2003 IKE 18-0

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PIKE-icon-IKE-20-50 Make a note   熱門話題: SARS 與防護口罩的常識


 SARS; WHO;
TechInfo   ..彭明輝@Internet
清華大學
 
前言:戴口罩真的沒有用嗎?
網路和新聞報導都在流傳「防 SARS 戴口罩沒有用,只能靠提昇自己的免疫力」。這個說法所根據的理由是:病毒的大小只有 0.08 微米,但口罩的縫隙至少有 0.3 微米,所以口罩不能防 SARS

這個說法所引述的數據都對,但是推論的學理基礎卻嚴重錯誤,根本沒有弄清楚: SARS 口罩要防範的主要是藏在口鼻飛沫(遠比病毒大上百倍)裡的病毒,而不是一隻一隻完全沒沾染到口鼻飛沫的「乾淨」病毒。因為,這推論根本沒有弄清楚 SARS 的傳染途徑,也沒有考慮到流行病學的證據。

假如 SARS 完全只是口鼻飛沫傳染,則口罩的縫隙只要小於口鼻飛沫的尺寸(通常 5 微米以上),就可以有效防堵 SARS 的感染。在這種情況下,一般外科醫師用的口罩(用四條棉繩綁在頭部的那種,而不是用鬆緊帶掛在耳朵上的那一種)就足以防範 SARS 的感染。

但是假如 SARS 病毒可以像肺結核病菌那樣,完全靠患者的呼吸散播在空氣中傳染,不沾黏任何口鼻飛沫地在空氣中自由飛翔,則口罩的縫隙必須要小於病毒才能有效防堵 SARS 的感染。所以,關鍵問題是: SARS 到底是飛沫傳染?還是空氣傳染?但是,要回答這個問題,就不能只算病毒的尺寸和口罩的孔隙,而要靠流行病學的原理去判斷。

世界醫療組織( WHO )三月份的時候認定 SARS 是飛沫傳染(所以列為第四級傳染病),而不是像肺結核那樣的空氣傳染(一級傳染病)。但是,後來香港傳出可能有少數不屬於飛沫傳染的案例。因此,醫學界目前對 SARS 的傳染方式一般都認定 SARS 的感染途徑有三種:
  • 仍以直接的飛沫傳染為主,以及
  • 因為手部沾染到患者口鼻飛沫後碰觸口、鼻、眼三個體液的濕潤地帶而傳染(簡稱「手口傳染」),但是
  • 不排除(也無法證實)病毒經由空調系統傳染(但是很可能病毒身上還是沾黏著口鼻分泌物,因此顆粒體積還是遠比病毒本身大)。
因此,帶口罩和勤洗手成為防範 SARS 的主要(而且有效)的措施。

不過,空氣傳染的可能性有多高,醫學界還是在質疑。世界醫療組織所以會在三月份排除 SARS 有空氣傳染的可能性,是因為:假如 SARS 真的是空氣傳染的,則三月份長途飛行的危險班機上大部分乘客都會感染 SARS ,而不像事實所顯示的僅有少數旅客被感染。此外,最近英國針胳刺醫學期刊( Lancet Medical Journal )刊載了香港醫院管理局的調查報告,指出:有鑑於使用口罩能高度預防病毒,而且沒有使用口罩的醫護人員中有三成沒有感染 SARS ,因此足以顯示 SARS 是飛沫感染而非空氣傳染。因此,這篇文章建議:只要徹底隔絕掉飛沫傳染與手口傳染的途徑(戴口罩、穿預防袍、戴手術手套、勤洗手),就可以有效防止 SARS 的感染。此外,這篇文章還表示, 69 位有徹底執行前述四項預防措施的醫護人員中,沒有一位感染 SARS

此外,威爾斯醫院的一位醫師也在同一個醫學期刊表示:該醫院曾經連續超過十天使用噴霧器治療 SARS 病患,以致病患身上的 SARS 病毒隨著噴霧器的懸浮顆粒在空氣中擴散,是病毒蔓延的重要原因。因此,關於香港所傳出空氣傳染的說法,會不會根本就是噴霧器的氣流所驅動的,就很值得再追究了。

綜合以上事實,即使不排除帶有病毒的口鼻分泌物可能在氣流強大時隨風飄送到較寬的範圍,但是 SARS 的傳染應該還是絕大部分都通過口鼻分泌物而擴散。假如是這樣,則口罩當然是非常有用的防範措施了!



壹、 SRAS 病毒顆粒有多大
根據新英格蘭醫學期刊(The New England Journal of Medicine)的一篇論文 [1] 指出:電子顯微鏡照相下,SARS 病毒的直徑是 80∼140奈米(即 0.08∼0.14微米),厚度(類似皇冠周緣的突觸高度)是 20∼40奈米(0.02∼0.04微米)。下圖所示即 SARS 冠狀病毒的顯微照片,下圖右下方的黑色橫線長是 100奈米(100nm)。

 


貳、口罩的分級
N95 之類型口罩是美國指定防範肺結核病菌防疫的口罩,可以有效濾除結核桿菌(直徑約為 0.3~0.6 微米,長 1~4 微米),防止空氣感染。

根據美國職業安全衛生研究所( NIOSH )的 1995 6 8 日公布的測試標準,所有 N 型口罩都是用來過濾空氣中的非油性懸浮顆粒,可反覆使用。除另有標示外,通常無使用時限。 P 型口罩都是用來過濾空氣中的油性與非油性懸浮顆粒,使用時限為八小時。 R 型口罩是用來過濾空氣中的油性與非油性懸浮顆粒,可反覆使用。除另有標示外,通常無使用時限。

 
N
P
R
顆粒性質
非油性懸浮顆粒
油性與非油性顆粒
油性與非油性顆粒
使用時限
通常無使用時限
時限八小時
通常無使用時限



 
此外, N100 P100 R100 三型口罩都是用 0.3 微米(另一說為 1 微米顆粒,詳見註解 [2] )微粒進行測試時,阻隔效率須達 99.7 % 以上; N99 P99 R99 都是過濾率在 99 %以上,而 N95 P95 R95 都是過濾率在 95% 以上。

因此, N95 口罩是用 0.3 微米氯化納微粒進行測試,阻隔效率須達 95% 以上,並經帶用者臉龐緊密度測試,確保在密貼臉部邊緣狀況下,空氣能透過口罩進出。符合此測試的才發出 N95 認證號碼。

標準的外科醫用口罩是分三層的:外層有阻塵阻水作用,可防止飛沫進入口罩裡面,中層則有過濾作用,可隔住 90 % 以上的五微米顆粒,近口鼻的一層用以吸濕。基本上,外科醫用口罩應該已經足夠隔絕口鼻分泌物(外科手術用具的必要條件)。

香港大學護理學系助理教授梁淑琴博士表示: N95 口罩可以反覆使用一個月,孕婦、患有慢性呼叫道疾病或哮喘病者,不適宜使用 N95 口罩。至於外科專用手術口罩則只能使用四小時,四小時後就應該廢棄而不可再循環使用。



參、其它代用口罩
歐洲共同市場使用的口罩標準是 FFP1 FFP2 FFP3 三種規格。它測試時也是用 0.3 微懸浮顆粒,在略大於美規的流量下,過濾率分別達到 80 %、 94 %、 97 %。因此, FFP2 的規格接近 N95 口罩(流量略大而過濾率略低)。

據勞工安全衛生研究所 2003/3/17 發表的新聞稿(見下頁圖表,同樣數據圖表也出現在宏恩醫院家庭醫學科譚健民主任的文章),歐盟的工業用口罩標準 FFP2 FFP1 型口罩過濾效果略遜於 N95 ,而附加活性碳的口罩雖然表面上過濾效果則近於(略優於)外科醫用口罩,但是因為無法貼近臉龐因此實際的效果遠不如外科醫用口罩。

這一份資料定性上(不同口罩間效果的相互比較)可能是對的。不過,這份資料並未標明出處,而且所有曲線左半部都顯示:「微粒顆粒直徑小於 0.1 微米時,雜質顆粒愈小過濾效果反而更好」,這似乎違背物理原理。或許要進一步去查證才能知道問題出在哪裡。我到美國職業安全衛生研究所( NIOSH )的網頁去查過,沒找到相關資料。

微粒粒徑(微米)

但是,標準的外科醫療口罩是用四根棉繩綁在後腦,才能真正緊貼整個臉龐,而達到有效的防護效果。一般市面上的活性炭口罩是用兩條鬆緊帶掛在耳朵上,因此無法真正緊貼整個臉龐。


    
外科手術口罩(有四根棉線)

活性炭口罩(用鬆緊帶掛在耳朵)


根據勞工安全衛生研究所 2003/3/17 發表的新聞稿指出:用兩條鬆緊帶掛在耳朵上的口罩(不管是哪一型),約有 50 % 的空氣會從周邊縫隙洩漏進口罩內部。因此,這種口罩的防護效果遠比標準的外科醫療口罩差。

  
外科手術口罩用兩組棉線分別通過耳朵上方以及下方,
在後腦綁緊,所以可以達到與臉部較佳的密貼。

  
掛在耳朵上的活性炭口罩無法與臉龐密貼,
所以過濾飛沫的效果大打折扣。



肆、美國疾病管制局( CDC )有關口罩的過渡性建議 19/04/2003 [3]  
從前面兩項有關 SARS 病毒顆粒大小和口罩縫隙的大小看來,假如 SARS 病毒可以單獨在空氣中漂浮傳染,則所有的口罩(含 N100 )都無法有效百分之百地過濾 SARS 病毒(病毒直徑只有 0.08 微米,但所有口罩都是在懸浮顆粒直徑為 0.3 微米(或 1 微米)時仍有極小部分顆粒沒有被過濾掉。

不過,口罩的目的並不是要百分之百過濾掉所有病毒才有用,只要病毒濃度夠低,人的免疫能力就很可能足夠抵抗病毒。而且病毒通常和患者的口鼻分泌物黏在一起,所以需要被過濾的實際顆粒應該明顯地比病毒直徑 0.08 微米還大。因此, N95 就有機會有效地把病毒濃度降地到對人不具有威脅性,或威脅極低的程度。

更重要的是: CDC 根據 4/19 以前的既有資訊判斷, SARS 的傳染除了通過手口感染外,絕大部分( predominately )是通過口鼻飛沫傳染。也就是說,在 SARS 病患咳嗽或打噴嚏時噴出口沫旁人吸入這些口沫,然後才被感染。因此,口罩只要足以遮蔽口鼻飛沫,就已經可以避免掉絕大部分的感染機會。如果根據這個標準,只要使用外科醫用口罩,就已經足夠隔絕口鼻分泌物,以及 SARS 絕大部分的感染機會了。

不過,雖然 CDC 沒有證據可以支持空氣傳染為 SARS 的感染途徑之一,而且許多證據都不支持 SARS 可以經由空氣感染。譬如,假如 SARS 真的可以經由空氣感染,則載有 SARS 病患的長途飛機上極高比例的乘客都會感染 SARS 。但是, CDC 也不敢完全排除這個可能性。因為,醫界對 SARS 的經驗證據太少,根本不足以百分之百地確定任何事情。

因此,在四月十九日的 CDC 網頁上,關於口罩的過渡期建議裡 CDC 就採取了兩種不同標準的建議:( 1 )對於 SARS 病患及其家人,只建議使用外科醫用口罩(足以隔離口鼻飛沫傳染);( 2 )但是,對於長期與 SARS 病患近距離密切接觸的醫護人員而言, CDC 採用了最嚴苛的防範標準,建議使用防範肺結核病(空氣傳染)的 N95 口罩(這和世界醫療組織 WHO 的建議一致)。

假如 SARS 真的完全是口鼻飛沫傳染,用外科醫用口罩就夠了,用 N95 真的是太誇張了!不過,假如 SARS 病毒確實可以像肺結核菌一樣地在空氣中漂浮(空氣傳染), N95 的孔隙雖然還比病毒的直徑大,但應該已經足以將大部分病毒濾除,使吸入的病毒濃度降低到不致於有效感染人體的程度。



伍、口罩夠好,還要用得對才有用
不過, 3M 的一份刊物在 2002 年時引述美國職業安全衛生研究所( NIOSH )的調查報告說, NIOSH 1998 年美國市面上的 N95 口罩進行試驗,結果只有 45 % 的產品能和人的臉龐達到規定的密貼程度。 [4]
    因此,不管你帶的是外科醫用口罩或是 N95 口罩,一定要想辦法確定口罩和臉龐有良好密貼才行。簡單的試驗方法是:戴上口罩後,用力呼氣,空氣不可以從口罩邊緣洩漏出去。

香港大學護理學系助理教授梁淑琴博士表示: N95 口罩可以反覆使用一個月,孕婦、患有慢性呼叫道疾病或哮喘病者,不適宜使用 N95 口罩。至於外科專用手術口罩則只能使用四小時,四小時後就應該廢棄而不可再循環使用。 [5]



陸、哪裡可以找到可靠的進一步資訊
SARS 的醫學專業資訊一直在更新,但是台灣的電視和報紙都把真假消息一起報導,不加過濾。網路上的訊息可信度更低。因此,只能相信醫學專業的第一手資訊或醫學專業資訊的間接報導。
  我個人反覆驗證各種消息管道後,確定消息來源具有極高度可靠性的只有以下來源:



柒、跟口罩有關的具體建議
   
以下是我個人根據上述事實所進行的進一步個人推測,但推測過程已謹慎地求嚴謹。雖然 SARS 死亡率有邁向 10 %的趨勢,但是這可能是把大陸、印度等人口密度高而衛生與醫療體系差的地區都給算進去平均所致。而且,早期死亡的病例似乎都集中在兩種情況(我還沒詳查,只憑印象,有機會說錯):

  • 原本就長期臥病,身體衰弱的人;
  • SARS 的第二期(發病第二週)或第三期(發病第三週)才就醫,因此身體內的病毒濃度和活性都已經較高。


假如以上屬實,則即使有 10 % 的死亡率,也可能意味著隨便挑十個原本健康的患者,只要他們都及時在一發病時便主動找到適當的醫療場所,很可能十個人都可以康復。不過,這一段目前仍屬個人的臆測,我會進一步仔細整理文獻,以便做更嚴謹的推測。

在前述這些推斷與猜測的基礎上,參考了 CDC 的過渡期規範,以及 SARS 死亡率有邁向 10 % 的趨勢(可能意味著病毒的濃度和活性都比 CDC WHO 定標準時高,因為當時死亡率只有 3 %∼ 5 %),我建議個人的 SARS 防範措施和口罩的使用時機如下(大致上比 CDC 的要求嚴,以便對付身邊不守規矩的台灣人,然後再加以更細的分級):

  • 勤洗手。沒有徹底清洗過手之前,絕對不可以用手碰觸「眼、鼻、口」。
  • 不熬夜、不晚睡、睡眠要足,多吃蔬菜、水果,多喝水,以便保持免疫力。
  • 盡可能避開密閉空間(如百貨公司與電影院、 KTV ,病毒可能會累積出較讓人擔心的濃度),避不開時就不要久留。
  • 出外時身上隨時帶一個用棉繩繫緊的標準外科醫療用口罩(以下簡稱「標準外科口罩」),最不得已時至少帶一個掛在耳上的那種活性炭口罩(但使用時還是要盡量讓它密貼臉上,減少洩漏),以備不時之需。
  • 停留在戶外空間,且可以持續和他人保持兩公尺(或一公尺以上)距離時,可以考慮不戴口罩。
  • 在戶外而經常要和人擦身而過時(如菜市場),至少戴上掛在耳朵上的那種活性炭口罩(以下簡稱「活性炭口罩」)。
  • 在空氣流通不良(但非密閉)的公共空間內時(如大賣場),盡量戴上標準外科口罩,至少一定要戴上活性炭口罩。
  • 在教室內或室內公共集會時,要把門窗全部打開,讓空氣保持暢通(還好現在通常風大,尤其是在新竹風城)。身週有人打噴嚏或咳嗽時,請他至少戴上活性炭口罩。不得已時只好自己戴上標準外科口罩或活性炭口罩。
  • 去醫院時最好帶著一個 N95 口罩。在大廳時可以只戴上標準外科口罩,但戴上 N95 口罩會更安心。在內科或胸腔科門診候診時,盡可能要戴上 N95 口罩。



註解及參考文獻
  • Thomas G. Ksiazek, Dean Erdman, etc., "A Novel Coronavirus Associated with Severe Acute Respiratory Syndrome," The New England Journal of Medicine, Vol. 348, No. 20, pp. 1947-1957, 2003. (also downloadable from www.nejm.org ).
  • 關於這個顆粒的大小,有三種說法:大公網副刊說是 1 微米,台灣的勞工安全衛生研究所也說是 1 微米,只有一個大陸的網頁(中國科學器材網)說是 03 微米。我在網路上沒找到  NIOSH 的原始標準,因為大陸的網頁提供的資料最詳細,因此暫時採取它的說法(細節請參看   http://www.sciequip.com.cn/feidian/jieda.asp   )。
  • CDC 的網頁裡篇名為  "Interim Domestic Guidance on the Use of Respirators to Prevent Transmission of SARS"   的過渡期間暫行標準。
  • "NIOSH cites poor fit of many current N95s, urges fit test change," 3M Job- Health Highlights, Volume 20, Number 1, pp. 1-2, 2002.
  • 在一篇名為「正確使用口罩方法( Wearing Masks Properly )」的網路文章

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      更新期別: 2003IKE18-0. Date: 2003/11/25.
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