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【中西合璧】术前经皮穴位电刺激降低老年骨科手术患者术后谵妄发生率:一项随机对照试验

来源 2026-06-27 22:10:37 健康资讯

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引言

接受骨科手术的老年患者数量不断增加,使术后谵妄(POD)这一普遍且临床意义重大的并发症受到越来越多的关注。POD发生率与年龄增长呈正相关,凸显了这一问题在该人群中的重要性。2017年发表的一项全面荟萃分析报告显示,接受骨科手术的老年患者中POD累积发生率高达24%。这些数据强调了制定有效预防策略以改善术后结局和降低医疗负担的迫切需要。POD与住院时间延长、医疗人员需求增加以及家庭和社会的重大经济成本相关。此外,它还导致全因死亡率升高,报告风险为10%至20%。长期影响同样令人担忧;住院期间的谵妄与出院后死亡率增加以及后续痴呆风险显著升高(高达十倍)相关。对接受髋膝关节置换术患者的回顾性分析显示,与无谵妄病史者相比,有谵妄病史者被诊断为阿尔茨海默病的可能性显著更高。已确定的POD危险因素包括高龄、认知储备下降、手术或麻醉创伤相关的神经炎症、急性疼痛以及术前睡眠障碍。其中,疼痛和睡眠障碍是可改变的因素,可以针对这些因素来增强围手术期脑健康并降低POD风险。对这些因素进行全面围手术期管理对于优化手术结局和保护患者至关重要。

大量接受骨科手术的患者报告存在显著术前疼痛;例如,高达77%计划接受全膝关节置换术的患者经历明显不适。睡眠障碍同样非常普遍,腰椎管狭窄症患者报告率为37%,全髋关节置换术患者高达73%。经皮穴位电刺激(TEAS)是一种通过表面电极向特定穴位传递电刺激的非侵入性方法,在解决这些围手术期挑战方面显示出潜力。与传统针刺相比,TEAS具有非侵入性、患者接受度更高和临床应用便捷等优势。临床前和临床研究表明,TEAS在疼痛管理、免疫调节和治疗物质使用障碍方面与电针疗效相当。

基于这些观察,假设术前TEAS可以通过缓解疼痛、改善睡眠质量和减弱术后炎症反应来降低POD发生率。为验证这一假设,在65岁及以上计划接受骨科手术的患者中进行了一项随机对照试验。参与者接受术前TEAS,靶向特定穴位(足三里ST36、太冲LR3、合谷LI4和内关PC6)。主要目标是评估TEAS在该患者群体中预防POD的疗效。

该研究由本单位(上海中医药大学附属曙光医院麻醉科)研究团队完成,发表于2025年的Frontiers in Neurology。

方法

研究设计与伦理批准:

本研究设计为一项前瞻性、随机、平行对照临床试验,按照《赫尔辛基宣言》和相关监管指南中概述的伦理原则进行。伦理批准由上海中医药大学附属曙光医院伦理委员会授予(批准号:2017–553–36–01;2017年11月23日)。本试验在中国临床试验注册中心进行前瞻性注册(注册号:ChiCTR-INR-17012951;2017年10月12日)。所有参与者在入组前均获得书面知情同意。每位参与者均被告知研究目的、程序、潜在风险以及随时退出的权利。本研究采用的伦理严谨性和适当的同意程序有助于其结果的可靠性和可推广性。

参与者

根据预定义的纳入和排除标准招募计划接受骨科手术的患者,以确保临床相关且同质的研究人群。纳入标准:年龄>65岁,男女不限,计划接受择期骨科手术,美国麻醉医师学会(ASA)身体状况分级I–III,体重指数(BMI)>18 kg/m²且≤30 kg/m²。所有参与者均需在入组前提供书面知情同意。

排除标准:TEAS目标穴位(足三里ST36、太冲LR3、合谷LI4或内关PC6)处有手术瘢痕或切口;这些部位有局部皮肤感染;急诊创伤手术;招募前四周内参加过另一项临床试验;使用心脏起搏器;慢性疼痛病史持续超过正常组织愈合时间(通常>12周);术前阿片类药物成瘾或依赖;使用简易认知评估(Mini-Cog)工具筛查认知障碍,0分作为排除标准,表明痴呆可能性高,因为该工具与其他工具相比受教育程度影响较小;过度饮酒史;或拒绝参与。这些标准旨在提高试验的内部有效性,并确保研究结果可推广至接受骨科手术的老年代表性人群。

干预措施

参与者被随机分配至干预组(TEAS组)或伪TEAS安慰剂组(对照组)。术前,一名合格的麻醉护士确定目标穴位:双侧足三里(ST36)-太冲(LR3)和合谷(LI4)-内关(PC6),每侧四对。

在干预组中,使用低频脉冲发生器(G6805-2;上海医疗器械高技术公司)传递经皮电刺激。设备施加2/100Hz的疏密波,刺激强度根据每位患者的最大耐受水平个体化调整。TEAS在术前连续3天每天两次、每次30分钟进行。手术当天额外进行一次30分钟的治疗,在麻醉诱导开始前30分钟进行。

在对照组中,参与者使用改良的电针设备接受伪刺激,该设备在外观上与活性设备无法区分,但不传递电流。伪刺激方案与干预方案一致,术前每天两次、每次30分钟,持续3天,并在麻醉诱导前30分钟再进行一次。

所有干预措施,包括活性刺激和伪刺激,均由同一名受过培训的麻醉护士进行,以确保操作一致性。骨科手术和麻醉管理由固定的手术和麻醉团队执行,以保持方法学一致性。

麻醉方案

进入手术室后,对所有参与者启动并维持标准生理监测,贯穿整个围手术期。参数包括心电图、脉搏血氧饱和度、呼吸频率、呼气末二氧化碳、有创动脉血压和脑电双频指数(BIS)。麻醉诱导使用0.3–0.5 μg/kg舒芬太尼、靶控输注(TCI)丙泊酚3.0–6.0 μg/mL和0.9–1.2 mg/kg罗库溴铵。麻醉维持包括TCI丙泊酚2.5–4.5 μg/mL和瑞芬太尼1.5–3.5 ng/mL。调整麻醉深度以维持BIS在40–60范围内。通过将术中血压波动限制在基线的20%以内来保持血流动力学稳定,必要时使用液体复苏或心血管药物。手术结束前10分钟,给予0.15 μg/kg舒芬太尼和3 mg格拉司琼以促进术后镇痛并减轻术后恶心呕吐。

除全身麻醉外,根据手术部位和个体患者因素使用区域技术。对于下肢手术,在L2–L3或L3–L4间隙使用15–20 mg 0.5%罗哌卡因进行脊髓麻醉。对于脊髓麻醉禁忌的患者,全身麻醉联合喉罩通气,并联合超声引导下筋膜髂肌阻滞(30 mL 0.33%罗哌卡因)。对于上肢手术,全身麻醉同样联合超声引导下臂丛神经阻滞(20 mL罗哌卡因)。

术后镇痛通过患者自控静脉镇痛(PCIA)泵提供,程序设置为持续输注1.5 μg/kg舒芬太尼和6 mg格拉司琼,速度2 mL/h。单次剂量设置为0.5 mL,锁定间隔15分钟。术后24小时内使用视觉模拟量表(VAS)评估疼痛。如果VAS评分≥4或患者要求额外镇痛,则给予50 mg肌注哌替啶作为补救治疗。这种多模式镇痛方法旨在确保有效的疼痛控制并支持术后恢复。

终点指标

本研究的主要终点是术后5天内POD的发生率。由一名对分组分配不知情的麻醉护士使用意识模糊评估法(CAM)或CAM-ICU(用于插管患者)评估POD。评估每天进行两次——上午一次,下午或晚上一次——两次评估间隔至少6小时,从术后第1天至第5天。

次要终点包括术后认知功能、睡眠质量、疼痛强度以及与炎症和脑损伤相关的血清生物标志物。早期术后认知功能在术后第7天使用蒙特利尔认知评估(MoCA)进行评估。术前第-3、-2和-1天使用雅典失眠量表(AIS)评估睡眠障碍。在同一天术前使用VAS测量疼痛强度。术前和术后第1天和第3天采集静脉血样本。这些样本由曙光医院临床实验室分析,以定量检测白细胞介素-6(IL-6)、C反应蛋白(CRP)和S100β蛋白(脑损伤的生物标志物)的水平。

对这些主要和次要结局的综合评估旨在阐明POD的发生率和促成因素,并探索围手术期疼痛、睡眠障碍、神经炎症和认知结局之间的关系。这种整合方法旨在为改善围手术期护理和临床结局提供策略信息。

样本量计算

样本量根据主要终点确定:术后5天内POD的发生率。参与者被随机分配至TEAS组或安慰剂(对照)组。计算总样本量为608名患者,每组304名,以在双侧α水平0.05下提供80%的检验效能来检测统计学显著差异。计算假设对照组POD预期发生率为24%,TEAS组绝对降低15%,基于先前报告的发生率和预期治疗效果。考虑到可能的失访,我们在最初计算的样本量基础上增加了11%。因此,本研究的最终目标入组人数设定为676名。

随机化和盲法

获得知情同意后,参与者以1:1的比例随机分配至TEAS组或对照组。随机化使用R软件或等效随机化工具进行。分组分配隐藏在按顺序编号、密封、不透明的信封中,这些信封在手术前放入参与者病历中,以保持分配隐藏。

鉴于电刺激的可感知性,采用了全面的盲法策略。所有临床护理团队成员,包括外科医生、麻醉医生和护士,均对治疗方案分配不知情。一名指定的麻醉护士,知晓分组分配,给予TEAS或伪刺激。如果发生术中紧急情况,允许该麻醉护士揭盲治疗方案分配,以确保患者安全。术后评估由对分组分配不知情的研究人员进行。研究统计师在数据分析期间也对分组分配不知情。所有患者数据,包括分组分配,均存储在受密码保护的安全研究计算机电子表格中,以维护保密性和数据完整性。

参与者被允许在研究完成后要求披露其治疗方案分配。这种盲法方案,加上安全的数据管理实践,旨在最小化偏倚风险并增强研究结果的方法学严谨性和可信度。

数据分析的统计方法

使用Kolmogorov–Smirnov检验评估连续变量的正态性分布。对于组间比较,对具有等方差的正态分布变量应用独立样本t检验。如果不符合正态性或方差齐性,则使用Mann–Whitney U检验。分类变量使用卡方(χ²)检验或Fisher精确检验进行分析,视情况而定。对于在多个时间点测量的变量,如VAS和AIS评分,采用重复测量方差分析(ANOVA)来评估随时间的组内和组间差异。所有统计分析使用SPSS软件(22.0版;SPSS Inc., Chicago, IL, USA)进行。双侧p值<0.05被认为具有统计学意义。这种统计方法旨在支持数据的稳健和准确解释,从而对治疗效应和组间差异进行有效推断。

结果

2017年12月10日至2020年10月8日期间,共筛查676名患者是否符合条件。其中68名因以下原因被排除:36名在穴位处有手术切口,2名使用起搏器,23名Mini-Cog评分为0,7名拒绝参与。剩余608名患者被均等随机分配至TEAS组和对照组(每组n=304)。在研究期间,每组各有8名患者因手术取消而退出,最终每组296名患者纳入分析(图1)。  TEAS组和对照组之间的基线人口统计学特征和围手术期数据具有可比性,表明关键变量分布均衡,最小化了潜在混杂因素(表1)。

TEAS组POD发生率显著低于对照组(6.08% vs. 17.57%,p < 0.001)。此外,TEAS组术后第7天MoCA评分显著更高(表2)。术后第1天和第3天,两组血清S100β、CRP和IL-6水平均较基线显著升高(p < 0.05)。然而,TEAS组在术后第1天和第3天的这些生物标志物浓度均显著低于对照组(p < 0.05;图2)。对照组术前3天的VAS评分保持不变。相比之下,TEAS组VAS评分呈进行性下降,术前第-2天和第-1天评分显著低于对照组(p < 0.05;图3)。TEAS组AIS评分在术前3天也显示出显著降低。对照组AIS评分保持稳定。术前第-2天和第-1天,TEAS组相对于对照组的睡眠评分显著改善(p < 0.05;图4)。VAS和AIS量表的具体评分数据见补充表1。

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中西合璧述评

术后谵妄作为老年骨科患者围手术期最常见的神经系统并发症之一,其发生率可高达24%,不仅显著延长住院时间、增加医疗负担,更与远期痴呆风险升高近十倍密切相关;现代医学将其归因于神经炎症、血脑屏障破坏、睡眠-觉醒周期紊乱及急性疼痛等多因素交互作用的"脑脆弱性"级联反应,而在中医理论体系中,此病可归属于"神昏""谵妄"范畴,核心病机在于手术金刃所伤、气血骤乱、痰瘀蒙窍,致使神明失守、清窍不利。

本团队发的这项随机对照试验,以608例老年骨科手术患者为对象,首次系统验证了术前连续3天经皮穴位电刺激(TEAS)对术后谵妄的预防价值,其方法学严谨,采用1:1随机化、分配隐藏及结局评估者盲法,主要终点通过CAM/CAM-ICU评估,辅以MoCA、AIS、VAS及血清炎症标志物(IL-6、CRP、S100β)的多维度评价,形成了"临床表型-主观症状-客观生物标志物"的立体证据链。研究结果令人瞩目:TEAS组谵妄发生率从17.57%降至6.08%,术后血清IL-6、CRP及S100β水平显著降低,且术前睡眠评分和疼痛评分亦明显改善,这不仅为加速康复外科提供了非药物干预的新证据,更为中西医结合防治围手术期脑功能障碍搭建了方法学与理论学的双重桥梁。

从中医视角审视,本研究选取双侧合谷(LI4)-内关(PC6)与足三里(ST36)-太冲(LR3)四穴联用,蕴含深厚的经络辨证思维:合谷为手阳明大肠经原穴,性升散,主调气机、醒脑开窍,现代研究证实其可激活迷走神经-胆碱能抗炎通路;内关为手厥阴心包经络穴,功擅宁心安神、宽胸理气,对前额叶皮层及边缘系统具有特异性调节作用,二者一表一里、一升一降,共奏"调气以和血,安神以定志"之效。足三里为足阳明胃经合穴,乃"强壮要穴",功擅健脾和胃、扶正培元,可调节HPA轴、降低应激激素;太冲为足厥阴肝经原穴,主调畅情志、平肝潜阳、理气解郁,老年患者术前多伴焦虑抑郁,肝气郁结则化火生痰,上扰清窍,太冲之刺可疏肝理气,使"气顺则痰消,火降则神清"。四穴分布于手足,形成"上下配穴"格局,涵盖手阳明、手厥阴、足阳明、足厥阴四条经脉,涉及表里、阴阳、气血多个维度,体现了"阴平阳秘,精神乃治"的整体观,与现代医学关于谵妄多因素发病机制的认识形成了跨时空的呼应。

从机制层面,IL-6与CRP作为急性期反应的核心介质,其过量释放可破坏血脑屏障、激活小胶质细胞、诱发中枢炎症,而TEAS对二者的抑制提示其可能通过迷走神经介导的胆碱能抗炎通路或下丘脑-自主神经调控实现"外周-中枢"炎症的双向衰减;S100β作为星形胶质细胞激活和血脑屏障通透性的标志物,其降低提示TEAS可能减轻了神经胶质过度活化及脑微血管损伤,维护神经元微环境稳态。若将上述生物标志物变化纳入中医病机框架,IL-6/CRP升高恰似"痰热内蕴",S100β升高/血脑屏障破坏犹如"瘀血阻络",睡眠障碍则对应"阳不入阴,神不守舍",而TEAS干预正合"化痰祛瘀、调和气血、安神定志"之效,与现代研究所见的抗炎、镇痛、促眠效应殊途同归。尤其,与既往多数研究仅在麻醉诱导前30分钟实施单次干预不同,本研究创新性地采用术前连续3天干预方案,这不仅符合ERAS"预康复"理念,更在中医学上暗合"治未病"思想——在"邪之所凑,其气必虚"之时,先安未受邪之地,提前打破"疼痛-失眠-炎症"的恶性循环,使机体以更佳状态承受手术打击。

当前谵妄预防主要依赖药物,但疗效有限且不良反应突出,TEAS作为一种无创、低成本、操作简便的物理疗法,可无缝嵌入ERAS路径,其NNT约为8.7,意味着每9例接受TEAS的老年患者即可预防1例谵妄发生,临床效益显著。然而,本研究仍存在单中心设计限制外部有效性、受试者盲法难以完全实现、MoCA缺乏术前基线对照、睡眠评估仅依赖主观量表、未区分谵妄亚型及严重程度等局限,未来需通过多中心大样本RCT进一步验证,并结合功能性磁共振探讨TEAS对脑网络的调控,通过单细胞测序或蛋白组学筛选特异性抗炎/神经保护通路,同时开发可穿戴式TEAS设备以拓展居家预康复的应用场景。

总之,这项研究以现代RCT的严谨框架验证了传统穴位刺激在围手术期脑保护中的独特价值,它不仅是高质量的临床研究报告,更是中西医结合的方法学示范。

原始文献

Sun L, Ruan W-Q, Zou Y-H, Wei P, Li H, Wang Y-Q, Li X and Song J-G (2025) Efficacy of preoperative transcutaneous electrical acupoint stimulation in reducing postoperative delirium in older adults undergoing orthopedic surgery: a randomized controlled trial. Front. Neurol. 16:1668610. doi: 10.3389/fneur.2025.1668610

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