Einfluss verschiedener Schutzmasken auf physiologische Parameter bei Kindern und Jugendlichen während des Schulunterrichtes

Hintergrund: Im Rahmen der Corona-Pandemie wurde das Tragen von Schutzmasken für Kinder und Jugendliche in Schulen verpflichtend. Ziel unserer Studie war es, den Einfluss verschiedener Maskentypen auf physiologische Parameter und subjektive Belastungen während des Schulunterrichts zu erfassen.

Methode: Insgesamt wurden 41 gesunde Kinder zwischen 9–14 Jahren (n=16 Jungen, n=25 Mädchen) jeweils 90 Minuten (zwei Schulstunden) ohne (OM) sowie mit Mund-Nasen-Schutz (MNS) als auch mit einer FFP2-Maske (FFP2) in randomisierter Reihenfolge untersucht. Physiologische Parameter wie Kohlenstoffdioxidpartialdruck (pCO2), Sauerstoffsättigung (SpO2), Herz- (HF) und Atemfrequenz (AF) und Körperkerntemperatur (KKTemp) wurden kontinuierlich erfasst. Ebenso erfolgte die Messung der relativen Luftfeuchte (rLF), Temperatur (Tempim) und des Kohlenstoffpartialdrucks (pCO2im) unterhalb der Maske zwischen Maske und Gesichtshaut. Die subjektive Belastung wurde mittels der modifizierten BORG-Skala erhoben.

Ergebnisse: Physiologische Parameter, wie pCO2, SpO2, AF und HF blieben von beiden Maskentypen unbeeinflusst. Unter der Maske stiegen Tempim und rLF bereits nach 20 min im Vergleich zu OM signifikant an und stiegen dann aber bis zum Ablauf der 90 Minuten nicht weiter an. Es kam zu keinem Anstieg der KKTemp. (OM=37,17°C, MNS=Δ 0,03°C, p=0,65; FFP2=Δ –0,06°C, p=0,21. Die subjektive Belastung vor Unterrichtsbeginn, gemessen durch die modifizierte BORG-Skala (0=keine Anstrengung, 10=stärkste Anstrengung), unterschied sich zwischen den einzelnen Maskentypen nicht im Vergleich zur Messung ohne Maske. Nach 90 min stieg die subjektive Belastung durch das Tragen einer FFP2-Maske (FFP2=0,69±1,10, p=0,03) signifikant im Vergleich zu OM (0,55±1,09) und MNS (=0,59±1,02, p=0,20) an, verblieb damit aber weiterhin im unteren Bereich der BORG-Skala.

Diskussion/ Zusammenfassung: Das Tragen von Schutzmasken während einer 90-minütigen Unterrichtsstunde beeinflusst physiologische Parameter, wie HF und AF nicht, einzig Tempim und rLF steigen während der 90-minütigen Messdauer signifikant an. Die subjektive Belastung äußert sich beim Tragen einer FFP2-Maske während der Unterrichtssituation am stärksten, bleibt aber im Bereich der leichten Belastung.

Ergebnisse: Daten von 91 Kindern mit „wheeze“ (Median 6,6 Jahre (3,2–10,7)), 171 mit Asthma (Median 13 Jahre, (6,5–21,8)) und 53 Gesunden (Median 13 Jahre,(4,7–20,3)) wurden analysiert. 51/364 (14%) der Asthmatiker, 44/141 (31,2%) der „Wheezer" und 2/53 (3,8%) der gesunden Kontrollen hatten einen erhöhten LCI. Die Baselinemessungen des LCI2,5% wiesen eine hohe Spezifität (96,2%) bei der Unterscheidung zwischen betroffenen („Wheezer“ und Asthmatiker) und gesunden Kindern auf, jedoch eine geringe Sensitivität (23,5%). Die Mehrheit der betroffenen Kinder mit erhöhtem LCI (75%, 46/61) zeigte einen normalen FEV1-z-Score. Kinder mit häufigeren Exazerbationen vor den Baselinemessung wiesen signifikant höhere LCI2,5%-Werte auf (6,68 (5,86–7,43) vs. 6,86 (6,00–7,71) mean(±sd) LCI2,5%, p=0,014), während ihre FEV1-z-Scores vergleichbar blieben (–0,437(–1,55 – 0,680) vs. -0,465 (–1.73 – 0.799) mean(±sd) FEV1-z-Scores, p=0,3). Mittels mixed linear model konnte eine Assoziation zwischen Eosinophilenwerten und LCI2,5% festgestellt werden (Beta=0,15; 95%-Konfidenzintervall 0,05–0,24; p=0,0043), nachdem Cofaktoren wie BMI, FEV1, Alter, Geschlecht und zentrumspezifische Effekte adjustiert wurde.

Diskussion: Die N2MBW-Messung kann helfen Asthma bei symptomatischen Kindern mit normaler Spirometrie zu bestätigen. Darüber hinaus wird ein potentiell schwerer Phänotyp detektiert, der durch eine Eosinophilie und häufigere Exazerbationen gekennzeichnet ist.

Publikationsverlauf

Artikel online veröffentlicht:
28. Februar 2025