成人のピーク運動時におけるN95または布製マスク着用は安全か?(ランダム化クロスオーバー試験; JAMA Netw Open. 2021)

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新型コロナウイルス感染症2019(COVID-19)流行期において、運動中にマスクをしていても問題ないのか?

大多数の健康な成人に対して、安静時や日常生活動作時にマスクを着用することは、SARS-CoV-2の人から人への空気感染のリスクを低減するために安全かつ効果的であると推奨されています(CDCWHO)。オリジナルの研究では、マスク着用が運動安全性の臨床指標に影響を与えることを示す証拠はまだ見つかっていません(PMID: 23877260)。

そこで今回は、疲労がピークに達する程の運動負荷試験(exercise stress testing, EST)中にマスクを装着することが、臨床的に示される安全性の懸念を引き起こすかどうかを検証した試験の結果をご紹介します。

試験結果から明らかになったことは?

参加者20例のうち、女性は9例(45%)であった。女性の平均(SD)年齢および平均(SD)体格指数(体重kg÷身長m2で算出)は、それぞれ35(11)歳および25.1(4.2)であり、男性(それぞれ39(11)歳および25.0(2.4))と有意な差は認められませんでした。

マスクをしてESTを行うと、マスクをしない場合に比べて、ピーク酸素摂取量(V̇O2)と心拍数が低下しました。実験条件にかかわらず、疲労ピーク達成に伴う自発的な停止より前に、EST終了を必要とする臨床的適応を示した被験者は認められませんでした。

ESTに対する生理学的反応の単変量比較では、ESTとマスクなしの試験で運動耐容能が最も高かったことが一貫して示されました(例えば、運動時間の平均[SD]は、マスクなしで591[145]秒、布製マスクで548[147]秒、N95マスクで545[141]秒、変動分析[ANOVA] P=0.047)。しかし、マスクを使用したESTでは、症状が一貫して最も強いことが明らかとなりました。

呼吸抵抗の主観的回答(0~10:得点が高いほど症状が重い)
中央値(IQR)
湿度感
マスクなし0.0(0.0~0.0)0.0(0.0〜1.0)
布マスク7.0(5.3〜8.0)6.3(3.5〜7.8)
N95マスク7.0(5.5〜8.3)7.0(5.5〜8.0)

最も強い症状は「呼吸抵抗(息苦しさ)の認識」であり、マスクを装着したESTに特有のものでした(例えば、呼吸抵抗の主観的回答(0~10:得点が高いほど症状が重い)の中央値(IQR)は、マスクなし 0.0(0.0~0.0) vs. 布マスク 7.0(5.3〜8.0) vs. N95マスク 7.0(5.5〜8.3);ANOVA P<0.001;湿度感のスコア中央値[IQR]は、マスクなし0.0(0.0〜1.0) vs. 布マスク6.3(3.5〜7.8) vs. N95マスク7.0(5.5〜8.0);ANOVA P<0.001) ピークV̇O2の比較を知覚呼吸抵抗で調整しても、実験条件の主効果は有意ではありませんでした。

コメント

新型コロナウイルスであるSARS-CoV-2は、基本的に飛沫感染することが報告されています。従って、他者への感染防止の観点から、室内外における他者とのフィジカルディスタンスに加えマスク着用が求められます。このマスク着用は屋内外の運動中であっても、感染防止のために求められますが、マスク着用による息苦しさや体温上昇等の懸念があります。

さて、本試験結果によれば、高強度の運動中におけるマスク着用は、臨床上問題となるような事象は認められませんでした。一方、主観的な回答としては息苦しさが多く認められました。このことから、運動中のマスク着用は問題ないと考えられますが、個々人の息苦しさの許容度を確認する必要があると考えられます。バランスが重要ということでしょうか。

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✅まとめ✅ マスクをして運動を行うと、マスクをしない場合に比べて、ピークV̇O2と心拍数が低下したが、臨床的な観点から運動中止基準に達する被験者はいなかった。呼吸抵抗の主観的回答については、息苦しさを感じる被験者がマスク群でのみ認められた。

根拠となった試験の抄録

はじめに:大多数の健康成人において、安静時や日常生活動作時にマスクを着用することは、SARS-CoV-2の人から人への空気感染のリスクを低減するために安全かつ効果的であると推奨されている。オリジナルの研究では、マスク着用が運動安全性の臨床指標に影響を与えることを示す証拠はまだ見つかっていない。本研究では、疲労がピークに達する程の運動負荷試験(exercise stress testing, EST)中にマスクを装着することが、臨床的に示される安全性の懸念を引き起こすかどうかを検証した。

方法:このランダム化クロスオーバー試験(ClinicalTrials.gov Identifier: NCT04415879)では、非喫煙者で見かけ上健康な、レクリエーションに積極的な男女20名が、マスクなし、N95(3M 8200 N95 respirator)、布製マスク(Boco Gear PM2.5 activated carbon filter)の各実験条件下でトレッドミルによるESTに参加した。実験条件の設定は、乱数発生器を用いて行いました。参加者は、研究登録時およびESTの前に、口頭および書面による任意のインフォームド・コンセントを得た。
Cleveland Clinicの機関審査委員会は、ヘルシンキ宣言に基づいて本研究を審査・承認した。また、本試験のデザインと実施は、クロスオーバー試験の報告ガイドラインであるCONSORT(Consolidated Standards of Reporting Trials)に従った。
個別化ESTでは、実験条件にかかわらず使用する一定のトレッドミルベルト速度を参加者が自ら選択した。トレッドミルの傾斜は常に0.0%から2分目には2.0%に増加し、その後は疲労がピークに達するまで毎分1.0%ずつ増加した。EST期間中、心拍数、自覚的労作度、オキシヘモグロビン飽和度を測定した。運動時のピーク酸素摂取量(V̇O2)は、トレッドミルのベルト速度とグレードを用いて、Fitness Registry and the Importance of Exercise National Database式に基づいて算出した。また、マスクを装着した場合としなかった場合の主観的な体験を、運動直後に知覚調査票を用いて評価した。運動の安全性の評価には、確立された臨床指標が用いられた。連続変数に対する独立した実験条件の効果は、混合効果分散分析モデルを用いて検証した。モデルでは、ESTのランダム化順序をランダム効果として設定した。アルファレベルを0.05とし、両側性の有意差を判定した。統計解析は、SAS統計ソフトバージョン9.4(SAS Institute)を用いて、2020年10月から12月まで行った。

結果:参加者20例のうち、女性は9例(45%)であった。サンプルの女性の平均(SD)年齢および平均(SD)体格指数(体重kg÷身長m2で算出)は、それぞれ35(11)歳および25.1(4.2)であり、サンプルの男性(それぞれ39(11)歳および25.0(2.4))と有意な差はなかった。
マスクをしてESTを行うと、マスクをしない場合に比べて、ピークV̇O2と心拍数が低下した。実験条件にかかわらず、ピーク疲労の達成に伴う自発的な停止の前に、ESTの終了を必要とする臨床的適応を示した被験者はいなかった。
ESTに対する生理学的反応の単変量比較では、ESTとマスクなしの試験で運動耐容能が最も高かったことが一貫して示された(例えば、運動時間の平均[SD]は、マスクなしで591[145]秒、布製マスクで548[147]秒、N95マスクで545[141]秒、変動分析[ANOVA]P = 0.047)。しかし、マスクを使用したESTでは、症状が一貫して最も強かった。最も強い症状は「呼吸抵抗」であり、マスクを装着したESTに特有のものであった(例えば、呼吸抵抗の主観的回答(0~10:得点が高いほど症状が重い)の中央値(IQR)は、マスクなしでは0.0[0.0~0.0] vs. 布マスク7.0[5.3〜8.0] vs. N95マスク7.0[5.5〜8.3];ANOVA P < 0.001;湿度感のスコア中央値[IQR]は、マスクなし0.0[0.0〜1.0] vs. 布マスク6.3[3.5〜7.8] vs. N95マスク7.0[5.5〜8.0];ANOVA P < 0.001) ピークV̇O2の比較を知覚呼吸抵抗で調整しても、実験条件の主効果は有意ではなかった。

考察:このクロスオーバー試験では、マスクを装着してESTを実行すると、ピーク時の運動時の呼吸抵抗感が独特かつ有意に上昇することがわかった。マスクを装着してESTを行うと、マスクを装着しない場合に比べて、ピーク時のV̇O2と心拍数が低下した。しかし、各実験条件において、ピーク時の運動量はおおむね正常範囲内であり、臨床的に安全性が懸念されたために終了したESTはなかった。このように、マスクの着用が運動能力に物理的な制限を与えている可能性はあるが、そのような可能性の臨床的な妥当性は本データでは裏付けられていない。
本研究の限界は、EST中に収集された運動換気およびガス交換データがなかったことである。このため、盲検試験中に運動に対する主要な生理学的制限が発生した箇所を特定できる可能性は限られていた。しかし、これらのデータを入手できたとしても、マスクを使用してESTを行うことは一般的に臨床的に安全であるが、誇張された症状を引き起こす可能性が高いという結論は変わらなかったと思われる。呼吸抵抗が大きいという主観的な経験は、個人がピーク時の高強度の運動に知覚的に耐えることができるかどうかを判断する上で影響を与える可能性があることを見過ごしてはならない。

引用文献

This randomized crossover trial examines the effects of wearing a cloth mask or N95 respirator vs no mask at peak exercise among healthy, active adults.
Matthew Kampert et al. PMID: 34190998 PMCID: PMC8246308 DOI: 10.1001/jamanetworkopen.2021.15219
JAMA Netw Open. 2021 Jun 1;4(6):e2115219. doi: 10.1001/jamanetworkopen.2021.15219.
— 続きを読む pubmed.ncbi.nlm.nih.gov/34190998/

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