老年糖尿病患者術(shù)中Sed Line腦電監(jiān)測與術(shù)后譫妄的相關(guān)性研究

楊嵐,宋珂珂,顏飛,高媛,王強,高巍

(西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院麻醉手術(shù)部,陜西西安 710061)

術(shù)后譫妄(postoperative delirium,POD)是老年患者術(shù)后最常見的并發(fā)癥之一,臨床表現(xiàn)為術(shù)后7 d內(nèi)發(fā)生的以注意力不集中、定向力障礙、思維混亂和意識水平改變?yōu)樘卣鞯募毙跃C合征[1-2]。有研究顯示,糖尿病病史是POD 的獨立危險因素[3]。POD 可使患者發(fā)生阿爾茨海默病的風(fēng)險增加至12.5倍,延長患者住院時間,增加病死率,影響患者預(yù)后生活質(zhì)量,加重家庭及社會負擔[4-6]。因此,有效防治POD的發(fā)生是圍術(shù)期醫(yī)學(xué)亟待解決的難題之一。Sed Line監(jiān)測儀提供的多導(dǎo)腦電及頻譜分析技術(shù)可全面評估患者原始腦電圖(electroencephalogram,EEG)、爆發(fā)抑制(burst suppression,BS)、邊緣頻率、密度頻譜陣列(density spectral array,DSA)、患者狀態(tài)指數(shù)(patient state index,PSI)、肌電圖(electromyogram,EMG)等多項指標,使麻醉醫(yī)師能夠綜合判斷大腦皮質(zhì)狀態(tài),合理調(diào)整麻醉藥物,維持合適的麻醉深度,提高臨床麻醉診療水平,減少術(shù)后神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥的發(fā)生。目前國內(nèi)未見圍術(shù)期Sed Line監(jiān)測與POD 相關(guān)性相關(guān)臨床報道。本研究以老年糖尿病患者為研究對象,旨在觀察分析術(shù)中Sed Line腦電數(shù)據(jù)的變化與POD 發(fā)生的相關(guān)性,以期為后續(xù)臨床研究的開展提供參考。

1 資料與方法

1.1 一般資料

本研究方案采用的Sed Line監(jiān)測技術(shù)獲得2019年度院級普通新醫(yī)療新技術(shù)立項(XJYFY-2019W19),并經(jīng)醫(yī)院倫理委員會批準實施(2019倫審醫(yī)字第W19號)。選取2019年10月至2020年1月在西安交通大學(xué)第一附屬醫(yī)院擬行全身麻醉下?lián)衿谑中g(shù)的老年糖尿病患者。

納入標準:年齡≥65歲,性別不限;已明確診斷糖尿病;心功能Ⅰ～Ⅲ級(NYHA 標準);ASA 分級Ⅰ～Ⅲ級。排除標準:擬行顱腦、脊髓、心臟、移植手術(shù),既往顱腦、脊髓創(chuàng)傷史及手術(shù)史;合并既往癲癇、精神病、肝性腦病病史,無法在頭部安置電極;不能按照量表要求完成評估;已參加其他臨床試驗。收集年齡、性別、體質(zhì)指數(shù)(BMI)、受教育年限、吸煙史、心肺系統(tǒng)合并癥、術(shù)前蒙特利爾認知評估量表(MoCA 量表)評分等一般資料。

1.2 主要研究指標及最小樣本量估算

參考相似主要指標的研究[7],本研究以患者是否發(fā)生POD 分組,兩組患者術(shù)中α波段功率具有統(tǒng)計學(xué)差異,其樣本量為36例。因此,本研究主要研究指標為患者術(shù)中α波段功率,樣本量也可設(shè)定為36例,但考慮地域、醫(yī)療水平、手術(shù)類型、年齡、失訪等因素對POD 發(fā)生率的影響,本研究增加了45%樣本量,最終樣本量為36×(1+45%)=52例。

1.3 麻醉方法

患者均采用靜吸復(fù)合全身麻醉,術(shù)前常規(guī)禁飲食。進入手術(shù)室后常規(guī)監(jiān)測心電圖、脈搏氧飽和度、血壓、體溫、呼吸,同時進行Sed Line多導(dǎo)腦電監(jiān)測,持續(xù)采集監(jiān)測患者原始EEG、PSI、BS、DSA、EMG等數(shù)據(jù)。

1.4 觀察指標

①在住院期間采用ICU意識模糊評估法(confusion assessment method for the intensive care unit,CAMICU)診斷POD[8-9],采用MoCA 量表診斷術(shù)后認知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD),對量表得分采用Z計分法進行處理,若Z計分絕對值≥1.96,則認為該患者發(fā)生POCD[10]。評估時間點為術(shù)前1 d 和術(shù)后第1 天、第2 天、第3 天、第7天。②術(shù)中Sed Line數(shù)據(jù),包括原始EEG、PSI、BS、DSA。③麻醉時長、手術(shù)時長及住院時間。

1.5 EEG 數(shù)據(jù)處理

導(dǎo)出Sed Line(Masimo Corporation)采集到的前額Fp1、Fp2、F7、F8原始EEG 數(shù)據(jù),采樣率178 Hz。在MATLAB R2013b中使用eeglab 13.0.0工具箱對EEG 信號進行分析。將EEG 信號重參考到共同平均參考,利用帶通濾波將EEG 數(shù)據(jù)濾波到0.1～70 Hz頻帶內(nèi),并行50 Hz凹陷濾波,通過目視檢查去除偽跡。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析

采用SPSS 18.0 軟件對結(jié)果進行統(tǒng)計學(xué)分析。正態(tài)分布的計量資料采用均數(shù)±標準差(ˉx±s)表示,組間比較采用t檢驗分析;非正態(tài)分布的計量資料采用中位數(shù)和四分位數(shù)間距(M,IQR)表示,組間比較采用Mann-WhitneyU檢驗;計數(shù)資料以例數(shù)和百分比(%)表示,組間比較采用χ2檢驗;采用MATLAB R2013b軟件對EEG 數(shù)據(jù)進行t檢驗分析。對有統(tǒng)計學(xué)差異的參數(shù)進行疾病組間二元Logistic回歸分析,并用ROC 曲線進行敏感性分析。P＜0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

以同時期本院老年非糖尿病擇期手術(shù)患者術(shù)前1 d和術(shù)后1、2、3、7 d MoCA 得分作為對照,采用Z計分法對MoCA量表得分進行篩檢,患者手術(shù)前后MoCA得分的變化值減去對照組變化值的均數(shù),然后除以對照組變化值的標準差,所得即為該患者的Z計分。

2 結(jié)果

2.1 患者POD 發(fā)生情況

本研究共納入52例患者,男31例,女21例,其中術(shù)后7 d內(nèi)發(fā)生POD的患者共6例,發(fā)生率為11.5%。根據(jù)是否發(fā)生POD將患者分為POD組與非POD組,兩組患者基線資料差異無統(tǒng)計學(xué)意義(表1)。

表1 兩組患者基線資料的比較Tab.1 Descriptive characteristics of patients in the two groups

POD組與非POD組患者術(shù)中和術(shù)后指標對比如表2所示。6例POD患者中,有5例術(shù)后MoCA 量表評分明顯下降,以同時期本院老年非糖尿病擇期手術(shù)患者術(shù)前1 d和術(shù)后1、2、3、7 d MoCA 得分情況作為對照:術(shù)后1 d MoCA變化值為(-1.2±3.2)分;術(shù)后2 d MoCA變化值為(-2.6±2.9)分;術(shù)后3 d MoCA變化值為(-0.7±4.1)分;術(shù)后7 d MoCA 變化值為(1.0±1.4)分。經(jīng)Z計分法計算患者同時合并有POCD,兩組之間有統(tǒng)計學(xué)差異(P=0.019),POD 患者合并POCD 的發(fā)生率比非POD 患者高57.2%。而兩組患者的手術(shù)時間、麻醉時間、術(shù)中PSI＜25時間、BS發(fā)生時間及住院天數(shù)無統(tǒng)計學(xué)差異,兩組患者均未發(fā)生術(shù)中不良事件。

表2 兩組患者術(shù)中及術(shù)后指標的比較Tab.2 Comparison of intraoperative and postoperative indexes in the two groups(ˉx±s)

2.2 Sed Line數(shù)據(jù)結(jié)果

2.2.1 POD 患者與非POD 患者DSA 的變化情況Sed Line采集到患者發(fā)生POD 即刻DSA 變化如圖1A 所示,前半部分為患者在麻醉鎮(zhèn)靜狀態(tài)下的DSA,其能量(紅色部分)主要集中在低頻(0～10 Hz),后半部分為發(fā)生POD 時的DSA,其能量廣泛增強;非POD 患者蘇醒期DSA 變化如圖1B 所示,麻醉鎮(zhèn)靜狀態(tài)下DSA 能量主要集中在0～3 Hz,蘇醒即刻能量增強;POD 患者全腦EEG 在各波段較非POD 患者均活躍(圖1)。

圖1 POD患者與非POD患者DSA對比圖Fig.1 Comparison of DSA between patients with POD and ones without POD

2.2.2 POD 患者術(shù)前認知評估與術(shù)中Sed Line數(shù)據(jù)情況 對發(fā)生POD 的6例患者數(shù)據(jù)分析發(fā)現(xiàn),其中5例患者術(shù)前MoCA評分＜26分,即術(shù)前存在認知功能障礙;有5例患者術(shù)中出現(xiàn)PSI＜25分和BS,即POD 患者中有83.3%的患者術(shù)中出現(xiàn)BS(表3)。

表3 POD患者術(shù)前認知評估與術(shù)中Sed Line數(shù)據(jù)統(tǒng)計Tab.3 Preoperative cognitive assessment and intraoperative Sed Line data of patients with POD

2.2.3 非POD 患者與POD 患者術(shù)中EEG 數(shù)據(jù)情況 在MATLAB R2013b軟件中,對非POD 患者與POD 患者的術(shù)中EEG 數(shù)據(jù)進行頻域分析,結(jié)果顯示,POD 患者EEG 較非POD 患者10～14 Hz的α波明顯減少(P＜0.05),其他波段未見差異(圖2)。

圖2 非POD患者與POD患者術(shù)中EEG 頻譜圖Fig.2 Comparison of intraoperative EEG spectrum in the two groups

進一步提取兩組患者術(shù)中10～14 Hz的α波平均功率,并將其與是否發(fā)生POD 做二元Logistic回歸分析顯示,術(shù)中α波平均功率每降低1個單位,患者發(fā)生POD 的風(fēng)險增加至1.4 倍(OR=1.4,95%CI:1.036～1.855,P＜0.05)。在SPSS 18.0軟件中繪制術(shù)中α平均功率預(yù)測術(shù)后發(fā)生POD 的ROC曲線,曲線下面積為0.8(P＜0.05,95%CI:0.6～0.9),取Youden指數(shù)(敏感性+特異性-1)最大的點為診斷界限值,診斷界限值為0.5時診斷的敏感度和特異度分別為66.7%和80.4%(圖3)。

圖3 術(shù)中α波平均功率預(yù)測POD發(fā)生的ROC曲線Fig.3 ROC curve of the predicting value for POD by intraoperative average alpha power

3 討 論

本研究設(shè)計為單中心巢式病例對照研究。老年糖尿病患者是發(fā)生POD 的高危人群。本研究比較了POD 與非POD 患者的Sed Line腦電數(shù)據(jù),結(jié)果顯示,POD 與術(shù)中Sed Line腦電數(shù)據(jù)具有顯著相關(guān)性,且POD 患者更易并發(fā)POCD。本研究POD 發(fā)生率為11.5%,在目前研究范圍內(nèi)POD 發(fā)生率為10%～50%[2],較為寬泛的POD 發(fā)生率可能由于診斷的主觀性。POD 主要表現(xiàn)為術(shù)后發(fā)生急性的可逆性認知、注意力和意識障礙,根據(jù)臨床表現(xiàn)分為興奮型、抑制型和混合型,可通過CAM-ICU 量表評估作出快速可靠的診斷[8-9]。但這一評估方法敏感性不夠高,可能出現(xiàn)假陰性的結(jié)果,而且抑制型POD 容易被漏診,使統(tǒng)計所得POD 發(fā)生率低于實際情況[11]。POCD主要表現(xiàn)為記憶、注意力、定向力、執(zhí)行能力及對信息的處理能力減退。有報道顯示,MoCA 量表是識別輕微認知功能下降的有效工具,敏感性和特異性高[12-13]。對量表得分采用Z計分法進行處理,若Z計分絕對值≥1.96,則可認為該患者發(fā)生POCD[10]。本研究的研究指標為患者住院期間POCD 的發(fā)生情況,且先前研究表明,院內(nèi)(術(shù)后7 d)POCD 發(fā)病率遠高于出院后長期POCD 發(fā)生率[14],因此本研究設(shè)定最后一個評估時間點為術(shù)后第7天。通過MoCA 認知評估發(fā)現(xiàn),術(shù)后7 d內(nèi)POD 患者較非POD 患者更容易發(fā)生POCD。已有文獻表明,術(shù)后1 個月內(nèi)POD 與POCD 獨立相關(guān)[15-16],與本研究結(jié)果一致。本研究采用CAM-ICU 量表和MoCA 量表對患者進行綜合評估,這兩種評估方法都容易受到主觀因素影響,期待后續(xù)研究能進一步明確生物學(xué)指標,為其診斷提供最客觀的標準。

本研究采用Sed Line進行術(shù)中多導(dǎo)腦電監(jiān)測,與臨床上普遍使用的腦電雙頻指數(shù)(BIS)監(jiān)測相比,具有可以連續(xù)性采集患者雙側(cè)四通道腦電,多參數(shù)綜合評估患者腦部狀態(tài)的優(yōu)勢,其同步提供的DSA 圖能夠直觀而及時地反映患者雙側(cè)大腦活動性的變化趨勢、對稱情況和EEG 功率,還可以及時顯示術(shù)中BS;PSI與BIS具有很高的一致性,與BIS 相比,PSI對EMG 干擾的易感性較低,且在低功率EEG 病例中的性能更佳[17]。本研究結(jié)果顯示,83.3%POD 患者術(shù)前存在認知功能障礙,提示術(shù)前存在認知功能障礙患者更易發(fā)生POD。因此,需要麻醉醫(yī)生在術(shù)前充分評估、術(shù)中重點關(guān)注,盡可能避免POD 的發(fā)生。本研究結(jié)果顯示,POD 患者10～14 Hz的α波功率較非POD 患者顯著降低,回歸分析進一步證明了術(shù)中α功率降低與POD 具有顯著相關(guān)性。先前的研究證實,α波功率與大腦認知功能相關(guān),在輕度認知能力下降患者中,α波功率廣泛降低[18]。POD 患者術(shù)中出現(xiàn)PSI＜25和BS的時間整體較非POD 患者多,但與POD的發(fā)生沒有顯著相關(guān)性,可能是由于腦電監(jiān)測儀自動生成的數(shù)據(jù)低估了真實發(fā)生麻醉過深的時間,這一結(jié)果與既往研究結(jié)果一致[19]。也可能由于本研究樣本量計算并未以PSI、BS參數(shù)為主要指標,樣本量不足以計算出統(tǒng)計學(xué)差異。而分析原始EEG發(fā)現(xiàn),老年糖尿病患者術(shù)中EEG低α波功率與POD發(fā)生具有顯著相關(guān)性,提示麻醉醫(yī)生應(yīng)在接受專業(yè)的腦電圖訓(xùn)練后采用Sed Line監(jiān)測參數(shù)結(jié)合原始EEG,綜合判斷患者狀態(tài),合理調(diào)整麻醉藥物。ROC 曲線分析顯示,術(shù)中α功率降低對POD 的發(fā)生具有中等診斷價值,這可能與本研究樣本量較少有關(guān)。我們后續(xù)將在該研究結(jié)果的指導(dǎo)下開展大樣本隨機對照研究。

POD患者與非POD 患者接受麻醉和手術(shù)時間、住院天數(shù)無差異。6 例POD 患者中5 例均在術(shù)后1 d內(nèi)急性起病并消退,表現(xiàn)為興奮型POD;1例患者表現(xiàn)為抑制型POD,易與術(shù)后身體虛弱現(xiàn)象相混淆。相對于傷口愈合等級和疼痛程度等臨床指標來說,輕微的認知功能障礙并不能引起患者及其家屬甚至醫(yī)護人員的重視,并且大多數(shù)人認為認知功能下降是老年人的生理性表現(xiàn),這可能是兩組患者住院時間無明顯差異的主要原因,因此,加大POD 在醫(yī)護人員及患者群體中的科普與宣傳教育力度至關(guān)重要。本研究顯示了老年糖尿病患者術(shù)中Sed Line監(jiān)測數(shù)據(jù)與POD的發(fā)生情況及兩者關(guān)聯(lián)性,鼓勵麻醉醫(yī)師加強專業(yè)的腦電圖訓(xùn)練,采用Sed Line監(jiān)測參數(shù)結(jié)合原始EEG,綜合判斷患者狀態(tài),合理調(diào)整麻醉藥物,維持合適的麻醉深度,提高臨床麻醉診療水平,減少術(shù)后認知功能損傷的發(fā)生。