老年患者人工髖關節置換術后認知功能障礙與血漿皮質醇水平的關系

胡笑明 謝海輝 周桂蘭 郭建恩 倪新穎

術后認知功能障礙 (POCD)是指患者麻醉蘇醒后出現記憶、定向力、學習力、抽象思維等認知功能障礙，可伴隨譫妄、焦慮、抑郁等精神狀態異常，是非心臟手術和麻醉后患者常見的并發癥，老年人POCD發生率約為青年人的2倍[1]。POCD發生的機制尚未明確，有學者認為下丘腦-垂體-腎上腺素軸功能改變、乙酰膽堿功能紊亂、炎癥、氧自由基、電解質紊亂等與其發生有關[2-3]。多數POCD患者在術后數日內恢復認知功能，但部分嚴重患者的POCD可能持續數月至更長時間，甚至發展為癡呆，嚴重影響其生活質量，給患者及其家庭帶來沉重負擔[4]。老年人髖部骨折高發，人工髖關節置換術是主要治療手段，但手術創傷大、手術和麻醉時間較長易致POCD。皮質醇是腎上腺皮質分泌的糖皮質激素，受下丘腦-垂體-腎上腺素軸調節，參與阿爾茨海默病、血管性認知障礙、POCD等多種認知功能障礙的發生過程，Funder等[5]提出POCD患者皮質醇出現異常，因此筆者對行人工髖關節置換術的老年患者術后POCD與血漿皮質醇水平的關系進行分析，探討血漿皮質醇在老年人POCD發生中的作用。

對象與方法

一、研究對象

選擇2013年6月至2015年1月在我院住院擬行人工髖關節置換術的老年患者80例作為研究對象，其中男51例、女29例，年齡 (72.9±4.3)歲，病程 (7.1±1.5)d，教育年限 (8.3±2.1)年，BMI(26.3±2.9)kg/m2。所有患者均經 X線、CT等影像學檢查明確骨折診斷，且符合人工髖關節置換術適應證。骨折類型:股骨頸骨折43例、股骨轉子間骨折23例、股骨壞死14例。致傷原因:跌倒53例、交通事故20例、撞擊7例。合并高血壓病23例、糖尿病15例。美國麻醉醫師協會 (ASA)分級Ⅰ～Ⅲ級。所有患者術前意識及認知功能正常。排除以下患者:術前簡易精神狀態檢查量表(MMSE)評分＜20分者;合并嚴重心血管疾病、呼吸系統疾病、肝腎功能障礙、凝血功能障礙者;既往有腦血管意外病史、精神障礙病史;有嚴重視力、聽力或語言障礙而無法配合完成認知功能測試者;有椎管內麻醉禁忌證者。本研究經我院醫學倫理委員會批準，所有患者對手術知情同意。

二、方 法

1.麻醉方法

所有患者均采用腰硬聯合麻醉，術前30 min肌內注射苯巴比妥、阿托品，進入手術室后開通靜脈通道，連接Philips監護儀MP40/50常規監測心電圖、脈搏/心率、無創血壓、血氧飽和度，經鼻吸氧2～3 L/min。左或右橈動脈Allen試驗陰性者選擇行動脈穿刺置管監測有創動脈壓。選擇L2～3或L3～4椎間隙行腰硬聯合麻醉穿刺，置入腰椎麻醉針，穿刺流出腦脊液后注入0.5%布比卡因1.8～2.3 ml，速度為0.15～0.2 ml/s，于硬膜外腔留置導管，平臥后保持麻醉平面于T9～10水平。術中根據患者血壓、心率、出血量、尿量及時輸液、輸血，同時應用適量麻黃堿、多巴胺、去氧腎上腺素心血管活性藥物以維持血流動力學平穩。行全髖關節置換術后均給予芬太尼20 μg/kg+托烷司瓊2 mg(用生理鹽水配置為100 ml溶液)行自控靜脈鎮痛。

2.研究方法

術前1 d及術后6 h、1 d、3 d、7 d空腹抽取患者外周靜脈血5 ml，離心取得血清置－20℃冰箱中保存，采用酶聯免疫吸附試驗 (ELISA)定量測定血漿皮質醇，試劑盒購自美國R＆D Systems公司，操作過程按試劑盒說明進行。術前1 d及術后6 h、1 d、3 d、7 d由專人采用MMSE評價患者認知功能。MMSE量表包括時間定向力、地點定向力、即刻記憶力、注意力及計算力、延遲記憶、語言、視空間等7個維度，共30項，總分0～30分，分值越低表示認知功能越差，術后24 h較術前評分減少≥2分為發生POCD[6]。根據認知功能檢測結果，按術后有無發生POCD將患者分為POCD組和非POCD組進行分析。

3.觀察指標

記錄所有患者術前1 d及術后6 h、1 d、3 d、7 d血漿皮質醇水平、MMSE量表評分及術后POCD發生率。比較POCD組和非POCD組手術情況、血漿皮質醇水平、MMSE量表評分。

三、統計學處理

結 果

一、POCD組和非POCD組基線資料比較

術后18例 (22.5%)患者發生POCD，年齡與髖關節置換術患者發生POCD有關 (P＜0.05)，POCD組和非 POCD組性別、教育年限、BMI、ASA分級、骨折類型、致傷原因、合并高血壓病、合并糖尿病、手術時間比較差異無統計學意義 (P均＞0.05)，見表1。

表1 POCD組和非POCD組基線資料比較

二、POCD組和非POCD組不同時間點血漿皮質醇水平比較

POCD組和非POCD組術前1 d血漿皮質醇水平比較差異無統計學意義 (P＞0.05)，POCD組術后6 h、1 d、3 d、7 d血漿皮質醇水平均明顯高于術前1 d(P＜0.05);非POCD組術后6 h、1 d血漿皮質醇水平明顯高于術前1 d(P＜0.05)，但術后3 d、7 d血漿皮質醇水平與術前1 d比較差異均無統計學意義，POCD組術后6 h、1 d、3 d、7 d血漿皮質醇水平均明顯高于非POCD組 (P均＜0.05)，見表2。

表2 POCD組和非POCD組不同時間點血漿皮質醇水平比較()nmol/L

表2 POCD組和非POCD組不同時間點血漿皮質醇水平比較()nmol/L

注: 與同組術前1 d比較，at=5.932、P ＜0.001，bt=5.235、P ＜0.001，ct=5.124、P ＜0.001，dt=5.011、P ＜0.001，et=4.121、P=0.011，ft=3.892、P=0.018

組 別 術前1 d 術后6 h 術后1 d 術后3 d 術后7 d F值 P值5.934 ＜0.001非POCD組 290.0±28.5 312.5±25.9e 302.6±29.5f 289.6±26.5 289.7±27.7 4.223 0.009 t值 0.829 5.269 5.346 5.429 5.136 - -P值POCD組 291.3±26.3 375.2±31.6a 363.0±30.7b 360.9±31.3c 351.6±32.5d 0.103 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 - -

三、POCD組和非POCD組不同時間點MMSE評分比較

POCD組和非POCD組術前1 d MMSE評分比較差異無統計學意義 (P＞0.05)，POCD組術后6 h MMSE評分達谷值后緩慢升高，但術后6 h、1 d、3 d、7 d MMSE評分均明顯低于術前1 d(P＜0.05);非POCD組術后6 h MMSE評分達谷值后迅速升高，術后6 h、術后1 d MMSE評分明顯低于術前1 d(P＜0.05)，但術后3 d、7 d MMSE評分與術前1 d比較差異無統計學意義，POCD組術后6 h、1 d、3 d、7 d MMSE評分均明顯低于非POCD組 (P均＜0.05)，見表3。

表3 POCD組和非POCD組點不同時間點MMSE評分比較 ()分

表3 POCD組和非POCD組點不同時間點MMSE評分比較 ()分

注: 與同組術前1d 比較，at=4.515、P=0.004，bt=4.125、P=0.007，ct=3.815、P=0.019，dt=3.519、P=0.023，et=3.522、P=0.024，ft=3.025、P=0.032

組 別 術前1 d 術后6 h 術后1 d 術后3 d 術后7 d F值 P值4.389 0.008非POCD組 24.35±1.51 22.75±1.21e 23.35±1.26f 24.08±1.56 24.43±1.52 3.236 0.022 t值 0.968 2.858 3.619 3.468 3.128 - -P值POCD組 24.53±1.42 21.14±1.05a 21.55±1.27b 22.07±1.34c 22.73±1.53d 0.109 0.035 0.021 0.025 0.029 - -

四、血漿皮質醇水平與MMSE評分的相關性

Pearson法相關分析結果示，所有患者術后6 h、1 d、3 d、7 d血漿皮質醇水平與MMSE評分均呈負相關 (r值分別為 －0.674、 －0.662、 －0.635、－0.612，P均＜0.05)。

討 論

POCD是老年患者術后的常見并發癥。目前研究表明，POCD可能與手術方式、麻醉方式、手術時間、麻醉用藥等關系密切，尤其是圍手術期應激反應，被認為在POCD發生過程中起重要作用[3]。髖關節置換術對患者創傷較大，手術時間較長，對患者產生強烈的應激刺激，進而激活其下丘腦-垂體-腎上腺素軸，并可能導致其海馬、邊緣體等腦區的損害，影響其認知功能。老年人對應激的耐受力明顯下降，POCD更常見[7]。本研究示，老年患者人工髖關節置換術后POCD的發生率為22.5%，此結果在既往研究的范圍內 (19% ～40%)，且較接近該范圍的低限，分析原因可能與本研究采用腰硬聯合麻醉方法有關，因為該方法可減少全身麻醉藥物對中樞神經系統的抑制，故可能減輕由此引起的腦組織功能損害[12]。目前也有研究認為，腰硬聯合麻醉應用于髖關節置換術后的POCD發生率明顯低于全身麻醉[11]。

目前學者們普遍認為POCD的發生機制與乙酰膽堿功能紊亂有關。老年人的乙酰膽堿功能明顯衰退以及圍手術期應用抗膽堿藥物可能是老年人POCD高發的原因之一[10]。近年的研究顯示，皮質醇與抗膽堿能活性存在內在聯系，皮質醇受下丘腦、垂體產生的促腎上腺激素調節，是反映下丘腦-垂體-腎上腺素軸介導的應激反應的敏感標志物[13]。應激反應同時受多種因素影響，本研究顯示，術后6 h POCD組與非POCD組血漿皮質醇水平均出現明顯升高，POCD組升高幅度高于非POCD組，且回落的速度慢于非POCD組，至術后7 d血漿皮質醇仍明顯高于術前1 d，而非POCD組血漿皮質醇水平則在術后3 d時已回落至與術前相當，提示POCD的發生可能與血漿皮質醇的大幅度升高及持續高水平有關。有研究顯示老年大鼠的前額葉皮質、下丘腦、海馬等區域糖皮質激素受體減少[15]。術后血漿皮質醇的持續高水平可能與老年人中樞神經系統退化，糖皮質激素受體減少，降低應激反應產生的皮質醇應答以及產生負反饋使皮質醇分泌增加有關。

我們的研究結果還提示，術后POCD組與非POCD組MMSE評分的變化趨勢與血漿皮質醇水平的變化趨勢可能存在聯系:MMSE評分在術后出現谷值時，血漿皮質醇水平處于峰值，而本研究術后6 h數據可能受麻醉藥物代謝時間影響[16]。因此本研究按臨床常規以術后1 d為判斷POCD發生的時間點，此時血漿皮質醇開始回落但并不顯著，2組之間MMSE評分的變化趨勢顯示非POCD組認知功能恢復較快，術后7 d基本恢復至術前水平，POCD組恢復速度則相對緩慢。相關分析結果示，術后6 h、1 d、3 d、7 d血漿皮質醇水平與MMSE評分均呈負相關，但相關系數逐漸減小，提示術后血漿皮質醇水平可能可以反映患者認知障礙程度。

綜上所述，老年患者術后POCD的發生可能與手術造成的劇烈應激反應、血漿皮質醇顯著升高有關。圍手術期監測血漿皮質醇水平可能有助于評估術后認知功能，診斷POCD。

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