术后认知功能障碍诊断手段的研究进展

李 晖 (综述)，王 沛 (审校)

(天津医科大学总医院骨科，天津300052)

术后认知功能障碍(postoperative cognitive dysfunction，POCD)是许多重大手术后常见的并发症，常表现为麻醉手术后患者记忆力、抽象思维及定向力等方面的障碍，同时伴有社会活动能力的减退［1］，它可导致患者康复延迟、并发症和病死率增多、医疗费用增加［2］，因此引起社会的日益关注。虽然近年来客观的检测手段有了飞速发展，但POCD的评价和诊断仍非常困难，这也是POCD发生率差别较大的原因。目前对POCD的诊断仍然主要依靠主观的神经心理学测试，辅以神经电生理、影像学和实验室检查，下面就POCD的评价方法和诊断手段进行综述。

1 神经心理学检查

POCD的诊断需要经过神经心理学测试，评估脑功能的各个方面，如解决问题的能力、信息加工的速度、灵活性和记忆力等。目前应用最多的测试是韦氏记忆量表和简易精神状态量表［3］，也有学者选用瑞文测验［4］、神经心理测验［5］等。理想的测试应具有高敏感性的特点，这样才能准确反映药物、年龄、手术等因素对脑功能的影响。单用一种神经心理学测试不敏感，而用一组测试可以提高敏感性。目前还没有专门用于POCD的神经心理学测试，各种试验所设计的认知测试方法不同、标准不同，其敏感性和特异性也不同，有研究发现，按照冠状动脉搭桥术后认知功能减退的定义，术后3个月有14%～28%的志愿者发生了认知功能减退，在排除自然变异并调整测试标准后，发现仅有7.7%的患者发生了认知功能减退［6］。主观的检测手段还存在封顶效应、练习效应和变异性等，测试人员不同也可能会影响测试结果。因此，迫切需要较为统一的评价手段和诊断标准进行POCD的研究。

按照北美精神障碍诊断和统计手册和简易精神状态检查，根据国际公认的标准，患者术后出现2项以上的测验项目认知功能减低则认为该患者发生COPD［7］。常用的测试量表包括:① Rey听觉语词学习试验量表，反映机体的记忆功能［4］;② 连线试验，反映知觉运动速率、概念和注意转换的效应［5］;③钉板试验，反映机体视觉和运动的协调性［8］;④词汇流畅性测验，反映左额叶的功能［5］;⑤Letter－Digit Coding Wechsler Adult Intelligence Scale，反映机体的注意力、操作速度及视觉空间功能［9］。

由于传统的评价量表很繁琐，近年来出现了一个简易量表，用来评价术后早期认知功能。在2 min内，每隔3秒，录音磁带给出一个数字，受试者必须把这个数和它的前一个数相加，正确的数字相加之和就是最后的得分，总分60分。由于测试时间较短，受试者没有学习的时间，故它可反映患者的注意力、获取信息的速度和记忆功能。这种测试被美国胸科协会提议为评价心脏手术后认知功能的量表［10］。

2 神经电生理检查

神经电生理检查是诊断POCD的重要辅助手段。诱发电位的P3又称为P300，从20世纪80年代开始用于临床，其潜伏期及波幅已作为评估脑外伤患者大脑认知功能变化及治疗效果的客观指标，到了90年代，它开始用于监测手术后的亚临床神经功能障碍，表现出了明显的优势。许多学者通过诱发电位和神经心理学测试对手术患者术后认知功能进行了研究，结果表明，两种监测方法得出的结果类似［11］。也有学者报道诱发电位对亚临床型的神经功能损害的敏感程度优于脑电图和传统的神经心理学检查［12］。

3 影像学检查

3.1 弥散－加强磁共振扫描 近年来，弥散－加强磁共振用于探求术后认识功能障碍的原因引起了广大学者的兴趣，它对于鉴别脑缺血有很高的敏感性和特异性。大量研究表明，心脏手术后25%～50%的患者在磁共振弥散加权成像(diffusion－weighted image，DWI)上都表现有新生的脑缺血灶，庆幸的是，只有很少的患者有临床脑血管病的症状［13－14］。有学者报道在DWI的表现有新的脑缺血病灶的心脏手术患者术后认知功能明显下降［15］，但也有大量关于心脏手术术后神经功能的研究表明，两者无明显相关［14］，所以DWI显示的脑缺血病灶与COPD的关系仍需要进一步研究。

3.2 正电子发射断层扫描 它可以直观地观察人脑血流灌注的情况与细胞活性，能灵敏地反映微血管中微血栓发生的情况。Rasmussen等［16］通过碘西尼正电子发射断层扫描灌注技术观察了15例老年冠心病患者术前及术后3个月脑不同部位苯二氮艹卓受体密度的变化和认知功能障碍的关系，结果表明，虽然额叶苯二氮艹卓受体密度降低，但额叶神经元的减少与术后神经功能障碍无明显相关。

3.3 经颅多普勒超声成像技术 通过测定大脑中动脉血流速度可直接提供对脑灌流的定量评估，是持续评价脑血流动力学的有效方法，它可用来作为探求脑灌注与COPD关系的一种手段。

4 生化标志物

生化标志物是术后神经功能障碍诊断的有效辅助方法。目前研究认为中枢神经系统儿茶酚胺水平和中枢胆碱能神经系统的改变与发生密切相关，如大量研究已证实皮质胆碱能唤醒功能发生障碍可导致痴呆。中枢神经系统很多酶类的改变也可影响脑的认知功能。

4.1 S100β蛋白 S100β是一种酸性钙结合蛋白，由α和β两种亚基组成3种不同的形式。许多动物试验表明S100β与学习和记忆有关［17］，故S100β增高是中枢神经系统损伤特异和灵敏的生化指标。Li等［18］报道了老年患者髋关节置换术后54%发生POCD的患者的S100β蛋白明显高于非POCD的患者。Linstedt等［19］也评价了血清中S100β蛋白浓度对不同类型外科手术全麻后POCD的作用，发现48例患者发生POCD，其在术后30 min血清中S100Β蛋白浓度偏高(平均0.24 μg/L，范围0.01 ～3.3 μg/L)，而69例无POCD患者的浓度平均为0.14 μg/L(范围为0～1.34 μg/L)。

4.2 神经元特异性烯醇化酶 正常情况下，体液中神经元特异性烯醇化酶(neuron－specific enolase，NSE)含量很低。体液中NSE含量增高，即提示神经细胞受损，检测血清或脑脊液中的NSE水平可反映神经细胞受损的程度，也可作为评估患者受损神经功能恢复程度的一个重要指标。研究发现，血清中NSE在冠状动脉搭桥术后的24～48 h显著增高，其变化与患者术后意识障碍程度明显相关［20］，但Linstedt等［19］研究发现，NSE只对心脏手术后的脑损害敏感，所以不适合作为非心脏手术的生化标志物。Rohan等［21］发现与同年龄段非手术患者相比，虽然老年患者术后24 hPOCD发生率明显增加，但血清NSE水平与术前相比却无显著差异。Gerriets等［22］研究也发现，与NSE等生化标志物相比，年龄、神经功能量表和DWI对POCD的诊断更有意义。

4.3 β淀粉样蛋白 β淀粉样蛋白(amyloid β，β－AP)来源于类淀粉样肽前体蛋白。类淀粉样肽前体蛋白是一种含有695个氨基酸的大分子跨膜蛋白，类淀粉样肽前体蛋白代谢异常所造成的β－AP大量沉积是引起阿尔茨海默病的主要原因［23］。β－AP具有神经元毒性作用，在脑内增多可引起神经元凋亡。轻度认知障碍患者在疾病早期治疗前血清和脑脊液中的β－AP含量与正常对照组相比即有明显升高，提示 β－AP在认知障碍发展过程中起重要作用［24］。

4.4 一氧化氮及其代谢产物 近年来国内外多项研究表明，一氧化氮不仅参与脑血管疾病的发生、发展，而且与心脏手术后早期认知功能障碍相关，是其敏感的预测指标之一，其机制可能与一氧化氮介导的氧化应激有关。研究发现脑脊液和血浆中的硝酸盐和亚硝酸盐浓度的增加与脑损伤的严重程度密切相关［25］。王成夭等［26］报道经尿道前列腺电切术老年患者术后POCD发生与血浆稳态氧化氮产物浓度相关;但Twomey等［27］报道一氧化氮不能作为开腹手术术后POCD的预测指标。故一氧化氮与POCD的关系尚需进一步研究。

5 小结

近年来，虽然外科手术的操作技术有了很大的进步，但是COPD一直是很常见的并发症，其发生率较高，严重影响了患者的术后恢复和生活质量。由于评价手段有限、主观因素较强、测试标准的不统一使术后POCD的诊断比较困难，也导致了学者们报道发生率的巨大差异。应采用多种神经功能量表辅以影像学和生化检查，提高术后POCD诊断的敏感性和特异性。

［1］Monk TG，Price CC.Postoperative cognitive disorders［J］.Curr Opin Crit Care，2011，17(4):376－381.

［2］Burkhart CS，Steiner LA.Can postoperative cognitive dysfunction be avoided?［J］.Hosp Pract(Minneap)，2012，40(1):214－223.

［3］Folstein MF，Folstein SE，McHugh PR."Mini－mental state".A practical method for grading the cognitive state of patients for the clinician［J］.J Psychiatr Res，1975，12(3):189－198.

［4］Mitrushina M，Satz P，Chervinsky A，et al.Performance of four age groups of normal elderly on the Rey Auditory－Verbal Learning Test［J］.J Clin Psychol，1991，47(3):351－357.

［5］王炜，王鲁宁.血管性痴呆的常用认知功能评价量表［J］.中国卒中杂志，2007，2(6):501－506.

［6］Keizer AM，Hijman R，Kalkman CJ，et al.The incidence of cognitive decline after(not)undergoing coronary artery bypass grafting:the impact of a controlled definition［J］.Acta Anaesthesiol Scand，2005，49(9):1232－1235.

［7］Moller JT，Cluitmans P，Rasmussen LS，et al.Long－term postoperative cognitive dysfunction in the elderly ISPOCD1 study.ISPOCD investigators.International Study of Post－Operative Cognitive Dysfunction［J］.Lancet，1998，351(9106):857－861.

［8］Schmidt SL，Oliveira RM，Rocha FR，et al.Influences of handedness and gender on the grooved pegboard test［J］.Brain Cogn，2000，44(3):445－454.

［9］Price CC，Garvan CW，Monk TG.Type and severity of cognitive decline in older adults after noncardiac surgery［J］.Anesthesiology，2008，108(1):8－17.

［10］Carrascal Y，Casquero E，Gualis J，et al.Cognitive decline after cardiac surgery:proposal for easy measurement with a new test［J］.Interact Cardiovasc Thorac Surg，2005，4(3):216－221.

［11］Mracek J，Holeckova I，Chytra I，et al.The impact of general versus local anesthesia on early subclinical cognitive function following carotid endarterectomy evaluated using P3 event－related potentials［J］.Acta Neurochir(Wien)，2012，154(3):433－438.

［12］Weigl M，Moritz A，Steinlechner B，et al.Neuronal injury after repeated brief cardiac arrests during internal cardioverter defibrillator implantation is associated with deterioration of cognitive function［J］.Anesth Analg，2006，103(2):403－409.

［13］Floyd TF，Shah PN，Price CC，et al.Clinically silent cerebral ischemic events after cardiac surgery:their incidence，regional vascular occurrence，and procedural dependence［J］.Ann Thorac Surg，2006，81(6):2160－2166.

［14］Cook DJ，Huston J 3rd，Trenerry MR，et al.Postcardiac surgical cognitive impairment in the aged using diffusion－weighted magnetic resonance imaging［J］.Ann Thorac Surg，2007，83(4):1389－1395.

［15］Barber PA，Hach S，Tippett LJ，et al.Cerebral ischemic lesions on diffusion－weighted imaging are associated with neurocognitive decline after cardiac surgery［J］.Stroke，2008，39(5):1427－1433.

［16］Rasmussen LS，Sperling B，Abildstrøm HH，et al.Neuron loss after coronary artery bypass detected by SPECT estimation of benzodiazepine receptors［J］.Ann Thorac Surg，2002，74(5):1576－1580.

［17］Roder JK，Roder JC，Gerlai R.Memory and the effect of cold shock in the water maze in S100 beta transgenic mice［J］.Physiol Behav，1996，60(2):611－615.

［18］Li YC，Xi CH，An YF，et al.Perioperative inflammatory response and protein S－100β concentrations－relationship with post－operative cognitive dysfunction in elderly patients［J］.Acta Anaesthesiol Scand，2012，56(5):595－600.

［19］Linstedt U，Meyer O，Kropp P，et al.Serum concentration of S－100 protein in assessment of cognitive dysfunction after general anesthesia in different types of surgery［J］.Acta Anaesthesiol Scand，2002，46(4):384－389.

［20］郭向阳，罗爱伦，尹毅青，等.冠状动脉搭桥术患者围术期血浆神经元特异性烯醇化酶浓度与术后认知功能［J］.基础医学与临床，2005，25(10):934－937.

［21］Rohan D，Buggy DJ，Crowley S，et al.Increased incidence of postoperative cognitive dysfunction 24 hr after minor surgery in the elderly［J］.Can J Anaesth，2005，52(2):137－142.

［22］Gerriets T，Schwarz N，Bachmann G，et al.Evaluation of methods to predict early long－term neurobehavioral outcome after coronary artery bypass grafting［J］.Am J Cardiol，2010，105(8):1095－1101.

［23］Xie Z，Tanzi RE.Alzheimer's disease and post－operative cognitive dysfunction［J］.Exp Gerontol，2006，41(4):346－359.

［24］Lin D，Zuo Z.Isoflurane induces hippocampal cell injury and cognitive impairments in adult rats［J］.Neuropharmacology，2011，61(8):1354－1359.

［25］Iohom G，Szarvas S，Lamey V，et al.Perioperative plasma concentrations of stable nitric oxide products are predictive of cognitive dysfunction after laparoscopic cholecystectom［J］.Anesth Analg，2004，99(4):1245－1252.

［26］王成夭，章军建，王焱林，等.血浆稳态氧化氮产物和S100β蛋白与老年前列腺电切术后认知功能障碍的关系［J］.武汉大学学报:医学版，2007，28(4):426－428.

［27］Twomey C，Corrigan M，Burlacu C，et al.Nitric oxide index is not a predictor of cognitive dysfunction following laparotomy［J］.J Clin Anesth，2010，22(1):22－28.