戴口罩運動對心率、血氧飽和度及呼氣末二氧化碳有什麼影響？Meta-analysis分析一次看！

台灣霾害空氣汙染嚴重，對於戶外運動者產生嚴重的健康威脅，筆者十多年來習慣於每年10月至4月台灣霾害嚴重季節裡，戴外科至N95口罩進行戶外跑步。有鑑於台灣肺腺癌罹患率因空汙顯著提升，除了高風險族群建議低劑量電腦斷層(LDCT)篩檢外，選用能預防PM2.5等級以上的口罩進行初級預防至關重要。然而對於潛在呼吸系統及心血管疾病史的運動者，戴口罩運動可能引起的低血氧及其他健康負面效應作深入探討，且建議諮詢專業熟悉運動生理學之醫師再執行。

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戴口罩運動對心率、血氧飽和度及呼氣末二氧化碳的影響

本研究旨在通過Meta-analysis統合分析方法，綜合評估在戴口罩運動時對健康人群的心率、血氧飽和度 (SaO2)和呼氣末二氧化碳分壓(etCO2)的影響，並探討不同運動強度、持續時間以及口罩類型所造成的差異。

戴口罩運動之研究背景與目的

自 COVID-19疫情常態化防控以來，佩戴口罩已成為重要的防疫措施之一。然而，日常活動或運動時佩戴口罩對呼吸循環功能的影響尚存在爭議。外科口罩 (SM)和N95口罩(N95)由於其材料特性，理論上可能增加呼吸阻力、降低氧氣吸入、增加二氧化碳滯留，進而影響心臟負荷和血氧飽和度。

目前的研究結果並不一致，且缺乏系統性的總結分析，特別是關於不同運動強度和持續時間的影響。因此，本研究旨在通過 Meta分析，定量評估戴口罩運動對心率、血氧飽和度及呼氣末二氧化碳的影響，並進行亞組分析，以期為制定適當的衛生保健政策和優化大眾運動策略提供證據支持。

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戴口罩運動之研究方法

文獻檢索

研究人員以「口罩，面罩，N95，訓練，運動，跑步，步行，自行車」等中文檢索詞，以及「Masks，Respiratory Protective Devices，N95 Respirators，Surgical Face Masks，Exercise，Resistance Training，Explosive training，Muscle Stretching Exercises」等英文檢索詞，在中國知網、Web of Science、PubMed、Cochrane Library 和萬方網路資料庫中檢索相關的戴口罩運動實驗研究，檢索時間截止至 2023 年 2 月。

戴口罩運動研究之納入與排除標準

• 納入標準： 針對未經運動訓練的肺部健康人群，進行佩戴外科口罩或N95口罩運動與不戴口罩運動的對照試驗，並報告了運動中心率、血氧飽和度或呼氣末二氧化碳水平的隨機對照試驗、隨機交叉試驗或前瞻性研究。

• 排除標準：排除關於幼兒、老年人、殘疾人、呼吸道疾病患者的研究，以及未提供相關血流動力學指標效應值或無法計算的研究，同時排除系統評價、綜述或會議摘要。

數據提取與質量評估

兩位評價員獨立提取文獻的基本信息、研究對象特徵、干預措施和結局指標，並使用PEDro量表評估研究質量。PEDro量表總分10 分，得分6-8分被認為質量較高。

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統計分析

使用Stata 16.0軟件進行異質性檢驗、數據合併、亞組分析和森林圖繪製，採用Q統計量和I²值評估異質性，根據異質性程度選擇固定效應模型或隨機效應模型進行 Meta 分析，通過漏斗圖和 Egger 檢驗評估發表偏倚，並使用剪補法估計偏倚對合併效應的影響。

戴口罩運動研究之主要結果

本 Meta 分析共納入了25篇文獻，涉及857名健康兒童及成年人。總體而言，納入文獻的方法學質量較高。

Meta 分析結果顯示之戴口罩運動總體效應

戴口罩運動對生理指標的影響

• 與對照組相比戴口罩運動對心率的影響不顯著(SMD=0.02，95%CI：-0.11-0.15，P=0.81)。

• 戴口罩運動會顯著提高呼氣末二氧化碳水平(SMD=0.60，95%CI：0.37-0.83，P=0.00)。

• 戴口罩運動會顯著降低血氧飽和度(SMD=-0.28，95%CI：-0.47至-0.09，P=0.03)。

戴口罩運動強度與持續時間的影響

• 強度與持續時間是影響研究間異質性的因素，佩戴口罩進行高強度運動會使心率顯著升高(SMD=-0.20，95%CI：-0.36至-0.04，P=0.02)

• 高強度、短時間運動對血氧飽和度的影響非常顯著地高於其他運動 (SMD=-0.40，95%CI：-0.70至-0.10；SMD=-0.25，95%CI：-0.45至-0.04)。

• 對於呼氣末二氧化碳水平而言，維持一定強度增加運動時間或進一步增加強度，該指標均會顯著升高，達到中等效應量 (SMD=0.61，95%CI：0.06-1.15；SMD=0.58，95%CI：0.04-1.13)。

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口罩類型的影響

在血氧飽和度與呼氣末二氧化碳指標上，佩戴外科口罩和N95式口罩運動的結果都達到了顯著性意義，且N95口罩的效果量普遍大於外科口罩。

戴口罩運動討論要點

研究結果支持了佩戴口罩可能會增加解剖無效腔，改變吸入氣體成分比例及吸氣阻力，從而對呼吸功能產生輕微到中等的影響。儘管呼出氣體的部分二氧化碳會被重新吸入，但對於健康受試者而言，在短期中等強度有氧運動中，這種影響是可耐受的，伴隨的血氧飽和度輕微降低及呼氣末二氧化碳升高可能是人體化學感受器對高二氧化碳和低氧的快速適應所致。在高強度或長時間運動下，二氧化碳分壓的持續增加可能導致更明顯的生理影響，例如不適、疲勞等，類似於運動時患有慢性阻塞性肺疾病的生理反應。

亞組分析顯示，短時間的高強度運動對血氧飽和度的影響更為顯著，而隨著運動時間的延長，佩戴口罩對呼氣末二氧化碳的影響逐漸增加。N95口罩由於其更嚴密的防護性能，對血氧飽和度和呼氣末二氧化碳的影響可能比外科口罩更明顯。

戴口罩運動之研究局限性

部分納入文獻存在方法學缺陷，例如難以實現盲法，納入的運動測試形式、強度和持續時間缺乏統一標準，可能影響結果的準確性。研究間受試者的年齡、運動習慣、血氧飽和度測量方法等臨床特徵存在差異，導致統合分析存在異質性。

戴口罩運動之臨床適用性與未來研究方向

本研究結果可為突發公共衛生事件中關於運動時佩戴口罩的衛生保健政策提供參考，總體而言，對於日常活動和低強度運動，佩戴外科口罩在維持呼吸循環功能方面可能更具優勢。在高強度或長時間運動時佩戴口罩可能導致一定的生理影響，但其是否達到危害健康的程度仍需進一步研究，未來的研究可以進一步探討佩戴口罩對認知能力、皮膚刺激及呼吸困難等主觀感受的影響，並進行更多具有高外部效度的現場試驗。

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結論

現有的證據表明，戴口罩運動可能有增加呼氣末二氧化碳、降低血氧飽和度的不良影響。不同運動測試時間和強度對心率、血氧飽和度和呼氣末二氧化碳這三個指標的影響程度存在差異。高強度運動中佩戴口罩會顯著提升心率並降低血氧飽和度，維持中等強度進行長時間運動或進一步增加運動強度，均會導致呼氣末二氧化碳水平增加。

具有呼吸系統及心血管疾病史的運動者，戴口罩運動可能引起的低血氧及高二氧化碳等健康負面效應，建議諮詢專業熟悉運動生理學之醫師，綜合評估後開立運動處方再執行較安全。若您對戴口罩運動還有相關疑問，歡迎聯絡我們為您解答！

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