《Journal of Multidisciplinary Healthcare》:Effects of Acoustic Environments on Well-Being in Sensory-Vulnerable Populations: A Systematic Review
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背景:声环境与感觉脆弱人群的健康福祉存在深刻关联。本综述旨在系统考察声环境对感觉脆弱人群在健康、认知与情绪三类领域的福祉影响。方法:本研究遵循PRISMA 2020指南开展报告。检索数据库涵盖PubMed、Web of Science、Scopus与Embas
背景:声环境与感觉脆弱人群的健康福祉存在深刻关联。本综述旨在系统考察声环境对感觉脆弱人群在健康、认知与情绪三类领域的福祉影响。方法:本研究遵循PRISMA 2020指南开展报告。检索数据库涵盖PubMed、Web of Science、Scopus与Embase,纳入2000年至2025年间发表的同行评审研究。证据确定性(CoE)采用GRADE(Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation)方法进行评估。结果:共纳入180篇文献。在感觉脆弱人群中,不利的声环境普遍与较差的健康状态、下降的认知表现及更负面的情绪结局相关。不同结局类别的证据一致性存在差异,且各人群的研究侧重点不同:老年人相关研究聚焦于疾病风险与一般认知状态;儿童研究主要体现认知与学习相关影响;听力损失群体的问题主要集中在言语感知与听觉负荷;患者群体则表现为对临床康复、睡眠质量与情绪健康的影响。多数结局类别的证据确定性被评为低或极低。结论:声环境与感觉脆弱人群的福祉密切相关,但现有证据的确定性仍然有限。研究结果可为学校、医院与养老院的声学设计提供参考。仍需更多高质量研究以夯实证据基础,提升感觉脆弱人群的福祉水平。
引言
建筑中的声学舒适度对居住者的健康、福祉、沟通与工作效率至关重要。不良声环境可对居民健康产生短期与长期不利影响。儿童与老年人作为脆弱人群,对室内声环境尤为敏感。研究表明,噪声暴露可能对儿童的生理生长与认知发展产生负面影响。随着年龄增长,感官功能尤其是视觉与听觉逐渐退化,这一变化约从40岁开始显著加剧。相较于年轻成人,老年人在言语识别测试中表现更差,在白噪声条件下单词感知得分随年龄升高而降低。对于伴有感官损伤(如听力或视觉脆弱)或认知障碍的老年人而言,居住空间的声环境可显著影响其福祉与焦虑水平。
噪声评估具有情境依赖性,人们对噪声的感知因周围环境与所处活动而异。世界卫生组织关于环境噪声疾病负担的指南强调,应特别关注脆弱人群,尤其是儿童与老年人,其对噪声暴露及其对福祉的不利影响更为易感。尽管既往研究与若干综述已探讨声环境对特定脆弱人群的影响,但现有综述多聚焦于单一人群、场景或结局。针对感觉脆弱人群的综合证据仍然有限,鲜有综述在健康、认知与情绪三大领域系统评估声环境对福祉的作用。因此,本综述旨在通过三个研究问题展开研究:1)声环境如何影响感觉脆弱人群的福祉?2)声环境的影响在不同感觉脆弱人群间是否存在差异?3)如何优化声环境以改善感觉脆弱人群的福祉?
材料与方法
检索策略与纳入标准:本系统评价遵循PRISMA 2020指南开展。检索数据库为PubMed、Web of Science、Scopus与Embase,因其覆盖健康科学、社会科学与医学等多学科领域,有助于全面获取相关研究。检索策略包含三组关键词:a)声环境,含“acoustic environment”“soundscape”“noise”;b)感觉脆弱人群,含“aged”“elderly”“older adult”“child”“adolescent”“teenager”“hearing loss”“hearing impairment”“patient”“inpatient”;c)福祉,含“well-being”“wellness”“happiness”。三组关键词以AND组合构建检索式。研究覆盖2000年至2025年的发表文献,因该领域自2000年以来研究显著增多。
筛选流程:初检获得3789条记录,去重后剩余3109条进入筛选。两名独立研究者进行题目与摘要筛选,将潜在合格文献缩减至241篇。经全文评估排除61篇,最终纳入180项研究,研究设计涵盖横断面研究、队列研究与随机对照试验。研究者独立提取纳入研究的关键信息,包括题目、作者、发表年份、研究地点、研究设计、参与者特征、暴露因素、主要结果与结论。
证据质量评估与数据合成:纳入研究的偏倚风险采用OHAT偏倚风险评估工具进行评价,覆盖选择偏倚、混杂偏倚、损耗/排除偏倚、暴露表征、结局表征与选择性报告偏倚六个领域。两名独立研究者将每项研究评为“明确低”“可能低”“可能高”“明确高”四类。福祉结局的总体证据确定性采用GRADE方法评估,考虑可能降低确定性等级的五个域(偏倚风险、不一致性、间接性、不精确性、发表偏倚)与可能提高确定性等级的三个因素(效应量大或极大、剂量-反应梯度、残余混杂方向相反)。据此将各结局的证据确定性分为高、中、低、极低四级。鉴于研究人群、声暴露指标、结局指标与研究设计存在显著异质性,不适合开展Meta分析,因此依据SWiM建议采用结构化叙述性合成方法。
结果
声环境对感觉脆弱人群的健康影响:声环境是室内物理环境的重要组成部分,对居住者健康具有显著影响。研究表明,噪声暴露可能导致儿童哮喘、疲劳与头痛等不良健康结局,而良好的声环境则可能促进积极健康结果。老年人中,环境噪声与心血管疾病相关症状(胸痛、脉搏不齐、急性舌运动障碍、肢体瘫痪)显著相关,夜间施工噪声被识别为关键风险因素;城市噪声暴露与血压升高及高血压管理难度增加相关。相比之下,良好的声景干预可改善老年人的心血管健康与情绪福祉。儿童对过高噪声与过长混响更为敏感,高水平噪声烦恼与舒张压及平均动脉压呈显著正相关;幼儿园嘈杂环境中的长时间大声说话可能导致儿童不良发声习惯,有效声学干预可降低室内噪声水平,缓解儿童胃痛与头痛。道路交通噪声与儿童健康关系被广泛研究,其影响因噪声来源而异,道路交通噪声与心血管及神经内分泌效应相关。
听力受损人群中,居住区道路交通噪声超过70 dB(A)时,临床确诊听力损失的可能性显著上升;背景噪声条件下,听力损失个体高频心率变异性功率降低、皮肤电导增加,提示聆听过程需要付出更大生理努力;听力损失还可能影响儿童疲劳与整体健康,双侧听力损失儿童的日常疲劳水平高于听力正常同龄人,完成高负荷言语处理任务后更易出现注意力分散、反应时间延长、P300波幅降低与主观疲劳增加。
患者群体中,病房噪声与术后疼痛加重及镇痛需求增加相关;手术室噪声对术者与患者均可能产生负面影响;降低室内噪声水平可降低术者压力水平并改善患者结局;机械与人声对压力恢复具有负面作用,而音乐在减轻压力、促进生理与心理恢复中发挥重要作用。总体而言,声环境对健康的影响因人群而异:老年人主要为自主神经与心血管症状风险升高;儿童涉及血压、发声习惯改变及头痛、胃痛、疲劳等生理症状;听力受损群体表现为生理应激与主观疲劳;医疗环境中,医疗设备、交谈与护理活动产生的噪声可通过增加心血管应激、延长康复时间、增加用药量与再入院率恶化患者结局,而基于声音的干预可支持疾病康复并缓解神经精神障碍症状。
声环境对感觉脆弱人群的认知影响:背景噪声与混响会损害儿童听力,挑战性声学条件可能干扰言语感知,儿童、老年人与听力损失个体较年轻听力正常成人更易受混响与噪声的不利影响。老年人中,长期道路交通噪声暴露与执行功能存在潜在负相关,社区噪声水平升高与阿尔茨海默病风险增加相关;良好声景干预可改善老年人认知状态,钢琴训练较音乐感知训练更能提升工作记忆、执行功能、信息处理速度、抽象推理与听觉选择性注意,声景意识干预可有效减少痴呆患者的神经精神症状。
儿童认知影响主要体现在言语感知与学习能力,噪声对数学成绩的不利影响与任务难度及儿童年龄相关,年龄越小越易受噪声影响;学校周边道路交通噪声与学龄儿童一年间工作记忆与注意力发展减慢相关,有效的隔声与降噪措施有助于保护儿童健康并支持认知发展。
听力受损群体的认知研究集中于言语识别与聆听努力,噪声下言语识别随年龄逐步下降,50–51岁组开始出现显著下降;最佳信噪比条件下混响对听力正常与听力损失个体的影响差异不显著,但混响显著降低两组言语清晰度;现实环境中听力损失老年人的交流并非始终处于极端噪声下,而是更多发生在有一定背景噪声的场景,此时面部表情与视觉线索仍可辅助沟通,但随着噪声水平升高,言语水平提升不足以完全抵消噪声上升,导致信噪比逐步下降,降噪可显著降低听力损失个体的聆听努力,尤其对重度听力损失成人效果明显。
患者群体中,急性期病房的高噪声水平与频繁操作干扰是睡眠与康复的阻碍;噪声可增加皮质醇释放、升高耗氧量、加重睡眠障碍并扰乱昼夜节律;轻柔音乐可有效改善住院患者总体状况并提升夜间睡眠质量。睡眠与免疫功能、抗感染能力与认知表现密切相关,因此降低医院噪声对患者康复具有重要意义。此外,病房声环境还影响医护人员工作效率,噪声环境下医护人员更易出现疲劳、注意力下降与工作表现变差。
声环境对感觉脆弱人群的情绪影响:良好声环境有助于缓解焦虑并对情绪效价与唤醒水平产生积极作用,柔和音乐与自然声等正向声源可帮助缓解心理压力。老年人中,户外声景对养老院居民的心理健康具有刺激与恢复作用,过度安静的环境可能不利于其心理健康;养老院活动空间中播放的音乐显著影响老年人的情绪与行为,慢节奏音乐比较快节奏音乐更易引发更高水平的积极情感与满意度,但随活动空间人群密度升高满意度下降。
校园声环境影响儿童的情绪与行为,嘈杂环境可诱发悲伤、担忧与烦躁等负面情绪,并引发从大声喧哗到回避言语交流的消极行为反应;交通噪声每升高10 dB,青少年与青年抑郁与焦虑风险上升,声压级超过53 dB时尤为显著;特定声音的恢复作用具有情境依赖性,鸟鸣在教室环境中恢复效果更强,喷泉声在公园环境中恢复效果更好;声刺激类型还影响儿童社交倾向,儿童声音或自然声较无声条件更易促进同伴互动,动物声与古典音乐则与儿童更倾向于独处相关。
听力受损人群中,听力损失对老年人心理健康具有不利影响并增加抑郁风险;音乐可改善听力损失个体的情绪福祉,人工耳蜗植入使听力损失个体能够在噪声环境中聆听音乐,并在安静环境中更充分地享受音乐。
患者群体中,结合降噪技术与音乐疗法可有效降低病房噪声并改善胃癌患者的临床状况;外科ICU中频繁的高噪声暴露会增加患者焦虑并损害睡眠质量;改善午间病房室内声环境可优化就餐氛围、提升患者福祉与社交互动,进而可能增加摄食量并改善营养状态。
讨论
重叠脆弱亚组的声环境影响:除老年人、儿童、患者与听力损失等主要感觉脆弱人群外,部分研究关注兼具两种及以上脆弱特征的重叠亚组,如儿科患者、老年患者、伴听力损失的儿童或老年人。证据表明,当年龄、疾病状态与听力损伤并存时,声环境的不利影响可能被进一步放大。重叠亚组研究中,健康与康复相关研究主要关注住院儿童与老年患者,高噪声水平与睡眠质量下降、情绪状态恶化、生理应激升高及康复时间延长相关;儿科患者研究聚焦于心理健康与睡眠质量,高噪声环境与医疗焦虑升高及痛觉感知增强相关,而降噪管理则与自主神经功能改善、睡眠质量提升及住院康复增强相关。与听力损伤相关的重叠亚组研究主要集中于老年与儿童听力损失群体,当听力损失与衰老或认知衰退共存时,个体在噪声或混响条件下的言语感知更差、聆听努力更大、听觉场景分析困难更显著,多重脆弱性可能加剧噪声、混响与复杂听觉环境中的不良体验,但相关研究数量仍有限,研究设计与结局指标异质性较大,未来需更多系统性比较研究。
改善感觉脆弱人群福祉的策略:噪声控制方面,需在养老院、医院与幼儿园等场所降低环境噪声。养老院常见噪声源包括机械声、背景音乐、活动声与交谈声,需有效控制声压级;医院中医疗设备、交谈与护理活动产生的噪声会干扰患者休息并损害医患健康,需适当控制;学校主要噪声源包括外部交通噪声、儿童玩耍声与背景音乐,过高噪声会损害儿童语言能力、认知发展与身体健康。对上述建筑中声压级较高或重要性较高的房间,可采用墙体、地面、天花板等结构的隔声、吸声、隔振与消声处理以减少噪声干扰;对老年人卧室、患者病房、手术室与教室等房间,可采取地面隔声与增设吸声材料等措施,减少相邻空间干扰并避免声压级剧烈波动。各国已对养老院、医院与学校的室内声压级作出规定,其中养老院与学校要求相对严格,医院要求相对较低,这与医院人员流动与仪器设备复杂、更易产生噪声有关,因此需采取措施改善医院室内声环境,同时有效控制室内混响时间,为保障良好言语清晰度,混响应限制在约1秒,优化声环境时需结合当前室内条件,选用吸声性能优越的材料或构造以充分发挥其作用。
声景设计方面,营造舒适声环境可显著提升感觉脆弱人群的健康与福祉。音乐可对老年人与听觉敏感群体的情绪体验与环舒适性产生积极影响,提升医院患者的情绪效价与唤醒水平,并促进弱势儿童的神经可塑性与语言发展。声景设计需依据脆弱群体的声音偏好、活动需求与空间特征制定适宜策略:养老院公共活动空间可融入自然声(如鸟鸣、流水声)或经典歌曲与钢琴曲以提升老年人声舒适度;医院病房可在控制声压级的同时播放柔和舒缓的音乐,避免音乐掩盖重要医疗设备声音或干扰医护人员,同时缓解患者焦虑并促进睡眠;学校需结合不同年龄组的行为活动、学习内容认知能力,打造适配的声环境以满足儿童的特定需求。
环境因素与潜在生物学机制:除声环境外,光环境、热环境与空气质量等物理环境因素也可能影响感觉脆弱人群的健康、认知与情绪,可能给部分研究结果带来偏倚。现有研究中,部分实验研究通过改变声音条件并控制其他环境变量探索声环境对人类健康与认知的影响,但样本量普遍较小;为扩大研究人群,部分研究采用区域前瞻性队列或横断面数据,通常调整社会经济地位与空气污染等因素,以更准确地分离噪声对人群的影响。生物学机制方面,单次夜间飞机噪声暴露即可诱导内皮功能障碍与氧化应激增加;夜间噪声暴露所致高血压可能与交感神经激活及血管功能障碍有关,噪声暴露停止后可部分缓解部分生理症状,但脑微血管内皮功能障碍在噪声停止后仍可持续四天。认知层面,长期噪声与应激暴露会损害战斗机飞行员的工作记忆,导致海马体等认知关键脑区神经元丢失与神经元活动减少,进而对其认知能力产生不利影响。
局限性与未来方向:本综述存在一定局限性。首先,纳入研究在人群特征、声暴露指标、结局指标与研究设计方面存在显著异质性,因此未开展Meta分析而采用结构化叙述性合成。其次,部分研究样本量较小,且对基线听力状态、照明与热环境等潜在混杂因素控制不足,可能给结果引入潜在偏倚。第三,根据GRADE评估,许多结局类别的证据确定性被评为低或极低。未来研究应纳入更多高质量纵向与干预性研究,特别是大样本量、声学指标标准化与结局指标一致化的研究,以提高研究可比性与证据可靠性;同时应扩展重叠脆弱亚组的相关研究,评估不同场景中声学干预的可行性与成本效益,并整合新兴方法学,为不同感觉脆弱人群提供更具针对性的循证支持。
结论
本综述考察了声环境对感觉脆弱人群福祉的影响,主要结论如下:第一,声环境与感觉脆弱人群的健康、认知与情绪福祉结局密切相关。不利声环境可能对身体健康、临床康复、睡眠、学业表现、聆听与言语感知及情绪状态产生不利影响,而噪声控制与正向声景干预通常与更有利的结局相关。第二,声环境的影响在不同感觉脆弱人群中存在差异:老年人研究主要关注心血管症状风险与一般认知状态;儿童影响主要体现在认知与学习相关结局;听力损失群体主要关注言语感知与听觉负荷;患者群体影响主要与疾病康复、睡眠与情绪相关。第三,应根据脆弱人群特征与特定场景要求采取噪声控制与声景设计等策略,以改善其福祉。值得注意的是,现有证据基础受限于人群特征、结局测量与研究设计的显著异质性,且多数结局类别的证据确定性被评为低或极低。因此,仍需更多高质量研究为学校、医院与养老院的声环境设计与优化提供更坚实的证据基础。