呼吸防護具對生理及心理之影響

美國國家職業安全衛生研究所(National Institute for Occupational Safety and Health, NIOSH）在 1970 年建議呼吸防護具可以用來防止環境 污染的空氣造成之危害，但是配戴呼吸防護具會造成不舒適感讓使用者 不願或未正確配戴與使用。

國外有些研究指出在被評估為需要使用呼吸防護具之場所，僅有約 20%至 30%有提供呼吸防護具且被使用^(1,2)，在國內，亦發現許多勞工不 願配戴呼吸防護具，徵詢其原因大多為配戴起來不舒服、會有呼吸困難 感受、太悶熱之感覺⁽³⁾。

在 2004 年勞工安全衛生研究所(Institution of Occupational Safety and Health, IOSH)也針對勞工安全衛生認知進行相關研究調查，調查結果顯 示：有 21.6%的勞工認為在工作場所中需要使用呼吸防護具，而其中 16.2%為經常使用，5.4%則未經常使用。就不經常使用之原因中，主要有 59%的人認為配戴會造成不舒適，其次 20.7%的人認為配戴會妨礙工作，

因此配戴者會因為配戴造成不舒適而不願意配戴⁽⁴⁾。

1984 年 Louhevaara⁽⁵⁾針對呼吸防護具發表的綜合回顧研究指出，使 用者不願意配戴呼吸防護具之原因主要包含三大類，(1)配戴時之生理負 荷，(2)使用者本身相關之心理因子(包含主觀不適)，及(3)因環境與配戴 防護具本身所造成之熱壓力(Thermal Load)。而主要造成呼吸防護具生理

負荷增加之因子包括：(1)額外吸/吐呼吸阻力，(2)因呼吸防護具面罩本身 而增加之呼吸無效腔，(3)呼吸防護具本身增加之額外重量。

2.2.1 呼吸防護具之吸氣/吐氣阻力

NIOSH⁽⁶⁾對呼吸防護具之研發與使用提出了對人體合適的呼吸阻 力，以流量為 85±2 L/min 時的呼吸阻力值訂為標準，如表 2-1 所示。吐 氣阻力較低是考量到人在進行吐氣時，體內肺臟的壓力會大於體外壓 力，為了減少吐出時負擔呼吸防護具給予的額外阻力，故將吐氣阻力訂 得較低。本研究針對 APR 之吸吐氣阻力關係量測結果於第三章中做呈現。

而呼吸阻力(R)是指人在呼吸時，氣體流動造成的壓差(△p)和單位時 間內氣體的流量(f)之比值，即 R=△p/f⁽⁷⁾，使用呼吸防護具在吸氣時罩體 內壓差為負值，吐氣時為正值，而單位時間流量與壓差呈正相關，單位 時間內流量越大，流動造成之壓差越大，隨著氣體流量的增加，呼吸阻 力越大時，其罩體內的壓力增加的越快⁽⁸⁾，但是呼吸阻力與壓力並非呈線

性相關^(9,10)，因此有時在標示呼吸防護具之呼吸阻力時會一併標示出對應

流量值。

配戴呼吸防護具所產生的呼吸阻力是造成生理負荷增加之主因，亦 為以往研究呼吸防護具之生理負荷評估最多的因子(8,9,11,12,13)，一般成年人 配戴呼吸防護具時的呼吸阻力約在 0.6 至 2.3 cmH₂O．sec/L^(13,14)，而當呼 吸阻力在休息時達到正常呼吸阻力的 3 倍時，會有呼吸困難(Dyspnea)之

現象^(13,15)。重要相關研究中所採用的呼吸阻力範圍在 0.3 至 84.7 cmH₂O．

sec/L，參閱表 2-2，其中 Heus⁽⁷⁾與 Johnson⁽⁸⁾等人研究為採用改造之進氣 單元，故能評估較高之吸氣阻力影響，而 Sulotto⁽¹⁰⁾及 Jerman⁽¹³⁾等人之研 究為採用非改造之進氣單元，其吸氣阻力在 0.3 至 4.6 cmH₂O．sec/L 之 間。

2.2.2 無效腔

無效腔是指呼吸過程中吸入之氣體無法到達肺泡進行氣體交換之空 間，在人體的氣管與肺部也有無效腔的存在，這些無效腔所囤積的氣體，

有較高濃度的二氧化碳及較低濃度的氧氣，因此當人在呼吸時，所吸入 的空氣為吸入的空氣再加上無效腔內的氣體混合，所需的氧氣濃度會被 無效腔中二氧化碳濃度所稀釋，因此，無效腔不但會減少可吸入的氣體 體積，還會減少可利用之氧氣濃度。

呼吸防護具依罩體特性(大小、有無內罩)，會增加無效腔之體積，

因為二氧化碳會無法完全排出，導致下次呼吸時也會跟著被吸入，造成 氧氣濃度降低，二氧化碳濃度提高，進而影響到人體，使得吸氣較困難、

工作執行能力降低等，因此，呼吸防護具無效腔體積越大，配戴者每次 的呼吸分通氣量也越大、呼吸壓力也有增加趨勢、呼吸週期縮短，但在 工作心跳的部分則較不明顯^(5,12)。

2.2.3 防護具重量

本研究中所使用之淨氣式呼吸防護具所搭配之綜合型濾毒罐，其重 量為 295 克。又因本實驗中皆以踩踏腳踏車做為工作負荷，因此，對於 配戴之重量所造成之負荷影響不大，故不於本研究中加以探討。

2.2.4 配戴呼吸防護具對心理因子之影響

Morgan 於 1983 年^(16,17)針對配戴呼吸防護具之心理問題進行詳細的 回顧，其研究指出雖然有關配戴呼吸防護具時之主觀不適(Subjective Discomfort)缺乏系統性研究，但相關研究中幾乎均同意，配戴呼吸防護 具時之主觀不適對使用者的配戴行為具有關鍵性影響。而配戴呼吸防護 具時之主觀不適受到使用者之個人心理因素(Psychological Variable)所影 響，這些因素包括性別外向性(Extroversion)、神經質(Neoroticism)、焦慮 (Anxiety)與憂鬱(Depression)所影響。

Bentley⁽¹⁷⁾之研究中利用心理生理問項(Psychophysical Category Scale) 來評估客觀生理指標與主觀不適之關聯性，在其研究中發現，受試者對 配戴呼吸防護具之主觀不適主要受到吸氣時之面罩內壓力(Peak

Inspiratory Pressure , PIP)之影響，並建議若 PIP 低於 17 cmH2O 時，90%

使用者不會感受到主觀不適。

Laferty⁽¹⁸⁾於 2006 年的研究中提出當呼吸防護具中的二氧化碳濃度升

高時，除影響配戴者的生理外，也會進一步影響到心理，因為二氧化碳 是呼吸、血酸平衡及行為狀態的的主要調節器，若是肺泡中的二氧化碳 濃度增加，會造成血液中血酸過多症(Hypercapnia)，在一般正常的人體中 只會造成些微的焦慮，但患有恐慌症的人，則會更容易受到焦慮的影響。

二氧化碳本身也會對人體直接造成影響，使其感覺到不舒服，增加焦慮 感進而影響到工作的執行力。

2.2.5 流汗

體溫調節這個行為是有機體與環境之間熱交換最好的橋梁，可以確 保生命體的生存跟舒適，體溫調節又可分為自主性跟行為性兩種，藉由 他們對熱的感覺，皮膚溫度與核心溫度會最先做調節⁽¹⁹⁾。而流汗則是屬 於自主性的體溫調節的一種。1995 年 Farhang 等⁽²⁰⁾人調查個人防護具的 配戴舒適情況時也提出，個人防護具特別是呼吸防護具，會阻擋水分的 蒸發及造成空氣流通時的障礙，這種情況會導致潮濕及抑制排汗的降溫 效果。

1997 年 Johnson 等⁽²¹⁾人測量面罩內汗水累積量，發現從臉上、頭部 及頸部產生的汗水量平均為 0.203 g/min，且男性高於女性，實驗結束後 臉部皮膚溫度上升 2℃，研究者推論此上升可能是由於面罩的不舒服所引 起，並且大部分都是累積在內罩。這些汗水累積可能會增加工人的不適，

造成面罩的滑動、鬆脫，甚至洩漏影響面罩之防護係數，導致更多工安

事件或者工人不願配戴及不正確的配戴方式⁽²²⁾。

2007 年 Jason 等⁽²³⁾人研究不同材質的衣料時提出，如果能夠減少皮 膚的出汗率，讓配戴者不至於感覺滿身汗，則能增加配戴者的舒適程度。

另外，先前的研究⁽²⁴⁾針對不同呼吸防護具比較發現，在主觀不適問卷的 選項中，流汗是造成主觀不適的主要原因之一，而此現象可能是來自環 境的熱和身體所產生的熱壓力造成。

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