N95口罩使用過程中存在的問題及對策

蘇虹虹，周文光，張偉琴，朱美霖，趙彬彬，徐 玲，孔 悅，5*

（1.福建中醫藥大學護理學院，福州 350122；2.陸軍第七十三集團軍醫院，福建廈門 361000；3.福建醫科大學護理學院，福州 350108；4.聯勤保障部隊第900醫院，福州3 50025；5.福建醫科大學福總臨床醫學院，福州 350025）

0 引言

美國食品藥品監督管理局（Food and Drug Administration，FDA）將N95口罩定義為一種與面部非常貼合且能有效過濾空氣中顆粒物的呼吸防護設備[1]。N95口罩在控制、阻斷呼吸道傳染病傳播，以及保護醫務人員自身安全方面起著重要作用。多項研究[2-5]顯示，N95口罩在呼吸道傳染病的暴發期間，更適合醫務人員佩戴。但在佩戴N95口罩的過程中易出現呼吸困難、壓力性損傷、頭痛、面部熱量上升等問題[6-7]，影響醫務人員佩戴的舒適性。目前，國內外針對上述問題的研究，主要集中于壓力性損傷，其他相關研究較少。因此，本文將總結N95口罩使用過程中存在的主要問題并進行分析，進而提出相應對策，以期為后續研究提供參考。

1 N95口罩使用過程中存在的主要問題

1.1 呼吸困難

在高強度、高負荷的工作壓力下，醫務人員長時間佩戴N95口罩，由于體力消耗較大，會加大佩戴者的呼吸負擔，可能因缺氧造成呼吸困難，導致身體不適。李楠等[8]研究表明，98.55%的醫務人員佩戴N95口罩時出現呼吸困難的情況。氧氣在血液中主要是由血紅蛋白運輸的，相關研究[9]表明，外科醫生佩戴N95口罩時，1～4 h內血氧飽和度從手術前的98%下降到手術后的96%，說明長時間佩戴N95口罩，血氧飽和度值會下降，容易出現呼吸困難。除佩戴時長外，佩戴N95口罩后出現呼吸困難的原因亦包括呼吸流動阻力、CO2體積分數、濾料級別。研究發現，佩戴N95口罩時，吸氣和呼氣流動阻力分別平均增加126%和122%[10]。阻力的增加意味著佩戴N95口罩時，需要花費更多的力氣來實現氣體交換，導致吸氣不暢，使佩戴者感覺呼吸困難；呼氣時，口罩內CO2體積分數的升高容易造成高碳酸血癥，導致佩戴者呼吸困難[11]，但Ipek等[12]的研究卻發現是低碳酸血癥導致呼吸困難，與以往研究結果不一致。此外，口罩過濾材料越厚，呼吸阻力越大，使得口罩佩戴者換氣越困難，越是感覺胸悶、氣短[13]。關于N95口罩引起呼吸困難的研究較少，尤其在醫學領域，缺乏關注度，并且目前缺乏關于佩戴N95口罩引起的呼吸困難風險評估工具，發生率、預防和管理也鮮有報道，有待未來進行更深入的全面研究。

1.2 壓力性損傷

醫護人員長時間佩戴N95口罩，極易引起鼻面部壓力性損傷，導致醫務人員的佩戴舒適性降低。2020年，加拿大桑尼布魯克健康科學中心報道，口罩引起的皮膚壓力性損傷報告率高達97%[14]。多項研究[15-17]顯示，在新型冠狀病毒肺炎（以下簡稱“新冠肺炎”）疫情期間，醫務人員的鼻部、臉頰、前額、耳廓后部是壓力性損傷的主要部位。綜上可知，這些部位都是口罩垂直壓力最大的部位，綁帶太緊，皮膚接觸部位材質粗糙、堅硬、銳利以及皮膚接觸部位面積小等都是可能造成這些部位壓力性損傷的原因。亦有相關研究[18-19]表明，N95口罩造成的壓力性損傷與佩戴時間有關。皮膚能承受毛細血管閉壓的最長時間是2～4 h，當N95口罩佩戴時間過長，將會造成皮膚缺血性損害。研究[20]表明，壓力性損傷的發生與N95口罩的材質和屬性有關。新冠肺炎疫情期間，醫務人員長時間佩戴N95口罩，口罩質地硬，增加了與面部的摩擦力，導致皮膚壓紅，出現壓力性損傷。但目前尚未有顏面部器械相關壓力性損傷的評估工具，未來需要構建適用于醫務人員的器械相關壓力性損傷的風險預測模型。

1.3 氣密性差

N95口罩氣密性差是N95口罩在使用過程中存在的問題之一。引起N95口罩氣密性差的原因主要包括規格固定、佩戴方式不正確、過度防護、肢體活動、操作訓練不足等。由于N95口罩規格固定，無法使每個人的臉部與口罩完美匹配，導致面部不夠貼合，氣密性差，從而降低防護性能[21]。新冠肺炎疫情期間，有些醫務人員將外科口罩覆蓋于N95口罩上面，導致N95口罩與面部密合不到位出現漏氣。另外，N95口罩佩戴方式不正確，會導致鼻根部出現漏氣，進而引起眼部不適，降低醫護人員對N95口罩的耐受程度，這提示醫務人員正確佩戴口罩的重要性。一項關于參與者佩戴N95口罩進行實驗室模擬護理活動的研究表明，護理活動過程中的肢體運動可能會影響口罩的氣密性[22]。但該研究未指明護理活動的具體內容，需要后續進一步研究。Beam等[23]研究發現，只有2%的護士能正確執行氣密性檢查。醫務人員由于操作訓練不足，對于口罩氣密性檢測的了解及執行不充分，導致佩戴時口罩氣密性不佳。當前國內關于N95口罩氣密性的文獻很少，缺少對N95口罩氣密性管理的長效機制，對N95口罩氣密性不佳的發生原因的系統研究也較少，有待未來進行更深入的研究。

1.4 頭痛

N95口罩引起的頭痛，影響醫務人員佩戴的舒適性。相關研究表明，重癥急性呼吸綜合征流行期間，醫護人員佩戴N95口罩引起相關性頭痛的發作率高達37.3%[11]。頭痛同樣是新冠肺炎疫情期間醫護人員佩戴N95口罩出現的一種突出癥狀。對穿戴個人防護裝備的護士進行橫斷面調查研究[24]發現，50%的護士佩戴N95口罩會引起頭痛。有關使用N95口罩引起頭痛的研究，數量非常有限。目前，關于N95口罩內CO2體積分數的蓄積是否是造成頭痛的原因，尚存在不同的研究結論。例如，Ong等[25]研究認為頭痛的原因可能是由于高碳酸血癥，但Ipek等[12]研究發現頭痛的原因是由于低碳酸血癥。這2個研究結果存在差異，可能與樣本量、納入排除標準、研究設計有關，后期需要進一步研究加以證實。調查發現[25]，81%的醫護人員每天佩戴N95口罩和護目鏡會出現頭痛。醫護人員由于自身防護的需要，經常需要護目鏡疊加佩戴口罩，再加上長時間佩戴，導致醫護人員缺氧，且口罩松緊帶勒緊頭部，導致出現頭痛。綜上，外部壓迫是引起頭痛的常見原因。當前國內關于N95口罩造成頭痛的文獻很少，幾乎沒有涉及對佩戴N95口罩引起頭痛原因的系統研究，有待未來進行更深入的全面研究。

1.5 面部熱量上升

佩戴N95口罩可能會影響對流和皮膚蒸發過程，從而影響面部溫度調節，進而對皮膚機制產生負面影響[26]，造成醫務人員在使用過程中有不舒適感。有研究指出，面部熱量是影響醫務人員長時間佩戴N95口罩的最大阻礙因素[6]。醫務人員佩戴N95口罩，說話、呼吸時會使濕度相對增加，從而導致濕氣在N95口罩內不消散，且N95口罩覆蓋鼻子和嘴巴，可在口罩死腔區域形成潮濕的熱空氣呼吸循環，導致面部溫度上升[27]。佩戴時長是導致口罩內部熱量上升的另一重要因素。Scarano等[27]選取20名志愿者通過紅外熱成像儀進行評估，N95口罩佩戴1 h會使皮膚溫度從正常水平升高到34.5°C以上。但該研究的所有志愿者均為男性，未涉及女性，沒有研究性別與佩戴N95口罩面部熱量之間的差異，且樣本量偏小，樣本來源為便利取樣所得，未對志愿者進行隨機排序以減少系統誤差，因而在推廣研究結果時要審慎。Luximon等[28]使用紅外熱成像儀和主觀問卷對10名受試者進行研究，結果表明當N95口罩與外科口罩分別只戴5 min時，N95口罩比外科口罩更能提高面部皮膚溫度，對熱舒適感知有顯著影響。該研究涉及性別和語言類型對N95口罩面部熱量的影響，資料分析得當，研究結果有較好的可信度，但同樣存在樣本量小的問題。國內關于N95口罩引起面部熱量上升的研究較少，在醫學領域缺乏關注度，有待未來進行更全面、深入的研究。

2 對策

2.1 研發高濾低阻口罩

針對N95口罩佩戴時CO2體積分數的蓄積、濾料級別及呼吸阻力的問題，進行功能性研發，具體如下：

（1）設置內置式CO2吸附包。鈉石灰吸附劑具有吸收CO2的作用，目前已在麻醉呼吸系統中得到廣泛的臨床應用。為此，內置式CO2吸附包內置材料可選擇鈉石灰吸附劑，發揮其吸附CO2的功能，達到降低N95口罩內CO2體積分數的目的，實現緩解憋悶缺氧的作用。鈉石灰吸附劑吸收CO2后，顏色由白色變成淡紫色，如圖1所示。內置式CO2吸附包的制作可采用表面改性技術處理后的紡粘無紡布聚乙烯，利用超聲熱合的方式制成上部開口的袋體，將吸附劑裝于袋體中，封口即可得到CO2吸附包，其內面、外面示意圖如圖2所示。

圖1 CO2吸附包內置材料顏色變化

圖2 CO2吸附包設置的內面、外面示意圖

（2）采用改性的過濾材料。改性的過濾材料，如納米纖維和納米纖維網，輕薄且透氣性好，具有良好的發展前景，將其應用于口罩，可以提高N95口罩對病毒和其他病原體等超細顆粒物的過濾效率。

（3）借助高科技技術。科研人員可借助納米纖維技術并結合專業技術進一步研發具備高濾低阻特征的口罩，增加透氣性的同時增強氣密性，減輕N95口罩帶來的呼吸困難；也可將芯片、納米傳感器等應用于N95口罩，隨時監測N95口罩內部的呼吸頻率和CO2體積分數。

2.2 采取防護性措施

（1）減少壓力，增加接觸面積。選擇合適的N95口罩，調整至合適的松緊度，妥善固定，以減少N95口罩對局部的壓力。可以選擇邊緣稍寬的N95口罩，以增加N95口罩與臉部的接觸面積。

（2）開發評估工具，制訂風險管理措施。醫務人員可通過質性訪談、專家咨詢等方法開發顏面部器械相關壓力性損傷的評估工具，可在醫院創建預防性風險評估單，包括臉部皮膚溫度、潮濕度、N95口罩材質和硬度等的評估，并落實實施，切實保護醫務人員的健康安全。

（3）使用預防性敷料。建議使用薄型泡沫敷料，黏性好、透氣性好，且在減壓的同時能夠保證氣密性。使用前先對薄型泡沫敷料進行適當裁剪，采用無張力粘貼，貼于鼻梁、臉頰、前額、耳廓易受壓處，再佩戴N95口罩。創新預防性敷料運用于N95口罩時，注意避免耗費裁剪時間、黏性及氣密性不佳等問題，并追蹤遠期效果。

（4）制作密封墊圈。可將羥類樹脂材料混合加熱熔融，得到混合液，將混合液注入相應的模具中壓膜成型，冷卻之后即得相應的密封墊圈。密封墊圈采用鑲嵌式方法貼合口罩與臉部接觸面，利用其塑形、減壓的特性來達到減少壓力性損傷的目的（如圖3所示）。

圖3 N95口罩密封墊圈示意圖

2.3 提升口罩氣密性

（1）運用3D口罩打印技術。可依據亞洲人臉型寬度、長度的特異性，通過3D打印生成適合自己臉型的N95口罩，可防止其漏氣。在打印材料方面，可使用聚乳酸，其具有良好的生物相容性，能夠與人體直接接觸[29]。

（2）開展氣密性檢查培訓。定期對醫務人員開展關于佩戴N95口罩氣密性的檢查培訓，幫助醫務人員掌握氣密性檢測的規范操作程序。首先可根據循證證據制作視頻、微課進行宣傳，保證醫務人員從思想上重視；其次采用虛擬仿真技術、實踐操作等方法進行培訓，保證醫務人員從實踐上落實；最后進行現場交流與經驗分享，保證醫務人員從行為上遵守。

（3）增加硅膠密封圈。可在N95口罩的皮膚接觸緣增加硅膠密封圈，其表面具有天然的黏性，能夠填充縫隙，起到密封作用，增加N95口罩的氣密性。

（4）設置報警裝置。通過在N95口罩內部或者外部設置報警裝置，一旦出現漏氣的情況，報警裝置立馬提示佩戴者，實時反映氣密性變化。

2.4 進行舒適度管理

（1）制訂排班計劃。制訂切實可行的規章制度，合理安排班次時間，4 h一班次最符合人體生理特點；若班次延長，可在適當的時間間隔安排休息時間。

（2）調整口罩松緊度。醫務人員佩戴N95口罩時須調整至合適的松緊度，以防松緊帶彈性過緊引起頭痛。N95口罩的佩戴方式之一是掛帶打結系在腦后，緊勒頭部，為此可進行創新性改良，如設置耳帶調節扣、掛梁等，可根據頭圍調整掛帶松緊度。

（3）調整患者體位和護目鏡的位置。當出現頭痛時，取坐位低頭姿勢緩解頭痛；若是由護目鏡疊加壓迫引起的頭痛，在手衛生和不影響醫療防護的前提下，適當移動護目鏡調整位置。

（4）設計新型頭痛評估尺。新型頭痛評估標尺可包括疼痛等級評估標尺（無痛、微痛、輕痛、中痛、重痛、嚴重痛）和對應級別的具體處理措施（例如休息時間、藥物選擇等）。在醫療工作過程中出現頭痛，可采用新型頭痛評估標尺評估，并根據級別及時采取措施。

2.5 減少口罩內部熱量

（1）構思多樣化創意。可運用現代化技術減少口罩內部的熱量，同樣也可以將小工具、電子產品等想法與N95口罩結合在一起。例如，新加坡的Innosparks公司生產了一種“AIR+面罩”，將微型風扇與N95口罩結合，以減少口罩內部滯留的熱量和濕氣[30]。

（2）應用相變材料。相變材料以潛熱的形式吸收、貯存大量的熱量，可以有效吸收熱量。相變材料為無機鹽水合物、薄荷類等，相變溫度可在25～29℃范圍內選擇，將其運用到N95口罩，可達到降低口罩內部熱量的目的。也可以通過調整N95口罩的形狀，增加皮膚與相變材料的接觸并減少口罩內死腔體積，從而減少呼出的熱氣。

（3）應用相變芯材。可以考慮在N95口罩內部填充能夠降溫的相變芯材，該相變芯材可以以高分子吸水樹脂、石蠟、聚氨酯、絨毛漿為原料，將石蠟、聚氨酯預先制作為微膠囊體，再將微膠囊體與高分子吸水樹脂、絨毛漿混合均勻[31]，制得相變芯材，填充于N95口罩內部，可使N95口罩具備調溫功能。

3 結語

N95口罩在控制和防范呼吸道傳染病方面發揮著舉足輕重的作用。然而，目前N95口罩在使用過程中存在的問題主要包括5個方面，即呼吸困難、頭痛、壓力性損傷、氣密性差和面部熱量上升。未來的研究可進一步探索關于N95口罩的評估測量工具和管理機制等。另外，針對目前N95口罩使用過程中存在的問題，可從結構、材料、配件、技術等方面，根據人體工學設計，著手改進或研發一種氣密性、熱濕舒適性、透氣性、高濾低阻的新型功能性口罩，在一定程度上增強口罩的防護及舒適性能，以便更好地應對突發大流行性呼吸道傳染病，達到保障醫務人員個人防護安全的目的。