老年患者人工髋关节置换术后认知功能障碍与血浆皮质醇水平的关系

胡笑明 谢海辉 周桂兰 郭建恩 倪新颖

术后认知功能障碍 (POCD)是指患者麻醉苏醒后出现记忆、定向力、学习力、抽象思维等认知功能障碍，可伴随谵妄、焦虑、抑郁等精神状态异常，是非心脏手术和麻醉后患者常见的并发症，老年人POCD发生率约为青年人的2倍[1]。POCD发生的机制尚未明确，有学者认为下丘脑-垂体-肾上腺素轴功能改变、乙酰胆碱功能紊乱、炎症、氧自由基、电解质紊乱等与其发生有关[2-3]。多数POCD患者在术后数日内恢复认知功能，但部分严重患者的POCD可能持续数月至更长时间，甚至发展为痴呆，严重影响其生活质量，给患者及其家庭带来沉重负担[4]。老年人髋部骨折高发，人工髋关节置换术是主要治疗手段，但手术创伤大、手术和麻醉时间较长易致POCD。皮质醇是肾上腺皮质分泌的糖皮质激素，受下丘脑-垂体-肾上腺素轴调节，参与阿尔茨海默病、血管性认知障碍、POCD等多种认知功能障碍的发生过程，Funder等[5]提出POCD患者皮质醇出现异常，因此笔者对行人工髋关节置换术的老年患者术后POCD与血浆皮质醇水平的关系进行分析，探讨血浆皮质醇在老年人POCD发生中的作用。

对象与方法

一、研究对象

选择2013年6月至2015年1月在我院住院拟行人工髋关节置换术的老年患者80例作为研究对象，其中男51例、女29例，年龄 (72.9±4.3)岁，病程 (7.1±1.5)d，教育年限 (8.3±2.1)年，BMI(26.3±2.9)kg/m2。所有患者均经 X线、CT等影像学检查明确骨折诊断，且符合人工髋关节置换术适应证。骨折类型:股骨颈骨折43例、股骨转子间骨折23例、股骨坏死14例。致伤原因:跌倒53例、交通事故20例、撞击7例。合并高血压病23例、糖尿病15例。美国麻醉医师协会 (ASA)分级Ⅰ～Ⅲ级。所有患者术前意识及认知功能正常。排除以下患者:术前简易精神状态检查量表(MMSE)评分＜20分者;合并严重心血管疾病、呼吸系统疾病、肝肾功能障碍、凝血功能障碍者;既往有脑血管意外病史、精神障碍病史;有严重视力、听力或语言障碍而无法配合完成认知功能测试者;有椎管内麻醉禁忌证者。本研究经我院医学伦理委员会批准，所有患者对手术知情同意。

二、方 法

1.麻醉方法

所有患者均采用腰硬联合麻醉，术前30 min肌内注射苯巴比妥、阿托品，进入手术室后开通静脉通道，连接Philips监护仪MP40/50常规监测心电图、脉搏/心率、无创血压、血氧饱和度，经鼻吸氧2～3 L/min。左或右桡动脉Allen试验阴性者选择行动脉穿刺置管监测有创动脉压。选择L2～3或L3～4椎间隙行腰硬联合麻醉穿刺，置入腰椎麻醉针，穿刺流出脑脊液后注入0.5%布比卡因1.8～2.3 ml，速度为0.15～0.2 ml/s，于硬膜外腔留置导管，平卧后保持麻醉平面于T9～10水平。术中根据患者血压、心率、出血量、尿量及时输液、输血，同时应用适量麻黄碱、多巴胺、去氧肾上腺素心血管活性药物以维持血流动力学平稳。行全髋关节置换术后均给予芬太尼20 μg/kg+托烷司琼2 mg(用生理盐水配置为100 ml溶液)行自控静脉镇痛。

2.研究方法

术前1 d及术后6 h、1 d、3 d、7 d空腹抽取患者外周静脉血5 ml，离心取得血清置－20℃冰箱中保存，采用酶联免疫吸附试验 (ELISA)定量测定血浆皮质醇，试剂盒购自美国R＆D Systems公司，操作过程按试剂盒说明进行。术前1 d及术后6 h、1 d、3 d、7 d由专人采用MMSE评价患者认知功能。MMSE量表包括时间定向力、地点定向力、即刻记忆力、注意力及计算力、延迟记忆、语言、视空间等7个维度，共30项，总分0～30分，分值越低表示认知功能越差，术后24 h较术前评分减少≥2分为发生POCD[6]。根据认知功能检测结果，按术后有无发生POCD将患者分为POCD组和非POCD组进行分析。

3.观察指标

记录所有患者术前1 d及术后6 h、1 d、3 d、7 d血浆皮质醇水平、MMSE量表评分及术后POCD发生率。比较POCD组和非POCD组手术情况、血浆皮质醇水平、MMSE量表评分。

三、统计学处理

结 果

一、POCD组和非POCD组基线资料比较

术后18例 (22.5%)患者发生POCD，年龄与髋关节置换术患者发生POCD有关 (P＜0.05)，POCD组和非 POCD组性别、教育年限、BMI、ASA分级、骨折类型、致伤原因、合并高血压病、合并糖尿病、手术时间比较差异无统计学意义 (P均＞0.05)，见表1。

表1 POCD组和非POCD组基线资料比较

二、POCD组和非POCD组不同时间点血浆皮质醇水平比较

POCD组和非POCD组术前1 d血浆皮质醇水平比较差异无统计学意义 (P＞0.05)，POCD组术后6 h、1 d、3 d、7 d血浆皮质醇水平均明显高于术前1 d(P＜0.05);非POCD组术后6 h、1 d血浆皮质醇水平明显高于术前1 d(P＜0.05)，但术后3 d、7 d血浆皮质醇水平与术前1 d比较差异均无统计学意义，POCD组术后6 h、1 d、3 d、7 d血浆皮质醇水平均明显高于非POCD组 (P均＜0.05)，见表2。

表2 POCD组和非POCD组不同时间点血浆皮质醇水平比较()nmol/L

表2 POCD组和非POCD组不同时间点血浆皮质醇水平比较()nmol/L

注: 与同组术前1 d比较，at=5.932、P ＜0.001，bt=5.235、P ＜0.001，ct=5.124、P ＜0.001，dt=5.011、P ＜0.001，et=4.121、P=0.011，ft=3.892、P=0.018

组 别 术前1 d 术后6 h 术后1 d 术后3 d 术后7 d F值 P值5.934 ＜0.001非POCD组 290.0±28.5 312.5±25.9e 302.6±29.5f 289.6±26.5 289.7±27.7 4.223 0.009 t值 0.829 5.269 5.346 5.429 5.136 - -P值POCD组 291.3±26.3 375.2±31.6a 363.0±30.7b 360.9±31.3c 351.6±32.5d 0.103 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 ＜0.001 - -

三、POCD组和非POCD组不同时间点MMSE评分比较

POCD组和非POCD组术前1 d MMSE评分比较差异无统计学意义 (P＞0.05)，POCD组术后6 h MMSE评分达谷值后缓慢升高，但术后6 h、1 d、3 d、7 d MMSE评分均明显低于术前1 d(P＜0.05);非POCD组术后6 h MMSE评分达谷值后迅速升高，术后6 h、术后1 d MMSE评分明显低于术前1 d(P＜0.05)，但术后3 d、7 d MMSE评分与术前1 d比较差异无统计学意义，POCD组术后6 h、1 d、3 d、7 d MMSE评分均明显低于非POCD组 (P均＜0.05)，见表3。

表3 POCD组和非POCD组点不同时间点MMSE评分比较 ()分

表3 POCD组和非POCD组点不同时间点MMSE评分比较 ()分

注: 与同组术前1d 比较，at=4.515、P=0.004，bt=4.125、P=0.007，ct=3.815、P=0.019，dt=3.519、P=0.023，et=3.522、P=0.024，ft=3.025、P=0.032

组 别 术前1 d 术后6 h 术后1 d 术后3 d 术后7 d F值 P值4.389 0.008非POCD组 24.35±1.51 22.75±1.21e 23.35±1.26f 24.08±1.56 24.43±1.52 3.236 0.022 t值 0.968 2.858 3.619 3.468 3.128 - -P值POCD组 24.53±1.42 21.14±1.05a 21.55±1.27b 22.07±1.34c 22.73±1.53d 0.109 0.035 0.021 0.025 0.029 - -

四、血浆皮质醇水平与MMSE评分的相关性

Pearson法相关分析结果示，所有患者术后6 h、1 d、3 d、7 d血浆皮质醇水平与MMSE评分均呈负相关 (r值分别为 －0.674、 －0.662、 －0.635、－0.612，P均＜0.05)。

讨 论

POCD是老年患者术后的常见并发症。目前研究表明，POCD可能与手术方式、麻醉方式、手术时间、麻醉用药等关系密切，尤其是围手术期应激反应，被认为在POCD发生过程中起重要作用[3]。髋关节置换术对患者创伤较大，手术时间较长，对患者产生强烈的应激刺激，进而激活其下丘脑-垂体-肾上腺素轴，并可能导致其海马、边缘体等脑区的损害，影响其认知功能。老年人对应激的耐受力明显下降，POCD更常见[7]。本研究示，老年患者人工髋关节置换术后POCD的发生率为22.5%，此结果在既往研究的范围内 (19% ～40%)，且较接近该范围的低限，分析原因可能与本研究采用腰硬联合麻醉方法有关，因为该方法可减少全身麻醉药物对中枢神经系统的抑制，故可能减轻由此引起的脑组织功能损害[12]。目前也有研究认为，腰硬联合麻醉应用于髋关节置换术后的POCD发生率明显低于全身麻醉[11]。

目前学者们普遍认为POCD的发生机制与乙酰胆碱功能紊乱有关。老年人的乙酰胆碱功能明显衰退以及围手术期应用抗胆碱药物可能是老年人POCD高发的原因之一[10]。近年的研究显示，皮质醇与抗胆碱能活性存在内在联系，皮质醇受下丘脑、垂体产生的促肾上腺激素调节，是反映下丘脑-垂体-肾上腺素轴介导的应激反应的敏感标志物[13]。应激反应同时受多种因素影响，本研究显示，术后6 h POCD组与非POCD组血浆皮质醇水平均出现明显升高，POCD组升高幅度高于非POCD组，且回落的速度慢于非POCD组，至术后7 d血浆皮质醇仍明显高于术前1 d，而非POCD组血浆皮质醇水平则在术后3 d时已回落至与术前相当，提示POCD的发生可能与血浆皮质醇的大幅度升高及持续高水平有关。有研究显示老年大鼠的前额叶皮质、下丘脑、海马等区域糖皮质激素受体减少[15]。术后血浆皮质醇的持续高水平可能与老年人中枢神经系统退化，糖皮质激素受体减少，降低应激反应产生的皮质醇应答以及产生负反馈使皮质醇分泌增加有关。

我们的研究结果还提示，术后POCD组与非POCD组MMSE评分的变化趋势与血浆皮质醇水平的变化趋势可能存在联系:MMSE评分在术后出现谷值时，血浆皮质醇水平处于峰值，而本研究术后6 h数据可能受麻醉药物代谢时间影响[16]。因此本研究按临床常规以术后1 d为判断POCD发生的时间点，此时血浆皮质醇开始回落但并不显著，2组之间MMSE评分的变化趋势显示非POCD组认知功能恢复较快，术后7 d基本恢复至术前水平，POCD组恢复速度则相对缓慢。相关分析结果示，术后6 h、1 d、3 d、7 d血浆皮质醇水平与MMSE评分均呈负相关，但相关系数逐渐减小，提示术后血浆皮质醇水平可能可以反映患者认知障碍程度。

综上所述，老年患者术后POCD的发生可能与手术造成的剧烈应激反应、血浆皮质醇显著升高有关。围手术期监测血浆皮质醇水平可能有助于评估术后认知功能，诊断POCD。

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