神经阻滞复合全麻对老年患者髋关节置换术后氧代谢及Aβ1-42/tau、S100β的影响

蒋亦男，牛瑞斌，孙大健，张洁，陆怡

复旦大学附属华山医院北院麻醉科，上海 201907

髋关节置换术常施用于髋关节坏死、髋关节畸形等病症，属骨科四级手术，操作过程复杂，术后并发症发生率较高[1]。对于该手术常采用全麻或椎管内麻醉的方式进行，由于大部分患者高龄，腰椎多发生退行性变，故临床中采用全麻方式更多[2]。但因此类患者通常存在出血风险，且术野血管分布丰富，术中血流动力学参数难以控制，同时合并多器官疾病，全身麻醉时间长，脑氧代谢负荷增加，易发生术后认知功能障碍、苏醒延迟等并发症[3]。腰丛-坐骨神经阻滞复合L1～2神经阻滞是指使用局部麻醉药物阻滞腰丛、坐骨神经及L1～2脊神经支配区域，有研究报道全麻复合神经阻滞能减轻患者术后疼痛，对患者循环系统影响小，能改善患者围术期脑代谢，降低患者术后认知功能障碍的发生率[4]。S100β是属于S100酸性钙结合蛋白亚基，由神经胶质细胞合成和分泌，有研究认为其与神经认知行为损伤有密切联系，是中枢神经系统损伤的特异性标志[5]。边步荣等[6]认为S100β蛋白水平能预测术后认知功能障碍发生情况。Tau蛋白是一种广泛存在于神经细胞外环境内的微管相关蛋白质，其主要作用与微管系统形成有关，有研究认为Tau蛋白过度磷酸化可能与神经系统疾病发生有关[7]；Aβ是一种与认知功能相关的蛋白质，正常人大脑中主要存在Aβ1-40，而患有阿尔茨海默患者脑组织中Aβ1-42表达量明显上升，故认为Aβ1-42是一种认知功能毒性物质[8]。另有研究认为联合检测Aβ1-42/tau能够全面评价患者认知功能及神经系统微环境状态，可作为术后认知功能指标[9]。本文拟探究神经阻滞复合全麻对老年患者髋关节置换术后氧代谢及Aβ1-42/tau、S100β的影响，多角度阐明神经阻滞对髋关节置换术后循环、神经系统的影响。

1 资料与方法

1.1 一般资料 选取2016年5月至2019年5月在复旦大学附属华山医院北院就诊的114例股骨粗隆间骨折患者为研究对象。纳入标准：(1)符合髋关节置换术治疗适应证；(2)ASA评级Ⅰ～Ⅲ级。排除标准：(1)血液系统疾病、肝肾功能不全、甲状腺功能疾病、慢性呼吸系统疾病的患者；(2)神经阻滞药物过敏者；(3)治疗依从性差者；(4)合并精神症状者。采用随机数表法分为观察组和对照组，每组57例。对照组患者行常规全麻方案，观察组在全麻基础上予腰丛-坐骨神经阻滞及L1～2椎旁神经阻滞。两组患者的年龄、性别等一般资料比较差异均无统计学意义(P＞0.05)，具有可比性，见表1。本研究经医院伦理委员会批准，所有患者均签署知情同意书。

表1 两组患者的基线指标比较

1.2 麻醉方法 两组患者入院完善术前准备后均入手术室行全髋关节置换术治疗，两组患者均使用大直径金属对金属全髋假体(美国，ASRTMXL公司生产)，入室后开放静脉通道，予乳酸钠林格氏液滴入，行桡动脉穿刺术，留置动脉穿刺软管连接有创动脉血压检测。

1.2.1 对照组 该组患者行常规全麻，采用以咪达唑仑注射液0.03 mg/kg，注射用苯磺酸顺阿曲库铵0.2 mg/kg、枸橼酸芬太尼注射液4 μg/kg及依托咪酯脂肪乳注射液0.3 mg/kg，待脑电双频指数达50以下时，置喉罩，连接麻醉机行机械通气，术中将呼气末CO2分压控制在4.7～6.0 kPa。麻醉诱导成功后行手术治疗，以丙泊酚-芬太尼-顺阿曲库铵维持麻醉至手术结束，术毕镇痛、复苏，待患者清醒且生命体征恢复平稳后送回病房。

1.2.2 观察组 该组患者在此基础上行腰丛-坐骨及L1～2椎旁神经阻滞，具体方法为：取髂脊水平连线与棘突旁4～5 cm处交点，在B超引导下以16G穿刺针穿刺，穿刺角度45°～60°，穿刺深度2～3 cm，当产生股四头肌收缩或髌骨“跳跃征”时，观察超声图像确定腰丛位置，予10 g/L利多卡因10 mL+4 g/L罗哌卡因35 mL混合液缓慢注射；再取股骨大转子予髂后上棘连线，中点处向上5 cm穿刺，当产生足背伸或腓肠肌收缩时，观察超声图像确定坐骨神经位置，予10 g/L利多卡因10 mL+4 g/L罗哌卡因15 mL混合液缓慢注射；与L1～2棘突旁2.5 cm为进针点，在B超引导下以16G穿刺针穿刺，穿刺角度45°～60°，穿刺深度2～3 cm，观察超声图像确定L1～2神经位置，予10 g/L利多卡因10 mL+4 g/L罗哌卡因。

1.3 观察指标与评价方法

1.3.1 血流动力学参数及疼痛评分(VAS评分) 比较两组患者麻醉前(T0)、手术开始时(T1)、手术后30 min(T2)不同时刻平均动脉血压(MAP)以及心率(HR)变化。比较T0、T2时刻患者疼痛评分(VAS评分)，评分标准采取10分制视觉评分：0分为无痛，10分为剧痛不能忍受。

1.3.2 脑代谢指标 分别取两组患者T0、T1、T2时刻桡动脉及颈内静脉血液样本2 mL，使用血气分析机行血气分析，根据血气分析结果计算颈内静脉血氧含量(CjvO2)、动脉-颈内静脉血氧含量差(Da-jvO2)、脑氧摄取率(CERvO2)。比较不同时刻上述指标差异。

1.3.3 简易智力状态检查量表(MMSE)评分[10]分别于术前1 d、术后1 d、术后3 d、术后7 d采用MMSE评分系统评价两组患者术后认知情况，该量表包括时间定向、位置定向、记忆功能、计算能力、语言表达与理解等11项评分项目，总分30分。

1.3.4 血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况 分别于术前1 d、术后1 d、术后3 d、术后7 d抽取两组患者血液10 mL，离心后取上清液，用酶联免疫吸附法(ELISA)测定血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况。检测试剂盒购于R＆D公司，具体操作按说明书进行。

1.3.5 围手术期不良反应 统计围手术期不良反应(术后疼痛，术中出血、术后恶心呕吐等)发生例数，计算发生率。

1.4 统计学方法 应用SPSS25.0软件进行统计学分析，计量资料符合正态分布，以均数±标准差(±s)表示，重复测量数据采用重复测量方差分析，两两比较采用LSD-t检验，治疗前后比较采用配对t检验；计数资料比较采用χ2检验，设α=0.05为检验标准，以P＜0.05为差异有统计学意义。

2 结果

2.1 两组患者不同时刻的血流动力学参数及疼痛评分比较 T0时刻，两组患者的血流动力学参数比较差异均无统计学意义(t=0.351、1.932，P＞0.05)；T1、T2时刻，两组患者的血流动力学参数较T0时刻明显下降，且对照组血流动力学参数下降更多，差异均具有统计学意义(P＜0.01)，见表2。T0时刻，两组患者的VAS评分差异无统计学意义，T2时刻，两组患者的VAS评分明显上升，且对照组VAS评分较观察组明显上升，差异均具有显著统计学意义(P＜0.01)，见表3。

表2 两组患者不同时刻的血流动力学参数比较(±s)

表2 两组患者不同时刻的血流动力学参数比较(±s)

注：1 mmHg=0.133 kPa。

组别 例数MAP(mmHg)HR(mmol/L)观察组对照组组间时点间组间·时点间57 57 T0 72.51±2.27 72.37±1.98 T1 67.66±2.52 59.30±2.11 T2 65.23±2.46 55.32±2.30 T0 74.56±1.33 74.12±1.09 T1 71.45±1.40 65.01±1.36 T2 65.12±1.28 60.52±1.66 F=8.874，P＜0.01 F=9.551，P＜0001 F=7.369，P＜0.01 F=3.691，P＜0.01 F=3.258，P＜0.01 F=3.235，P＜0.01

表3 两组患者不同时刻的VAS评分比较(±s，分)

表3 两组患者不同时刻的VAS评分比较(±s，分)

观察组对照组t值P值57 57 1.25±0.20 1.23±0.15 0.604 0.547 5.05±0.12 7.21±0.15 6.894＜0.01 3.905 5.830＜0.01＜0.01

2.2 两组患者不同时刻的脑代谢指标比较 T0时刻，两组患者脑代谢指标比较差异均无统计学意义(t=0.449、1.932、0.351，P＞0.05)；T1、T2时刻，两组患者的Da-jvO2均明显降低，且观察组较对照组明显更低，差异均有统计学意义(P＜0.01)；T1、T2时刻，两组患者的CERvO2、CjvO2明显上升，且观察组升高更明显，差异均有统计学意义(P＜0.01)，见表4。

表4 两组患者不同时刻的脑代谢指标比较(±s)

表4 两组患者不同时刻的脑代谢指标比较(±s)

组别 例数CERvO2(%) Da-jvO2(ng/L) CjvO2(ng/L)观察组对照组组间时点间组间·时点间57 57 T0 38.51±1.27 38.37±1.98 T1 40.66±1.52 41.30±2.11 T2 41.23±2.46 43.32±2.30 T0 54.56±1.33 54.12±1.09 T1 34.45±1.40 48.01±1.36 T1 95.66±2.52 83.30±2.11 F=9.874，P＜0.01 F=7.551，P＜0.01 F=8.365，P＜0.01 T2 32.12±1.28 45.52±1.66 F=4.691，P＜0.01 F=5.227，P＜0.01 F=3.918，P＜0.01 T0 76.51±2.27 76.37±1.98 T2 98.23±2.46 90.32±2.30 F=9.802，P＜0.01 F=7.556，P＜0.01 F=8.369，P＜0.01

2.3 两组患者不同时刻的MMSE评分比较 术前，两组患者的MMSE评分比较差异无统计学意义(t=0.473，P＞0.05)；术后1 d、3 d，两组患者的MMSE评分较术前明显下降，且对照组下降更多，差异均有显著统计学意义(P＜0.01)；术后7 d MMSE评分与术前比较差异无统计学意义(t=-0.378，P＞0.05)，见表5。

2.4 两组患者不同时刻的血清Aβ1-42/tau、S100β表达水平比较 T0时刻，两组患者的血清Aβ1-42/tau、S100 β表达水平比较差异均无统计学意义(t=0.034、-0.464，P＞0.05)；T1、T2时刻，两组患者的血清Aβ1-42/tau、S100β表达水平较术前明显上升，且对照组升高更多，差异均有显著统计学意义(P＜0.01)，见表6。

表5 两组患者不同时刻的MMSE评分比较(±s)

表5 两组患者不同时刻的MMSE评分比较(±s)

组别观察组对照组组间时点间组间·时点间例数57 57术前1 d 25.13±1.71 24.99±1.44术后1 d 22.15±0.44 21.01±0.15术后3 d 24.58±0.12 22.12±1.07术后7 d 25.11±0.15 25.14±0.58 F=4.592，P＜0.01 F=3.829，P＜0.01 F=3.955，P＜0.01

表6 两组患者不同时刻血清Aβ1-42/tau、S100β表达水平比较(±s)

组别 例数S100β(pg/mL)Aβ1-42/tau观察组对照组组间时点间组间·时点间57 57 T0 106.25±3.20 106.23±3.15 T1 163.65±1.20 234.21±0.15 T2 155.23±2.46 185.32±2.30 T0 0.35±0.13 0.36±0.11 T1 0.65±1.01 0.92±1.06 T2 0.44±1.28 0.53±1.06 F=7.874，P＜0.01 F=9.551，P＜0.01 F=10.367，P＜0.01 F=3.382，P＜0.01 F=4.153，P＜0.01 F=4.207，P＜0.01

2.5 两组患者的围手术期不良反应比较 治疗期间观察组术中大量出血0例、术后恶心呕吐2例、术后疼痛10例，对照组分别为8例、5例、12例；观察组术后不良反应发生率为21.05%，明显低于对照组的43.86%，差异有统计学意义(χ2=0.096，P＜0.05)。

3 讨论

高龄患者长时间手术易导致循环系统功能紊乱而使脑等重要组织器官出现缺血性损伤，影响预后。髋关节置换术是骨科常见手术，该手术操作部位血管供应丰富，操作过程复杂，术中常伴有高出血而具有较高的器官缺血-再灌注损伤风险[11]。研究认为术后认知功能障碍的发生与术中脑代谢情况有直接关系，脑供氧及缺血情况能直接反映术后认知功能恢复情况，且术中循环系统紊乱，脑组织供血量改变，易导致大脑内神经细胞微环境改变引起神经细胞受损，发生术后认知功能障碍(POCD)[12]。另外手术全麻过程使用的全麻药物能通过血脑屏障进入脑脊液而直接作用于神经细胞，镇静类药物可不同程度损伤神经细胞功能而对术后认知功能造成进一步损伤[13]。

本研究结果显示：T0时刻，两组患者的血流动力学参数比较差异均无统计学意义(P＞0.05)；T1、T2时刻，两组患者的血流动力学参数较T0时刻明显下降，且对照组的血流动力学参数下降更多，差异均有统计学意义(P＜0.05)；T0时刻，两组患者的VAS评分比较差异无统计学意义(P＞0.05)；T2时刻，两组患者的VAS评分明显上升，且对照组VAS评分较观察组明显上升，差异均有统计学意义(P＜0.05)；T0时刻，两组患者的脑代谢指标比较差异均无统计学意义(P＞0.05)；T1、T2时刻，两组Da-jvO2均明显降低，且观察组更低，差异有统计学意义(P＜0.05)，T1、T2时刻，两组CERvO2、CjvO2均明显上升，且观察组下降更明显，差异有统计学意义(P＜0.05)。术前两组患者MMSE评分无明显差异，术后1 d、3 d，两组患者MMSE评分较前明显下降，且对照组下降更多，差异有统计学意义(P＜0.05)，术后7 d MMSE评分与术前差异无统计学意义(P＞0.05)。To时刻，两组患者血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况差异无统计学意义(P＞0.05)，T1、T2时刻，两组患者血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况较术前明显上升，且对照组升高更多，差异有统计学意义(P＜0.05)。观察组患者术后POCD发生率较对照组明显降低(P＜0.05)，相关研究结果相一致[14]。可能与以下几方面原因有关：(1)腰丛-坐骨神经及L1～2椎旁神经阻滞属于外周神经阻滞，范围局限且作用部位明确，从而不会导致呼吸系统、循环系统兴奋性下降，故有效控制了呼吸抑制，术中血流动力学参数变化等发生的可能性；(2)更加稳定的血压也能为大脑提供充足的血流灌注及氧灌注，能够有效降低CERvO2及Da-jvO2，减少因全麻引起的脑代谢负担，减少了脑组织缺血发生的可能性，故提升了患者术后MMSE评分，减少术后认知功能障碍的发生率；(3)局部神经阻滞对胃肠道血管影响减少，降低了术后恶心呕吐等不良反应发生的可能性；S100β是一种广泛分布于脑组织内由神经胶质细胞和施万细胞分泌的标记蛋白，能作用于神经细胞膜而维持神经细胞内外钙稳态，还能促进中枢系统胶质细胞分化[15]。S100β与脑组织损伤有直接联系，当神经胶质细胞受损时血清S100β表达水平随之上升，有研究指出S100β蛋白水平能够预测术后认知障碍的发生[16]。Aβ广泛存在于机体内，正常人脑脊液内微量表达Aβ1-40蛋白，无显著生理意义[17]。在病理状态下神经元细胞对Aβ多肽清除能力降低，研究发现在阿尔茨海默患者中Aβ1-42广泛表达，其能在细胞质基质中沉积并具有神经毒性，可激活小胶质细胞等促进神经元细胞凋亡，破坏神经系统微循环[18]。Tau蛋白是一种与神经细胞骨架构成相关的微管蛋白，广泛存在于神经元细胞内主要起到稳定微管结构、维持神经元轴突运输的作用。研究认为Tau蛋白过度磷酸化可抑制正常蛋白与微管蛋白结合并抑制微管运输构成，甚至破坏微管结构而导致神经元功能损伤，因而Tau是引起认知功能障碍的重要因素[19-21]。王海红等[22]认为联合检测Aβ1-42/tau能够全面评价患者认知功能及神经系统微环境改变，能够作为术后认知功能指标。本研究结果显示：术前两组患者血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况无明显差异，术后1 d、术后3 d两组患者血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况较术前明显上升，且观察组患者较对照组患者明显下降(P＜0.05)，术后7 d两组患者血清Aβ1-42/tau、S100β表达情况较术前无明显差异；观察组不良反应发生率较对照组明显降低。可能是腰丛-坐骨神经及L1～2椎旁神经阻滞采用的局部麻醉药通常直接经肝肾代谢，不能透过血脑屏障进入脑组织，故对脑神经抑制减少，复合麻醉的选择也降低了全麻药物的使用剂量，减少了全麻药物对认知功能影响，故神经细胞损伤减少，对神经系统微环境的影响也较全麻轻，导致观察组S100β、Aβ1-42/tau表达更接近于正常值。

综上所述，神经阻滞复合全麻能稳定老年患者术中血流动力学指标，改善脑代谢情况，提高术后认知功能，减少POCD发生率，且能降低术后血清Aβ1-42/tau、S100β表达水平。