兒童青少年運動時到底戴口罩還是不戴?

2020-12-27 澎湃新聞

作者:楊至剛,體育學博士,美國伊利諾伊大學香檳分校博士後,復旦大學體育教學部副教授      

最近是學校復學階段,接連報導發生了三起學生疑因戴口罩上體育課猝死的事件。家長、學校領導、學生、老師一下子緊張起來,特別是體育老師更加會感到職業的高危性。一時間,就戴口罩運動的問題在社會上引起了廣泛的討論。那麼上體育課以及從事體育鍛鍊和運動的時候,孩子們到底戴不戴口罩呢?

首先需要了解一下口罩的功能。中國是世界上很早開始使用口罩的國家。在《禮疏》中記載:「掩口,恐氣觸人。」 《馬可·波羅遊記》 中也記載「在元朝宮殿裡,獻食的人,皆用絹布蒙口鼻,俾其氣息,不觸飲食之物。」口罩可以追溯到絲巾開始,其目主要是遮住嘴巴,以防自己的口氣燻到別人;防止粉塵進入口鼻,造成身體不適;還可以遮面,防止別人看到真面目。現在,口罩被視為一種衛生用品,一般指戴在口鼻部位用於過濾進入口鼻的空氣,以達到阻擋有害的氣體、氣味、飛沫、病毒等物質,以及向外傳播疾病的作用,通常用紗布或紙等製成。

根據《關於印發新型冠狀病毒感染不同風險人群防護指南和預防新型冠狀病毒感染的肺炎口罩使用指南的通知》,口罩主要分為四種:第一種是一次性使用醫用口罩:推薦公眾在非人員密集的公共場所使用;第二種是醫用外科口罩:防護效果優於一次性使用醫用口罩,推薦疑似病例、公共運輸司乘人員、計程車司機、環衛工人、公共場所服務人員等在崗期間佩戴;第三種是KN95/N95及以上顆粒物防護口罩:防護效果優於醫用外科口罩、一次性使用醫用口罩,推薦現場調查、採樣和檢測人員使用,公眾在人員高度密集場所或密閉公共場所也可佩戴;第四種是醫用防護口罩:推薦發熱門診、隔離病房醫護人員及確診患者轉移時佩戴。

現在大家特別關心的就是口罩的通氣性能,像N95口罩及醫用外科口罩通氣阻力都在300 Pa左右,雖然防護性能高,卻不利於透氣和通氣。這裡牽扯到一個通氣阻力,它是口罩佩戴舒適性的主要指標,通常以帕(Pa)為計量單位,通氣阻力越高,則佩戴者呼吸就越困難。一般來說,在同等技術水平下,防護性能越高的口罩,舒適性就會相對降低。《民用衛生口罩》團體標準將成人用口罩材料通氣阻力定為≤49Pa;根據國內口罩濾材技術水平,考慮到兒童呼吸生理情況,將兒童用口罩材料的通氣阻力定為≤30Pa。很明顯,成人口罩高於兒童19 Pa的阻力,如果兒童佩戴成人口罩,勢必通氣阻力會增大,如果是佩戴N系列(如N95,KN95),其通氣阻力達到300 Pa,是兒童口罩的10倍!遠遠超過兒童的心肺承受範圍。

但是在《民用衛生口罩》團體標準實施之前,市場上的兒童口罩種類繁多,品質良莠不齊,很多情況下並不分成人和兒童,兒童口罩往往只是成人的縮小版。疫情期間,市場上也很難買到合適的兒童口罩,很多情況下,孩子不得不和家長使用同一款的成人口罩。

因此,國家在2020年5月6日,發布並開始實施《兒童口罩技術規範》,成為我國首個專門針對兒童口罩的國家標準。標準規定兒童防護口罩的呼氣阻力和吸氣阻力均不高於45Pa,通氣阻力不高於30Pa。

    

口罩儘管有很多作用,但是並不是適合所有人群。醫用外科口罩、N95、醫用防護口罩並不適有心臟疾病或呼吸系統有困難的人群(如哮喘肺氣腫)、皮膚對口罩材料過敏的人群、孕婦,除特殊需要外,若長時間佩戴後會產生頭暈、呼吸困難。另外,3歲以下的嬰幼兒也不適宜戴口罩。

不同的疫情風險地區,對口罩的佩戴有不同的要求。高風險暴露人員以及較高風險暴露人與,戴醫用口罩或N95/KN95口罩;較低風險暴露人員,戴一次性使用醫用口罩;低風險暴露人員(戶外活動者,包括空曠場所/場地的兒童、學生),也可以不戴口罩。最近國家衛健委發布了最新的規定:「學生應隨身備用符合一次性使用醫用口罩標準或相當防護級別的口罩;低風險地區校園內學生不需佩戴口罩。口罩佩戴應遵循國務院應對新型冠狀病毒肺炎疫情聯防聯控機制印發《公眾科學戴口罩指引》原則。」

之所以人們熱衷於佩戴N95口罩,是因為N95口罩的阻擋能力強。一項研究發現,與外科口罩相比,布口罩只能阻擋約3%的顆粒,而外科口罩只能阻擋53%的顆粒。同時,N-95卻阻止了99.9%的顆粒物。(MacIntyre CR et al., 2015)  

因此,不難發現,各種口罩都有適合的人群和標準,都具有一定的通氣阻力。如果在運動的時候佩戴口罩,都會影響通氣效果,從而減少氧氣的攝取和二氧化碳的排放。

從兒童青少年的運動生理學、體能訓練學的角度來看,兒童青少年肺的通氣功能尚未完全發育好,其胸圍、呼吸差(深吸氣與深呼氣的胸圍差)均比成年人小。(見圖1)兒童的肺組織比較脆弱,小兒肺容量僅有成人的1/6,潮氣量(平靜呼吸時每次吸入或呼出的氣量)也比成人小;兒童青少年的肺泡數目比成人少,肺泡壁的彈力纖維也較少,呼吸肌力量較弱,呼吸運動的幅度不大。

              圖1 兒童青少年的胸圍、呼吸差和肺活量比較(武漢體育學院運動生理教研室,1981)

由於兒童的肋間肌較成人發育不良,因此,兒童吸氣多依賴膈肌來完成。為了減少橫膈膜的工作量和保持微小的通氣,會用較小的潮氣量進行快速呼吸,呼吸頻率往往隨著年齡的減小而增大。他們的橫膈膜I型肌肉纖維較少,容易出現早期疲勞。

兒童青少年相比成年人的潮氣量較小(平靜呼吸時每次吸入或呼出的氣量),但是需氧量卻比成人大,嬰兒和兒童的代謝氧需求量大約是青少年和成年人的兩倍。兒童青少年功能餘氣量較小(平靜呼氣末存留於肺內的氣量)。因此,兒童青少年的氧氣儲備能力比成年人差。兒童的年齡越小,其呼吸頻率越快。(見圖2)

                                                    圖2 不同年齡階段潮氣量和呼吸頻率

當兒童青少年在運動中,如果運動負荷較大,欠下的氧債就要比成年人多,承受氧債的能力比成年人差。兒童青少年的最大氧債只有成人的一半至三分之二,所以他們難以堅持運動強度大、持續時間長的運動(見圖3)。兒童青少年呼吸中樞對呼吸機能的調節也不如成人完善和穩定,呼吸中樞的興奮性雖然比成人高,但是呼吸中樞對體內二氧化碳增加的耐受能力差。

                             圖3 兒童青少年最大氧債量(武漢體育學院運動生理教研室,1981)

因此,兒童青少年在運動的時候,由於呼吸深度不夠,需要加速呼吸的頻率。如果這時候有了外界的阻力,比如口罩、面罩,無疑增加了呼吸的難度,會造成氧氣的供應不足。如果運動強度大,運動時間長,則會造成滿臉通紅、頭暈等缺氧症狀,這時如果有潛在的心血管疾病,可能會誘發嚴重的病症發生,甚至猝死。

疫情期,我在帶自己孩子進行鍛鍊的時候,發現同樣1分鐘的跳繩,戴口罩和不戴口罩有不小的差別,心率明顯比不戴口罩快,而且戴口罩也容易疲勞,孩子主觀反應難受、憋悶呼吸困難,甚至感覺心慌。孩子運動時戴口罩,無形中增加了運動的強度,如果持續運動時間過長,對氧氣的需求量明顯增大,特別是缺乏鍛鍊的兒童,突然增大負荷運動,會造成孩子的心肺功能難以承受。

近期的一項測試實驗表明,不同配速下戴兩種口罩(普通口罩和N95口罩)進行跑步,相比不戴口罩,其心率明顯升高,通氣量則明顯減少,佩戴 N95口罩最為明顯。(見圖4和圖5)    

                                           圖4 不同配速下戴不同口罩跑步心率對比(次/分)
                  (http://sports.sina.com.cn/run/2020-05-06/doc-iirczymk0086171.shtml)

      

                                              圖5 不同配速下戴不同口罩跑步通氣量對比(次/分)
                  (http://sports.sina.com.cn/run/2020-05-06/doc-iirczymk0086171.shtml)

現在孩子們已經形成了出門戴口罩的良好習慣,甚至在運動的時候也不願意摘下來。由於兒童的天性就是玩,WHO建議3-4歲兒童,在各類體育活動中至少要達到3小時,其中至少要有1小時是中等強度到高強度的身體活動;5-17歲兒童及青少年,至少每天應該有1小時中等到高強度身體活動。

因此,兒童青少年在運動的時候,不應該配戴任何類型的口罩,特別是年齡越小,越不能戴;如果覺得運動所處的環境不安全,必須戴口罩時,可以暫時不進行運動或者避開該運動場所。教育部也已經明確要求,學生在上體育課、體育鍛鍊時不允許戴N95口罩(2020.5.12)。家長和老師也一定要告訴孩子們,何時需要戴口罩,何時則不需要戴,哪些情況下戴口罩是危險的,哪些情況下戴口罩是安全的,還能起到保護作用。

      運動是良藥,科學、安全地運動很重要!

                                                                       (部分圖片源自百度圖庫)

作者簡介

楊至剛

體育學博士

美國伊利諾伊大學香檳分校體能與健康促進博士後

祁連學者

復旦大學體育教學部副教授

河西學院特聘教授

《中國組織工程研究》執行編委

《Kines Digest》副主編

《American Journal of Sports Science (AJSS)》客座主編

備戰2020東京奧運會體能專家組成員

中國壘球協會體能專家

中國體能訓練分會體能訓練教材編審專家

美國MLB青少年教練員

美國運動醫學(ACSM)學會會員

美國體育教育與健康協會會員(Shape America)

美國庫伯有氧中心(中國)體能與健康專家

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