综述：神经康复病房的住院暴露组学：病房室内环境暴露与患者中心结局的系统评价

《BUILDING AND ENVIRONMENT》：The inpatient exposome in neurorehabilitation wards: a systematic review of indoor environmental exposures and patient-centered outcomes

　　

背景：住院神经康复在病房环境中开展，室内环境暴露可能影响治疗时段之外的睡眠、觉醒、活动能力、寻路及参与度。目的：综合可修饰的病房或机构层面室内暴露（即住院暴露组学）与神经科住院患者患者中心结局的证据，并对各领域的有效性进行评价。方法：研究人员检索了PubMed、Web of Science、Cochrane Library、Embase、EBSCOhost及Scopus数据库自建库至2025年10月28日的文献。纳入的研究需量化独立于治疗内容的可测量、可修饰室内暴露，并报告患者层面结局。由两名研究者独立筛选文献并提取数据。偏倚风险采用RoB 2、ROBINS-I及ROBINS-E进行评估，各暴露-结局配对的证据质量采用GRADE（Grading of Recommendations Assessment, Development and Evaluation）衍生方法进行评估。结果：共纳入30项研究，涵盖光照与昼夜节律照明、声音与噪声、空间布局与可识别性、富集环境与公共交流空间、夜间病房生态以及热舒适与室内空气质量（预设空白领域）。昼夜节律支持性照明及结构化的夜间噪声与照护方案在改善睡眠质量、疲劳程度或感知精力方面显示出最明确的信号。建筑配置、空间可识别性及功能性步行空间与离床行为增加、长时间久坐减少以及轻强度体力活动增加相关；但与中高强度活动无一致关联。富集且具有交流功能的环境可提高有意义的身体、认知及社会参与度。下游功能恢复、出院准备度及长期结局仍呈异质性且不确定。总体而言，少数近端比较的证据质量为中等，多数配对因混杂偏倚、暴露错分及结局异质性导致证据质量为低或极低。结论：病房生态是住院神经康复期间睡眠、活动及参与度的可修饰共同决定因素，但现有证据不应被解读为下游功能获益的强因果证据。未来需要采用客观暴露测量、保真度指标及标准化结局的实用型多中心研究，以为可推广的病房干预措施和设计标准提供依据。

1. 1.
   引言
   本部分首先界定了神经系统疾病的范畴，包括卒中、获得性脑损伤（ABI）、脊髓损伤（SCI）、癫痫、帕金森病（PD）、多发性硬化（MS）及痴呆等。住院神经康复旨在通过结构化治疗与日常照护改善功能与参与度，而许多恢复驱动因素还依赖于睡眠、觉醒调节、注意力、动机及治疗时段外的自主练习。病房环境在晚间、夜间及周末可对这些因素产生塑造作用。研究引入了暴露组学（exposome）概念，即个体一生中所经历的全部环境暴露总和，并将其细化为可在建筑围护结构内测量的病房或机构层面特征，包括声环境与噪声模式、光照与昼夜节律照明系统、热条件与空气质量、房间配置与密度、空间可识别性与寻路，以及无需改变患者定向治疗内容即可量化与修饰的环境介导富集。在此框架下，病房不仅是治疗的容器，更是共同治疗领域，患者在无计划治疗时持续暴露于这些环境因素中，进而影响觉醒、睡眠依赖性可塑性及自主练习机会，这与学习、动机及恢复轨迹密切相关。流行病学数据显示，2021年全球疾病负担研究将神经系统疾病列为全球致残的主要原因，2024年世界卫生组织（WHO）综合报告指出超过三分之一人口罹患某种神经系统疾病，因此即使是微小的功能、认知、睡眠或生活质量获益，若能在服务层面推广，也将产生显著的人群效应。国际功能、残疾和健康分类（ICF）将环境决定因素与身体功能、活动及参与并列，将建成环境视为恢复的促进或阻碍因素。循证医疗设计已证实建筑、感官及工作流程特征与患者体验及临床结局相关。神经科学则进一步提供了机制层面的解释：学习依赖性可塑性与觉醒调节、注意力、动机及睡眠-觉醒同步密切相关，这些过程均会对环境线索与社会可供性作出反应。因此，支持昼夜节律、降低认知负荷并增加自主练习机会的设计选择，能够提升计划治疗的整体价值。此外，住院期间普遍存在睡眠与昼夜节律紊乱，光照通过光谱、强度及时间影响昼夜节律相位、警觉性及情绪，而病房及重症监护病房的声级常超过夜间指导值，报警声、设备及交通噪声会破坏睡眠连续性，进而影响警觉性、执行功能、治疗参与度及新技能巩固。针对神经科病房的试验显示，光谱调节或自然光干预可改善部分患者的主观睡眠与情感，但方案差异导致效应不一。建筑与布局同样影响行为与照护流程，单人病房可改善隐私与主观睡眠质量，并在部分场景中降低谵妄发生率，但对功能的影响取决于人员配置与工作流。空间可识别性与寻路可减少认知负荷与工作人员提示，支持自主移动与独立导航。环境介导富集通过在病房常规中嵌入刺激可供性，已在卒中单元中显示出增加治疗外活动并改善情绪、认知或功能的潜力，这与更高治疗强度与组织化卒中单元照护可改善结局的证据相一致。然而，现有方法学局限制约了转化应用：噪声研究多采用非标准化指数或缺乏连续记录；光照研究常混合生物标志物与患者中心结局，且光谱构成、剂量及对照等效性报告不足；住院睡眠改善策略往往缺乏依从性指标与暴露特征描述，难以区分环境效应与人员配置或政策变化的作用。此外，环境条件亦会影响神经心理评估与日常功能表现，凸显明确暴露描述的必要性。机制神经科学则为睡眠状态转换回路与学习和记忆过程的关联提供了支撑框架。当前领域亟需以结局为导向的综合评价，将住院环境视为照护的活性成分，并采用适合设计的效度评价方法进行归因分析。既往综述多聚焦于单一领域，缺乏针对神经康复结局层级及病房层面暴露归因规则的整合视角。本研究首次在住院暴露组学框架下整合多领域病房暴露，并通过设计适宜的风险偏倚与证据质量评价，为试验、采购及病房改造提供证据基础。
2. 2.
   材料与方法
   本研究采用系统评价方法，旨在评估病房层面室内暴露与神经康复患者中心结局的关联。在范围界定阶段明确了暴露领域、结局类别及先验逻辑模型，用于指导数据提取与叙述性合成，该模型并非经验证的机制框架。报告遵循PRISMA 2020指南，并采用SWiM（Synthesis Without Meta-analysis）指南指导无法进行荟萃分析时的合成方法。逻辑模型将住院暴露组学领域与近端中介变量（睡眠与昼夜节律同步、觉醒与注意稳定性、情感与动机、治疗外自主练习机会）及下游结局（功能状态、参与度、出院相关终点）相联结，同时考虑了基线严重程度、镇静药物负担、康复剂量与内容、人员配置及病房文化等关键效应修饰因子。研究方案已在PROSPERO注册（CRD420251237360），但由于注册时间晚于部分审查环节，未被视为完全前瞻性预注册，相关偏离及理由详见补充材料。文献检索覆盖PubMed、Web of Science、Cochrane Library、Embase、EBSCOhost及Scopus，检索时限自建库至2025年10月28日，采用概念驱动策略，围绕神经科住院康复人群与环境、患者中心结局三大模块构建检索式，未进行发表年份、地域及随访时长限制，仅纳入英文全文。研究采用PECO（Population, Exposure, Comparator, Outcome）框架界定纳入与排除标准：研究对象为急性或亚急性住院神经康复单元的成人及儿童患者，涵盖卒中、ABI、SCI、MS、PD及脑瘫等疾病；暴露为可量化、可修饰的病房或机构微观环境特征，包括噪声、光照与昼夜节律照明、热条件、建筑或布局特征（房间配置、治疗区设计、寻路）及环境介导富集，后者指通过改变空间、资源、可及性或常规来增加自愿性身体、认知、社会或交流参与的干预，需具备中心性及可复制性，并能与治疗内容分离；对照包括常规照护、替代病房或机构环境、不同暴露水平或时期，以及同一单元内的前后对比，并要求在高归因风险下采用设计或分析策略控制混杂；结局优先选择经验证的神经康复目标相关指标，包括功能状态、认知或神经行为、睡眠或昼夜节律调节、健康相关生活质量及参与度，生理终点仅在明确关联康复目标时予以考虑。研究类型涵盖随机试验、准实验研究及观察性研究，排除非神经科住院环境、非人类研究、无原始患者数据文献、门诊与社区康复场景、宏观环境暴露、非神经康复队列、单纯药物或行为训练干预、无法分离环境变化的合并组织政策调整，以及暴露剂量与依从性报告不足的研究。文献筛选由两名研究者独立完成，分歧通过讨论或由第三位研究者裁决解决，并计算Cohen’s κ评估一致性。数据提取采用标准化模板，涵盖研究描述、人群特征、暴露细节、对照信息、设计与分析策略、共同干预及结局指标，并详细记录缺失数据处理方式。偏倚风险评估依据研究类型分别采用RoB 2（随机试验）、ROBINS-I（非随机干预研究）及ROBINS-E（非随机暴露研究），评估重点关注患者特征、康复剂量与内容、人员配置及组织变革导致的混杂偏倚，以及暴露错分与选择性报告。叙述性合成采用SWiM框架，按神经科人群、设置及暴露领域分组，结局按功能状态、认知与神经行为、睡眠与昼夜节律、参与度与生活质量等归类，对连续变量采用均数与标准差或变化值，对异质构念采用预设规则的方向效应法，并将低值定义为长度 of stay、疲劳、日间嗜睡及抑郁症状改善，高值定义为日常生活活动能力、活动能力、认知表现、睡眠质量、参与度及健康相关生活质量改善。研究综合考量暴露量、暴露时机、设计类型、偏倚风险、病例组合及严重程度等因素，通过整合叙事评估校准各暴露-结局配对的证据质量，区分试验适用靶点与假设生成信号。
3. 3.
   结果
   初检共获得6789条记录，去重并排除非英文文献后剩余5716篇进入题目与摘要筛选，淘汰4800篇，主要原因为场景不符、非神经科住院康复目标、非原创性文献、非神经或非人类人群、工程建筑报告缺乏临床数据、模拟研究无真实病房暴露数据及结局不相关。随后对916篇文献进行摘要筛选，排除520篇无病房层面微观环境暴露及220篇非神经科单元研究。对176篇报告的全文进行获取与评估，最终纳入30项研究，包括随机对照试验、非随机干预研究及观察性暴露研究，涵盖卒中、创伤性脑损伤、SCI及其他神经康复队列，暴露集中于光照与昼夜节律照明、声学与噪声环境、建筑配置与空间可识别性、环境介导富集及公共空间等领域，结局从功能状态、活动能力到认知、睡眠与生活质量不等，随访多限于住院期间或出院时点。偏倚评估结果显示，5项随机试验均为RoB 2“有一些担忧”，主要缺陷在于分配隐藏报告不清、干预偏离（因无法设盲及环境剂量记录不足）及选择性报告（缺乏预先注册的分析计划）。13项非随机干预研究均为ROBINS-I高风险，混杂偏倚最为突出，因暴露分配多由病房、时间段或患者特征决定，且常伴随人员配置、治疗文化及病例组合的同步变化；参与者选择偏倚亦常见，便利抽样及纳入标准倾向于活动能力或沟通能力较好的患者，可能高估干预获益；暴露分类与依从性量化普遍不足；结局测量与缺失数据处理质量参差；所有研究均因缺乏预先注册分析计划而被判定为选择性报告存在担忧。12项观察性暴露研究采用ROBINS-E评估，6项为高风险，6项为有一些担忧，混杂偏倚同样普遍，因床位或病房分配受临床需求、床位可用性及组织政策驱动，且对卒中严重程度、合并症及康复剂量的校正常不完善；暴露与结局测量质量不一，部分研究采用行为制图、计算机辅助距离计算及体动记录仪表征活动与睡眠，但采样多局限于数天且常在病房层面汇总，难以区分物理设计、人员排班及机构文化的独立效应。尽管存在偏倚，各类研究仍呈现出若干一致模式：昼夜节律支持性照明与自然光谱早晨光照在改善主观睡眠与疲劳方面信号最为一致；结构化夜间噪声与照护管理显示出小幅度睡眠与疲劳改善；建筑配置紧凑、空间可识别性高及步行空间充足与轻强度体力活动增加及长时间久坐减少相关，但未观察到对中高强度活动的独立影响；单人病房占主导的单元与更多卧室停留时间及独处时间相关，虽提升了隐私，却可能增加孤独感并降低偶发性同伴支持；环境介导富集与公共交流空间普遍增加了离床时间、身体、认知及社会参与度，部分研究显示在充分剂量与依从性下可改善情绪、认知或功能，但下游功能恢复与出院结局仍不确定且异质性较高。证据质量评估显示，仅少数近端暴露-结局配对为中等质量，绝大多数因研究设计局限被评为低或极低质量。
4. 4.
   讨论
   本评价表明，病房层面环境暴露并非神经康复的中性背景，而是睡眠、活动及参与度的潜在共同决定因素。光照与昼夜节律支持干预产生了最一致的临床信号，尤其在改善睡眠质量、疲劳及昼夜节律同步方面，而对日常生活活动能力与出院准备度的影响较小且不确定。这一发现与非视觉光效对警觉性与昼夜节律时序的实验证据及医院研究显示白天光照增强可改善睡眠与情绪的结果相符。各领域中，最接近暴露通路的结局（睡眠连续性、昼夜节律同步、感知精力及离床时间）表现出最强的信号，而下游终点（如日常生活活动能力、出院准备度及长期功能恢复）效应较小且不一致，这符合多决定因素因果链的预期，即环境仅是总康复剂量中的一个组成部分。噪声与夜间照护实践被确认为睡眠与认知的并行应激源，观察性研究记录了短而碎片化的睡眠，并与夜间光、噪声峰值及照护接触频次相关，这与重症监护与综合病房中声级常超WHO建议值并导致睡眠中断与谵妄的证据一致。建筑配置与步行可及性塑造了患者离床频率与时空分布，大规模前后对比研究显示，转向以单人房为主的单元后，患者在卧室内停留时间显著增加，休息室或治疗空间使用减少，且无活动或被独自一人的观察比例上升；相反，步行空间定义（以功能独立性而非平方米计）更广的患者表现出更高的轻强度体力活动与更少的长时间久坐，但中高强度活动未见独立关联。这些结果提示，紧凑、可识别的路线及可见目的地可促进流动与参与，但单人房在提升隐私与感染控制的同时，若无补偿性的人员配置与活动策略，也可能带来隔离与偶发活动减少的风险。环境介导富集与公共空间始终增加了离床时间与社交互动，但硬性功能结局的获益有限。技术辅助富集项目、丰富日间室、放松空间、交流增强环境及公共餐饮均促进了清醒时段更多的身体、认知及社会活动，关闭餐厅电视可降低声级并改善部分吞咽困难患者的营养摄入，针对失语症的沟通环境富集亦显示出优于常规治疗的语言参与度提升。定性研究进一步揭示，患者对病房环境的体验深受文化与组织因素影响，不清楚可活动范围、对相同走廊感到困惑以及在单人房单元中的孤独感普遍存在，而适应性康复室与可见休息室则被感知为可移动、休息与交流的安全场所。工作人员访谈表明，常规、优先级及对活动的共同信念强烈决定了物理空间是否被用作治疗资源。因此，当环境改造后观察到更高的活动与参与度时，这既可能是墙体、光照与布局的直接效应，也可能是随同演变的照护文化的并行效应。研究进而提出，康复剂量概念应扩展至不仅包含正式治疗分钟数，还应纳入患者全天接受的支持性环境暴露的数量与质量，以及自主发起的活动。理论路径模型整合了经验依赖性可塑性、昼夜节律与觉醒系统、睡眠对记忆巩固的作用，以及建筑可识别性与社会参与对动机与自主性的影响，为未来试验设计提供了候选中介变量与效应修饰因子框架。在临床转化层面，昼夜节律支持性照明、噪声管理政策（聚焦峰值与重复夜间干扰而非仅平均声级）、建筑布局中将床至治疗区距离、步行环路可见性及目的地视线作为临床参数，以及为富集空间配备有意识的程序化支持以确保残疾较重患者也能使用，均是近期可操作的改进方向。研究议程应优先选择接近试验就绪的领域，如采用整群随机或阶梯楔形设计验证昼夜节律照明、富集日间室及结构化噪声管理的效果，并以睡眠效率、离床时间、参与度及出院准备度为主要结局。病房搬迁与大型翻新可作为自然实验，通过中断时间序列或双重差分法进行研究，前提是前瞻性地明确暴露指标与结局。高频客观监测光照、声音及活动将有助于更精准地表征住院暴露组学并理解剂量-反应关系。最后，尽管现有证据质量总体偏低，但其规模效应与公平相关性不容忽视：病房生态干预在机构层面运作，可使整个患者群体受益，尤其对谵妄风险、交流障碍、感觉过敏或严重疲劳等自我调控能力受限的个体更为有利。因此，将室内环境质量（IEQ）考量纳入翻新周期、采购规范及常规质量改进治理，可在更高确定性因果证据生成的同时，提供现实可行的人群健康获益路径。
5. 5.
   结论
   本系统评价提示，住院暴露组学可能作为神经康复的共同治疗组分发挥作用，而非中性背景。病房层面的光照、声音、布局及富集因素与睡眠、疲劳、活动能力及社会参与相关，但对日常生活活动能力、出院准备度及长期功能恢复的效应较小且不确定。昼夜节律支持性照明及结构化的夜间噪声与照护方案在改善睡眠与感知精力方面信号最为一致。步行可及、可识别的布局及可见的公共空间倾向于支持更多的离床时间与互动，而以单人房为主的布局若缺乏积极的社会与活动策略，则与更高的隔离风险相关。富集与交流环境可增加有意义的身体、认知及社会活动参与度，且未见明确安全性顾虑。然而，由于大多数非随机研究存在较高的混杂风险、暴露指标异质性大且随访时间短，上述结论不应被解读为下游功能恢复的强因果证据。各领域发现的趋同性仍支持将病房生态视为具有假设生成潜力及试验就绪特征的领域。临床团队可考虑将光照、噪声、布局及富集作为可修饰的照护组成部分，同时结合本地评估并承认现存不确定性。未来研究应在多中心、预先注册的试验中检验暴露组学导向的干预措施，采用客观测量方法并明确建模环境剂量、昼夜节律、人员配置情境以及通过睡眠或活动发挥的中介作用。更坚实的证据最终有望为神经康复环境制定正式标准，并帮助减少恢复潜力的不必要变异。将病房概念化为可修饰的生物行为暴露，使环境设计与神经科学核心恢复驱动因素（睡眠、觉醒稳定性、动机及高重复练习）保持一致，为新一代实用型试验提供了切实可行的路线图。