【家庭醫學】~ 運動時戴口罩會不會有影響？

微解封首週，相信很多人已經迫不及待出門走走了；你會不會覺得騎車、跑步、爬山時，戴個口罩很難呼吸？一下子就累了呢？

其實這個問題在我家也有出現，和家人去走走小步道，太太覺得戴口罩好難呼吸，需要休息比較多次；我則覺得爬山沒什麼影響，反而是去河濱追著小朋友的腳踏車跑步時，會比平常容易累。

一些朋友戴著口罩外騎，也覺得瓦數做不出來，變得比平常弱，所以好奇來看看有沒有文章來討論，整理後分享給大家。

--------- 開始看一些文章囉 ----------------------

1. 第一篇是討論戴布口罩和外科口罩，在劇烈運動時的表現

Shaw, Keely, et al. "Wearing of cloth or disposable surgical face masks has no effect on vigorous exercise performance in healthy individuals." International Journal of Environmental Research and Public Health 17.21 (2020): 8110.

https://doi.org/10.3390/ijerph17218110

實驗找了14位 (7男、7女；年齡 30.3 ± 10.9 歲)，平常有規律運動習慣的人，分別進行三次測驗 (不戴口罩、戴布口罩、戴外科口罩)。

測驗內容為使用「自行車測力計」(就是可以調阻力測功率的飛輪車)，自行決定起始的功率 (35W-100W)，並以每2分鐘增加35W，向上增加，直到力竭。測驗期間去測量動脈氧飽和度、組織氧合指數、主觀的勞累程度及心率。

最後結果如下：
最大功率：(各組間沒有差異)
沒有口罩 234 ± 56 W
外科口罩 241 ± 57 W
戴布口罩 241 ± 51 W

力竭時間：(各組間沒有差異)
不戴口罩 622±141秒
外科口罩 657±158秒
戴布口罩 637±153秒

也沒有因為戴口罩就產生缺氧的情況出現。

※ 阿賢小結：看起來一切都很美好，戴了口罩好像不會對運動有什麼影響耶？

2. 所以我們就來找找看如果用N95，會不會造成運動表現下降吧

Epstein, Danny, et al. "Return to training in the COVID‐19 era: the physiological effects of face masks during exercise." Scandinavian journal of medicine & science in sports 31.1 (2021): 70-75.

https://doi.org/10.1111/sms.13832

這次找了16個男性 (年齡 34 ± 4 歲)，平常也有規律的中高強度運動習慣，分別進行三次測驗 (不戴口罩、戴外科口罩、戴鴨嘴式N95口罩)。

一樣是使用自行車測力計，從25W開始，每3分鐘增加25W，直到力竭；期間測量心率 (HR)、氧飽和度 (SPO2 )、呼吸頻率 (RR) 、呼氣末二氧化碳濃度 (EtCO 2 )及主觀疲勞程度量表。血壓則在開始及結束時測量。


結果如下：

心率、呼吸頻率、血壓、氧飽和度和力竭時間沒有顯著差異。
(力竭時間：不戴口罩為 18.9 ± 3.7 分鐘，戴外科口罩為 18.3 ± 3.7 分鐘，戴 N95 為 18.5 ± 3.6 分鐘。)

但在較高強度的運動時，呼氣的二氧化碳濃度則有明顯不同 (N95>外科>不戴口罩)。

※ 阿賢小結：看起來運動的表現還是沒什麼變化耶？只是這個實驗多測了一個呼氣末的二氧化碳濃度，能不能做為解釋我們覺得戴著口罩比較喘的原因呢？

而且要注意的是，在2011年的研究發現，使用 N95 口罩會導致吸氣和呼氣流動阻力的平均增加分別為 126% 和 122%，氣體交換率也下降了37%。另外，口罩隔開的空間，會造成重新吸入二氧化碳含量高的空氣，如果時間拉長，會不會有更大的影響，都在這個實驗中得不到答案。

Lee, Heow Pueh, and De Yun Wang. "Objective assessment of increase in breathing resistance of N95 respirators on human subjects." Annals of occupational hygiene 55.8 (2011): 917-921.

3. 前面都踩腳踏車，有沒有跑步機的實驗呢？

Driver, Simon, et al. "Effects of wearing a cloth face mask on performance, physiological and perceptual responses during a graded treadmill running exercise test." British journal of sports medicine (2021).

http://dx.doi.org/10.1136/bjsports-2020-103758

這次找了31名成人（年齡 :23.2±3.1 歲；14女、17男），分別不戴口罩和戴布口罩，在跑步機上進行最大攝氧量測試。

結果戴布口罩，明顯減少運動時間 (-01:39±01:19 min/sec, p<0.001)、最大耗氧量 (VO 2 max) (-818±552 mL/min , p<0.001)、分鐘通氣量 (-45.2±20.3 L/min)、最大心率 (-8.4±17.0 每分鐘跳動, p<0.01) 和呼吸困難增加 (1.7±2.9, p<0.001)。

簡單來就是差很大！運動時間減少 14%，VO2max減少 29%。

※ 題外話，還有研究在討論戴口罩會影響溫度調節

日常工作活動中，佩戴外科口罩和 N95， 30 分鐘後，鼓膜溫度(耳溫) 分別升高 0.07 和 0.03°C

Roberge, Raymond J., Jung-Hyun Kim, and Aitor Coca. "Protective facemask impact on human thermoregulation: an overview." Annals of occupational hygiene 56.1 (2012): 102-112.

〖結語〗

好啦，看到大家頭都暈了，究竟這些研究能不能到現實生活中使用呢？其實會有一些問題存在。

第一就是研究的對象多為年輕人，40-50歲甚至以上的族群不確定戴著口罩運動有沒有什麼影響，而且也沒有合併慢性病的資料，例如：三高。

第二就是上面研究的測試都是高強度的，有點像自行車的FTP test，以及最大攝氧量測試，相對運動的時間都短，如果像爬山一爬就是半天一天的，或是自行車一騎就是3-4個小時，不知道上面提及的呼氣末的二氧化碳濃度會不會升到對身體有害的程度。

最後就是這些實驗，都沒有考慮到口罩可能因為長時間使用後，汗水浸溼而影響呼吸的狀況。

我自己的建議如下：

1. 循序漸進：從強度較低的運動開始嘗試，例如：散步、慢慢騎車；再慢慢拉長時間，如果身體沒有不適，再提高強度和拉長時間。另外，活動中在開放附近沒人的情況下飲水或飲食時，也可以趁機換氣，把累積的二氧化碳吐掉。

2. 有備無患：運動時，多帶幾個備用口罩用防水夾鏈袋收好，如果真的口罩太溼，影響到呼吸或換氣效率，至少還有可用的口罩。

3. 接種疫苗：真的想在戶外無罩趴趴走，還是需要疫苗接種率先拉上來，就像之前提過的，打完疫苗至少可以大幅下降重症機率；即便感染之後，也比較有機會可以重回戶外。

咖啡因是運動中使用最廣泛的補充劑之一👨🏻‍⚕️
根據國際運動營養學會的立場，咖啡因是被歸類於最強證據等級中，食用後可以有效的增加運動表現。
🟢咖啡因在運動過程中和恢復期間都會增加心率。
🟢咖啡因延遲迷走神經的活躍
🟢心率的差異取決於三個主要因素的組合：咖啡因劑量、運動類型和心肺適能。

但很多運動中的心率實驗發現，心率的改變不完全因為咖啡因，
有一研究補充咖啡因和安慰劑之間的心率結果無顯著差異；
另一則是比較不同種運動和不同強度等的結果也不一樣，
研究裡比較跑步與跆拳道、高強度運動與最大強度運動，
都是前者（跑步、高強度運動）心率有因為咖啡因而提高，後者（跆拳道、最大強度運動）則無。
➡️表示有時同一成份，不一定對每個人有同樣的反應。

下一篇我們將會來分享 咖啡因與不同基因型的運動表現反應。
🔊歡迎跟我說說，你有注意過運動中有無喝咖啡，對你心跳有什麼影響嗎？

參考資料：Benjamim, C. J. R., Kliszczewicz, B., Garner, D. M., Cavalcante, T. C. F., da Silva, A. A. M., Santana, M. D. R., & Valenti, V. E. (2020). Is caffeine recommended before exercise? A systematic review to investigate its impact on cardiac autonomic control via heart rate and its variability. Journal of the American College of Nutrition, 39(6), 563-573.

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【運動醫學】~ 次最大運動測試 (Sub-maximal Exercise Testing)
　　
為了解決測試最大攝氧量的設備並不容易取得，以及部分不適合進行最大運動測試的族群，「次最大運動測試」被設計出來了。
　　
※ 警語要寫在前面，如果你有已知的慢性疾病追蹤中，要進行下列測試時，建議諮詢你的家庭醫師，以避免測試中發生不必要的風險。
　　
以下介紹幾個常見的：
　　
1. 改良式的布魯斯跑步機測試（Modified Bruce Treadmill Test）

這在心臟科的檢查也常看到，就和運動心電圖相同的設置；測驗分為0~7不同階段 (共9個)，對應不同的跑步機速率&坡度，每個階段跑3分鐘。

最後看跑了幾分鐘，代入對應的公式，就可以得到預估的VO2max。(所以變數只有你能跑多久)
　　
2. 單一階段次最大跑步機走路測試（Single-Stage Submaximal Treadmill Walking Test, SSTWT）

速度定在2.0mph ~ 4.5mph，以讓受測者可以維持在最大心率的50%~70%進行測驗，在坡度0%持續4分鐘；再上升至坡度5%測驗，並收集最後穩定的心率；最後調回坡度0%做收操。(所以變數有：跑步機速率、在坡度5%的最後穩定心率、年齡、性別)
　　
3. Astrand and Ryhming 腳踏車測試（A-R Cycle Ergometer Test）

這兒指的腳踏車就是健身房看得到那種可以調阻力看功率的。

一開始先因應受測者不同，選擇可能適合的功率75W、100W、150W。迴轉數設定在50rpm，進行6分鐘的測試，並收集最後15到20秒的心率數。

如果最後的心跳數在每分鐘130~170次，且第5、第6分鐘，相差不到每分鐘5次，實驗即結束；如果相差大於每分鐘5次，就繼續踩下去；但如果心跳低於每分鐘130次，則要提高設定功率，再重新開始。

最後再用穩定心率和設定功率去查表，並配合年齡校正因子，即可得到最大攝氧量估計值。
　　
4. 加拿大有氧適能測試（Canadian Aerobic Fitness Test, CAFT）

這有點像台灣的體適能測驗常用的「3分鐘登階測驗」，只是更複雜一些，分為兩個階段。

依據年齡不同，登階的初始速率就不同；而收集運動後10秒的心率數，再決定要不要進到第2階段。

附註：台灣常用的三分鐘登階測驗 (不過最後得出的數值不是最大攝氧量)
https://www.fitness.org.tw/measure06.php
　　
5. 12分鐘跑步測試（12-Minute Run Test, 12-MRT）

這個很單純，就是12分鐘，你能跑多遠是多遠，變數就只有距離一個。後來因應心血管疾病族群，設計了12分鐘走路測試。

像我的運動錶，叫我去跑或走一段15分鐘以上的活動，就可以算出最大攝氧量，那應該就是用這個公式（因為這個算式完全不考慮到心率數，所以如果要刷數據就儘量衝，不用管配速了...XD）
　　
6. 20公尺折返跑測試（20-Meter Shuttle Test, 20-MST）

每1分鐘為一階段，初始速率分別為女生8.5km/h、男生10km/h；每完成一階段，上升0.5km/h，評估最後到什麼速率沒辦法再跟上。

最後把最大的速度及年齡代入公式就可以得出最大攝氧量估計值。
　　
7. 1英里跑道步行測試（Rockport Fitness Test, 1-MTW）

在一英里長的距離中，能「走」多快是多快，並在每1/4英里時紀錄心跳數，至少要進行2次；最後把所需時間及4次心跳數的平均值代入公式就可以得到最大攝氧量。

後來也發展出，1.5英里跑步測試、2英里跑步測試...等。
　　
〖小結〗

上面介紹的各項「次最大運動測試」都是經過信效度檢驗可信度相對高的方式，但估計畢竟是估計，一定會有誤差值。

而且，你可以看到，有些測驗方式，根本不去看心率變化，和很多練習跑步的人，會特別去算不同的心率區間，好像搭配不起來。

其實大家千萬不要有數值越高，運動表現越好這種迷思；最大攝氧量就只是一個有氧適能的參考值，運動最終的表現，影響的因素太多了，以跑步而言，例如：跑步的姿勢、配速、技巧，甚至是無氧適能等等，都會決定最後的結果。

總算寫完這一部分了，明天是最後一個單元，從文獻中來看看，怎麼樣的訓練，可以提升最大攝氧量。
　　
※ 參考文獻：

Noonan, Vanessa, and Elizabeth Dean. "Submaximal exercise testing: clinical application and interpretation." Physical therapy 80.8 (2000): 782-807.

https://doi.org/10.1093/ptj/80.8.782