老年人呼吸功能评估现状及进展

老年人数量日益增加,伴随年龄的增长,老年人各身体系统的结构和功能发生改变[1],其中,呼吸系统疾病是困扰老年人健康生活的重大难题之一[2]。增龄后呼吸系统结构改变和功能下降以60岁以上老年人更为明显。呼吸功能与健康水平密切相关,影响老年人的生活水平和质量[3]。通过安全、简单、有效的方法对老年人呼吸功能进行评估,探究老年人呼吸功能指标的变化,能够掌握老年人呼吸功能水平及功能变化特点,辅助疾病的诊断,为临床治疗提供依据。同时,对帮助老年人从疾病中康复,回归家庭和社会以及提高老年人生活质量、延长寿命均具有重要意义。

1 老年人呼吸系统结构和功能

诸多研究表明增龄带来的呼吸功能改变不是片面的、局部的，而是多方面、多层次的。

1.1 生理性改变伴随增龄,老年人呼吸系统在解剖和组织结构方面发生生理性改变。胸腔结构改变;肺弹性单元退化、实质组织丧失;肺泡管和细支气管扩张;胸壁顺应性下降[4]。老年人鼻黏膜变薄、腺体萎缩,分泌功能减退、分泌物减少。年龄增长造成鼻咽部的生理变化,黏膜完整性被破坏、纤毛运动和分泌物排除受影响,气道阻力增加[5]。气管内径增大,女性尤为明显。气管、支气管黏膜上皮萎缩、增生，黏膜弹性组织减少;小气道杯状细胞增多,分泌亢进。细胞形态学观察到:支气管内的弹性蛋白纤维丢失和破坏;肺泡变宽、变浅,内表面扁平状,导致肺顺应性增加[6]。肌肉的改变：老年人脂肪组织增多,肌肉数量减少和质量下降[7]。研究发现,50岁后肋间肌横截面积开始减少,以膈肌横截面积的减少更加明显,导致呼吸肌肌力下降;躯干部位的脂肪增多可能诱导外周气道的阻塞,造成气流受限和最大呼气流速的障碍;上腹部脂肪的堆积可增加肺壁顺应性[8];与肌肉相连的肋间软骨和脊柱关节出现不同程度的钙化、椎间关节变窄和骨质疏松等。胸廓前后径增大,胸廓活动受限,胸壁顺应性下降[9]。有报道指出增龄能够抑制咳嗽反应、抑制对缺氧和高碳酸血症的呼吸反应。睡眠相关的呼吸暂停和周期性呼吸在老年人中更常见,膈神经刺激诱发膈肌复合动作电位潜伏期随年龄增大而增加,动作电位振幅减小,造成膈肌收缩强度降低[5]。

1.2 肺功能的改变 伴随增龄,老年人呼吸功能下降趋势加快,表现为肺通气、肺换气功能以及弥散功能减退。由于增龄,老年人胸壁硬度增加,肺弹性下降,呼吸肌肌力减退等造成肺活量减少,呼气流速下降,耗氧量增加。最近一项调查显示,老年人肺活量(VC)平均为2.53 L、用力肺活量(FVC)为2.29 L、第1秒用力呼气量为(FEV1)1.81 L、1秒率(FEV1/FVC)为83.42%。有1/3的老年人静态肺活量下降,约半数的老年人动态肺活量包括FVC、FEV1指标降低。且老年人呼吸功能障碍的类型表现为限制性通气障碍(23.5%)、阻塞性通气障碍(19.7%)及混合性通气障碍(12.8%)[10]。老年人呼吸功能随增龄发生变化,因此,对老年人呼吸功能的评估应采取适用于老年人的检查方法和指标。

2 老年人呼吸功能评估方法现状

目前,我国常用的呼吸功能评估方法包括一般评估、肺功能评估、呼吸肌评定、气道阻力检查及运动心肺功能等。近几年,多篇肺功能检查指南[11-12]得以发表,为我国呼吸功能检查手段和思路进行规范并提供指导。

2.1 一般评定 观察呼吸频率、呼吸方式和呼吸困难程度，对比胸廓扩张性和对称性,听诊有无异常呼吸音，判断气道的通畅和是否存在气胸或渗出性胸膜炎。

2.2 量表评估 目前,评估呼吸困难严重程度的常用量表有mMRC问卷、Borg量表、ATS呼吸困难评分、基线呼吸困难指数(BDI)、变化期呼吸困难指数(TDI)、WHO呼吸困难问卷等[14]。

2.3 肺功能评估 肺功能检查项目包括肺通气功能、换气功能和血气分析等。肺容量及肺通气功能测定、支气管激发试验、支气管舒张试验、气道阻力测定心肺运动检查、肺弥散功能测定、呼气峰流量与变异率的检查等是目前临床常用的检查项目[15]。

2.3.1 肺容积及通气功能:肺容积是具有静态解剖意义的指标,可反映呼吸的容积。相关指标包括潮气量(TC)、深吸气量(IC)、补呼气量(ERV)、VC、功能残气量(FRC)和残气量(RV)[16]。通气功能是在呼吸运动过程中单位时间内进出肺的气体容积。显示时间与容量的关系,是较好反映呼吸功能的动态指标，包括每分钟通气量(VE)、最大通气量(MVV)、FVC、肺泡通气量(VA)。其中FEV1/VC或FEV1/FVC是测定流速的重要参数,可判断是否存在气流阻塞;此外,最大呼气中期流速(MMFR)也是一个判断气流阻塞的相对敏感的指标。

2.3.2 弥散能力测定:弥散功能是换气功能的一项测定指标,用于评估肺泡-毛细血管膜气体交换的能力。弥散功能与年龄呈负相关,老年人弥散功能下降。临床中测量肺弥散功能有许多方法,其中一口气呼吸法肺一氧化碳弥散功能(DLCO-SB)最为常用。弥散功能受多因素影响,为方便起见,弥散功能检查指南[12]建议以DLCO、DLCO/VA等指标低于预计值的80%为正常值下限,低于该值视为异常,同时对弥散功能障碍的严重程度进行分级。

2.3.3 气道激发试验:通过物理、生物等刺激,诱导气管平滑肌收缩,观察肺功能指标变化,从而判断支气管狭窄程度,以测定气道高反应性[17]。吸入性支气管激发试验是临床及实验中采用最为普遍的方法。目前,常用的激发药物为乙酰胆碱(McH)和组胺(His);常用的方法是Cockcroft(潮气吸入法)和渑岛任法(强迫震荡连续描记呼吸阻力法)。该试验可用于疑似哮喘或慢性咳嗽查因等的老年病人。

2.3.4 支气管舒张试验:该试验是检查气道反应性的另一种方法。运用不同的给药途径给予支气管舒张药物,观察阻塞气道的舒张反应,通过相应的肺功能指标评估呼吸功能[18]。该方法适用于有合并气道痉挛或有气道阻塞征象的病人。目前常用阳性判断标准为用药后FEV1变化率较用药前增加大于12%,且绝对值增加大于200 mL。其他指标如用力呼气量(FEF )25%～75%、FEF50%、呼气高峰流量(PEFR)等临床中也有运用,但其阈值标准有待进一步研究。

2.3.5 气道阻力测定:目前常用的阻力测定方法包括阻断法、食道测压法和体积描记法[15]。然而,这些方法要求病人有很好的配合度才能产生所需要的测量信号,且易产生误差。对于部分意识障碍或控制力较差的老年病人,具有局限性。

2.4 呼吸肌功能评估 年龄是影响呼吸肌功能的要素[19]。老年人呼吸肌肌力和肌耐力减弱,影响老年人呼吸功能。诸多研究报道老年人进行呼吸肌评估和训练后,呼吸功能、呼吸质量和生活质量得到改善[20-22]。Evans等[23]研究中,纳入了13 005例年龄47～68岁的受试者进行呼吸肌肌力检查,研究发现最大吸气压(MIP)的下降过程与衰老的过程十分相似:男性下降1.1 cmH2O/年;女性0.9 cmH2O/年。目前对老年人呼吸肌功能测定主要包括肌力评估、肌耐力评估以及疲劳测定。通过测定气道压力变化反映呼吸肌力量,常用指标有MIP,最大呼气压(MEP),跨膈压(Pdi);呼吸肌耐力评估的常用指标有膈肌张力时间指数(TTdi)。对于不能自主呼吸或呼吸控制能力较差的老年病人,常用电刺激膈神经产生膈肌收缩,并记录跨膈压[22]。此外,膈肌是最主要的呼吸肌,可运用超声检查与膈肌肌电图(EMGdi)等技术评估膈肌功能[24]。

2.5 身体素质与肺功能 增龄相关的体脂增加和肌肉质量下降是造成老年人呼吸功能下降和发病率升高的重要因素。一项研究报道了老年人身体成分变化与肺功能的关系[25]。运用双能X线吸收测定法(DXA)测量整体和局部身体成分;同时运用CT测量腹部和大腿中部的体脂和肌肉分布。发现呼吸功能与躯干或大腿中部肌肉数量和质量存在正相关,与人体躯干或中心区域的脂肪存在负相关。相似报道表明:体质量指数(BMI)和中心体脂分布与呼吸功能有关[26]。一项少肌症与肺功能的研究同样指出老年人肌肉质量的下降和数量的减少引起呼吸功能的下降[27]。此外,也有报道提出肺功能与代谢和炎症异常有关[28]。因此,测量老年人身体成分和相关生化指标可辅助老年人呼吸功能的评估。

2.6 运动能力测试 心肺运动试验(CPET)是国际上普遍适用的肺功能检查项目之一,可评估老年人的呼吸和循环功能。常用的运动能力测试包括6 min步行测试(6MWT)、递增功率运动、功率自行车、平板试验、次极量和极量运动等。6MWT操作简单,重复性好,临床上应用广泛。它能综合评估步行运动所涉及的各个系统的功能[29]。目前,6MWT已经广泛运用于心肺疾病术前术后和对治疗反应的评估中。其他运动试验方案如功率自行车等在临床中同样具有实用性。

2.7 其他 血液生化,血气分析,血氧饱和度检测;胸部X线,CT;机械通气相关指标等[23]。

3 存在的问题

3.1 老年人呼吸功能研究不足 呼吸功能下降对老年人生活质量和寿命产生巨大的影响,准确的评估呼吸功能对老年病人至关重要。然而,我国学者在老年人肺功能方面的研究相对不足;临床试验的代表性和针对性欠缺;质量控制不规范。回顾这几年发表的指南与共识文献[11-14],对于老年人肺功能检查与指标的论述稀缺。故临床中常用成人的呼吸功能评估标准来评估老年人呼吸功能。忽略增龄带来的生理与病理变化,影响了评估的准确性,常造成老年人肺功能的过度诊断。

3.2 老年人肺功能评估预计值不明确 肺功能受多因素影响,不同国家、地区的老年人呼吸功能存在差异。目前,我国常用的指标为穆魁津等于1992年编写的《全国正常肺功能值汇编》。然而,由于生活水平、经济条件、饮食习惯等多方面的变化,之前的参考值能否运用于当下存在较大的争议。国际上出版的众多参考指南中,虽然为我国提供了改进的参考值和参考方程,如2012年全球肺功能组织(GLI-2012)[30]多民族肺容量测定参考值建议适用的范围为白种人、非裔美国人,东北亚(SEA-GLI2012)和东南亚(NEA-GLI2012)内的人群;基于美国第三次全国健康和营养检查调查公式调整为亚裔美国人的0.88倍(NHANES III0.88)[31],但这些指标是否具有代表性仍有待商榷。

3.3 操作与结果报告不规范 进行呼吸功能检查,需要满足一定的设备和环境要求,并采用严格的质控标准,才能保证检查结果的可靠性。但是,我国经济发展不平衡,医疗水平存在地区差异,导致呼吸功能检查条件参差不齐[32]。特别是欠发达地区,由于设备和操作问题,老年人呼吸功能检查存在较大的误差。此外,检查结果的解读与报告的格式也不尽相同而呼吸功能检查的规范与准确、结果的解读与报告关系到临床的诊断与治疗。因此,在后期的研究与临床中应更加重视。

3.4 安全性 肺功能检查中对老年人的配合度有一定的要求,对于意识障碍和控制能力差的老年人,部分检查项目较难完成,如呼吸肌肌力评估及FVC等。此外,对于某些检查,由于过分追求指标的阈值,常造成老年人身体的不适感,甚至出现呼吸症状。在日后的研究与临床中,应探究更加安全、简单、有效的检查方法。

4 进展

4.1 技术水平 呼吸功能检查手段关系到检查质量。技术的更新和规范化能够保证老年人呼吸功能的准确性。脉冲震荡检查(IOS)具有操作简单、指标敏感、重复性好的优点[16],检查过程中受试者可自主呼吸,对配合度要求低且无创伤性,特别适用于老年人、儿童和肺功能差的重症病人。2017年,Lorx等[33]研究了强迫震荡技术(FOT)在呼吸功能评估中的运用,发现呼气和吸气过程中呼吸系统阻力与肺容积的变化图可指导呼吸支持治疗病人的持续正压通气水平。2017年呼吸峰值与变异率检查指南[13]发布,对峰值流量和变异率的检查作了规范,将儿童和成人的计算公式区分,并建议使用钟南山等提出的计算公式。

4.2 呼吸功能检查报告 2017年,美国胸科协会(ATS)肺功能专业委员会提出了肺功能报告标准化的建议[34]。在病人信息采集、检查结果内容、报告项目及数据排列、参考数据的排列顺序等方面进行了规范。针对肺计量检查,推荐报告指标为:FEV1、FVC及FEV1/FVC比值;且以小数形式报告;用正常值下限(LLN)和标准分数(Z值)代替80%预计值。肺容量测定可运用氮气(N2)重复呼吸冲洗法检查,并采用图像形式表达以辅助评估。格式的标准化,有助于临床诊断与治疗,规范结果的解读与报告,并提高呼吸功能检查的准确性。

4.3 肺功能预计值研究进展 临床中常用的FEV1/FVC(0.70)是基于中年人群估计所得,易造成老年人的过诊。ATS推荐使用LLN、正常值上限(ULN)作为评判标准,界值通常设为5%,相当于1.645倍的标准差(z值)[35]。而我国的肺功能报告中仍以报告实测值、正常预计值以及实测值占预计值的百分率为主。2017年,我国学者更新了基于全国的肺计量正常预计值和LLN值的指标。Jian等[36]在研究中招募了7115(女性50.9%)名年龄在4～80岁的受试者,建立了与年龄、身高和性别3个变量有关的参考方程,并提供了预测值和LLN。对比国外数据,平均百分比差异-10.2%～1.8%;LLN值差异为0.1%～8.9%;与国内以往的研究比较,百分比差异在-17.8%～11.4%。这些研究在一定程度上完善了老年人呼吸功能评估的参考值,提高了呼吸功能检查的准确性。在日后的临床工作和科学研究中可对其进行验证、补充和完善。

4.4 早期肺功能检查 对有呼吸功能改变的高危人群进行早期筛查、评估,尽早治疗具有重要意义。2018年有研究提出,应对具有吸烟史和颗粒暴露史且存在相关呼吸道症状的35岁以上人群进行肺功能筛查，相关的研究也发现幼年或青少年时期的肺功能下降或损伤会对日后的呼吸功能产生影响,且随增龄症状更加显著[37-38]。呼吸功能的早期评估不仅有助于健康评估,对存在相关症状的人群可预测风险和开展早期干预治疗。目前早期呼吸功能评估的理念在我国还处于起步阶段,在日后的工作中可普及推广。

5 小结

老年人的呼吸功能与健康水平密切相关。安全、简单、有效的评估老年人呼吸功能是治疗与康复的关键。年龄是影响呼吸功能的要素,临床和科研中应认识老年人呼吸功能的特殊性。虽然老年人呼吸功能检查存在一些问题,但随着研究的不断深入与完善,老年人呼吸功能检查手段的准确性和评估的可靠性得到提高。老年人呼吸功能评估的研究是一个长期过程,而老年人在日常生活中应注意养成良好的生活与工作习惯，定期体检、早期干预非常重要。