個人防護用品相關性頭痛發病機制及影響因素研究進展

楊鵬矞，駱 丁，程鵬飛，周 明,2，張 娜,3，張 華,3

(1. 海南醫學院國際護理學院，海南 海口 571199； 2. 中國醫學科學院海島急救醫學創新單元，海南 海口 571199； 3. 海南醫學院急救與創傷研究教育部重點實驗室，海南 海口 571199)

新型冠狀病毒肺炎(corona virus disease 2019,COVID -19)是目前全球重大公共衛生問題[1]。截止3月31日，全球感染和病死分別超過4.8億、600萬人，其中在中國有超過45萬人被確診為COVID -19[2]。由于COVID -19主要通過呼吸道飛沫傳播，在相對封閉的環境中長時間暴露于高濃度氣溶膠，存在感染的可能[3]。因此，國家衛生健康委員會建議，醫療機構全體人員均應做好個人防護，在標準防護措施的基礎上，醫務人員需根據疾病的傳播途徑完成額外的預防措施，如接觸COVID -19疑似或確診患者必須穿戴個人防護用品(personal protective equipment,PPE)，包括口罩、手套、護目鏡、防護服等[4]。在COVID -19疫情期間，醫務人員一次佩戴PPE時間可能會超過6～8 h[5]，此外，由于PPE全球短缺導致其不適當的再利用(如再次使用未受污染的PPE)，也許會引發皮炎、過敏以及面部瘙癢等健康問題[6-8]。隨著對PPE健康問題的研究不斷深入，越來越多的研究發現醫務人員常并發PPE相關性頭痛(headache associated with PPE,HAPPE)，發生率為26.5%～90.7%[9-15]。伴隨著HAPPE的高發生率，頭痛也成為PPE最常見的不良反應之一，且HAPPE是一種常見于醫務人員使用口罩、防護面罩、護目鏡和防護服等導致機體出現異常的繼發性頭痛疾病[16]，但其病因尚不明確，可能與機械壓力、高碳酸血癥和低氧血癥有關[17]。因此，本文對HAPPE可能存在的發病機制、影響因素及干預措施的研究進展進行綜述，旨在為制定HAPPE醫務人員的干預方案提供參考意見。

1 HAPPE的發病機制

HAPPE的發生和發展是一個多重和復雜的過程，其發病機制仍不明確，可能與內部和外部穩態的變化有關，主要分為機械因素和生理因素兩方面。

1.1 機械因素 PPE會產生各種外力，外力對于穩定防護設備至關重要。隨著對HAPPE發病機制的深入研究，越來越多的研究結果支持可能存在“顱神經痛”，即多種外力可能通過刺激各種神經引發頸源性或緊張性和壓力性頭痛[18-20]；其中淺表感覺神經刺激可能與面部防護用品對局部組織壓迫有關：面部防護用品的壓力可能使局部組織損傷，通過對三叉神經或枕神經分支的刺激作用支配面部、頭部或頸部局域的痛感，進而可能引發壓力性頭痛[18]。另外，佩戴面部防護用品可造成頸部拉傷，從而對外周敏化產生深遠影響。研究[21-23]發現，對頸部或后腦和耳前持續壓力產生的外周敏化可能通過三叉神經的不同分支給三叉神經節和腦干傳遞傷害性信息，從而激活三叉頸神經復合體，此現象刺激皮質區域，最終導致頸源性或緊張性頭痛。

研究[11]認為，HAPPE由于松緊帶壓力增加對枕大神經產生作用，引發壓迫性神經痛。因此，很有可能通過枕大神經和三叉神經區域的信號匯聚到腦干中的二階神經元或三叉神經，與枕大神經的傳入神經一起終止于C2脊髓節段[22,24-25]，從而引起頭痛。此外，在COVID -19大流行期間，有學者[19]認為醫務人員出現的HAPPE符合外部壓力性頭痛的標準，亦是HAPPE發病的主要機制。由此可見，PPE伴隨各種外力極易引發外環境穩態的失衡及功能紊亂，從而更容易通過潛在的顱神經痛機制引發頭痛。因此，關注穿戴PPE醫務人員的機械因素，及時調節其各種壓力或張力及牽引力，或將是改善醫務人員HAPPE狀態的一種嶄新觀點。

1.2 生理因素

生理因素最主要是指體內二氧化碳(CO2)和氧氣(O2)的平衡狀態被打破，可導致高碳酸血癥或低氧血癥，但目前關于其高碳酸血癥或低氧血癥的學說仍存爭論，有研究發現生理活動也可能引發頭痛。

1.2.1 CO2增多或許會導致高碳酸血癥，從而引起頭痛 關于高碳酸血癥引起頭痛的機制，有學者[26-27]認為，高濃度CO2通過影響體內二氧化碳分壓(PaCO2)和酸堿度值(pH)，導致高碳酸血癥，進而引起頭痛。原因在于當大量CO2吸入肺部時與水液化，然后通過肺泡毛細血管膜橫向分散，在血流內混合前一種產物與水結合，形成碳酸和影響pH值，最后身體對高濃度CO2作出反應，從而促進PaCO2增高和pH值降低，加速高碳酸血癥的形成，促使大腦皮層和外周血流量的增加，進而引發頭痛。Bharatendu等[28]對COVID -19期間154名醫務人員的腦血流動力學評估相關研究中獲得了一致的結果，受試者單獨佩戴N95口罩或與動力送風過濾式呼吸器(powered air-purifying respirator, PAPR)結合使用5 min后，使用經顱多普勒和CO2濃度計監測大腦動脈的血流動力學以及呼氣末二氧化碳分壓(ETCO2)發現，單獨佩戴N95口罩可使平均流速明顯增加和搏動指數(PI)下降，ETCO2升高；N95口罩與PAPR結合使用的受試者中，PI和ETCO2正常。說明N95口罩可能會讓口鼻周圍有效死腔容積擴大，使CO2吸入過多，高濃度CO2引發高碳酸血癥讓腦血管舒張是頭痛的一個關鍵因素。因此，高碳酸血癥可能是引發HAPPE的一個重要原因。

1.2.2 O2缺乏可能引發低氧血癥，進而導致頭痛 除CO2增多，缺乏O2或許也是引起頭痛的一個關鍵因素，可能與肺泡通氣不足有關，肺組織無法排除CO2，從而積累在血液中與水結合并導致呼吸性酸中毒。隨著呼吸性酸中毒的惡化，累積在血液中的CO2經過大腦內循環，然后橫穿血腦屏障，從而降低中樞神經系統的pH值，使CO2濃度升高，同時血液中的O2降低，進而可能引發低氧血癥并導致頭痛[27]。此外，以往研究[29]顯示，醫務人員佩戴N95口罩幾分鐘后引發頭痛，其原因與低O2或CO2潴留導致腦血流動力學變化有關。因此，可在保持N95口罩防護性下，及時調控通氣狀況,從而間接影響醫務人員HAPPE的進程。

1.2.3 生理活動對HAPPE的影響 聲音、活動及生命體征的變化可能與HAPPE也有關。醫務人員在佩戴呼吸保護用品時，說話和運動亦可導致CO2再呼吸，引起疲勞、頭痛和肌肉無力等癥狀[30]。醫務人員在穿戴PPE工作時，其生理指數(心率、灌注量)受影響，進而可能引起疲倦、心悸和頭痛[13]。因此，醫務人員因為職業的特殊性需穿戴PPE極易引發頭痛，通過降低生理反應引起的損傷或許可以作為有效調節其頭痛狀態的一種新途徑。

綜上所述，HAPPE發生機制可能與壓力對三叉神經或枕大神經的刺激，高碳酸血癥使腦血管舒張，低氧血癥使腦血流動力學變化，CO2重復呼吸，以及PPE引起的生理改變有關。HAPPE發病機制不能用單一的機械或生理因素解釋，可能是兩者共存，也可能是二者之一。由此可見，HAPPE仍需大樣本、多中心的臨床試驗和深入的發病機制探討，對于認識本病具有重要意義。

2 HAPPE的影響因素

近年來，隨著橫斷面研究醫務人員HAPPE的增多，關于HAPPE的影響因素也逐漸得以揭示。國外有關HAPPE影響因素的研究[9，14，31]較多，但目前國內針對醫務人員HAPPE狀態的觀察性研究相對較少。

2.1 佩戴時間 佩戴時間對醫務人員發生HAPPE的影響較大。醫務人員使用PPE，佩戴時間越長，發生不良事件頭痛的風險越大[5]，投訴率越高[32]，但對于具體出現時間仍存爭議。研究[32-33]發現,佩戴PPE超過4 h是其獨立相關因素，但也有研究[14]指出，80%多的受訪者從戴上N95口罩或防護眼鏡到出現頭痛的時間間隔不到60 min，少部分受訪者表示頭痛在穿戴PPE 2 h后開始。也有研究[10]顯示大多數受訪者表示在脫下PPE 1～2 h內頭痛結束。因此，目前HAPPE具體發生時間仍不明確，未來可通過調整佩戴時間來影響頭痛發生的進展。

2.2 過濾面罩(filtering face pieces,FFP) 口罩是預防COVID -19的重要措施之一，但FFP的使用可能會增加頭痛的風險[34]。西班牙Ramirez-Moreno等[9]使用自我管理問卷橫斷面調查306名醫務人員，結果發現使用FFP與頭痛的出現存在統計學上的關聯，與醫用外科口罩相比，FFP讓醫務人員在個體方面表現得更差(P=0.05)，進而可能出現胃腸不適(P=0.047)和極度疲倦感(P=0.004)。也有研究顯示，呼氣閥的存在對醫務人員生理變化無明顯幫助。Roberge等[35]對帶有呼氣閥的N95過濾式面罩呼吸器(FFR)進行研究結果表明呼氣閥的存在并沒有明顯改善FFR對PaCO2的影響，也未使PaCO2升高。由此可見，長期使用FFR可能導致高碳酸血癥或低氧血癥，從而引起頭痛發生的可能性會更大，通過調節FFP的內環境或許是預防HAPPE的一個研究方向。

2.3 既往頭痛 多項研究[10,14,31]表明，既往頭痛可能會增加HAPPE發生風險，發生率為29%～93.5%，也可能是其獨立影響因素之一。兩項研究[14,33]發現，有頭痛病史及過度使用PPE會增加HAPPE風險，且有頭痛病史的人更易誘發HAPPE，因此，既往頭痛的發生率與新發HAPPE呈獨立相關性。此外，有頭痛病史的醫務人員發生HAPPE的概率是無頭痛病史的4.2倍，加上PPE使用率的增加，從而促使存在頭痛的醫務人員在發作頻率和時間上持續惡化。因此，關注此特殊人群有助于減少其HAPPE發生次數，進而有效調節醫務人員的頭痛狀態。

2.4 其他 睡眠不足，情緒壓力，不規律的進餐時間，食物和水攝入不足，以及哮喘等因素也影響HAPPE的發生。研究[10]發現，睡眠不足、情緒壓力等使HAPPE發作頻率增加。Marmura等[36]綜述顯示，鍛煉、充足的睡眠、壓力管理和規律飲食，可預防偏頭痛轉變為慢性偏頭痛的誘因出現。哮喘是HAPPE的保護因素[9]，可能與哮喘患者對缺氧的耐受性更強，進而頭痛的閾值更高。因此，HAPPE誘發因素通常與內外穩態的變化有關，影響內外穩態變化的因素復雜且相互交錯，因素間的相互關聯性及影響程度還需進一步研究。

3 HAPPE的干預措施

目前針對HAPPE的干預研究較少，尚無統一公認的方法，其干預目的主要是減弱疼痛程度，降低發作頻率，主要包括藥物干預，減少誘因兩方面。

3.1 藥物干預 藥物干預主要以止痛為主，可有效調節疼痛感。雖在發作期間，大多數患者無需急性鎮痛治療，但研究[14]表明超過50%患者會服用撲熱息痛等非甾體抗炎或曲坦類和阿片類藥物，旨在緩解疼痛進程。盡管神經阻滯、藥物療法(或兩者)對HAPPE的療效尚不清楚，但仍有61.4%的病例服用鎮痛藥物后反饋效果良好[9]，而PPE可能會加劇其頭痛發生頻率、強度和增加鎮痛藥的使用[11,16]。因此，未來可開展更多的試驗性研究加以佐證。

3.2 減少誘因 減少誘因可調節醫務人員因內外環境引起的損傷，改進醫務人員HAPPE的狀態。因此，管理佩戴時間和壓力，使用PAPR，改變生活方式，以及改善環境，可能是改善HAPPE的好方法。

3.2.1 管理佩戴時間和壓力 佩戴時間和壓力的改善或許能幫助醫務人員調控HAPPE的狀態。研究[5]發現，頭痛與PPE相關的健康問題和佩戴時間的長短有關，間歇性地摘下設備可能有助于減輕頭痛，如每2 h可摘下口罩適當休息15 min或減少其值班時間。因此，更短的值班和頻繁的休息時間意味著PPE佩戴時長縮短，或許是一種長期可行的策略。此外，PPE與身體會形成壓力，可設置屏障或佩戴合適的面罩，如在持續接觸區域涂上無乙醇薄膜，以及預先涂抹潤膚霜或凝膠進行潤滑等[37-39]。

3.2.2 使用PAPR 使用PAPR可減少醫務人員對CO2的吸收，進而降低HAPPE發生率。研究[28]表明，N95口罩會明顯改變腦血流動力學，而使用PAPR可改善N95口罩內環境，從而減輕因CO2過多導致的高碳酸血癥所帶來的影響，為醫務人員提供額外的安全性并減少CO2的積累；另外，PAPR通過提供持續的通風和頭部冷卻可能會增加熱應激的耐受性[40]。有學者[9]建議在高風險地區或科室鼓勵使用PAPR。但PAPR也存在一定的缺陷，如使用PAPR需額外培訓且設備價格高昂[41]，因此對于PAPR的使用有待進一步探究。

3.2.3 生活方式和環境改善策略 將睡眠不足、情緒壓力、不規律的進餐時間、食物和水攝入不足等作為影響因素納入管理策略[10,36,42-43]，遵循健康生活習慣，避免觸碰頭痛相關的誘發因素，從而降低其發生概率。除生活方式外，環境改善策略也可減輕PPE帶來的不適感，如在高溫、高濕地區維持最佳環境溫度和足夠通風[44]，但尚缺乏研究證明改變生活方式和環境對于HAPPE的預防或干預效果。因此，未來需要更多的干預性研究加以驗證。

4 小結與展望

隨著后疫情時代的到來，PPE的使用可能會越來越普遍，醫務人員因工作的特殊性容易并發HAPPE。目前國外對HAPPE的研究已較為成熟，其發病機制可能與機械因素和生理因素有關，影響因素包括佩戴時間、FFP、既往頭痛及其他原因，HAPPE對醫務人員的健康、工作效率及滿意度都將產生巨大影響。但研究主要致力于HAPPE發生率的橫斷面調查以及對兩者相關性的探討，且整體文獻偏少，并以自我報告形式收集資料，也許會存在夸大癥狀等情況，從而可能存在發表偏倚，在一定程度上影響結果可信度。建議可開展多中心、大樣本的前瞻性隊列研究或病例對照試驗等予以佐證。此外，針對目前HAPPE干預性研究缺乏強有力的循證管理策略，僅在藥物干預和減少誘因兩方面進行對癥處理。因此，未來可制定具有針對性的干預措施，如通過新穎的工程解決方案，將PPE的舒適度或醫務人員的耐受性考慮到設計當中，醫院管理人員應為穿戴PPE的醫務人員縮短工作時間或為需佩戴FFP的人特制排班時間表，為促進醫務人員的健康提供新的思路。

利益沖突：所有作者均聲明不存在利益沖突。