术后认知功能障碍POCDPPT课件.ppt

术后认知功能障碍 浙江大学医学院附属第一医院 1 世界老龄化以及医学技术的发展 更多的老年人接受手术治疗 老年人术后出现的中枢神经系统并发症 特别是术后认知功能障 POCD 碍造成的医学及社会问题已日趋严重 需要我们给予更多的关注 加强预防 降低老年手术病人术后精神障碍和POCD的发病率 2 老年患者在手术后常出现认知功能改变 表现为精神错乱 焦虑 人格的改变及记忆受损 这种手术后出现的精神活动 人格 社交能力以及认知能力的变化就被统称为POCD postoperativecognitivedysfunction POCD 1POCD的定义 3 术后认知功能障碍临床表现 临床可表现为术后早期的谵妄 主要表现为短暂的精神和认知方面的变化 比如明显的情绪波动 认知功能损害和间隙的焦虑抑郁症等 也可表现为记忆力 注意力 语言理解能力等的损害和社交能力的降低 一般在术后6个月内能逐渐恢复 4 POCD通常发生在术后4天内 主要表现在意识 认知及精神运动异常等方面 病人意识障碍 思维进行性破坏 语言零乱无逻辑性 判断力差 70 的病人可出现错觉和幻觉 术后精神障碍可分为 1 躁狂型表现为交感神经过度兴奋 对刺激的警觉性增高 以及精神运动极度增强 2 抑郁型表现为对刺激的反应下降和退怯行为 3 混合型在躁狂和抑郁状态间摆动 5 2POCD的发病状况 6 2 1老年期痴呆的发病情况 65岁以上老年人 痴呆的发病率达到5 随着年龄的增长 每5年其发病率可增加一倍以上 而在85岁以上老年人群中其发病率可达20 30 且近年又发现65岁以上老年人 轻度认知功能障碍 mildcognitiveimpairment MCI 的患病率为15 7 血管性认知障碍 vascularcognitiveimpairment VCI VCI是指脑血管疾病导致的认知功能下降综合征 不仅包括痴呆 还包括没有达到痴呆但已经有极轻度 轻度 中度损害的认知功能障碍 血管性痴呆患者认知功能以部分减退且呈间歇性阶梯状加重为特点 以记忆力减退和计算力减退为主要特征积极治疗有效 老年期痴呆 8 阿尔茨海默病 Alzheimer sdisease AD AD是由于患者大脑的神经纤维出现了病变 形成了一些特殊结构老年斑和神经元纤维缠结 阿尔茨海默病是一种疾病 而非单纯的自然性功能老化 阿尔茨海默病可表现为认知功能全面减退 包括记忆力减退和计算能力减退 抽象思维能力下降 定时及定向能力障碍 目前尚无有效的治疗方法 9 2 2术后POCD的发病情况 POCD在年龄分布上以大于65岁的老年病人为主 主要好发于心脏等大手术后 心脏手术后总的POCD发生率为10 50 成人冠脉搭桥术后为35 50 国内报道术后2 7d严重精神障碍的发生率是3 26 4 8 10 Moller等通过对欧洲8个国家和美国共13家医院的1218例非心脏大手术的老年病人 60岁 进行了为期一年半的调查发现 术后1周 3月POCD的发生率分别为25 8 和9 9 同期进行的176名对照组中认知功能下降率分别为3 4 和2 8 具有明显的统计学差异 术后1周认知功能障碍的发生率与年龄增加 麻醉时间延长 受教育程度低 二次手术 术后感染和呼吸系统并发症等因素有关 术后3个月认知功能障碍的发生率仅与年龄有关 11 3术后认知功能障碍的诊断 12 3 1评价POCD的方法 简易精神状态量表 mini mentalstateexamination MMSE 国际通用美国国立精神卫生研究所流行病学研究中心的抑郁量表 CenterofEpidemiologicalSurveyDepressionScale SDS 韦氏成人智力量表 WAIS 和韦氏记忆量表 WMS 瑞文测验 老年画线示踪测验 卡片分类测验 符号数字模式测验 明尼苏达多项人格调查表 MMPI 及老年抑郁量表 GDS 等 13 神经心理学测试具有很大变异性 与受测者自身状态 测试者操作的方法密切相关 病人对问题的理解程度 情绪 术后早期疼痛 睡眠不足 镇痛药和催眠药的副作用均可影响结果 测试者应在测试时间 地点及取得患者台作方面保持稳定 14 3 2POCD的相关实验室指标 NSE是二聚体酶 在糖分解代谢途径中催化二磷酸甘油转变为磷酸烯醇丙酮酸 主要存在于神经元和神经内分泌细胞胞浆中 当细胞损伤时释放入细胞外液 S 100 蛋白是Ca2 结合蛋白中的成员 功能尚不十分清楚 S 100 蛋白在中枢神经系统主要影响神经胶质细胞的生长 增殖 分化 维持钙稳态 并对学习记忆等发挥一定作用 15 许多研究发现血清烯醇化酶NSE与S 100 蛋白水平的变化能反映心脏手术脑损害的程度 并与术后中枢神经功能障碍相关 目前已成为CPB术后脑损伤与脑保护的重要生化参考指标 NSE与S 100 蛋白还有中枢神经以外的细胞表达 16 ApoE基因型是研究较多的被认为与认知功能障碍有关的基因 人类载脂蛋白E ApoE 与胆固醇代谢有关 并参与中枢神经系统的正常生长 功能维护和损伤后的修复过程 与细胞内代谢 海马突触可塑性 ChAT活性等有密切关系 研究认为ApoE4亚型与POCD存在显著相关 17 近来有人发现血清NO产物 stablenitricoxideproducts NOx 硝酸盐 亚硝酸盐 与POCD的发生率有明显关系 18 3 3CT和EEG检查 CT检查很重要 鉴别术后脑出血或梗死等器质性脑部并发症 EEG对术后精神障碍的诊断有重要价值 脑电波节律普遍减慢 尤其是 节律 减慢程度与认知损害的严重性相关 还可出现 和 波 这些变化也见于高龄和痴呆病人 因此 需要动态EEG来观察 19 4POCD的发病因素 机理不清 与病人自身状况 手术和麻醉等有关 Muller等认为 手术类型 麻醉时间是危险因素 Cohendy等认为 围术期血容量 输血量 术后疼痛与POCD密切相关 Bekker等认为年龄 术前认知功能下降 患者体质状况差 术中发生的低氧血症和低血压情况都是导致POCD的危险因素 其中麻醉对POCD影响较为复杂 全身麻醉药物的影响日益受到重视 20 多因素分析发现早期发生POCD的危险因素是 年龄 麻醉时间 低文化程度 第二次手术 术后感染以及呼吸系统并发症 远期发生POCD的危险因素只有年龄 而围术期出现低氧或低血压与POCD的发生并没有相关性 21 4 1病人术前的情况 4 1 1病人的年龄AGE 65岁老年病人术后精神障碍发生率是年轻病人的2 10倍 Seymour等研究显示 AGE 75岁的术后老年病人精神障碍的发生率比年龄在65 75岁的病人高3倍 中年人远期精神改变较老年人显著减少 儿童少见 22 正常 老年中枢神经系统改变 形态学方面脑的重量和神经元数目而降低 树突复杂性丧失 突触数目减少 而星状细胞和小胶质细胞增生 生理学方面脑血流绝对值下降大约10 20 但脑血流量和脑氧代谢率仍然同年龄相适应 血管自动调节能力仍然存在 对CO2和低氧血症的反应可能正常 生化方面许多神经递质系统随年龄而改变 如DA 5 HT Ach GABA等 认知功能方面主要表现为反应时间和认知过程减慢 动态性评估 适应能力 对新环境因素的反应减退 以及短期记忆损害 23 4 1 2术前存在与血管性认知障碍VCI相关的疾病 VCI是多因素疾病 与高血压 糖尿病 高血脂等可致动脉硬化的因素有关 多项研究分析表明 1 高血压与认知功能障碍相关 2 高胰岛素血症引起认知功能下降 3 中年期吸烟可引起日后的认知功能下降 4 低密度脂蛋白胆固醇升高与VCI增加相关 5 糖尿病 房颤 全身性动脉粥样硬化 同型半胱氨酸水平增加与VCI亦相关 长期慢性脑部缺血也可导致VCI的发生 24 高血压既是VD 也是AD的危险因素 高血压的主要病理生理学异常是心排出量降低 周围血管阻力增加 使主要器官灌注减少 长期高血压 使脑内大动脉弹性降低 顺应性下降 表现为动脉硬化和血管内膜增厚 管腔狭窄 导致脑血流下降 使小动脉痉挛 缺血 发生透明变性和纤维素样坏死 管腔狭窄 血管阻力增加 使血流量大为减少 可致脑室周围的白质灌注减少而发生缺血性改变 导致脑灌注下降 低灌注使脑能量代谢障碍 葡萄糖利用减少 局部蛋白质合成异常 神经递质紊乱和胆碱能受体缺失 也可促进脑白质和海马区神经元损伤 从而导致认知功能障碍 大量PET SPECT和功能性MRI研究也证实 AD和VD患者局部脑血流明显下降 但其分子机制尚未完全清楚 25 4 2与麻醉相关的因素 国内外许多专家对其发病机制进行了研究 POCD的发生与手术和麻醉有关 但尚无统一的结论 近年来 不少学者从不同方面观察老年人POCD的发生原因 Bedford和Blundell认为麻醉药是POCD的主要原因 而手术和麻醉并发症有促进作用 最终认为老年人POCD存在已无争议 26 4 2 1麻醉方法Bedford和Blundell认为麻醉药是POCD的主要原因 而手术和麻醉并发症有促进作用 许多研究比较了全麻和局麻后神经精神方面的差异 结果表明术后3个月两组POCD的发生率无明显差异 但在术后1周全麻组的发生率高于局麻组 说明全麻与长期POCD无因果关系 但局麻可降低短期POCD的发生率 有学者对有关比较椎管内麻醉和全麻对POCD的影响的文献进行分析 发现在24项研究中有23项都认为椎管内麻醉和全麻对POCD的影响是相似的 因而认为这些变化主要与麻醉药 过度通气 低血压 缺氧等因素有关 而与麻醉方法无关 27 4 2 2麻醉药物抗胆碱能药物 具有致遗忘作用 东莨菪碱致记忆障碍模型可使大鼠表现出近于自然衰老的空间学习记忆障碍 术前使用抗胆碱能药物如阿托品后发现患者术后的数字记忆能力明显降低 出现明显的短时失忆 并且随着年龄的增长 病人对抗胆碱能药物的敏感性也增加 这可能与老年人中枢抗碱能系统功能退有关 中枢胆碱能系统的功能随着老龄化而逐渐减退 同时与学习 记忆有关的各种功能也逐渐减退 是造成老年人认知功能减退的主要原因 有观察发现麻醉药对中枢胆碱能系统的作用并未随麻醉作用的消失而消失 28 吸入麻醉药目前研究已证实极低的麻醉药残余可影响认知功能 吸入性麻醉药可影响术后认知功能 Culley等发现Fisher344大鼠在吸入1 2 的异氟烷和70 的N2O2h后 对老年大鼠的记忆损害作用可持续数周 Bruce等研究也证明正常人吸人一定量笑气和氟烷后 对听觉和视觉信号的反应以及记忆数字广度和复述词语对的能力都明显降低 异氟醚可使定向力 理解力减弱 由于吸入性麻醉药在体内排除迅速 不能用药物残余作用来解释吸入性麻醉药对大鼠学习记忆的影响 29 静脉麻醉药 Taffe等对成年雄性恒河猴分别肌肉注射不同剂量氯胺酮 发现氯胺酮可损害多种认知功能 包括视觉认知记忆 工作记忆等 且与剂量相关 单次静脉给予志愿者小剂量氯胺酮可产生多种记忆功能的损害 Morgan等用双盲 安慰剂对照观察了54例健康志愿者给予0 4mg kg和0 8mg kg氯胺酮对记忆的影响 发现可氯胺酮产生剂量依赖性记忆损害 氯胺酮的不同异构体均可损害认知功能 苯二氮卓类药物可明显影响韦氏记忆量表的测试结果 异丙酚也会影响患者精神运动功能 异丙酚麻醉后有较强的自身控制能力和定向力 内隐记忆不受影响 30 4 2 3麻醉过程中病理生理的改变过度通气在麻醉中过度通气导致低二氧化碳血症引起PaCO2降低 使得脑血管收缩 脑血流量下降 故有人认为过度通气可能加重POCD Wollman证实过度通气后3天 6天内精神运动反应时间延长 但大多数学者都认为这种变化仍在正常范围内 对认知功能的影响是轻微的 所以目前认为过度通气可导致POCD依据不足 31 低血压以往曾推测POCD可能是麻醉和手术期间由于血压低导致脑血流灌注不足进而影响氧供所致 Eckenhoff证实低血压对知觉和短期记忆无影响 低血压组和正常组在POCD的发生率上无明显差别 也有研究表明麻醉术后血压偏低患者出现认知功能障碍发生率高于正常血压患者 但并无明显统计学意义 低血压组常因术后并发症而影响测试结果 故目前还不能肯定低血压的可能后果 32 低氧血症中枢神经递质对缺氧十分敏感 即使轻至中度缺氧时 中枢神经递质释放亦将减少 特别是胆碱能神经功能下降可能导致脑功能受损 Weiskopf证实血红蛋白降低到70g L 并不影响术后认知 但如果降到60g L以下则出现明显影响 海马部位对一过性脑缺氧敏感 在许多脑缺氧的病理情况下如慢性阻塞性肺病 成人呼吸窘迫综合征 阻塞性睡眠呼吸暂停综合征 心跳骤停等都可以出现认知功能损害 从理论上来说 这都支持POCD与围术期缺氧有关 但研究的结果不一 可能与监测手段以及神经心理测试方法不同有关 没有资料表明在POCD中有明显的缺氧现象 应用脉搏氧监护并不降低POCD发生率 可见缺氧并非直接原因 33 麻醉深度74例分为低BIS 平均38 9 和高BIS 平均50 7 组 进行非心脏手术 脊柱 腹部或骨盆手术 结果表明麻醉维持期的深度可以影响术后认知功能行为4 6周 尤其在大手术保持略低的BIS对信息加工速度方面的认知功能有好处 总之 一定深度的麻醉即平均BIS水平39比浅麻醉BIS平均值51对术后4 6周认知功能的恢复较好有关 尤其在加工信息能力方面 有必要进一步研究围术期管理对POCD的影响 34 老年人冠脉搭桥术 使用大剂量芬太尼 50mg kg 和术后3个月及12月POCD发病率不同并不相关 而小剂量芬太尼 10mg kg 可能和术后1周POCD发病率较高有关 35 4 2 4术后镇痛方法最近WangSands等对225例在麻醉下接受较大非心脏手术的病人通过多元回归分析 发现术后疼痛和治疗用药与POCD发病没有相关性 但术后镇痛方法却与POCD发病显著相关 对比术后使用病人自控静脉镇痛的患者POCD发生率高 口服镇痛药术后镇痛的患者发生POCD的风险更低 国内也有文献报道应用曲马多静脉镇痛比芬太尼静脉镇痛有更高的 的发生率 36 4 3与手术相关的因素 手术类型精神障碍发生率 主动脉瘤手术46心内直视手术7 77肝肺移植手术50骨科大手术13 41上腹部手术7 17 37 体外循环心脏手术 尤其是冠脉搭桥 术后POCD的发生率非常高 与体外转流时间 体外循环期间非搏动性血流 低血压 低灌注 温度变化 血液稀释及主动脉粥样斑块脱落和气栓可引起全脑或局灶性缺血 低温 非波动性血流扰乱血流 代谢匹配 复温速率 以及脑部气栓及微血栓有关 ECC复温期大脑对氧的需求增加 导致颈内静脉血氧饱和度下降 Grigore等研究显示 复温速率与颈内静脉血氧饱和度呈负相关 颈内静脉血氧饱和度去饱和与神经系统并发症有关 在危险因素相互作用下 引起脑氧代谢异常和脑损伤 大量文献报道 ECC术后NSE和S 100B蛋白水平显著升高POCD密切相关 38 骨科大手术术后POCD发生率也相当高 可能与高龄 脂肪栓塞有关 Logistic回归分析发现转子间骨折患者和手术时间长的患者易发生POCD 39 4 4 遗传因素 人类载脂蛋白E ApoE 与胆固醇代谢有关 并参与中枢神经系统的正常生长 功能维护和损伤后的修复过程 ApoE 4等位基因能使老年性痴呆发病的危险性相对增加 动物实验证实ApoE与海马功能有关学习能力相关 ApoE缺乏 学习能力下降 胆碱能系统功能降低 下丘脑 垂体 肾上腺轴功能紊乱 最近Tardiff等发现心脏术后认知功能障碍的发生也与ApoE基因相关 ApoE2 4基因型病人术后认知功能障碍发生率高 但在正常老人中ApoE基因与认知功能关系报道不一 40 其他关于早老素1 早老素2 tau蛋白 淀粉样肽前体及Notch3基因等与POCD的关系的研究也不少 但还没有明确的结论 41 4 5环境因素 最近国外研究认为 ICU环境对术后精神障碍的发生起重要作用 强迫静卧状态 无法有效表达各种要求易使患者产生焦虑 恐惧心理 甚至同室患者抢救 死亡也是给患者造成进一步精神刺激的原因之一 个人空间被侵犯 隐私剥夺感 缺乏交流及感情支持等可能成为患者的精神负担 伤口的疼痛 各种置管的刺激和监护连线的影响 使患者不能更换体位 室内昼夜亮灯 各种仪器声导致睡眠紊乱 促发精神症状 42 4 6精神心理因素 术前有精神病史或精神病家族史是术后出现精神症状的高危因素 性格内向 不愿意与医护人员交流 家属情绪不稳定 家庭成员之间关系紧张等 也是造成患者术后精神障碍的重要原因 Schneider等认为 术前抑郁对术后谵妄的发生及其严重程度有重要的评价价值 术前存在认知缺陷也是谵妄发生的危险因素 43 4 7其它 术后低心排 严重心律失常 急性肾衰竭 低血氧性酸中毒等因素可继发脑功能紊乱 与术后一过性精神障碍有明显的关系 Grocott等认为术后高热与认知障碍有关 Aldemir等报道 呼吸系统疾病 感染 高热 代谢性酸中毒等是术后发生谵妄的倾向因素 另外 一些抗心律失常药物 H2受体阻滞剂及抗生素的使用 可能产生精神症状 44 5POCD可能的发病机制 对术后精神障碍的机理至今仍然不清楚 涉及到中枢神经系统 内分泌和免疫系统的紊乱 目前认为 术后精神障碍是在老年病人中枢神经系统退化的基础上 由多种因素造成中枢神经递质系统的进一步紊乱所引起的急性精神紊乱综合征 45 5 1脑代谢功能障碍或脑损伤 低氧 低脑灌注 电解质紊乱等因素可干扰影响代谢底物的利用和供应 可能引起中枢神经系统功能的不全 有学者将髋部术后精神障碍归因于脑型脂肪栓塞 CFM 一些研究显示 体外循环术后血浆中神经元特异性烯醇化酶 NSE 和S 100蛋白浓度升高 且与术后精神障碍发生密切相关 NSE和S 100蛋白分别与神经元和神经胶质细胞损害有关 但没有报道证实存在神经元或神经胶质细胞形态学方面的改变 术后精神障碍与脑损伤的关系有待动物实验的支持 46 5 2乙酰胆碱与POCD 乙酰胆碱 Ach 是脑内广泛分布的一种重要神经递质 与学习和记忆关系密切 M 胆碱能突触是记忆的基础 Ach可增强如答氨酸等其它递质的作用 增强信号选择能力 胆碱能神经元的退化是造成老年性痴呆 Alzheimer sdisease AD 的重要病理因素 研究发现AD患者脑内皮层及海马区的乙酰胆碱含量明显减少 前脑基底核胆碱能神经元大量破坏 乙酰胆碱转移酶 CHAT 和乙酰胆碱酯酶 AchE 水平降低 突触前胆碱受体数目减少 这些变化随衰老进程逐渐明显 Ach与a4 2受体亚型的结台能力逐渐减弱一 47 资料显示 药物通过作用于中枢神经系统的N型胆碱能 nAch 受体来调节认知功能 用nAch受体激动剂治疗可长时间提高动物不同行为学试验的认知成绩 而用nAch受体拮抗剂可损害大鼠的记忆成绩 麻醉手术后认知功能损害的可能原因是nAch受体受到抑制的结果 而吸入性麻醉药如异氟烷既强效抑制nAch受体 又明显抑制神经末梢对胆碱的摄取 以至限制Ach的合成速率 Violet等发现中枢神经系统内烟碱样受体亚型 a4 2 比GABA和甘氨酸受体更易被氟烷和异氟醚抑制 提示a4 2受体亚型可能与POCD有关 这也为POCD的治疗指明了方向 48 5 3糖皮质激素过度分泌与POCD 糖皮质激素糖皮质激素 glucocorticoid GC 是机体受到各种应激刺激时由肾上腺皮质分泌的一种应激激索 在脑内具有广泛的作用 能调节下丘脑一垂体一肾上腺轴 hypothalamic pituitary adrenalaxis HPA轴 的平衡 参与学习记忆的过程 在应激中过高的糖皮质激素会对中枢神经系统造成危害 49 在中枢神经系统中 海马是与学习记忆功能密切相关的脑区 其富含糖皮质激素受体 glucocorticoidreceptor GR 正常水平的糖皮质激素对维持海马的功能至关重要 过高或过低的糖皮质激素均会降低海马的兴奋性和长时程增强 Long TermPotentiation LTP 的形成 损伤海马神经元的可塑性和学习记忆过程 50 应激时糖皮质激素分泌增加 长时间高水平的糖皮质激素可造成海马神经元的损害 使海马糖皮质激素受体减少 到一定程度时 其对肾上腺皮质的反馈抑制作用减弱 又使糖皮质激素保持高分泌状态 又进一步使皮质激素受体减少 最终导致海马神经元的永久性损害 造成认知功能的损害 51 强烈持续的应激可影响记忆和学习能力并造成海马的损害 而手术是造成病人应激的最强烈的因素 Mulles等研究后认为手术侵袭程度的不同对术后患者认知功能造成不同的影响 侵袭程度大的手术后 患者更容易出现活动及日常生活方面的障碍 52 5 4其他神经递质的失调 5 羟色胺 5 HT 和去甲肾上腺素 NE 在学习 睡眠 以及唤醒调节等方面发挥重要作用 参与术后精神障碍的病理过程 一些研究显示 血浆色氨酸和中枢5 HT水平的下降与精神障碍有关 Stanford BJ等研究证实 5 HT摄取抑制剂可导致术后精神障碍的发生 而Bayindir等却研究发现5 HT3受体拮抗剂对心内直视手术后精神紊乱具有治疗作用 谷氨酸 Glu 和 氨基丁酸 GABA 分别是脑内重要的兴奋性和抑制性神经递质 它们的水平及受体的异常也参与术后精神障碍的发病机制 53 6防治 老年病人POCD的发病率高 危害大 机制不明 缺乏有效的治疗方法 因此 我们应针对目前比较公认的易发因素 包括高龄 痴呆史 高血压 糖尿病 酗酒 感官缺陷 环境因素等 和促发因素 包括应激反应 术后疼痛 创伤 手术 术中出血和输血 脑血流降低 脑血管微栓子的形成 低血压 术后低氧血症 血糖波动以