腦血流量/腦氧代謝率預測非心臟手術老年患者術后認知功能障礙的可行性

吳蕭林 周振鋒 王宏法 陳龍 陸玲 錢少杰 方俊標

術后認知功能障礙（postoperative cognitive dysfunction,POCD）是老年患者術后常見的并發癥[1]，可導致住院時間延長和醫療費用增加[2]，甚至增加術后1年病死率[3]。雖然目前POCD發生的原因和機制尚不明確，但很多研究提示POCD可能與腦缺血缺氧有關[3-4]。在各種監測手段中，脈搏血氧飽和度（SpO2）、血氣分析只能反映體循環的氧合情況；近來不少研究認為經顱紅外線頻譜法（NIRS）是一種可行的無創監測腦氧飽和度（regional cerebral oxygen saturation,rSCO2）方法[5-6]，但它只能局部監測。目前頸靜脈球部血氧飽和度（SjvO2）監測仍是一種反映大腦整體氧供需平衡的可靠方法[7]，但尚無研究評價其對預測POCD發生的潛在作用。本研究以全麻下進行大型非心臟手術的老年患者為研究對象，評價腦血流量/腦氧代謝率（cerebral blood flow/cerebral metabolic rate of oxygen,CBF/CMRO2）預測POCD的可行性，為臨床應用提供參考。

1 對象和方法

1.1 對象 選取2018年11月至2019年2月浙江省人民醫院擇期全麻下行非心臟手術患者72例。納入標準：（1）年齡≥65歲；（2）美國麻醉醫師協會（American Society of Anesthesiologists,ASA）分級Ⅰ～Ⅱ級，無嚴重心、肺系統疾病；（3）簡易智力狀態檢查（minimental state examination,MMSE）評分≥24 分；（4）預計手術時間超過3 h且需要頸內靜脈置管者和橈動脈穿刺置管。排除標準：（1）心臟或神經外科手術；（2）患有中樞神經系統疾病、精神病、心理疾病和長期藥物治療，包括帕金森病、酗酒、服用鎮靜劑、抗抑郁藥等；（3）腎功能損害：肌酐（Cr）＞177 μmol/L；（4）活動性肝病患者肝功能Child-pugh B級以上；（5）有嚴重的視力或聽力障礙；（6）文盲以及無法有效交流的患者。本研究經本院醫學倫理委員會批準，所有患者均簽署知情同意書。

1.2 方法 記錄患者有關病史、用藥史、實驗室檢查結果和受教育程度（分為文盲、小學、中學和大學）等，術前無用藥。入手術室后局麻下經右頸內靜脈逆行穿刺置管至頸靜脈球部，肝素封管以備抽血。行橈動脈穿刺置管監測血壓并供術中血氣分析。麻醉誘導采用芬太尼 4 μg/kg、異丙酚 1～2 mg/kg、順式阿曲庫銨0.15 mg/kg。術中吸入七氟烷（0.5 MAC）和靜脈注射異丙酚4～6 mg/（kg·h）維持麻醉，酌情追加芬太尼1 μg/kg和順式阿曲庫銨0.1 mg/kg。術中監測心電圖（ECG）、脈搏血氧飽和度（SpO2）、呼氣末二氧化碳分壓（PETCO2）、橈動脈壓（RAP）、組織腦氧合指數（tissue oxygenation index,TOI）（使用COVIDIEM公司5100C型腦部與區域血氧檢測系統，標準：YZB/USA 1591-21015）和心功能等，術中維持 PETCO2在 35～45 mmHg，調整吸入氧濃度（FiO2）以維持SpO2＞96%。若平均動脈壓（MAP）低于60 mmHg或收縮壓（SBP）低于術前的60%持續5 min，則認為存在低血壓，給予去氧腎上腺素50～100 μg或麻黃堿 6～12 mg靜脈注射糾正低血壓。在誘導前（T1）、誘導后 2h（T2）和出麻醉復蘇室（PACU）（T3）時3個時點分別采集橈動脈和頸靜脈球部血樣各2 ml，抽取頸靜脈球部血樣的速度＜2 ml/min行血氣分析，計算頸靜脈血氧分壓（PjVO2）、SjvO2和 CBF/CMRO2，計算公式如下：

術畢行術后靜脈自控鎮痛（PCIA），舒芬太尼1.5 μg/kg用0.9%氯化鈉注射液稀釋至200 ml，背景輸注速率4 ml/h，單次劑量2 ml，鎖定時間15 min，鎮痛至術后48 h，維持視覺模擬疼痛評分（visual analog scale,VAS）評分≤3分。VAS評分＞3分時，靜脈注射氟比洛芬酯50 mg靜脈推注補救鎮痛。術后第7天隨訪患者有無感染、心血管系統及呼吸系統并發癥、是否入ICU、有無譫妄等。

1.3 神經心理測驗 患者于術前2 d和術后第7天分別由精神衛生科主治以上醫師進行神經心理測驗。神經心理測驗內容包括：A.語言能力測驗（詞匯流暢性測驗），此項是為了測試特定范疇內的信息提取能力和語言能力；B.視覺辨認功能測驗（包括功能聯系、語義聯系、視覺匹配和推理）；C.簡易智力狀態檢查（MMSE評分），包括30小題，分別測定時間和空間定向、即刻和短程記憶、注意力和計算能力、語言和執行能力；D.數字倒背測驗，是數字廣度測驗的一個分測驗，用于注意力過程的評估。各項測驗均以評分高表示功能好。除測驗B無平行版本外，其他各項測驗于術前和術后隨機采用兩份難度相當的平行版本之一進行，以減少重復測驗所帶來的學習效應。計算術前所有患者各項測驗得分的標準差，將術前得分與術后得分的降分值與該項測驗的標準差相比，若降分值≥1個標準差，則認為該項測驗出現術后認知功能受損。若術后有兩項或兩項以上測驗出現術后認知功能受損，則認為發生POCD。根據是否發生POCD將患者分為有POCD和無POCD組。

1.4 統計學處理 采用SPSS 18.0統計軟件。正態分布的計量資料以表示，兩組間比較采用成組t檢驗；手術前后評分的比較采用配對t檢驗。不同時間比較采用重復測量的方差分析。計數資料組間比較采用χ2檢驗或Fisher精確法計算確切概率。多因素分析采用logistic逐步回歸法，以有無POCD作為應變量，根據既往文獻報道和單因素分析中P≤0.1的變量作為自變量。P＜0.05為差異有統計意義。

2 結果

2.1 兩組患者一般臨床資料的比較 72例患者中發生POCD 24例，無POCD 48例。兩組患者受教育程度、術后MMSE評分比較差異均有統計學意義（均P＜0.05），其余術前、術中臨床資料包括心率、血壓、潮氣末七氟醚濃度（End tidal sevoflurane concentration,EtSevoflurane）、體溫、手術時間和麻醉時間等比較差異均無統計學意義（均 P＞0.05），見表 1、2。

表1 兩組患者一般臨床資料的比較

表2 兩組患者術中臨床資料的比較

2.2 兩組患者 CBF/CMRO2、TOI和 SjvO2的比較 與無POCD組比較，POCD組T2和T3時點的CBF/CMRO2更低，差異均有統計學意義（均P＜0.05），但 TOI和SjvO2的差異均無統計學意義（均P＞0.05），見表3。

表3 兩組患者CBF/CMRO2、TOI和SjvO2的比較

2.3 術后發生POCD的多因素logistic回歸分析 納入的變量包括年齡、ASA分級、受教育程度、術后MMSE評分、NYHA分級、高血壓、手術類型、T2和T3時點的SjvO2和 CBF/CMRO2，結果顯示高血壓（OR=4.207，95%CI：1.028～17.208，P=0.046） 和 T2時點的 CBF/CMRO2（OR=0.695，95%CI：0.527～0.915，P=0.010）是預測術后發生POCD的獨立危險因素。

3 討論

POCD是術后常見的并發癥，尤其常見于老年患者[1]，POCD是指術前無精神障礙患者，受多種因素的影響，出現術后大腦功能紊亂導致在術后發生的一種可逆和波動性的急性精神紊亂綜合征，它包括意識、認知、記憶、定向、精神運動行為以及睡眠等方面的紊亂。有研究發現64歲以上的患者中有15%術前即存在早期老年性癡呆，術后第9天POCD的發生率高達71%，術后第3個月時仍有56%[8]。另一項研究報道60歲以上患者行非心臟手術后1周內POCD的發生率高達41%，其中13%患者癥狀可持續到術后3個月[9]。本研究發現老年患者行非心臟手術后1周內POCD的發生率高達33.3%，這同樣表明老年患者行非心臟手術后易發生POCD，需要重視。

目前POCD發生的原因和機制尚不明確。現有多種術后POCD致病機制假說：術中腦灌注和（或）氧合受損導致的腦缺血[10]，全身性炎癥和促炎性細胞因子對大腦的影響[11]，膽堿能神經元傳遞的改變[12]，麻醉藥物的神經毒性反應[13]等。既往研究發現了一些與術后POCD可能相關的因素[10，12]，包括老年、術前合并心腦血管疾病、糖尿病、術前飲酒、術前認知功能損害、圍術期用藥、術中事件、術后并發癥以及遺傳因素和環境因素等。本研究發現術后發生POCD患者文盲和大學的比例更高，但隨后的多因素回歸分析并未證實受教育程度是術后發生POCD的獨立危險因素；而且術前合并高血壓者術后發生POCD的風險增加約4倍，這部分患者更需要關注和預防術后POCD的發生。

有研究提示POCD可能與腦缺血缺氧有關，與記憶有關的海馬對一過性腦缺氧敏感，在許多腦缺氧的病理情況下如慢性阻塞性肺病、成人呼吸窘迫綜合征、阻塞性睡眠呼吸暫停綜合征、心臟驟停等都可以出現認知功能損害[14]。很多研究也試圖通過各種監測以預測術后POCD。Browne等[14]通過血氣分析認為冠脈搭橋術后的低氧血癥與短期POCD有關。據報道，胸外科手術中rSCO2下降可預測早期POCD[15]，在許多手術中可能與POCD有關[16-17]。但在各種監測手段中，SpO2、血氣分析只能反映體循環的氧合情況；最近發展起來的NIRS雖然是一種有前途的無創監測rSCO2的方法，但它只是一種局部監測方法；目前SjvO2監測仍是一種比較可靠的反映大腦整體氧供需平衡的方法[18]。

有研究表明，心臟手術期間局部rSCO2降低與隨后的POCD相關[19-20]，但在Zheng等[10]系統評價中，認為只有低水平的證據證明心臟手術期間低rSCO2與術后神經系統并發癥相關，目前相關數據不足以得出結論：改善rSCO2可預防中風或POCD。但非心臟手術的研究結果和上述心臟手術的研究結果并不一致。有研究表明胸部和腹部手術期間rSCO2的減少預示著POCD的早期發生[15]。最近另一項研究表明，腰椎手術期間rSCO2下降持續時間＜60%與老年患者術后1周POCD的發生、發展有關[21]。也有研究發現沙灘椅位置進行肩部手術會降低大腦的自動調節能力，但手術期間rSCO2的減少與POCD無關[22]。最近另一項研究不支持術中腦氧合減少（TOI較低）和POCD有關[23]，本研究同樣發現術中TOI與POCD無關，并不能預測術后POCD的發生。SjvO2是全面評價腦部氧氣消耗的指標，并且與全身麻醉期間的吸入氧氣濃度無關[24]。一項研究在心臟手術患者采用SjvO2監測，發現SjvO2降低與短期POCD有關[19]。本研究發現SjvO2不能預測術后POCD的發生，術中單獨腦部氧氣消耗的指標并不能預測術后POCD。CBF/CMRO2是大腦代謝偶聯的指標，本研究通過單因素分析和多因素logistic回歸分析發現誘導后2 h的CBF/CMRO2可以預測術后POCD，而術前和出蘇醒室時的CBF/CMRO2并不能預測術后POCD，說明術中維持大腦代謝偶聯平衡更重要。

本研究與其它研究不一致的可能原因為：POCD的測試復雜，因為沒有單一的測試可以識別這些癥狀。因此，通常使用神經認知測試的組合。POCD的患病率取決于所使用的評估方法、測試時間和所使用的統計方法，因此很難進行研究之間的比較[25]。迄今為止，還沒有診斷POCD的金標準。

綜上所述，麻醉誘導后2 h的CBF/CMRO2是預測術后發生POCD的獨立危險因素，可以預測術后POCD的發生。