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國人呼吸道區域性微粒沉積狀況探討(三)
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商品簡介

呼吸作用是空氣中的懸浮微粒得以進入人體的最主要暴露途徑,因此,微粒在呼吸道中局部區域的沈積劑量是評估空氣中粒狀污染物可能造成之健康風險高低的重要資訊。到目前為止,雖然有許多的研究持續在探討微粒於呼吸道中的沈積特性以及造成微粒沈積的物理機制,但是可以由文獻中取得的實測數據大部分是以白種成年人為主,為了能夠評估國際上認可的職業衛生相關法規或標準在台灣的適用性,計畫收集整理微粒在國人呼吸道中的沈積數據,藉以比較並確認白種人與台灣人是否具有顯著的差異。
研究中使用去年(100年)研究中所建構的方法直接量測真人呼吸道的微粒沈積率,該方法是在吸氣的階段連續供給受試者一穩定的氣膠,並且在接下來的呼氣階段以每10毫秒的頻率記錄即時的微粒濃度,便可計算出微粒在不同呼吸道深度的沈積率。這個方法不但具有非侵入性、操作簡單、不需要使用放射性微粒等特性,而且比傳統的bolus方法具有更高的空間解析力。實驗中,為了評估不同粒徑微粒在局部沈積率上的差異,分別使用蒸發凝結式微粒產生器以及電移動度分徑儀產生粒徑大於與小於1微米的DEHS單粒徑分佈微粒。

研究中共量測了1微米的微粒在20位受測者(年齡254歲)呼吸道中的沈積分佈,而其中有10位受測者也完成了0.02、0.03、0.05、以及0.3微米微粒的測試;另外,也取得0.7與3微米微粒在1位受測者呼吸道中的沈積率。為了能夠跟文獻中的資料進行比較,測試時的呼吸型態均固定在潮氣容積為500毫升、呼吸頻率為每分鐘15次之條件下。測試數據經進一步計算得到總沈積率以及微粒在每經過50毫升呼吸道體積(整個呼吸道共分成10個等體積)的局部沈積率值。
數據比較的結果顯示,研究所測得的局部沈積資料與文獻上利用bolus技術所測得的數值之間有相當好的一致性,換句話說,就目前所收集到的數據並無法顯示出台灣人與文獻資料有顯著的差異。現階段肺泡區沈積率數據與可呼吸性微粒分徑曲線比較,兩者的趨勢是一致的,雖然微粒在呼吸道中的沈積曲線與採樣器分徑曲線的定義在概念上並不相同,但未有新的研究發現前,應該仍採用原有可呼吸性微粒分徑曲線。而總沈積率與微粒粒徑之間的關係曲線趨勢也能夠符合學理上的認知:0.3~0.5微米是氣體動力與熱力沈積機制都無法有效作用的粒徑,因此微粒的沈積率最低,而這個現象與機械式濾材的過濾特性相仿。

另外在局部沈積率方面,測試數據在各區域的沈積率均比Kim在1996年所發表的數值高,特別是在越深層的區域(400~500 ml),此差異則越顯著,然而我們認為Kim在對1m微粒之局部沈積率的量測上很可能有低估的現象,主要是其使用的測試方法所取得的微粒濃度值會受到功能肺餘容積中氣體的稀釋。
計畫使用電腦斷層掃瞄影像製作之上呼吸道模型,鼻入口出之微粒沉積率測試結果與真人測試數據類似,可知模型在特定呼吸狀況下,可代表真人之呼吸道狀況,雖然壓克力材質之呼吸道模型不具有肌肉組織收縮的特性、無法模擬黏膜與纖毛等組織、也無法做出細部支氣管及肺泡區模型,但能重複實驗具有良好再現性,可應用於特殊微粒之沉積研究。

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