Skip to main content
PMC home page
Colombia Médica : CM logoLink to Colombia Médica : CM
. 2017 Sep 30;48(3):120–125. doi: 10.25100/cm.v48i3.2173
View full-text in Spanish

Noise level in a neonatal intensive care unit in Santa Marta - Colombia.

Nivel de ruido de una unidad de cuidado intensivo neonatal en Santa Marta - Colombia

Angélica Patricia Garrido Galindo 1, Yiniva Camargo Caicedo 1,✉, Andres M Velez-Pereira 1
PMCID: PMC5687863  PMID: 29213154

Abstract

Introduction:

The environment of neonatal intensive care units is influenced by numerous sources of noise emission, which contribute to raise the noise levels, and may cause hearing impairment and other physiological and psychological changes on the newborn, as well as problems with care staff.

Objective:

To evaluate the level and sources of noise in the neonatal intensive care unit.

Methods:

Sampled for 20 consecutive days every 60 seconds in A-weighting curves and fast mode with a Type I sound level meter. Recorded the average, maximum and minimum, and the 10th, 50th and 90th percentiles. The values are integrated into hours and work shift, and studied by analysis of variance. The sources were characterized in thirds of octaves.

Results:

The average level was 64.00 ±3.62 dB(A), with maximum of 76.04 ±5.73 dB(A), minimum of 54.84 ±2.61dB(A), and background noise of 57.95 ±2.83 dB(A). We found four sources with levels between 16.8-63.3 dB(A). Statistical analysis showed significant differences between the hours and work shift, with higher values in the early hours of the day.

Conclusion:

The values presented exceed the standards suggested by several organizations. The sources identified and measured recorded high values in low frequencies.

Key words: Critical Care, Noise Pollution, Benchmark Standard, Neonatal Intensive Care, Environmental Health

Introduction

In the environment of the intensive care units, auditory stimuli for the newborns occur daily, frequently associated with the noise caused by the alarms from the medical equipment, telephones, conversations among personnel, closing and opening of doors, and things falling within the unit 1 .

These stimuli caused by noise produce four types of adverse effects on newborns, especially among premature newborns, such as somatic effects, sleep disturbances, auditory damage and problems in their emotional development 1 , 2 , as well as the possible repercussions among the care staff 3 . Brown stated that excessive auditory stimulation creates negative physiological responses, such as sleep apnea and fluctuations in cardiac frequency, blood pressure and oxygen intake 4 . It was estimated that noise from voices and monitor alarms can generate an increase in the level of noise around 120 A-weighted decibels, also dB(A), in the units, 5 causing hearing loss, alterations in the newborn's development, irritability, stress and negative effects on the development of the newborn's sensory nervous system 6 .

Studies have been published that show the average levels of noise in the neonatal intensive care units (NICU). In Chile, values between 45-80 dB(A) were obtained 2 ; in Lima (Peru), between 62-76 dB(A) 7 , 8 ; in Madrid and Huelva (Spain), between 51-88 9 , 10 ; in Tabriz (Iran), between 56-70 dB(A) 6 ; and between 58-70 dB(A) from other studies 8 . These are high values when compared with the limits stipulated by the World Health Organization (WHO) that establishes values of 35 dB(A) for the day and 30 dB(A) for the night 11 .

In the Colombian Caribbean region, there is a lack of published studies related to the subject of verifying the noise levels that are managed inside a NICU in the region, which is why the equivalent continuous noise levels were assessed in Santa Marta in a hospital's neonatal intensive care unit.

Materials and Methods

The study was carried out in the neonatal intensive care unit (NICU) of a hospital located in Santa Marta (Colombia), in a public high complexity medical center in the region, which provides medical services while teaching university students in the health area.

The unit has fourteen beds authorized for neonatal critical care, with an average occupation rate of 58% (8±1 per bed) and 5±1 availability of care staff 12 on three shifts: morning (07:00-13:00), afternoon (13:00-19:00) and night (19:00-07:00+1). Furthermore, there are eight feeding schedules per day in 3 hour periods, beginning at 00:00. Finally, in the NICU, there are two, 20 min visiting periods at 11:00 and 17:00.

Sampling design

Noise level in the NICU

The sampling was done continuously for 20 days in the NICU, considering the methodology laid out in the study developed by Vélez-Pereira 13 and Fortes-Garrido et al 10 . A Casella type 1 sound level meter, CEL-633-C1K1 model, was used, and it was programmed to record data every 60 seconds using the A frequency weighting filters and the Fast temporary weighting filter. The sound level meter was located in the intensive care unit, taking into account the study developed by Vélez-Pereira 13 , the internal dynamic of the ICU and the conditions provided by the care staff coordinators. The sampling point was located in the environment of the unit at a distance of 60 cm from the ceiling and 215 cm from the wall.

The acoustic parameters recorded were the A-weighted equivalent continuous level (LAeq), the maximum A-weighted level (LAmax) and the minimum A-weighted sound level (LAmin), in order to analyze the temporary variation of noise in the Unit. Additionally, the 90th percentile acoustic parameters (LA90) were recorded to establish the background noise of the unit, the 10th percentile (LA10) to establish the dynamic of the peak times or random noises, and the 50th percentile as a contrast of the noise in the unit, which is associated with the existing dynamic among the peak and bottom values of the unit.

Sources of noise emission

A visual identification of the possible sources of emission was done, and then the sound level meter was programmed and a spectral analysis was performed in one-third octave bands without a frequency weighting filter (flat frequencies), which allowed to determine each band's contribution to the noise levels. The measurement was done within the unit under the influence of other sources of noise emission, justifying the immobility of the equipment mainly due to the dynamic and demand of cubicles in the intensive care unit. The measurements were carried out at a distance of 1.35 m from the sources and at 1.20 m from the level of the floor during three minutes. The same sound level meter, which was used to measure the NICU's environmental noise, was used.

Processing the Information

Equivalent continuous level of noise in the unit

The Integration of the data recorded of all the noise parameters was done in Microsoft Excel® for two periods, the first corresponding to the care staff shifts (morning, afternoon and night) and the second corresponding to the hourly values. These integration periods were established to determine the hourly variation of the noise throughout the day and the shifts, establishing the possible influence in the dynamics of the noise level in the NICU.

The integrations were done following equation 1.

graphic file with name 1657-9534-cm-48-03-00120-ee1.jpg Equation 1

Where j corresponds to the integrated acoustic parameter, while i corresponds to the number of observations or measurements taken in the integration time interval (hour or shift) and n is the total information observed for the acoustic parameter j in time interval i.

Statistical Analysis

The statistical analysis was executed with the IBM SPSS 20 program. An ANOVA 6 , 13 was performed to compare the averages of the different integration times. Furthermore, the information is confirmed through the Spearman correspondence analysis. Finally, a correspondence analysis was done between the two groups of acoustic parameters (LAeq vs LA50, LAmax vs LA10 and LAmin vs LA90), in order to verify the feasibility of the obtained records.

Results

The hourly LAeq values showed average values between 59.54 ±0.50 dB(A) for 03:00 and 65.27 ±0.46 dB(A) for 08:00, with a maximum value of 69.96 dB(A) (14:00) and a minimum of 57.80 dB(A) (03:00). In Figure 1 (above), the variation of the middle hours of the day can be observed. There, it can be seen that in the early hours of the day (23:00-5:00), the values of the equivalent continuous level of noise were much lower than those presented in the other times.

Figure 1. Average level of noise throughout one sampling day for the acoustic parameters. Above: LAeq, LAmax and LAmin; below: percentiles LA50, LA10 and LA90.

Figure 1

Open in a new tab

For the LAmax, values were reported in a range of 67.22 ±3.01 dB(A) (03:00) and 77.32 ±1.52 dB(A) (07:00), with a maximum value of 83.70 dB(A) (23:00) and a minimum value of 59.73 dB(A) (03:00). Finally, for the case of the LAmin, the values varied between 53.16 ±2.45 dB(A) (03:00) and 55.08 ±1.88 dB(A) (08:00), with a maximum and minimum of 61.23 dB(A) and 49.83 dB(A), respectively. The dynamic of these last two parameters was similar to LAeq (Fig. 1, above); notwithstanding, it was seen that the variation of the levels of daily noise was slightly greater in the LAmax values, followed by LAeq and LAmin.

On the other hand, the noise levels by shift showed that LAeq varied between 64.73 ±1.43 dB(A) and 63.01 ±1.45 dB(A), with a maximum of 68.05 dB(A) and a minimum of 60.27 dB(A). Subsequently for the case of LAmax, values in a range of 74.71 ±1.46 dB(A) to 76.99 ±1.41 dB(A) were present, with maximums and minimums of 80.57 dB(A) and 71.56 dB(A), respectively. Finally, the LAmin varied between 50.54 ±2.1 dB(A) and 54.65 ±1.7 dB(A), with a maximum of 59.58 dB(A) and a minimum of 51.45 dB(A). The maximum values of these ranges in the three parameters were present in the morning shift, the minimums in the night shift, while the absolute maximums and minimums were present in the afternoon, except for the minimum LAmin, which was reported in the night shift (Fig. 2, above). Therefore, it can be affirmed that the acoustic parameters declined in the middle of the night (night shift) and increased in the morning and afternoon shifts. This dynamic was similar to the hourly averages with fewer changes (Fig. 1, above).

Figure 2. Average level of noise by sampling day for the acoustic parameters. Above: LAeq, LAmax and LAmin; below: percentiles LA50, LA10 and LA90.

Figure 2

Open in a new tab

The LA10, LA50 and LA90 acoustic parameters showed that the average times of peak noise (LA10) varied between 62.25±2.39 dB(A) (03:00) and 68.58±1.69 dB(A) (18:00), with a maximum of 73.87 dB(A) and a minimum of 54.76 dB(A). The LA50 varied between 58.39±2.35 dB(A) at 03:00 and 62.85±2.02 dB(A) at 08:00, with a maximum and minimum of 58.00 dB(A) and 51.69 dB(A), respectively. The background noise (LA90) varied less than the two previous parameters (55.51±2.42 dB(A) at 03:00 - 58.74±1.87 dB(A) at 08:00), with a maximum of 63.70 dB(A) and a minimum of 50.61 dB(A) (Fig. 1, below). The hourly fluctuations of the percentiles show that from 22:00 to 04:00 there was a progressive decline, which increased at 05:00 and remained stable for the rest of the day. In terms of the averages by shift (Fig. 2, below), a major variation was observed in LA10 (range 67.94±1.47 - 66.85±1.41 dB(A), maximum 71.31 dB(A), minimum 63.06 dB(A)), followed by LA50 (range 62.30±1.53 - 61.00 ±1.18 dB(A), maximum 65.91 dB(A), minimum 58.64 dB(A)), and ending with LA90 as the most stable parameter (range 58.18 ±1.61 - 57.39 ±1.81 dB(A), maximum 61.88 dB(A), minimum 54.36 dB(A)).

In terms of the emission sources, four sources were identified and characterized, three of which were vital sign monitors of different brands and models and the telephone used for communication (Fig. 3). In general, the results showed similar contributions in the different one-third octave bands. Where the alarms from monitors 1 and 3 had less of a contribution in the low frequencies (from 0 to 125 Hz), while the alarm from monitor 2 and the telephone showed less contribution in high frequencies (greater than 500 Hz).

Figure 3. Spectrum of the studied noise sources. Results from the spectrum of a) A1 sign monitor, b) A2 sign monitor, c) A3 sign monitor, d) telephone.

Figure 3

Open in a new tab

Promptly, the alarm from monitor 1 varied between 30.6-62.1 dB with a standard deviation of 7.8 dB, presenting a greater value in the high frequencies with an average of 58.09 dB, followed by the middle frequencies (160-400 Hz), with an average of 52.9 dB, and finally with the low frequencies of 51.86 dB (Fig. 3a). This same dynamic was present with the alarm from monitor 3 (Fig. 3c), with a similar variation range (29.3-62.7 dB, standard deviation 7.7 dB), as well as the support by frequencies (high frequencies: 56.65 dB, middle: 56.34 dB, low: 50.46 dB). The alarm from the second monitor (Fig. 3b) contributed more in the low frequencies (50.55dB), followed by the high frequencies (49.20 dB) and middle frequencies (48.36 dB), varying in a range of 17.7-56.6 dB and a standard deviation of 8.8 dB. The telephone spectrum showed an order of frequencies by contribution of low (57.92 dB), middle (43.79 dB) and high (42.91 dB), with a greater variation range (16.8-63.3 dB) and higher standard deviation (12.9 dB). In this last source, three tones marked on three one-third octave bands of a central value of 1,250 and 2,500 Hz were seen (Fig. 3d).

The analysis of variance showed a significant difference between one hourly average and another, with a significance level of 99% for the LAeq and LAmax, while for the LAmin, it did not. In contrast with the ANOVA, the Spearman coefficients confirmed the information, showing a significant relationship with p <0.01 between the hourly averages of LAmax and LAeq, while LAmin showed a slight relationship with p<0.05 (Table 1). These results were similar to the averages by shift, only the Spearman correlation coefficient established an indirect and significant relationship for LAeq and LAmax, and an insignificant relationship for LAmin (Table 1).

Table 1. Analysis of Variance of the noise levels in the NICU of the hospital.

Acoustic Parameter Statistical Hourly Integration Shift Integration
x̄ S F P** SC F p** SC
LAeq 64.00 3.62 10.94 0.00 0.269** 16.44 0.01 -0.381**
LAmax 76.04 5.73 25.04 0.00 0.343** 26.23 0.00 -0.467**
LAmin 54.84 2.61 0.83 0.70† 0.102* 0.03 0.97† -0,032
LA10 67.13 3.95 12.05 0.00 0.273** 6.12 0.00 -0.403**
LA50 61.77 3.16 5.88 0.00 0.205** 2.91 0.06† -0.295*
LA90 57.95 2.83 2.53 0.00 0.134** 0.97 0.39† -0,177
Open in a new tab

x̄: Average noise level.

S standard deviation.

F statistic from the ANOVA. p statistical meaning for the variance (P-Value from the ANOVA).

SC Spearman correlation coefficient.

*p <0.05.

**p <0.01.

† means that there is no significant difference between the average of one level and another with a confidence level of 99%.

For the case of the ANOVA percentiles of the middle hours, a significant difference was seen for the hourly averages middle hours in the three parameters (LA10, LA50 and LA90) with a confidence level of 99% and it is ratified by the Spearman coefficient presented with the same level of meaning (Table 1). In terms of the averages by shift, ANOVA showed only significant differences for LA10, showing that the surrounding and average NICU noise was similar in terms of the shifts. This was confirmed with the Spearman analysis that maintained a significant and indirect relationship with LA10 and LA50 (Table 1).

Finally, the Spearman analysis showed that the noise results are consistent and coherent given that there is a direct and significant correlation between the LAeq-LA50, LAmax-LA10 and LAmin-LA90 variable pairs (Table 2).

Table 2. Correlation of the acoustic parameters in the NICU of the hospital.

Correlation Hourly Integration Shift Integration
LAeq versus LA50 0.954** 0.973**
LAmax versus LA10 0.890** 0.916**
LAmin versus LA90 0.833** 0.946**
Open in a new tab

**p<0.01

Discussion

With the obtained results, there were greater records seen during the morning in contrast with those presented in the night, where the values are more constant. The difference can be attributed to medical controls, sampling, radiography, social work and family visits, which occur mostly in the daytime (morning and afternoon). This is confirmed by the hourly integrated averages that showed high values during times around the execution of the mentioned activities and being consequent with the behavior of the percentiles ((LA10, LA50 and LA90), which show a gradual decrease during night shifts. This dynamic has not only been reported for NICUs, but also for any type of ICU 14 .

If the relationship between the two groups of acoustic parameters studied is analyzed in the two periods of time, it can be established that the maximum values (LAmax and LA10) and the noise level (LAeq and LA50) show a high variation compared to the minimum (LAmin) and bottom (LA90) values, which do not appear to be influenced by the routine events mentioned, such as feeding and family visits, among others, which is corroborated by the analysis of variance.

Comparing the noise levels reported by the study with the levels recorded by previously published studies, similar values are observed to those presented by different authors in neonatal intensive care units whose values fluctuate between 49-92 dB(A) 6 , 8 , 10 , 13 , 15 - 19 ; a range that includes the average values of LAmin and LAmax and even the average background noise level is greater than the minimum value of the range reported by the research.

The maximum noise levels suggested by the international standards for the protection against acoustic contamination collected by Garrido et al. 20 , are exceeded by the results of this study, creating concern about the levels to which newborns and medical personnel are exposed. This situation gets even worse if the suggestion given by the Spanish Pediatrics Association (AEPED, for the Spanish original) is analyzed 21 , which suggests that the background noise levels in the unit must not surpass 55 dB(A) and avoid surpassing 70 dB(A), a suggested value exceeded by the results.

These values are more inclusive than those recommended by Konkani and Oakley 11 , who maintain that levels less than 40 dB(A) are required for the activities that require concentration, affirming that the greater values can cause interruptions. In the case of the care staff, it is a key limiting factor, given that the nurses must be capable of concentrating on caring for patients in order to avoid causing potential harm due to error 3 , 11 .

On the other hand, when reviewing the results from a spectral footprint and the contribution of each noise band generated by the three monitors and telephone, in two of the four cases it was seen that the bands that contributed on a larger extent to the noise level correspond to the bands located in low frequencies; a result that contributes to increasing the risk of injuring the inner ear of the newborns. Studies show that low frequency sounds are more harmful to the ear's hair cells, causing microtears, vascular lesions and very frequently hearing loss 22 , 23 .

Various authors report in their studies values between 59-77 dB(A) for the vital sign monitors 6 , 7 , 13 , 24 , 25 , coherent with the results obtained. For their part, the values obtained for the phone in the intensive care unit were less than those recorded by the literature 7 , 13 , 24 . Notwithstanding, the presence of tones in the high frequencies can induce an abrupt response in the motor skills of the staff and newborns. Furthermore, if the average sound emission sources are compared to the suggestion made by the AEPED, the values exceed the level of 40 dB(A), suggested by this association 21 .

The results obtained on the level of noise in the NICU show the need to design methods, strategies and/or programs according to the internal dynamic of the unit, which allow to decrease the noise records, and in this way, lower the risk of creating damaging environmental conditions for the recovery process of the newborns in the NICU.

It is important to note that, among the study's limitations, the noise emission source measurements in the NICU were not possible to do in totally isolated conditions, due to the demand of the equipment and the dynamics of the unit; additionally, it is declared that it did not include a measuring protocol with a dosimeter in the methodology, the possible risk of exposure will be subject to the time of permanence of staff and/or newborns to the environmental noise levels reported by the sound level meter, which have been documented in other studies and discussed in this study.

Conclusions

In the NICU, a level of noise greater than the limits established by national and international groups was obtained. Also, there was evidence of an influence from the time of day and the shift in the acoustic parameters recorded in the unit. Finally, the sources identified and measured reported greater contributions in low frequencies, associated with a greater risk of harm for the newborn.

References

  • 1.Gallegos-Martínez J, Reyes-Hernández J, Fernández-Hernández EVA, González-González LO. Indice de ruido en la unidad neonatal Su impacto en recién nacidos. Acta Pediátrica México. 2011;32(1):5–14. [Google Scholar]
  • 2.Fernández DMP. Intervención sensorio-motriz en recién nacidos prematuros. Rev Pediatría Electrónica. 2004;1(1):13–20. [Google Scholar]
  • 3.Garrido GAP, Camargo CY, Vélez-Pereira AM. Nivel continuo equivalente de ruido en la unidad de cuidado intensivo neonatal asociado al síndrome de burnout. Enferm Intensiva. 2015;26(3):92–100. doi: 10.1016/j.enfi.2015.03.002. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 4.Brown G. NICU Noise and the Preterm Infant. Neonatal Netw. 2009;28(3):165–173. doi: 10.1891/0730-0832.28.3.165. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 5.Fernández DP, Cruz JN. Efectos del ruido en ambiente hospitalario neonatal. Cienc Trab. 2006;8(20):65–73. [Google Scholar]
  • 6.Valizadeh S, Hosseini MB, Alavi N, Asadollahi M, Kashefimehr S. Assessment of sound levels in a neonatal intensive care unit in Tabriz, Iran. J Caring Sci. 2013;2(1):19–26. doi: 10.5681/jcs.2013.003. [DOI] [PMC free article] [PubMed] [Google Scholar]
  • 7.Centeno MDV, Apac AA, Sánchez TJC, Raffo NM, Centeno MCA. Niveles de ruido y fuentes asociadas en una Unidad de Cuidado Intensivo Neonatal. Rev Peru Pediatría. 2005;58(1):12–14. [Google Scholar]
  • 8.Werner F. VI Congreso Iberoamericano de Acústica - FIA 2008. Buenos Aires: Universidad Autonoma de Buenos Aires; 2008. Evaluación del ruido ambiental en las Unidades de Cuidados Intensivos de Recién Nacidos (UCIN) [Google Scholar]
  • 9.Nieto SA. Evaluación de los niveles de ruido en una unidad de cuidados intensivos neonatales. Facultad de Medicina, Universidad Autónoma de Madrid; Madrid, España: Madrid, España: Tesis Doctoral. [Google Scholar]
  • 10.Fortes-Garrido JC, Vélez-Pereira AM, Gázquez M, Hidalgo-Hidalgo M, Bolívar JP. The characterization of noise levels in a neonatal intensive care unit and the implications for noise management. J Environ Health Sci Eng. 2014;12(1):104–104. [Google Scholar]
  • 11.Konkani A, Oakley B. Noise in hospital intensive care units--a critical review of a critical topic. J Crit Care. 2012;27(5):522.e1-9. doi: 10.1016/j.jcrc.2011.09.003. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 12.Vélez-Pereira AM, Camargo CY. Análisis de los factores ambientales y ocupacionales en la concentración de aerobacterias en unidades de cuidado intensivo del Hospital Universitario Fernando Troconis, 2009 Santa Marta-Colombia. Rev Cuid. 2014;5(1):595–605. [Google Scholar]
  • 13.Vélez-Pereira AM. Evaluación de niveles de ruido en la unidad de cuidados intensivos neonatal del Hospital Juan Ramón Jiménez. Universidad Internacional de Andalucía-Universidad de Huelva; España: Máster Oficial en Tecnología Ambiental. [Google Scholar]
  • 14.Garrido GAP, Camargo CY, Vélez-Pereira AM. Nivel de ruido en unidades de cuidado intensivo de un hospital público universitario en Santa Marta (Colombia) Med Intensiva. 2016;40(7):403–410. doi: 10.1016/j.medin.2015.11.011. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 15.Berg AL, Chavez CT, Serpanos YC. Monitoring noise levels in a tertiary neonatal intensive care unit. CONTEMPORARY ISS COMMUN SCI DISOR. 2010;37:69–72. [Google Scholar]
  • 16.Matook S, Sullivan M, Salisbury A, Miller R, Lester B. Variations of NICU sound by location and time of day. Neonatal Netw. 2010;29(2):87–95. doi: 10.1891/0730-0832.29.2.87. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 17.Alvarez AA, Terrón A, Boschi C, Gómez M. Review of noise in neonatal intensive care units ? regional analysis. J Physics. 2007;90(1):012038–012038. [Google Scholar]
  • 18.Fajardo DL, Gallego SY, Argote LÁ. Noise levels in the Hospital Universitario del Valle newborn intensive care unit Cirena, Cali, Colombia. Colomb Med. 2007;38(4 Suppl 2):64–71. [Google Scholar]
  • 19.Yoshiko KT, Moreira PE, Pizzarro G, Guilherme A. Nível de ruído em unidade de terapia intensiva neonatal. Acta Paul Enferm. 2007;20(4):404–409. [Google Scholar]
  • 20.Garrido GA, Camargo CY, Vélez-Pereira AM. Nivel de ruido en la unidad de cuidado intensivo adulto Medición, estándares internacionales e implicancias sanitarias. Univ Salud. 2015;17(2):163–169. [Google Scholar]
  • 21.García del RM, Sánchez LM, Doménech M E, Izquierdo M I, López H M, Losada M A. Revisión de los estándares y recomendaciones para el diseño de una unidad de neonatología. An Pediatr (Barc) 2007;67(6):594–602. doi: 10.1016/s1695-4033(07)70810-x. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 22.Moscoso B. Pérdida auditiva inducida por ruido -PAIR - en Trabajadores del servicio de lavandería del Hospital Arzobispo Loayza. Universidad Nacional Mayor de San Marcos; Lima, Perú: Especialidad en Otorrinolaringología. [Google Scholar]
  • 23.Maqueda BJ, Ordaz CE, Cortés BRA, Gamo G MF, Bermejo GE, Silva M A, et al. Efectos extra-auditivos del ruido, salud, calidad de vida y rendimiento en el trabajo. Instituto de Salud Carlos III, Escuela Nacional de Medicina del Trabajo; Madrid: 2010. [Google Scholar]
  • 24.Triló DS, Matos M, Tozo TC, Toso LC, Tomiasi AA, Delfino DPA. Practicing silence educational intervention for reducing noise in the Intensive Care Unit. Rev Bras Enferm. 2012;65(2):285–290. doi: 10.1590/s0034-71672012000200013. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
  • 25.Lawson N, Thompson K, Saunders G, Saiz J, Richardson J, Brown D, et al. Sound intensity and noise evaluation in a critical care unit. Am J Crit Care. 2010;19(6):e88–e98. doi: 10.4037/ajcc2010180. [DOI] [PubMed] [Google Scholar]
Colomb Med (Cali). 2017 Sep 30;48(3):120–125. [Article in Spanish]

Nivel de ruido de una unidad de cuidado intensivo neonatal en Santa Marta - Colombia

Introducción

En el ambiente de las unidades de cuidado intensivo se presentan diariamente estímulos auditivos para el neonato, asociados frecuentemente al ruido provocado por las alarmas de los equipos médicos, timbre de teléfonos, conversaciones del personal, cierre y apertura de puertas, caída de elementos dentro de la unidad 1.

Estos estímulos ocasionados por el ruido producen cuatro tipos de efectos adversos sobre los neonatos, especialmente en los prematuros como efectos somáticos, disturbios de sueño, daño auditivo y trastornos en el desarrollo emocional 1,2, además de las posibles repercusiones en el personal asistencial 3. Brown 4 afirmó que la estimulación auditiva en exceso crea respuestas fisiológicas negativas, como la apnea y las fluctuaciones en la frecuencia cardíaca, la presión arterial y saturación de oxígeno 4. Se estimó que el ruido de voces y alarmas de monitores pueden generar un aumento en el nivel de ruido cercano a los 120 decibelios A (dBA) en las unidades 5, provocando pérdida auditiva, alteraciones en el desarrollo del neonato, irritabilidad, estrés y efectos negativos sobre la formación del sistema nervioso sensorial del neonato 6.

Se han publicado estudios que muestran los niveles promedio de ruido en las unidades de cuidado intensivo neonatales (UCIN), en Chile se obtuvieron valores entre 45 - 80 dBA 2, en Lima (Perú) entre los 62-76 dBA 7,8, En Madrid y Huelva (España) entre 51-88 9,10 Tabriz (Irán) entre 56-70 dBA 6, entre otros estudios que reportan entre 58-70 dBA 8. Valores altos si se comparan con los límites estipulados por la Organización Mundial de la Salud (OMS) que estableció valores de 35 dBA para el día y de 30 dBA para la noche 11.

En la región del Caribe colombiano se adolece de estudios publicados relacionados con la temática que permitan verificar los niveles de ruido que se manejan en el interior de las UCIN de la región, razón por la que se evaluó en la ciudad de Santa Marta los niveles de ruido continuo equivalente en la unidad de cuidado neonatal de un Hospital.

Materiales y Métodos

El estudio se desarrolló en la unidad de cuidado intensivo neonatal (UCIN) de un hospital ubicado en la ciudad de Santa Marta (Colombia), en un centro de atención médica de alta complejidad de la región, de carácter público que presta sus servicios médicos, al tiempo que se establece como escenario para la docencia universitaria en el área de la salud.

La unidad cuenta con catorce camas habilitadas para el cuidado crítico del neonato; con una ocupación promedio una de 58% (8 ±1 una cama) y dispone de 5 ±1 personal asistencial 12. establecidos en tres turnos: mañana (7:00-13:00 h), tarde (13:00-19:00 h) y noche (19:00-7:00 h+1). Así mismo existen 8 horarios de alimentación por día en lapso de 3 h iniciando a las 00:00 h, finalmente en la UCIN existen dos periodos de visitas de 20 min a las 11:00 h y 17:00 h

Diseño del Muestreo

Nivel de ruido en la UCIN

El muestreo se realizó de forma continua durante 20 días en la UCIN, teniendo en cuenta la metodología expuesta en el estudio desarrollado por Vélez-Pereira AM 13 y Fortes-Garrido et al 10. Se empleó un sonómetro tipo I marca Casella modelo CEL-633-C1K1 y se programó para la toma de datos cada 60 segundos utilizando el filtro de ponderación frecuencial A y el filtro de ponderación temporal Fast. El sonómetro se ubicó en la unidad de cuidado intensivo teniendo en cuenta el estudio desarrollado por Vélez - Pereira 13, la dinámica interna de la UCI y condiciones brindadas por los coordinadores del personal asistencial. El punto de muestreo se ubicó en el ambiente de la unidad a una distancia de 60 cm del techo y de 215 cm de la pared.

Los parámetros acústicos registrados fueron el nivel continuo equivalente (LAeq), el nivel máximo (LAmax) y el nivel mínimo (LAmin) con el fin de analizar la variación temporal de ruido en la Unidad, adicionalmente se registraron los parámetros acústicos percentil 90 (LA90) para establecer el ruido de fondo de la unidad, el percentil 10 (LA10) para establecer la dinámica de los eventos pico o ruidos impulsivos y el percentil 50 (LA50) como un contraste del ruido en la unidad, el cual está asociado a la dinámica existente entre los valores picos y fondo en la unidad.

Fuentes de emisión de ruido

Se realizó una identificación visual de las posibles fuentes de emisión, y posteriormente se programó el sonómetro y se elaboró un análisis espectral en bandas de tercios de octava sin filtro de ponderación frecuencial (frecuencias planas) que permitiera determinar el aporte de cada banda a los niveles de ruido. La medición se realizó dentro de la unidad bajo la influencia de otras fuentes emisoras de ruido, justificando la inmovilidad de los equipos debido principalmente a la dinámica y demanda de cubículos en la unidad de cuidado intensivo. Las mediciones se realizaron a una distancia de 1.35 m de las fuentes y a 1.20 m sobre el nivel del suelo por espacio de tres minutos. Se utilizó el mismo sonómetro que se empleó para la medición del ruido ambiente de la UCIN.

Procesamiento de la Información

Nivel continúo equivalente de ruido en la unidad

En Microsoft Excel (r) se realizó la integración de los datos registros de todos los parámetros de ruido bajo dos períodos, el primero correspondiente a los turnos del personal asistencial (mañana, tarde y noche) y el segundo correspondiente a los valores horarios. Estos periodos de integración se establecieron con el fin de determinar la variación horaria del ruido a largo de un día y de los turnos, permitiendo establecer la posible influencia en la dinámica del nivel de ruido en la UCIN.

Las integraciones se realizaron siguiendo la ecuación 1.

graphic file with name 1657-9534-cm-48-03-00120-ee2.jpg Ecuación 1

Donde j corresponde al parámetro acústico integrado, mientras que i corresponde al número de observaciones o mediciones realizadas en el intervalo de tiempo de integración (hora o turno) y n es el total de datos observado para el parámetro acústico j en el intervalo de tiempo i.

Análisis estadístico

El análisis estadístico se ejecutó con el programa IBM SPSS 20, se realizó una ANOVA 6,13 para comparar las medias de los diferentes tiempos de integración. Así mismo la información es ratificada mediante el análisis de correspondencia de Spearman. Finalmente se realizó un análisis de correspondencia entre los dos grupos de parámetros acústicos (LAeq vs LA50, LAmax vs LA10 y LAmin vs LA90), con el fin de verificar la fiabilidad de los registros obtenidos.

Resultados

Los valores del LAeq horario presentaron valores medios comprendidos entre los 59.54±0.50 dBA para las 3:00 h y 65.27 ±0.46 dBA para las 8:00 h, mostrando un valor máximo de 69.96 dBA (14:00 h) y un mínimo de 57.80 dBA (3:00 h). En la Fig. 1 (superior) se observa la variación de las medias horarias del día. En ella se observa que en las primeras horas del día (23:00-5:00 h) los valores de nivel continuo de ruido equivalente fueron mucho menor a lo presentado en el resto.

Figura 1. Nivel promedio de ruido a lo largo de un día de muestreo para los parámetros acústicos. Arriba: LAeq, LAmax y LAmin; Abajo: percentiles LA50, LA10 y LA90.

Figura 1

Open in a new tab

Para el LAmax se reportaron valores en un rango de 67.22 ±3.01 dBA (3:00 h) y 77.32 ±1.52 dBA (7:00 h), con valor máximo de 83.70 dBA (23:00 h) y un mínimo de 59.73 dBA (3:00 h). Finalmente, para el caso de los LAmin, los valores variaron entre 53.16 ±2.45 dBA (3:00 h) y 55.08 ±1.88 dBA (8:00 h). Con un máximo y mínimo de 61.23 dBA y 49.83 dBA respectivamente. La dinámica de estos dos últimos parámetros fue similar a la LAeq (Fig. 1 superior); no obstante, se observó que la variación de los niveles de ruido horario fue ligeramente mayor en los valores de LAmax, seguido por LAeq y LAmin.

Por otro lado, los niveles de ruido por turnos mostraron que el LAeq varió entre 64.73 ±1.43 dBA y 63.01 ±1.45 dBA, con máximos de 68.05 dBA y un mínimo de 60.27 dBA. Seguidamente para el caso de LAmax se presentaron valores en un rango de 74.71 ±1.46 dBA a 76.99 ±1.41 dBA, con máximos y mínimos de 80.57 dBA y 71.56 dBA, respectivamente. Finalmente, el LAmin varió entre 50.54 ±2.1 dBA y 54.65 ±1.7 dBA, con máximo de 59.58 dBA y un mínimo de 51.45 dBA. Los valores máximos de estos rangos en los tres parámetros se presentaron en el turno de la mañana, los mínimos en el turno de la noche, mientras que los máximos y mínimos absolutos se presentaron en el horario de la tarde, exceptuando el mínimo de LAmin que se reportó en el turno de la noche (Fig. 2 superior). Por lo tanto, se puede afirmar que los parámetros acústicos descendieron en la madrugada (turno nocturno) y ascendieron en el turno de la mañana y tarde. Esta dinámica fue similar a las medias horarias pero los cambios fueron menores (Fig. 1 superior).

Figura 2. Nivel promedio de ruido a por día de muestreo para los parámetros acústicos. Arriba: LAeq, LAmax y LAmin; Abajo: percentiles LA50, LA10 y LA90.

Figura 2

Open in a new tab

Los parámetros acústicos LA10, LA50 y LA90, mostraron que los promedios horarios del ruido pico (LA10) variaron entre 62.25 ±2.39 dBA (3:00 h) y 68.58 ±1.69 dBA (18:00 h), con un máximo de 73.87 dBA y un mínimo de 54.76 dBA. El LA50 varió entre 58.39 ±2.35 dBA a las 3:00 h y 62.85 ±2.02 dBA a las 8:00 h, con un máximo y un mínimo de 58.00 dBA y 51.69 dBA respectivamente. El ruido de fondo (LA90), varió menos que los dos parámetros anteriores (55.51 ±2.42 dBA a las 3:00 h - 58.74 ±1.87 dBA a las 8:00 h), con un máximo de 63.70 dBA y mínimo de 50.61 dBA (Fig.1 inferior). Las fluctuaciones horarias de los percentiles mostraron que desde las 22:00 h a 4:00 h, presentaron un descenso progresivo, el cual aumentó a las 5:00 h y permaneció estable el resto del día. En cuanto a las medias por turno (Fig. 2 inferior), se observó mayor variación en LA10 (rango 67.94 ±1.47 - 66.85 ±1.41 dBA, máximo 71.31 dBA, mínimo 63.06 dBA), seguido del LA50 (rango 62.30 ±1.53 - 61.00 ±1.18 dBA, máximo 65.91 dBA, mínimo 58.64 dBA), y finalizando LA90 como el parámetro más estable (rango 58.18 ±1.61 - 57.39 ±1.81 dBA, máximo 61.88 dBA, mínimo 54.36 dBA).

En cuanto a las fuentes de emisión, se lograron identificar y caracterizar 4 fuentes, tres de ellas fueron monitores de signos vitales de marca y modelos diferentes y el teléfono empleado para la comunicación (Fig. 3). En general los resultados manifestaron aportes similares en las diferentes bandas de tercio de octavas. Donde las alarmas de los monitores 1 y 3 tuvieron menor aporte en las frecuencias bajas (de 0 a 125 hz), mientras que la alarma del monitor 2 y el teléfono presentaron menor aporte en las frecuencias altas (mayores a 500 Hz).

Figura 3. Espectro fuentes de ruido estudiadas. Resultados del espectro de a) monitor de signos A1, b) monitor de signos A2, c) Monitor de signos A3, d) teléfono.

Figura 3

Open in a new tab

Puntualmente la alarma del monitor 1 varió entre 30.6-62.1 dB con una desviación estándar de 7.8 dB, presentó un mayor valor en las frecuencias altas con una media de 58.09 dB, seguida de las frecuencias medias (160-400 Hz) con una media de 52.9 dB y finalizando con las frecuencias bajas de 51.86 dB (Fig. 3a). Esta misma dinámica se presentó con la alarma del monitor 3 (Fig. 3c), con un rango de variación similar (29.3-62.7 dB, desviación estándar 7.7 dB), así como el aporte por frecuencias (frecuencias altas: 56.65 dB, medias: 56.34 dB, bajas: 50.46 dB). La alarma del segundo monitor (Fig. 3b) aportó más en las frecuencias bajas (50.55 dB), seguido de las altas (49.20 dB) y las medias (48.36 dB), variando en un rango de 17.7-56.6 dB y una desviación estándar de 8.8 dB. El espectro del teléfono presentó un orden de frecuencias por aporte de baja (57.92 dB), medias (43.79 dB) y altas (42.91 dB), con un rango de variación mayor (16.8-63.3 dB) y desviación estándar más alta (12.9 dB). En esta última fuente se presentaron unas tonalidades marcadas en tres bandas de tercio de octava de valor central de 1,250 y 2,500 Hz (Fig. 3D).

El análisis de varianza evidenció una diferencia significativa entre una media horaria y otra, con un nivel de significancia del 99% para LAeq y LAmax, mientras que para el LAmin no. En contraste con el ANOVA los coeficientes de Spearman ratificaron la información, mostrando una relación significativa con p <0.01 entre las medias horarias de los LAmax y LAeq, mientras que el LAmin presentó una relación débil con un p <0.05 (Tabla 1). Estos resultados fueron similares para las medias por turno, solo que coeficiente de correlación de Spearman estableció una relación indirecta y significativa para LAeq y LAmax, y no significativa para LAmin (Tabla 1).

Tabla 1. Análisis de Varianza de los niveles de ruido en la UCIN del Hospital.

Parámetro Acústico Estadístico Integración Horaria Integración por Turno
x̄ S F P** CS F p** CS
LAeq 64.00 3.62 10.94 0.00 0.269** 16.44 0.01 -0.381**
LAmax 76.04 5.73 25.04 0.00 0.343** 26.23 0.00 -0.467**
LAmin 54.84 2.61 0.83 0.70† 0.102* 0.03 0.97† -0.032
LA10 67.13 3.95 12.05 0.00 0.273** 6.12 0.00 -0.403**
LA50 61.77 3.16 5.88 0.00 0.205** 2.91 0.06† -0.295*
LA90 57.95 2.83 2.53 0.00 0.134** 0.97 0.39† -0.177
Open in a new tab

x̄ Promedio del nivel de ruido.

S desviación estándar.

F Razón o estadístico F de análisis ANOVA. p significancia estadística de la varianza (P-Valor del ANOVA).

CS Coeficiente de correlación de Spearman.

*p <0.05.

**p <0.01.

† indica que no existe una diferencia significativa entre una media de un nivel y otro con un nivel de confianza del 99%.

Para el caso de los percentiles el ANOVA de las medias horarias mostró diferencia significativa para las medias horarias en los tres parámetros (LA10, LA50 y LA90) con un nivel de confianza del 99% y es ratificada por el coeficiente de Spearman presentado con el mismo nivel de significación (Tabla 1). En cuanto a las medias por turno, el ANOVA mostró solo diferencias significativas para el LA10, manifestando que el ruido de fondo y medio de la UCIN fue similar a lo largo de los turnos, esto se confirmó con el análisis de Spearman que manifestó una relación significativa e indirecta con el LA10 y LA50 (Tabla 1).

Finalmente, el análisis de Spearman evidenció que los resultados de ruido son consistentes y coherentes puesto que existe una correlación directa y significativa entre los pares de variables LAeq-LA50, LAmax-LA10 y LAmin-LA90 (Tabla 2).

Tabla 2. Correlación de los parámetros acústicos en la UCIN del Hospital.

Correlación Integración Horaria Integración por Turno
LAeq versus LA50 0.954** 0.973**
LAmax versus LA10 0.890** 0.916**
LAmin versus LA90 0.833** 0.946**
Open in a new tab

**p <0.01

Discusión

Con los resultados obtenidos se evidencian mayores registros durante el período de la mañana en contraste con los presentados durante el período nocturno en donde los valores son más constantes, La diferencia se puede atribuir a la realización de controles médicos, toma de laboratorios, radiografías, visitas de trabajo social y familiares, que ocurren en su mayoría durante el horario diurno (mañana y tarde). Lo anterior se confirma por medio de las medias horarias integradas que presentaron valores altos durante horarios cercanos a la ejecución de las actividades mencionadas y resultando consecuente con el comportamiento de los percentiles (LA10, LA50 y LA90) que muestran un descenso gradual en el horario nocturno. Dinámica que no solo ha sido reportada en para las UCIN, sino para cualquier tipo de UCI 14.

Si se analiza la relación presentada entre los dos grupos de parámetros acústicos estudiados en los dos periodos de tiempo, se puede establecer que los valores máximos (LAmax y LA10) y el nivel de ruido (LAeq y LA50) presentan una variación alta en comparación con los valores mínimo (LAmin) y de Fondo (LA90) que parecen no estar influenciado por los eventos rutinarios mencionados como alimentación y visita de familiares entre otros, y lo cual es corroborado por el análisis de varianza.

Comparando los niveles de ruido reportados por el estudio realizado con los niveles registrados por estudios publicados previamente, se observan valores semejantes a los presentados por distintos autores en unidades de cuidado intensivo neonatal cuyos valores oscilan entre los 49-92 dBA 6,8,10,13,15-19. Rango en el que se incluyen los valores promedio del LAmin y LAmax, incluso el nivel de ruido de fondo promedio está por encima del valor mínimo del rango reportado por las investigaciones.

Los niveles máximos de ruido sugerido por los estándares internacionales para la protección contra la contaminación acustica recopilados por Garrido et al. 20, son superados por los resultados del presente estudio, generando preocupación sobre los niveles a los que están expuestos los neonatos y el personal médico. Esta situación es más agravante si se analiza la sugerencia dada por la Asociación Española de Pediatría AEPED 21, quien sugiere que los niveles de ruido de fondo en la unidad no deberán superar los 55 dBA y evitar superar los 70 dBA, valor de sugerencia superado por los resultados.

Estos valores son inclusive mayor a los recomendados por Konkani y Oakley 11, quienes manifiestan que se requieren niveles menores a 40 dBA para las actividades que requieren concentración, afirmando que valores superiores pueden causar interrupciones. Y para el caso del personal asistencial, es un factor limitante clave puesto que las enfermeras deben ser capaces de concentrarse en sus actividades de cuidado de los pacientes, para evitar inducir a un riesgo potencial para el error 3,11.

Por otro lado revisando los resultados de la huella espectral y la contribución de cada banda del ruido generado por los tres monitores y el teléfono, se encontró en dos de los cuatro casos que las bandas que aportaron en mayor medida al nivel de ruido corresponden a las bandas ubicadas en frecuencias bajas, resultado que contribuye a aumentar el riesgo de lesión del oído interno sobre los neonatos, estudios muestran que sonidos en frecuencias bajas son más perjudiciales para las células ciliadas del oído interno causando microdesgarros y lesiones vasculares, ocasionando con mayor frecuencia perdidas auditivas 22,23.

Varios autores reportan en sus estudios valores entre los 59-77 dBA para los monitores de signos vitales 6,7,13,24,25, coherentes con los resultados obtenidos, por su parte los valores obtenidos para el teléfono en la unidad de cuidado intensivo fueron menores a los registrados por la literatura 7,13,24. No obstante, la presencia de tonalidades en las frecuencias altas puede inducir a respuesta abruptas en la motricidad del personal y los neonatos. Así mismo, si se comparan las medias de las emisiones de ruido de las fuentes con la sugerencia planteada por la AEPED, los valores superan el nivel de 40 dBA que es sugerido por esta asociación 21.

Los resultados obtenidos sobre el nivel de ruido en la UCIN, evidencia la necesidad de diseñar medidas, estrategias y/o programas acordes con la dinámica interna de la unidad que permita disminuir los registros de ruido, y de esta manera disminuir el riesgo en la generación de condiciones ambientales perjudiciales para el proceso de recuperación de los neonatos en la UCIN.

Es importante indicar como limitaciones del estudio, que las mediciones de las fuentes de emisión de ruido en la UCIN, no fue posible realizarse en condiciones de total aislamiento, debido a la demanda de los equipos y dinámica de la unidad; adicionalmente se aclara que al no incluir en la metodología un protocolo de mediciones con dosímetro, el posible riesgo de exposición estará sujeto al tiempo de permanencia del personal y/o neonato a los niveles de ruido ambiental reportados por el sonómetro, los cuales que han sido documentado en otros estudios y discutidos en el presente estudio.

Conclusiones

En la UCIN se obtuvo un nivel de ruido superior a los límites establecidos por organismos nacionales e internacionales. También se evidenció una influencia de la hora del día y el turno en los parámetros acústicos registrados en la unidad. Finalmente, las fuentes identificadas y medidas reportaron mayores aportes en las frecuencias bajas, asociado a un mayor riesgo de daño en el neonato.

Articles from Colombia Médica : CM are provided here courtesy of Universidad del Valle

RESOURCES