局部腦氧飽和度與血漿β-淀粉樣蛋白對術(shù)后認(rèn)知功能障礙的影響

張東瑩，馬 龍，王甲正，陳永學(xué) (邯鄲市中心醫(yī)院麻醉科，河北 邯鄲 056000)

術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction，POCD)是手術(shù)后出現(xiàn)的一種中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為患者精神錯(cuò)亂、焦慮、記憶力受損等[1]，臨床上將這種術(shù)后人格、社交能力變化以及智力功能退化現(xiàn)象統(tǒng)稱為POCD[2]。研究顯示，不同類型手術(shù)的POCD發(fā)病率不同(25%～80%)，其中心臟手術(shù)患者POCD的發(fā)病率為33%～83%，且部分患者POCD會(huì)進(jìn)展為永久性認(rèn)知功能損害[3-4]，嚴(yán)重威脅患者健康與生活質(zhì)量。因此，有效降低POCD的發(fā)病率對于臨床以及社會(huì)具有重要意義。目前，POCD的發(fā)病機(jī)制尚未完全明確，學(xué)者認(rèn)為主要與手術(shù)、體外循環(huán)、麻醉、栓塞、炎癥反應(yīng)等圍術(shù)期因素以及患者年齡、認(rèn)知程度等因素密切相關(guān)[5]，上述因素最終與大腦缺血以及氧供需失衡有關(guān)。既往研究中POCD的評估多采用量表形式進(jìn)行，存在一定的主觀性，評估結(jié)果存在一定的偏差。局部腦氧飽和度(regional cerebral oxygen saturation，rSO2)是通過測定腦組織中近紅外線吸收與反射情況，實(shí)時(shí)反饋患者腦部氧合情況，可有效評估腦氧供需平衡以及腦血流變化。有研究指出，rSO2與認(rèn)知功能密切相關(guān)，關(guān)注rSO2變化對評估POCD具有積極作用[6]。有研究證實(shí)，血漿β-淀粉樣蛋白(amyloid β-protein，Aβ)沉積與神經(jīng)元退行性病變密切相關(guān)[7]。目前，關(guān)于rSO2與Aβ聯(lián)合用于評估POCD的研究較少，其應(yīng)用效果尚不明確，故本研究通過比較POCD患者與非POCD患者的臨床資料及手術(shù)前后相關(guān)指標(biāo)，并分析POCD的危險(xiǎn)因素，以期為臨床POCD預(yù)防及降低其發(fā)生率提供參考。

1 資料與方法

1.1 臨床資料

選取我院2019年1月至2021年12月收治的擇期行心臟手術(shù)的患者86例，年齡18～65歲。納入標(biāo)準(zhǔn)：①行擇期房間隔缺損或室間隔缺損手術(shù)；②病歷資料完整；③術(shù)前經(jīng)超聲檢測左心室射血分?jǐn)?shù)≥50%；④血常規(guī)檢測證實(shí)肝、腎功能無明顯異常；⑤經(jīng)術(shù)前評估可耐受手術(shù)，美國麻醉醫(yī)師協(xié)會(huì)(American Society of Anesthesiologist,ASA)分級為Ⅰ、Ⅱ級。排除標(biāo)準(zhǔn)：①有心肌梗死病史、血栓栓塞病史、精神類疾病史、心臟病史等；②合并惡性腫瘤、感染性疾病；③肝、腎功能不全以及凝血功能異常；④失訪或資料不全；⑤處于急性感染期、妊娠哺乳期；⑥術(shù)前合并認(rèn)知功能障礙。本研究符合《赫爾辛基宣言》中關(guān)于醫(yī)學(xué)倫理的建議，獲我院醫(yī)學(xué)倫理委員會(huì)批準(zhǔn)(HDZXYY-0108SW861210)，患者均簽署知情同意書。

1.2 方法

POCD診斷標(biāo)準(zhǔn)：采用簡易智力狀況檢查法(mini-mental state examination，MMSE)量表，分別于手術(shù)前后對患者的定向力、記憶力、計(jì)算能力、回憶力進(jìn)行定量認(rèn)知功能評估，分值0～30分，27分及以上為正常，27分以下為認(rèn)知功能障礙。將術(shù)后量表評分低于27分以及低于術(shù)前基線值2分判定為POCD。根據(jù)患者是否發(fā)生POCD將其分為POCD組與非POCD組。

收集所有患者的年齡、性別、體質(zhì)量、受教育程度、合并疾病、吸煙史、酗酒史等術(shù)前資料。術(shù)中術(shù)后資料：①局部rSO2監(jiān)測，采用近紅外光譜儀技術(shù)進(jìn)行連續(xù)監(jiān)測，電極置于患者右前額，通過紅外檢測反饋信號評估頭顱閉合狀態(tài)下氧合血紅蛋白與還原血紅蛋白水平，得出局部rSO2，數(shù)據(jù)自動(dòng)傳輸至計(jì)算機(jī)進(jìn)行統(tǒng)計(jì)，計(jì)算rSO2%較基線降低的最大百分?jǐn)?shù)(rSO2%max)；②血清指標(biāo)檢測，分別于術(shù)中與術(shù)后采集患者空腹靜脈血，離心后取上層血清，采用ELISA法測定Aβ水平，根據(jù)試劑盒說明書建立標(biāo)準(zhǔn)曲線，將測得的OD值與標(biāo)準(zhǔn)曲線對照得出Aβ水平；③記錄體外循環(huán)(cardiopulmonary bypass，CPB)時(shí)間、冠脈阻斷時(shí)間、機(jī)械通氣時(shí)間、術(shù)中最低紅細(xì)胞比容(red blood cell specific volume，HCT)、術(shù)中最低鼻咽溫、術(shù)中最高乳酸(lactic acid，Lac)、手術(shù)時(shí)間以及住院時(shí)間等資料。

1.3 觀察指標(biāo)

記錄患者POCD的發(fā)生率，采用單因素分析比較POCD組與非POCD組患者的臨床資料。對上述存在差異的因素進(jìn)一步行Logistic回歸分析，明確患者發(fā)生POCD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。繪制受試者工作特征(receiveroperatingcharacteristic，ROC)曲線分析rSO2%max、Aβ對POCD的預(yù)測價(jià)值。

1.4 統(tǒng)計(jì)學(xué)方法

2 結(jié)果

2.1 POCD與非POCD患者臨床資料比較

86例患者中，有29例術(shù)后發(fā)生POCD，發(fā)生率為33.72%。2組患者年齡、受教育程度、冠脈阻斷時(shí)間、機(jī)械通氣時(shí)間、rSO2%max、Aβ水平比較差異有統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P<0.05)，而性別、體質(zhì)量、手術(shù)類型、ASA分級、術(shù)前LVEF、術(shù)前LVED、合并基礎(chǔ)疾病、吸煙史、酗酒史等比較差異無統(tǒng)計(jì)學(xué)意義(P>0.05)，見表1。

表1 POCD組與非POCD組患者臨床資料比較

2.2 POCD發(fā)生的多因素回歸分析

多因素Logistic回歸分析結(jié)果顯示，年齡≥55歲、受教育程度為小學(xué)及以下、Aβ≤102.45 pg/mL、rSO2%max≤11.15%是患者發(fā)生POCD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素(P<0.05)，見表2。

表2 POCD發(fā)生的多因素回歸分析

2.3 rSO2%max、Aβ聯(lián)合預(yù)測POCD的價(jià)值

rSO2%max最佳臨界值為10.24%時(shí)，預(yù)測POCD的ROC曲線下面積(areaunderthecurve，AUC)為0.894(95%CI：0.847～0.951)，敏感度和特異度分別為86.21%、82.76%。Aβ最佳臨界值為 91.85 pg/mL時(shí)，預(yù)測POCD的AUC為0.902(95%CI：0.851～0.988)，敏感度和特異度分別為89.66%、86.21%。二者聯(lián)合時(shí)預(yù)測POCD的AUC為0.913(95%CI：0.859～1.000)，敏感度和特異度分別為93.10%、89.66%，見表3、圖1。

表3 POCD發(fā)生危險(xiǎn)因素效能分析

圖1 rSO2%max、Aβ聯(lián)合檢測對患者POCD發(fā)生的預(yù)測價(jià)值

3 討論

POCD指術(shù)前無精神障礙的患者手術(shù)后受多種因素的影響出現(xiàn)認(rèn)知能力減退、記憶力受損、社交能力衰退以及焦慮等多種腦功能紊亂現(xiàn)象[8]。相關(guān)研究顯示，心臟手術(shù)患者POCD的發(fā)病率顯著升高，其主要與患者合并基礎(chǔ)疾病、受教育程度、年齡等因素有關(guān)[9]，同時(shí)圍術(shù)期手術(shù)操作、麻醉、應(yīng)激反應(yīng)、體外循環(huán)等因素亦有一定影響，而這些因素最終與腦缺血以及腦氧供需失衡有關(guān)。POCD的發(fā)生是諸多因素相互協(xié)同作用的結(jié)果，研究顯示，少數(shù)患者會(huì)發(fā)展為永久性的認(rèn)知功能損傷，對其臨床治療效果與生活質(zhì)量造成不良影響，在一定程度上使得醫(yī)療成本增加[10]。因此，降低并預(yù)防POCD的發(fā)生具有重大的現(xiàn)實(shí)意義。

本研究結(jié)果顯示，86例心臟手術(shù)患者中POCD的發(fā)生率為33.72%，與既往研究結(jié)果相當(dāng)[10]。本研究結(jié)果顯示，年齡、受教育程度、Aβ水平、rSO2%max是患者發(fā)生POCD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素。既往研究證實(shí)，年齡增長與術(shù)前患者認(rèn)知功能降低是POCD發(fā)生的共同危險(xiǎn)因素，年齡增長引起機(jī)體中樞神經(jīng)系統(tǒng)退行性改變，且老年患者自身腦血流的調(diào)節(jié)功能衰退，二者在POCD的發(fā)生中發(fā)揮基礎(chǔ)作用[11]。另外，由于老年患者肝、腎功能存在不同程度的衰退，對藥物的清除能力下降，手術(shù)時(shí)在麻醉以及應(yīng)激反應(yīng)的影響下會(huì)加重對認(rèn)知功能的損傷，導(dǎo)致POCD發(fā)生。有研究證實(shí)，POCD多發(fā)生于60歲以上老年患者，其原因主要與老年患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能降低以及血流動(dòng)力學(xué)調(diào)節(jié)能力下降有關(guān)[12]。Li等[13]研究指出，骨科手術(shù)患者年齡每增加1歲，患者術(shù)后繼發(fā)POCD的風(fēng)險(xiǎn)增加33.90%。另有研究指出，受教育程度與POCD的發(fā)生密切相關(guān)，患者受教育的時(shí)間越長，認(rèn)知儲備相應(yīng)越高，患者認(rèn)知功能衰退的進(jìn)程可得到一定程度延緩[14]。因此，受教育程度越高的患者POCD的發(fā)生率越低。

rSO2是一種無創(chuàng)監(jiān)測腦氧供需平衡的新型方式，主要通過測定腦部動(dòng)靜脈血以及毛細(xì)血管血液的相對比例，取腦組織中動(dòng)靜脈血氧飽和度的加權(quán)平均值反映腦氧供需動(dòng)態(tài)平衡狀態(tài)[15]。有研究顯示，密切監(jiān)測rSO2變化并維持在一定范圍，對改善患者預(yù)后、減輕神經(jīng)損傷以及減少POCD的發(fā)生具有積極作用[16]。心臟手術(shù)患者POCD的發(fā)生率較高，實(shí)時(shí)監(jiān)測rSO2可有效反映患者大腦皮質(zhì)缺血性動(dòng)態(tài)變化以及腦氧供需平衡狀態(tài)。rSO2受年齡、體溫、血壓、腦灌注量、探頭位置、麻醉深度、通氣方式等多種因素影響，因此，圍術(shù)期應(yīng)對上述因素加以預(yù)防與干預(yù)，降低其對rSO2的影響，從而有效控制rSO2的動(dòng)態(tài)變化趨勢。有研究指出，心臟手術(shù)中監(jiān)測rSO2可使腦損傷以及神經(jīng)認(rèn)知功能損傷最小化，有助于降低醫(yī)療成本以及縮短住院時(shí)間[17]。研究顯示，rSO2低于50%或rSO2%max下降超過20%，患者術(shù)后認(rèn)知功能障礙發(fā)生率明顯升高[18]。本研究結(jié)果顯示，rSO2%max最佳臨界值為10.24%時(shí)，預(yù)測POCD的AUC為0.894，敏感度和特異度最高分別為86.21%、82.76%，提示監(jiān)測rSO2%max對POCD有較好的預(yù)測價(jià)值。rSO2%max作為rSO2最小值與rSO2較基礎(chǔ)值下降的最大百分?jǐn)?shù)，優(yōu)于單一監(jiān)測rSO2結(jié)果。rSO2作為一種連續(xù)的、非侵入性的監(jiān)測方式，具有較高的敏感度與特異度，且簡便易行，具有良好的推廣價(jià)值?；诖?，本研究認(rèn)為密切監(jiān)測rSO2%max動(dòng)態(tài)變化對減少患者認(rèn)知功能損傷以及POCD的發(fā)生具有重要意義，且具有良好的預(yù)測價(jià)值。

Aβ是一種由氨基酸組成的多肽物質(zhì)，其表達(dá)增加與認(rèn)知功能障礙密切相關(guān)。Aβ前體蛋白是一種急性反應(yīng)蛋白，在轉(zhuǎn)錄過程中受炎癥細(xì)胞因子調(diào)節(jié)，Aβ前體蛋白增加時(shí)Aβ含量會(huì)增加。Aβ一方面通過阻礙神經(jīng)元間的信息傳遞，影響患者學(xué)習(xí)能力與記憶力，從而引起認(rèn)知功能障礙以及記憶力衰退；另一方面其通過激活蛋白激酶與糖原合成酶激酶引起Tau蛋白磷酸化，促進(jìn)神經(jīng)退行性疾病發(fā)生。同時(shí)，Aβ自身可產(chǎn)生自由基與反應(yīng)性氧化物，通過損傷機(jī)體膜脂質(zhì)促使神經(jīng)退行性改變發(fā)生。有研究指出，Aβ對神經(jīng)細(xì)胞具有一定的毒性作用，可引起炎癥反應(yīng)，影響患者突觸功能以及記憶功能，從而導(dǎo)致神經(jīng)元喪失以及認(rèn)知功能損害，繼發(fā)POCD[19]。還有研究證實(shí)，Aβ水平變化與POCD的發(fā)生密切相關(guān)[20]。本研究結(jié)果顯示，當(dāng)Aβ為91.85 pg/mL時(shí)，預(yù)測POCD的AUC為0.902，敏感度和特異度分別為89.66%、86.21%，提示Aβ水平變化對POCD有良好的預(yù)測價(jià)值。同時(shí)監(jiān)測rSO2%max與血清Aβ水平預(yù)測POCD發(fā)生的診斷效能更高。通過分析心臟手術(shù)患者發(fā)生POCD相關(guān)的危險(xiǎn)因素可對POCD的發(fā)生進(jìn)行一定的預(yù)測，進(jìn)而通過加強(qiáng)術(shù)中監(jiān)測，改善圍術(shù)期的管理等措施有效預(yù)防并降低POCD的發(fā)生率，改善患者預(yù)后。

綜上所述，心臟手術(shù)患者POCD的發(fā)生率為33.72%，年齡≥55歲、受教育程度為小學(xué)及以下、Aβ≤102.45 pg/mL、rSO2%max≤11.15%是心臟手術(shù)患者發(fā)生POCD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，應(yīng)密切關(guān)注術(shù)中術(shù)后監(jiān)測指標(biāo)，監(jiān)測rSO2%max與Aβ水平變化對POCD發(fā)生具有良好的預(yù)測價(jià)值。