術(shù)后認(rèn)知功能障礙患者的定量腦電圖特點

張北源，尤 勇，虞文魁，顧 勤

0 引 言

術(shù)后認(rèn)知功能障礙（postoperative cognitive dysfunction，POCD）是手術(shù)后常見的中樞神經(jīng)系統(tǒng)并發(fā)癥，主要表現(xiàn)為術(shù)后出現(xiàn)的學(xué)習(xí)、記憶、情緒、情感和判斷力等認(rèn)知功能的下降。有調(diào)查顯示，POCD的發(fā)生率在9.9%～80%［1-2］。POCD不僅延長患者住院時間，增加住院費用，甚至造成永久的認(rèn)知功能缺陷，對患者和社會產(chǎn)生巨大的經(jīng)濟負(fù)擔(dān)［3］。目前對POCD尚缺乏統(tǒng)一的診斷標(biāo)準(zhǔn)，而國內(nèi)常用的簡易智力狀況檢查法（mini-mental state examination，MMSE）等量表存在受患者的教育程度、語言等影響，且對輕度POCD患者識別不敏感等缺點［4］；

定量腦電圖作為一種客觀、量化的腦電圖監(jiān)測手段，操作相對簡單，結(jié)果簡單易懂，目前已逐步應(yīng)用于重癥患者［5-7］。但目前定量腦電圖用于POCD患者的相關(guān)研究報道較少。因此，本研究旨在觀察POCD患者的定量腦電圖特點。

1 資料與方法

1.1 一般資料選取2018年1月至10月南京大學(xué)醫(yī)學(xué)院附屬鼓樓醫(yī)院重癥醫(yī)學(xué)科收治的擇期術(shù)后患者31例。納入標(biāo)準(zhǔn)：①年齡＞18周歲；②既往無精神類疾病，無服用精神藥物病史；③具有初中及以上學(xué)歷；④氣管插管時間＜24 h；⑤ICU住院時間＞3 d。排除標(biāo)準(zhǔn)：①術(shù)前MMSE評分＜24分；②術(shù)后接受鎮(zhèn)靜藥物治療＞24 h；③顱腦相關(guān)術(shù)后；④終末期患者；⑤研究過程中無法順利完成MMSE量表。依據(jù)患者術(shù)前1 d和術(shù)后3 d的MMSE評分變化（△MMSE）分為POCD組（△MMSE ＞2分，n=11）和對照組（△MMSE≤2分，n=20）。本研究經(jīng)過醫(yī)院倫理委員會批準(zhǔn)（批準(zhǔn)號：2018-101-02），患者均簽署知情同意書。

1.2 術(shù)后處理所有納入患者術(shù)后均常規(guī)給予生命體征監(jiān)測（心電圖、脈搏、呼吸頻率、血氧飽和度）。并給予補液、鎮(zhèn)痛、抑酸、預(yù)防/抗感染等常規(guī)治療。

1.3 定量腦電圖監(jiān)測所有患者術(shù)后第3天使用腦功能儀（美國 NATUS，Nicolet Monitor，Nicolet One，5.94），進行床旁定量腦電圖監(jiān)測，每例患者監(jiān)測一次，每次持續(xù)時間40～60 min。監(jiān)測期間患者安靜閉眼，病房內(nèi)保持安靜，并減少操作、護理、儀器噪音對結(jié)果產(chǎn)生的影響。采用頭皮盤狀電極固定 6個記錄電極（F3、P3、F4、P4、Cz、Fz），電極位置按照國際10-20系統(tǒng)放置，并要求阻抗水平≤5 kΩ。采用雙極縱聯(lián)F3-P3，F(xiàn)4-P4四通道提取數(shù)據(jù)，濾波器為1-35Hz。振幅整合腦電圖（amplitude integrated electroencephalogram，aEEG）由計算機每秒自動提取原始腦電圖上、下邊界，進行半對數(shù)轉(zhuǎn)換后顯示；頻帶能量每10 s自動提取數(shù)值，并計算出 α波（8-13 Hz）、β波（13-30 Hz）、θ波（4-8 Hz）、δ波（0.5-4 Hz）的百分比；α變異由計算機每2分鐘為一片段計算出α波的比例并生成周期性直方圖；頻譜熵每10秒計算機自動提取數(shù)值，繪制成折線圖；原始腦電圖用于回顧性分析數(shù)據(jù)，以排除干擾因素對結(jié)果的影響。

1.4 認(rèn)知功能評價采用MMSE量表對受試者進行認(rèn)知功能評價，分別于術(shù)前1 d及術(shù)后3 d。評價內(nèi)容包括定向力、記憶力、注意力和計算力、回憶力以及語言能力5個方面，總分30分，分?jǐn)?shù)越高，認(rèn)知越好。POCD定義為：△MMSE=MMSE術(shù)前-MMSE術(shù)后＞2分［8］。

1.5 數(shù)據(jù)收集一般情況：包括年齡、性別、急性生理和慢性健康（Acute Physiology and Chronic Health Evaluation，APACHE）II評分、序貫器官衰竭評分（Sequential Organ Failure Assessment，SOFA）、文化程度、基礎(chǔ)疾病、手術(shù)種類、手術(shù)時間、麻醉方式等；定量腦電圖：包括aEEG、頻譜能量、頻譜熵、α變異；MMSE評分：包括定向力、記憶力、注意力和計算力、回憶力以及語言能力5個方面。

1.6 統(tǒng)計學(xué)分析采用SPSS 22.0統(tǒng)計軟件進行數(shù)據(jù)分析。計量資料符合正態(tài)分布時以均數(shù)±標(biāo)準(zhǔn)差（xˉ±s）表示，手術(shù)前后MMSE評分比較采用配對t檢驗，組間比較采用成組t檢驗。計數(shù)資料以百分比描述，組間比較采用χ2檢驗。相關(guān)性分析采用Pearson相關(guān)分析。以P≤0.05為差異有統(tǒng)計學(xué)意義。

2 結(jié) 果

2.1 一般資料POCD組患者平均年齡較對照組明顯升高（P＜0.05），性別、APACHE II評分、SOFA評分等差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表1。

表1 入組患者一般資料比較Table 1 General information on the patients in the control and POCD groups

2.2 患者認(rèn)知功能評估POCD組患者術(shù)前MMSE各項評分和總評分均顯著高于術(shù)后（P＜0.05），對照組術(shù)前MMSE總評分、注意力和計算力、回憶力均顯著高于術(shù)后（P＜0.05）。2組術(shù)前MMSE各項評分和總評分差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。POCD組術(shù)后MMSE各項評分和總評分顯著低于對照組（P＜0.05）。見表2。

表2 入組患者MMSE評分的比較（xˉ±s，分）Table 2 Total and specific item scores of the patients in the control and POCD groups on Mini-Mental State Examination（xˉ±s，score）

2.3 qEEG結(jié)果POCD組左側(cè)α變異、右側(cè)α變異、左側(cè)α頻帶能量、右側(cè)α頻帶能量較對照組顯著下降（P＜0.05），其他參數(shù)差異無統(tǒng)計學(xué)意義（P＞0.05）。見表3。

表3 入組患者qEEG參數(shù)的比較（xˉ±s）Table 3 Quantitative EEG parameters of the patients in the control and POCD groups（xˉ±s）

2.4 α變異及α頻帶能量與△MMSE評分的相關(guān)性分析進一步分析發(fā)現(xiàn)，左側(cè)α變異、右側(cè)α變異、左側(cè)α頻帶能量及右側(cè)α頻帶能量與△MMSE評分均存在明顯的負(fù)相關(guān)（r左側(cè)α變異=-0.793，P=0.004；r右側(cè)α變異=-0.835，P=0.001；r左側(cè)α頻帶能量=-0.633，P=0.037及r右側(cè)α頻帶能量=-0.682，P=0.021）。

3 討 論

隨著社會的老齡化加劇和醫(yī)療技術(shù)水平的不斷發(fā)展，外科術(shù)后高齡和危重患者所占的比例越來越大。POCD作為術(shù)后常見的并發(fā)癥，也逐漸受到關(guān)注。目前POCD的發(fā)病率，各文獻(xiàn)報道不一。在一項POCD國際多中心研究表明，非心臟術(shù)后1周的發(fā)生率為25.8%，3個月為9.9%［1］。心臟術(shù)后數(shù)周內(nèi)發(fā)病率為30%～80%，3-6個月為10%-60%［2］；造成這些差異的主要原因之一是對于POCD缺乏統(tǒng)一客觀的診斷方法。本研究POCD的發(fā)生率為35.48%，與上述研究結(jié)果基本一致。目前臨床上主要依靠MMSE評分表、韋氏智力量表（Wechsler intelligence scale，WIS）、明尼蘇達(dá)多項人格調(diào)查表等神經(jīng)心理學(xué)測試進行診斷，但存在受患者語言、教育水平、對輕度POCD患者不敏感、主觀性較大等缺點［4］；此外有研究表明，S100β蛋白等客觀性指標(biāo)在POCD患者可明顯升高［9-10］，但目前作為診斷工具尚不成熟。

傳統(tǒng)腦電圖（electroencephalogram，EEG）因操作復(fù)雜，結(jié)果解讀困難，易受周圍環(huán)境干擾，從而限制了其在重癥監(jiān)護病房中的應(yīng)用。而qEEG作為一種新型的腦電監(jiān)測技術(shù)，利用計算機軟件對原始腦電圖進行量化分析，操作相對簡單，結(jié)果簡單易懂，目前已逐步應(yīng)用于重癥患者［5-7］。本研究對每位患者進行操作前教育以更好的配合腦電圖檢查，另外電極放置以及檢測環(huán)境也做了嚴(yán)格的質(zhì)量控制，并且依據(jù)原始腦電圖對結(jié)果進行分析，剔除受到干擾的腦電圖，最終選取每位檢查患者10 min的腦電圖片段進行分析，以觀察POCD患者的定量腦電圖特點。

頻帶能量是計算機將原始腦電圖通過快速傅立葉變換等方法，將原始腦電圖隨時間的變化轉(zhuǎn)化為腦電功率隨頻率的變化。從而直接觀察α、β、θ、δ頻段腦電波所占的百分比；在生理條件下，隨著腦血流的下降和腦細(xì)胞缺氧的逐步加重，腦電圖逐漸出現(xiàn)快波頻率（8～14 Hz）的減少，慢波頻率（4～7 Hz）的增加。當(dāng)腦血流小于35 mL/（100 g·min）時，腦細(xì)胞開始出現(xiàn)無氧代謝，快波頻率開始減少。當(dāng)腦血流＜25 mL/（100 g·min）時，腦細(xì)胞出現(xiàn)乳酸酸中毒，慢波頻率開始增加。當(dāng)腦血流小于＜12 mL/1（100 g·min）時，腦細(xì)胞出現(xiàn)死亡，腦電圖呈靜息狀態(tài)［11］。在POCD患者，局部腦組織氧飽和度會出現(xiàn)不同程度的下降，提示腦組織存在氧供需失衡［12］，這可能是導(dǎo)致患者α頻帶能量減少的重要原因之一。另一方面，腦電信號反映了突觸電位的變化，當(dāng)神經(jīng)遞質(zhì)乙酰膽堿功能出現(xiàn)下降，影響突觸電位的正常傳遞，會引起腦電圖出現(xiàn)α波的減少和慢波的增加［13］。乙酰膽堿功能障礙是阿爾茨海默病的重要病理基礎(chǔ)［14］，而目前對阿爾茨海默病患者的腦電圖觀察表明，α波頻率的減少是其特征性表現(xiàn)之一［15］。而乙酰膽堿功能障礙在POCD的發(fā)生發(fā)展過程中同樣起著關(guān)鍵作用［16］，且部分POCD患者最終可進展為阿爾茨海默病，這可能是導(dǎo)致患者α頻帶能量減少的另一個重要原因。本研究發(fā)現(xiàn)POCD組的α頻帶能量較正常術(shù)后組患者明顯降低，這與上述結(jié)論相符合。

相對α變異指α頻率（8-13Hz）比總頻率（0.5-30Hz）的百分?jǐn)?shù)。Eric S.Rosenthal等［17］對103例蛛網(wǎng)膜下腔出血患者的腦電圖研究表明，其發(fā)生遲發(fā)性腦缺血患者的α變異較對照組明顯降低，且腦電圖的改變早于臨床診斷約7 h，早于CT約44 h。此外Hebb等［18］對53例顱腦外傷患者的研究表明，α變異可準(zhǔn)確預(yù)測患者6個月的神經(jīng)系統(tǒng)預(yù)后。而本研究表明，在POCD患者可出現(xiàn)明顯的α變異下降，原因可能與α波降低有關(guān)。且進一步分析表明，MMSE術(shù)前和術(shù)后評分的差值與α波頻譜能量和相對α變異存在明顯的相關(guān)性。需要指出的是，腦電圖是神經(jīng)突觸電活動的一種反映，腦電圖可先于大腦形態(tài)學(xué)之前出現(xiàn)變化，能更早反映患者的腦功能狀態(tài)。

綜上所述，本研究表明POCD患者腦電圖α頻帶能量、α變異與正常對照組明顯下降，且與△MMSE存在顯著的相關(guān)性。提示定量腦電圖檢查對發(fā)現(xiàn)及診斷POCD患者可能具有一定的臨床意義。本研究仍存在一定的局限性：第一，本研究雖采取一定的措施以減少噪音、操作等干擾因素對腦電圖監(jiān)測結(jié)果造成的影響，但仍無法完全避免其影響；第二，本研究為觀察性研究，未有患者術(shù)前的腦電圖結(jié)果，無法對比患者術(shù)前、術(shù)后的腦電圖變化；第三，本研究納入的樣本量仍較小，β、θ、δ波是否存在差異，仍需進一步的研究明確。