老年人呼吸功能評估現狀及進展

老年人數量日益增加,伴隨年齡的增長,老年人各身體系統的結構和功能發生改變[1],其中,呼吸系統疾病是困擾老年人健康生活的重大難題之一[2]。增齡后呼吸系統結構改變和功能下降以60歲以上老年人更為明顯。呼吸功能與健康水平密切相關,影響老年人的生活水平和質量[3]。通過安全、簡單、有效的方法對老年人呼吸功能進行評估,探究老年人呼吸功能指標的變化,能夠掌握老年人呼吸功能水平及功能變化特點,輔助疾病的診斷,為臨床治療提供依據。同時,對幫助老年人從疾病中康復,回歸家庭和社會以及提高老年人生活質量、延長壽命均具有重要意義。

1 老年人呼吸系統結構和功能

諸多研究表明增齡帶來的呼吸功能改變不是片面的、局部的，而是多方面、多層次的。

1.1 生理性改變伴隨增齡,老年人呼吸系統在解剖和組織結構方面發生生理性改變。胸腔結構改變;肺彈性單元退化、實質組織喪失;肺泡管和細支氣管擴張;胸壁順應性下降[4]。老年人鼻黏膜變薄、腺體萎縮,分泌功能減退、分泌物減少。年齡增長造成鼻咽部的生理變化,黏膜完整性被破壞、纖毛運動和分泌物排除受影響,氣道阻力增加[5]。氣管內徑增大,女性尤為明顯。氣管、支氣管黏膜上皮萎縮、增生，黏膜彈性組織減少;小氣道杯狀細胞增多,分泌亢進。細胞形態學觀察到:支氣管內的彈性蛋白纖維丟失和破壞;肺泡變寬、變淺,內表面扁平狀,導致肺順應性增加[6]。肌肉的改變：老年人脂肪組織增多,肌肉數量減少和質量下降[7]。研究發現,50歲后肋間肌橫截面積開始減少,以膈肌橫截面積的減少更加明顯,導致呼吸肌肌力下降;軀干部位的脂肪增多可能誘導外周氣道的阻塞,造成氣流受限和最大呼氣流速的障礙;上腹部脂肪的堆積可增加肺壁順應性[8];與肌肉相連的肋間軟骨和脊柱關節出現不同程度的鈣化、椎間關節變窄和骨質疏松等。胸廓前后徑增大,胸廓活動受限,胸壁順應性下降[9]。有報道指出增齡能夠抑制咳嗽反應、抑制對缺氧和高碳酸血癥的呼吸反應。睡眠相關的呼吸暫停和周期性呼吸在老年人中更常見,膈神經刺激誘發膈肌復合動作電位潛伏期隨年齡增大而增加,動作電位振幅減小,造成膈肌收縮強度降低[5]。

1.2 肺功能的改變 伴隨增齡,老年人呼吸功能下降趨勢加快,表現為肺通氣、肺換氣功能以及彌散功能減退。由于增齡,老年人胸壁硬度增加,肺彈性下降,呼吸肌肌力減退等造成肺活量減少,呼氣流速下降,耗氧量增加。最近一項調查顯示,老年人肺活量(VC)平均為2.53 L、用力肺活量(FVC)為2.29 L、第1秒用力呼氣量為(FEV1)1.81 L、1秒率(FEV1/FVC)為83.42%。有1/3的老年人靜態肺活量下降,約半數的老年人動態肺活量包括FVC、FEV1指標降低。且老年人呼吸功能障礙的類型表現為限制性通氣障礙(23.5%)、阻塞性通氣障礙(19.7%)及混合性通氣障礙(12.8%)[10]。老年人呼吸功能隨增齡發生變化,因此,對老年人呼吸功能的評估應采取適用于老年人的檢查方法和指標。

2 老年人呼吸功能評估方法現狀

目前,我國常用的呼吸功能評估方法包括一般評估、肺功能評估、呼吸肌評定、氣道阻力檢查及運動心肺功能等。近幾年,多篇肺功能檢查指南[11-12]得以發表,為我國呼吸功能檢查手段和思路進行規范并提供指導。

2.1 一般評定 觀察呼吸頻率、呼吸方式和呼吸困難程度，對比胸廓擴張性和對稱性,聽診有無異常呼吸音，判斷氣道的通暢和是否存在氣胸或滲出性胸膜炎。

2.2 量表評估 目前,評估呼吸困難嚴重程度的常用量表有mMRC問卷、Borg量表、ATS呼吸困難評分、基線呼吸困難指數(BDI)、變化期呼吸困難指數(TDI)、WHO呼吸困難問卷等[14]。

2.3 肺功能評估 肺功能檢查項目包括肺通氣功能、換氣功能和血氣分析等。肺容量及肺通氣功能測定、支氣管激發試驗、支氣管舒張試驗、氣道阻力測定心肺運動檢查、肺彌散功能測定、呼氣峰流量與變異率的檢查等是目前臨床常用的檢查項目[15]。

2.3.1 肺容積及通氣功能:肺容積是具有靜態解剖意義的指標,可反映呼吸的容積。相關指標包括潮氣量(TC)、深吸氣量(IC)、補呼氣量(ERV)、VC、功能殘氣量(FRC)和殘氣量(RV)[16]。通氣功能是在呼吸運動過程中單位時間內進出肺的氣體容積。顯示時間與容量的關系,是較好反映呼吸功能的動態指標，包括每分鐘通氣量(VE)、最大通氣量(MVV)、FVC、肺泡通氣量(VA)。其中FEV1/VC或FEV1/FVC是測定流速的重要參數,可判斷是否存在氣流阻塞;此外,最大呼氣中期流速(MMFR)也是一個判斷氣流阻塞的相對敏感的指標。

2.3.2 彌散能力測定:彌散功能是換氣功能的一項測定指標,用于評估肺泡-毛細血管膜氣體交換的能力。彌散功能與年齡呈負相關,老年人彌散功能下降。臨床中測量肺彌散功能有許多方法,其中一口氣呼吸法肺一氧化碳彌散功能(DLCO-SB)最為常用。彌散功能受多因素影響,為方便起見,彌散功能檢查指南[12]建議以DLCO、DLCO/VA等指標低于預計值的80%為正常值下限,低于該值視為異常,同時對彌散功能障礙的嚴重程度進行分級。

2.3.3 氣道激發試驗:通過物理、生物等刺激,誘導氣管平滑肌收縮,觀察肺功能指標變化,從而判斷支氣管狹窄程度,以測定氣道高反應性[17]。吸入性支氣管激發試驗是臨床及實驗中采用最為普遍的方法。目前,常用的激發藥物為乙酰膽堿(McH)和組胺(His);常用的方法是Cockcroft(潮氣吸入法)和澠島任法(強迫震蕩連續描記呼吸阻力法)。該試驗可用于疑似哮喘或慢性咳嗽查因等的老年病人。

2.3.4 支氣管舒張試驗:該試驗是檢查氣道反應性的另一種方法。運用不同的給藥途徑給予支氣管舒張藥物,觀察阻塞氣道的舒張反應,通過相應的肺功能指標評估呼吸功能[18]。該方法適用于有合并氣道痙攣或有氣道阻塞征象的病人。目前常用陽性判斷標準為用藥后FEV1變化率較用藥前增加大于12%,且絕對值增加大于200 mL。其他指標如用力呼氣量(FEF )25%～75%、FEF50%、呼氣高峰流量(PEFR)等臨床中也有運用,但其閾值標準有待進一步研究。

2.3.5 氣道阻力測定:目前常用的阻力測定方法包括阻斷法、食道測壓法和體積描記法[15]。然而,這些方法要求病人有很好的配合度才能產生所需要的測量信號,且易產生誤差。對于部分意識障礙或控制力較差的老年病人,具有局限性。

2.4 呼吸肌功能評估 年齡是影響呼吸肌功能的要素[19]。老年人呼吸肌肌力和肌耐力減弱,影響老年人呼吸功能。諸多研究報道老年人進行呼吸肌評估和訓練后,呼吸功能、呼吸質量和生活質量得到改善[20-22]。Evans等[23]研究中,納入了13 005例年齡47～68歲的受試者進行呼吸肌肌力檢查,研究發現最大吸氣壓(MIP)的下降過程與衰老的過程十分相似:男性下降1.1 cmH2O/年;女性0.9 cmH2O/年。目前對老年人呼吸肌功能測定主要包括肌力評估、肌耐力評估以及疲勞測定。通過測定氣道壓力變化反映呼吸肌力量,常用指標有MIP,最大呼氣壓(MEP),跨膈壓(Pdi);呼吸肌耐力評估的常用指標有膈肌張力時間指數(TTdi)。對于不能自主呼吸或呼吸控制能力較差的老年病人,常用電刺激膈神經產生膈肌收縮,并記錄跨膈壓[22]。此外,膈肌是最主要的呼吸肌,可運用超聲檢查與膈肌肌電圖(EMGdi)等技術評估膈肌功能[24]。

2.5 身體素質與肺功能 增齡相關的體脂增加和肌肉質量下降是造成老年人呼吸功能下降和發病率升高的重要因素。一項研究報道了老年人身體成分變化與肺功能的關系[25]。運用雙能X線吸收測定法(DXA)測量整體和局部身體成分;同時運用CT測量腹部和大腿中部的體脂和肌肉分布。發現呼吸功能與軀干或大腿中部肌肉數量和質量存在正相關,與人體軀干或中心區域的脂肪存在負相關。相似報道表明:體質量指數(BMI)和中心體脂分布與呼吸功能有關[26]。一項少肌癥與肺功能的研究同樣指出老年人肌肉質量的下降和數量的減少引起呼吸功能的下降[27]。此外,也有報道提出肺功能與代謝和炎癥異常有關[28]。因此,測量老年人身體成分和相關生化指標可輔助老年人呼吸功能的評估。

2.6 運動能力測試 心肺運動試驗(CPET)是國際上普遍適用的肺功能檢查項目之一,可評估老年人的呼吸和循環功能。常用的運動能力測試包括6 min步行測試(6MWT)、遞增功率運動、功率自行車、平板試驗、次極量和極量運動等。6MWT操作簡單,重復性好,臨床上應用廣泛。它能綜合評估步行運動所涉及的各個系統的功能[29]。目前,6MWT已經廣泛運用于心肺疾病術前術后和對治療反應的評估中。其他運動試驗方案如功率自行車等在臨床中同樣具有實用性。

2.7 其他 血液生化,血氣分析,血氧飽和度檢測;胸部X線,CT;機械通氣相關指標等[23]。

3 存在的問題

3.1 老年人呼吸功能研究不足 呼吸功能下降對老年人生活質量和壽命產生巨大的影響,準確的評估呼吸功能對老年病人至關重要。然而,我國學者在老年人肺功能方面的研究相對不足;臨床試驗的代表性和針對性欠缺;質量控制不規范。回顧這幾年發表的指南與共識文獻[11-14],對于老年人肺功能檢查與指標的論述稀缺。故臨床中常用成人的呼吸功能評估標準來評估老年人呼吸功能。忽略增齡帶來的生理與病理變化,影響了評估的準確性,常造成老年人肺功能的過度診斷。

3.2 老年人肺功能評估預計值不明確 肺功能受多因素影響,不同國家、地區的老年人呼吸功能存在差異。目前,我國常用的指標為穆魁津等于1992年編寫的《全國正常肺功能值匯編》。然而,由于生活水平、經濟條件、飲食習慣等多方面的變化,之前的參考值能否運用于當下存在較大的爭議。國際上出版的眾多參考指南中,雖然為我國提供了改進的參考值和參考方程,如2012年全球肺功能組織(GLI-2012)[30]多民族肺容量測定參考值建議適用的范圍為白種人、非裔美國人,東北亞(SEA-GLI2012)和東南亞(NEA-GLI2012)內的人群;基于美國第三次全國健康和營養檢查調查公式調整為亞裔美國人的0.88倍(NHANES III0.88)[31],但這些指標是否具有代表性仍有待商榷。

3.3 操作與結果報告不規范 進行呼吸功能檢查,需要滿足一定的設備和環境要求,并采用嚴格的質控標準,才能保證檢查結果的可靠性。但是,我國經濟發展不平衡,醫療水平存在地區差異,導致呼吸功能檢查條件參差不齊[32]。特別是欠發達地區,由于設備和操作問題,老年人呼吸功能檢查存在較大的誤差。此外,檢查結果的解讀與報告的格式也不盡相同而呼吸功能檢查的規范與準確、結果的解讀與報告關系到臨床的診斷與治療。因此,在后期的研究與臨床中應更加重視。

3.4 安全性 肺功能檢查中對老年人的配合度有一定的要求,對于意識障礙和控制能力差的老年人,部分檢查項目較難完成,如呼吸肌肌力評估及FVC等。此外,對于某些檢查,由于過分追求指標的閾值,常造成老年人身體的不適感,甚至出現呼吸癥狀。在日后的研究與臨床中,應探究更加安全、簡單、有效的檢查方法。

4 進展

4.1 技術水平 呼吸功能檢查手段關系到檢查質量。技術的更新和規范化能夠保證老年人呼吸功能的準確性。脈沖震蕩檢查(IOS)具有操作簡單、指標敏感、重復性好的優點[16],檢查過程中受試者可自主呼吸,對配合度要求低且無創傷性,特別適用于老年人、兒童和肺功能差的重癥病人。2017年,Lorx等[33]研究了強迫震蕩技術(FOT)在呼吸功能評估中的運用,發現呼氣和吸氣過程中呼吸系統阻力與肺容積的變化圖可指導呼吸支持治療病人的持續正壓通氣水平。2017年呼吸峰值與變異率檢查指南[13]發布,對峰值流量和變異率的檢查作了規范,將兒童和成人的計算公式區分,并建議使用鐘南山等提出的計算公式。

4.2 呼吸功能檢查報告 2017年,美國胸科協會(ATS)肺功能專業委員會提出了肺功能報告標準化的建議[34]。在病人信息采集、檢查結果內容、報告項目及數據排列、參考數據的排列順序等方面進行了規范。針對肺計量檢查,推薦報告指標為:FEV1、FVC及FEV1/FVC比值;且以小數形式報告;用正常值下限(LLN)和標準分數(Z值)代替80%預計值。肺容量測定可運用氮氣(N2)重復呼吸沖洗法檢查,并采用圖像形式表達以輔助評估。格式的標準化,有助于臨床診斷與治療,規范結果的解讀與報告,并提高呼吸功能檢查的準確性。

4.3 肺功能預計值研究進展 臨床中常用的FEV1/FVC(0.70)是基于中年人群估計所得,易造成老年人的過診。ATS推薦使用LLN、正常值上限(ULN)作為評判標準,界值通常設為5%,相當于1.645倍的標準差(z值)[35]。而我國的肺功能報告中仍以報告實測值、正常預計值以及實測值占預計值的百分率為主。2017年,我國學者更新了基于全國的肺計量正常預計值和LLN值的指標。Jian等[36]在研究中招募了7115(女性50.9%)名年齡在4～80歲的受試者,建立了與年齡、身高和性別3個變量有關的參考方程,并提供了預測值和LLN。對比國外數據,平均百分比差異-10.2%～1.8%;LLN值差異為0.1%～8.9%;與國內以往的研究比較,百分比差異在-17.8%～11.4%。這些研究在一定程度上完善了老年人呼吸功能評估的參考值,提高了呼吸功能檢查的準確性。在日后的臨床工作和科學研究中可對其進行驗證、補充和完善。

4.4 早期肺功能檢查 對有呼吸功能改變的高危人群進行早期篩查、評估,盡早治療具有重要意義。2018年有研究提出,應對具有吸煙史和顆粒暴露史且存在相關呼吸道癥狀的35歲以上人群進行肺功能篩查，相關的研究也發現幼年或青少年時期的肺功能下降或損傷會對日后的呼吸功能產生影響,且隨增齡癥狀更加顯著[37-38]。呼吸功能的早期評估不僅有助于健康評估,對存在相關癥狀的人群可預測風險和開展早期干預治療。目前早期呼吸功能評估的理念在我國還處于起步階段,在日后的工作中可普及推廣。

5 小結

老年人的呼吸功能與健康水平密切相關。安全、簡單、有效的評估老年人呼吸功能是治療與康復的關鍵。年齡是影響呼吸功能的要素,臨床和科研中應認識老年人呼吸功能的特殊性。雖然老年人呼吸功能檢查存在一些問題,但隨著研究的不斷深入與完善,老年人呼吸功能檢查手段的準確性和評估的可靠性得到提高。老年人呼吸功能評估的研究是一個長期過程,而老年人在日常生活中應注意養成良好的生活與工作習慣，定期體檢、早期干預非常重要。