皮膚生理指標間因應環境熱因子變化之反應-時程關係154

實驗中前臂外側所量測之皮膚生理指標—TEWL、皮膚溫度與皮膚 濕—透過兩兩對應方式觀察其相對分佈以分析不同生理指標間之反應-時

4-51 所示為 TEWL 與皮膚溫度之反應-時程關係；表 4-29 則呈現前臂外 側TEWL對應皮膚溫度之線性迴歸方程式、r值、R²值與相關統計檢定，

及其受性別、環境溫度、相對濕度之影響分析結果。整體而言，TEWL 之變化與皮膚溫度之改變呈線性相關(R² = 0.50)。在相同皮膚溫度時，男 性皮膚之 TEWL 略高於女性。線性迴歸分析結果顯示：與女性相較，男 性前臂外側TEWL 對應皮膚溫度之變化為敏感(slope = 3.38)且相關性較 高(r = 0.80；R² = 0.63)；男女性線性迴歸方程式之統計檢定均達顯著差異 (p-value < 0.001)。在環境溫度影響方面，皮膚溫度隨環境溫度上升而增 加，但受相對濕度之影響則較不顯著。當環境溫度高於 31^oC 時，TEWL 對應皮膚溫度之散佈範圍明顯擴大；顯示皮膚溫度過高時，個體間之 TEWL 出現顯著差異。在環境濕度影響方面，TEWL 隨皮膚溫度之變化 在相對濕度為60%時最為劇烈(slope = 3.72)，在70%與80%時則變化幅度 相似。相對濕度60%時之 r (0.76)、R² (0.58)均高於其他相對濕度，顯示 TEWL 於低濕環境下對於前臂外側皮膚溫度之變化較為敏感且線性關係 較高。不同相對濕度下前臂外側 TEWL 對應皮膚濕度之線性迴歸統計檢 定均達顯著差異(p-value < 0.001)。

圖 4-52 所示為皮膚濕度與皮膚溫度之反應-時程關係；表 4-30 則呈 現前臂外側皮膚濕度對應皮膚溫度之線性迴歸方程式、r值、R²值與相關 統計檢定，及其受性別、環境溫度、相對濕度之影響分析結果。皮膚濕

(a) loss, TEWL)對應皮膚溫度(skin temperature)之分佈與線性迴歸 及其對應(b)性別、(c)環境溫度、(d)相對濕度之分佈

表4-29 全體人員前臂外側皮膚經皮水分散失度(transepidermal water loss, TEWL)對應皮膚溫度(skin temperature)線性迴歸方程式及 相關統計分析 ^a

Regression equation r R²

p-value

^b Overall y = 2.95x - 73.144 0.70 0.50 < 0.001**

Male y = 3.38x - 84.94 0.80 0.63 < 0.001**

Female y = 2.56x - 62.48 0.63 0.39 < 0.001**

Temp

25^oC y = -0.03x + 8.11 0.01 < 0.01 0.940 28 ^oC y = 0.23x + 3.72 0.02 < 0.01 0.907 31 ^oC y = -7.48x + 261.24 -0.26 0.07 0.127 34 ^oC y = -1.30x + 75.93 -0.09 < 0.01 0.589 RH^c

60% y = 3.72x - 94.74 0.76 0.58 < 0.001**

70% y = 2.55x - 61.83 0.66 0.40 < 0.001**

80% y = 2.59x - 63.13 0.75 0.56 < 0.001**

a 分析結果包括皮爾森積差相關係數(r)與判定係數(R²)

b 檢定 TEWL 對應皮膚溫度之迴歸方程式是否具有線性關係；*：p-value < 0.05，**：

p-value < 0.01

c RH = relative humidity

(a)

表4-30 全 體 人 員 前 臂 外 側 皮 膚 濕 度(moisture)對 應 皮 膚 溫 度(skin temperature)線性迴歸方程式及相關統計分析^a

Regression equation r R²

p-value

^b Overall y = 135.11x - 3454.8 0.69 0.48 < 0.001**

Male y = 137.56x - 3531.8 0.69 0.47 < 0.001**

Female y = 132.94x - 3386.1 0.70 0.48 < 0.001**

Temp

25^oC y = 4.1545x + 142.5 0.02 < 0.01 0.928 28 ^oC y = -29.99x + 1257.1 -0.07 < 0.01 0.691 31 ^oC y = 194.55x - 5471.9 0.17 0.03 0.334 34 ^oC y = -171.93x + 7254.2 -0.23 0.05 0.182 RH^c

60% y = 103.12x - 2659.2 0.71 0.50 < 0.001**

70% y = 128.22x - 3277.6 0.72 0.52 < 0.001**

80% y = 171.91x - 4366.4 0.76 0.57 < 0.001**

a 分析結果包括皮爾森積差相關係數(r)與判定係數(R²)

b 檢定 TEWL 對應皮膚溫度之迴歸方程式是否具有線性關係；*：p-value < 0.05，**：

p-value < 0.01

c RH = relative humidity

度之變化與皮膚溫度之改變呈線性相關(R² = 0.48)，同時其關聯性不受性 別影響。男女性之皮膚濕度－皮膚溫度間線性關係均達統計顯著差異 (p-value < 0.001)。在環境溫度之影響方面，皮膚濕度隨皮膚溫度升高而 明顯增加，但當環境溫度逾31^oC時，不同受測者間皮膚濕度在相同皮膚 溫度下之差異擴大。此外在相同皮膚濕度狀況下觀察，可發現環境溫度 與皮膚溫度之關聯性高。各環境溫度下皮膚濕度對應前臂外側皮膚溫度 線性迴歸之檢定均未達統計顯著差異(p-value > 0.05)。就環境濕度之影響 分析，皮膚濕度對皮膚溫度變化之敏感性及線性關係均隨環境相對濕度 之上升而增加(RH 60%：slope = 103.12，r = 0.71，R² = 0.50；RH 80%： slope = 171.91，r = 0.76，R² = 0.58)，亦即於同一皮膚溫度下，高濕環境 具有較高的皮膚濕度量測值。不同相對濕度下前臂外側皮膚濕度對應皮 膚溫度之線性迴歸統計檢定均達顯著差異(p-value < 0.001)。

圖 4-53 所示為皮膚濕度與 TEWL 之關係；表 4-31 則呈現前臂外側 皮膚濕度對應 TEWL 之線性迴歸方程式、r 值、R²值與相關統計檢定，

及其受性別、環境溫度、相對濕度之影響分析結果。測量值集中之區域 為TEWL 15 g/m²/hr 以下、皮膚濕度1,000 µS 以下之範圍；在此區域內之 測量值絕大多數反應之環境溫度為 25 及 28^oC。顯示在環境溫度為 28^oC 及以下時，皮膚濕度與 TEWL 並未產生顯著之變化，亦即皮膚生理反應 並未受到環境熱因子刺激產生散熱之需求。隨著環境溫度上升，皮膚濕

(a) (transepidermal water loss, TEWL)之分佈與線性迴歸及其對應(b) 性別、(c)環境溫度、(d)相對濕度之分佈

表4-31 全體人員前臂外側皮膚濕度(moisture)對應經皮水分散濕度 (transepidermal water loss, TEWL)線性迴歸方程式及相關統計 分析 ^a

Regression equation r R²

p-value

Overall y = 35.36x + 74.97 0.76 0.57 < 0.001**

Male y = 30.79x + 6.04 0.80 0.55 < 0.001**

Female y = 34.24x + 143.45 0.73 0.53 < 0.001**

Temp

25^oC y = 20.73x + 99.36 0.16 0.02 0.364

28 ^oC y = 17.40x + 184.47 0.44 0.20 0.007**

31 ^oC y = 25.55x + 257.09 0.63 0.39 < 0.001**

34 ^oC y = 13.24x + 947.85 0.25 0.06 0.149 RH

60% y = 25.96x - 1.35 0.87 0.76 < 0.001**

70% y = 37.80x + 38.26 0.85 0.73 < 0.001**

80% y = 57.50x - 39.16 0.88 0.77 < 0.001**

a 分析結果包括皮爾森積差相關係數(r)與判定係數(R²)

b 檢定 TEWL 對應皮膚溫度之迴歸方程式是否具有線性關係；*：p-value < 0.05，**：

p-value < 0.01

c RH = relative humidity

度快速增加，而後再以線性關係逐漸提升全體受測者之 TEWL (R² = 0.57)。就性別間之差異分析，可發現女性前臂外側皮膚濕度對應 TEWL 之變化較為敏感(女性slope = 34.24；男性 = 30.79)，但男性皮膚濕度對 應TEWL之相關性則較高(女性 R² = 0.53；男性 = 0.55)。女性線性迴歸 方程式之統計檢定均達顯著差異(p-value < 0.001)。在環境溫度之影響方 面，如前述，皮膚濕度與TEWL間之線性關係在高環境溫度區(31及34^oC) 較為顯著。當環境溫度增高至31^oC以上時，皮膚濕度對應TEWL 之測量 值亦產生較大之變異。皮膚濕度於環境溫度31^oC時對前臂外側TEWL 之 變化亦較為敏感(slope = 25.55)，且線性較佳(r = 0.63；R² = 0.39)；當環境 溫度為28^oC 與31^oC 時，皮膚濕度對應前臂外側 TEWL 線性迴歸之檢定 達統計顯著差異(p-value < 0.01)。在環境濕度之影響方面，皮膚濕度對 TEWL之敏感度隨環境濕度上升而增加且呈現較佳之線性(RH 80% slope

= 57.5，r = 0.88，R² = 0.77)；亦即在相同TEWL值下，高相對濕度之環 境可刺激產生較高的皮膚濕度。在相同的皮膚濕度下，TEWL 之測量值 則以在低環境濕度下較高，顯示高環境濕度可抑制皮膚濕度以水蒸氣型 態散失，故多數水份以皮膚濕度之型態蓄積於表皮內。不同相對濕度下 前臂外側皮膚濕度對應TEWL之線性迴歸統計檢定均達顯著差異(p-value

< 0.001)。

綜合以上觀察與分析可獲致以下之推論：當接受熱環境刺激時，皮膚

溫度直接反應外在環境溫度之變化，並透過其變化將熱環境刺激反應至 體內；而後人體透過皮膚水份之增加以及水份散失，逐步將體熱散出體 外。在未明顯排汗之狀況下，皮膚濕度之增加所反應者為逸散體熱之初 期皮膚生理變化；隨著表皮蓄積水份接近飽和，皮膚水份以水蒸氣型態 逐步散失，故以作為反應因應熱環境之生理變化指標而言，皮膚濕度具 先期性之優點，且穩定性較TEWL為高。

以上所探討生理指標反應-時程關係主要以單純線性趨勢分析為主，

主要目的在於比較不同皮膚生理指標因應熱環境變化所產生改變間之關 聯性。就數據分佈線性之代表性而言，上項關係亦可透過非線性之反應 -時程關係分析。上述生理指標以非線性曲線擬合分析(curve-fitting)所得之 圖表、迴歸方程式與相關係數均收錄於附錄 H 中。TEWL 與皮膚濕度對 應皮膚溫度之關係是以sigmoidal (4-parameter)分析；皮膚濕度對應TEWL 之關係則是以logarithm (2nd Order)表示。使用上述線型之原因在於以上 述方法分析時，曲線擬合所得迴歸方程式各相關係數值最高。須注意的 是： TEWL與皮膚濕度對應皮膚溫度之關係受環境溫度影響方面，由於 並未觀察到上述生理指標間之相關性會明顯受環境溫度之影響(無明顯線 性或非線性關係)，因此無法以sigmoidal shape 分析。由圖H-1與 H-2中 可觀察到當皮膚溫度在30^oC以下時，TEWL與皮膚濕度未有明顯變化；

若皮膚溫度持續上升至30-34^oC時，兩者顯著增加；而後在皮膚溫度趨近

34^oC 時TEWL與皮膚濕度漸趨飽和，符合傳統觀察生物指標變化之劑量 -反應曲線。以上分析亦建議：當皮膚溫度在30^oC 以下時，人體並未產生 明顯之散熱需求，故 TEWL 與皮膚濕度無明顯增加；而當皮膚溫度接近 高溫(34^oC)時，人體之排汗機能(TEWL 與皮膚濕度)已達最高效能，故無 法再有明顯增加。因此在高溫環境下作業之勞工須特別嚴防持續作業，

以避免排汗機能效能無法滿足人體散熱需求，產生中暑或熱衰竭之現 象。至於在皮膚濕度變化對應TEWL 變化之分佈方面，可觀察到在TEWL 值較低、亦及皮膚乾燥時(< 10 g/m²/hr)，皮膚濕度隨每單位TEWL之增 加快速上升；但隨著 TEWL 值漸高，亦即皮膚逐漸產生排汗現象後，皮 膚濕度之增加則漸趨飽和。以上尤以女性較為顯著；男性之分佈則仍較 接近簡單線性模式。以熱環境因子而言，上述曲線分佈模式會在高環境 溫度(34^oC)時出現；在低環境相對濕度(60 與70%)時亦出現類似分佈，但 線性較不明顯。

4.2.7

環境熱因子對人體主觀熱感知之影響

圖4-54 所示為全體者於各單次暴露艙實驗前後兩次問卷調查所得之 TSV差異對 WBGT 值之分佈。圖中自左每3 個標點(平均值)為同一環境 溫度；同一環境溫度之WBGT由小到大依序為相對濕度 60、70 與80%。 如圖所示：受測人員於各溫濕度組合下之∆TSV 趨近於0；變異幅度(標準

差)不超過±1。若依性別區分，男性受測者∆TSV 在WBGT為25.25、25.25、 29.14、30.74^oC 時為負值，且個體間TSV差異不大；女性∆TSV 則除24.15、 30.74、31.92^oC 外皆為正值，且 TSV 變異幅度較高。顯示一般而言，當 WBGT超過24.15^oC後，20-30分鐘之熱適應期對男性而言較為不足，故 其熱感知於實驗末期仍逐漸上升。女性在所測量之溫濕度範圍內，20-30 分鐘之熱適應期亦為不足。但相對於男性，女性在環境暴露艙適應末期 則以熱感知下降者居多。但不論男性或女性，熱感知之變化均在誤差範 圍內。

圖 4-55 所示為全體受測者、男性及女性之 TSV 對應環境溫度之變 化。受測人員之熱感知明顯受到環境溫度影響；TSV 隨溫度增加而線性 方式上升。上述線性關係並無性別上之差異；各迴歸方程式之R²皆超過 0.8。以下為各分佈之迴歸方程式：

全體人員TSV平均值對應環境溫度之迴歸方程式：

y = 0.33x - 8.57 R² = 0.84 (Eq. 4-31) 男性TSV平均值對應環境溫度之迴歸方程式：

y = 0.33x - 8.41 R² = 0.79 (Eq. 4-32) 女性TSV平均值對應環境溫度之迴歸方程式：

y = 0.34x - 8.72 R² = 0.88 (Eq. 4-33)

(a)

(a)

圖 4-56 所示為全體受測者、男性及女性之 TSV 對應相對溼度之變 化。相對濕度雖對於受測人員TSV影響較小，各線性迴歸之R²僅 0.09， 且TSV隨相對溼度增加而上升之趨勢(全體人員 slope = 0.015)與隨環境 溫度增加之上升趨勢(slope = 0.33)相較之下，明顯緩慢。此外 TSV不受

圖 4-56 所示為全體受測者、男性及女性之 TSV 對應相對溼度之變 化。相對濕度雖對於受測人員TSV影響較小，各線性迴歸之R²僅 0.09， 且TSV隨相對溼度增加而上升之趨勢(全體人員 slope = 0.015)與隨環境 溫度增加之上升趨勢(slope = 0.33)相較之下，明顯緩慢。此外 TSV不受

在文檔中 發展熱危害與日光紫外線暴露之健康危害生理指標; Developing Biological Indicators for Alerting Health Hazards of Exposure to Thermal Stress and Solar UV Irradiation (頁 185-0)