术后认知功能障碍的研究进展

术后认知功能障碍的研究进展

吴祥高涛徐义国朱伟周东升姚琴张文武

【摘要】术后认知功能障碍(POCD)是指由麻醉和(或)手术引起的学习和记忆能力、人格和社会行为能力下降。POCD的发病机制尚未十分明确，其会延长患者的康复时间,甚至增加患者病死率，至今尚无有效的防治手段。多数研究表明,老年患者较年轻患者有更高的POCD发病风险，人口老龄化也使POCD越来越受到学者们的重视。该文就POCD的诊断、危险因素、发病机制、治疗及预防等方面的研究进展作一介绍。

【关键词】术后认知功能障碍；老年患者；发病机制；治疗

收稿日期：(2015-04-30)

DOI：10.3969/g.issn.0253-9802.2015.10.003

通讯作者，林潮双，E-mail：shuangss@21cn.com

Research progress on postoperative cognitive dysfunctionWuXiang,GaoTao,XuYiguo,ZhuWei,ZhouDongsheng,YaoQin,ZhangWenwu.TheAffiliatedHospitalofMedicalSchoolofNingboUniversity,Ningbo315020,China

Abstract【】Postoperative cognitive dysfunction (POCD) refers to the declining ability of learning and memory, personality and social behavior caused by anesthesia and (or) surgery. The pathogenesis of POCD remains elusive. POCD prolongs the recovery time of patients and even increases the mortality rate. No effective treatment has been available yet. Most studies have indicated that POCD more commonly occurs in old adults than young counterparts. POCD has captured more and more interests from the physicians due to the aging issue. This review focused upon the research progress on the diagnosis, risk factors, pathogenesis, treatment and prevention of POCD.

【Key words】Postoperative cognitive dysfunction；Elderly patients; Mechanism; Prevention

术后认知功能障碍(POCD)是指由麻醉和(或)手术引起的学习和记忆能力、人格和社会行为能力下降，包括言语记忆、视觉记忆、语言理解、视觉空间等认知域的功能障碍[1]。POCD严重影响患者的生活质量，延长其康复时间, 并延迟器官功能恢复，甚至增加患者的病死率。POCD的发病机制尚未十分明确，至今也无有效的防治手段。多数研究表明,老年患者较年轻患者有更高的POCD发病风险[2]。随着人类预期寿命的延长,POCD已越来越受到学者们的关注。

一、POCD的发病率及诊断

POCD广泛影响患者的认知域包括记忆、信息处理和执行能力。在POCD发病初期,患者通常感觉记忆力下降,甚至难以进行日常工作；少数情况下，患者的家人或同事发现其行为异常，而患者自身毫无察觉。

据报道，POCD临床发病率为25%～60%，而心脏手术POCD发病率为73%[3]。到目前为止，尚无国际通用的标准用于诊断和评估 POCD。大部分的认知能力测试对POCD的特异度和灵敏度不高，测试病情较轻的患者可能会出现假阴性情况。因此，对于POCD高危人群，应结合术前和术后测试结果综合评估。检测POCD的方法包括问诊、问卷调查、精神状态测试及神经心理测试。精神状态测试是最常用的术后认知功能评估方法[4]。临床上常使用简易精神状态检查量表(MMSE)进行精神状态测试。神经心理测试是检测POCD较为可靠的方法[5]。

二、POCD的危险因素

一般来说，施行较大的侵入性操作,如接受腹部、胸部和血管手术患者的POCD发病率比施行小手术者高。心脏手术和较大的骨科手术POCD的发病率相对较高[6]。施行心脏手术患者POCD的发病率较高与使用外循环泵后产生的微栓子有关。有动物研究显示，心脏手术中产生的这些微栓子可能引起局灶脑梗死，从而导致POCD的发生[7]。脂肪栓子也是引发POCD的重要因素[8]。

不论进行什么类型的外科手术,高龄是引发POCD的主要危险因素。高龄患者耐受麻醉和手术的能力低，而且随着肝、肾功能的减退,药物在其体内消除的半衰期也延长。此外, 高龄患者常合并的慢性疾病如糖尿病、肾功能不全和心血管疾病等均会增加围手术期并发症的发生率。另外，麻醉方法的选择可能不会影响POCD的发病率，一项有关60岁以上接受非心脏手术患者的研究显示，区域麻醉与全身麻醉患者术后3个月POCD的发病率无显著差异[9]。

嗜酒也是引发POCD 的危险因素[10]。使用抗胆碱能药物也容易引发POCD[11]。阿片类药物如吗啡、可待因和哌替啶也有抗胆碱能的特性,可引发短期的POCD[11]。引发POCD的其他危险因素还包括脑血管意外病史、既往的认知能力减退、呼吸系统并发症、感染并发症、再次手术、教育程度等[9-11]。另有学者发现，环境变化、睡眠不足，术后疼痛等都可能引发高龄患者的POCD[12-14]。

三、POCD的发病机制

POCD的发病机制尚未十分明确，有关其发病机制的研究多集中于心脏手术患者，使用心肺旁路进行手术被认为是该类患者发生POCD的主要原因。研究表明, 心脏手术引起的脑损伤可能会阻止中心体温的下降[12]。心脏外科医师在心脏直视手术中常用降低体温的方法来降低患者的新陈代谢和减少重要器官的损害，患者手术后需要复温,但其神经元可能会于复温过程中由于炎性反应而受到损害[11-12]。另外，快速复温也可能会导致由麻醉气体或者其他气体引起的微栓塞，据报道，在大鼠的体外循环模型中，延长其术后低温时间，可以降低其术后POCD的发病率[12]。

和心脏手术相比，非心脏手术患者POCD发病机制的研究尚处于起步阶段。以往有学者认为，非心脏手术POCD与手术过程中全身性低血压、失血导致的灌注不足或大脑缺氧有关[13]。但新近的研究显示POCD与低血氧或低血压之间无显著相关性[14]。

近期的研究显示尚有其它参与POCD发生的可能因素：①外科手术和麻醉引起的全身应激反应能诱发炎性反应，可能会影响神经细胞的功能或突触通路的调节，影响脑源性神经营养因子的释放[15]。②有学者发现大鼠脑海马的炎症反应与POCD之间存在关联[16]。③进一步的研究显示，异氟醚能单独激活IL-1β通路引起海马细胞损伤，这可能有助于建立异氟醚引起的认知功能障碍的动物模型[17]。④由脂肪细胞分泌的瘦素在神经系统的结构和功能活动中起至关重要的作用，瘦素信号通路可能与POCD的发生相关[18]。

炎症因子与POCD的相关性在一定程度上已得到证实， IL-1β表达的上升与认知功能的下降存在一定相关性[19]。IL-1β通过TNF-α起作用，对实验动物预防性地给予抗TNF-α抗体可降低其POCD的发病率。Belarbi等[20]发现TNF-α合成抑制剂在治疗由慢性神经炎症导致的海马依赖性认知功能障碍中具有重要作用，提示TNF-α与慢性神经炎症引起的神经功能障碍有关。Sakimoto 等[21]发现，IL-6 的表达与认知功能的总体水平亦相关。

动物研究还表明，脑细胞的凋亡可能参与POCD的发生，Yon等(2005年)发现，发育大鼠于全身麻醉后，神经元细胞会凋亡，在年龄较大大鼠的大脑中，麻醉诱导的细胞凋亡导致的神经变性可能也是POCD发展的一个潜在途径。

四、POCD的治疗及预防

目前POCD的最佳治疗方法尚未明确，对POCD的干预重在预防。重视术前的危险因素评估，对患者及家属充分交代病情，让其了解POCD的发病特点，均有助于疾病的治疗。手术后及时恢复患者的睡眠习惯，让其适当参与社交活动，使其能及时回归患病前的生活环境，均有利于降低POCD的发病率。另外，外科医师和麻醉医师之间应密切合作，选择合适的手术方式和麻醉方式以缩短手术时间、减轻机体炎症反应，也能降低POCD的发病率。有研究显示，于麻醉深度监测下进行手术能减轻患者的认知功能障碍。Chan等(2013年)的研究显示，于脑电双频谱指数监测下实施麻醉，可以减少麻醉药物用量，降低患者术后3个月POCD的发病率，对于接受较大手术的40～60岁患者，若采用个体化滴定剂量的麻醉药物实施麻醉，能将POCD的发病率降低2.3%，术后谵妄的发生率降低8.3%，满意的术后镇痛也可能降低POCD的发病率，适当延长心脏手术后的复温时间可能有助于防止心脏手术POCD的发展。

在麻醉学和外科学不断发展的今天，新技术与新方法不断出现，多学科的密切配合将有助于降低POCD的发病率，提高患者的生活质量。

参考文献

[1]Hansen MV. Chronobiology, cognitive function and depressive symptoms in surgical patients. Dan Med J，2014，61:B4914.

[2]Kotekar N, Kuruvilla CS, Murthy V. Post-operative cognitive dysfunction in the elderly: A prospective clinical study. Indian J Anaesth，2014,58:263-268.

[3]Krenk L, Rasmussen LS. Postoperative delirium and postoperative cognitive dysfunction in the elderly- what are the differences？ Minerva Anestesiol，2011，77(7):742-749.

[4]Ghoneim MM, Block RI. Clinical, methodological and theoretical issues in the assessment of cognition after anaesthesia and surgery: a review. Eur J Anaesthesiol，2012，29:409-422.

[5]Polunina AG, Golukhova EZ, Guekht AB, Lefterova NP, Bokeria LA. Cognitive dysfunction after on-pump operations: neuropsychological characteristics and optimal core battery of tests. Stroke Res Treat，2014，2014:302824.

[6]Goto T, Maekawa K. Cerebral dysfunction after coronary artery bypass surgery. J Anesth，2014，28:242-248.

[7]Cox G, Tzioupis C, Calori GM, Green J, Seligson D, Giannoudis PV. Cerebral fat emboli: a trigger of post-operative delirium. Injury，2011，42(Suppl 4):S6-S10.

[8]Krenk L, Kehlet H, Beik Hansen T, Solgaard S, Soballe K, Rasmussen LS. Cognitive dysfunction after fast-track hip and knee replacement. Anesth Analg，2014，118:1034-1040.

[9]Rasmussen LS, Johnson T, Kuipers HM, Kristensen D, Siersma VD, Vila P, Jolles J, Papaioannou A, Abildstrom H, Silverstein JH, Bonal JA, Raeder J, Nielsen IK, Korttila K, Munoz L, Dodds C, Hanning CD, Moller JT; ISPOCD2(international study of postoperative cognitive dysfunction) investigators. Does anaesthesia cause postoperative cognitive dysfunction? A randomised study of regional versus general anaesthesia in 438 elderly patients. Acta Anaesthesiol Scand，2003，47:260-266.

[10]Hudetz JA, Patterson KM, Byrne AJ, Iqbal Z, Gandhi SD, Warltier DC, Pagel PS. A history of alcohol dependence increases the incidence and severity of postoperative cognitive dysfunction in cardiac surgical patients. Int J Environ Res Public Health，2009，6:2725-2739.

[11]Rossi A, Burkhart C, Dell-Kuster S, Pollock BG, Strebel SP, Monsch AU, Kern C, Steiner LA. Serum anticholinergic activity and postoperative cognitive dysfunction in elderly patients. Anesth Analg，2014，119(4):947-955.

[12]de Lange F, Jones WL, Mackensen GB, Grocott HP. The effect of limited rewarming and postoperative hypothermia on cognitive function in a rat cardiopulmonary bypass model. Anesth Analg，2008，106:739-745.

[13]Li M, Bertout JA, Ratcliffe SJ, Eckenhoff MF, Simon MC, Floyd TF. Acute anemia elicits cognitive dysfunction and evidence of cerebral cellular hypoxia in older rats with systemic hypertension. Anesthesiology，2010，113:845-858.

[14]Zywiel MG, Prabhu A, Perruccio AV, Gandhi R. The influence of anesthesia and pain management on cognitive dysfunction after joint arthroplasty: a systematic review. Clin Orthop Relat Res，2014，472:1453-1466.

[15]Hovens IB, Schoemaker RG, van der Zee EA, Absalom AR, Heineman E, van Leeuwen BL. Postoperative cognitive dysfunction: Involvement of neuroinflammation and neuronal functioning. Brain Behav Immun，2014，38:202-210.

[16]Kalb A, von Haefen C, Sifringer M. Acetylcholinesterase inhibitors reduce neuroinflammation and degeneration in the cortex and hippocampus of a surgery stress rat model. PLoS One，2013，8:e62679.

[17]Lin D, Zuo Z. Isoflurane induces hippocampal cell injury and cognitive impairments in adult rats. Neuropharmacology，2011，61:1354-1359.

[18]Hua F, Yang C, Zhu B. Leptin: new hope for the treatment of post-operative cognitive dysfunction? Med Sci Monit，2014，20:866-868.

[19]梁海梅,于化鹏,郑燕妮. NLRP3/IL-1β和 IL-18在哮喘小鼠肺组织中的表达及与呼吸道炎症的关系.中华微生物学和免疫学杂志,2013,33(4):281-286.

[20]Belarbi K, Jopson T, Tweedie D, Arellano C, Luo W, Greig NH, Rosi S. TNF-alpha protein synthesisinhibitor restores neuronal function and reverses cognitive deficits induced by chronicneuroinflammation. Neuroinflammation,2012，25(9):23.

[21]Sakimoto T, Sugaya S, Ishimori A, Sawa M. Anti-inflammatory effect of IL-6 receptor blockadein corneal alkali burn.Experimental Eye Research,2012,97(1):98-104.

(本文编辑：洪悦民)

综 述

作者单位：510630 广州，中山大学附属第三医院感染性疾病科