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术后认知功能障碍与麻醉

时间:2010-08-23 17:50:52  来源:  作者:

近年来,术后中枢神经系统功能减退作为麻醉术后的并发症,日益受到麻醉界的重视。术后认知功能障碍(POCD)的发生率较高,常发生于老年患者,尤其是大手术术后。Berggren 等人的研究表明在股骨颈骨折手术固定术后有40%的老年患者发生术后认知功能下降。早期一过性的术后认知功能障碍在老年整形手术患者的发生率是44%-61%[12]这将影响患者术后的恢复,延长住院时间。早期术后认知功能障碍可能会演变成长期的术后认知功能障碍,这将会严重影响老年患者的生活质量,也会对家庭及社会造成负担。随着人口老龄化的加剧,术后认知功能障碍将成为一个严重的社会问题。尽管麻醉药不断更新,麻醉术中监测技术日益提高,但术后认知功能障碍的发生率仍然很高。

定义

认知就是大脑获取信息,记忆信息和处理信息的过程,通过认知人们可以学习知识,解决问题,计划未来。认知功能障碍就是这些过程受损。术后认知功能障碍是手术后患者的人格,社交能力及认知能力和技巧的变化,常见的特点是记忆力和注意力受损,并可以被神经心理学实验检测出来。长期术后认知功能障碍是指术后数周和数月发生的认知功能障碍。

POCD的发病机制至今还不清楚,目前认为,术后认知功能障碍是在老年病人中枢神经系统退化的基础上,由于手术和麻醉诱发,多种因素联合作用所致的神经功能减退。

影响因素

1. 麻醉方法

Williams-Russo 等人的对262名老年接受膝关节置换手术患者的随机对照研究表明,全身麻醉和硬膜外麻醉相比,不增加长期(3个月以内)术后认知功能障碍的发生率。[19]Campbell 等人对169名接受白内障手术的老年患者的研究表明,全身麻醉与局部麻醉相比,不增加长期术后认知功能障碍的发生率。Rasmussen 等人对438名非心脏手术患者的研究表明,全身麻醉与局部麻醉相比,两者长期术后认知功能障碍的发生率没有差异(术后7天:全麻19.7% ,局麻 12.5% ;术后3个月:全麻 14.3% ,局麻 13.9%)。[21]Jones 等人对146名老年患者的研究表明,全身麻醉与局部麻醉都不增加术后认知功能障碍的发生率。因此,这些研究说明全麻与长期术后认知功能障碍之间没有因果关系。

2.  全麻药物

麻醉药的效应器官是脑组织。以前人们认为,麻醉药对大脑的作用不会超过它的药物作用时间,也就是说当药物被清除以后大脑就会恢复原来的功能。但事实证明这是不正确的,麻醉药会引起神经改变。

1)异丙酚

异丙酚有较强的脂溶性,所以可能能和细胞膜的脂质相互作用,调节细胞对H的反应性。动物实验证明,异丙酚对大鼠H损伤的脑神经元有良好的保护作用。[23]对于由于缺氧无糖损伤造成的脑损伤,异丙酚可以通过稳定线粒体膜电位而延迟神经元的死亡。

O’ Gorman 等人在实验中发现低剂量丙泊酚使大鼠产生顺行性遗忘,当增加到麻醉剂量时则产生逆行性遗忘作用,并认为这种对长期记忆形成的影响可能与丙泊酚对基因转录的调节作用有关。

35名不停跳冠脉搭桥手术的研究显示,应用异丙酚进行麻醉有22%的患者出现术后认知功能下降。[26] Rosendo 等人关于29人研究表明术中应用异丙酚镇静,术后15分钟MMSE评分(在定向力,注意力和回忆方面)下降。

2)芬太尼

有动物实验表明相当于人体应用剂量的芬太尼可以造成鼠大脑边缘系统的损伤。[29]体外关于凋亡的实验也支持着这个结果。

   Brendan 等人对326名心脏手术患者术中应用芬太尼进行麻醉时术后认知功能障碍的研究表明,术后1周认知功能的降低,术后3个月和12个月术后认知功能恢复到术前水平。

   3)氯胺酮

氯胺酮是NMDA受体的非特异性阻断剂,低剂量时就能显著抑制神经元烟碱受体功能,这两种受体对LTP(长时程增强)的产生,维持和学习记忆功能至关重要。氯胺酮能够促使大鼠部分区域神经细胞凋亡,亚麻醉浓度时可影响灵长类动物-恒河猴的认知功能[32]。而Rosendo 等人的研究显示,氯胺酮联合异丙酚镇静术后MMSE评分没有下降。

4)瑞芬太尼

瑞芬太尼是超短效的阿片类药物,在体内被血浆和组织的非特异性酯酶水解。由于这种非器官依赖的代谢方式,瑞芬太尼不会在体内堆积。

Bekker等人对30名老年非心脏手术患者的研究表明,应用瑞芬太尼-笑气复合麻醉,术后15分钟MMS评分明显下降,而术后3060分钟MMS评分恢复到术前水平。

5)地氟醚

10ASA分级1-2级应用地氟醚麻醉进行手术的患者的研究表明术后1小时和3小时的MMS值明显降低(P<0.05),术后24小时于术前没有显著差异。术后1小时有42.9%的病人有认知功能降低,术后3小时有10%的病人MMS值较低<28

3565岁以上的ASA1-2级择期行全膝或全髋关节置换的患者的研究表明,术中应用地氟醚进行麻醉术后1小时MMS值明显降低,51%的患者有明显的认知功能降低;术后3小时,11%的患者MMS仍较低;术后6小时,97%的患者认知功能恢复正常。

6)异氟醚

在基因表达方面,有研究表明异氟醚可以调节鼠杏仁核的基因表达。受影响的基因关系到DNA转录,蛋白质的合成,代谢,细胞信号的级连反应,细胞骨架和神经特异性蛋白质。这也许可以解释异氟醚麻醉后长时间认知功能障碍。 然而也有动物实验发现,异氟醚可以通过调节NMDAR的亚型的构成增强LTP,产生依赖海马的认知功能改善。Jasmin Berkmann 等人的动物实验发现,异氟醚可以改善老APP23型老鼠和年轻WTwildtype)型老鼠的术后认知功能,但是会降低WT型老鼠的学习能力。

Bekker等人对30名老年非心脏手术患者的研究表明,应用异氟醚-笑气-芬太尼复合麻醉,术后15分钟,30分钟和60分钟MMS评分明显下降。

7)七氟醚

研究发现在缺氧前,缺氧期间单纯应用七氟醚,高浓度七氟醚可有效改善缺氧无糖(OGD)损伤所值得神经电生理改变。[36]也有研究表明,七氟醚预处理海马脑片在30分钟之内即可迅速产生明显的脑保护作用,开放mitoKATP通道可能是其作用的重要靶点。

3565岁以上的ASA1-2级择期行全膝或全髋关节置换的患者的研究表明术后1小时MMS值明显降低,57%的患者有明显的认知功能降低;术后3小时,9%的患者MMS仍较低;术后6小时,94%的患者认知功能恢复正常。

30名进行髋关节手术的老年患者的研究,研究分为全麻和脊麻两个组。全麻组术后24小时有9名(60%)患者出现认知功能下降,术后7天仍有3名(20%)患者认知功能下降。脊麻组术后24小时有8名(53%)患者出现术后认知功能下降,术后7天有一名(6%)患者认知功能下降。七氟醚吸入麻醉于脊麻相比没有增加术后认知功能降低的危险。

8N2O

笑气的麻醉的机理至今还不是很清楚,但有研究表明它可能是非选择性(NMDA)受体拮抗剂。[39]和其他的NMDA受体拮抗剂一样,高浓度的N2O可以对鼠的大脑产生神经毒性,并有年龄依赖性。而一项228名非心脏手术的老年患者的研究表明,N2O与术后认知功能障碍无关。

3.  麻醉深度

目前被广泛应用的术中麻醉深度的监测是脑电双频指数(BIS)。脑电双频指数为0时,为脑电等电位,100为完全清醒状态。有研究表明当BIS的平均值在54+9之间时,脑的平均代谢率下降46%;当BIS的平均值在37+6之间时,脑的平均代谢率下降60%[41]由此,就引出了BIS的高低是否会影响术后认知功能的恢复这个疑问。Ehab Farag 等人对74名年龄超过50岁的择期手术(如子宫切除或其他下腹部手术)患者的研究发现,深麻醉,BIS平均值在36-43之间较平均值之间,术后4-6周认知功能的恢复较好,尤其是在信息处理能力这方面。

4.     年龄

许多研究证实,随着年龄的增加,POCD的发生率显著增加,尤其在年龄大于70岁的老年人。这可能与老年人中枢神经系统功能减退及血流动力学调控能力有关。

Moller 等人对1218名年龄超过60岁的老年患者的多中心研究表明,年龄与术后早期的认知功能障碍有关,而术后长期的认知功能障碍唯一危险因素是年龄。

5.     手术

(1) 心脏手术的术后认知功能障碍

目前的关于术后认知功能障碍的研究大部分集中在对于心脏冠脉搭桥手术的研究。心脏冠脉搭桥手术的一个主要特点是要进行体外循环(CPB),手术技术的提高使脱机进行心脏手术成为了可能。但有人认为脱机进行搭桥手术降低了术中发生局部脑栓塞的危险,从而降低了脑损伤的发生率,也就降低了术后认知功能障碍的发生率。

在冠脉搭桥手术的研究中,Van Dijk 等人对体外循环对术后认知功能的影响进行了随机分组对照研究。研究结果表明脱机冠脉搭桥手术术后认知功能障碍的发生率(术后3个月 21%,术后12个月30.8%)与体外循环冠脉搭桥手术的术后认知功能障碍的发生率(术后3个月29%,术后12个月33.6%)基本相同。[15]这项研究得出的结论是术后认知功能障碍的直接病因不是体外循环,但是体外循环可能在一定程度上影响术后认知。

Lund 等人关于心脏搭桥手术术后3个月和12个月术后认知功能障碍的随机分组对照研究表明术后认知功能障碍的发生率两组之间没有差异(3个月:脱机 20.4% ,转机23.1% 12个月:脱机 24.1% ,转机:23.1%)。而且,两组之间术后脑新损伤灶的发生率也没有差异。

(2) 非心脏手术的术后认知功能障碍

在非心脏手术的研究中,Biedler 等人对早期术后认知功能障碍的一项多中心研究发现,术后1周的发生率是25.8%,术后3个月的发生率是9.9%[1417]Abildstrom 等人的对照研究(ISPOCD)表明,非心脏手术术后1-2年认知功能障碍的发生率是10.4%,对照组是106%,也就是说对照组与实验组的发生率是相同的。这也说明术后认知功能障碍是可逆的过程,但可能有将近1%的患者发展为永久的认知功能障碍。

(3) 术后感染

Abildstrom 等人的对照研究(ISPOCD)表明,术后3个月内的感染与非心脏手术术后1-2年认知功能障碍有关。Biedler 等人对早期术后认知功能障碍的研究发现术后感染是早期术后认知功能障碍的危险因素。

(4) 二次手术

Biedler 等人对早期术后认知功能障碍的研究发现二次手术是早期术后认知功能障碍的危险因素。

 

诊断

目前,对认知功能障碍的诊断还没有一个明确的标准。

目前常用的有简易精神状态量表(MMSE),“1SD标准”法和“Z 计分”综合评分法。

国内应用诊断术后认知功能障碍的方法是简易精神状态量表(MMSE),国内一些研究将MMSE值下降超过2诊断为术后认知功能障碍。但是MMSE是临床上用来进行筛选痴呆的实验,只能起筛选作用,且干扰因素较多,检测结果受文化程度,年龄的影响较大。它最好被用用于排出术前已经存在认知功能障碍的研究对象。

目前国内对POCD的研究中广泛使用的一种诊断方法是“1SD标准”法。具体的计算方法和诊断标准是:分别计算实验组所有患者各项神经精神测验项目的术前测验值得标准差。每位患者以本人的术前测验值作为对照,术后测验值与其相比降低大于或等于1个标准差的,判断患者存在单项测验术后认知功能减退。一名患者术后有2个或2个以上的测验项目出现功能减退,认为该患者发生了术后认知功能障碍。

下面介绍一下近年来由ISPOD推荐的“Z计分”综合评分法。具体计算方法是:分别计算所有患者每项测试的术后测验值与术前值得差,以此差值除以正常人群该项测验参考之的标准差,即得到该患者每项测验的“Z计分”。将每位患者的所有测验项目的“Z计分”相加,以此总和除以正常人群这些测验项目“Z计分”总和的标准差,即得到测试组患者所有测验项目的组合“Z计分”。术后认知功能障碍的诊断标准为:一位患者术后有2个或2个以上的单项测验的“Z计分”大于或等于2,或者所有测验项目的组合“Z计分”大于或等于2,认为该患者发生了术后认知功能障碍。

两种方法相比较:“1SD标准”反映的是某个人群中个体间的变异性,不同的研究得出的术前测试结果的标准差可能不同,致使不同研究间比较起来十分困难。“Z计分”的优势是,他提供了一种测量与参考之相比的偏移大小的方法,数字前的“+”或“-”号科表示偏移的方向,避免了“封顶效应”的影响。

展望

综上所述,术后认知功能障碍是麻醉术后一项常见而且重要的并发症,应受到医护工作者的充分重视。同时,尽管经过几代麻醉工作者不懈的努力,对术后认知功能障碍的发病机制和病因有了一定的了解,但确切的机制和病因还没有确定,仍有待更多的麻醉工作者投入到此项研究中。

随着研究工作的进一步进行,随着生理学,神经生化学,药理学和分子生物学等生命科学,和麻醉学,神经心理学研究理论的发展,对POCD的研究定能取得更丰硕的成果。

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