临床研究|老年患者髋关节置换术后谵妄的危险因素

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老年患者髋关节置换术后谵妄的危险因素

王标 王雷原 纪木火 

南京医科大学第二附属医院麻醉科

通信作者：纪木火

Email: jimuhuo2009@sina.com

【摘要】目的 探讨老年患者髋关节置换术后谵妄（POD）的危险因素。方法 选择2020年10月至2021年9月择期行髋关节置换术老年患者121例，男55例，女66例，年龄65～84岁，BMI 18～28 kg/m2，ASA Ⅰ—Ⅲ级。术后3 d内采用中文版意识模糊评估量表评估患者POD发生情况。根据患者是否发生POD将患者分为两组：POD组和非POD组。记录性别、年龄、BMI、ASA分级、术前简易智能状态评价量表评分（MMSE评分）、术前合并症（高血压、冠心病、糖尿病、脑梗死、慢性阻塞性肺疾病等）、手术时间和术中失血量等。麻醉诱导前抽取外周血5 ml，采用ELISA法检测血清白细胞介素-17A（IL-17A）、白细胞介素-33（IL-33）、诱导型一氧化氮合酶（iNOS）、前列腺素E2（PGE2）、补体3a（C3a）、补体3（C3）、补体5a（C5a）、中枢神经特异性蛋白（S100β）、神经胶质酸性蛋白（GFAP）、神经纤维丝轻链（NFL）、脑源性神经营养因子（BDNF）、成纤维细胞生长因子-23（FGF-23）、鸢尾素（irisin）、Ⅰ型血管细胞黏附蛋白（VCAM-1）、选择素E（E-selectin）和基质金属蛋白酶（MMP-9）浓度。采用单因素和多因素Logistic回归分析POD危险因素，并根据独立危险因素绘制ROC曲线并计算曲线下面积（AUC）预测POD。结果 有37例（30.6%）患者发生POD。与非POD组比较，POD组年龄明显增大，ASA分级明显升高，术前MMSE评分明显降低（P<0.05），血清iNOS、PGE2、S100β、GFAP和NFL浓度明显升高（P<0.05），血清irisin浓度明显降低（P<0.05）。多因素Logistic回归分析结果显示，PGE2升高是POD的独立危险因素（OR=1.051，95%CI 1.013～1.091，P=0.008）。血清PGE2浓度升高预测发生POD的AUC为0.922（95%CI 0.864～0.980，P<0.001），敏感性81.1%，特异性92.5%。结论 术前血清PGE2浓度升高是老年患者髋关节置换术后谵妄的独立危险因素，对其发生具有较高的预测价值。

【关键词】前列腺素E2；术后谵妄；认知功能；髋关节置换术；老年；危险因素

老年患者易发生术后并发症［1］，其中术后谵妄（postoperative delirium， POD）是老年患者术后最常见的中枢神经并发症之一，可使住院时间延长、治疗费用增加和病死率升高［2］。及早识别并有效防治POD是改善患者预后的关键。目前临床上尚缺乏特异且方便检测的生物学标记物。中枢系统的炎症反应、补体活化、神经递质异常、血脑屏障破坏等在神经系统疾病的认知损伤中发挥重要作用［3-6］。本研究拟分析老年患者髋关节置换术POD危险因素，为临床提供参考。

资料与方法

一般资料  本研究经医院伦理委员会批准（2021-KY-004-01），患者或家属签署知情同意书。本研究为巢式病例对照研究，选择2020年10月至2021年9月择期硬膜外联合蛛网膜下腔麻醉下行全髋关节置换术的老年患者，性别不限，年龄65～84岁，BMI 18～28 kg/m2，ASA Ⅰ—Ⅲ级。排除标准：缺乏正常沟通能力，拒绝参加本研究，合并严重神经精神疾病，合并严重心、肺、肝肾功能异常。根据患者术后3 d内是否发生POD将患者分为两组：POD组和非POD组。

麻醉方法  患者术前常规禁食8～12 h，禁饮6 h。患者入手术室后，常规开放外周静脉通路，鼻导管吸氧3 L/min，常规监测有创血压、SpO2和ECG。行蛛网膜下腔阻滞前，取患侧卧位，摆膝胸卧位。消毒铺巾，选L3-4或L2-3作为穿刺点，2%利多卡因局部浸润后行蛛网膜下腔穿刺，待回抽脑脊液通畅时，注射布比卡因（0.75%布比卡因1～1.3 ml+脑脊液0.5 ml），注射量为1.5～1.8 ml，后常规置入硬膜外导管，术中维持麻醉平面为T8—S5。若SBP<90 mmHg，静脉注射麻黄碱6 mg；若HR<45次/分，静脉注射阿托品0.5 mg。所有患者术毕注射0.25%罗哌卡因30 ml行患侧髂筋膜间隙阻滞用于术后镇痛。

POD诊断标准  术后3 d内由受过专业训练的研究者采用中文版意识模糊评估量表检测患者POD发生情况，每日随访2次，随访期间出现一次即可诊断POD。诊断POD主要依靠四个方面特征：（1）急性波动性病程；（2）注意力障碍；（3）思维紊乱；（4）意识水平改变。同时具备特征（1）和（2），以及具备特征（3）或（4）即可诊断POD［2］。

观察指标  记录性别、年龄、BMI、ASA分级、术前简易智能状态评价量表（mini-mental state examination， MMSE）评分［7］、术前合并症（高血压、冠心病、糖尿病、脑梗死、慢性阻塞性肺疾病等）、手术时间和术中失血量等。麻醉诱导前抽取外周血5 ml，采用ELISA法检测血清白细胞介素-17A（IL-17A）、白细胞介素-33（IL-33）、诱导型一氧化氮合酶（inducible nitric oxide synthase， iNOS）、前列腺素E2（prostoglandin E2， PGE2）、补体3a（C3a）、补体3（C3）、补体5a（C5a）、中枢神经特异性蛋白（S100β）、神经胶质酸性蛋白（glial fibrillary acidic protein， GFAP）、神经纤维丝轻链（neurofilament light chain， NFL）、脑源性神经营养因子（brain-derived neurotrophic factor， BDNF）、成纤维细胞生长因子-23（fibroblast growth factor-23， FGF-23）、鸢尾素（irisin）、Ⅰ型血管细胞黏附蛋白（vascular cell adhesion protein-1， VCAM-1）、选择素E（E-selectin）和基质金属蛋白酶（matrix metalloproteinases-9， MMP-9）浓度。

统计分析  采用SPSS 25.0统计软件进行数据分析。正态分布计量资料以均数±标准差表示，组间比较采用独立样本t检验；非正态分布计量资料以中位数（M）和四分位数间距（IQR）表示，组间比较采用Mann-Whitney U检验。计数资料以例（%）表示，组间比较采用χ2检验或Fisher确切概率法。将单因素分析得到的差异有统计学意义的因素（P<0.05）代入Logistic多因素回归方程中确定POD的独立危险因素，绘制受试者工作特征（receiver operating characteristic， ROC）曲线确定对POD的预测价值，计算ROC曲线下面积（area under curve， AUC）。P<0.05为差异有统计学意义。

结    果

本研究共纳入患者121例，术后3 d内发生POD的老年患者37例（30.6%）。POD组年龄明显大于非POD组，ASA分级明显高于非POD组（P<0.05），术前MMSE评分明显低于非POD组（P<0.05）。两组患者性别、BMI、术前合并症、手术时间和术中失血量差异均无统计学意义（表1）。

POD组血清iNOS、PGE2、S100β、GFAP和NFL浓度明显高于非POD组（P<0.05），血清irisin浓度明显低于非POD组（P<0.05）。两组血清IL-17A、IL-33、C3a、C3、C5a、BDNF、FGF-23、VCAM-1、E-selectin和MMP-9浓度差异无统计学意义（表2）。

多因素Logistic回归分析显示，PGE2升高（OR=1.051，95%CI 1.013～1.091，P=0.008）是POD的独立危险因素（表3）。

术前血清PGE2浓度预测POD的AUC为0.922（95%CI 0.864～0.980，P<0.001），截断值为103.3，敏感性81.1%，特异性92.5%（图1）。

讨    论

髋部骨折是老年患者常见的骨科疾病，大部分患者选择手术治疗。POD是髋部骨折术后常见的并发症之一，是一种以注意力、定向力和认知能力障碍为特征的急性脑部综合征，常发生在术后24～72 h内［8-9］。Chen等［10］研究表明，行心脏手术的患者中POD发生率为54.9%。本研究结果显示，老年患者髋部骨折POD发生率为30.6%，与研究［9，11］结果基本一致。目前，在已知的POD危险因素中，高龄、术前存在痴呆或认知障碍被认为是主要两大危险因素［12］。本研究也显示与未发生POD的老年患者比较，发生POD的老年患者年龄更大，MMSE评分更低。

目前有关POD的诊断主要依赖评估工具，缺乏特异及客观的生物学标记物。炎症反应、补体活化、神经递质异常、血管内皮细胞损伤等在阿尔茨海默病、帕金森疾病等众多神经退行性疾病中发挥重要作用［3-4］。尽管脑脊液能直接反映脑实质间微环境中生化改变，是众多神经退行性疾病生物标记物的一个重要来源，但脑脊液收集对患者具有创伤性，极大限制了其推广及应用；血液生物标记物因损伤小与易获得，是生物学标记物研究的趋势。因此，本研究探讨老年POD患者血清炎性介质（IL-17A、IL-33、iNOS、PGE2）、补体系统活化标记物（C3a、C3、C5a）、神经损伤标记物（S100β、GFAP、NFL）、神经递质（BDNF、FGF-23、irisin）和血管内皮损伤标记物（VCAM-1、E-selectin、MMP-9）的浓度变化。

本研究结果显示，术前血清PGE2浓度升高是老年患者髋部骨折术后POD发病的独立危险因素，并且对POD的发生具有较高的预测能力。PEG2是重要的炎性因子，其在脑内的浓度较高。Minhas等［13］研究表明，PGE2不仅可以反映组织炎症，也可以体现组织老化程度，本研究结果与其一致，显示血清PGE2浓度越高，老年患者发生POD的概率越高。

本研究结果显示，发生POD的老年患者血清iNOS、S100β、NFL和GFAP浓度明显升高，而血清irisin浓度明显下降。iNOS的活性无法直接检测，在疾病条件下iNOS被激活分解产生NO，介导痴呆等神经退行性病变［14］。S100β是一种钙结合蛋白，其浓度升高主要与血脑屏障损伤相关［15］。NFL作为神经轴索损伤的标志物，其浓度在阿尔兹海默病、中风和创伤性脑损伤等多种大脑病理状态下升高［16-17］。GFAP是一种中间丝蛋白，虽然主要由中枢神经系统中的星形胶质细胞表达，但其血清浓度升高可作为神经系统损伤的生物标志物［18-19］。这些结果均表明炎症反应与神经损伤在POD发生发展中的重要作用。运动过程中由肌肉纤维产生的一种肌细胞因子irisin，对心脑血管具有保护作用［20-21］，本研究中发生POD的老年患者其血清浓度明显下降显示这部分老年患者可能日常活动量较少或者更加衰弱。

本研究也有一定局限性。首先，术中脑氧饱和度绝对值降低与POD的发生具有一定的相关性，本研究由于术中条件未能实时监测局部脑氧饱和度，未来将进一步提升研究的科学性；其次，应充分考虑术前合并症的严重程度与POD的相关性；最后，本研究为初步探索性研究，样本量较小，仍需要大样本的研究进一步验证。

综上所述，术前血清PGE2浓度升高是POD发病的独立危险因素，通过监测术前血清PGE2浓度对POD的发生具有较高的预测价值。

参考文献略。

DOI:10.12089/jca.2022.07.003

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编辑|张文娟

审核|张伟