缺血型煙霧病患者圍術(shù)期認(rèn)知功能改變的研究進(jìn)展

陳宣伶，秦學(xué)偉，李正遷，趙 欣，姚 蘭*，郭向陽(yáng)

1.北京大學(xué)國(guó)際醫(yī)院 麻醉科，北京 102206；2.北京大學(xué)第三醫(yī)院 麻醉科，北京 100191

1 概述

煙霧病(moyamoya disease,MMD)是一種病因不明、罕見(jiàn)的腦血管疾病,以累及前循環(huán)(大腦前動(dòng)脈、大腦中動(dòng)脈)為主,并易同時(shí)累及同側(cè)前、后循環(huán)[1]。MMD發(fā)病機(jī)制目前尚不完全清楚,目前主要認(rèn)為與遺傳因素、環(huán)境因素和免疫炎性反應(yīng)等相關(guān)[2]。MMD在全世界各地均有發(fā)現(xiàn),無(wú)明顯的地域分布特征。流行病學(xué)數(shù)據(jù)顯示,東亞國(guó)家及歐美國(guó)家MMD的發(fā)病率及患病率呈逐年上升趨勢(shì),患病率為6.03/10萬(wàn)[3]。中國(guó)的MMD發(fā)病率為3.92/10萬(wàn),年腦出血及腦梗死概率分別為0.22/10萬(wàn)與0.16/10萬(wàn)。MMD是兒童和中青年人群腦血管意外的重要原因之一,可導(dǎo)致急性缺血性卒中、出血性卒中、癲癇、局灶性神經(jīng)功能損傷、認(rèn)知功能損失等[4]。

根據(jù)顱內(nèi)、顱外動(dòng)脈進(jìn)行性變化將煙霧病病程分為6期,即鈴木分期(Suzuki)。根據(jù)臨床癥狀分型則分為缺血型、出血型以及無(wú)癥狀型,目前缺血型檢出率較高,包括近乎全部的兒童煙霧病患者以及大多數(shù)成人煙霧病患者[5],出血型主要見(jiàn)于成年患者,包括腦出血和蛛網(wǎng)膜下隙出血。

2 煙霧病的手術(shù)方法

煙霧病手術(shù)干預(yù)的主要目標(biāo)是利用頸外動(dòng)脈的代償作用,改善顱內(nèi)腦灌注受損區(qū)域的血流動(dòng)力學(xué)狀態(tài),進(jìn)一步阻止病程進(jìn)展。目前公認(rèn)的煙霧病的治療理念是通過(guò)增加腦血流量和緩解血流動(dòng)力學(xué)應(yīng)激相關(guān)的腦出血來(lái)改善腦缺血,從而改善患者的臨床癥狀及改善患者的生活質(zhì)量。MMD的外科手術(shù)包括直接血運(yùn)重建、間接血運(yùn)重建或這兩種手術(shù)的組合[6]。直接和間接血運(yùn)重建術(shù)或直接/間接聯(lián)合血運(yùn)重建術(shù)都可以改變腦血流動(dòng)力學(xué),改善短暫性腦缺血發(fā)作的嚴(yán)重程度和降低發(fā)作頻率,降低腦梗死的風(fēng)險(xiǎn),改善術(shù)后日常生活活動(dòng)能力和認(rèn)知功能的長(zhǎng)期預(yù)后。

有研究報(bào)道,MMD患者圍手術(shù)期缺血事件的發(fā)生率高達(dá)34%[4],提示圍術(shù)期管理對(duì)患者預(yù)后及轉(zhuǎn)歸的重要性。MMD的病理生理改變是腦血流自身調(diào)節(jié)功能受損,大腦前循環(huán)腦灌注壓逐漸降低,血流逐漸減少,腦血管對(duì)二氧化碳反應(yīng)性受損等。手術(shù)治療已成為缺血型MMD確切有效的改善認(rèn)知功能的方法,術(shù)后建立的吻合血管不僅能糾正缺血腦區(qū)血流動(dòng)力學(xué),還可改善腦組織缺血區(qū)域血液灌注,有效降低腦梗死和腦出血的發(fā)生率,緩解患者臨床癥狀,減緩MMD疾病的進(jìn)展[7]。

3 煙霧病患者圍術(shù)期認(rèn)知功能障礙

3.1 血運(yùn)重建術(shù)前認(rèn)知功能障礙表現(xiàn)

煙霧病患者較常出現(xiàn)認(rèn)知功能的改變,部分患者甚至?xí)霈F(xiàn)較為嚴(yán)重的認(rèn)知障礙[8]。MMD出現(xiàn)的認(rèn)知功能損害主要包括短時(shí)記憶、計(jì)算能力及復(fù)合感覺(jué)等3個(gè)方面[9],嚴(yán)重影響患者的生活質(zhì)量,越來(lái)越受到人們的關(guān)注。

MMD患者表現(xiàn)出廣泛功能的神經(jīng)認(rèn)知中斷,尤其與大腦皮質(zhì)和額葉之間的通路有關(guān)[10]。MMD顱內(nèi)主干動(dòng)脈損傷逐漸狹窄直至閉塞,造成腦組織低灌注出現(xiàn)的低氧性腦損傷,引發(fā)認(rèn)知功能障礙,提示慢性低灌注是認(rèn)知功能障礙的主要原因[11]。因此,圍術(shù)期需要對(duì)MMD患者低灌注腦區(qū)進(jìn)行嚴(yán)密監(jiān)測(cè),預(yù)防腦缺血/再灌注損傷及精確圍手術(shù)期血壓管理,防止認(rèn)知功能進(jìn)一步下降。

MMD對(duì)成人智力的影響明顯小于兒童患者[12]。研究發(fā)現(xiàn)MMD患者成人組平均IQ為95,與健康成人之間智力的差距遠(yuǎn)遠(yuǎn)小于兒童MMD患者,同時(shí)IQ評(píng)分≤80分的比例(11%)亦低于兒童組(38%)[13]。納入49例MMD患者和23名健康對(duì)照者進(jìn)行認(rèn)知功能測(cè)試[14]。研究發(fā)現(xiàn)成年MMD患者有廣泛的認(rèn)知障礙,主要集中在記憶力障礙和注意力障礙方面,而MMD不同亞型認(rèn)知功能也存在差異。采用標(biāo)準(zhǔn)化神經(jīng)心理測(cè)驗(yàn)對(duì)29例成人MMD患者進(jìn)行記憶力評(píng)估,利用延時(shí)單元測(cè)試法測(cè)試后發(fā)現(xiàn)31%的患者出現(xiàn)單詞記憶受損[12]。另外,采用加州語(yǔ)言學(xué)習(xí)測(cè)試II和韋氏記憶測(cè)驗(yàn)修正視覺(jué)再現(xiàn)驗(yàn)測(cè)驗(yàn)后發(fā)現(xiàn)成人患者記憶力和觸覺(jué)感知分?jǐn)?shù)最高,記憶力保持相對(duì)完整,并未受到明顯損傷[13]。因此,成人MMD患者認(rèn)知功能障礙常常合并記憶力損傷,手術(shù)干預(yù)是否修復(fù)患者的記憶力功能需要進(jìn)一步的研究。

執(zhí)行功能障礙是成人MMD患者認(rèn)知功能障礙中最重要的方面[8],包括思維靈活性、處理問(wèn)題能力、動(dòng)機(jī)、情緒控制力以及概念形成能力等。由于執(zhí)行功能損害最先也最多在額葉損傷(前循環(huán)進(jìn)行性損傷的結(jié)果)患者中出現(xiàn),因此推測(cè)MMD導(dǎo)致額葉缺血是執(zhí)行功能障礙進(jìn)行性加重的主要原因。

3.2 血運(yùn)重建術(shù)后認(rèn)知功能改變

前瞻性隊(duì)列研究顯示,接受直接血運(yùn)重建手術(shù)的MMD患者術(shù)后2個(gè)月認(rèn)知能力改善和下降的比例分別為44%和31%[15],缺血性MMD成人患者在血運(yùn)重建手術(shù)后神經(jīng)組織缺氧的改善和腦氧代謝的恢復(fù)與術(shù)后認(rèn)知能力的改善有關(guān)。術(shù)后認(rèn)知功能的改善可能與腦灌注、腦組織氧代謝腦區(qū)功能恢復(fù)有關(guān)。納入40例缺血型MMD患者,納入患者均接受術(shù)前和術(shù)后標(biāo)準(zhǔn)化神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估、[15O]-H2O-PET等影像學(xué)檢查并完成臨床結(jié)局和生活質(zhì)量標(biāo)準(zhǔn)化問(wèn)卷調(diào)查[11]。在這組缺血型MMD患者中,血運(yùn)重建后短暫性腦缺血發(fā)作(transient ischemia attack,TIA)頻率、頭痛以及腦血管阻力(cerebral vascular resistance,CVR)顯著改善,同時(shí)語(yǔ)言領(lǐng)域顯著改善,而其他領(lǐng)域保持穩(wěn)定。納入14例手術(shù)治療并隨訪6個(gè)月的MMD患者,分別用單光子發(fā)射計(jì)算機(jī)斷層成像術(shù)(single-photon emission computed tomography,SPECT)和靜息態(tài)功能MRI檢查術(shù)后皮質(zhì)灌注變化和局部低頻波動(dòng)幅值,執(zhí)行功能通過(guò)2項(xiàng)測(cè)試連線測(cè)繪(trailmaking test-B,TMT-B)和記憶與執(zhí)行篩查量表(memory and rxecutive dcreening,MES)執(zhí)行子測(cè)試總和)進(jìn)行評(píng)估,研究發(fā)現(xiàn)MMD患者術(shù)后執(zhí)行力明顯上升[16]。

另一部分研究認(rèn)為MMD患者術(shù)后認(rèn)知功能未有明顯改變。研究比較了成年MMD患者在接受直接的顱內(nèi)外搭橋血管重建術(shù)前、后在正規(guī)神經(jīng)認(rèn)知測(cè)試中的表現(xiàn)[17]。在該研究中,12例(14%)患者在術(shù)后出現(xiàn)認(rèn)知能力的明顯下降,9例(11%)患者有所好轉(zhuǎn),63例(75%)患者無(wú)明顯變化。因此手術(shù)治療對(duì)MMD患者認(rèn)知功能的改善,需要在更多的中心、更大的樣本研究中進(jìn)一步評(píng)估。部分研究提出,MMD患者圍手術(shù)期認(rèn)知功能的改變,不僅受手術(shù)影響,也與術(shù)后多種神經(jīng)系統(tǒng)合并癥有關(guān)。研究納入了313例接受單側(cè)血運(yùn)重建術(shù)的成年MMD患者。首先,在術(shù)前和術(shù)后3個(gè)月使用簡(jiǎn)易智力狀態(tài)檢查量表(Mini-mental State Examination,MMSE)和蒙特利爾認(rèn)知功能量表(Montreal Cognitive Assessment,MoCA)對(duì)認(rèn)知功能進(jìn)行評(píng)分。術(shù)前及術(shù)后1周行顱腦電子計(jì)算機(jī)斷層掃描(computed tomogra-phy,CT)檢查評(píng)估腦灌注。結(jié)果顯示55例(17.6%)患者在血運(yùn)重建后認(rèn)知功能下降,74.5%的認(rèn)知能力下降患者發(fā)生分水嶺腦梗死,顯著高于無(wú)認(rèn)知能力下降的患者(74.5%vs.0%,P<0.000 1)[18],提示手術(shù)后急性期的腦高灌注可損害認(rèn)知功能。

4 麻醉與煙霧病患者圍術(shù)期認(rèn)知功能障礙

4.1 全身麻醉的影響

研究納入4例MMD血運(yùn)重建術(shù)后的患者,在全麻下行核磁掃描,研究發(fā)現(xiàn)麻醉用藥可能會(huì)影響MMD患者腦血管的收縮與舒張功能,尤其是吸入七氟烷的患者血管舒張并且腦血流增多[19]。有研究指出MMD患兒者在接受全身麻醉進(jìn)行影像學(xué)研究和非神經(jīng)外科血運(yùn)重建手術(shù)時(shí),約1%的患兒出現(xiàn)短暫性腦缺血發(fā)作(TIA),推測(cè)可能和麻醉藥物引起的血管變化有一定關(guān)系[20]。目前,麻醉方式對(duì)MMD患者認(rèn)知功能影響的研究較少,有待后續(xù)深入研究。

4.2 容量管理對(duì)認(rèn)知功能的影響

有效的容量治療是維持重要臟器氧供需平衡的手段之一。研究表明,目標(biāo)導(dǎo)向液體治療可優(yōu)化心臟前負(fù)荷,不增加顱內(nèi)壓,改善神經(jīng)外科手術(shù)患者腦氧供需平衡。納入擇期行顳淺-大腦中動(dòng)脈吻合術(shù)(superficial temporal artery-middle cerebral artery,STA-MCA)術(shù)的缺血型煙霧病患者40例,分為常規(guī)補(bǔ)液組和目標(biāo)導(dǎo)向液體治療組[21]。研究提出目標(biāo)導(dǎo)向液體治療可降低缺血型MMD患者腦血管重建術(shù)后認(rèn)知功能障礙的發(fā)生率,

5 腦電圖與神經(jīng)影像學(xué)評(píng)價(jià)

5.1 腦電圖(electroencephalography,EEG)

研究發(fā)現(xiàn),MMD患兒圍術(shù)期容易出現(xiàn)腦梗死、癲癇、TIA 等并發(fā)癥[3]。因此,MMD圍術(shù)期管理至關(guān)重要,目前尚缺乏有效的監(jiān)測(cè)手段指導(dǎo)圍術(shù)期管理。腦電圖(electroencephalogram,EEG)檢查是一項(xiàng)較為成熟的用于腦功能評(píng)估的神經(jīng)電生理檢查方法,EEG變化與腦血流量密切相關(guān),近年來(lái)成為MMD患者的一個(gè)研究熱點(diǎn)。

有研究應(yīng)用皮層EEG觀察MMD患者搭橋手術(shù)前后腦電變化[22]。研究共納入9例MMD患者,同時(shí)選取前循環(huán)未破裂動(dòng)脈瘤接受夾閉手術(shù)的患者作為對(duì)照組。結(jié)果顯示,MMD患者術(shù)前β功率譜較對(duì)照組低,但術(shù)后兩組間差異無(wú)統(tǒng)計(jì)學(xué)意義。MMD旁路術(shù)后,β和γ功率譜均顯著增加,β功率譜的變化與局灶腦血流量(cerebral blood flow,CBF)變化顯著相關(guān),提示MMD腦缺血可能抑制神經(jīng)生理活動(dòng),血管重建手術(shù)可能具有潛在的神經(jīng)調(diào)控功能。EEG可能在MMD短暫性神經(jīng)系統(tǒng)事件(如短暫性腦缺血發(fā)作和癲癇發(fā)作)的鑒別診斷中發(fā)揮作用[23]。

5.2 磁共振成像(magnetic resonance imaging,MRI)

靜息態(tài)功能磁共振成像(resting-state functional magetic resouance imaging,rs-fMRI)可以測(cè)量低頻血氧水平依賴(blood oxygen level dependent,BOLD)波動(dòng),使研究人員能夠估計(jì)不同區(qū)域的大腦連通性[16]。因此,將多模態(tài)MRI方法與認(rèn)知功能的行為測(cè)量相結(jié)合,有助于提前發(fā)現(xiàn)是否存在認(rèn)知功能障礙以及闡明MMD患者術(shù)后腦結(jié)構(gòu)和功能改變的機(jī)制。通過(guò)MRI掃描觀察卒中后MMD患者的皮質(zhì)相關(guān)指標(biāo),并測(cè)量器認(rèn)知功能[10]。結(jié)果提示,MMD合并卒中患者存在廣泛的認(rèn)知障礙,并伴隨雙側(cè)大腦半球皮質(zhì)復(fù)雜性的不對(duì)稱下降。利用動(dòng)脈自旋標(biāo)記和rs-fMRI序列比較了26例無(wú)癥狀MMD患者和20名健康對(duì)照者的腦血流和認(rèn)知功能狀態(tài)[8]。結(jié)果提示,無(wú)癥狀MMD患者的計(jì)算能力出現(xiàn)不同程度的下降同時(shí)表現(xiàn)為島狀皮瓣左側(cè)前中央回和左側(cè)額下回腦血流量減少、腦網(wǎng)絡(luò)多發(fā)節(jié)點(diǎn)異常、網(wǎng)絡(luò)連通性降低等,且上述變化與認(rèn)知能力下降密切相關(guān)。

研究發(fā)現(xiàn)執(zhí)行障礙認(rèn)知綜合征與額葉CVR降低有關(guān),同時(shí)一些神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試可以作為這些患者腦灌注受損的臨床標(biāo)志物[24]。有研究對(duì)25例MMD成人患者在血運(yùn)重建手術(shù)前和術(shù)后12個(gè)月分別進(jìn)行了神經(jīng)行為和神經(jīng)影像學(xué)檢查,使用 MRI掃描評(píng)估了大腦連通性,提出血運(yùn)重建手術(shù)可以提高M(jìn)MD患者的處理速度和注意力[13]。研究發(fā)現(xiàn)動(dòng)脈自旋標(biāo)記磁共振成像是一種可行的、無(wú)創(chuàng)的定量評(píng)估麻醉下機(jī)械通氣患者全身和局部CBF的方法,其是一種新興的無(wú)創(chuàng)CBF測(cè)量技術(shù),具有良好的空間分辨率[19]。

結(jié)語(yǔ):影響MMD認(rèn)知功能的潛在因素包括患者本身腦血管灌注、圍術(shù)期外科因素及麻醉相關(guān)因素。由于MMD發(fā)病率低、神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估操作繁瑣、隨訪時(shí)間跨度長(zhǎng)以及失訪率高等原因,一定程度上影響了大樣本前瞻性隊(duì)列研究的開(kāi)展。此外,功能神經(jīng)影像學(xué)設(shè)備和技術(shù)尚未完全普及,這使得部分臨床中心探索MMD患者的認(rèn)知損害機(jī)制受限。未來(lái)可結(jié)合神經(jīng)影像學(xué)及神經(jīng)心理學(xué)評(píng)估手段開(kāi)展大樣本臨床隊(duì)列研究,提高對(duì)MMD患者圍術(shù)期認(rèn)知及轉(zhuǎn)歸的認(rèn)識(shí),繼而改善患者預(yù)后和轉(zhuǎn)歸。