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术后认知功能障碍常常导致生活质量下降以及疾病的恶化,有研究证实,POCD与日常活动减少、工作年限缩短、依赖社会支持和死亡率上升有关。
POCD和全身麻醉手术之间的潜在联系在1955年首次被描述, 随后越来越多的研究支持麻醉与术后认知功能的改变相关。
然而时至今日,POCD的发病机制尚未完全阐明,POCD的风险模型也没有充分建立。 在众多影响因素中,年龄常被认为是POCD的一项独立风险因素。

随着人口老龄化的到来,越来越多的老年人接受全麻手术, POCD在老年患者中高发,无疑给患者及其家眷乃至社会医疗资源带来了额外的负担。
术后认知功能障碍的定义与诊断
术后认知功能障碍的定义
麻醉和手术对患者认知功能的影响已被发现逾百年, 随着时间的发展,POCD的定义和诊断标准也随之发生变化。

由于POCD与术后谵妄在定义和表现上常有交叉之处, 为了规范起见,2018年,一个多专业工作组建议临床使用“精神疾病诊断和统计手册”第五版命名法 ,建议使用围手术期神经认知障碍作为术前或术后发生的认知障碍的总术语。
其中包括手术前诊断的神经认知障碍、术后谵妄、和手术后30天内诊断的神经认知恢复延迟,和长达12个月的术后神经认知障碍。 根据该建议,POCD在未来的研究中应命名为术后神经认知障碍。

术后认知功能障碍的诊断
尽管DSM-5对POCD有了更为规范的命名,但其定义仍然不明确,评价方法也难以统一。 目前对POCD的诊断和评估主要基于神经心理测试组合,结合生物标志物检测和影像分析。
神经心理学测试诊断POCD的一个普遍标准是术后至少两个能被客观测量的认知功能 ——包括言语记忆、注意力、认知灵活性、语言和视觉运动能力——从术前到术后3个月下降一个标准偏差。

这些功能通常在术后使用认知功能障碍量表进行评估。 简易智力状态检查(MMSE)、蒙特利尔认知评估、韦氏智利量表(WIS)、 混淆评估和画钟测试是临床上常用的评估认知功能的工具。
这些评估量表适用于所有神经认知障碍,而不仅仅是POCD, 且不同的量表侧重于不同的认知领域,因而很难确定哪些测试最适合诊断POCD。

因此在实践中,某些临床医生提倡结合不同的量表进行整体评估,例如以Z评分的形式。 然后,通过平均患者术前评估的每项测试的Z分数,将Z分数合并为合成认知分数。
生物标志物
除了异常行为表现外,某些生物标志物浓度的变化也可能表明认知功能的下降。 与POCD有关的生物标志物主要分为脑源性、炎症相关和神经递质相关的生物标志物。

手术创伤和麻醉均可增加术后患者炎性细胞因子水平, 目前对炎症相关因子的研究主要集中在S100B蛋白、白细胞介素-6(IL-6)。
白细胞介素-1β(IL-1β)、白细胞介素-17(IL-17)、肿瘤坏死因子-α(TNF-α)、 补体系统、诱导型一氧化氮合酶(INOS)、环氧合酶-2(COX-2)、前列腺素E(PGE)等因子。

其中临床最为常用生物标志物有C反应蛋白(CRP), 有研究显示术前CRP水平与POD独立相关,术前CRP水平较高,显示POD的风险更高, 预示着人们可以通过对术前CRP的评估来进行POCD的风险分层。
尽管检测炎症因子便捷低廉,对谵妄的诊断也有较好的有效性, 然而这些标志物对POCD的特异性较低,单独检测炎症相关的生物标志物很难诊断和评估POCD。

脑源性生物标记物包括Tau蛋白、β-淀粉样蛋白(Aβ)、钙结合蛋白β(S100β)、神经元特异性烯醇化酶(NSE)等。
有研究显示POCD患者S100β和NSE的水平明显高于其余没有发生POCD的患者,提示血浆S100β和NSE的水平可能有助于预测术后早期POCD。 术后认知是一个多因素的过程,故而临床上通常同时检测几个生物标记物。

影像学检查
有研究者在观察1422名患者的颅脑MRI后发现, 神经血管的变化与术后谵妄及术后认知功能障碍存在一致性变化。
另一项老年人大心脏手术后功能性脑成像的研究显示,特定大脑默认模式网络(DMN)区域的静息态功能性链接(RSFC)改变与心脏手术6周后的全脑认知变化呈正相关, 这表明DMN活动和RSFC可能是POCD的重要诊断标志或潜在干预目标。

术后认知功能障碍的发病率、发病机制和危险因素
术后认知功能障碍的发病率
由于POCD的诊断和评价尚无定论, 国内外报道的POCD的发病率常有较大差异。研究报道的认知功能障碍的发生率从10%到65%不等, 并随年龄、教育水平、性别、合并症、手术类型和评估方法等许多因素的不同而不同。
在所有因外科住院的60岁以上的人中, 约有40%的人在出院时患有POCD,约10%的人在出院后三个月后出现POCD。

在接受非心脏手术,且术前认知能力良好的患者中,约有12%的患者在手术后表现出认知功能障碍的症状。 在接受冠状动脉旁路移植术后,有30%至60%的患者出现早期POCD。
有研究结果表明,POCD的发生率取决于随访时间。 一项涉及上千例老年非心脏外科手术患者的研究显示,术后7天POCD发病率为25.8%,而术后3个月的发生率则降低为9.9%。

长期随访研究表明,认知功能在术后3-6个月受到的影响最大, 随后会恢复,这也显示出POCD具有自限性的特点。石胜驰等对比不同年龄段POCD的发生率, 发现年龄高于60岁的患者POCD发生率(5.7%)明显高于60岁以下(0.5%);
80岁以上和80岁以下相比差异同样显著。我们不难得出结论: 老年患者在接受麻醉和手术后,出现POCD的风险颇高,设法降低POCD的发病率迫在眉睫。

术后认知功能障碍的发病机制
目前国内外关于POCD的发病机制已进行了大量研究, 但其具体机制仍然存在争议。POCD的发病机制在细胞分子层面上与痴呆、抑郁症、阿尔兹海默症密切相关。
目前被大部分研究者认同的机制包括: 神经炎症、氧化应激、神经递质及突触的改变、缺乏神经营养支持、微生物-肠-脑轴等。

其中, 神经炎症可促进外周炎症相关因子释放、血脑屏障破坏、神经元凋亡和突触丢失,这提示神经炎症可能在POCD的发生中起关键作用。 相当多的研究仍停留在动物实验或小规模临床试验阶段,有待进一步探索。

外周炎症
许多神经精神疾病,如阿尔兹海默症、精神分裂症、年龄相关性认知功能下降等已被证明与外周炎症有关 。其原因可能是外周炎症与中枢神经系统关系密切。
首先,外周免疫系统产生的相关因子可以触发中枢反应,并通过迷走神经刺激小胶质细胞产生促炎因子; 其次,外周免疫系统产生的促炎信号进入大脑并引起神经毒性症状;另外,外周炎症被认为是触发中枢Aβ积聚、脑血管损伤和认知障碍的因素。

中枢神经系统改变
神经胶质细胞(小胶质细胞和星形胶质细胞)反应失控、神经毒性改变和神经营养支持乏力与POCD密切相关。 小胶质细胞是多突触的可塑性细胞,被称为“中枢神经系统的巨噬细胞”。
它们的职责包括清除组织中的碎片,合成神经元发育所需的物质以促进存活,以及在早期阶段对危险信号做出反应。 衰老导致小胶质细胞形态特征的不可逆转退化,对小胶质细胞的清除能力和产生负面影响, 从而导致中枢炎症和免疫环境失衡,造成神经毒性和神经元损伤。

星形胶质细胞在神经突触、能量代谢、免疫防御和神经传递等方面十分重要, 在外周环境和中枢神经系统之间起着桥梁的作用。
在GFAP和AQP4这两种关键蛋白的帮助下,星形胶质细胞在血脑屏障中占据了关键位置。 衰老使星形胶质细胞结构产生改变,影响胆碱能信号传导通道和离子水平。

脑源性神经营养因子(BDNF)由神经元和神经胶质细胞合成, BDNF与其特异性受体原肌球蛋白受体激酶B(TrkB)结合,为神经元提供营养。
它涉及神经发育、细胞分化和神经元可塑性等过程。 BDNF在许多神经精神疾病的进展中起作用,BDNF不足与年龄相关的海马功能障碍密切相关, 可能引发记忆障碍和抑郁风险增加。

麻醉对POCD的影响
麻醉方式对POCD的影响
不同的麻醉方式常常导致不同的书中血流动力学和药代动力学变化。然后也有研究表明POCD的长期发病率与麻醉方式无关。 一项研究显示,有46.7%的老年患者在腹部手术后发生早期POCD,而全身麻醉组和硬脊膜外麻醉组的POCD发生率在两组之间无显著差异。
综合多项研究结果来看,全身麻醉可能对老年患者术后早期(术后3天)认知功能障碍的发生构成重大风险, 其影响往往是暂时的,全麻对老年患者长期认知功能的影响并不明显。

麻醉中其他因素
低血压
在老年血管手术患者中, 术中低血压(IOH)在定义为累计持续时间超过30分钟的诱导前平均动脉血压下降40%。 IOH与心肌损伤、心肌梗死、肾损伤和死亡之间有很强的联系。

缺氧
大脑是人体耗氧量最大的器官之一,术中低血压、血运受阻、通气不足都可能导致大脑缺氧。 有研究表明,术中脑氧饱和度(rSO2)下降至<60%的持续时间与术后POCD发病率有关。

预防及降低术后认知功能障碍的方法与展望
术前锻炼及健康教育
术前锻炼包括躯体活动能力锻炼和认知功能锻炼。在大鼠上进行的基础研究发现,低骨骼肌质量可能诱发PND, 因为术前锻炼增强骨骼肌活力或许是低成本降低POCD的好方法。

抑制神经炎症
POCD的发生与神经炎症密切相关, 通过适当使用药物来阻断神经炎性反应从而降低POCD的发生率在临床和动物实验中都产生了积极的效果 。地塞米松是一种人工合成的糖皮质激素,具有较强的抗炎作用。
使用瑞马唑仑麻醉诱导与维持, 能为老年骨科手术患者提供安全有效的麻醉镇静效果。

与传统的咪达唑仑诱导丙泊酚维持相比,用瑞马唑仑完成老年骨科患者的麻醉诱导及维持, 对术后1天的认知功能影响更小,麻醉恢复更快,术中血流动力学更稳定。
目前还不清楚在老年外科患者中调节apoE4蛋白信号是否会降低PND风险或严重程度, 因而衡量CN-105在老年人预防PND的安全性和有效性,能深入了解PND及AD发病机制并为临床治疗提供新的选择。

美国杜克大学正在组织名为INTUIT的跨学科研究,旨在将研究神经炎症与术后谵妄和认知功能障碍中的作用及其相关的功能性大脑连接变化相结合。
并确定可能的治疗和/或预防谵妄和POCD及其后遗症的新靶点。另一项围手术期认知增强(PROTECT)的前瞻性单盲随机对照试验。
