戴口罩运动对心率、血氧饱和度及呼气末二氧化碳有什么影响？ Meta-analysis分析一次看！

台湾霾害空气污染严重，对于户外运动者产生严重的健康威胁，笔者十多年来习惯于每年10月至4月台湾霾害严重季节里，戴外科至N95口罩进行户外跑步。有鉴于台湾肺腺癌罹患率因空污显著提升，除了高风险族群建议低剂量电脑断层(LDCT)筛检外，选用能预防PM2.5等级以上的口罩进行初级预防至关重要。然而对于潜在呼吸系统及心血管疾病史的运动者，戴口罩运动可能引起的低血氧及其他健康负面效应作深入探讨，且建议咨询专业熟悉运动生理学之医师再执行。

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戴口罩运动对心率、血氧饱和度及呼气末二氧化碳的影响

本研究旨在通过Meta-analysis统合分析方法，综合评估在戴口罩运动时对健康人群的心率、血氧饱和度(SaO2)和呼气末二氧化碳分压(etCO2)的影响，并探讨不同运动强度、持续时间以及口罩类型所造成的差异。

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戴口罩运动之研究背景与目的

自COVID-19疫情常态化防控以来，佩戴口罩已成为重要的防疫措施之一。然而，日常活动或运动时佩戴口罩对呼吸循环功能的影响尚存在争议。外科口罩(SM)和N95口罩(N95)由于其材料特性，理论上可能增加呼吸阻力、降低氧气吸入、增加二氧化碳滞留，进而影响心脏负荷和血氧饱和度。

目前的研究结果并不一致，且缺乏系统性的总结分析，特别是关于不同运动强度和持续时间的影响。因此，本研究旨在通过Meta分析，定量评估戴口罩运动对心率、血氧饱和度及呼气末二氧化碳的影响，并进行亚组分析，以期为制定适当的卫生保健政策和优化大众运动策略提供证据支持。

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戴口罩运动之研究方法

文献检索

研究人员以「口罩，面罩，N95，训练，运动，跑步，步行，自行车」等中文检索词，以及「Masks，Respiratory Protective Devices，N95 Respirators，Surgical Face Masks，Exercise，Resistance Training，Explosive training，Muscle Stretching Exercises」等英文检索词，在中国知网、Web of Science、PubMed、Cochrane Library 和万方网路资料库中检索相关的戴口罩运动实验研究，检索时间截止至2023 年2 月。

戴口罩运动研究之纳入与排除标准

• 纳入标准：针对未经运动训练的肺部健康人群，进行佩戴外科口罩或N95口罩运动与不戴口罩运动的对照试验，并报告了运动中心率、血氧饱和度或呼气末二氧化碳水平的随机对照试验、随机交叉试验或前瞻性研究。

• 排除标准：排除关于幼儿、老年人、残疾人、呼吸道疾病患者的研究，以及未提供相关血流动力学指标效应值或无法计算的研究，同时排除系统评价、综述或会议摘要。

数据提取与质量评估

两位评价员独立提取文献的基本信息、研究对象特征、干预措施和结局指标，并使用PEDro量表评估研究质量。 PEDro量表总分10 分，得分6-8分被认为质量较高。

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统计分析

使用Stata 16.0软件进行异质性检验、数据合并、亚组分析和森林图绘制，采用Q统计量和I²值评估异质性，根据异质性程度选择固定效应模型或随机效应模型进行Meta 分析，通过漏斗图和Egger 检验评估发表偏倚，并使用剪补法估计偏倚对合并效应的影响。

戴口罩运动研究之主要结果

本Meta 分析共纳入了25篇文献，涉及857名健康儿童及成年人。总体而言，纳入文献的方法学质量较高。

Meta 分析结果显示之戴口罩运动总体效应

戴口罩运动对生理指标的影响

• 与对照组相比戴口罩运动对心率的影响不显著(SMD=0.02，95%CI：-0.11-0.15，P=0.81)。

• 戴口罩运动会显著提高呼气末二氧化碳水平(SMD=0.60，95%CI：0.37-0.83，P=0.00)。

• 戴口罩运动会显著降低血氧饱和度(SMD=-0.28，95%CI：-0.47至-0.09，P=0.03)。

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戴口罩运动强度与持续时间的影响

• 强度与持续时间是影响研究间异质性的因素，佩戴口罩进行高强度运动会使心率显著升高(SMD=-0.20，95%CI：-0.36至-0.04，P=0.02)

• 高强度、短时间运动对血氧饱和度的影响非常显著地高于其他运动(SMD=-0.40，95%CI：-0.70至-0.10；SMD=-0.25，95%CI：-0.45至-0.04)。

• 对于呼气末二氧化碳水平而言，维持一定强度增加运动时间或进一步增加强度，该指标均会显著升高，达到中等效应量(SMD=0.61，95%CI：0.06-1.15；SMD=0.58，95%CI：0.04-1.13)。

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口罩类型的影响

在血氧饱和度与呼气末二氧化碳指标上，佩戴外科口罩和N95式口罩运动的结果都达到了显著性意义，且N95口罩的效果量普遍大于外科口罩。

戴口罩运动讨论要点

研究结果支持了佩戴口罩可能会增加解剖无效腔，改变吸入气体成分比例及吸气阻力，从而对呼吸功能产生轻微到中等的影响。尽管呼出气体的部分二氧化碳会被重新吸入，但对于健康受试者而言，在短期中等强度有氧运动中，这种影响是可耐受的，伴随的血氧饱和度轻微降低及呼气末二氧化碳升高可能是人体化学感受器对高二氧化碳和低氧的快速适应所致。在高强度或长时间运动下，二氧化碳分压的持续增加可能导致更明显的生理影响，例如不适、疲劳等，类似于运动时患有慢性阻塞性肺疾病的生理反应。

亚组分析显示，短时间的高强度运动对血氧饱和度的影响更为显著，而随着运动时间的延长，佩戴口罩对呼气末二氧化碳的影响逐渐增加。 N95口罩由于其更严密的防护性能，对血氧饱和度和呼气末二氧化碳的影响可能比外科口罩更明显。

戴口罩运动之研究局限性

部分纳入文献存在方法学缺陷，例如难以实现盲法，纳入的运动测试形式、强度和持续时间缺乏统一标准，可能影响结果的准确性。研究间受试者的年龄、运动习惯、血氧饱和度测量方法等临床特征存在差异，导致统合分析存在异质性。

戴口罩运动之临床适用性与未来研究方向

本研究结果可为突发公共卫生事件中关于运动时佩戴口罩的卫生保健政策提供参考，总体而言，对于日常活动和低强度运动，佩戴外科口罩在维持呼吸循环功能方面可能更具优势。在高强度或长时间运动时佩戴口罩可能导致一定的生理影响，但其是否达到危害健康的程度仍需进一步研究，未来的研究可以进一步探讨佩戴口罩对认知能力、皮肤刺激及呼吸困难等主观感受的影响，并进行更多具有高外部效度的现场试验。

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结论

现有的证据表明，戴口罩运动可能有增加呼气末二氧化碳、降低血氧饱和度的不良影响。不同运动测试时间和强度对心率、血氧饱和度和呼气末二氧化碳这三个指标的影响程度存在差异。高强度运动中佩戴口罩会显著提升心率并降低血氧饱和度，维持中等强度进行长时间运动或进一步增加运动强度，均会导致呼气末二氧化碳水平增加。

具有呼吸系统及心血管疾病史的运动者，戴口罩运动可能引起的低血氧及高二氧化碳等健康负面效应，建议咨询专业熟悉运动生理学之医师，综合评估后开立运动处方再执行较安全。若您对戴口罩运动还有相关疑问，欢迎联络我们为您解答！

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