正压生物防护头罩（Positive Pressure Bio-protective Hood,PPBH）是高等级个体生物防护装备之一,广泛应用于高危生物危害环境下作业人员的生物安全防护。2019年底新型冠状病毒疫情暴发,PPBH成为新冠肺炎患者手术、插管等高危作业的必备装备,同时也是针对病毒开展相关研究必须装备之一,受到国内外广泛关注。目前国内外对PPBH的研究系统性较差,缺乏对PPBH综合效能的全面评估与系统研究。因此,本文选取市场常见且具有典型性的4款不同PPBH（国内2款,国外2款,分别编号为A、B、C、D）,搭建PPBH的防护性能与人体工效学实验平台,围绕PPBH综合效能评估开展系统性研究,主要包括以下内容:1.PPBH防护性能实验研究。以微环境模拟舱为基础,搭建PPBH防护性能实验平台。采用粘质沙雷菌悬液和PAO-4气溶胶原液,分别构建不同浓度的生物气溶胶环境和物理气溶胶环境,检测了PPBH在不同浓度的气溶胶环境中工作时的向内泄漏率（Inward Leakage,IL）,结合PPBH的内外压差评估PPBH的防护性能。结果显示,样品B对不同浓度的气溶胶的IL均小于0.01%,样品D对不同浓度的气溶胶的IL均大于0.01%,样品A和C对不同浓度的生物气溶胶的IL均小于0.01%,但在部分浓度粒径（0.3μm和0.5μm）的物理气溶胶环境下IL大于0.01%,表明PPBH对生物气溶胶和物理气溶胶的防护性能基本趋于一致,但生物气溶胶防护性能稍高于物理气溶胶,说明可以采用物理气溶胶来评估PPBH的防护性能。随着物理气溶胶浓度的增大,样品B、C和D的IL明显上升,在同浓度的物理气溶胶环境中,PPBH对0.3μm的IL大于对0.5μm的IL,证明PPBH的IL与测试气溶胶浓度和粒径有关,测试气溶胶浓度越高,IL越高,测试气溶胶浓度粒径越小,IL越高,说明PPBH只对一定浓度和粒径的气溶胶具有较高的防护性能,浓度偏高或粒径较小时存在较高的泄露风险。2.PPBH人体工效学实验研究。招募10名受试者,让每名受试者均佩戴4种PPBH,分别测量受试者持续工作2 h后的核心体温、心率和呼吸频率等生理指标的变化,测试结束让受试者填写心理应激自评问卷（Psychological Stress Self-evaluation Test,PSET）和主观感受调查表,根据受试者的生理指标、心理指标和主观感受测试结果对PPBH的人体工效学进行评估。结果显示,受试者在佩戴PPBH后,核心体温变化明显,但在整个测试过程中所有受试者的核心体温均＜38.5℃,在安全限值范围内,采用Kruskal-Wallis H检验对其余生理指标在受试者佩戴PPBH前后的差异进行分析,结果显示均无明显统计学意义（P＞0.05）。部分受试者在佩戴部分PPBH时,出现心理应激。佩戴PPBH后,仅1款PPBH在主观感受评价中达到舒适,其余3款均为不适,说明未来需要进一步优化PPBH的结构,提高PPBH舒适度。3.PPBH综合效能评估研究。邀请生物防护装备、公共卫生和生物安全实验室相关领域专家,召开专家咨询会,以PPBH对病原微生物的防护效果和人体工效学的实际情况为基础,结合病原微生物危害程度、应用场景和工作性质3要素,分析实验室生物安全操作、公共卫生事件突发现场和烈性传染病员救治等PPBH应用场景对头罩防护性能及人体工效学的要求,设计风险矩阵图,根据不同场景的风险评估,建立PPBH综合效能评估方法,再带入前面的实验数据结果,得到PPBH的综合效能评估结果。结果显示,样品A、B和C的综合效能均为优秀,PPBH综合效能优秀率达75%。样品D的综合效能明显劣于其他3款PPBH,主要是由于样品D防护性能较差,防护明显不达标,导致综合效能较差。说明在选择PPBH时,应充分评估环境气溶胶浓度及特性,结合PPBH对身心健康的影响,针对不同应用场景和工作性质对PPBH进行综合效能评估,选用综合效能高的PPBH。4.PPBH低温适应性研究。为研究寒冷环境下PPBH的可储存性和可应用性,开展低温适应性试验。首先,将PPBH置于-35～-45℃的户外环境中,储存10 h后进行复温;然后,在-20～-30℃的户外环境中,测试PPBH的噪声、压差和持续工作时间等关键技术指标以及材料适应性;最后,招募3名受试者,观察受试者在使用PPBH过程中的便利性和舒适性等情况,填写主观感受调查表。结果显示,在-35～-45℃环境储存10h后,PPBH均无法正常工作,样品B和D在复温、充电后,可正常使用,样品A材料变脆并有破损,复温、充电后无法正常启动。在-20～-30℃的环境中,PPBH开机后低电量报警明显提前,但持续工作时间均大于6h。低温环境下,面屏起雾和冷风刺激等问题引起穿戴者的舒适度和作业能力下降。