涂 杰(綜述)，張炳東(審校)

(廣西醫(yī)科大學(xué)第一附屬醫(yī)院心血管病研究所手術(shù)麻醉室，南寧 530021)

術(shù)后認(rèn)知功能障礙(postoperative cognitive dysfunction,POCD)是心臟手術(shù)后常見(jiàn)的中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為患者術(shù)后焦慮、精神錯(cuò)亂、人格改變和記憶受損，同時(shí)伴有社會(huì)活動(dòng)能力的減退，其發(fā)生可致患者康復(fù)延遲、并發(fā)癥增多、住院時(shí)間延長(zhǎng)、醫(yī)療費(fèi)用增加，并導(dǎo)致患者社會(huì)活動(dòng)能力減退，影響生存質(zhì)量[1]。國(guó)內(nèi)外研究顯示，體外循環(huán)下心臟手術(shù)后早期(5～7 d)POCD的發(fā)生率為33%～83%，術(shù)后1年為20%～60%，部分術(shù)后早期POCD可進(jìn)展為永久性認(rèn)知功能損害[2-4]。

1 患者因素

1.1年齡 高齡是POCD爭(zhēng)議最少的獨(dú)立危險(xiǎn)因素之一。Steinmetz等[1]研究證實(shí)，心臟手術(shù)后POCD的發(fā)生與患者年齡密切相關(guān)，多見(jiàn)于高齡患者。究其原因，主要是隨著年齡增加，大腦皮質(zhì)神經(jīng)元數(shù)量減少，突觸數(shù)量減少和結(jié)構(gòu)改變，神經(jīng)遞質(zhì)與受體的親和力下降等，導(dǎo)致高齡患者中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能下降，反應(yīng)時(shí)間和認(rèn)知過(guò)程延長(zhǎng)，信息分析和短時(shí)記憶能力減弱[5]。

1.2術(shù)前合并癥 除年齡因素外，多項(xiàng)研究顯示，患者術(shù)前合并的內(nèi)科疾病是術(shù)后POCD發(fā)生的獨(dú)立危險(xiǎn)因素，包括高血壓、糖尿病、動(dòng)脈粥樣硬化等[6-8]。Guo等[6]的研究顯示，術(shù)前合并有高血壓的患者由于腦血流壓力調(diào)節(jié)曲線右移，腦血管自主調(diào)節(jié)能力下降，當(dāng)血壓下降時(shí)易出現(xiàn)腦供血不足，術(shù)后更易發(fā)生POCD。Sendbach等[7]研究表明，合并糖尿病的患者行心臟手術(shù)后POCD的發(fā)生率顯著高于非糖尿病患者，這可能是由于糖尿病患者腦血管調(diào)節(jié)功能受損，同時(shí)血糖濃度異常還會(huì)影響腦組織能量代謝，在創(chuàng)傷、手術(shù)或應(yīng)激的情況下，更易發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)的功能損害。Evered等[8]的研究也發(fā)現(xiàn),主動(dòng)脈粥樣斑塊與術(shù)后7 d的POCD發(fā)生密切相關(guān)。另外，術(shù)前合并甲狀腺功能亢進(jìn)癥、甲狀腺功能減退癥、電解質(zhì)紊亂、肝腎功能不全等合并癥的患者也易發(fā)生POCD[5]。

1.3術(shù)前情緒狀態(tài) 心臟疾病患者術(shù)前多伴有焦慮、抑郁等負(fù)性情緒，此類(lèi)負(fù)性情緒是較為常見(jiàn)的心理問(wèn)題，與認(rèn)知功能的改變呈正相關(guān)。Gallo等[9]測(cè)評(píng)了76例行冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)(coronary artery bypass grafting,CABG)的患者術(shù)前和術(shù)后第5個(gè)月的焦慮、抑郁水平和認(rèn)知功能，發(fā)現(xiàn)患者術(shù)前情緒低落與術(shù)后認(rèn)知功能下降顯著正相關(guān)。Veliz-Reissmüller等[10]評(píng)測(cè)了107例行心臟瓣膜置換術(shù)的患者，發(fā)現(xiàn)術(shù)前有負(fù)性情緒的患者比術(shù)前情緒樂(lè)觀的患者POCD發(fā)生率顯著增高。

1.4受教育程度 受教育程度是認(rèn)知功能障礙發(fā)生和發(fā)展的重要因素，其可能機(jī)制為受教育程度低者缺少知識(shí)的刺激，敏感神經(jīng)元過(guò)早老化，而受教育程度高者敏感神經(jīng)元儲(chǔ)備充足，中樞神經(jīng)系統(tǒng)對(duì)腦細(xì)胞結(jié)構(gòu)和功能缺失具有良好的耐受[2]。因此，受教育程度是心臟手術(shù)后POCD的保護(hù)性因素。Boodhwani等[2]對(duì)448例60歲以上的患者在心臟手術(shù)前后分別進(jìn)行了認(rèn)知功能評(píng)定，發(fā)現(xiàn)受教育程度越高的患者，術(shù)后POCO改變?cè)叫　?/p>

1.5吸煙和嗜酒 Nooyens等[11]對(duì)吸煙者的認(rèn)知功能進(jìn)行了長(zhǎng)期隨訪，發(fā)現(xiàn)在隨訪第5年，吸煙者認(rèn)知功能下降程度是不吸煙者的1.7倍，下降程度與每日吸煙量呈明顯正相關(guān)。Hudetz等[12]用語(yǔ)言和非語(yǔ)言記憶及執(zhí)行功能的評(píng)估來(lái)比較嗜酒和非嗜酒心臟手術(shù)患者術(shù)后認(rèn)知功能的變化，發(fā)現(xiàn)嗜酒患者POCD的發(fā)生率和嚴(yán)重性均增加，其機(jī)制可能為長(zhǎng)期大量飲酒可造成中樞谷氨酸能和酪氨酸能神經(jīng)元突觸間隙神經(jīng)遞質(zhì)數(shù)量及突觸前后受體構(gòu)形改變，損害視覺(jué)空間和執(zhí)行功能方面的認(rèn)知能力。

2 手術(shù)因素

2.1手術(shù)類(lèi)型 不同類(lèi)型的心臟手術(shù)對(duì)POCD的影響不同。Liu等[13]觀察227例患有冠狀動(dòng)脈粥樣硬化性心臟病的患者，其中59例行體外循環(huán)下CABG，168例行非體外循環(huán)下CABG，評(píng)測(cè)兩組患者術(shù)后1周和第3個(gè)月的認(rèn)知功能，發(fā)現(xiàn)行體外循環(huán)下CABG的患者認(rèn)知功能下降的程度顯著增高。Carrascal等[14]觀察了117例心臟手術(shù)患者術(shù)后的認(rèn)知功能，其中84例行心臟瓣膜置換術(shù)，33例行CABG術(shù)，術(shù)后第7日時(shí)行瓣膜置換術(shù)的患者POCD發(fā)生率顯著高于行CABG的患者，這可能與心臟切開(kāi)后氣體微栓形成較多有關(guān)。但是，也有研究認(rèn)為不同類(lèi)型心臟手術(shù)間POCD的發(fā)生率無(wú)顯著差異[15]，造成這些差異的原因可能是臨床上POCD的診斷缺乏統(tǒng)一標(biāo)準(zhǔn)，不同研究選用的神經(jīng)心理學(xué)測(cè)試方法和量表不盡相同。

2.2炎性反應(yīng) 手術(shù)創(chuàng)傷引起的外周炎性反應(yīng)可直接或間接激活中樞神經(jīng)膠質(zhì)細(xì)胞產(chǎn)生炎性因子，從而誘發(fā)中樞神經(jīng)系統(tǒng)炎性反應(yīng)，引起POCD的發(fā)生[16]。心臟手術(shù)持續(xù)時(shí)間長(zhǎng)、創(chuàng)傷大、失血多，全身炎性反應(yīng)尤其劇烈。Ramlawi等[17]發(fā)現(xiàn)，體外循環(huán)下心臟手術(shù)后6 h和術(shù)后4 d，認(rèn)知功能降低患者的血漿中白細(xì)胞介素1β、白細(xì)胞介素10和C反應(yīng)蛋白的水平均顯著升高。Hudetz等[16]觀察了55例體外循環(huán)下CABG患者，發(fā)現(xiàn)圍術(shù)期血漿白細(xì)胞介素6和C反應(yīng)蛋白水平升高與術(shù)后早期認(rèn)知功能損害密切相關(guān)。目前有研究認(rèn)為，炎性因子對(duì)神經(jīng)功能具有保護(hù)和損害的雙重作用，但對(duì)于炎性因子從神經(jīng)保護(hù)作用到神經(jīng)損害作用的轉(zhuǎn)換點(diǎn)的解釋?zhuān)行柽M(jìn)一步研究[18]。

2.3體外循環(huán)

2.3.1白細(xì)胞激活 在目前的技術(shù)條件下，體外循環(huán)管道、氧合器、變溫器等物品的生物相容性與機(jī)體仍有較大差別，當(dāng)患者血液與這些物品接觸時(shí)，白細(xì)胞激活，釋放大量炎性介質(zhì)，從而引起腦血管壁通透性改變，腦組織水腫，術(shù)后發(fā)生中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能障礙[19]。

2.3.2肝素的應(yīng)用 Heyer等[20]的研究發(fā)現(xiàn)，體外循環(huán)中采用肝素涂層管道的患者較采用非肝素涂層管道的患者，術(shù)后第5日和第6周POCD的發(fā)生率顯著下降，這可能與肝素降低中性粒細(xì)胞激活，減少炎性因子釋放有關(guān)。

2.3.3溫度管理 低溫(28～32 ℃)是體外循環(huán)過(guò)程中腦保護(hù)的基礎(chǔ)手段。Liu等[13]研究證實(shí)，與淺低溫體外循環(huán)比較，常溫體外循環(huán)術(shù)后患者的認(rèn)知功能顯著降低。Nathan等[3]對(duì)131例接受體外循環(huán)患者的研究發(fā)現(xiàn)，常溫體外循環(huán)(37 ℃)患者與降溫至34 ℃的患者比較，其術(shù)后1周認(rèn)知功能顯著下降；同時(shí)，復(fù)溫的速率也會(huì)影響術(shù)后認(rèn)知功能。因?yàn)轶w外循環(huán)時(shí)大腦各部分并非均勻升溫，深部腦組織升溫速度快于皮質(zhì)組織，當(dāng)溫度上升的速度過(guò)快時(shí)，腦組織復(fù)溫的不均勻性就更加明顯，此時(shí)深部腦組織氧耗增加，不易耐受缺血、缺氧[21]。Grigore等[21]的研究發(fā)現(xiàn)，165例患者在體外循環(huán)過(guò)程中降溫至28 ℃，而復(fù)溫時(shí)對(duì)照組(100例)采用傳統(tǒng)的復(fù)溫方式(鼻咽溫與水箱溫度差保持在4～6 ℃)，試驗(yàn)組(65例)采用緩慢復(fù)溫方式(鼻咽溫與水箱溫度差保持在2 ℃)，結(jié)果顯示試驗(yàn)組術(shù)后6周時(shí)認(rèn)知功能顯著優(yōu)于對(duì)照組。

2.3.4微栓栓塞 栓塞可影響腦灌注并引起局灶性腦梗死，是體外循環(huán)下心臟手術(shù)后POCD的獨(dú)立危險(xiǎn)因素[22]。微栓可分為三類(lèi)：組織微栓、異物微栓和氣體微栓。在動(dòng)靜脈插管和拔管時(shí)，最容易發(fā)生氣栓，另外復(fù)溫時(shí)水溫與血溫溫差>10 ℃也是發(fā)生氣栓的常見(jiàn)原因[22]。Liu等[13]研究發(fā)現(xiàn)，栓塞多發(fā)生于開(kāi)放升主動(dòng)脈和體外循環(huán)終止時(shí)。但Cook等[23]研究發(fā)現(xiàn)，心臟手術(shù)后使用頭部磁共振成像確定發(fā)生微栓塞與未發(fā)生微栓塞的老年患者之間POCD的發(fā)生率并無(wú)差異，因此微栓栓塞對(duì)認(rèn)知功能的影響尚有爭(zhēng)議。

2.3.5體外循環(huán)時(shí)間 Bellinger等[24]研究發(fā)現(xiàn)，體外循環(huán)時(shí)間>40 min就會(huì)明顯影響患者的認(rèn)知功能，其可能的機(jī)制為體外循環(huán)時(shí)間越長(zhǎng)，紅細(xì)胞破壞越嚴(yán)重，血液攜氧能力下降，白細(xì)胞也大量激活，釋放炎性介質(zhì)，加重炎性反應(yīng)，同時(shí)灌注中空氣和顆粒栓塞的可能性也增加。另外，體外循環(huán)中長(zhǎng)時(shí)間的低灌注壓也會(huì)影響患者術(shù)后認(rèn)知功能[3]。

3 麻醉因素

3.1麻醉深度 麻醉深度可影響患者的認(rèn)知功能。Farag等[25]以腦電雙頻指數(shù)(bispectral index,BIS)為標(biāo)準(zhǔn)，將74例心臟手術(shù)患者分為低BIS組(BIS中位數(shù)為38.9)和高BIS組(BIS中位數(shù)為50.7)，結(jié)果顯示4～6周后，低BIS組患者術(shù)后認(rèn)知功能恢復(fù)比高BIS組患者更好，主要表現(xiàn)為信息接收速度更快，其機(jī)制可能為麻醉越深，腦代謝率降低越多，從而利于對(duì)腦功能的保護(hù)。但由于其缺少長(zhǎng)期隨訪資料，麻醉深度對(duì)術(shù)后認(rèn)知功能的影響有待進(jìn)一步研究。

3.2麻醉藥物

3.2.1全身麻醉藥 全身麻醉藥物(包括靜脈麻醉藥和吸入麻醉藥)可對(duì)神經(jīng)元細(xì)胞膜受體、神經(jīng)遞質(zhì)、離子通道、腦代謝等產(chǎn)生影響，抑制中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能，造成術(shù)后注意力、記憶力、語(yǔ)言理解能力及社會(huì)適應(yīng)能力障礙[26-27]。Mellon等[28]研究顯示，氯胺酮能誘發(fā)未成熟大腦產(chǎn)生神經(jīng)功能退行性變，并可長(zhǎng)期影響動(dòng)物的精細(xì)運(yùn)動(dòng)功能，且該效應(yīng)具有顯著的劑量依賴(lài)性。在大鼠被動(dòng)回避反應(yīng)實(shí)驗(yàn)中，鎮(zhèn)靜劑量的咪達(dá)唑侖可抑制大鼠的記憶獲得，這可能與咪達(dá)唑侖增加海馬受體的抑制有關(guān)[29]。馮春生等[30]研究發(fā)現(xiàn)，丙泊酚增強(qiáng)氨酪酸受體的作用抑制海馬突觸長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)的形成，產(chǎn)生遺忘作用，損害認(rèn)知功能。Brambrink等[27]將出生6 d的新生獼猴暴露于臨床使用量的異氟醚5 h，發(fā)現(xiàn)新生獼猴的大腦出現(xiàn)廣泛的神經(jīng)細(xì)胞凋亡。Naruo等[31]研究發(fā)現(xiàn)，七氟烷可阻斷突觸后膽堿能神經(jīng)元的突觸傳遞及抑制海馬突觸的長(zhǎng)時(shí)程增強(qiáng)，影響學(xué)習(xí)和記憶。Roach等[26]將225例行心臟瓣膜置換術(shù)的患者分為單純吸入七氟烷組(116例)和丙泊酚組(109例)，測(cè)評(píng)兩組患者術(shù)后1 d、5～7 d和50～70 d的神經(jīng)功能狀態(tài)，發(fā)現(xiàn)兩組患者術(shù)后各時(shí)點(diǎn)精神障礙發(fā)生率均無(wú)明顯差異，提示雖然靜脈麻醉藥和吸入麻醉藥的作用機(jī)制不同，但對(duì)認(rèn)知功能造成的影響可能是一致的。其他吸入和靜脈全身麻醉藥對(duì)POCD影響的相關(guān)報(bào)道較少，有關(guān)影響尚需進(jìn)一步研究。

3.2.2麻醉性鎮(zhèn)痛藥 盡管阿片類(lèi)藥物有許多不良反應(yīng)，但其仍然是圍術(shù)期鎮(zhèn)痛的主導(dǎo)藥物。Silbert等[32]在小劑量芬太尼(10 μg/kg)和大劑量芬太尼(50 μg/kg)對(duì)冠狀動(dòng)脈旁路移植術(shù)術(shù)后認(rèn)知功能影響的研究中發(fā)現(xiàn)，術(shù)后1周時(shí)低劑量芬太尼組POCD的發(fā)生率較高，但術(shù)后3、12個(gè)月時(shí)兩組間神經(jīng)功能測(cè)驗(yàn)結(jié)果無(wú)差異。

3.2.3局部麻醉藥 Wang等[33]以180例行心臟手術(shù)的患者為研究對(duì)象,試驗(yàn)組術(shù)中持續(xù)輸注利多卡因，對(duì)照組給予等量生理鹽水，結(jié)果顯示試驗(yàn)組POCD發(fā)生率為20.9%(9例)，對(duì)照組為42.2%(19例)，試驗(yàn)組顯著低于對(duì)照組，其機(jī)制可能是利多卡因減少缺血期膜內(nèi)外離子的轉(zhuǎn)移和毒素釋放，降低腦代謝率。利多卡因有望成為臨床常用的腦保護(hù)藥物，但其具體機(jī)制、最適劑量和長(zhǎng)期作用還需進(jìn)一步研究。

3.2.4抗膽堿能藥 抗膽堿能藥物可致術(shù)后早期劑量相關(guān)性記憶功能損害。Gupta等[34]發(fā)現(xiàn)大鼠使用東莨菪堿后出現(xiàn)認(rèn)知功能障礙，表現(xiàn)出近似自然衰老的空間學(xué)習(xí)記憶障礙。術(shù)前使用的抗膽堿能藥物中，東莨菪堿的致遺忘作用最強(qiáng)，阿托品次之，而格隆溴銨難以通過(guò)血腦屏障，其抗膽堿作用僅限于周?chē)窠?jīng)系統(tǒng)[35]。

4 術(shù)后因素

4.1術(shù)后心房顫動(dòng) 心臟手術(shù)后心房顫動(dòng)的發(fā)生率可達(dá)27%～39%[3]，盡管這類(lèi)心房顫動(dòng)屬自限性，但仍會(huì)影響患者的血流動(dòng)力學(xué)，甚至形成左心房血栓，繼而發(fā)生腦卒中。Lahtinen等[36]的一項(xiàng)研究發(fā)現(xiàn)，心臟手術(shù)后并發(fā)心房顫動(dòng)的患者，發(fā)生腦卒中的風(fēng)險(xiǎn)是未發(fā)生心房顫動(dòng)患者的2.5倍。

4.2術(shù)后缺氧 多數(shù)學(xué)者認(rèn)為術(shù)后缺氧是心臟手術(shù)后POCD的危險(xiǎn)因素之一，其機(jī)制可能為缺氧導(dǎo)致大腦海馬結(jié)構(gòu)破壞，影響中樞神經(jīng)系統(tǒng)功能[37]。但Browne等[38]的研究發(fā)現(xiàn),心臟手術(shù)后缺氧與神經(jīng)功能的改變無(wú)關(guān)。因此，術(shù)后缺氧與認(rèn)知功能的關(guān)系仍需進(jìn)一步研究。

4.3術(shù)后低血細(xì)胞比容 Fong等[39]研究發(fā)現(xiàn)，術(shù)后失血和大量補(bǔ)液使患者血細(xì)胞比容低于30%時(shí)，術(shù)后譫妄和POCD的發(fā)生率增加，說(shuō)明血細(xì)胞比容過(guò)低與POCD密切相關(guān)。

4.4其他 術(shù)后感染(膿毒血癥)、營(yíng)養(yǎng)不良、水電解質(zhì)、酸堿平衡紊亂、內(nèi)分泌紊亂等均可導(dǎo)致POCD的發(fā)生[5]。

5 結(jié) 語(yǔ)

體外循環(huán)下心內(nèi)直視術(shù)后POCD的發(fā)生是多種因素共同作用的結(jié)果，既有患者的個(gè)人因素，包括患者的年齡、受教育程度、術(shù)前合并的內(nèi)科疾病等，又有圍術(shù)期因素，包括手術(shù)、體外循環(huán)、麻醉及術(shù)后并發(fā)癥等因素。這些因素中，部分與POCD關(guān)系比較明確，如高齡、栓塞等；部分因素尚存爭(zhēng)議，仍需進(jìn)一步探討和研究，以期為臨床預(yù)防和治療提供更為可靠的依據(jù)。

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