术后认知功能障碍的神经心理学评价及危险因素研究进展

张晓艳 田雪筠 陈肖 丁娴

术后认知功能障碍（POCD）是指术后发生的影响患者大脑加工信息处理能力的中枢神经系统并发症，患者的记忆力、注意力、知觉、意识和判断较术前下降[1]，主要临床表现是学习能力和记忆能力下降，注意力不集中，甚至可出现精神错乱、人格改变、焦虑、抑郁[2]。POCD属于轻度认知障碍，一般持续数天至数周，但也可持续数月、数年甚至变成一种永久性疾病，严重者可发展为痴呆[3]。POCD对患者的生活质量、疾病预后产生重要影响，甚至增加术后病死率[4]。本文就国内外关于老年患者POCD的神经心理学评价、危险因素进行综述。

1 POCD的神经心理学评价

1.1 POCD的神经心理学评价量表

目前对POCD的评价无确切的方法和统一的工具，主要通过使用神经心理学测试量表测试患者的认知功能来判断其是否发生术后认知功能障碍。据统计，目前相关诊断量表已有70余种[5]，种类繁多，不同量表的测试方法和测试内容也不尽相同，所以其敏感性和特异性也不同。如单纯使用一种量表，特异性较高但敏感性不高，如组合使用多种量表，因其可以从不同认知领域进行评估，敏感性会提高，但会增加测试时间及测试难度，对患者和操作者提出了更高的要求。如何组合使用量表尚无统一的标准。国际术后认知功能障碍研究小组（ISPOCD Group）对2356位欧美患者分别在术前1 d、术后1周及术后3个月进行神经心理学测试[6-7]，这一套测试包括4个量表：①视觉语言学习测试。对患者者进行三组测试，每组逐一展示15个单词，每个单词展示2 s。展示结束后立即要求患者者回忆出尽可能多的单词，20 min后再回忆一次。这一测试主要是评估患者的学习和记忆能力。②概念转换测试。要求患者在数字和字母之间交替转换，以评估患者的反应速度。③Stroop颜色词汇干扰测试。用不同颜色的笔书写与之不符的描写颜色的单词，要求患者辨别单词的书写颜色而不是辨别单词的含义。这一测试评估患者的注意力和抗干扰能力。④字母数字编码测试。要求患者将字母和数字对应编码，测试患者的心理反应速度和注意力。国内常用的神经心理学测试量表有MMSE、MoCA。国内研究者选用这两类量表，可能是因为国内老年患者普遍学历不高，对复杂测量量表的配合度低，且其操作简单，非专业人员也能实施[8]。

1.2 神经心理学测试结评价POCD

神经心理学测量方法都是比较主观的，存在着“顶、底”效应[9]和学习效应[10]。“顶、底”效应是指由于题目太简单或太难而使患者的真实水平测不出。学习效应是指经过反复多次测量，患者逐渐学习了测试内容和方式，这导致患者接受测试次数越多，其分数越高。所以，简单的比较患者术前和术后测试结果是不可取的，应使用一些特殊的统计学方法进一步减少实验误差和学习效应。在测量过程中国内外常用的几种测试结果矫正方法如下：

（1）Z值法： ISPOCD小组推荐使用该方法[6-7]。小组使用325名健康者作为对照组，按照同样的间隔时间进行同样的测试，术后1周和术后3个月的测试与术前1 d的测试差值的平均值即为学习效应，计算这一差值的标准差（SD）。将测试患者术后1周和术后3个月的测试纸与术前1 d的测试值的差值的绝对值减去学习效应，再除以SD，得出Z值。Z值≥1.96，就可诊断为POCD。其可用公式简明表达如下：Z=评分较初始评估变化值-对照组变化值的均数/对照组变化值的标准差。该方法反映了测试值的细微变化，矫正了学习效应，避免了“顶、底”效应。使用该方法时要考虑各项目Z值相加后可能掩盖某一单项测试结果的异常。

（2） 标准差法：该方法是将研究对象初测与复测的变化值与初测标准差比较。若复测值降低且降分值≥1个标准差，则认为该患者出现认知功能障碍[11]。标准差法反映了人群中某一个体的变异性，但其缺点是不同研究得出的首测值的标准差可能会不同而致不同研究之间的结果不能比较。

（3）自身对比法：该方法是将研究对象的复测与初测值比较，最常见的评价标准是MMSE[12]或MoCA[13]值较术前下降且降低≥2分。

（4）截点值法：以MMSE量表为例，认知正常，27～30分；认知障碍，＜27分。痴呆划分标准为文盲≤17分，小学≤20分，中学及中专≤22 分，大学及大专≤23分; 痴呆严重程度分级: 轻度21～26分，中度10～20分，重度≤9 分[14]。使用MOCA量表的截点值尚无统一标准，有研究提出[15]，针对不同的年龄段使用不同的截点值，60～79岁：24/25；80～89岁：21/24；≥90岁：19/23；以此来划分轻度认知障碍和痴呆，并根据患者的受教育年限调整得分：受教育年限≤6年者得分加2分;6年＜受教育年限≤12年者得分加1分。

2 危险因素

2.1 术前

2.1.1 年龄是目前争议较少的POCD的重要影响因素，其影响显著。术后POCD的发生多见于高龄患者[7]。衰老导致的神经认知功能下降，机体生理功能退化是不可逆的危险因素。在非心脏手术中，60岁以上患者术后3个月POCD发生率约是60岁以下患者的2倍[16]。随着年龄增长，脑部的结构和功能都会发生改变，血流量下降、大脑皮层神经元数量减少、神经递质和受体的亲和力下降可能是导致POCD发生的原因[17]。

2.1.2 受教育水平中老年手术中，受教育年限与术后认知功能障碍的发生率成反比，即受教育年限越短，术后认知功能障碍的发生率越高[18]，受教育程度是术后POCD的保护因素。受过高等教育的患者，长期接受知识的刺激，神经元储备充足，认知储备高，能够更好地调动神经元之间的突触来应对外界应激，从而能够良好耐受大脑细胞和结构功能改变[19]。

2.1.3 基础疾病Kim等[20]研究发现高血压病和糖尿病是术后发生POCD的独立危险因素。术前合并高血压病的患者，大脑血流压力调节曲线向右偏移，脑血管的自主调节能力受到影响而下降，对低血压敏感度增高且对脑血流自身调节的耐受性降低[21]，因此术后更易发生POCD。研究表明[22]，糖尿病患者会出现中枢神经系统功能的下降，如记忆力、注意力、处理问题速度等，进而导致患者出现认知功能障碍。这可能是由于糖尿病患者脑血管调节功能异常，异常的血糖浓度还会干扰脑细胞的能量代谢，在手术、麻醉等应激情况下，更容易发生中枢神经系统功能损害。其他如合并高血脂[23]、冠状动脉粥样硬化[24]、肝肾功能下降等[25]的患者更易发生POCD。

2.1.4 不良生活方式Hudetz[26]研究发现酗酒者较非饮酒者术前、术后的POCD评分均降低，张杨阳等[27]研究排除了术前发生认知障碍的情况，单纯比较术后POCD发生率，酗酒组患者术后MMSE评分同样低于非酗酒组，差异有统计学意义（P<0.05）。长期饮酒会抑制中枢神经系统，引起神经毒性、脑萎缩及脑血流量下降等其他大脑结构改变，进而出现认知功能损害[28]。香烟中含有的镉、一氧化氮、铅和自由基等成分会损害脑室周围及皮层下脑白质，可能会使认知功能下降，吸烟同时可导致肺损伤，进而增加认知障碍的发生率[29]。因此，改变生活中的不良习惯，如吸烟、酗酒等，是预防POCD的重要环节。

2.1.5 负性情绪手术是复杂的治疗方式，担忧手术是否成功、术后疼痛、手术后需较长时间恢复、经济压力等均会对患者产生巨大的心理压力，患者在围手术期多伴有焦虑、抑郁、恐惧等负性情绪，这些情绪是患者术后出现POCD危险因素之一[30]，长期重度焦虑会过度消耗患者的精力，抑郁则会引起患者中枢神经系统、内分泌系统、免疫系统功能紊乱[31]，进而增加POCD的发生率。

2.2 术中

2.2.1 手术不同的手术类型和手术大小对POCD的发生影响不同。POCD发生率在不同研究者报道的文献中差异较大，主要原因可能是研究选用的量表不同、患者接受的手术类型不同，评价的时机和节点不同。心脏术后患者POCD发生率可达60%[32]。在非心脏大手术中，术后7 d患者POCD发生率为19%～41%，术后3个月仍有10%的发生率[33]。小手术术后3个月POCD发生率为6.6%[34]。总之，POCD在复杂大型手术中的发生率高于操作简单的小型手术，特别值得注意的是，在心脏手术中POCD的发生率远高于其他类型手术[35]。大型复杂的外科手术引起的全身应激反应，能够影响脑部的灌注压，当灌注压（平均动脉压减去颅内压）在生理范围（60～140 mmHg）以外时，脑部的自动调节失效，脑部的血流量受到影响，所以当灌注压过高或过低时，大脑易发生局部缺血[36]。

2.2.2 麻醉不同的麻醉方式、麻醉深度、麻醉时间、麻醉用药对患者发生术后POCD的影响有不同意义[37-41]。有研究认为，麻醉方式与POCD相关，全身麻醉相较椎管内麻醉会有利于POCD的发生；与单纯全身麻醉相比，全身麻醉复合椎管内麻醉会更易诱发POCD[37]，但也有研究结果恰好相反，认为POCD与麻醉方式无关[38]。因此，对于麻醉方式与POCD的关系仍需进一步研究。脑电双频指数（BIS）是临床中常用的用来检测麻醉深度的指标。BIS范围为0～100,0代表完全皮层脑抑制，100代表完全清醒，数值越小，镇静深度越深。一项随机对照研究表明，相比于BIS值为48～57的麻醉深度组，BIS值为31～49的麻醉深度组患者术后认知障碍的发生率较低[39]。在BIS指导下，浅麻醉可减少术后认知障碍的发生，较深的镇静更易引起术后认知障碍[40]。一般认为，患者暴露于麻醉的时间越长，POCD的发生率越高[41]。一方面可能是因为麻醉会引起神经炎症反应，损害突触和中枢胆碱能神经传递，另一方面，麻醉会引起大脑蛋白质改变，导致认知障碍。

2.2.3 术中事件有研究表明低体温对脑有保护作用，但多见于脑损伤患者。脑损伤患者脑温较高，低体温可以降低脑代谢，减轻脑水肿。对于非脑损伤患者，术中低体温会影响患者凝血功能，进而引起出血量增加，增加围手术期心脏事件发生率[42-44]。许晴雯[45]的研究表明，实施主动体温保护有利于保护患者的认知功能，干预组患者术后7 d的MMSE和MoCA得分明显高于对照组。孟超等[46]通过研究发现，在老年髋关节置换术中，轻度低温组术后3 d POCD的发生率显著高于保温组。因此，应注意避免围术期意外低体温。大脑对缺血缺氧非常敏感，脑灌注压必须保持在合适的范围内，否则容易造成血液内微栓子清除障碍[47]。研究发现[48]，相较于血压正常组，高血压组患者术中平均动脉压最低值与患者术后1 d及1个月的认知功能下降显著相关。一项针对冠状动脉旁路移植术的研究发现，术中低血压组患者术后谵妄发生率更高[49]。

2.3 术后

2.3.1 疼痛老年患者行髋关节置换术后，术后疼痛评分越高，POCD的风险越高[50]，老年患者行膝关节置换术后，优化术后镇痛方案，不仅可以改善镇痛效果，也能明显降低POCD的发生[51]。急性术后疼痛与POCD的发生存在明显的相关性[52]。术后疼痛是因组织损伤而出现的不愉快的主观感觉和体验。术后急性疼痛可能会加重中枢神经系统炎症反应、损害谷氨酸能突出传递、激活LC-NE系统、加重应激反应等机制诱发POCD，损害认知功能[53]。

2.3.2 环境因素丰富环境指通过创建一个刺激的环境来促进活动的进行，包括物理性刺激和社会性刺激。目前尚未有丰富环境针对POCD影响的研究。但有许多研究虽未提到丰富环境理论，但其结果均表明活动参与、情感支持、医疗保健能够改善老龄患者的认知功能[54-56]。丰富环境理论有可能是干预POCD的重要方向。

术后认知功能障碍的原因复杂多样，不仅影响患者的疾病进展，更会困扰临床医师做出诊断及治疗，早期识别POCD的危险因素，统一其神经心理学测试量表，明确评价标准，有利于积极开展早期预防，对保证患者安全手术有重要意义。