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老年心脏手术患者术前认知功能障碍(PCD)患病率高,且是术后谵妄(POD)等围术期神经认知障碍的独立危险因素。脑电图(EEG)参数如爆发抑制(burst suppression,BS)持续时间、频谱边缘频率(SEF),以及脑氧饱和度(CO)均是POD的预测因子,但术前认知状态是否影响这些术中神经监测指标尚不明确。Alkananda Behera团队探讨了PCD与术中BS、SEF、脑氧饱和度的相关性,其结果发表于2026年5月的《Anesthesia & Analgesia》杂志。

目的
老年心脏手术患者术后谵妄(POD)发生率高达50%,术前认知功能障碍普遍但未被充分识别。EEG特征(如爆发抑制、频谱边缘频率)和 脑氧合(CO)可预测PND,但其与术前认知的关系尚不明确。本研究旨在探讨术前认知功能障碍对术中BSD、SEF、脑氧去饱和的影响。
方法
研究设计
本研究为一项正在进行的多中心、三盲随机对照试验(评估术后静脉对乙酰氨基酚预防老年心脏手术POD)的单中心二次分析。纳入年龄≥60岁、行体外循环(CPB)下CABG和/或瓣膜手术的患者。本文报告2020年8月至2022年4月前瞻性收集的数据,结局为事后定义。
术前认知评估
术前使用蒙特利尔认知评估量表(MoCA,30分,正常≥26分,异常<26分)评估认知功能。
术中麻醉与监测
麻醉诱导使用丙泊酚,维持使用异氟烷。术中监测使用额叶EEG(SedLine Root监测仪,Masimo)和区域脑血氧仪(O3,Masimo)。传感器在诱导前放置,术中被动采集数据(麻醉医生不知情),术后移除传感器。未根据监测数据进行干预。
EEG与脑血氧饱和度记录与处理
采样率:约178 Hz;预处理:EEGLAB软件,低通50 Hz,高通0.5 Hz,手动去除伪影;爆发抑制检测:基于递归方差估计的阈值算法,计算BS持续时间(BSD)和BSR(BS时间占记录总时间的比例)。BSD以分钟计,并计算BSD比值(BSD/总手术时间);频谱边缘频率(SEF):通过多窗口谱分析计算95% EEG功率所在的频率(范围0.5–88 Hz),取1分钟平均值。分析使用MATLAB R2022a及EEGLAB函数。
每2秒采样一次左右半球CO值。脑缺氧/去饱和定义为CO <60%。CO值<30%作为伪影剔除。
同时分析双重脑事件:(1)同时发生BSR>0且CO<60%(并发);(2)独立发生的BS和脑氧去饱和(非并发)。
统计方法
采用R(4.2.2)进行统计分析。正态性检验后,采用Wilcoxon秩和检验比较两组(MoCA正常 vs 异常)的BSD、SEF、CO等。线性混合效应模型(校正年龄、性别、种族、BMI、麻醉浓度)分析SEF;多重线性回归分析BSD;混合效应logistic回归分析脑氧去饱和及双重事件,P<0.05差异具显著性。
结果
共纳入110例患者,其中59%(65例)MoCA异常。两组基线特征(年龄、性别、手术时长、麻醉浓度、MAP<65 mmHg时间、CPB时间、去甲肾上腺素用量、既往合并症等)均衡(P>0.05)。BSD数据可用92例,SEF数据110例,CO数据98例。

BSD:认知异常组中位BSD 11.8 min,正常组10.8 min(Cohen's d=0.34,P=0.39);BSD/手术时间比值分别为4.1% vs 3.4%(P=0.36)。连续MoCA与BSD呈微弱负相关(ρ=-0.18,P=0.09)。多因素回归显示,BSD与麻醉浓度显著相关(每0.1%异氟烷增加19 min BSD,P=0.017),但与认知分组无关(β=1.6,P=0.8)。BS期间麻醉浓度两组无差异(P=0.7)。CPB不同阶段(CPB前、中、后)的BS率两组无差异。
SEF:认知正常组平均SEF显著高于异常组(13.1 vs 12.5 Hz,P=0.02)。多因素校正后,认知异常组SEF平均低1.4 Hz(95% CI 0.07-2.6,P=0.03)。每增加0.1%麻醉浓度,SEF降低0.08 Hz(P<0.001)。MoCA每增加1分,SEF增加0.23 Hz(P<0.01)。SEF变异系数(CoV)两组无差异(0.28 vs 0.30,P=0.65)。基线SEF两组无差异(左侧P=0.4,右侧P=0.7)。
脑氧饱和度:基线CO、最低CO、中位CO、波动范围(最大值-最小值)及脑氧去饱和总时间在两组间均无显著差异(P>0.05)。异常组中位脑氧去饱和时间55.4 min,正常组46.3 min(P=0.6)。多因素校正后,认知异常组脑氧去饱和时间平均多0.49 min(95% CI 0.12-2.05,P=0.3)。男性与更高的CO(更少去饱和)及更低的BS-CO并发风险相关(OR=0.09,P<0.001)。

双重事件:并发BS和脑氧去饱和时间两组无显著差异(异常组15.5 min vs 正常组8.7 min,P=0.21);非并发事件总时间也无显著差异(118 vs 71 min,P=0.5)。多因素校正后仍无统计学意义。
结论
术前认知功能障碍与术中SEF显著降低相关,表明认知受损患者在同等麻醉浓度下表现出更高的麻醉敏感性(脑电活动更受抑制),但并未导致BS增加或明显的脑氧去饱和。SEF作为简单易读的EEG参数,具有识别认知脆弱患者的潜在价值,但需要进一步研究确立临床阈值。
醉翁之艺点评
该研究首次将频谱边缘频率(SEF)这一简单、可直接从临床脑电监护仪读取的参数与术前认知功能障碍相关联,为“脆弱脑”的术中识别提供了新思路。与既往研究多关注复杂的频带功率(如α功率)不同,SEF无需专业人员解读密度谱阵列,更具临床可操作性。
该研究发现,在异氟烷麻醉浓度相似的情况下,MoCA异常患者的SEF平均低1.4 Hz,相当于每增加1分MoCA得分SEF升高0.23 Hz,且麻醉浓度对SEF的负效应在认知异常组中更为敏感——这表明术前认知状态是麻醉药脑电反应的重要调节因子。然而,与假设相反,认知异常组并未表现出更长的BS时间或更重的脑氧去饱和。这一差异可能源于心脏手术的特殊性:CPB过程中存在微栓塞、炎症反应等额外脑损伤因素,可能干扰了“低前额α→BS”的经典级联;同时本研究使用的BS检测算法较为严格,且手术全程BS时间占比仅3-4%,地板效应可能掩盖组间差异。关于脑氧饱和度,尽管文献提示术前CO≤60%与POD相关,但本研究未发现CO与术前认知的关联,提示脑氧主要受术中血管条件(如动脉硬化)而非基础认知影响。双重事件(BS+脑氧去饱和)也未显示组间差异,说明术前认知障碍并不增加脑电抑制与缺氧同时发生的风险。
该研究局限性包括:单中心、多数为白种人;样本量为便利样本,未进行先验效能计算;MoCA仅为筛查工具,非正式神经心理学评估;多重比较未校正,结果需视为探索性。
尽管如此,该研究提示,在临床麻醉中监测SEF可能有助于识别对麻醉深度更敏感的认知受损患者,未来应前瞻性验证SEF阈值与POD的关联,并探索个体化麻醉管理是否可改善此类患者的预后。
原始文献:
Behera A , Ramachandran R V , Hussain Z ,et al.The Association of Preoperative Cognitive Dysfunction to Common Intraoperative Electroencephalographic Parameters and Cerebral Hypoxia During Cardiac Surgery[J].Anesthesia & Analgesia, 2026, 142(5):964-974.DOI:10.1213/ANE.0000000000007724.
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