远端缺血预处理对老年患者局部脑氧饱和度和神经认知功能的影响

桂文虎 易梦瑶 张艳珂 王 云 赵志斌 陈 莺

资料与方法

1.一般资料：选取2021年4～10月在徐州医科大学附属连云港医院接受髋关节置换术的老年患者60例。按随机数字表法分为对照组(C组，n=30)和RIPC组(R组，n=30)。患者纳入标准：①年龄65～80岁；②ASA分级Ⅰ～ Ⅲ级；③BMI为18～30kg/m2；④心脏、肺、肝脏和肾脏功能未见明显异常；⑤清楚了解并自愿参加本研究，签署知情同意书。排除标准：①进行过心脏或者中枢神经系统手术的患者，或者左心室射血分数(left ventricular ejection fraction,LVEF)<50%；②外周血管疾病(尤其是锁骨下动脉和上肢动脉狭窄或闭塞)或神经疾病影响上肢感觉功能；③存在神经认知功能障碍；④严重肝肾功能异常；⑤存在凝血功能异常；⑥中途退出实验者。本研究通过笔者医院医学伦理学委员会批准(伦理审批号：KY-20210324001)。

2.麻醉方法：患者入室后常规监测脉搏、血氧饱和度、心电图、血压和双频谱指数(BIS)。麻醉诱导按静脉注射1.5～2.5mg/kg丙泊酚(四川国瑞药业，国药准字H20030114，产品批号：21092513)、0.15～0.2mg/kg顺式阿曲库铵(江苏恒瑞医药，国药准字：H20183042，产品批号：210725BL)、0.3～0.5μg/kg舒芬太尼诱导(宜昌人福药业，国药准字：H20050580，产品批号：11A06081)麻醉，插管后在右侧上肢绑上袖带，按实验分组进行处理。用4～10mg/(kg·h)丙泊酚和5μg/(kg·h)瑞芬太尼维持麻醉，保持BIS值为40～60。所有患者吸入60%氧空气混合物，潮气量为 6ml/kg。调节呼吸频率，保持呼气末PCO2在38～42mmHg。手术结束前30min给予舒芬太尼5μg，手术结束前5min停止丙泊酚输注，手术结束时停止瑞芬太尼输注。拔管后先送恢复室留观，再回病房。

3.rScO2测定：麻醉中将脑氧饱和度监护仪(美国Somanetics公司, Invos 5100C)的近红外光谱仪传感器连接到患者前额的左右两侧，进行rScO2测定和记录。术中如出现大脑去饱和(无论左侧还是右侧，rScO2值下降至基础值的20% 以上并持续60s)，则记录并及时进行处理，包括提高吸入氧浓度，使用血管活性药物或者改变麻醉深度等。

4.RIPC：R组在麻醉诱导后即刻进行RIPC，将压力袖套绑在右上肢，充气至200mmHg以阻断血液5min，然后放气使血流再灌注5min，重复3次，共计30min。C组按同样方法套上袖套，但不充气。

5.观察指标：记录麻醉诱导之前(T0)、RIPC后即刻(T1)、手术开始后5min(T2)、手术开始后30min(T3)、拔管时(T4)的rScO2，并记录术中脑去饱和的发生情况。计算低于基线值的80% 的rScO2曲线下面积(AUC rScO2<80% of baseline)和绝对值小于50% rScO2曲线下面积(AUC rScO2<50%)。神经认知功能障碍包括术后谵妄以及神经认知功能恢复延迟。术后24h采用谵妄评估量表(confusion assessment method,CAM)评估谵妄发生情况[4]。在术前1天、术后7天进行蒙特利尔认知评估表(Montreal Cognitive Assessment Scale,MoCA)评分以及评估神经认知功能恢复延迟发生率，用Z分法来判定术后是否发生神经认知恢复延迟[5]。收集术前，手术结束以及术后24h的血清，酶联免疫吸附法测定检测脑型脂肪酸结合蛋白(brain fatty acid binding protein, B-FABP)和神经元特异性烯醇化酶(neuron-specific enolase, NSE)水平，检测试剂盒购自南京建成生物工程有限公司。

结 果

1.一般情况比较：60例患者中，C组30例，R组30例，两组在人口统计学资料和术中临床资料比较，差异无统计学意义(P>0.05，表1)。

表1 两组一般情况比较

2.不同时间点rScO2和脑去饱和发生率的比较：两组rScO2在术前比较差异无统计学意义，C组在各时间点rScO2有所下降，而R组都有所提高。与C组比较，在T1、T2、T3、T4时间点，R组的左侧rScO2明显升高(P<0.05)。在T1、T2、T3、T4时间点，R组的右侧rScO2要高于C组(P<0.05，表2)。R组两侧脑去饱和发生率(7%)低于C组(30%)，差异有统计学意义(P<0.05，表2)。

表2 两组不同时间点rScO2和脑去饱和发生率的比较

3.rScO2曲线下面积变化的比较：R组两侧低于基础值80% AUC rScO2都低于C组，差异有统计学意义(P<0.05)。同样的，R组两侧绝对值小于50% AUC rScO2也明显低于C组(P<0.05，表3)。

表3 两组rScO2曲线下面积变化的比较[M(Q1, Q3)]

4.神经认知功能障碍与炎性因子水平的比较：两组术后谵妄发生率、MoCA评分以及神经认知恢复延迟比较，差异无统计学意义(P>0.05，表4)。两组在术前、手术结束时和术后24h时，B-FABP和NSE比较，差异无统计学意义(P>0.05，表5)。

表4 两组神经认知功能障碍发生情况的比较[n(%)]

表5 两组血清B-FABP和NSE的比较

讨 论

RIPC最初用于心脏手术以减少心肌损伤，取得了令人满意的效果，后逐渐应用与脑、肺和肾脏等重要脏器，但是，对于RIPC的确切保护作用目前仍存在争议。研究发现，RIPC可通过体液途径，神经通路以及基因调节等方法提供保护作用[6]。但Kumar等[7]和Meybohm等[8]开展的临床研究并没有发现RIPC对患者的预后产生影响，需要进一步的研究予以证实。本研究结果表明，RIPC明显提高了术中各时间点的rScO2，降低了脑去饱和的发生率。这与Oh等[9]的结果相似，其发现进行RIPC后，从放气解开袖套使血流再灌注时即可明显改善膝关节手术患者的rScO2。同样，在肩部手术中也发现RIPC可提高的患者rScO2[10]。

本研究还观察了AUC rScO2指标的变化。AUC rScO2从宏观的角度说明术中脑氧失衡的情况，是综合了脑氧下降的持续时间和下降幅度两个方面的二维参数[11]。笔者发现，低于基线值的80% AUC rScO2和绝对值小于50% AUC rScO2这两个指标在对照组有明显的升高，而在RIPC后患者没有出现上述指标的明显变化，这进一步证实了RIPC可以非常有效的避免老年髋关节置换术患者出现脑缺氧暴露的情况。其作用机制可能与以下原因有关：①RIPC释放内源性NO，促进血管舒张，改善组织氧合；②RIPC促进前列环素的产生，改善远端血管微血管内皮功能；③RIPC减少活性氧的形成[12,13]。

目前神经认知功能障碍的发病机制尚不清楚，有研究表明手术应激、低氧或麻醉导致炎性细胞因子产生，其可穿过血-脑脊液屏障，引发病理性损伤，使得中枢神经系统功能短暂或逐步丧失。郭鹏等[14]研究发现，RIPC 降低了血液中炎性细胞因子IL-1β、IL-6 与 TNF-α 的水平，从而减少神经认知功能障碍的发生。笔者研究发现，两组患者术后谵妄和神经认知恢复延迟的发生率比较，差异无统计学意义。另外，本研究中的生物学指标也不支持两组有神经损伤程度的不同，两组的B-FABP和NSE的水平比较，差异无统计学意义。B-FABP和NSE在脑细胞受损的早期快速地释放入外周血中，其特异性强，水平变化能够反映出神经功能损伤的严重程度，对临床诊断及预后判断均有重要意义[15,16]。以上结果提示，本研究中RIPC虽然明显改善了rScO2，但对神经认知功能障碍作用并不明显。

Holmgaard等[17]和Kumpaitiene等[18]研究报道，rScO2和术后认知功能障碍之间无明显相关性，但研究者同时认为，rScO2长时间降低才是术后认知功能障碍的重要危险因素。苏秀珠等[19]研究发现，非心脏手术的老年患者术后谵妄的发生率高达44.8%，而采用 rScO2监测目标导向技术可有效避免患者长时间的脑缺氧暴露，进而预防术后神经系统并发症的发生。在本研究中由于进行了实时监测，麻醉医生积极干预rScO2的减低，即使在对照组中脑去饱和的发生也及时得到纠正，这可能会降低神经认知功能障碍的发生和生物学标志物的改变。另外，有研究发现静脉麻醉药丙泊酚会削弱RIPC对心脏的保护作用，而对脑的保护作用可能也受到影响[20]。本研究的不足之处在于，受限于单中心设计和相对较小的样本量，因此需要开展大规模、多中心临床试验来进一步阐明RIPC的保护作用。

综上所述，远端缺血预处理可以明显提高老年患者术中脑氧饱和度，安全又简便，但对于神经认知功能的影响仍需开展进一步研究予以证实。