев при работе в одноразовом и многоразовом костюмах. Параметры микроклимата в помещениях в период наблюдения:

  • температура воздуха — 25,0 ± 0,2 °C;
  • относительная влажность воздуха (RH) — 35,2 ± 1,6 %;
  • скорость движения воздуха (Vв) 0,1–0,4 м/с.

Теплообмен организма добровольцев оценивали согласно методическим указаниям «Оценка теплового состояния человека с целью обоснования гигиенических требований к микроклимату рабочих мест и мерам профилактики охлаждения и перегревания» МУК 4.3.1895-04.

При исследованиях регистрировались показатели:

  • ректальная температура;
  • температура кожи на 11 избранных для исследования участках тела;
  • плотность теплового потока на 11 избранных для исследования участках тела;
  • общие и локальные теплоощущения;
  • масса тела добровольца без одежды;
  • масса каждого элемента экипировки;
  • температура, относительная влажность и скорость движения воздуха в рабочей зоне.

Регистрация показателей температуры осуществлялась комплектом мониторинга термофизиологических показателей человека (КМТП-01, ООО «Спецмедтехника», г. Санкт-Петербург) для измерения параметров температуры и теплового потока в диапазоне температур от 0 до + 50 °C (погрешность измерения ±0,05 °C) [9].

РЕЗУЛЬТАТЫ И ИХ ОБСУЖДЕНИЕ

Распределение по категориям 156 медицинских работников, включенных в анкетирование и оказывавших помощь больным новой коронавирусной инфекцией в 2020 г. в условиях «красной зоны»: врачебный персонал — 12,2 % (n — 19); средний медицинский персонал — 61,5 (n — 96); младший медицинский персонал — 26,3 % (n — 41). Стаж работы с больными новой коронавирусной инфекцией составлял 3–8 мес.

Жалобы при применении СИЗ, выявленные в ходе опроса, представлены на рисунке.

 

Рисунок. Жалобы респондентов при использовании СИЗ. СИЗОД — средство индивидуальной защиты органов дыхания

 

Анкетирование выявило, что применение СИЗ сопряжено с неблагоприятным воздействием на медицинских работников. Установлено негативное влияние СИЗ на систему органов дыхания (его затруднение), органов зрения (запотевание очков, ограничение полей зрения), поверхность кожи (в виде наминов, раздражений, повреждений).

Большая часть респондентов (61 %) указывали на несоответствие размеров выдаваемых СИЗ. Рекомендации по выбору средств защиты в соответствии с размером не выполнялись или выполнялись не в полной мере. Причиной этому служили недостаточное обеспечение средствами защиты и отсутствие необходимого размерного ряда. При малых размерах средств защиты возникали случаи, когда нарушалась герметичность защитной одежды и при выполнении движений оголялись участки кожи верхних и нижних конечностей. В таких случаях возникала необходимость применения дополнительных средств фиксации (в основном клейкая лента), на что указали 40 % респондентов. Помимо этого, в рекомендациях медицинские работники ссылались на необходимость оборудования защитных костюмов средствами подгонки (59 %), особенно при большем размере, что чаще наблюдалось у специалистов женского пола.

В рамках анкетирования определена средняя продолжительность использования СИЗ за смену при нахождении в «красной зоне», которая составила 4–12 ч. В методических рекомендациях Роспотребнадзора* допустимое непрерывное время нахождения в СИЗ не должно превышать 4 ч. Данный факт указывает на повышенную нагрузку на организм, которая способствовала ухудшению функционального состояния и снижению работоспособности. При этом по ранее проведенным исследованиям имеются сведения, что при работе в костюме «Тайвек 600» при температуре 25 ± 2 °С и физической нагрузке средней степени тяжести через 3 ч достигаются допустимые уровни теплового воздействия [10].

Согласно субъективным ощущениям большинство респондентов (61 %) отмечали, что в СИЗ им было жарко и, как следствие, мучало повышенное потоотделение.

Для объективной оценки теплового состояния организма добровольцев исследовались показатели температуры кожи и ядра при легкой физической нагрузке и использовании СИЗ. Оценивались многоразовый и одноразовый костюмы в условиях лаборатории при температуре воздуха 25 °C и восьмичасовом рабочем дне.

В исследованиях выявлено, что у всех добровольцев к концу опытов отмечалось незначительное (в среднем на 0,2 °C) повышение ректальной температуры. Средняя температура тела увеличилась в среднем на 1,1 °C, что свидетельствовало о незначительном напряжении механизмов терморегуляции в организме добровольцев и сбалансированном теплообмене с окружающей средой. При этом общая субъективная оценка своего теплового состояния характеризовалась участниками как «тепло». Но данная самооценка была характерна для первых 3–4 ч исследований у ряда добровольцев, а также имела место только в момент и сразу после физической нагрузки.

Помимо динамики температуры поверхности избранных для исследования участков тела следует отметить показатели, характеризующие эффективность отведения пота с поверхности кожи в верхние слои одежды, а также эффективность его испарения. Установлено, что интенсивность выделения пота у добровольцев в костюмах в среднем составила 111,5 ± 13,7 г/ч. Элементы средств зашиты задерживали в среднем 40,8 ± 7,9 г. пота, что свидетельствовало о высокой эффективности его испарения — 95,5 %. В итоге за счет испарения выделившегося пота теплопотери составили в среднем 34,4 Вт/м2.

Теплообмен и величины комплекса термофизиологических показателей определили избыточное теплосодержание организма добровольцев на уровне 5,6 Вт/м2, что в соответствии с нормативными величинами соответствовало оптимальным значениям (±16,0 Вт/м2).

ВЫВОДЫ

Согласно проведенному опросу, применение СИЗ вызывает негативное воздействие на функциональное состояние организма медицинского персонала, влияние которого распространялось практически на все органы и системы. Данный факт указывает на необходимость дифференцированного подхода к выбору СИЗ с обеспечением оптимального режима труда и отдыха.

В ходе исследований многоразового и одноразового костюмов в условиях лаборатории при температуре воздуха 25 °C и восьмичасовом рабочем дне не выявлено перегревания организма добровольцев. Полученные данные свидетельствуют об адекватном теплообмене при их применении.

Учитывая применение СИЗ в пандемию и возможность их использования в полевых условиях, при чрезвычайных ситуациях, а также в условиях повышенных температур окружающей среды с интенсивными физическими нагрузками, целесообразно проведение дальнейших физиолого-гигиенических исследований в условиях повышенных температур окружающего воздуха (свыше +30 °C) и/или интенсивных физических нагрузках.

ДОПОЛНИТЕЛЬНАЯ ИНФОРМАЦИЯ

Источник финансирования. Финансирование данной работы не проводилось.

Конфликт интересов. Авторы декларируют отсутствие явных и потенциальных конфликтов интересов, связанных с публикацией настоящей статьи.

Этическая экспертиза. Проведение исследования одобрено локальным этическим комитетом ГНИИИВМ МО РФ.

Вклад авторов. Все авторы внесли существенный вклад в проведение исследования и подготовку статьи, прочли и одобрили финальную версию перед публикацией.

 

* МР 3.1.0229-21. 3.1. «Рекомендации по организации противоэпидемических мероприятий в медицинских организациях, осуществляющих оказание медицинской помощи пациентам с новой коронавирусной инфекцией (COVID-19) (подозрением на заболевание) в стационарных условиях. Методические рекомендации».

×

About the authors

Vyacheslav E. Batov

Military Medical Academy

Author for correspondence.
Email: batov_s@inbox.ru
ORCID iD: 0000-0001-7626-1950
SPIN-code: 6544-9704
Russian Federation, 6, Akademika Lebedeva str., Saint Petersburg, 194044

Sergey M. Kuznetsov

Military Medical Academy

Email: kusnez-s-maks@mail.ru
ORCID iD: 0000-0001-5104-5389
SPIN-code: 7329-0560

M.D., Ph.D. (Medicine), Associate Professor

Russian Federation, Saint Petersburg

References

  1. Denisov EI, Prokopenko LV, Pfaf VF Issues of occupational health of healthcare workers and pandemic COVID-19. Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology. 2021;61(1):49–61. (In Russ.) doi: 10.31089/1026-9428-2021-61-1-49-61
  2. Ivchenko EV, Kotiv BN, Ovchinnikov DV, Butsenko SA. Results of the work of the Military Medical Academy research institute of novel coronavirus infection problems through 2020–2021. Bulletin of the Russian Military Medical Academy. 2021;23(4):93–104. (In Russ.) doi: 10.17816/brmma83094
  3. Gorblyansky YuY, Kontorovich EP, Ponamareva OP, Volynskaya EI. Professional aspects of the new coronavirus infection (COVID-19). Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology. 2021;61(2):103–114. (In Russ.) doi: 10.31089/1026-9428-2021-61-2-103-114
  4. Garipova RV, Strizhakov LA, Umbetova KT, Safina KR. Occupational diseases of health care workers from exposure to infectious agents: the current state of the problem. Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology. 2021;61(1):13–17. (In Russ.) doi: 10.31089/1026-9428-2021-61-1-13-17
  5. Coca A, Quinn T, Kim J-H, et al. Physiological evaluation of personal protective ensembles recommended for use in West Africa. Disaster Med Public Health Prep. 2017;11(5):580–586. doi: 10.1017/dmp.2017.13
  6. Burmistrova OV, Losik TK, Shuporin ES. Physiological and hygienic substantiation of development of a technique of an estimation of overalls for protection working in the heating environment on indicators of a thermal condition. Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology. 2019;(12):1013–1019. (In Russ.) doi: 10.31089/1026-9428-2019-59-12-1013-1019
  7. Lee J, Venugopal V, Latha PK, et al. Heat stress and thermal perception amongst healthcare workers during the COVID-19 Pandemic in India and Singapore. Int J Environ Res Public Health. 2020;17(21):1–12. doi: 10.3390/ijerph17218100
  8. Maynard SL, Kao R, Craig D. Impact of personal protective equipment on clinical output and perceived exertion. J R Army Med Corps. 2016;162(3):180–183. doi: 10.1136/jramc-2015-000541
  9. Tyurin MV, Sokhranov MV, Ivchenko EV, et al. Improvement of the health care delivery system in war-time: monitoring of servicemen’s health slatlts. Military Medical Journal. 2014;335(1):45–47. (In Russ.)
  10. Konyukhov AV, Geregei AM, Lemeshko VI. Features of the thermal state of medical workers when using personal protective equipment against biological factors. Russian Journal of Occupational Health and Industrial Ecology. 2020;60(11):801–803. (In Russ.) doi: 10.31089/1026-9428-2020-60-11-801-803

Supplementary files

Supplementary Files
Action
1. Fig.

Download (169KB)

Copyright (c) 2022 Batov V.E., Kuznetsov S.M.

Creative Commons License
This work is licensed under a Creative Commons Attribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International License.

This website uses cookies

You consent to our cookies if you continue to use our website.

About Cookies