کاربرد و طرز کار انکوباتور نوزاد

تعریف انکوباتور نوزاد:
انکوباتور یک محیط بسته است که در ان دما و رطوبت کنترل می شود وجهت نگهداری نوزادان استفاده می شود. انکوباتورها معمولا دارای یک کلاهک پلاستیکی و ماسک و یک سنسور که به بدن نوزاد وصل می شود تشکیل شده اند. علاوه بر ان بر روی انکوباتورها سیستم کنترل دما وجود دارد. این سیستم با استفاده از اطلاعاتی که سنسور دما به ان می دهد دمای محیط انکوباتور را متناسب با دمای بدن نوزاد تنظیم می کند. برای مراقبت از نوزادان نارس لازمست که آنها را در محیطی با دمای مناسب و کنترل شده نگهداری کنند زیرا خود آنها قادر به تنظیم دمای بدنشان نیستند. تحت شرایط نگهداری درانکوباتوربا اینکه نیاز نوزادان به اکسیژن به حداقل می رسد اما تامین اکسیژن مورد نیاز از این جهت که شش های آنها خود قادر به تامین اکسیژن کافی نمی باشد بسیار مهم است. انکوباتور یک محفظه بسته با جداره های شفاف است که در آن هوا با دمای کنترل شده از درون اتاقکی که نوزاد در آن قرار دارد، عبور داده می شود تا هم شرایط طبیعی رحم مادر را برای وی فراهم سازد و هم پزشک و پرستار بتواند به راحتی به وی دسترسی داشته باشند. تا چند سال پیش فقط نوزادانی که زودتر از موعد بدنیا می آمدند در انکوباتور نگهداری می شدند اما امروزه پزشکاان معتقدند که تمامی نوزادان بهتر است 2 تا 3 روز در انکوباتور قرار بگیرند تا در معرض هوای آزاد قرار نگرفته، کنترل شوند و در عین حال مراقبتهای پزشکی به راحتی بر روی آنان صورت گیرد.

کاربرد و طرز کار انکوباتور نوزاد:
یک انکوباتور نوزاد عمدتا برای ثابت نگه داشتن دمای 37 درجه سانتی گراد درون بدن نوزاد به کار می رود. همچنین اکثر انکوباتورها هوا را مرطوب و می توانند مقداری اکسیژن به آن اضافه کنند. نوزادان نارس، سیستم عصبی تکامل نیافته داشته و همچنین به علت کمبود انرژی قادر به تنظیم دمای درونی بدنشان نخواهند بود؛ بنابراین نیاز است تا از دمای بدنشان به وسیله انکوباتور محافظت شود. هدف این است که آنها همه انرژی شان را به جای نگه داشتن دمای بدنشان، صرف رشدشان کنند. بنابراین بعضی مواقع با استفاده از انکوباتور به رشد نوزادان کمک می شود.
تشکی که نوزاد در آن خوابانده می شود به طور کامل با یک سایبان پلاستیکی شفاف از اطراف پوشانده می شود. دمای درون انکوباتور به وسیله یک المنت گرمایی (هیتر) در زیر تشک افزایش پیدا می کند. دمای هوای موجود به وسیله سنسورهای دمایی داخل دستگاه، مانیتور شده و با فرمان کنترلی که به هیتر می رسد، تنظیم می شود.

واحدهای اندازه گیری در انکوباتور نوزاد:
دما: درجه سانتی گراد

حجم گاز ورودی نهایی: لیتر در دقیقه L/min

رطوبت نسبی: درصد %

غلظت اکسیژن: درصد %

مقادیر نوعی (Typical):

دمای هوا: 32 تا 38 درجه سانتی گراد

دمای پوست نوزاد: 34 تا 36 درجه سانتی گراد

مقدار حجم گاز ورودی نهایی: 35 لیتر در دقیقه

رطوبت نسبی: 50 تا 100 درصد (100%-50)

اجزای دستگاه انکوباتور:

محفظه نگهداری نمونه ها: یک محیط بسته است که تا حد امکان باید از لحاظ دما و ورود و خروج گازها در حد کنترل شده ای از بیرون آن جدا شده باشد.

سیستم کنترل دما: این سیستم دمای داخل انکوباتور را در حد مورد نیاز نمونه ها ثابت نگه می دارد. برای این منظور از یک سری سنسوربرای نمونه برداری از دمای داخل محفظه استفاده می شود. همچنین تامین حرارت مورد نیاز به عهده تعدادی المنت خواهد بود. کنترل دما نیز از طریق استفاده از ترموکوپلهای معمولی و یا سیستم های مبتنی بر میکرو کنترلرها و plc انجام می پذیرد.

سیستم کنترل رطوبت: این سیستم رطوبت داخل انکوباتور را در حد مورد نیاز نمونه ها ثابت نگه می دارد. برای این منظور از یک سری سنسور برای نمونه برداری ازرطوبت داخل محفظه استفاده می شود. همچنین تامین رطوبت مورد نیاز به عهده مخزن آب و سطستم گرمایش انکوباتور خواهد بود.

سیستم کنترل گازها: این سیستم ترکیب گازهای داخل انکوباتور را در حد مورد نیاز نمونه ها ثابت نگه می دارد. برای این منظور از یک سری سنسوربرای نمونه برداری از ترکیب گاز داخل محفظه استفاده می شود. همچنین تامین گازهای مورد نیاز به عهده مخازن خارجی خواهد بود. کنترل ترکیب گازها نیز از طریق استفاده از سیستم های مبتنی بر میکرو کنترلرها و plc انجام می پذیرد.

سیستم آلارم: با توجه به مقادیر تعیین شده برای هر یک از فاکتور ها، در صورت تجاوز هر یک از آنها از مقادیر مجاز، این رویداد را به وسیله آلارم مناسب گزارش می دهد.

سیستم ثبات: این سیستم به اپراتور دستگاه این امکان را می دهد تا مشخصه مورد نظر را به صورت مداوم ثبت وتغییرات آن را کنترل نماید.

پارامترهای قابل کنترل در انکوباتور نوزاد:

حرارت:
در انکوباتورها حرارت هم با پوست بدن نوزاد کنترل می شود و هم با خواسته پزشکو با تنظیم درجه حرارت داخل محفظه. بدین منظور دو سنسوربکار می رود. یک سنسور داخل محفظه و یک سنسور که روی پوست نوزاد قرار می گیرد. کنترل توسط میکرو کنترلر با گرفتن فیدبک مناسب و مقایسه با تنظیم انجام شده توسط پزشک یا پرستار صورت می گیرد. در انکوباتورهوا با دمای کنترل شده از درون اتاقکی که نوزاد در آن قرار دارد، عبور داده می شود. دما به وسیله واحدهای مدرن که به صورت تناسبی کنترل می شوند تنظیم می گردد. برای اندازه گیری و تنظیم دما از مدار پل استفاده شده است. خروجی پل v1 که متناسب با اختلاف دمای بین ترمیستور و مقاومت تنظیم است تقویت شده و به مقایسه کننده وارد می شود. در حالی که v1 بزرگ تراز v2(موج دندان اره ای) باشد ولتاژ v3 تولید می شود. این ولتاژ مولد پالس را کنترل می کند وبر اساس آن کلید سیلیکونی عمل کرده ودر حالت یک بودن v3 خط تغذیه به گرمکن منتقل شده و دما افزایش می یابد. در انکوباتورهای امروزی به دلیل آنکه بایستی حرارت بدن نوزاد را نیز دقیقا تحت کنترل داشته باشیم از سنسور دوم روی پوست نوزاد استفاده می کنیم و به جای کنترل مستقیم درجه حرارت محفظه، درجه حرارت پوست نوزاد را کنترل می کنیم. در واقع زمانیکه نوزاد تب دارد، بایستی خنک شود و هنگامیکه دچار ضعف است و بدن وی افت دمای شدیدی پیدا می کند، بایستی گرم شود. در این حالت ترمیستور را روی کبد نوزاد قرار می دهند. توجه داشته باشید که رکتوم محل مناسبی برای حس کننده دمای بدن نوزاد نیست. با انتخاب یک کلید می توان به دلخواه یکی از دو قسمت کنترل حرارت هوای محفظه و یا کنترل حرارت بدن نوزاد را فعال نمود.(در صورت مجهز بودن دستگاه به سیسنم سروکنترل). سنسور بدن نوزاد اختیاری است ولی سنسور محفظه همیشه فعال است. هنگام روشن نمودن دستگاه، قسمت کنترل حرارت هوای محفظه به صورت پیش فرض فعال خواهد بود.

رطوبت:
رطوبت دستگاه از 30 تا 90 درصد رطوبت نسبی قابل تنظیم است و در مدت زمان رسیدن به حالت پایای دما، مانگین رطوبت نسبی دستگاه برابر با 10% رطوبتی است که تنظیم شده است ولی میزان رطوبت داخل محفظه نمایش داده نمی شود. قبل از فعال نمودن کلید مربوط به کنترل رطوبت ذاخل محفظه بایستی بطری آب تعبیه شده در پشت دستگاه را از آب مقطر به اندازه لازم پر نماییم. توصیه می شود جهت جلوگیری از رسوب مواد معدنی در لوله های دستگاه حتما از آب مقطر استفاده نماییم. معمولا برای کنترل رطوبت نیاز به مدار فیدبک نداریم و به شکل مدار باز این کار انجام می گیرد. زیرا به اعتقاد بیشتر پزشکان، رطوبت می تواند تا 5 درصدتلورانس داشته باشد. به همین دلیل در بیشتر مدلهای انکوباتور به دلیل گرانی سنسور رطوبت، این بخش را حذف کرده و کنترل رطوبت را به صورت مدار باز انجام می دهند. در مدلهای قدیمی تر، برای تولید رطوبت، آب به روی المنت تولید کننده حرارت ریخته می شد. اما گاهی لازمست گرمای کمتری تولید شود. در این مواقع چون المنت حرارتی خنک می شود، در این مکانیزم دیگر امکان ایجاد رطوبت هم نیست. برای مستقل کردن سیستم تولید رطوبت از حرارت، در مدلهای جدیدتر از دیگ بخار استفاده شده است که خود به وسیله میکرو کنترلر کنترل می شود و بر حسب تنظیمات روی دستگاه رطوبت داخل محفظه کنترل می شود.

اکسیژن:
در صورت نیاز به افزایش اکسیژن داخل محفظه، می توان از منبع اکسیژن خارجی استفاده کرد. منبع اکسیژن خارجی را به ترمینال ورودی اکسیژن (O2 Inlet) وصل می کنند و میزان اکسیژن ورودی توسط پزشک تنظیم می شود. فن انکوباتور هنگام سیرکولاسیون هوای تازه را از بیرون به داخل می کشد ولی اگر بخواهیم اکسیژن با تراکم بالای 21% داشته باشیم حتما از آنالایزر اکسیژن ( مانومتر) استفاده می کنیم. زمانیکه فیلتر دستگاه بیش از حد کثیف شده باشد و پرستار متوجه این مطلب نباشد تهویه هوای داخل دستگاه اختلال می شود. نکته دیگر در این زمینه آن است که دستگاه تراکم اکسیژن را در خود نمی پذیرد. میزان تولیدCO2 توسط یک نوزاد cc/kg 7 می باشد یعنی نوزادیکه در حدود 4 کیلوگرم وزن دارد، حداکثر 28 سیسی، دی اکسید کربن تولید می کند. در استفاده عادی، هوا به مقدار کافی جابجا می شود تا بعلت بازدم از افزایش میزان گاز دی اکسید کربن جلوگیری شود. دستگاه انکباتور چیزی حدود 20 تا 29 لیتر در دقیقه هوای تازه را از طریق فیلتر وارد محفظه انکوباتور می کند. در صورت استفاده از تجهیزات اکسیژن از تجهیزات جانبی که تولید جرقه می کنند در داخل محفظه انکوباتور بایستی خودداری شود.

آلارم های روی انکوباتور شامل موارد زیر می باشد:
آلارم های استاندارد مربوط به عملکرد یا خرابی بخشهای مختلف سیستم
آلارم هایی که بنا به خواسته پزشکان به طور خاص تعبیه شده اند.
هشداردهنه برای حالت های نامساعد نوزاد ( از قبیل سرد شدن) که می تواند صوتی و نوری باشد.
برخی از این آلارم ها عبارتند از: آلارم مربوط به افزایش دما بیش از 3/39 درجه یا در حالت ویژه بیش از 40 درجه سانتی گراد، آلارم مربوط به قطع گردش هوا، نقص در سیستم حس کننده دمای درون محفظه، نقص در سیستم حس کننده دمای بدن نوزاد، انحراف میزان درجه حرارت خالی بدن مخزن آب، قطع منبع تغذیه.

نگهداری دستگاه:
تعویض فیلتر هوا: در زمان فعالیت دستگاه در هر دقیقه حداقل 20 لیتر هوا از فیلتر عبور می کند. در صورت کدر شدن فیلتر تهویه هوای داخل محفظه دچار مشکل خواهد شد. بنابه دستورالعمل شرکت سازنده، پس از مدت خاصی این فیلترباید تعویض گردد.
تعویض آب مخزن: به منظور پیشگیری از رشد میکروارگانیسم هادر مخزن آب، لازم است هر 24 ساعت یکبار آب داخل مخزن تعویض شود.
نظافت و ضد عفونی کردن دستگاه: انکوباتور نباید گوشه دار باشد تا تمامی قسمت های داخلی آن را بتوان به راحتی تمیز کرد. برای ضد عفونی کردن دستگاه می توان از ساولن رقیق(1%) یا هایژن رقیق استفاده کرد. نظافت تمام بخشهای دستگاه یک ضرورت حتمی برا ی مراقبت صحیح از نوزاد است.

انکوباتورهای قابل حمل و نقل:
در حین انتقال نوزاد از یک بخش به بخش دیگر در داخل بیمارستان و یا انتقال او از بیمارستان به مراکز دیگر محتاج استفاده از انکوباتورهای خاص هستیم. این انکوباتورها عموما کوچک تر و سبکتر از انکوباتورهای ساکن بوده، برای نقل و انتقالات درون بیمارستان و یا حمل در هواپیما بکار گرفته می شوند. همچنین کمکرسانی به نوزاد را در آمبولانس ها تسهیل می کند. این انکوباتورها با محدوده وسیعی از ولتاژهای الکتریکی کار می کنند نظیر VDC 24 و VDC 12 و VAC12 بسیاری از انها منابع تغذیه کمکی را با خود حمل می کنند که انکوباتور را برای مدت زمانهای کوتاه و یا در صورت از کار افتادن منابع تغذیه اصلی، تغذیه می کند. ( نظیر باتری های نیکل- کامیم 12 ولتی و یا باتری های سربی) علاوه بر داشتن منابع تغذیه قابل حمل و قابل اطمینان، اینگونه انکوباتورها برای مسافرت های هوایی و زمینی نیازمند تجهیزاتی برای عایق بندی از جهت ورود ارتعاشات و نویزهای بیرونی به داخل انکوباتور و نیز تجهیزاتی جهت جلوگیری از انتشار امواج الکترو مغناطیسی برای استفاده در هواپیما هستند.

کالیبراسیون، تست و کنترل دستگاه انکوباتور:

کنترل حرارت: سنسور هوا با سنسور 10 سانتی متربالای تشک نوزاد کالیبره می شود. ضمنا هر چند بار یکبار جهت کنترل و کالیبره حرارت داخل محفظه در 5 قسمت مختلف داخل محفظه ترمومتر گذاشته می شود. اختلاف دما بایستی از 1 درجه بیشتر نباشد.
رطوبت: بایستی در محدوده گفته شده یعنی ماکزیمم تا 90% رطوبت نسبی قابل تنظیم باشد. از آنجایی که انکوباتور توسط جک های بالابر قابل تنظیم با قد پرستار است، جک ها باید چک شود.
مدار سیرکولاسیون هوا که هوای گرم را داخل محفظه می گرداند تا همه جا دارای حرارت یکنواختی باشد بایستی چک شود.
تست استقامت دی الکتریک: دستگاه را در معرض ولتاژی حدود 4 هزار ولت قرار می دهند، اتصالات دستگاه باید در مقابل این ولتاژ بالا استقامت کند و آرکی در دستگاه نداشته باشیم. این آزمایش یکباردر حالت کار عادی و یکبار پس از آنکه 48 ساعت در اتاق رطوبت قرار گرفت انجام می شود. هیچ جریانی یا نشتی بین مدارات الکتریکی دستگاه و بدنه نباید به وجود آید. بعد از انجام تنظیمات مربوطه، دستگاه را به قسمت کنترل مکانیکی هدایت کرده و پس از آن برای بسته بندی آماده می شود.