術后認知功能障礙的神經心理學評價及危險因素研究進展

張曉艷 田雪筠 陳肖 丁嫻

術后認知功能障礙（POCD）是指術后發生的影響患者大腦加工信息處理能力的中樞神經系統并發癥，患者的記憶力、注意力、知覺、意識和判斷較術前下降[1]，主要臨床表現是學習能力和記憶能力下降，注意力不集中，甚至可出現精神錯亂、人格改變、焦慮、抑郁[2]。POCD屬于輕度認知障礙，一般持續數天至數周，但也可持續數月、數年甚至變成一種永久性疾病，嚴重者可發展為癡呆[3]。POCD對患者的生活質量、疾病預后產生重要影響，甚至增加術后病死率[4]。本文就國內外關于老年患者POCD的神經心理學評價、危險因素進行綜述。

1 POCD的神經心理學評價

1.1 POCD的神經心理學評價量表

目前對POCD的評價無確切的方法和統一的工具，主要通過使用神經心理學測試量表測試患者的認知功能來判斷其是否發生術后認知功能障礙。據統計，目前相關診斷量表已有70余種[5]，種類繁多，不同量表的測試方法和測試內容也不盡相同，所以其敏感性和特異性也不同。如單純使用一種量表，特異性較高但敏感性不高，如組合使用多種量表，因其可以從不同認知領域進行評估，敏感性會提高，但會增加測試時間及測試難度，對患者和操作者提出了更高的要求。如何組合使用量表尚無統一的標準。國際術后認知功能障礙研究小組（ISPOCD Group）對2356位歐美患者分別在術前1 d、術后1周及術后3個月進行神經心理學測試[6-7]，這一套測試包括4個量表：①視覺語言學習測試。對患者者進行三組測試，每組逐一展示15個單詞，每個單詞展示2 s。展示結束后立即要求患者者回憶出盡可能多的單詞，20 min后再回憶一次。這一測試主要是評估患者的學習和記憶能力。②概念轉換測試。要求患者在數字和字母之間交替轉換，以評估患者的反應速度。③Stroop顏色詞匯干擾測試。用不同顏色的筆書寫與之不符的描寫顏色的單詞，要求患者辨別單詞的書寫顏色而不是辨別單詞的含義。這一測試評估患者的注意力和抗干擾能力。④字母數字編碼測試。要求患者將字母和數字對應編碼，測試患者的心理反應速度和注意力。國內常用的神經心理學測試量表有MMSE、MoCA。國內研究者選用這兩類量表，可能是因為國內老年患者普遍學歷不高，對復雜測量量表的配合度低，且其操作簡單，非專業人員也能實施[8]。

1.2 神經心理學測試結評價POCD

神經心理學測量方法都是比較主觀的，存在著“頂、底”效應[9]和學習效應[10]。“頂、底”效應是指由于題目太簡單或太難而使患者的真實水平測不出。學習效應是指經過反復多次測量，患者逐漸學習了測試內容和方式，這導致患者接受測試次數越多，其分數越高。所以，簡單的比較患者術前和術后測試結果是不可取的，應使用一些特殊的統計學方法進一步減少實驗誤差和學習效應。在測量過程中國內外常用的幾種測試結果矯正方法如下：

（1）Z值法： ISPOCD小組推薦使用該方法[6-7]。小組使用325名健康者作為對照組，按照同樣的間隔時間進行同樣的測試，術后1周和術后3個月的測試與術前1 d的測試差值的平均值即為學習效應，計算這一差值的標準差（SD）。將測試患者術后1周和術后3個月的測試紙與術前1 d的測試值的差值的絕對值減去學習效應，再除以SD，得出Z值。Z值≥1.96，就可診斷為POCD。其可用公式簡明表達如下：Z=評分較初始評估變化值-對照組變化值的均數/對照組變化值的標準差。該方法反映了測試值的細微變化，矯正了學習效應，避免了“頂、底”效應。使用該方法時要考慮各項目Z值相加后可能掩蓋某一單項測試結果的異常。

（2） 標準差法：該方法是將研究對象初測與復測的變化值與初測標準差比較。若復測值降低且降分值≥1個標準差，則認為該患者出現認知功能障礙[11]。標準差法反映了人群中某一個體的變異性，但其缺點是不同研究得出的首測值的標準差可能會不同而致不同研究之間的結果不能比較。

（3）自身對比法：該方法是將研究對象的復測與初測值比較，最常見的評價標準是MMSE[12]或MoCA[13]值較術前下降且降低≥2分。

（4）截點值法：以MMSE量表為例，認知正常，27～30分；認知障礙，＜27分。癡呆劃分標準為文盲≤17分，小學≤20分，中學及中專≤22 分，大學及大專≤23分; 癡呆嚴重程度分級: 輕度21～26分，中度10～20分，重度≤9 分[14]。使用MOCA量表的截點值尚無統一標準，有研究提出[15]，針對不同的年齡段使用不同的截點值，60～79歲：24/25；80～89歲：21/24；≥90歲：19/23；以此來劃分輕度認知障礙和癡呆，并根據患者的受教育年限調整得分：受教育年限≤6年者得分加2分;6年＜受教育年限≤12年者得分加1分。

2 危險因素

2.1 術前

2.1.1 年齡是目前爭議較少的POCD的重要影響因素，其影響顯著。術后POCD的發生多見于高齡患者[7]。衰老導致的神經認知功能下降，機體生理功能退化是不可逆的危險因素。在非心臟手術中，60歲以上患者術后3個月POCD發生率約是60歲以下患者的2倍[16]。隨著年齡增長，腦部的結構和功能都會發生改變，血流量下降、大腦皮層神經元數量減少、神經遞質和受體的親和力下降可能是導致POCD發生的原因[17]。

2.1.2 受教育水平中老年手術中，受教育年限與術后認知功能障礙的發生率成反比，即受教育年限越短，術后認知功能障礙的發生率越高[18]，受教育程度是術后POCD的保護因素。受過高等教育的患者，長期接受知識的刺激，神經元儲備充足，認知儲備高，能夠更好地調動神經元之間的突觸來應對外界應激，從而能夠良好耐受大腦細胞和結構功能改變[19]。

2.1.3 基礎疾病Kim等[20]研究發現高血壓病和糖尿病是術后發生POCD的獨立危險因素。術前合并高血壓病的患者，大腦血流壓力調節曲線向右偏移，腦血管的自主調節能力受到影響而下降，對低血壓敏感度增高且對腦血流自身調節的耐受性降低[21]，因此術后更易發生POCD。研究表明[22]，糖尿病患者會出現中樞神經系統功能的下降，如記憶力、注意力、處理問題速度等，進而導致患者出現認知功能障礙。這可能是由于糖尿病患者腦血管調節功能異常，異常的血糖濃度還會干擾腦細胞的能量代謝，在手術、麻醉等應激情況下，更容易發生中樞神經系統功能損害。其他如合并高血脂[23]、冠狀動脈粥樣硬化[24]、肝腎功能下降等[25]的患者更易發生POCD。

2.1.4 不良生活方式Hudetz[26]研究發現酗酒者較非飲酒者術前、術后的POCD評分均降低，張楊陽等[27]研究排除了術前發生認知障礙的情況，單純比較術后POCD發生率，酗酒組患者術后MMSE評分同樣低于非酗酒組，差異有統計學意義（P<0.05）。長期飲酒會抑制中樞神經系統，引起神經毒性、腦萎縮及腦血流量下降等其他大腦結構改變，進而出現認知功能損害[28]。香煙中含有的鎘、一氧化氮、鉛和自由基等成分會損害腦室周圍及皮層下腦白質，可能會使認知功能下降，吸煙同時可導致肺損傷，進而增加認知障礙的發生率[29]。因此，改變生活中的不良習慣，如吸煙、酗酒等，是預防POCD的重要環節。

2.1.5 負性情緒手術是復雜的治療方式，擔憂手術是否成功、術后疼痛、手術后需較長時間恢復、經濟壓力等均會對患者產生巨大的心理壓力，患者在圍手術期多伴有焦慮、抑郁、恐懼等負性情緒，這些情緒是患者術后出現POCD危險因素之一[30]，長期重度焦慮會過度消耗患者的精力，抑郁則會引起患者中樞神經系統、內分泌系統、免疫系統功能紊亂[31]，進而增加POCD的發生率。

2.2 術中

2.2.1 手術不同的手術類型和手術大小對POCD的發生影響不同。POCD發生率在不同研究者報道的文獻中差異較大，主要原因可能是研究選用的量表不同、患者接受的手術類型不同，評價的時機和節點不同。心臟術后患者POCD發生率可達60%[32]。在非心臟大手術中，術后7 d患者POCD發生率為19%～41%，術后3個月仍有10%的發生率[33]。小手術術后3個月POCD發生率為6.6%[34]。總之，POCD在復雜大型手術中的發生率高于操作簡單的小型手術，特別值得注意的是，在心臟手術中POCD的發生率遠高于其他類型手術[35]。大型復雜的外科手術引起的全身應激反應，能夠影響腦部的灌注壓，當灌注壓（平均動脈壓減去顱內壓）在生理范圍（60～140 mmHg）以外時，腦部的自動調節失效，腦部的血流量受到影響，所以當灌注壓過高或過低時，大腦易發生局部缺血[36]。

2.2.2 麻醉不同的麻醉方式、麻醉深度、麻醉時間、麻醉用藥對患者發生術后POCD的影響有不同意義[37-41]。有研究認為，麻醉方式與POCD相關，全身麻醉相較椎管內麻醉會有利于POCD的發生；與單純全身麻醉相比，全身麻醉復合椎管內麻醉會更易誘發POCD[37]，但也有研究結果恰好相反，認為POCD與麻醉方式無關[38]。因此，對于麻醉方式與POCD的關系仍需進一步研究。腦電雙頻指數（BIS）是臨床中常用的用來檢測麻醉深度的指標。BIS范圍為0～100,0代表完全皮層腦抑制，100代表完全清醒，數值越小，鎮靜深度越深。一項隨機對照研究表明，相比于BIS值為48～57的麻醉深度組，BIS值為31～49的麻醉深度組患者術后認知障礙的發生率較低[39]。在BIS指導下，淺麻醉可減少術后認知障礙的發生，較深的鎮靜更易引起術后認知障礙[40]。一般認為，患者暴露于麻醉的時間越長，POCD的發生率越高[41]。一方面可能是因為麻醉會引起神經炎癥反應，損害突觸和中樞膽堿能神經傳遞，另一方面，麻醉會引起大腦蛋白質改變，導致認知障礙。

2.2.3 術中事件有研究表明低體溫對腦有保護作用，但多見于腦損傷患者。腦損傷患者腦溫較高，低體溫可以降低腦代謝，減輕腦水腫。對于非腦損傷患者，術中低體溫會影響患者凝血功能，進而引起出血量增加，增加圍手術期心臟事件發生率[42-44]。許晴雯[45]的研究表明，實施主動體溫保護有利于保護患者的認知功能，干預組患者術后7 d的MMSE和MoCA得分明顯高于對照組。孟超等[46]通過研究發現，在老年髖關節置換術中，輕度低溫組術后3 d POCD的發生率顯著高于保溫組。因此，應注意避免圍術期意外低體溫。大腦對缺血缺氧非常敏感，腦灌注壓必須保持在合適的范圍內，否則容易造成血液內微栓子清除障礙[47]。研究發現[48]，相較于血壓正常組，高血壓組患者術中平均動脈壓最低值與患者術后1 d及1個月的認知功能下降顯著相關。一項針對冠狀動脈旁路移植術的研究發現，術中低血壓組患者術后譫妄發生率更高[49]。

2.3 術后

2.3.1 疼痛老年患者行髖關節置換術后，術后疼痛評分越高，POCD的風險越高[50]，老年患者行膝關節置換術后，優化術后鎮痛方案，不僅可以改善鎮痛效果，也能明顯降低POCD的發生[51]。急性術后疼痛與POCD的發生存在明顯的相關性[52]。術后疼痛是因組織損傷而出現的不愉快的主觀感覺和體驗。術后急性疼痛可能會加重中樞神經系統炎癥反應、損害谷氨酸能突出傳遞、激活LC-NE系統、加重應激反應等機制誘發POCD，損害認知功能[53]。

2.3.2 環境因素豐富環境指通過創建一個刺激的環境來促進活動的進行，包括物理性刺激和社會性刺激。目前尚未有豐富環境針對POCD影響的研究。但有許多研究雖未提到豐富環境理論，但其結果均表明活動參與、情感支持、醫療保健能夠改善老齡患者的認知功能[54-56]。豐富環境理論有可能是干預POCD的重要方向。

術后認知功能障礙的原因復雜多樣，不僅影響患者的疾病進展，更會困擾臨床醫師做出診斷及治療，早期識別POCD的危險因素，統一其神經心理學測試量表，明確評價標準，有利于積極開展早期預防，對保證患者安全手術有重要意義。