老年患者关节置换术中脑电图纺锤波缺失与苏醒期谵妄的关系

刘玉梅　黄辉　高洁　禚艳丽　褚海辰

［摘要］目的探討老年患者关节置换术中脑电图纺锤波缺失与苏醒期谵妄（emergence delirium， ED）的关系，并进一步分析患者发生ED的独立危险因素。方法选取2020年11月—2021年2月于青岛大学附属医院在全身麻醉下行关节置换术的老年患者69例，记录患者术前、术中信息，以及术后麻醉苏醒后恢复室停留时间和术后谵妄发生率。根据患者术中脑电图是否存在纺锤波分为纺锤波组和缺失纺锤波组，分析术中脑电图纺锤波缺失与ED的关系。再根据患者术后是否发生ED分为ED组和非ED组，对两组患者的各项观察指标进行单因素分析，将单因素分析中P<0.05的因素以及以往研究报道的危险因素纳入多因素Logistic回归分析模型，分析患者ED发生的独立危险因素。结果单因素分析结果显示，缺失纺锤波组患者发生ED比例显著高于纺锤波组，差异有显著性（χ²=11.189，P<0.05）。ED组和非ED组患者的年龄、性别、中风史和脑电图纺锤波缺失比例比较差异有显著性（t=－3.804，χ²=4.071～11.189，P<0.05）；多因素Logistic回归分析结果显示，年龄（OR=1.197，95%CI=1.066～1.344）和术中脑电图纺锤波缺失（OR=6.062，95%CI=1.384～26.543）是ED发生的独立危险因素。结论关节置换老年患者术中脑电图纺锤波缺失与ED的发生有关；术中脑电图纺锤波缺失、年龄是患者术后发生ED的独立危险因素，可能是预测ED发生的重要参考指标。

［关键词］关节成形术，置换；苏醒谵妄；纺锤波；脑电描记术；麻醉，全身；危险因素；老年人

［中图分类号］R741.041［文献标志码］A

Relationship between intraoperative EEG spindle loss and emergence delirium in elderly patients undergoing joint replacement surgeryLIU Yumei， HUANG Hui， GAO Jie， ZHUO Yanli， CHU Haichen （Department of Anesthesiology， The Affiliated Hospital of Qingdao University， Qingdao 266003， China）

［ABSTRACT］ObjectiveTo investigate the relationship between intraoperative electroencephalographic （EEG） spindle loss and emergence delirium （ED） in elderly patients undergoing joint replacement surgery， and to further analyze the independent risk factors for ED. MethodsA total of 69 elderly patients who underwent joint replacement surgery under general anesthesia in The Affiliated Hospital of Qingdao University from November 2020 to February 2021 were selected. Preoperative and intraoperative indicators， as well as length of stay in postanesthesia care unit and postoperative delirium incidence， were recorded. According to the presence or absence of EEG spindle waves， the patients were divided into spindle group and spindle loss group， and the relationship between intraoperative EEG spindle loss and ED was analyzed. The patients were then divided into ED group and non-ED group according to the presence or absence of ED after surgery. A univariate analysis was performed on various indicators of patients in the two groups. Factors with P<0.05 in univariate analysis and risk factors reported in previous studies were included in a multivariate logistic regression analysis model to identify independent risk factors for ED. ResultsThe results of univariate analysis showed that the proportion of ED in the spindle loss group was significantly higher than that in the spindle group （χ2=11.189，P<0.05）. There were significant differences in age， sex， stroke history， and the proportion of EEG spindle loss between the ED group and the non-ED group （t=-3.804，χ2=4.071-11.189，P<0.05）. The multivariate logistic regression analysis showed that age （OR=1.197，95%CI=1.066-1.344） and intraoperative EEG spindle loss （OR=6.062，95%CI=1.384-26.543） were indepen-dent risk factors for ED. ConclusionIn elderly patients undergoing joint replacement surgery under general anesthesia， intrao-perative EEG spindle loss is associated with the occurrence of ED. Intraoperative EEG spindle loss and age are independent risk factors for ED and may be important reference indicators for predicting the occurrence of ED.

［KEY WORDS］Arthroplasty， replacement;  Emergence delirium; Spindle; Electroencephalography; Anesthesia， general; Risk factors; Aged

苏醒期谵妄（emergence delirium，ED）是发生在全身麻醉苏醒期的一种急性脑功能障碍，以突发的注意力障碍和意识障碍为主要特征，不仅可能增加患者在麻醉苏醒后恢复室（PACU）停留时间，还可能增加术后谵妄（POD）及术后认知功能下降发生风险[1-3]。ED在老年患者中的发生率为15%～53%甚至更高[1，3-5]，其临床表型主要为“低活动型”或“混合型”，临床漏诊率为30%～60%。因此，识别与预防ED发生有重要临床意义。目前术中脑电图常用于监测麻醉深度，以减少患者术中知晓的发生[6]。神经精神领域的相关研究发现植物状态或颅脑损伤患者的脑电图出现纺锤波与意识恢复有相关性[7-8]。目前，关于术中脑电图的研究主要集中于全身麻醉药物对脑电图各个频段振荡的影响，术中脑电图变化特点（如纺锤波的变化）和脑功能障碍（如ED）的相关研究较少 [9-10]。因此，本研究采用前瞻性、观察性队列的研究方法，首先分析关节置换术老年患者术中脑电图纺锤波缺失与ED的关系，并进一步分析ED发生的独立危险因素。

1对象与方法

1.1研究对象

选取2020年11月—2021年2月于我院行关节置换术的老年患者作为研究对象。患者纳入标准：①年龄≥60岁，美国麻醉医师协会（ASA）分级为2、3级者；②非急症手术，且为单侧全髋关节置换术（THA）或单侧全膝关节置换术（TKA）者；③术中计划实施全身麻醉者；④术中计划行持续脑电监测者；⑤术后没有转入重症监护室计划者。排除标准：①全身麻醉药物过敏者；②患有痴呆或精神疾病者；③术中脑电监测基线不稳，数据无法分析者。最终共纳入69例患者。

1.2麻醉过程、脑电采集和分组

患者入手术室后，常规建立静脉通路，持续监测生命体征。所有患者麻醉诱导均相同，麻醉维持视病情选择是否复合吸入七氟烷麻醉（复合麻醉），手术进行至缝皮时停止泵注全身麻醉药物，患者自主睁眼、呼之能应定义为苏醒。术后镇痛方式均为经静脉患者自控镇痛。

所有患者均通过ConView YY-106麻醉深度监护仪（型号：PC-2101301023，浙江普可医疗科技有限公司）进行脑电图监测，根据以往研究，选取苏醒前20 min的无干扰脑电数据，采样频率为250 Hz。采用Matlab软件（Matlab 2018b）进行脑电图分析，若脑电图纺锤波数量<0.5个/min，则记为纺锤波缺失，纺锤波的判断标准参考相关文献[11]。根据术中脑电图是否存在纺锤波分为纺锤波组和缺失纺锤波组，同时按照患者术后是否发生ED[12]分为ED组和非ED组。

1.3观察指标和评价标准

记录所有患者的术前、术中指标，包括年龄、体质量指数（BMI）、ASA分级、性别、白蛋白水平、高血压史、冠心病病史、中风史、手术类型、是否复合麻醉、丙泊酚和舒芬太尼总用量、手术时间、麻醉时间、机械通气时间和脑电图纺锤波缺失比例。记录纺锤波组和缺失纺锤波组患者的手术后指标，包括ED、PACU停留时间和POD发生比例。POD的评估依据精神障碍诊断和统计手册第5版中的标准[13]，对患者从术后第1～5天每天固定时间进行评估，任意一次阳性定义为POD。

1.4统计学方法

采用IBM SPSS 22.0软件进行统计学分析。正态分布计量资料以±s表示，组间比较采用t检验；计数资料以例（率）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法；非正态分布计量资料以中位数M（P_25，P₇₅）表示，组间比较采用秩和检验。将单因素分析中P<0.05因素以及以往研究报道的危险因素纳入进行多因素Logistic回归分析，分析ED独立危险因素。所有检验均为双侧检验，以P<0.05认为差异有统计学意义。

2结果

2.1纺锤波组与缺失纺锤波组患者术后相关指标比较

缺失纺锤波组与纺锤波组患者术后ED发生比例比较差异具有显著意义（χ2=11.189，P<0.05）；两组患者手术以后PACU停留时间以及POD发生比例比较差异均无显著统计学意义（P＞0.05）。结果见表1。

2.2ED组和非ED组患者术前和术中各相关指标比较

两组患者的年龄、性别、中风史和脑电图纺锤波缺失比例比较，差异均有显著性（t=－3.804，χ²=4.071～11.189，P<0.05），其余各项指标比较差异均无显著性（P＞0.05）。结果见表2。

2.3患者术后ED的多因素分析

既往研究示手术类型也为ED的独立危险因素[14]，因此将上述单因素分析中年龄、中风史（无=0，有=1）、性别（女=0，男=1）、术中是否缺失脑电图纺锤波（不缺失=0，缺失=1）以及手術的类型（THA=0，TKA=1）等指标作为自变量，以ED作为因变量，进行多因素logistic回归分析，结果显示年龄和术中脑电图纺锤波缺失是老年患者关节置换手术ED发生的独立危险因素。见表3。

3讨论

睡眠时脑电图中出现纺锤波主要集中在深睡眠期，研究认为纺锤波形成与突触变化有关，纺锤波可能参与促进睡眠时的记忆巩固过程[15-16]。也有学者认为睡眠时脑电图纺锤波的形成与睡眠时维持大脑不受外界干扰、抑制大脑网络整合有关，对阻止梦游症及夜惊症等异睡症有重要意义[17-18]。研究显示，脑电图纺锤波的频率、密度、振幅与持续时间会随着年龄发生变化，这些变化可能反映了丘脑皮质回路的成熟过程[19]。WAMSLEY等[20]通过研究精神分裂症患者发现，脑电图纺锤波的异常可能提示丘脑皮质网络系统功能障碍，从而导致记忆整合受损，因此患者表现为记忆缺陷、睡眠障碍等阳性症状。此外，随着年龄增长，纺锤波会出现数量减少、幅度降低的情况，当伴有认知障碍时，这种变化更加显著[21]。因此睡眠时脑电图中出现纺锤波可能与维持睡眠状态和促进记忆巩固有关；脑电图纺锤波异常则可能反映了丘脑皮质功能障碍，患者可表现为精神症状或认知障碍等。脑电图纺锤波是认识大脑成熟过程的一扇窗户，以后可能会成为评估大脑功能的一项重要指标。

全身麻醉维持期与深睡眠期状态相似，目前全身麻醉期间脑电图纺锤波与术后大脑功能障碍的相关研究较少，一项包含626例患者（包括各个年龄层）的全麻下行非心脏手术的观察性研究发现，纺锤波主导的脑电苏醒轨迹缺失与ED的发生显著相关（术中使用氯胺酮或氧化亚氮时尤为显著），纺锤波主导的脑电苏醒轨迹缺失可能会导致ED发生的增加[14]。另外，对1例经历多次手术均反复发生ED的中年患者脑电图分析显示，在发生ED时，该患者麻醉苏醒期脑电图纺锤波缺失，并有与老年患者相似的脑电图特征[22]。本研究通过对全身麻醉期间脑电图纺锤波与术后ED的关系进行分析，结果显示缺失纺锤波组患者ED发生率显著高于纺锤波组，与上述研究结果一致。由此可见，纺锤波缺失可能反映了大脑处于“认知衰老”状态，这或许与丘脑皮质功能障碍、大脑网络整合紊乱有关，“认知衰老”的大脑更容易发生功能障碍[14-15，23]。

本研究首先对患者是否发生ED的相关因素进行单因素分析，结果显示年龄、性别、中风史、脑电图纺锤波缺失与患者术后ED发生可能相关。老年患者常伴有大脑功能退化，各项生理功能下降，更容易发生术后并发症尤其是脑功能障碍；性别的差异提示激素水平的差异，进而影响术后并发症的发生；中风史提示，如患者已有脑血管病变，在此基础上，手术刺激、循环波动等因素综合作用，可使患者术后脑功能障碍风险增加[24-25]。本研究进一步行多因素logistic回归分析结果显示，年龄和术中脑电图纺锤波缺失是ED的独立危险因素。随着年龄增长，机体的新陈代谢减缓，在中枢神经系统退行性变、神经细胞减少、神经递质合成能力下降、脑内蛋白质合成紊乱等多种因素的综合作用下，老年患者更容易发生术后认知能力下降和思维紊乱；而脑电图纺锤波缺失一定程度上反映了大脑的“认知衰老”状态，因此患者发生ED的风险升高。

本研究存在一些局限性：①本研究为观察性研究，无最强因果解释作用；②本研究纳入患者排除了患有痴呆、精神疾病及术后转入重症监护室治疗患者，可能会存在选择偏倚；③本研究为单中心研究，且对患者手术类型和年龄进行了限制，所获结果可能不适用于其他手术类型或其他年龄段人群。

综上所述，在全身麻醉下接受关节置换手术的老年患者，术中脑电图纺锤波缺失与术后发生ED有关，年龄和术中脑电图纺锤波缺失是ED的独立危险因素，本研究为临床预测ED的发生提供了诊断参考指标。

伦理批准和知情同意：本研究涉及的所有试验均已通过青岛大学附属医院医学伦理委员会的审核批准（文件号QYFYWZLL26225）。所有试验过程均遵照《人体医学研究的伦理准则》 的条例進行。受试对象或其亲属已经签署知情同意书。

作者声明：刘玉梅、黄辉、高洁、褚海辰参与了研究设计；刘玉梅、禚艳丽参与了论文的写作和修改。所有作者均阅读并同意发表该论文，且均声明不存在利益冲突。

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（本文编辑 耿波 厉建强）